JPH02305481A - InGaAs系半導体受光素子 - Google Patents
InGaAs系半導体受光素子Info
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- JPH02305481A JPH02305481A JP1125586A JP12558689A JPH02305481A JP H02305481 A JPH02305481 A JP H02305481A JP 1125586 A JP1125586 A JP 1125586A JP 12558689 A JP12558689 A JP 12558689A JP H02305481 A JPH02305481 A JP H02305481A
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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〕
暗電流を低減したInGaAs系半導体受光素子の改良
に関し、 InGaAs系半導体受光素子を構成する諸手導体層の
間にInGaAsPからなるバンド不連続緩和層を介挿
しても、それと他の層との界面にはGRセンタの発生が
ないように、従って、暗電流の増加もないようにするこ
とを目的とし、In (:、 a A s光吸収層とI
nP増倍層との間にバンド不連続緩和層が介挿され、該
バンド不連続緩和層は、 Inn−XGaXAs、P+−y で構成され、且つ、該1nGaAs光吸収層と接する側
の■族組成に於けるy値は0.6以上に、また、該In
P増倍層と接する側の■族組成に於けるy値は0.6以
下に、更にまた、該バンド不連続緩和層が複数層からな
る場合には相互の■族組成に於けるy値の差であるΔy
が何れも0.4以下にそれぞれ選択して構成する。
に関し、 InGaAs系半導体受光素子を構成する諸手導体層の
間にInGaAsPからなるバンド不連続緩和層を介挿
しても、それと他の層との界面にはGRセンタの発生が
ないように、従って、暗電流の増加もないようにするこ
とを目的とし、In (:、 a A s光吸収層とI
nP増倍層との間にバンド不連続緩和層が介挿され、該
バンド不連続緩和層は、 Inn−XGaXAs、P+−y で構成され、且つ、該1nGaAs光吸収層と接する側
の■族組成に於けるy値は0.6以上に、また、該In
P増倍層と接する側の■族組成に於けるy値は0.6以
下に、更にまた、該バンド不連続緩和層が複数層からな
る場合には相互の■族組成に於けるy値の差であるΔy
が何れも0.4以下にそれぞれ選択して構成する。
本発明は、暗電流を低減したI nGaAs系半導体受
光素子の改良に関する。
光素子の改良に関する。
InGaAs系アバランシェ・フォトダイオード(av
alanche photo diode:APD
)は1 〔μm〕帯の光通信用受光素子であって、特に
、超高速通信や遠距離通信など部品に高性能が要求され
る場合に用いられているものであるが、その性能には、
未だ、問題なしとは言えない状態にある。
alanche photo diode:APD
)は1 〔μm〕帯の光通信用受光素子であって、特に
、超高速通信や遠距離通信など部品に高性能が要求され
る場合に用いられているものであるが、その性能には、
未だ、問題なしとは言えない状態にある。
〔従来の技術〕
第8図は従来のプレーナ型InGaAs系APDを説明
する為の要部切断側面図を表している。
する為の要部切断側面図を表している。
図に於いて、1はn+型1nP基板、2はn型InPバ
ッファ層、3はn型[nGaAs光吸収層、4はn型[
nGaAsP (実際にはIn1−XGa、As、 P
+−yであって、y〜0.5程度)バンド不連続緩和層
、5はn型1nP増倍層、6はn−型1nPウィンドウ
層、7はp−型ガード・リング、8は二酸化シリコン(
St02)からなるパッシベーション膜、9はp+型不
純物拡散領域、10はp側電極、11はn側電極をそれ
ぞれ示している。
ッファ層、3はn型[nGaAs光吸収層、4はn型[
nGaAsP (実際にはIn1−XGa、As、 P
+−yであって、y〜0.5程度)バンド不連続緩和層
、5はn型1nP増倍層、6はn−型1nPウィンドウ
層、7はp−型ガード・リング、8は二酸化シリコン(
St02)からなるパッシベーション膜、9はp+型不
