JPH01150371A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
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- JPH01150371A JPH01150371A JP62309040A JP30904087A JPH01150371A JP H01150371 A JPH01150371 A JP H01150371A JP 62309040 A JP62309040 A JP 62309040A JP 30904087 A JP30904087 A JP 30904087A JP H01150371 A JPH01150371 A JP H01150371A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は受光領域を多数含む受光素子の構造に関するも
のであり、受光面積が大きくかつ高速動作が可能な受光
素子として応用できる。
のであり、受光面積が大きくかつ高速動作が可能な受光
素子として応用できる。
従来の技術
本発明の受光素子は受光領域を同一チップ内に複数個集
積化しようとするものであるが、従来より単体としての
受光素子の構造としては第２図に示すものがある（例え
ば、Ｈ，ｌ５ｉｈａｒａ他 ：’Ｈｉｇｈ−ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ ａｇｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｏｎ
Ｐｌａｎａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＩｎＧａＡｓ／Ｉ
ｎＰ ＰＩＮ−ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓｗｉｔｈ Ｔ
ｉ／Ｐｔ ａｎｄ Ｔｉ／ムｕ ｃｏｎｔａｃｔ 、’
工ｖクトｏニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、
Ｌｅｔｔ、 ）。
積化しようとするものであるが、従来より単体としての
受光素子の構造としては第２図に示すものがある（例え
ば、Ｈ，ｌ５ｉｈａｒａ他 ：’Ｈｉｇｈ−ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ ａｇｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｏｎ
Ｐｌａｎａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＩｎＧａＡｓ／Ｉ
ｎＰ ＰＩＮ−ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓｗｉｔｈ Ｔ
ｉ／Ｐｔ ａｎｄ Ｔｉ／ムｕ ｃｏｎｔａｃｔ 、’
工ｖクトｏニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、
Ｌｅｔｔ、 ）。
ｖｏｌ、 ２０ 、１）、 ６５４ （１９８４） ）
。構造はｎ−ＩｎＰ基板１１上にｎ−ＩｎＰバッフ ７
層１２、ｎ−ＩｎＧａＡｓ 光吸収層１３、ｎ−Ｉｎ
Ｐｎ透光層１４、Ｚｎを部分的に拡散した受光領域１６
、絶縁層１５を積層して、ホトダイオード（ＰＤ）を構
成している。受光領域１６、 ＩｎＰ基板１１にはそれ
ぞれＰ側電極１７、ｎ側電極１８が蒸着されており、こ
の間にバイアス電圧を印加しておくと入射光によって光
電流が流れる。
。構造はｎ−ＩｎＰ基板１１上にｎ−ＩｎＰバッフ ７
層１２、ｎ−ＩｎＧａＡｓ 光吸収層１３、ｎ−Ｉｎ
Ｐｎ透光層１４、Ｚｎを部分的に拡散した受光領域１６
、絶縁層１５を積層して、ホトダイオード（ＰＤ）を構
成している。受光領域１６、 ＩｎＰ基板１１にはそれ
ぞれＰ側電極１７、ｎ側電極１８が蒸着されており、こ
の間にバイアス電圧を印加しておくと入射光によって光
電流が流れる。
また本発明の受光素子は、受光領域を複数個に分割し受
光領域１個あたりの面積を小さくすることで高速動作を
行うものであるが、従来より複数個の受光素子を用いて
、それぞれの受光素子に異なる信号を与え、マルチチャ
ンネルの光信号を受光するものとして第３図に示すもの
