JPH02119274A - Avalanche photodiode - Google Patents
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- JPH02119274A JPH02119274A JP63273798A JP27379888A JPH02119274A JP H02119274 A JPH02119274 A JP H02119274A JP 63273798 A JP63273798 A JP 63273798A JP 27379888 A JP27379888 A JP 27379888A JP H02119274 A JPH02119274 A JP H02119274A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 波長１．３〜１．５５μｍ帯の光を検出するための。[Detailed description of the invention] 〔overview〕 For detecting light in the wavelength band of 1.3 to 1.55 μm.
ｍ −ｖ族化合物半導体超格子を用いた縦型アバランシ
ェフォトダイオードに関し。Regarding a vertical avalanche photodiode using an m-v group compound semiconductor superlattice.
アバランシェ増倍領域におけるイオン化率比を大きくす
ることによって高感度のアバランシェフォトダイオード
を提供することを目的とし。The purpose is to provide a highly sensitive avalanche photodiode by increasing the ionization rate ratio in the avalanche multiplication region.
基板に格子整合したＩｎＧａＡ ＩＡｓ／Ａ ｌＧａＡ
ｓＳｂ超格子から成るアバランシェ増倍領域を有し＋
該１ｎＧａＡＩＡｓ超格子はΔａ、／ａ比（但しａは前
記基板の格子定数、Δａ、はａと該ＩｎＧａＡｌＡｓ超
格子の格子定数との差）が５Ｘ１０−”以下となるよう
に、その組成Ｉｎ 。InGaA IAs/AlGaA lattice matched to the substrate
It has an avalanche multiplication region consisting of sSb superlattice +
The composition of the 1nGaAIAs superlattice is In such that the ratio Δa, /a (where a is the lattice constant of the substrate, and Δa is the difference between a and the lattice constant of the InGaAlAs superlattice) is 5×10−” or less.
（Ｇａｌ−ｘＡｌｘ Ｌ−ｙ Ａｓにおけるｙの値が選
ばレテオリ、該へ１ＧａＡｓＳｂ超格子はΔａ２／ａ比
（但しΔａ２は前記ａと該ＡｌＧａＡｓＳｂ超格子の格
子定数との差）が５×１０弓以下となるように１その組
成（Ａ１． Ｇａ、−１）（Ａｓｖ Ｓｂ＋−ｖ ）に
おけるＶの値が選ばれており。(If the value of y in Gal-xAlxL-y As is selected, the 1GaAsSb superlattice has a ratio of Δa2/a (where Δa2 is the difference between the above a and the lattice constant of the AlGaAsSb superlattice) of 5×10 bows or less. 1 The value of V at the composition (A1.Ga, -1) (Asv Sb+-v) is selected so that.
前記ＸおよびＵの値は＋ Ｉｎｙ（Ｇａ＋−ｘ Ａｌ
ｘ ）＋−ｙＡｓ／ （Ａｌｕ Ｇａ＋−ｕ ）（Ａ
ｓｖ ５Ｊ−ｖ ）ヘテロ接合における伝導帯不連続量
が零乃至０．２ｅＶとなるように選ばれていることから
構成される。The values of X and U are +Iny(Ga+-xAl
x )+-yAs/(Alu Ga+-u)(A
sv 5J-v ) The amount of conduction band discontinuity in the heterojunction is selected to be 0 to 0.2 eV.
本発明は、波長１．３〜１．５５μｌ帯の光を検出する
ための■−■族化合物半導体を用いたアバランシェフォ
トダイオードに係り、とくに、ｍ−ｖ族化合物半導体超
格子から成るアバランシェ増倍領域を備え、該超格子に
垂直に光が入射する縦型構造のアバランシェフォトダイ
オードに関する。The present invention relates to an avalanche photodiode using a ■-■ group compound semiconductor for detecting light in a wavelength band of 1.3 to 1.55 μl, and in particular, an avalanche multiplication device made of an m-v group compound semiconductor superlattice. The present invention relates to an avalanche photodiode having a vertical structure in which light is incident perpendicularly to the superlattice.
