JPH0210780A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH0210780A JPH0210780A JP63161505A JP16150588A JPH0210780A JP H0210780 A JPH0210780 A JP H0210780A JP 63161505 A JP63161505 A JP 63161505A JP 16150588 A JP16150588 A JP 16150588A JP H0210780 A JPH0210780 A JP H0210780A
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- electrons
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- semiconductor
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
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、半導体受光素子に関し、特に１〜１．６ｐｍ
帯領域において、低雑音及び高速応答に優れたアバラン
シェ増倍型半導体受光素子に関するものである。
帯領域において、低雑音及び高速応答に優れたアバラン
シェ増倍型半導体受光素子に関するものである。
（従来の技術）
従来、１〜１６６μｍ帯の光通信用半導体受光素子とし
てＩｎＰ基板上に格子整合したＩｎ。、５３ＧａＯ，４
□ＡｓＪ’！（以下ＩｎＧａＡｓ層と略す）を光吸収層
とするりＰＩＮ型半導体受光素子（エレクトロニクス・
レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ。
てＩｎＰ基板上に格子整合したＩｎ。、５３ＧａＯ，４
□ＡｓＪ’！（以下ＩｎＧａＡｓ層と略す）を光吸収層
とするりＰＩＮ型半導体受光素子（エレクトロニクス・
レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ。
Ｌｅｔｔ、） １９８４．％ ｐｐ６５３−ｐｐ６５４
）、アバランシェ増倍型半導体受光素子（アイイーイー
イー・エレクトロン・デバイスルターズ（ＩＥＥＥ、
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｌｅｔｔ、） １９
８６゜７、 ｐｐ２５７〜２５８）が知られている。特
にこの中でアバランシェ増倍型半導体受光素子は、アバ
ランシェ増倍作用による内部利得効果及び高速応答を有
する点で長距離光通信用として注目されている。
）、アバランシェ増倍型半導体受光素子（アイイーイー
イー・エレクトロン・デバイスルターズ（ＩＥＥＥ、
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｌｅｔｔ、） １９
８６゜７、 ｐｐ２５７〜２５８）が知られている。特
にこの中でアバランシェ増倍型半導体受光素子は、アバ
ランシェ増倍作用による内部利得効果及び高速応答を有
する点で長距離光通信用として注目されている。
第３図には、通常のアバランシェ増倍型受光素子の構造
例を示す。ｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ型ＩｎＰバッファ
層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層４、ｎ型ＩｎＰ増倍層９、ｎ
型ＩｎＰキャップ層５から成り立っている。その様な層
構造において受光部であるＰ型領域６、ガードリング部
であるＰ−型領域７を図の様に形成する事によって基本
構造が得られる。ここで光吸収によって発生した正孔は
ｎ型ＩｎＰ増倍層９に注入され高電界中でのイオン化衝
突によって電子・正孔体を生成する事になる（アバラン
シェ増倍作用）。ところでこの種の光通信受光素子では
低雑音、高速応答の特性が特に要求され、これに対し増
倍層中でのキャリアのラムダムなイオン化プロセスが影
響を与える事が現象論的に知られている。具体的には増
倍層であるＩｎＰ層の電子と正孔のイオン化率に差があ
る程、純粋なキャリアでのイオン化衝突になるので（電
子及び正孔のイオン化率をα、１３とするとａ／ｆ３＞
１の時には電子、１３／α〉１の時には正孔がイオン化
衝突を起こす主キャリアになる）、素子特性上望ましい
。