がある（例えば、Ｔ、５ａｋｕｒａｉ他：′ムＭｏｎｏ
ｌｉｔｈｉｃ Ｆｏｕｒ−Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｈｏｔ
ｏｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｎ
ａＧａＡｓ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ ｕｓｉｎｇ
Ｍｅｔａｌ−８ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｍａｔａｌ
Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓ ａｎｄ ＦＩＣＴ’ｓ、’
フイ・イー・イー、イー・エレクトロニクス・デバ
イス・レターズ（ＩＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 ｄａ
ｖｉｃａ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） 。
光領域１個あたりの面積を小さくすることで高速動作を
行うものであるが、従来より複数個の受光素子を用いて
、それぞれの受光素子に異なる信号を与え、マルチチャ
ンネルの光信号を受光するものとして第３図に示すもの
がある（例えば、Ｔ、５ａｋｕｒａｉ他：′ムＭｏｎｏ
ｌｉｔｈｉｃ Ｆｏｕｒ−Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｈｏｔ
ｏｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｎ
ａＧａＡｓ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ ｕｓｉｎｇ
Ｍｅｔａｌ−８ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｍａｔａｌ
Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓ ａｎｄ ＦＩＣＴ’ｓ、’
フイ・イー・イー、イー・エレクトロニクス・デバ
イス・レターズ（ＩＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 ｄａ
ｖｉｃａ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） 。
ｖｏｌ、ＩＣＤＬ−６，ｐ、６３４（１９８６））。構
造は半絶縁性ＧＩＬＡＳ 基板２１上にｕｎｄｏｐｅ
−ＧａＡ！！光吸収層２２を積層し、光吸収層２２上
にムｌ電揃を蒸着し、メタル・半導体・メタル・ホトダ
イオード（ＭＳＭ−ＰＤ ）２８を構成している。−方
旧司０ｐｅｌ −ＧａＡＩ９ 光吸収層２２上にｎ−
ＧａムＳ活性層２４を積層し、ソース電極２６およびド
レイン電極２７としてムＵ／ムｕ−Ｇｅを蒸着し、ゲー
ト電極２６としてム１を蒸着して電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ ）２９を構成している。前記ＭＳＮ−ＰＤ２
８と前記ＦＩＥＴ２９を用いた増幅器より構成された受
光器を１チヤンネルとし、同一基板上に４回路組み込む
ことで、４チャンネル光集積回路として異なるチャンネ
ルの信号を受光し、それぞれの信号に対応する４チヤン
ネルの光電流を出力する。
造は半絶縁性ＧＩＬＡＳ 基板２１上にｕｎｄｏｐｅ
−ＧａＡ！！光吸収層２２を積層し、光吸収層２２上
にムｌ電揃を蒸着し、メタル・半導体・メタル・ホトダ
イオード（ＭＳＭ−ＰＤ ）２８を構成している。−方
旧司０ｐｅｌ −ＧａＡＩ９ 光吸収層２２上にｎ−
ＧａムＳ活性層２４を積層し、ソース電極２６およびド
レイン電極２７としてムＵ／ムｕ−Ｇｅを蒸着し、ゲー
ト電極２６としてム１を蒸着して電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ ）２９を構成している。前記ＭＳＮ−ＰＤ２
８と前記ＦＩＥＴ２９を用いた増幅器より構成された受
光器を１チヤンネルとし、同一基板上に４回路組み込む
ことで、４チャンネル光集積回路として異なるチャンネ
ルの信号を受光し、それぞれの信号に対応する４チヤン
ネルの光電流を出力する。
