JPH02163978A - ｐｉｎフォトダイオード - Google Patents
ｐｉｎフォトダイオードInfo
- Publication number
- JPH02163978A JPH02163978A JP63317882A JP31788288A JPH02163978A JP H02163978 A JPH02163978 A JP H02163978A JP 63317882 A JP63317882 A JP 63317882A JP 31788288 A JP31788288 A JP 31788288A JP H02163978 A JPH02163978 A JP H02163978A
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Links
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- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims abstract description 20
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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〕
この発明は、ｐｉｎフォトダイオードに関するしのであ
る。
る。
フォトダイオードは、受光面に入射した光により電子・
ホール対が発生し、この発生したキャリアを逆方向にバ
イアスされた接合の電界により振り分け、電流として取
出すデバイスである。
ホール対が発生し、この発生したキャリアを逆方向にバ
イアスされた接合の電界により振り分け、電流として取
出すデバイスである。
フォトダイオードは、比較的に高速応答性を持ち、効率
も良く、低い電圧で動作するので応用分野も広く、多く
の用途に使用されている。
も良く、低い電圧で動作するので応用分野も広く、多く
の用途に使用されている。
その中でも、ｐｉｎフォトダイオードはｉ層の存在によ
って、容量を小さくすることができ、かつ高電圧を印加
してキャリアの空乏層走行時間を短くできる為、高速動
作に優れている。
って、容量を小さくすることができ、かつ高電圧を印加
してキャリアの空乏層走行時間を短くできる為、高速動
作に優れている。
第２図は、従来のｐｉｎフォトダイオードの構造を示す
もので、光の入射方向と直交する方向からみた断面図で
ある。このｐｉｎフォトダイオードによると、ＩｎＰの
ｎ型基板１上にアンドーブのＩｎＧａＡｓの光吸収層２
が形成され、さらに光吸収層２上にＩｎＰのｐ型結晶成
長層３が形成されている。また、このｐ型結晶成長層３
上にはＡｕＺのｎ型電極４がリング状に形成されており
、受光面Ａが形成されている。さらに、ｎ型基板１の裏
面にはＡｕＧｅのｎ型電極５が形成されている。なお、
ｎ型電極４とｎ型電極らとの間には逆バイアス電圧が印
加されている。
もので、光の入射方向と直交する方向からみた断面図で
ある。このｐｉｎフォトダイオードによると、ＩｎＰの
ｎ型基板１上にアンドーブのＩｎＧａＡｓの光吸収層２
が形成され、さらに光吸収層２上にＩｎＰのｐ型結晶成
長層３が形成されている。また、このｐ型結晶成長層３
上にはＡｕＺのｎ型電極４がリング状に形成されており
、受光面Ａが形成されている。さらに、ｎ型基板１の裏
面にはＡｕＧｅのｎ型電極５が形成されている。なお、
ｎ型電極４とｎ型電極らとの間には逆バイアス電圧が印
加されている。
受光面Ａに光が入射すると、ホールａと電子すが光吸収
層２で発生する。ところが、ｎ型電極４とｎ型電極５と
の間には逆バイアス電圧が印加されているので、ホール
ａはｐ型結晶成長層３へ、電子すはｎ型基板１の方向へ
と移動する。
層２で発生する。ところが、ｎ型電極４とｎ型電極５と
の間には逆バイアス電圧が印加されているので、ホール
ａはｐ型結晶成長層３へ、電子すはｎ型基板１の方向へ
と移動する。
しかしながら、従来技術に係るｐｉｎフォトダイオード
によると、ホールａの移動度が小さいので、ｐ型結晶成
長層３に到達した後、さらにｎ型電極４へ移動するまで
に時間がかかる。その為に、ｐｉｎフォトダイオードの
帯域が劣化するという欠点があった。
によると、ホールａの移動度が小さいので、ｐ型結晶成
長層３に到達した後、さらにｎ型電極４へ移動するまで
に時間がかかる。その為に、ｐｉｎフォトダイオードの
帯域が劣化するという欠点があった。
そこで本発明は、ｐｉｎフォトダイオードの帯域を改溌
することを目的とするものである。
することを目的とするものである。
上記課題を達成する為、この発明は、光吸収層を挾んで
一方側に形成され、受光面を形成する第１導電型結晶成
長層と、光吸収層を挾んで他方側に形成された第２導電
型結晶成長層と、第１導電型結晶成長層上に形成された
信号取出し用の第１電極と、第２導電型結晶成長層上に
形成された信号取出し用の第２電極とを備えており、第
１導電型結晶成長層にイオンが注入され、格子欠陥が形
成されていることを特徴とする。
一方側に形成され、受光面を形成する第１導電型結晶成
長層と、光吸収層を挾んで他方側に形成された第２導電
型結晶成長層と、第１導電型結晶成長層上に形成された
信号取出し用の第１電極と、第２導電型結晶成長層上に
形成された信号取出し用の第２電極とを備えており、第
１導電型結晶成長層にイオンが注入され、格子欠陥が形
成されていることを特徴とする。
この発明に係るｐ１ｎフォトダイオードは、以上のよう
に構成されているので、第１導電型結晶成長層内を移動
するホールは、その結晶内に存在する格子欠陥により、
到達した電子とホールは再結合で消滅する。
に構成されているので、第１導電型結晶成長層内を移動