光通信における受光素子として、シリコン（Ｓｉ）にお
けるアバランシェ増倍を利用するアバランシェフォトダ
イオード（ＡＰＤ）が実用化されている。2. Description of the Related Art Avalanche photodiodes (APDs) that utilize avalanche multiplication in silicon (Si) have been put into practical use as light receiving elements in optical communications.
５ｉ−ＡＩ’Ｄは、・Ｓｉのアバランシェ増倍領域にお
けるイオン化率比（α／β、αは電子のイオン化率、β
はホールのイオン化率）が１０程度以上と大きく。5i-AI'D is the ionization rate ratio (α/β, α is the electron ionization rate, β
The hole ionization rate) is about 10 or more.
高感度である。しかしながら、 ５ｔ−ＡＰＤの検出限
界波長は０．９５μ麟程度であって、１．３〜１．５５
μｍの長波長帯の光を用いる光通信には適用できない。High sensitivity. However, the detection limit wavelength of 5t-APD is about 0.95 μm, which is 1.3 to 1.55 μm.
It cannot be applied to optical communications that use light in the long wavelength band of μm.
この波長帯で用いるＡＰＤとしてゲルマニウム（Ｇｅ）
を用いたＧｅ−ＡＰＤがすでに実用化されているが、
Ｇｅにおけるイオン化率比は高々２程度であるため検出
感度が低く、また、暗電流が大きいという問題がある。Germanium (Ge) is used as an APD used in this wavelength band.
Ge-APD using
Since the ionization rate ratio in Ge is about 2 at most, there are problems in that the detection sensitivity is low and the dark current is large.
近年、１．３〜１．５５μｍ帯の光検知器材料として。 In recent years, it has been used as a photodetector material in the 1.3-1.55 μm band.
ＩｎＰ、 ｒｎＧａＡｓ、 ＴｎＡＩＡｓ、 ＩｎＧａ
ＡｓＰ等を組合せたベテロ構造が研究されている。しか
し、これらの材料を用いたＡＰＤは、 ５ｉ−ＡＰＤに
比べて性能が劣る。その最大の原因は、これらの材料は
、いずれもアバランシェ増倍領域におけるイオン化率比
α／βまたはβ／αが２〜３程度と小さいことである。InP, rnGaAs, TnAIAs, InGa
Betero structures combining AsP and the like are being studied. However, APDs using these materials have inferior performance compared to 5i-APDs. The biggest reason for this is that all of these materials have a small ionization rate ratio α/β or β/α of about 2 to 3 in the avalanche multiplication region.
最近、ｍ−ｖ族化合物半導体の超格子ヘテロ構造を用い
ることにより、アバランシェ増倍領域におけるイオン化
率比を大きくすることが試みられている。（例えば、
Ｆ、 Ｃａｐａｓｓｏ、 ｅｔ ａｌ、、 Ａｐｐｌ。Recently, attempts have been made to increase the ionization rate ratio in the avalanche multiplication region by using a superlattice heterostructure of m-v group compound semiconductors. (for example,
F. Capasso, et al., Appl.
ｒ’ｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、、 Ｖｏｌ、４０． ｐ、３
８，１９８２）これは、電界によって加速されたキャリ
ヤ（電子とホール）が超格子の障壁層から井戸層に入っ
たときにホットな状態となり、イオン化を生じやすくな
ることを利用するものである。r'hys, Lett, Vol. 40. p, 3
8, 1982) This utilizes the fact that when carriers (electrons and holes) accelerated by an electric field enter the well layer from the barrier layer of the superlattice, they become hot and are more likely to be ionized.