例を示す。ｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ型ＩｎＰバッファ
層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層４、ｎ型ＩｎＰ増倍層９、ｎ
型ＩｎＰキャップ層５から成り立っている。その様な層
構造において受光部であるＰ型領域６、ガードリング部
であるＰ−型領域７を図の様に形成する事によって基本
構造が得られる。ここで光吸収によって発生した正孔は
ｎ型ＩｎＰ増倍層９に注入され高電界中でのイオン化衝
突によって電子・正孔体を生成する事になる（アバラン
シェ増倍作用）。ところでこの種の光通信受光素子では
低雑音、高速応答の特性が特に要求され、これに対し増
倍層中でのキャリアのラムダムなイオン化プロセスが影
響を与える事が現象論的に知られている。具体的には増
倍層であるＩｎＰ層の電子と正孔のイオン化率に差があ
る程、純粋なキャリアでのイオン化衝突になるので（電
子及び正孔のイオン化率をα、１３とするとａ／ｆ３＞
１の時には電子、１３／α〉１の時には正孔がイオン化
衝突を起こす主キャリアになる）、素子特性上望ましい
。
ところがイオン化率比（Ｉ３／α）は材料物性的に決定
されており、ＩｎＰでは高々ｐ／α＝２程度である。こ
れは、低雑音特性を有するＳｉのａ／１３＝２０と大き
な違いがあり、より低雑音及び高速応答特性を実現する
為に画期的な材料技術が要求されている。
されており、ＩｎＰでは高々ｐ／α＝２程度である。こ
れは、低雑音特性を有するＳｉのａ／１３＝２０と大き
な違いがあり、より低雑音及び高速応答特性を実現する
為に画期的な材料技術が要求されている。
これに対し、エフ・カバン（Ｆ、 Ｃａｐａｓｓｏ）等
は、バンド不連続の大きな超格子構造をアバランシェ増
倍層に適用する事（アプライド・フィジックス・レター
ズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、）、４Ｑ ｐ
ｐ３８−４０ （１９８２））によってイオン化率比が
人工的に制御できる事を提案している。光通信波長帯（
１〜１．６ｐｍ）に対しては、ケー・ブレナン（Ｋ、
Ｂｒｅｎｎａｎ） （アイイーイーイー・トランザクシ
ョン・オン・エレクトロン・デバイスズ、ＩＥＥＥ、
Ｔｒａｎｓ、 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ、
ＥＤ−３３ｐｐ１５０２−１５１０（１９８６））がＩ
ｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓのグレーディト・ギャップ超
格子構造を増倍層として適用する事によって、モンテカ
ルロ法よりイオン化率比（ａ／ｐ）＝ ２０程度得られ
る事を理論的に推測している。
は、バンド不連続の大きな超格子構造をアバランシェ増
倍層に適用する事（アプライド・フィジックス・レター
ズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、）、４Ｑ ｐ
ｐ３８−４０ （１９８２））によってイオン化率比が
人工的に制御できる事を提案している。光通信波長帯（
１〜１．６ｐｍ）に対しては、ケー・ブレナン（Ｋ、
Ｂｒｅｎｎａｎ） （アイイーイーイー・トランザクシ
ョン・オン・エレクトロン・デバイスズ、ＩＥＥＥ、
Ｔｒａｎｓ、 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ、
ＥＤ−３３ｐｐ１５０２−１５１０（１９８６））がＩ
ｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓのグレーディト・ギャップ超
格子構造を増倍層として適用する事によって、モンテカ
ルロ法よりイオン化率比（ａ／ｐ）＝ ２０程度得られ
る事を理論的に推測している。
（発明が解決しようとする課題〉
第４図には、前述のブレナン（Ｋ、 Ｂｒｅｎｎａｎ）
が提案している超格子構造を有するアバランシェ増倍型
半導体の受光素子のバンド構造図を示す。基本的にはＩ
ｎＰ基板上に格子整合するＩｎｏ、５□Ａｌｏ、４８Ａ
ｓ／ＩｎＯ，５３ＧａＯ，４□Ａｓ超格子構造からなる
アバランシェ増倍層及び光吸収層を有しており、超格子
構造は伝導帯側での電子のトラップを回避する為に”０
．５３Ｇａｏ、４７ＡｓからＩｎｏ、５□Ａ１ｏ、４８
Ａｓへのグレーディッド・ギャップ構造になっている。
が提案している超格子構造を有するアバランシェ増倍型
半導体の受光素子のバンド構造図を示す。基本的にはＩ