また、本発明の受光素子は、個々の受光領域はフォトダ
イオードを形成しており、このフォトダイオードを光の
入射範囲内に複数個配列して、光信号を光電流に高速に
変換するものであるが、従来より、複数個の光発電セル
を有する太陽電池として第４図に示すものがある（例え
ば、Ｊ、Ｖ。
イオードを形成しており、このフォトダイオードを光の
入射範囲内に複数個配列して、光信号を光電流に高速に
変換するものであるが、従来より、複数個の光発電セル
を有する太陽電池として第４図に示すものがある（例え
ば、Ｊ、Ｖ。
Ｍｅｅｒｂａｒｇｅｎ他：′アイ・イー・イー・イー・
トランサクシ目ンズ・オンΦエレクトロンｏデバイシス
（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ＩＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｄｅｖｉｃｅｓ ） 、 ｖｏｌ、ＫＤ
−２５、５０７（１９７８））。
トランサクシ目ンズ・オンΦエレクトロンｏデバイシス
（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ＩＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｄｅｖｉｃｅｓ ） 、 ｖｏｌ、ＫＤ
−２５、５０７（１９７８））。
構造は、Ｐ型Ｓｉ基板３１上に絶縁層３２を積層した後
、絶縁層の一部に複数のム１電極３３を蒸着し、絶縁層
およびムｌ電極上にＴｉＯｘ反射防止膜３４を積層する
。γノード電極としては、Ｐ型Ｓｉ基板裏面にムｌ電極
３５が蒸着されており、絶縁層に光を照射することで各
電極より光電力を得ることができる。
、絶縁層の一部に複数のム１電極３３を蒸着し、絶縁層
およびムｌ電極上にＴｉＯｘ反射防止膜３４を積層する
。γノード電極としては、Ｐ型Ｓｉ基板裏面にムｌ電極
３５が蒸着されており、絶縁層に光を照射することで各
電極より光電力を得ることができる。
また、従来より複数個のホトダイオードを有するものと
してＣＯＤがあり、これを第５図にじめす（例えば、Ｍ
、 Ｋｕｂｏ他：ム １０２４−ＥｌｅｍｅｎｔＬｉｎ
ｅａｒ ＣＣＤ Ｐｈｏｔｏ ５ｅｎｓｏｒ ｗ
ｉｔｈ ＵｎｉｑｕｅＰｈｏｔｏｄｉｏｄｅ ５ｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ 、 ’ アイ・イー０イー０イー・ト
ランザクションズ・オン・エレクトロンＱデバイシス（
ＩＥＥＥ ＴｒａｎＳａｃｔｉｏｎｓ ｏｎｌＥｌｅ
ｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ） 、 ｖｏｌ、 ＥＩ）−
２７、１８０４（１９８０） ’）。
してＣＯＤがあり、これを第５図にじめす（例えば、Ｍ
、 Ｋｕｂｏ他：ム １０２４−ＥｌｅｍｅｎｔＬｉｎ
ｅａｒ ＣＣＤ Ｐｈｏｔｏ ５ｅｎｓｏｒ ｗ
ｉｔｈ ＵｎｉｑｕｅＰｈｏｔｏｄｉｏｄｅ ５ｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ 、 ’ アイ・イー０イー０イー・ト
ランザクションズ・オン・エレクトロンＱデバイシス（
ＩＥＥＥ ＴｒａｎＳａｃｔｉｏｎｓ ｏｎｌＥｌｅ
ｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ） 、 ｖｏｌ、 ＥＩ）−
２７、１８０４（１９８０） ’）。
構造はＰ型ｓｉ基板４１の一部にｎ＋層４２を形成した
あと絶縁層４３を積層し、ｎ＋層に光が入るように穴を
開けたムｌ電極４４を５ｉ０２の一部に蒸着し、再び絶
縁層４６を積層したホトダイオード４６、およびとのホ
トダイオードのム１電極に蓄積された電荷を、電位を順
次変化させることによって移動させ得る複数の電極４７
よりなる。
あと絶縁層４３を積層し、ｎ＋層に光が入るように穴を
開けたムｌ電極４４を５ｉ０２の一部に蒸着し、再び絶
縁層４６を積層したホトダイオード４６、およびとのホ
トダイオードのム１電極に蓄積された電荷を、電位を順
次変化させることによって移動させ得る複数の電極４７
よりなる。
発明が解決しようとする問題点
第２図に示す受光素子は、プレーナー構造であると同時
に高感度・低暗電流であり、受光面積が小さい場合には