本発明は、この原理にもとづき、アバランシェ増倍領域
を構成する超格子ヘテロ接合における伝導帯の不運Ｖｔ
量が概ね零になるようにすることによって、ホールのイ
オン化率（β）を増大する■−Ｖ族化合物半導体の組合
せを開示し、これにより１．３〜１．５５μ隋帯の光に
対して高感度なアバランシェフォトダイオードを提供す
ることを目的とする。Based on this principle, the present invention aims to solve the problem of the conduction band Vt in the superlattice heterojunction constituting the avalanche multiplication region.
We disclose a combination of ■-V group compound semiconductors that increases the hole ionization rate (β) by making the amount approximately zero, and thereby The purpose is to provide a highly sensitive avalanche photodiode.
上記目的は、基板に格子整合したｒｎＧａＡＩＡｓ／
ＡｌＧａＡｓＳｂ超格子から成るアバランシェ増倍領域
を有し、該ＴｎＧａ八ＩＡへ超格子はΔａ、／ａ比（但
しａは前記基板の格子定数、Δａｌはａと該１ｎＧａＡ
ＩＡｓ超格子の格子定数との差）が５Ｘ１０−３以下と
なるように。The above purpose is to lattice-match rnGaAIAs/
It has an avalanche multiplication region consisting of an AlGaAsSb superlattice, and the TnGa8IA superlattice has a ratio of Δa, /a (where a is the lattice constant of the substrate, Δal is the difference between a and the 1nGaA
(difference from the lattice constant of the IAs superlattice) is 5X10-3 or less.
その組成Ｉｎ ｙ（Ｇａ＋−ｘ＾Ｉ−Ｌ−ｙ＾Ｓにおけ
るｙの値が選ばれており、該Ａ ｌＧａＡｓＳｂ超格子
はΔａｔｌａ比（但しΔａ２は前記ａとＡｌＧａＡｓＳ
ｂ超格子の格子定数との差）がｓ ｘ ｔｏ−’以下と
なるように、その組成（Ａｌｕ Ｇａ＋−ｕ ） （Ａ
ｓｖ Ｓｔ）＋−ｖ ）におけるＶの値が選ばれており
、前記ＸおよびＵの値は＋ Ｉｎ、 （Ｇａ＋−２八１
Ｘ Ｌ−ｙ Ａｓ／ （ｓｌｕ Ｇａ＋−ｕ ）（Ａ
ｓｖ ５ｌ）１−ｖ ）ヘテロ接合における伝導帯不連
続量が零乃至０．２ｅＶとなるように選ばれていること
を特徴とする本発明に係るアバランシェフォトダイオー
ドによって達成される。The value of y in its composition In y (Ga + -
Its composition (Alu Ga+-u) (A
sv St)+-v) is chosen, and the values of X and U are +In, (Ga+-281
X L-y As/ (slu Ga+-u) (A
This is achieved by the avalanche photodiode according to the invention, characterized in that the amount of conduction band discontinuity at the heterojunction is selected to be between 0 and 0.2 eV.
電界によって加速された電子およびホールが超格子の障
壁層から井戸層に入ったときのそれぞれのイオン化率α
、Ｌおよびβ、Ｌは。Ionization rate α of electrons and holes accelerated by an electric field when they enter the well layer from the barrier layer of the superlattice
,L and β,L are.
αｓｔ” ｅｘｐ （（−に＋／ ｔ”）Ｘ（Ｅｌ
ｌ −Δ Ｅｃ）／ Ｅ’ ｌ ・ ・ ・（１）
βＳ！″ ｅｘｐ （（−ｋｚ／ ε）×（Ｅｈ −
Δ Ｅｖ）／ Ｅ’ ） ・−−（２）ここに ｋ
ｌおよびに２は定数、εは電界強度（Ｈ＠およびＢｈは
、それぞれ、電子およびホールによるイオン化エネルギ
ー、ΔＥｃおよびΔＥｖはヘテロ接合における。それぞ
れ、伝導帯の不達Ｉｆｆおよび価電子帯の不連続量であ
る。αst” exp ((-+/t”)X(El
l −Δ Ec)/E' l ・ ・ ・ (1)
βS! ″ exp ((-kz/ ε)×(Eh −
Δ Ev)/E') ・--(2) Here k
l and 2 are constants, ε is the electric field strength (H@ and Bh are the ionization energies by electrons and holes, respectively, ΔEc and ΔEv are the discontinuities in the conduction band Iff and the valence band at the heterojunction, respectively) It's the amount.