ｎＰ基板上に格子整合するＩｎｏ、５□Ａｌｏ、４８Ａ
ｓ／ＩｎＯ，５３ＧａＯ，４□Ａｓ超格子構造からなる
アバランシェ増倍層及び光吸収層を有しており、超格子
構造は伝導帯側での電子のトラップを回避する為に”０
．５３Ｇａｏ、４７ＡｓからＩｎｏ、５□Ａ１ｏ、４８
Ａｓへのグレーディッド・ギャップ構造になっている。
動作原理は、超格子構造のＩｎＧａＡｓ層中で光吸収に
よって発生した電子・正孔が逆電界によって走行・イオ
ン化衝突を生じ、アバランシェ増倍作用が生じる。この
場合、電子に対しては走行時に伝導帯の不連続性（ΔＥ
ｃ）を谷として感じる為に実行的にΔＥｃのエネルギー
を得る。正孔に対しては逆に価電子帯の不連続性（ΔＥ
ｖ）を壁として感じる為に実行的にΔＥｖのエネルギー
を失う。ところで、キャリアのイオン化率（α、１３）
は、イオン化の閾値エネルギーＥｉ、ｔｈ、フォノン散
乱エネルギーＥ□、フォノン散乱の平均自由行程λの３
項を用いて次式で表される事を、Ｙ、 ０ｋｕｔｏ （
美声）等（フィシツクスルビューＰｈｙｓ、 Ｒｅｖ、
、 乳ｐｐ３０７６〜３０８１ （１９７２））が指速
している。、 ・・・・・（１） これより、前述したバンド不連続効果はイオン化の閾値
エネルギーＥｉ、ｔｈに取り込まれ、大略的にはＥｉ、
ｔｈの減少は指数関数的なイオン化率の増加につながる
。ここで、前述のに、 Ｂｒｅｎｎａｎ等が提案した構
造では、電子のイオン化閾値エネルギーの減少により電
子側の選択的なイオン化衝突が生じる事が予想され、彼
らの理論計算ではイオン化率比（ａ／ｐ）＝２０程度に
なる事が予想されている。
よって発生した電子・正孔が逆電界によって走行・イオ
ン化衝突を生じ、アバランシェ増倍作用が生じる。この
場合、電子に対しては走行時に伝導帯の不連続性（ΔＥ
ｃ）を谷として感じる為に実行的にΔＥｃのエネルギー
を得る。正孔に対しては逆に価電子帯の不連続性（ΔＥ
ｖ）を壁として感じる為に実行的にΔＥｖのエネルギー
を失う。ところで、キャリアのイオン化率（α、１３）
は、イオン化の閾値エネルギーＥｉ、ｔｈ、フォノン散
乱エネルギーＥ□、フォノン散乱の平均自由行程λの３
項を用いて次式で表される事を、Ｙ、 ０ｋｕｔｏ （
美声）等（フィシツクスルビューＰｈｙｓ、 Ｒｅｖ、
、 乳ｐｐ３０７６〜３０８１ （１９７２））が指速
している。、 ・・・・・（１） これより、前述したバンド不連続効果はイオン化の閾値
エネルギーＥｉ、ｔｈに取り込まれ、大略的にはＥｉ、
ｔｈの減少は指数関数的なイオン化率の増加につながる
。ここで、前述のに、 Ｂｒｅｎｎａｎ等が提案した構
造では、電子のイオン化閾値エネルギーの減少により電
子側の選択的なイオン化衝突が生じる事が予想され、彼
らの理論計算ではイオン化率比（ａ／ｐ）＝２０程度に
なる事が予想されている。
しかしながら本構造では、光吸収は超格子構造中のＩｎ
ＧａＡｓ層で行う為に以下の様な問題がある。
ＧａＡｓ層で行う為に以下の様な問題がある。
■高い量子効率を得るには、ＩｎＧａＡｓ層を実行的に
厚くする必要があり、その為に多周期構造にする必要が
あるが現状では、成長技術上多周期にわたって周期性を
保つことは難しい。
厚くする必要があり、その為に多周期構造にする必要が
あるが現状では、成長技術上多周期にわたって周期性を
保つことは難しい。
■超格子構造中特に低電界領域で光吸収により発生した
正孔は価電子帯障壁を感じてトラップされ応答特性上問
題になる。
正孔は価電子帯障壁を感じてトラップされ応答特性上問
題になる。
本発明の目的は、これらの問題点を解決して、低雑音、
高速応答特性を有するアバランシェ増倍型半導体受光素
子を提供することにある。
高速応答特性を有するアバランシェ増倍型半導体受光素
子を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の半導体受光素子は、半導体基板上に、バッファ
層である第一の半導体層、アバランシェ増倍層である第
二の超格子構造からなる半導体層群、光吸収層である第
三の半導体層とキャップ層である第四の半導体層からな
る事を特徴としている。
層である第一の半導体層、アバランシェ増倍層である第
二の超格子構造からなる半導体層群、光吸収層である第
三の半導体層とキャップ層である第四の半導体層からな
る事を特徴としている。
（作用）
本発明では、前述のブレナン（Ｋ、 Ｂｒｅｎｎａｎ）
等の提案した構造とは異なり光吸収層とアバランシェ増
倍層を分離する事が基本構造になっている。それ故、光