何ら問題はない。しかし、光の入射範囲が広い場合には
受光領域の面積の大きい受光素子が必要となり、その結
果受光部の接合容量が増大して動作速度が小さくなる。
に高感度・低暗電流であり、受光面積が小さい場合には
何ら問題はない。しかし、光の入射範囲が広い場合には
受光領域の面積の大きい受光素子が必要となり、その結
果受光部の接合容量が増大して動作速度が小さくなる。
第３図に示す光集積回路は、マルチチャンネルの受光素
子であり、別々の電気信号を取り出すことを目的として
いる。従って入射範囲の広い光を受光する目的で用いる
には、受光素子間隔が広すぎて受光総面積が小さくなる
ため、得られる電流は小さくなり適当でない。
子であり、別々の電気信号を取り出すことを目的として
いる。従って入射範囲の広い光を受光する目的で用いる
には、受光素子間隔が広すぎて受光総面積が小さくなる
ため、得られる電流は小さくなり適当でない。
第４図に示す太陽電池は、複数個のセルを持っているが
、個々のセルの大きさは数鵡程度と大きく、接合容量が
大きいために、高速動作は不可能である。
、個々のセルの大きさは数鵡程度と大きく、接合容量が
大きいために、高速動作は不可能である。
第５図に示すＣＣＤは、複数個のホトダイオードを有す
るが、この出力信号は電荷であり、かつ出力信号がシリ
アルに伝送されるために、大きな光信号を得られない。
るが、この出力信号は電荷であり、かつ出力信号がシリ
アルに伝送されるために、大きな光信号を得られない。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、化合物半導体基
板と、前記基板上に形成された光吸収層と、前記光吸収
層の一部領域内に形成され前記光吸収層と伝導型の異な
る複数の受光領域を含み、前記複数の受光領域に光信号
を照射したときに得られる光電流を前記受光領域より独
立に取り出し得ることを特徴とする受光素子の構造を提
案しようとするものである。
板と、前記基板上に形成された光吸収層と、前記光吸収
層の一部領域内に形成され前記光吸収層と伝導型の異な
る複数の受光領域を含み、前記複数の受光領域に光信号
を照射したときに得られる光電流を前記受光領域より独
立に取り出し得ることを特徴とする受光素子の構造を提
案しようとするものである。
作用
本発明の受光素子が従来の受光素子に比べて高速動作可
能となるのは、基本的には一つのホトダイオードの受光
領域の面積を小さくしたことによるものである。動作速
度ｆｓｄｂは、抵抗Ｒｓと容量Ｏｓを用いて次式のよう
に表せる。
能となるのは、基本的には一つのホトダイオードの受光
領域の面積を小さくしたことによるものである。動作速
度ｆｓｄｂは、抵抗Ｒｓと容量Ｏｓを用いて次式のよう
に表せる。
ｆ ｓ＋ｉｂ ＝ １ ／ ２πＲｓ＋Ｃｓ
・・・・・・（１）今、容量ＯｓはＰＤの接合容量
ｃｐａ 配線容量Ｃｗ 、を用いて次式のように表され
る。
・・・・・・（１）今、容量ＯｓはＰＤの接合容量
ｃｐａ 配線容量Ｃｗ 、を用いて次式のように表され
る。
Ｃｓ ＝ Ｃｐｄ ＋ Ｃｗ ・・
・・・・（２）また、Ｃｐｄ は受光領域の単位面積あ
たりの接合容量Ｃとし、受光領域の面積をムとすると次
式％式％ すなわち、動作速度ｆｓｄｂを大きくしようとすれば、
Ｃｓを小さくし、それにはＣｐｄを小さくし、従って受
光領域の面積ムを小さくする必要がある。しかしながら
光の入射領域より受光領域が小さくなる場合には、光電
流に寄与しない入射光が増加し、得られる光電流は小さ
くなってしまう。
・・・・（２）また、Ｃｐｄ は受光領域の単位面積あ
たりの接合容量Ｃとし、受光領域の面積をムとすると次
式％式％ すなわち、動作速度ｆｓｄｂを大きくしようとすれば、
Ｃｓを小さくし、それにはＣｐｄを小さくし、従って受
光領域の面積ムを小さくする必要がある。しかしながら
光の入射領域より受光領域が小さくなる場合には、光電
流に寄与しない入射光が増加し、得られる光電流は小さ
くなってしまう。
上記２条件を同時に満足するには、まず動作速度’ｓｄ
ｂを大きくするために受光領域の面積ムを小さくし、か
つ光電流を大きくする必要がある。。
ｂを大きくするために受光領域の面積ムを小さくし、か
つ光電流を大きくする必要がある。。
それには光の入射範囲内に少なくとも２個以北の受光領
域を含み、それぞれの受光領域から得られる光電流を能