するホールは、その結晶内に存在する格子欠陥により、
到達した電子とホールは再結合で消滅する。
以下、この発明の一実施例に係るｐｉｎフォトダイオー
ドを添附図面に基づき説明する。なお、説明において同
一要素には同一符号を使用し、重複する説明は省略する
。
ドを添附図面に基づき説明する。なお、説明において同
一要素には同一符号を使用し、重複する説明は省略する
。
第１図は、この発明の一実施例に係るｐｉｎフォトダイ
オードの構造を示すものであり、光の入射方向と直交す
る方向からみた断面図である。このｐｉｎフォトダイオ
ードは、光吸収層６、第１導電型結晶成長層７、第２導
電型結晶成長層８、第１電極９及び第２電極１０を備え
て構成されている。
オードの構造を示すものであり、光の入射方向と直交す
る方向からみた断面図である。このｐｉｎフォトダイオ
ードは、光吸収層６、第１導電型結晶成長層７、第２導
電型結晶成長層８、第１電極９及び第２電極１０を備え
て構成されている。
第１導電型結晶成長層７は、光吸収層６を挾んで上方側
に形成され、受光面Ｂを形成している。
に形成され、受光面Ｂを形成している。
また、第２導電型結晶成長層８は光吸収層６を挾んで下
方側に形成されている。さらに、信号取出し川の第１１
極りが第１導電型結晶成長層上に形成されており、信号
取出し用の第２電極１０が第２導電型結晶成長層８上に
形成されている。この発明で重要なことは、第１導電型
結晶成長層７にイオンが注入されており、格子欠陥が形
成されている点である。
方側に形成されている。さらに、信号取出し川の第１１
極りが第１導電型結晶成長層上に形成されており、信号
取出し用の第２電極１０が第２導電型結晶成長層８上に
形成されている。この発明で重要なことは、第１導電型
結晶成長層７にイオンが注入されており、格子欠陥が形
成されている点である。
以下、具体的に説明する。光吸収層６はアンドープＩｎ
ＧａＡｓで形成されており、第１導電型結晶成長層７は
ｐ型ＩｎＰで形成されている。また、第２導電型結晶成
長層８はｎ型１ｎＰで形成されている。さらに、第１電
極９はＡｕＺのｎ型オーミック電極で形成されており、
第２電極］０はＡｕＧｅのｎ型オーミック電極で形成さ
れている。さらに、第１導電型結晶成長層７内部には、
格子欠陥が形成されている。この格子欠陥は、イオン化
されたＺｎ等の不純物を電界で加速させて１ｊ（（射す
ることにより形成することができる。この場合、光吸収
層６に到達しないエネルギで不純物が１１（（射される
ので、光吸収層６がドープされることはない。また、不
純物はＺｎに限定されるものではなく、結晶内で格子欠
陥を形成できるものであればよい。
ＧａＡｓで形成されており、第１導電型結晶成長層７は
ｐ型ＩｎＰで形成されている。また、第２導電型結晶成
長層８はｎ型１ｎＰで形成されている。さらに、第１電
極９はＡｕＺのｎ型オーミック電極で形成されており、
第２電極］０はＡｕＧｅのｎ型オーミック電極で形成さ
れている。さらに、第１導電型結晶成長層７内部には、
格子欠陥が形成されている。この格子欠陥は、イオン化
されたＺｎ等の不純物を電界で加速させて１ｊ（（射す
ることにより形成することができる。この場合、光吸収
層６に到達しないエネルギで不純物が１１（（射される
ので、光吸収層６がドープされることはない。また、不
純物はＺｎに限定されるものではなく、結晶内で格子欠
陥を形成できるものであればよい。
なお、第１電極９と第２電極１０との間には所定の電圧
が印加されており、逆バイアスがかかっている。その為
、受光面Ｂに入射した光より発生したホールは第１電極
９へと進み、電子は第２７ヒ極１０へと進む。しかし、
第１導電型結晶成長層７には、前述したように、格子欠
陥が形成されているので、ホールは電子との再結合によ
り消滅する。その為、フォトダイオードの帯域が改善さ
れる。
が印加されており、逆バイアスがかかっている。その為
、受光面Ｂに入射した光より発生したホールは第１電極
９へと進み、電子は第２７ヒ極１０へと進む。しかし、
第１導電型結晶成長層７には、前述したように、格子欠
陥が形成されているので、ホールは電子との再結合によ
り消滅する。その為、フォトダイオードの帯域が改善さ
れる。
以下、この発明に係る実験結果を説明する。この実験は
、第１導電型結晶成長層７を０．１μｍの厚さに形成し
、注入イオンとしてＺｎイオンを使用し、これを５０ｋ
ｅＶのエネルギで打ち込んだ。この場合、Ｚｎイオンの
投影飛程（平均的な到達深さ）は０．０３４μｍであり
、アンドープの光吸収層６には到達していない。
、第１導電型結晶成長層７を０．１μｍの厚さに形成し
、注入イオンとしてＺｎイオンを使用し、これを５０ｋ
ｅＶのエネルギで打ち込んだ。この場合、Ｚｎイオンの
投影飛程（平均的な到達深さ）は０．０３４μｍであり
、アンドープの光吸収層６には到達していない。
この実験によると、従来技術に係るｐｉｎフォトダイオ
ードでは、１．３μｍの光パルス（半値幅４０ ｐｓｅ
ｅ）で用足された立ち上がり時間は９０ｐｓｅｅであっ
たが、この発明に係るｐｉｎフォトダイオードでは７５
ｐｓｅｃであり、フォトダイオードの帯域が著°シ＜
改善されていることが確認された。
ードでは、１．３μｍの光パルス（半値幅４０ ｐｓｅ
ｅ）で用足された立ち上がり時間は９０ｐｓｅｅであっ
たが、この発明に係るｐｉｎフォトダイオードでは７５
ｐｓｅｃであり、フォトダイオードの帯域が著°シ＜
改善されていることが確認された。
なお、この実施例では結晶成長層としてＩｎＰを使用し
ているが、この材質に限定されるものではない。例えば
、ＧａＡｓ５Ｓ ｆを使用することができる。この場合
、光吸収層としてＧａＡｓ。
ているが、この材質に限定されるものではない。例えば
、ＧａＡｓ５Ｓ ｆを使用することができる。この場合