純物拡散領域、10はp側電極、11はn側電極をそれ
ぞれ示している。
この従来例に於けるn型1nGaAsP (y〜0.5
)バンド不連続緩和層4は、InGaAsとInPとの
間に於ける価電子帯のバンド不連続の影響を中間組成の
層を介挿することで緩和し、周波数特性の劣化を防止す
る為に用いられている。
)バンド不連続緩和層4は、InGaAsとInPとの
間に於ける価電子帯のバンド不連続の影響を中間組成の
層を介挿することで緩和し、周波数特性の劣化を防止す
る為に用いられている。
本発明者らの実験に依れば、第8図に見られるAPDを
製造するに際し、各半導体層をMOVPE (meta
lorganic vapor phase e
pitaxial method)法を通用して成長
させた場合、前記したようにn型1nGaAsP O”
0.5)バンド不連続緩和層4を介挿すると、それとn
型1nGaAs光吸収層3との界面にGRセンタ(ge
neratton recombination
Center)が発生し、従って、暗電流は増加するこ
とが判った。
製造するに際し、各半導体層をMOVPE (meta
lorganic vapor phase e
pitaxial method)法を通用して成長
させた場合、前記したようにn型1nGaAsP O”
0.5)バンド不連続緩和層4を介挿すると、それとn
型1nGaAs光吸収層3との界面にGRセンタ(ge
neratton recombination
Center)が発生し、従って、暗電流は増加するこ
とが判った。
また、バンド不連続緩和層4の材料にl nQaAsP
(y〜0.8)を用いた場合、今度は、それとn型1n
P増倍層5との界面にGRセンタが発生し、同様に暗電
流が増加する。
(y〜0.8)を用いた場合、今度は、それとn型1n
P増倍層5との界面にGRセンタが発生し、同様に暗電
流が増加する。
このように、InGaAsPからなるバンド不連続緩和
層の組成の如何に対応し、異なる場所にGRセンタが発
生して暗電流が増加する旨の事実は知られていなかった
。
層の組成の如何に対応し、異なる場所にGRセンタが発
生して暗電流が増加する旨の事実は知られていなかった
。
本発明は、APDを構成する諸手導体層の間にInGa
AsPからなるバンド不連続緩和層を介挿しても、それ
と他の層との界面にはGRセンタの発生がないように、
従って、暗電流の増加もないようにしようとする。
AsPからなるバンド不連続緩和層を介挿しても、それ
と他の層との界面にはGRセンタの発生がないように、
従って、暗電流の増加もないようにしようとする。
さて、前記の課題を解決する為には、
■ InGaAsとInGaAsPとの界面、■ In
GaAsPとInPとの界面、■ y値を異にするIn
GaAsP及びI nGaASPの界面、 それぞれに於いてGRセンタの発生がないようにしなけ
ればならないが、本発明者等は、多くの実験から、 (at I n G a A sが接するIn、Ga
p−、As。
GaAsPとInPとの界面、■ y値を異にするIn
GaAsP及びI nGaASPの界面、 それぞれに於いてGRセンタの発生がないようにしなけ
ればならないが、本発明者等は、多くの実験から、 (at I n G a A sが接するIn、Ga
p−、As。
P +−yに於ける■族組成のy値を0.6以上にする
、 (blrnPが接するl n、 G a +−x A
sy P +−yに於けるV族組成のy値を0.6以下
にする、(C) 夏n x G a +−x A S
y P +−y 、及び、それを挟んで接するInX
Ga1−x Asy pl−!/の間に於ける■族組成
のy値の差が何れも0.4以下にする、 の三つが基本条件になることを見出した。
、 (blrnPが接するl n、 G a +−x A
sy P +−yに於けるV族組成のy値を0.6以下
にする、(C) 夏n x G a +−x A S
y P +−y 、及び、それを挟んで接するInX
Ga1−x Asy pl−!/の間に於ける■族組成
のy値の差が何れも0.4以下にする、 の三つが基本条件になることを見出した。
第1図は本発明の詳細な説明する為の線図を表し、横軸
にはI n、Gap−XAs、P、、に於ける■族組成
のy値を、また、縦軸にはエピタキシャル成長させた各
半導体層に於ける厚さ方向の位置をそれぞれ採ってあり