吸収によって発生した電子のみが超格子増倍層中に注入
されイオン化衝突の主キャリアとなる。本構造において
、量子効率は光吸収層厚によって決定され最適設計のも
とで高い量子効率が得られ、また光吸収による正孔の発
生は超格子構造中では生じないので、高速応答性に影響
を与える事もない。それ故、本発明によって低雑音・高
速応答特性を有するアバランシェ増倍型半導体受光素子
が可能となる。
等の提案した構造とは異なり光吸収層とアバランシェ増
倍層を分離する事が基本構造になっている。それ故、光
吸収によって発生した電子のみが超格子増倍層中に注入
されイオン化衝突の主キャリアとなる。本構造において
、量子効率は光吸収層厚によって決定され最適設計のも
とで高い量子効率が得られ、また光吸収による正孔の発
生は超格子構造中では生じないので、高速応答性に影響
を与える事もない。それ故、本発明によって低雑音・高
速応答特性を有するアバランシェ増倍型半導体受光素子
が可能となる。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。第１図（ａ）、 （ｂ）は、それぞれ本発明の一
実施例により得られるアバランシェ増倍型半導体受光素
子の断面図とバンド構造図を示す。ｎ型ＩｎＰ基板１上
に、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、アバランシェ増倍層であ
るｎ型ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ超格子構造３、ｎ型
ＩｎＧａＡｓ光吸収層４、ｎ型ＩｎＰキャップ層５から
成り立っている。この様な層構造において受光部である
Ｐ型領域６とこれをとり囲むガードリング部であるＰ−
型領域７とを、図の様にｎ型ＩｎＧａＡｓ層４とｎ型Ｉ
ｎＰ層５の界面近傍がＰ・接合となるように形成する。
する。第１図（ａ）、 （ｂ）は、それぞれ本発明の一
実施例により得られるアバランシェ増倍型半導体受光素
子の断面図とバンド構造図を示す。ｎ型ＩｎＰ基板１上
に、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、アバランシェ増倍層であ
るｎ型ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ超格子構造３、ｎ型
ＩｎＧａＡｓ光吸収層４、ｎ型ＩｎＰキャップ層５から
成り立っている。この様な層構造において受光部である
Ｐ型領域６とこれをとり囲むガードリング部であるＰ−
型領域７とを、図の様にｎ型ＩｎＧａＡｓ層４とｎ型Ｉ
ｎＰ層５の界面近傍がＰ・接合となるように形成する。
超格子構造は併せて示したバンド構造図よりＩ％５３Ｇ
ａｑ、４７Ａ８からＩｎ６．５２Ａ１ｇ、、ａＢＡｓの
グレーディッド・ギャップ超格子構造になっている。こ
こで超格子構造中のＩｎ。、５３ＧａＯ，４□Ａｓ層厚
は非常に薄い為、光吸収によるキャリアの発生層として
は働かない。
ａｑ、４７Ａ８からＩｎ６．５２Ａ１ｇ、、ａＢＡｓの
グレーディッド・ギャップ超格子構造になっている。こ
こで超格子構造中のＩｎ。、５３ＧａＯ，４□Ａｓ層厚
は非常に薄い為、光吸収によるキャリアの発生層として
は働かない。
動作原理は、ＩｎＧａＡｓ光吸収層４で発生した光キャ
リアにおいて電子のみが逆電界によってアバランシェ増
倍層である超格子の構造３中に注入され、電子は走行中
に伝導帯の不連続性を谷として感じる為に（本材料系で
はΔＥｃ＝０．５０６ ｅｖ）、ΔＥｃ分だけイオン化
の閾値エネルギーが減少する。それ故指数関数的に電子
のイオン化率が増加し、選択的に電子のみがイオン化に
到達する事になる。
リアにおいて電子のみが逆電界によってアバランシェ増
倍層である超格子の構造３中に注入され、電子は走行中
に伝導帯の不連続性を谷として感じる為に（本材料系で
はΔＥｃ＝０．５０６ ｅｖ）、ΔＥｃ分だけイオン化
の閾値エネルギーが減少する。それ故指数関数的に電子
のイオン化率が増加し、選択的に電子のみがイオン化に
到達する事になる。
ここで、基本的には超格子構造中では光吸収がない為に
、量子効率はＩｎＧａＡｓ光吸収層４の層厚のみによっ
て決定される。それ故、高い量子効率を得ようとすれば
ＩｎＧａＡｓ層厚を厚くする必要がある。ところが、デ
バイス設計上次の問題がある。
、量子効率はＩｎＧａＡｓ光吸収層４の層厚のみによっ
て決定される。それ故、高い量子効率を得ようとすれば
ＩｎＧａＡｓ層厚を厚くする必要がある。ところが、デ
バイス設計上次の問題がある。
