JPH01162382A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH01162382A JPH01162382A JP62320102A JP32010287A JPH01162382A JP H01162382 A JPH01162382 A JP H01162382A JP 62320102 A JP62320102 A JP 62320102A JP 32010287 A JP32010287 A JP 32010287A JP H01162382 A JPH01162382 A JP H01162382A
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- indium gallium
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Landscapes
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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】
〔概要〕
アバランシフォトダイオードの高速応答性を向上する改
良に関し、 実質的増倍領域の厚さが薄く、高速応答性のすぐれたア
バランシフォトダイオードを提供することを目的とし、 受光部をなすｐ型インジュウムリン層に接して、増倍層
をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン層を厚さ約０
．１＃ｌに形成し、この増倍層をなすｎ型インジュウム
ガリウムヒ素リン層に接して、キャリア通過層をなすｎ
型インジュウムリン層を形成し、このキャリア通過層を
なすｎ型インジュウムリン層に接して、光吸収層をなす
ｎ型インジュウムガリウムヒ素層を形成して半導体受光
素子を構成する。
良に関し、 実質的増倍領域の厚さが薄く、高速応答性のすぐれたア
バランシフォトダイオードを提供することを目的とし、 受光部をなすｐ型インジュウムリン層に接して、増倍層
をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン層を厚さ約０
．１＃ｌに形成し、この増倍層をなすｎ型インジュウム
ガリウムヒ素リン層に接して、キャリア通過層をなすｎ
型インジュウムリン層を形成し、このキャリア通過層を
なすｎ型インジュウムリン層に接して、光吸収層をなす
ｎ型インジュウムガリウムヒ素層を形成して半導体受光
素子を構成する。
本発明は、アバランシフォトダイオードの改良に関する
。特に、アバランシフォトダイオードの高速応答性を向
上する改良に関する。
。特に、アバランシフォトダイオードの高速応答性を向
上する改良に関する。
従来技術に係るアバランシフォトダイオードの断面図を
第８図に示す。図において、１は厚さ約２００ｐのｎ型
インジュウムリン基板であり、２は厚さ約４〜５μのｎ
型インジュウムリン層よりなるバッファ層であり、３は
厚さ約２ｎのｎ型インジュウムガリウムヒ素層よりなる
光吸収層である。
第８図に示す。図において、１は厚さ約２００ｐのｎ型
インジュウムリン基板であり、２は厚さ約４〜５μのｎ
型インジュウムリン層よりなるバッファ層であり、３は
厚さ約２ｎのｎ型インジュウムガリウムヒ素層よりなる
光吸収層である。
４は厚さ約０．２〜０．５ｐのｎ型インジュウムガリウ
ムヒ素層よりなる中間層である。５は厚さ約ｌ１１１の
ｎ型インジュウムリン層よりなる増倍層であり、厚さ約
０．５ｎのメサ状部が実質的な増倍領域である。６はｎ
型のインジュウムリン層よりなるキャリア通過層であり
、７はｐ型のインジュウムリン層であり光照射領域を構
成し、厚さは約１．５μである。８はガードリングであ
り、９は窒化シリコン層よりなる絶縁膜であり、９１は
窒化シリコン層よりなる無反射コート膜であり、１０は
チタン層と白金・金合金層との二重層よりなる負電極で
あり、１１は金・スズ合金層よりなる正電極である。
ムヒ素層よりなる中間層である。５は厚さ約ｌ１１１の
ｎ型インジュウムリン層よりなる増倍層であり、厚さ約
０．５ｎのメサ状部が実質的な増倍領域である。６はｎ
型のインジュウムリン層よりなるキャリア通過層であり
、７はｐ型のインジュウムリン層であり光照射領域を構
成し、厚さは約１．５μである。８はガードリングであ
り、９は窒化シリコン層よりなる絶縁膜であり、９１は
窒化シリコン層よりなる無反射コート膜であり、１０は
チタン層と白金・金合金層との二重層よりなる負電極で
あり、１１は金・スズ合金層よりなる正電極である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記に例示したとおり、従来技術に係るアバランシフォ
トダイオードの実質的な増倍領域の厚さは、上記したと
おり、約０ 、５ ｐｍが一般であるが、実質的な増倍
領域がこのように厚いと、キャリアの走行時間が長くな
り、増倍の立ち上がり時間が長くなり、高速応答が困難
になるという欠点がある。
トダイオードの実質的な増倍領域の厚さは、上記したと