、第8図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
にはI n、Gap−XAs、P、、に於ける■族組成
のy値を、また、縦軸にはエピタキシャル成長させた各
半導体層に於ける厚さ方向の位置をそれぞれ採ってあり
、第8図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
図に於いて、4A、4B、4CはV族組成のy値を異に
するn型1 nX GaI−x ASy P+−yバン
ド不連続緩和層、)’+ + Yt + ysはバ
ンド不連続緩和層4A、4B、4Cのy値をそれぞれ示
している。
するn型1 nX GaI−x ASy P+−yバン
ド不連続緩和層、)’+ + Yt + ysはバ
ンド不連続緩和層4A、4B、4Cのy値をそれぞれ示
している。
図から明らかなように、ここでは、n型InXGat−
x AsyP+−yバンド不連続緩和層が4A。
x AsyP+−yバンド不連続緩和層が4A。
4B、4Cの三層からなっていて、それぞれに於ける■
族組成のy値が異なっている。
族組成のy値が異なっている。
さて、y+ + 3’z+ ’/sなるy値と、前
記した(al、 (bl、 (C)の三つの基本条件を
対応させてみると、y、が(a)の条件を、また、y、
がfb)の条件をそれぞれ満たし、(y+−yz)及び
0’z −’Is )が共に(C1の条件を満たせば良
い。
記した(al、 (bl、 (C)の三つの基本条件を
対応させてみると、y、が(a)の条件を、また、y、
がfb)の条件をそれぞれ満たし、(y+−yz)及び
0’z −’Is )が共に(C1の条件を満たせば良
い。
ここで、InGaAsとInGaAsPとの界面、In
GaAsPとInPとの界面に於けるGRセンタの発生
とInGaAsPの■族組成のy値との相関について説
明する。
GaAsPとInPとの界面に於けるGRセンタの発生
とInGaAsPの■族組成のy値との相関について説
明する。
第2図はInGaAs/InGaAsP界面調査用ダイ
オードの要部切断側面図を表している。
オードの要部切断側面図を表している。
図に於いて、21はn+型1nP基板、22はn型1n
GaAs層、23はn型1nGaAsp層、24はn型
1nP層、25はバンシベーション膜、26はp+型不
純物拡散領域、27はp側電極、28はn側電極、29
は副査すべきヘテロ界面をそれぞれ示している。尚、こ
のダイオードに於けるn型InP層24は、パッシベー
ションをし易くする為のキャップ層であって、本質的に
は不要である。
GaAs層、23はn型1nGaAsp層、24はn型
1nP層、25はバンシベーション膜、26はp+型不
純物拡散領域、27はp側電極、28はn側電極、29
は副査すべきヘテロ界面をそれぞれ示している。尚、こ
のダイオードに於けるn型InP層24は、パッシベー
ションをし易くする為のキャップ層であって、本質的に
は不要である。
図示された界面調査用ダイオードに於いて、n型InG
aAsP (実際にはn型(nxGa+−xASyPI
−y)層23に於けるV族組成のy値を変えた試料を多
数作成し、それ等の暗電流を測定することでヘテロ界面
29に於けるGRセンタの評価を行った。
aAsP (実際にはn型(nxGa+−xASyPI
−y)層23に於けるV族組成のy値を変えた試料を多
数作成し、それ等の暗電流を測定することでヘテロ界面
29に於けるGRセンタの評価を行った。
第3図はへテロ界面に於けるGRセンタの有無に依る暗
電流について説明する為の線図であって、横軸にバイア
ス電圧を、縦軸に暗電流をそれぞれ採っである。
電流について説明する為の線図であって、横軸にバイア
ス電圧を、縦軸に暗電流をそれぞれ採っである。
図に於いて、ta+はGRセンタがない場合の特性線、
■4□はGRセンタがある場合の特性線、alはGRセ
ンタが存在することに依る暗電流の増加量、V4は空乏
層の先端かへテロ界面29に達するバイアス電圧をそれ
ぞれ示している。
■4□はGRセンタがある場合の特性線、alはGRセ
ンタが存在することに依る暗電流の増加量、V4は空乏
層の先端かへテロ界面29に達するバイアス電圧をそれ
ぞれ示している。
図から判るように、GRセンタが存在しない場合には、
特性線141に見られるように、バイアス電圧の増加に
伴って僅かに増加しつつ推移するが、GRセンタが存在