上記（１）および（２）弐から、イオン化率比α、Ｌ／
β５．（またはβＳＬ／αＳＬ）を大きくするには。From (1) and (2) above, the ionization rate ratio α, L/
β5. (or βSL/αSL).
ΔＥｅとΔＥｖの差を大きくすることが有効であること
がわかる。あるヘテロ接合において、上記ΔＥｅまたは
ΔＥｖのいずれか一方を大きくすると他方が小さくなる
。したがって、ΔＥｃまたはΔＥｖのいずれか一方が大
きくなる組合せの材料を選べば、イオン化率比αｓｔ／
βＳＬ （またはβ、。It can be seen that it is effective to increase the difference between ΔEe and ΔEv. In a certain heterojunction, when either ΔEe or ΔEv is increased, the other becomes smaller. Therefore, if you select a combination of materials that increases either ΔEc or ΔEv, the ionization rate ratio αst/
βSL (or β,.
／αＳＬ）を、単一のバルク結晶中におけるイオン化率
比αｂｕｌｋ／βｂｕＬＩ＋ （またはβｂｕｌ ｋ／
αｂｕｌｋ）に比べて大きくすることができる。/αSL) is the ionization rate ratio αbulk/βbuLI+ (or βbulk/
αbulk).
本発明においては、 Ｉｎｙ （ｃａｔ−ｘ Ａｌ ｘ
）＋−ｙ Ａｓ／（Ａｌｕ Ｇａ＋−ｕ ） （Ａｓ
ｖ Ｓｂ＋−ｖ ）で表される組成を有する超格子を用
い、このヘテロ接合における伝導帯不連続量が概ね零に
なるように上記ＸおよびＵの値を選ぶ。一方、ｙおよび
Ｖの値は、 ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳｂ超格
子がＩｎＰ基板と格子整合するように選ばれる。このよ
うな条件の下では、ΔＥｖは約０．６ｅＶとなる。その
結果、ホールは、上記超格子の井戸層を通過するごとに
、 ０，６ｅＶのエネルギーを余分に得ることになる。In the present invention, Iny (cat-x Al x
)+-y As/(Alu Ga+-u) (As
Using a superlattice having a composition represented by v Sb+-v ), the values of X and U are selected so that the amount of conduction band discontinuity in this heterojunction is approximately zero. On the other hand, the values of y and V are chosen such that the InGaAlAs/AlGaAsSb superlattice is lattice matched to the InP substrate. Under such conditions, ΔEv is approximately 0.6 eV. As a result, each time a hole passes through the well layer of the superlattice, it gains an extra 0.6 eV of energy.
すなわち、上記（２）式において電界εの項による寄与
が、この余分に得たエネルギーの分だけ大きくなったこ
とに相当し、その結果、β、Ｌが増大する。なお、ΔＥ
ｃ〜０であるので、電子は上記のような余分のエネルギ
ーを得ることがなく、シたがってα、Ｌは増大しない。That is, this corresponds to the fact that the contribution by the term of the electric field ε in the above equation (2) increases by the amount of the extra energy obtained, and as a result, β and L increase. In addition, ΔE
Since c~0, the electrons do not gain extra energy as described above, and therefore α and L do not increase.