■Ｐ’接合直下にあるＩｎＧａＡｓ光吸収層でのトンネ
ル降伏を避ける為に、許容される最大電界強度は２００
ｋｖ／ｃｍ以下である。
ル降伏を避ける為に、許容される最大電界強度は２００
ｋｖ／ｃｍ以下である。
■超格子構造中でのアバランシェ増倍を効率良く得る為
には、超格子構造中に１５０ｋｖ／ａｍ以上の電界強度
を一様に印加する必要がある。
には、超格子構造中に１５０ｋｖ／ａｍ以上の電界強度
を一様に印加する必要がある。
この事は電界強度の点から各層のキャリア濃度、層厚等
に最適設計価がある事を示唆している。本発明の計算で
は本発明のアバランシェ増倍型受光素子では、良好な特
性を有するにはＩｎＧａＡｓ光吸収層４、超格子構造３
は各々ｌＸｌ０１５ｃｍ−３以下のキャリア濃度まで低
濃化する必要がある。更に量子効率と雑音特性は相反関
係にある。この原因はＩｎＧａＡｓ光吸収層中でも高電
界時にはイオン化が生じる可能性があり、そのａ／１３
比が高々２程度である為に雑音汚染要因となっているか
らである。それ故、ＩｎＧａＡｓ光吸収の厚さには限界
がある為、これが量子効率を制限する。
に最適設計価がある事を示唆している。本発明の計算で
は本発明のアバランシェ増倍型受光素子では、良好な特
性を有するにはＩｎＧａＡｓ光吸収層４、超格子構造３
は各々ｌＸｌ０１５ｃｍ−３以下のキャリア濃度まで低
濃化する必要がある。更に量子効率と雑音特性は相反関
係にある。この原因はＩｎＧａＡｓ光吸収層中でも高電
界時にはイオン化が生じる可能性があり、そのａ／１３
比が高々２程度である為に雑音汚染要因となっているか
らである。それ故、ＩｎＧａＡｓ光吸収の厚さには限界
がある為、これが量子効率を制限する。
第２図には、アバランシェ方程式を解く事によって得ら
れた本アバランシェ増倍型半導体受光素子の量子効率と
実効イオン化率比の関係を示す。ここで実効イオン化率
比は、雑音特性を一義的に決定しているファクターで、
値が大きい程、低雑音特性を有している。これより、キ
ャリア濃度がＩ Ｘ １０１５ｃｍ−３程度まで低濃度
化されていれば、ＩｎＧａＡｓ光吸収層厚１．５ｐｍ、
−周期が５００人からなる超格子構造の全層厚２．５１
１ｍにおいて、量子効率ｎ＝８０％程度でも、実行イオ
ン化率比Ｋｅｆｆ＝ （ａ／ｐ）＝２０が得られる事に
なる。これは、Ｓｉのアバランシェ増倍型半導体受光素
子と同程度のイオン化率比を有している。また、高速応
答に関しては本発明では次の利点がある。
れた本アバランシェ増倍型半導体受光素子の量子効率と
実効イオン化率比の関係を示す。ここで実効イオン化率
比は、雑音特性を一義的に決定しているファクターで、
値が大きい程、低雑音特性を有している。これより、キ
ャリア濃度がＩ Ｘ １０１５ｃｍ−３程度まで低濃度
化されていれば、ＩｎＧａＡｓ光吸収層厚１．５ｐｍ、
−周期が５００人からなる超格子構造の全層厚２．５１
１ｍにおいて、量子効率ｎ＝８０％程度でも、実行イオ
ン化率比Ｋｅｆｆ＝ （ａ／ｐ）＝２０が得られる事に
なる。これは、Ｓｉのアバランシェ増倍型半導体受光素
子と同程度のイオン化率比を有している。また、高速応
答に関しては本発明では次の利点がある。
■超格子構造中では光吸収による正孔の発生がない為に
正孔の価電子帯障壁でのトラップが生じない。
正孔の価電子帯障壁でのトラップが生じない。
■実効イオン化率比が大きい為、アバランシェ増倍時間
が短くなり、利得・帯域積が増加する。
が短くなり、利得・帯域積が増加する。
この事は、本発明による構造が高速応答に対しても有効
である事を示唆している。
である事を示唆している。
（発明の効果）
以上、説明した様に本発明により得られたアバランシェ
増倍型半導体受光素子は、光吸収層とアバランシェ増倍
層を分離する事によって、高量子効率を有した低雑音、
高速応答特性が得られる。
増倍型半導体受光素子は、光吸収層とアバランシェ増倍
層を分離する事によって、高量子効率を有した低雑音、
高速応答特性が得られる。
これにより、長波長帯光通信用受光素子として、これま
でのアバランシェ増倍型半導体受光素子をしのぐ良好な
特性を得る事が可能になる。
でのアバランシェ増倍型半導体受光素子をしのぐ良好な
特性を得る事が可能になる。
第１図（ａ）、 （ｂ）は、本発明の一実施例である光
吸収層とアバランシェ増倍層を分離したアバランシェ増
倍型半導体受光素子のそれぞれ層構造図及びバンド構造
図。第２図は、本発明によって得られる素子の量子効率
（ｒｘ）と実効イオン化率比（ａ／１３）の光吸収層厚
に対する依存性を示す図。第３図は、通常のＩｎＰ増倍