する場合には、特性線■4□に見られるように、空乏層
の先端かへテロ界面29に達するバイアス電圧■4の点
で暗電流はステップ状に増加している。従って、この際
の増加量ΔIが、ΔI>Oである時、ヘテロ界面29に
はGRセンタが発生していると見てよい。
特性線141に見られるように、バイアス電圧の増加に
伴って僅かに増加しつつ推移するが、GRセンタが存在
する場合には、特性線■4□に見られるように、空乏層
の先端かへテロ界面29に達するバイアス電圧■4の点
で暗電流はステップ状に増加している。従って、この際
の増加量ΔIが、ΔI>Oである時、ヘテロ界面29に
はGRセンタが発生していると見てよい。
第4図はI n * G a l−x A 3 y P
l−Fに於ける■族組成のy値と暗電流の増加量ΔI
との関係を表す線図であり、横軸に■族組成のy値を、
縦軸に暗電流の増加量ΔIをそれぞれ採っである。
l−Fに於ける■族組成のy値と暗電流の増加量ΔI
との関係を表す線図であり、横軸に■族組成のy値を、
縦軸に暗電流の増加量ΔIをそれぞれ採っである。
図から判るように、y値が0.6以上になると増加量Δ
■は0であって、GRセンタの発生はないと見てよく、
y値が0.6未満であると増加量ΔIは次第に大きくな
り、0.4以下になると完全にΔI>Oであって、GR
センタが発生していると見てよい。
■は0であって、GRセンタの発生はないと見てよく、
y値が0.6未満であると増加量ΔIは次第に大きくな
り、0.4以下になると完全にΔI>Oであって、GR
センタが発生していると見てよい。
前記した基本条件の(alは、前記説明した実験結果か
ら決定したものである。
ら決定したものである。
次に、InGaAsPとInPとのへテロ界面について
実験したところを説明する。
実験したところを説明する。
第5図はInGaAsP/InP界面調査用ダイオード
の要部切断側面図を表し、第2図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
の要部切断側面図を表し、第2図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
因に、第5図に見られるダイオードに依ると、理論上か
らは、第2図について説明したl nGaA s /
T n G a A s P界面の調査も可能な筈であ
るが、実際には、InGaAsP/InP界面に多くの
GRセンタが存在した場合、これに起因する暗電流が大
きくなるから、I n G a A s / I nG
aAsP界面の評価は困難になってしまう。そこで、I
nGaAsP/InP界面の影響を受けずにInGaA
s/InGaAsP界面の評価を行なえるダイオードが
必要であり、それを可能にするダイオードが第2図に表
されているものであって、このダイオードに於けるIn
GaAsP/InP界面はp+型不純物拡散領域26の
中に在ることがら空乏層化することがなく、従って、そ
こに深い準位が存在しても、それがGRセンタとして機
能することはないから、その存在を無視することができ
るものである。
らは、第2図について説明したl nGaA s /
T n G a A s P界面の調査も可能な筈であ
るが、実際には、InGaAsP/InP界面に多くの
GRセンタが存在した場合、これに起因する暗電流が大
きくなるから、I n G a A s / I nG
aAsP界面の評価は困難になってしまう。そこで、I
nGaAsP/InP界面の影響を受けずにInGaA
s/InGaAsP界面の評価を行なえるダイオードが
必要であり、それを可能にするダイオードが第2図に表
されているものであって、このダイオードに於けるIn
GaAsP/InP界面はp+型不純物拡散領域26の
中に在ることがら空乏層化することがなく、従って、そ
こに深い準位が存在しても、それがGRセンタとして機
能することはないから、その存在を無視することができ
るものである。
さて、第5図に示したダイオードの場合も、n型InG
aAsP (実際にはn型1n、Ga1−。
aAsP (実際にはn型1n、Ga1−。
A S y P l−y )層23について■族組成の
y値を変えた試料を多数作成し、それ等の暗電流を測定
することでペテロ界面29に於けるGRセンタの評価を
行った。
y値を変えた試料を多数作成し、それ等の暗電流を測定
することでペテロ界面29に於けるGRセンタの評価を
行った。