動素子を用いてインビーダンス変換した後に和をとるこ
とで、動作速度を減少することなく総量光面積に見合う
光電流を得ることができる。
域を含み、それぞれの受光領域から得られる光電流を能
動素子を用いてインビーダンス変換した後に和をとるこ
とで、動作速度を減少することなく総量光面積に見合う
光電流を得ることができる。
実施例
第１図は本発明の受光素子の一実施例の示す断面図であ
る。半絶縁性ＩｎＰ基板１上［ｎ−ＩｎＰバ、７７７層
２とｎ−１ｎＧａＡＳ光吸収層３とｎ −ＩｎＰ光透光
透過層積層されており、Ｚｎの気相拡散等によって形成
されたＰ型受光領域６とともにＰＸＮホトダイオードを
構成している。ＰＩＮホトダイオ−□ドには、リング状
のＰ側電極７およびＮ側共通電極８が蒸着されており、
Ｐ側電極の内側の領域が受光面となる１、Ｐ側電極とし
て例えばＯｒ／Ｐｔ／ムＵを用いＮ側共通電極としては
例えばＡｕ−３ｎを用いる。
る。半絶縁性ＩｎＰ基板１上［ｎ−ＩｎＰバ、７７７層
２とｎ−１ｎＧａＡＳ光吸収層３とｎ −ＩｎＰ光透光
透過層積層されており、Ｚｎの気相拡散等によって形成
されたＰ型受光領域６とともにＰＸＮホトダイオードを
構成している。ＰＩＮホトダイオ−□ドには、リング状
のＰ側電極７およびＮ側共通電極８が蒸着されており、
Ｐ側電極の内側の領域が受光面となる１、Ｐ側電極とし
て例えばＯｒ／Ｐｔ／ムＵを用いＮ側共通電極としては
例えばＡｕ−３ｎを用いる。
第１図の集積回路のホトダイオードは、いわゆるウィン
ドウ付き構造となっており、入射光は光透過層４では吸
収されずに光吸収層３で吸収される。従って、上記のよ
うに光透過層４をＩｎＰ 。
ドウ付き構造となっており、入射光は光透過層４では吸
収されずに光吸収層３で吸収される。従って、上記のよ
うに光透過層４をＩｎＰ 。
光吸収層３をＩｎＧａＡＳ とした場合、入射光の波長
０．９μｍ−１，６μｍの範囲で感度がある。逆に例え
ば波長１．３μｍの光を受光するのが目的であれば、光
透過層をバンドギャップ波長λｇが１．３μｍ以上のＩ
ｎＧａＡｓＰ とし、光吸収層をλｇが１．３μｍ以
下のＩｎＧａＡｓＰ としてもよい。また、光透過層
と光吸収層の間に、その中間のバンドギャップを有する
材料を挾んでもよく、例えばＩｎＰ光透過層とＩｎＧ＆
Ａ５光吸収層の間にλｇが１．３μｍのＩｎＧｆＬＡＳ
Ｐ 層をもうけてもよい。この中間層は、ホトダイオー
ドの応答速度を改善するとともに、液相エピタキシャル
（ＬＰＥ）法で結晶成長する場合にはアンチメルトバッ
ク層としても機能する。ウィンドウ付きホトダイオード
はウィンドウなしの場合に比べて量子効率が高くなると
いう利点があるほかに、ｐ−ｎ接合が結晶表面に露出す
る部分が光透過層内にあるプレーナ型の場合には暗電流
が小さくなるという効果もある。これは、例えばＩｎＧ
！ＬＡＩ９表面にｐ −ｎ接合が露出しているとその部
分を通じてのリーク電流が非常に大きくかつ不安定にな
るのに対し、ＩｎＰ表面ではこのようなことが生じない
ためである。さらに本受光素子の製造上の利点としては
、全体がプレーナ構造になっているという点があげられ
るが、０ＥＩＯとして他の電気素子と集積化して光集積
回路を構成しようとすると電気的分離の問題が生じてく
るため例えばＩｎＰ基板を半絶縁性として受光素子をメ
サ構造とするか、素子間に誘電帯を埋め込み誘電分離を
行ってもよい。
０．９μｍ−１，６μｍの範囲で感度がある。逆に例え
ば波長１．３μｍの光を受光するのが目的であれば、光
透過層をバンドギャップ波長λｇが１．３μｍ以上のＩ
ｎＧａＡｓＰ とし、光吸収層をλｇが１．３μｍ以
下のＩｎＧａＡｓＰ としてもよい。また、光透過層
と光吸収層の間に、その中間のバンドギャップを有する
材料を挾んでもよく、例えばＩｎＰ光透過層とＩｎＧ＆
Ａ５光吸収層の間にλｇが１．３μｍのＩｎＧｆＬＡＳ
Ｐ 層をもうけてもよい。この中間層は、ホトダイオー
ドの応答速度を改善するとともに、液相エピタキシャル
（ＬＰＥ）法で結晶成長する場合にはアンチメルトバッ
ク層としても機能する。ウィンドウ付きホトダイオード
はウィンドウなしの場合に比べて量子効率が高くなると
いう利点があるほかに、ｐ−ｎ接合が結晶表面に露出す
る部分が光透過層内にあるプレーナ型の場合には暗電流
が小さくなるという効果もある。これは、例えばＩｎＧ
！ＬＡＩ９表面にｐ −ｎ接合が露出しているとその部