、光吸収層としてＧａＡｓ。
Ｓｉを使用することができる。
また、光吸収層は吸収する光波長により材質が選択され
るもので、Ｇ ａ Ｉ ｎ Ａ、 ｓに限定されるもの
ではない。例えば、１．３μｍ、１．５５μｍ以外の波
長をＨする光を吸収する場合には、ＧａＡｓ５ＡｉＧａ
Ａｓを使用することができる。
るもので、Ｇ ａ Ｉ ｎ Ａ、 ｓに限定されるもの
ではない。例えば、１．３μｍ、１．５５μｍ以外の波
長をＨする光を吸収する場合には、ＧａＡｓ５ＡｉＧａ
Ａｓを使用することができる。
さらに、第１導電型としてｐ型、第２導電型としてｎ型
を使用しているが、第１導電型としてｎ型、第２導電型
としてｐ型を使用することができる。
を使用しているが、第１導電型としてｎ型、第２導電型
としてｐ型を使用することができる。
この発明は、以上説明したように構成されているので、
フォトダイオードの帯域を改善することができる。
フォトダイオードの帯域を改善することができる。
第１図は、この発明の一実施例に係るｐｉｎフォトダイ
オードの構造を示す断面図、第２図は、従来技術に係る
ｐｉｎフォトダイオードの構造を示す断面図である。 １・・・ｎＪＪ基板 ２．６・・・光吸収層 ３・・・ｐ型結晶成長層 ４・・・ｐ型電極 ５・・・ｎ型電極 ７・・・第１導電型結晶成長層 ８・・第２導電型結晶成長層 ９・・・第１７１１； Ｉ！ｌ１ｉ １０・・・第２電極 ρＩハフフォり゛′イオート 第１図 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
山 １） 行文 来役痢 第 ２ 図
オードの構造を示す断面図、第２図は、従来技術に係る
ｐｉｎフォトダイオードの構造を示す断面図である。 １・・・ｎＪＪ基板 ２．６・・・光吸収層 ３・・・ｐ型結晶成長層 ４・・・ｐ型電極 ５・・・ｎ型電極 ７・・・第１導電型結晶成長層 ８・・第２導電型結晶成長層 ９・・・第１７１１； Ｉ！ｌ１ｉ １０・・・第２電極 ρＩハフフォり゛′イオート 第１図 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
山 １） 行文 来役痢 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光吸収層を挾んで一方側に形成され、受光面を形成する
第１導電型結晶成長層と、 前記光吸収層を挾んで他方側に形成された第２導電型結
晶成長層と、 前記第１導電型結晶成長層上に形成された信号取出し用
の第１電極と、 前記第２導電型結晶成長層上に形成された信号取出し用
の第２電極とを備えており、 前記第１導電型結晶成長層にイオンが注入され、格子欠
陥が形成されていることを特徴とするｐｉｎフォトダイ
オード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317882A JPH02163978A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | ｐｉｎフォトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317882A JPH02163978A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | ｐｉｎフォトダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163978A true JPH02163978A (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=18093107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63317882A Pending JPH02163978A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | ｐｉｎフォトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02163978A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2493193A (en) * | 2011-07-27 | 2013-01-30 | Thales Holdings Uk Plc | Semiconducting optoelectronic switch for THz operation using undoped InGaAs with defects created by N-ion implantation. |
-
1988
- 1988-12-16 JP JP63317882A patent/JPH02163978A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2493193A (en) * | 2011-07-27 | 2013-01-30 | Thales Holdings Uk Plc | Semiconducting optoelectronic switch for THz operation using undoped InGaAs with defects created by N-ion implantation. |
| GB2493193B (en) * | 2011-07-27 | 2015-07-08 | Thales Holdings Uk Plc | Semiconductor device for optoelectric switching |
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