第6図はl n X G a I−X A S y P
1−yに於ける■族組成のy値と暗電流の増加量ΔI
との関係を表す線図であり、横軸に■族組成のy値を、
縦軸に暗電流の増加量ΔIをそれぞれ採っである。
1−yに於ける■族組成のy値と暗電流の増加量ΔI
との関係を表す線図であり、横軸に■族組成のy値を、
縦軸に暗電流の増加量ΔIをそれぞれ採っである。
この場合は、第4図について説明した場合と異なり、y
値が0.6以下になると増加量ΔIはOであって、GR
センタの発生がなく、そして、y値が0.6を越えると
増加量ΔIは次第に大きくなり、0.8以上になると完
全にΔI>Oであって、GRセンタが発生していること
が明らかである。
値が0.6以下になると増加量ΔIはOであって、GR
センタの発生がなく、そして、y値が0.6を越えると
増加量ΔIは次第に大きくなり、0.8以上になると完
全にΔI>Oであって、GRセンタが発生していること
が明らかである。
前記した基本条件の(b)は、前記説明した実験結果か
ら決定したものである。
ら決定したものである。
最後に、V族組成のy値が異なるInGaAsPとIn
GaAsPとの界面について説明する。
GaAsPとの界面について説明する。
このような界面にGRセンタを発生させない為の条件は
、前記二つの実験からの推論で決定することができる。
、前記二つの実験からの推論で決定することができる。
即ち、積層されたInGaAsPに於ける■族組成のy
値の差をΔyとすると、「Δyは成る値Aよりも小さく
なければならず、従って、ΔyくAJ、なる形で与えら
れると判断される。
値の差をΔyとすると、「Δyは成る値Aよりも小さく
なければならず、従って、ΔyくAJ、なる形で与えら
れると判断される。
即ち、InGaAsをy=−tのI nGaAsPとし
て捉え、InGaAsPとの界面に於けるAの値は、第
4図からすると、 1−0.6=0.4 であり、また、InPをy=oのInGaAsPとして
捉え、それとInGaAsPとの界面に於けるAの値は
、第6図からすると、 0.6−0=0.6 である。従って、■族組成のy値が相違するInGaA
sP同志の界面に於けるAの値は、0.4乃至0.6の
範囲、即ち、0.4≦A≦0.6、が成り立つと見て良
い。
て捉え、InGaAsPとの界面に於けるAの値は、第
4図からすると、 1−0.6=0.4 であり、また、InPをy=oのInGaAsPとして
捉え、それとInGaAsPとの界面に於けるAの値は
、第6図からすると、 0.6−0=0.6 である。従って、■族組成のy値が相違するInGaA
sP同志の界面に於けるAの値は、0.4乃至0.6の
範囲、即ち、0.4≦A≦0.6、が成り立つと見て良
い。
これよりすると、InGaAsPに於ける■族組成のy
値の差Δyが、Δy≦0.4(即ち、Δ)l<Aの十分
条件)、を満たす限りGRセンタは発生しない筈である
。
値の差Δyが、Δy≦0.4(即ち、Δ)l<Aの十分
条件)、を満たす限りGRセンタは発生しない筈である
。
前記した基本条件の(C1は、前記説明した推論から決
定したものである。
定したものである。
このようなことから、本発明のInGaAs系半導体受
光素子では、InGaAs光吸収層(例えばn型InG
aAs光吸収層33)とInP増倍層(例えばn型1n
P増倍層35)との間にバンド不達Vt緩和層(例えば
n型1 nGaAs Pバンド不連続緩和層34A或い
は34Bなど)が介挿され、該バンド不連続緩和層は、 I n、、GaXAs、P+−y で構成され、且つ、該1 nGaAs光吸収層と接する
側の■族組成に於けるy値は0.6以上に、或いは、該
InP増倍層と接する側のV族組成に於けるy値は0.
6以下に、或いは、該バンド不連続緩和層が複数層から
なる場合には相互の■族組成に於けるy値の差であるΔ
yが何れも0. 4以下にそれぞれ選択されている。
光素子では、InGaAs光吸収層(例えばn型InG
aAs光吸収層33)とInP増倍層(例えばn型1n
P増倍層35)との間にバンド不達Vt緩和層(例えば
n型1 nGaAs Pバンド不連続緩和層34A或い
は34Bなど)が介挿され、該バンド不連続緩和層は、 I n、、GaXAs、P+−y で構成され、且つ、該1 nGaAs光吸収層と接する
側の■族組成に於けるy値は0.6以上に、或いは、該
InP増倍層と接する側のV族組成に於けるy値は0.