第１図は本発明のＡＰＤの一実施例を示す要部断面図で
あって、ｎ°型のＩｎＰ基板１上に、厚さ約Ｉμｓのｎ
型ＩｎＧａＡｓ層２を成長させる。ＩｎＧａＡｓ層２は
１例えばＩｎｎ、 ｓ！Ｇａｏ、 ４？ＡＳなる組成を
有し、ｎ型不純物として１例えばシリコン（Ｓｉ）が８
Ｘ１０′６７ｃｍ ”程度ドープされている。ＩｎＧａ
Ａｓ層２上には。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of the APD of the present invention, in which an n
A type InGaAs layer 2 is grown. The InGaAs layer 2 is 1, for example Inn, s! Gao, 4? It has the composition AS, and the n-type impurity is 1, for example, silicon (Si) is 8
Doped to about 10'67 cm.
On the As layer 2.
ＩｎＰ基板１と格子整合するようにして、 ＩｎＧａＡ
ＩＡＳ／ＡｌＧａＡｓＳｂ超格子３が形成されている。InGaA is lattice matched with the InP substrate 1.
An IAS/AlGaAsSb superlattice 3 is formed.
ＩｎＧａＡｌＡｓ／八ｌＧａＡｓＳｂへ格子３は７例え
ば厚さ約４００人のＩｎＧａＡ ＩＡｓ層と厚さ約３０
０ 人のＡｌＧａＡｓＳｂ層が交互に２５層ずつ積層さ
れてたものである。The InGaAlAs/8 IGaAsSb lattice 3 has an InGaA IAs layer of about 7 and a thickness of about 30, for example about 400.
25 AlGaAsSb layers were alternately stacked.
ＩｎＧａＡ ＩＡｓ／Ａ ｌＧａＡｓＳｂ超格子３は、
ＩｎＰ基板１との格子整合のために＋ Ｉｎ、 （Ｇ
ａ＋−ｘ ＡＩ Ｘ Ｌ−ｙ Ａｓおよび（Ａｌｕ Ｇ
ａ＋−ｕ ） （Ａｓ ｖ Ｓｂ＋−ｖ ）におけるｙ
およびＶの値がそれぞれ２例えば０．５２および０．５
とされている。また、前記ΔＥｖをできるだけ大きくす
るためにΔｈをほぼ零とする組成として。InGaA IAs/AlGaAsSb superlattice 3 is
+In, (G
a+-x AI X L-y As and (Alu G
a+-u) y in (As v Sb+-v)
and the values of V are 2 e.g. 0.52 and 0.5 respectively
It is said that Further, in order to make the ΔEv as large as possible, the composition is such that Δh is approximately zero.
ＸおよびＵの値は、それぞれ、ｘ＝１およびＵ＝０に選
ばれている。すなわち＋ ４ｎｏ、５ｚＡｌｏ、ｔＩ！
八ＳへＧａＡｓｏ、 ５Ｓｂｏ、 ｓなる超格子が周期
的に積層された構造である。その他のＸの値に対応して
適当なＵの値を選べば、ΔＥｃを０ないし０．２ｅＶと
し、かつ。The values of X and U are chosen to be x=1 and U=0, respectively. That is +4no, 5zAlo, tI!
It has a structure in which 8S, GaAso, 5Sbo, and s superlattices are stacked periodically. If an appropriate value of U is selected corresponding to other values of X, ΔEc can be set to 0 to 0.2 eV, and.
ΔＥｖ＞ΔＥｅなる条件を満足することができる。The condition ΔEv>ΔEe can be satisfied.
ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳｂ超格子３の上には
、厚さ１ｐｍ程度のｐ＋型ＴｎＡＩＡｓ層４と厚さ約０
．１ μｍのｐ゛型ＴｎＧａＡｓ層５が順次形成されて
いる。これらの層には、ｎ型不純物として１例えばベリ
リウム（Ｉｌｅ）がＩ ＸＩＯ”／ｃｍ３程度ドープさ
れている。ＩｎＧａＡｓ層５上には、 ＩｎＧａＡｓＮ
３にオーミック接触する。On the InGaAlAs/AlGaAsSb superlattice 3, there is a p+ type TnAIAs layer 4 with a thickness of about 1 pm and a layer 4 with a thickness of about 0 pm.