層、ＩｎＧａＡｓ光吸収層からなるアバランシェ増倍型
半導体受光素子の構造図。第４図は、ブレナン（Ｋ、
Ｂｒｅｎｎａｎ）が提案しているＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧ
ａＡｓ超格子構造を有するアバランシェ増倍型半導体受
光素子の基本バンド構造図。 １、ｎ型１ｎＰ基板、２．ｎ型ＩｎＰ層（バッファ）層
、３．ｎ型Ｉｎｏ、５ａＧａｏ、４７Ａｓ／Ｉｎ０．５
２Ａ１ｏ、４８ＡＳグレーデイツド・ギャップ超格子構
造（アバランシェ増倍層）、４．ｎ型ＩｎＧａＡｓ層（
光吸収層）、５．ｎ型ＩｎＰ層、６．Ｐ＋領域、７゜Ｐ
−領域、８．入射光、９．ｎ型ＩｎＰ層（アバランシェ
増倍層）
吸収層とアバランシェ増倍層を分離したアバランシェ増
倍型半導体受光素子のそれぞれ層構造図及びバンド構造
図。第２図は、本発明によって得られる素子の量子効率
（ｒｘ）と実効イオン化率比（ａ／１３）の光吸収層厚
に対する依存性を示す図。第３図は、通常のＩｎＰ増倍
層、ＩｎＧａＡｓ光吸収層からなるアバランシェ増倍型
半導体受光素子の構造図。第４図は、ブレナン（Ｋ、
Ｂｒｅｎｎａｎ）が提案しているＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧ
ａＡｓ超格子構造を有するアバランシェ増倍型半導体受
光素子の基本バンド構造図。 １、ｎ型１ｎＰ基板、２．ｎ型ＩｎＰ層（バッファ）層
、３．ｎ型Ｉｎｏ、５ａＧａｏ、４７Ａｓ／Ｉｎ０．５
２Ａ１ｏ、４８ＡＳグレーデイツド・ギャップ超格子構
造（アバランシェ増倍層）、４．ｎ型ＩｎＧａＡｓ層（
光吸収層）、５．ｎ型ＩｎＰ層、６．Ｐ＋領域、７゜Ｐ
−領域、８．入射光、９．ｎ型ＩｎＰ層（アバランシェ
増倍層）
Claims (1)
- 半導体基板上に、バッファ層である第一の半導体層、ア
バランシェ増倍層である第二の超格子構造からなる半導
体層群、光吸収層である第三の半導体層とキャップ層で
ある第四の半導体層からなる事を特徴とする半導体受光
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161505A JPH0210780A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161505A JPH0210780A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210780A true JPH0210780A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15736339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63161505A Pending JPH0210780A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0210780A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5187553A (en) * | 1990-04-18 | 1993-02-16 | Nec Corporation | Avalanche photodiode having a thin multilayer superlattice structure sandwiched between barrier and well layers to reduce energy loss |
| US5204539A (en) * | 1991-01-28 | 1993-04-20 | Nec Corporation | Avalanche photodiode with hetero-periodical structure |
| JPH06291359A (ja) * | 1993-04-07 | 1994-10-18 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
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-
1988
- 1988-06-28 JP JP63161505A patent/JPH0210780A/ja active Pending
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