おり、約０ 、５ ｐｍが一般であるが、実質的な増倍
領域がこのように厚いと、キャリアの走行時間が長くな
り、増倍の立ち上がり時間が長くなり、高速応答が困難
になるという欠点がある。
本発明の目的はこの欠点を解消することにあり、実質的
増倍領域の厚さが薄く、高速応答性のすぐれたアバラン
シフォトダイオードを提供することにある。
増倍領域の厚さが薄く、高速応答性のすぐれたアバラン
シフォトダイオードを提供することにある。
上記の目的は、受光部をなすｐ型インジュウムリン層（
７）に接して、増倍層をなすｎ型インジュウムガリウム
ヒ素リン層（５２）を厚さ約０．５ｎ以下に形成し、該
増倍層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン層（５
２）に接して、キャリア通過層をなすｎ型インジュウム
リン層（５１）を形成し、該キャリア通過層をなすｎ型
インジュウムリン層（５１）に接して、光吸収層をなす
ｎ型インジュウムガリウムヒ素層（３）を形成して半導
体受光素子を構成することによって達成される。
７）に接して、増倍層をなすｎ型インジュウムガリウム
ヒ素リン層（５２）を厚さ約０．５ｎ以下に形成し、該
増倍層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン層（５
２）に接して、キャリア通過層をなすｎ型インジュウム
リン層（５１）を形成し、該キャリア通過層をなすｎ型
インジュウムリン層（５１）に接して、光吸収層をなす
ｎ型インジュウムガリウムヒ素層（３）を形成して半導
体受光素子を構成することによって達成される。
応答性を向上するには増倍層の厚さを薄くすることが有
効なことが知られている。また、増倍層の厚さを薄くす
るには、増倍に要する最大電界値の異なる材料を組み合
わせて増倍領域を形成することが有効なことも知られて
いる。
効なことが知られている。また、増倍層の厚さを薄くす
るには、増倍に要する最大電界値の異なる材料を組み合
わせて増倍領域を形成することが有効なことも知られて
いる。
増倍に要する最大電界値Ｅ、□は、材料の禁制帯幅Ｅｇ
の３７４乗に比例し、 概略、 ＥＩＩａｘ ＝に、 Ｅｇ”’ と表すことができる。
の３７４乗に比例し、 概略、 ＥＩＩａｘ ＝に、 Ｅｇ”’ と表すことができる。
一方、キャリヤのイオン化率（キャリヤが１ｃｍ進行す
るときに励起するイオンの数）αは、α−Ｋｚ ｅｘ
ｐ （Ｂ／Ｅ） と表すことができる。
るときに励起するイオンの数）αは、α−Ｋｚ ｅｘ
ｐ （Ｂ／Ｅ） と表すことができる。
これらの二式にもとづき、禁制帯幅Ｅｇの小さな材料を
使用して増倍層を形成し、その周囲の層の禁制帯幅Ｅｇ
は少し大きくすれば、増倍に要する最大電界値Ｅ３．Ｘ
は低下するので、これにともなってキャリヤのイオン化
率αは上昇する。
使用して増倍層を形成し、その周囲の層の禁制帯幅Ｅｇ
は少し大きくすれば、増倍に要する最大電界値Ｅ３．Ｘ
は低下するので、これにともなってキャリヤのイオン化
率αは上昇する。
そのため、増倍層の禁制帯幅Ｅｇを周囲の材料の禁制帯
幅Ｅｇより僅かに小さくすることにより、増倍領域を、
禁制帯幅Ｂｇの小さな増倍層中に確実に閉じ込めること
ができる。
幅Ｅｇより僅かに小さくすることにより、増倍領域を、
禁制帯幅Ｂｇの小さな増倍層中に確実に閉じ込めること
ができる。
本発明は、この原理を利用したものであり、従来技術に
係るアバランシフォトダイオードの増倍領域が、第６図
にＡをもって示す範囲に広がるに反し、本発明に係るア
バランシフォトダイオードの増倍領域は、第７図にＢを
もって示す範囲、つまり、厚さ０．５ｎのインジュウム
ガリウムヒ素すン層の範囲に閉じ込めることができる。
係るアバランシフォトダイオードの増倍領域が、第６図
にＡをもって示す範囲に広がるに反し、本発明に係るア
バランシフォトダイオードの増倍領域は、第７図にＢを
もって示す範囲、つまり、厚さ０．５ｎのインジュウム
ガリウムヒ素すン層の範囲に閉じ込めることができる。
その結果、キャリヤ送行時間が短縮され、応答性が向上
する。
する。
以下、図面を参照しつ＼、本発明の一実施例に係る半導
体受光素子の製造工程について説明する。
体受光素子の製造工程について説明する。
第２図参照
液相成長性を使用して、下記に表示する積層体を形成す
る。
る。
１ 基板 ｎ −ＴｎＰ 、１０”
２００２ バッフｙ ｎ −ＩｎＰ １０
′６４〜５３ 吸収層 ｎ −１ｎＧａＡｓ
１０” ０．５〜１４ 中間層 ｎ −１ｎＧａ
ＡｓＰ ０．２〜０．５キヤリヤ ５１ 通過層 ｎ −ＩｎＰ １０′６０
．５３〜５ ５２ 増倍層 ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ Ｘｌ
０１６０．１第３図参照 フォトリソグラフィー法を使用して、光照射領域におい
て、増倍層５２とキャリヤ通過層５１の上半部をメサ状
に除去する。キャリヤ通過層５１の除去される厚さは、
約０．３．が適当である（残留される厚さは約０．２μ
が適当である）。
２００２ バッフｙ ｎ −ＩｎＰ １０