分を通じてのリーク電流が非常に大きくかつ不安定にな
るのに対し、ＩｎＰ表面ではこのようなことが生じない
ためである。さらに本受光素子の製造上の利点としては
、全体がプレーナ構造になっているという点があげられ
るが、０ＥＩＯとして他の電気素子と集積化して光集積
回路を構成しようとすると電気的分離の問題が生じてく
るため例えばＩｎＰ基板を半絶縁性として受光素子をメ
サ構造とするか、素子間に誘電帯を埋め込み誘電分離を
行ってもよい。
またＰ側電極７としてはＣｒ／Ｐｔ／ムＵを用いている
が、透明電極として例えばＩＴＯを用いることで、電極
による光の遮断領域がなくなり総受光面積が増大する。
が、透明電極として例えばＩＴＯを用いることで、電極
による光の遮断領域がなくなり総受光面積が増大する。
また、実施例では受光領域をＺｎの気相拡散により形成
しているが、例えばイオンプランテークタン法により受
光領域を形成することが可能であるし、エツチングによ
り受光領域を分離することも可能である。なお、以北の
実施例の説明においては半導体材料をＩｎＰ系としてき
たが、ＧＩＬ１５！系など他の半導体材料を用いてもよ
い。また、ＰＩＮホトダイオードを例えばアバランシェ
ホトダイオード、ＭＳＭホトダイオードなどとすること
も可能である。
しているが、例えばイオンプランテークタン法により受
光領域を形成することが可能であるし、エツチングによ
り受光領域を分離することも可能である。なお、以北の
実施例の説明においては半導体材料をＩｎＰ系としてき
たが、ＧＩＬ１５！系など他の半導体材料を用いてもよ
い。また、ＰＩＮホトダイオードを例えばアバランシェ
ホトダイオード、ＭＳＭホトダイオードなどとすること
も可能である。
ところで、個々の受光領域６から得られる光電流は、例
えばＦＥＴなどを用いてインピーダンス変換を行った後
に加え合わせることで、個々の受光領域の面積に対応す
る大きい周波数帯域を有し、かつ聴受光領域の面積に対
応する大きい光電流を得ることができる。
えばＦＥＴなどを用いてインピーダンス変換を行った後
に加え合わせることで、個々の受光領域の面積に対応す
る大きい周波数帯域を有し、かつ聴受光領域の面積に対
応する大きい光電流を得ることができる。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明によれば小さい面積の受
光領域を光の入射範囲内に多数分布させることで、高速
動作可能でかつ大きい光電流を取り出せる受光素子を構
成できる。また集積化され−たホトダイオードは高量子
効率、低暗電流のウィンドウ付きプレーナ構造でかつ製
造も容易である。
光領域を光の入射範囲内に多数分布させることで、高速
動作可能でかつ大きい光電流を取り出せる受光素子を構
成できる。また集積化され−たホトダイオードは高量子
効率、低暗電流のウィンドウ付きプレーナ構造でかつ製
造も容易である。
第１図は本発明の一実施例の受光素子の断面図、第２図
は従来の受光素子の断面図、第３図は従来の４チャンネ
ル光集積回路の断面図、第４図、第５図は従来の太陽電
池、ＣＯＤの断面図である。 １・・・・・・工ｎＰ基板、２・・・・・・パリファ層
、３・・・・・・光吸収層、４・・・・・・光透過層、
５・・・・・・絶縁層、６・・・・・・受光領域、７・
・・・・・Ｐ側電極、８・・・・・・Ｎ側共通電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／Ｉ
−−−■ｒ、ＦＵス １４−−− ’に透過層 ＩＳ−結０４ １Ｃ−受光＠試 ｆ７〜 Ｐ側Ｃ陸 １８−ｇ伸掛逓電括 ４６°゛−ｄ；Ｌｔｌ°°イ４〜ト！
は従来の受光素子の断面図、第３図は従来の４チャンネ
ル光集積回路の断面図、第４図、第５図は従来の太陽電
池、ＣＯＤの断面図である。 １・・・・・・工ｎＰ基板、２・・・・・・パリファ層
、３・・・・・・光吸収層、４・・・・・・光透過層、
５・・・・・・絶縁層、６・・・・・・受光領域、７・
・・・・・Ｐ側電極、８・・・・・・Ｎ側共通電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／Ｉ
−−−■ｒ、ＦＵス １４−−− ’に透過層 ＩＳ−結０４ １Ｃ−受光＠試 ｆ７〜 Ｐ側Ｃ陸 １８−ｇ伸掛逓電括 ４６°゛−ｄ；Ｌｔｌ°°イ４〜ト！
Claims (1)