．． A 1 μm p-type TnGaAs layer 5 is successively formed. These layers are doped with an n-type impurity such as beryllium (Ile) to the extent of IXIO"/cm3. On the InGaAs layer 5, InGaAsN
Ohmic contact with 3.
例えばＡｕ／Ｇｅ／Ａｕ構造のｐ型電極６が形成されて
いる。一方、 ＩｎＦ’基板１の裏面には、 ＩｎＰ基
板１にオーミック接触する１例えばＡｕＳｎから成るｎ
型電極７が形成されている。ｎ型電極７には光入射窓と
なる開ロア１が設けられている。For example, a p-type electrode 6 having an Au/Ge/Au structure is formed. On the other hand, on the back side of the InF' substrate 1, there is a layer made of, for example, AuSn, which makes ohmic contact with the InP substrate 1.
A mold electrode 7 is formed. The n-type electrode 7 is provided with an open lower portion 1 serving as a light entrance window.
なお、上記各層の形成には１周知の分子線エピタキシ（
ＭＢＢ）技術、あるいは有機金属ガスを用いる気相成長
（ＭＯＣＶＤ）技術等を用いれはよい。ＭＲＲを用いる
場合の成長条件の一例は、基板温度５００℃、成長速度
１μｍ／時間である。また、 ＩｎＰ基板１の上部から
ｊｒＩＧａＡｓ層５にわたる側面は１通常のＡＰＩ）と
同じくメザ状となるように加工されている。The formation of each of the above layers involves the well-known molecular beam epitaxy (
MBB) technology or chemical vapor deposition (MOCVD) technology using organometallic gas may be used. An example of growth conditions when using MRR is a substrate temperature of 500° C. and a growth rate of 1 μm/hour. Further, the side surface extending from the upper part of the InP substrate 1 to the jrIGaAs layer 5 is processed to have a meza-like shape as in the case of a normal API.
第１図の構造において、 ＴｎＧａＡＩＡｓ／ＡｌＧａ
ＡｓＳｂ超格子３はアバランシェ増倍領域を構成する。In the structure shown in Figure 1, TnGaAIAs/AlGa
The AsSb superlattice 3 constitutes an avalanche multiplication region.
ｐ型電極６とｎ型電極７間に逆方向電圧を印加した状態
で、前記開ロア１から入射した１、３〜１．５５μｍの
光はＩｎＧａＡｓ層２で吸収される。その結果＋ Ｉｎ
ＧａＡｓ層２に発生した電子はＩｎＰ基板１を通じてｎ
型電極７に流れ、一方、ホールはＩｎＧａＡｌＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓＳｂ超格子３に入り、ここで前述の機構によ
り増大された大きなイオン化率β、Ｌを以て増倍される
。この際にＩｎＧａＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳｂ超格子
３で発生した電子はｎ型電極７側に流れるが、前述のよ
うに、そのイオン化率α、Ｌは増大しない。With a reverse voltage applied between the p-type electrode 6 and the n-type electrode 7, light of 1.3 to 1.55 μm incident from the open lower portion 1 is absorbed by the InGaAs layer 2. The result + In
Electrons generated in the GaAs layer 2 pass through the InP substrate 1
The current flows to the type electrode 7, while the holes flow to the InGaAlAs/A
It enters the lGaAsSb superlattice 3, where it is multiplied with a large ionization rate β,L, which is increased by the mechanism described above. At this time, the electrons generated in the InGaAlAs/AlGaAsSb superlattice 3 flow toward the n-type electrode 7, but as described above, the ionization rates α and L do not increase.