′６４〜５３ 吸収層 ｎ −１ｎＧａＡｓ
１０” ０．５〜１４ 中間層 ｎ −１ｎＧａ
ＡｓＰ ０．２〜０．５キヤリヤ ５１ 通過層 ｎ −ＩｎＰ １０′６０
．５３〜５ ５２ 増倍層 ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ Ｘｌ
０１６０．１第３図参照 フォトリソグラフィー法を使用して、光照射領域におい
て、増倍層５２とキャリヤ通過層５１の上半部をメサ状
に除去する。キャリヤ通過層５１の除去される厚さは、
約０．３．が適当である（残留される厚さは約０．２μ
が適当である）。
第４図参照
再び液相成長法を使用して、５Ｘ１０′５程度のｎ型イ
ンジュウムリン層６を、全体の厚さが約１．５ｎｍにな
るように（増倍層５２の厚さが約１ 、１ ｐｍ程度に
なるように）形成する。
ンジュウムリン層６を、全体の厚さが約１．５ｎｍにな
るように（増倍層５２の厚さが約１ 、１ ｐｍ程度に
なるように）形成する。
第５図参照
レジストマスク（図示せず）を使用してベリリュームを
イオン注入して、ガードリング８を形成する。
イオン注入して、ガードリング８を形成する。
次に、プラズマＣＶＤ法を使用して窒化シリコン膜を形
成し、これを光照射領域から除去してｐ型不純物拡散用
マスク９を形成し、このｐ型不純物拡散用マスク９を使
用してカドミュウムを拡散し、ｐ４型領域７を形成する
。このとき、カドミュウムの拡散はインジュウムリン層
６とインジュウムガリウムヒ素すン層（増倍層）５２と
の界面で終了するようにする。そして、禁制帯幅が１
、２５ｅＶであり、厚さが０．Ｉｎのインジュウムガリ
ウムヒ素すン層（増倍層）５２中のみにおいて増倍が行
われるようにする。
成し、これを光照射領域から除去してｐ型不純物拡散用
マスク９を形成し、このｐ型不純物拡散用マスク９を使
用してカドミュウムを拡散し、ｐ４型領域７を形成する
。このとき、カドミュウムの拡散はインジュウムリン層
６とインジュウムガリウムヒ素すン層（増倍層）５２と
の界面で終了するようにする。そして、禁制帯幅が１
、２５ｅＶであり、厚さが０．Ｉｎのインジュウムガリ
ウムヒ素すン層（増倍層）５２中のみにおいて増倍が行
われるようにする。
その後、光照射領域に再び窒化シリコン膜を形成し、こ
れを電極形成領域から除去し、残留した窒化シリコン膜
をもって無反射コート膜９１を構成する。
れを電極形成領域から除去し、残留した窒化シリコン膜
をもって無反射コート膜９１を構成する。
第１図参照
ｐ型不純物拡散用マスクとして使用した窒化シリコン膜
９と無反射コート膜９１との間に、チタン層と白金・金
合金層との二重層よりなる負電極（ｐ側電極）１０を形
成し、基板１の裏面に金・スズ合金層よりなる正電極（
ｎ側電極）１１を形成する。
９と無反射コート膜９１との間に、チタン層と白金・金
合金層との二重層よりなる負電極（ｐ側電極）１０を形
成し、基板１の裏面に金・スズ合金層よりなる正電極（
ｎ側電極）１１を形成する。
以上の工程をもって製造したアバランシフォトダイオー
ドの増倍領域は厚さ０．１ｎの増倍層５２中に閉じ込め
られているので、高速応答性能が向上している。
ドの増倍領域は厚さ０．１ｎの増倍層５２中に閉じ込め
られているので、高速応答性能が向上している。
以上説明せるとおり、本発明に係るアバランシフォトダ
イオードは、受光部をなすｐ型インジュウムリン層に接
して、増倍層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン
層を厚さ約０．１ｎに形成し、この増倍層をなすｎ型イ
ンジュウムガリウムヒ素リン層に接して、キャリア通過
層をなすｎ型インジュウムリン層を形成し、このキャリ
ア通過層をなすｎ型インジュウムリン層に接して、光吸
収層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素層を形成して
半導体受光素子を構成しであるので、実質的増倍領域の
厚さが薄くなり、高速応答性が向上している。
イオードは、受光部をなすｐ型インジュウムリン層に接
して、増倍層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン
層を厚さ約０．１ｎに形成し、この増倍層をなすｎ型イ
ンジュウムガリウムヒ素リン層に接して、キャリア通過
層をなすｎ型インジュウムリン層を形成し、このキャリ
ア通過層をなすｎ型インジュウムリン層に接して、光吸
収層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素層を形成して
半導体受光素子を構成しであるので、実質的増倍領域の
厚さが薄くなり、高速応答性が向上している。
第１図は、本発明の一実施例に係るアバランシフォトダ
イオードの層構成図である。 第２〜５図は本発明の一実施例に係るアバランシフォト
ダイオードの製造工程図である。 第６図、第７図は、本発明の作用説明図である。 第８図は、従来技術に係るアバランシフォトダイオード
の層構成図である。 １・・・ｎ型インジュウムリン基板、 ２・・・ｎ型インジュウムリンパソファ層、３・・・ｎ