- 化合物半導体基板と、前記基板上に形成された光吸収
層と、前記光吸収層の一部領域内に形成され前記光吸収
層と伝導型の異なる複数の受光領域を含み、前記複数の
受光領域に光信号を照射したときに得られる光電流を前
記受光領域より独立に取り出し得る受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309040A JP2712208B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309040A JP2712208B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150371A true JPH01150371A (ja) | 1989-06-13 |
| JP2712208B2 JP2712208B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17988153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62309040A Expired - Lifetime JP2712208B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712208B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5748275A (en) * | 1980-07-07 | 1982-03-19 | Philips Nv | Radiation sensitive semiconductor device |
| JPS5792877A (en) * | 1981-07-22 | 1982-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Photo-receiving semiconductor |
| JPS6360562A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-16 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置の製造方法 |
| JPS63204645A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Hitachi Ltd | 受光素子およびこの受光素子を内蔵した光電子装置 |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP62309040A patent/JP2712208B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5748275A (en) * | 1980-07-07 | 1982-03-19 | Philips Nv | Radiation sensitive semiconductor device |
| JPS5792877A (en) * | 1981-07-22 | 1982-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Photo-receiving semiconductor |
| JPS6360562A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-16 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置の製造方法 |
| JPS63204645A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Hitachi Ltd | 受光素子およびこの受光素子を内蔵した光電子装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2712208B2 (ja) | 1998-02-10 |
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Legal Events
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