なお、第１図の構造において、ｐ型電極６に光入射窓６
１を設け、ここから被検出光を入射させてもよい。また
、第２図に示すように＋ ｐ” −ＩｎＰ基板１１上
ニ＋ ハラ７７層としてｐ ”−１ｎＧａＡｓ層１２・
アバランシェ増倍領域としてＩｎＧａＡｌＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓＳｂ超格子３．光吸収層としてｎ １ｎＧａＡｓ
層１３を順次エピタキシャル成長させ、さらにこの上に
、クラッド層としてｎ−１ｎ ＡｌＡｓ層１４．キャッ
プ層としてｎ ” −ＩｎＧａＡｓ層１５を順次形成し
た構造としても本発明のＡＩ’Ｄが得られる。第２図に
おいて符号１６はｎ型電極衿、１７はｐ型電極、１６１
はｎ型電極１６に設けられた光入射窓となる開口である
。Note that in the structure shown in FIG.
1 may be provided and the light to be detected may be incident therefrom. In addition, as shown in FIG.
InGaAlAs/AlG as avalanche multiplication region
aAsSb superlattice 3. n 1nGaAs as a light absorption layer
A layer 13 is epitaxially grown in sequence, and an n-1n AlAs layer 14 is further formed as a cladding layer thereon. The AI'D of the present invention can also be obtained with a structure in which an n''-InGaAs layer 15 is sequentially formed as a cap layer. In FIG.
is an opening provided in the n-type electrode 16 and serving as a light entrance window.
本発明によれば、 ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳ
ｂ超格子ヘテロ接合でアバランシェ増倍領域を形成する
ことにより、ホールのイオン化率をバルク結晶中におけ
るよりも大きくして大きなイオン化率比を実現し、１．
３〜１．５５μｍの波長帯の光に対して冑感度のＡＩ”
ｒ）を提供可能とする効果がある。According to the invention, InGaAlAs/AlGaAsS
By forming an avalanche multiplication region in the b superlattice heterojunction, the ionization rate of holes is made higher than that in the bulk crystal, and a large ionization rate ratio is realized.1.
AI with excellent sensitivity to light in the wavelength range of 3 to 1.55 μm”
This has the effect of making it possible to provide r).
第１図および第２図は本発明のＡＰＤの実施例を示す要
部断面図である。
図において。
１はｎ”−１ｎＰ基板。
２はｎ −ｒｎＧａＡｓ層。
３はｒｎＧａＡｌ八ｓ／Ａ へＧａＡｓＳｂ超格子４は
ｐ ”−ＴｎＡＩＡｓ層。
５はｐ ”−ＴｎＧａＡｓ層。
６と１７はｐ型電極。
７と１６はｎ型電極
６１と１６１は開口
１１はｐ”−１ｎＰ基板。
１２はｐ ”−ＴｎＧａＡｓ層。
１３はｎ −１ｎＧａＡｓ層。
１４はｎ−Ｉｎ ＡｌＡｓ層
１５はｎ”−１ｎＧａＡｓ層
である。
、２ト、づご 日月のＡＰＤグ − 賞方イ巳、ブ多り
第１図
木’１Ｆ３ｆ４１ＱＡＰＤｆ） 男り ｎ ｔ ｐ
己４クリ第２図1 and 2 are sectional views of essential parts showing an embodiment of the APD of the present invention. In fig. 1 is an n''-1nP substrate. 2 is an n-rnGaAs layer. 3 is an rnGaAl8s/A GaAsSb superlattice 4 is a p''-TnAIAs layer. 5 is a p''-TnGaAs layer. 6 and 17 are p-type electrodes. 7 and 16 are n-type electrodes 61 and 161, and the opening 11 is a p''-1nP substrate. 12 is a p''-TnGaAs layer. 13 is an n-1nGaAs layer. 14 is an n-In AlAs layer 15 is an n''-1nGaAs layer. , 2 To, Zugo Sun Moon's APD Gu - Shogata Imi, Butari 1st Figure Tree'1F3f41QAPDf) Manri n t p
Self 4 chestnut figure 2
Claims (1)
ム・砒素（ＩｎＧａＡｌＡｓ）／アルミニウム・ガリウ
ム・砒素・アンチモン（ＡｌＧａＡｓＳｂ）超格子から
成るアバランシェ増倍領域を有し、 該ＩｎＧａＡｌＡｓ超格子は、Δａ＿１／ａ比（但しａ
は前記基板の格子定数、Δａ＿１は前記基板の格子定数
ａと該ＩｎＧａＡｌＡｓ超格子の格子定数との差）が５
×１０＾−＾３以下となるように、その組成Ｉｎ＿ｙ（
Ｇａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘ）＿１＿−＿ｙＡｓにおける
ｙの値が選ばれており、 該ＡｌＧａＡｓＳｂ超格子は、Δａ＿２／ａ比（但しΔ
ａ＿２は前記基板の格子定数ａと該ＡｌＧａＡｓＳｂ超
格子の格子定数との差）が５×１０＾−＾３以下となる
ように、その組成（Ａｌ＿ｕＧａ＿１＿−ｕ）（Ａｓ＿
ｖＳｂ＿１＿−＿ｖ）におけるｖの値が選ばれており、 前記ｘおよびｕの値は、Ｉｎ＿ｙ（Ｇａ＿１＿−＿ｘＡ
ｌ＿ｘ）＿１＿−＿ｙＡｓ／（Ａｌ＿ｕＧａ＿１＿−＿
ｕ）（Ａｓ＿ｖＳｂ＿１＿−＿ｖ）ヘテロ接合における
伝導帯不連続量が零乃至０．２ｅＶとなるように選ばれ
ていることを特徴とするアバランシェフォトダイオード