Ｊインジュウムガリウムヒ素光吸収層、４・・・ｎ型イ
ンジュウムガリウムヒ素中間層、５・・・従来技術にお
けるｎ型インジュウムリン増倍層、 ６・・・ｎ型インジュウムリン層、 ７・・・ｐ型インジュウムリン層、 ８・・・ガードリング、 ９・・・接縁膜、 ９１・・・無反射コート膜、 １０・・・負電極（ｐ側電極）、 １１・・・正電極（ｎ側電極）、 ５１・・・ｎ型インジュウムリンキャリャ通過層、５２
・・・本発明におけるｎ型インジュウムガリウムヒ素リ
ン増倍層。
イオードの層構成図である。 第２〜５図は本発明の一実施例に係るアバランシフォト
ダイオードの製造工程図である。 第６図、第７図は、本発明の作用説明図である。 第８図は、従来技術に係るアバランシフォトダイオード
の層構成図である。 １・・・ｎ型インジュウムリン基板、 ２・・・ｎ型インジュウムリンパソファ層、３・・・ｎ
Ｊインジュウムガリウムヒ素光吸収層、４・・・ｎ型イ
ンジュウムガリウムヒ素中間層、５・・・従来技術にお
けるｎ型インジュウムリン増倍層、 ６・・・ｎ型インジュウムリン層、 ７・・・ｐ型インジュウムリン層、 ８・・・ガードリング、 ９・・・接縁膜、 ９１・・・無反射コート膜、 １０・・・負電極（ｐ側電極）、 １１・・・正電極（ｎ側電極）、 ５１・・・ｎ型インジュウムリンキャリャ通過層、５２
・・・本発明におけるｎ型インジュウムガリウムヒ素リ
ン増倍層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］受光部をなすｐ型インジュウムリン層（７）に接
して、増倍層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン
層（５２）が形成され、 該増倍層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素リン層（
５２）に接して、キャリア通過層をなすｎ型インジュウ
ムリン層（５１）が形成され、該キャリア通過層をなす
ｎ型インジュウムリン層（５１）に接して、光吸収層を
なすｎ型インジュウムガリウムヒ素層（３）が形成され
てなることを特徴とする半導体受光素子。 ［２］前記増倍層をなすｎ型インジュウムガリウムヒ素
リン層（５２）の厚さは０．５μｍ以下であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320102A JPH01162382A (ja) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320102A JPH01162382A (ja) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162382A true JPH01162382A (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=18117727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62320102A Pending JPH01162382A (ja) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01162382A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6350998B1 (en) | 1998-06-24 | 2002-02-26 | Nec Corporation | Ultraspeed low-voltage drive avalanche multiplication type semiconductor photodetector |
| DE10014073B4 (de) * | 1999-03-23 | 2004-11-18 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Sicherheitsgerät für motorbetriebene Fenster |
-
1987
- 1987-12-19 JP JP62320102A patent/JPH01162382A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6350998B1 (en) | 1998-06-24 | 2002-02-26 | Nec Corporation | Ultraspeed low-voltage drive avalanche multiplication type semiconductor photodetector |
| DE10014073B4 (de) * | 1999-03-23 | 2004-11-18 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Sicherheitsgerät für motorbetriebene Fenster |
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