。[Claims] It has an avalanche multiplication region composed of an indium-gallium-aluminum-arsenic (InGaAlAs)/aluminum-gallium-arsenic-antimony (AlGaAsSb) superlattice lattice-matched to the substrate, and the InGaAlAs superlattice has: Δa_1/a ratio (however, a
is the lattice constant of the substrate, Δa_1 is the difference between the lattice constant a of the substrate and the lattice constant of the InGaAlAs superlattice) is 5
Its composition In_y (
The value of y in Ga_1_−_xAl_x)_1_−_yAs is chosen, and the AlGaAsSb superlattice has a ratio of Δa_2/a (where Δ
a_2 is the composition (Al_uGa_1_-u) (As_
The value of v in vSb_1_-_v) is selected, and the values of x and u are In_y(Ga_1_-_xA
l_x)_1_-_yAs/(Al_uGa_1_-_
u) An avalanche photodiode characterized in that the amount of conduction band discontinuity in the (As_vSb_1_-_v) heterojunction is selected to be 0 to 0.2 eV.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273798A JPH02119274A (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Avalanche photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273798A JPH02119274A (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Avalanche photodiode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119274A true JPH02119274A (en) | 1990-05-07 |
Family
ID=17532732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63273798A Pending JPH02119274A (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Avalanche photodiode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02119274A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075750A (en) * | 1990-04-09 | 1991-12-24 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Avalanche photodiode with adjacent layers |
| 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 |
| US5369292A (en) * | 1992-12-22 | 1994-11-29 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Avalanche photodiode having a multiplication layer with superlattice |
| JPH088455A (en) * | 1994-06-21 | 1996-01-12 | Nec Corp | Semiconductor photodetector |
| JP2010272769A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Fujitsu Ltd | Solar cell |
| KR20210003925A (en) * | 2018-07-11 | 2021-01-12 | 에스알아이 인터내셔널 | LINEAR MODE AVALANCHE PHOTODIODES WITHOUT EXCESS NOISE |
| RU2769749C1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Avalanche photodiode and method for its manufacture |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63273798A patent/JPH02119274A/en active Pending
Cited By (11)
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| JP2021522694A (en) * | 2018-07-11 | 2021-08-30 | エスアールアイ インターナショナルＳＲＩ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ | Linear mode avalanche photodiode with no excessive noise |
| JP2021522693A (en) * | 2018-07-11 | 2021-08-30 | エスアールアイ インターナショナルＳＲＩ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ | Photodiode without excessive noise |
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