6以下に、或いは、該バンド不連続緩和層が複数層から
なる場合には相互の■族組成に於けるy値の差であるΔ
yが何れも0. 4以下にそれぞれ選択されている。
前記手段を採ることに依り、バンド不連続緩和層と光吸
収層或いは増倍層との界面に於いて、そして、バンド不
連続緩和層が■族構成に於けるy値を異にする複数層で
構成されている場合には相互の界面に於いて、それぞれ
GRセンタの発生を低減することが可能になり、従って
、暗電流は少なくなってS/Nが向上し、光通信の高速
性向上及び通信距離延伸に有効である。
収層或いは増倍層との界面に於いて、そして、バンド不
連続緩和層が■族構成に於けるy値を異にする複数層で
構成されている場合には相互の界面に於いて、それぞれ
GRセンタの発生を低減することが可能になり、従って
、暗電流は少なくなってS/Nが向上し、光通信の高速
性向上及び通信距離延伸に有効である。
第7図は本発明一実施例の要部切断側面図を表している
。尚、ここでは、バンド不連続緩和層が二層で構成され
ている実施例を挙げである。
。尚、ここでは、バンド不連続緩和層が二層で構成され
ている実施例を挙げである。
図に於いて、31はn+型1nP基板、32はn型1n
Pバッファ層、33はn型1 nGaAs光吸収層、3
4Aはn型1nGaAsP (実際にはI nl−g
GaXAsy PI−yであって、y値は0.7)バン
ド不連続緩和層、34Bはn型InGaAsP (前記
同様、実際には’ nl−X G a gA S y
P 1−yであって、y値は0.4)バンド不連続緩和
層、35はn型1nP増倍層、36はn゛梨型1nPウ
ンドウ層、37はp−型ガード・リング、38はS i
02からなるパッシベーション膜、39はp+型不純物
拡散領域、40はp側電極、41はn側電極をそれぞれ
示している。
Pバッファ層、33はn型1 nGaAs光吸収層、3
4Aはn型1nGaAsP (実際にはI nl−g
GaXAsy PI−yであって、y値は0.7)バン
ド不連続緩和層、34Bはn型InGaAsP (前記
同様、実際には’ nl−X G a gA S y
P 1−yであって、y値は0.4)バンド不連続緩和
層、35はn型1nP増倍層、36はn゛梨型1nPウ
ンドウ層、37はp−型ガード・リング、38はS i
02からなるパッシベーション膜、39はp+型不純物
拡散領域、40はp側電極、41はn側電極をそれぞれ
示している。
図示された各半導体層を成長させるには、全て減圧MO
VPE (metalorganic vapor
phase epitaxial method
)法を適用して実施するものであり、その場合の諸デー
タは、 成長温度:620(℃) 成長圧カニ76[Torr) Inのソース・ガス:トリメチルインジウム(TMl
: (CH3) 3In) Pのソース・ガス:ホスフィン(PH3)Gaのソース
・ガス:トリエチルガリウム(TEG : G a
(C2H5) 3 )Asのソース・ガス:アルシン
(ASH3)キャリヤ・ガス:水素(H2) であって、ガスの総流量は8〔l/分〕である。
VPE (metalorganic vapor
phase epitaxial method
)法を適用して実施するものであり、その場合の諸デー
タは、 成長温度:620(℃) 成長圧カニ76[Torr) Inのソース・ガス:トリメチルインジウム(TMl
: (CH3) 3In) Pのソース・ガス:ホスフィン(PH3)Gaのソース
・ガス:トリエチルガリウム(TEG : G a
(C2H5) 3 )Asのソース・ガス:アルシン
(ASH3)キャリヤ・ガス:水素(H2) であって、ガスの総流量は8〔l/分〕である。
さて、本実施例に於ける半導体基板或いは層に関する主
要データを例示すると次の通りである。
要データを例示すると次の通りである。
■ 基板31について
不純物濃度: 4 X 10I7(am−’)■ バッ
ファ層32について 厚さ:1.5[μm〕 成長速度=2.4(μm/時間〕 TMI流量:2.57X10−’(モル/分〕PH3流
量ニア、14xlO−’[モル/分〕不純物濃度: 1
、 5 X 10I6((Jl−’)■ 光吸収層3
3について 組成: I no、s3G ao、atA s厚さ:2
.0(人〕 成長速度:5.4(μm/時間〕 TMI流量: 3.88xl O−’ Cモル/分〕T
EG流量:3,0IXIO−’(モル/分〕AsH3流
量: 2.14X10−’ (モル/分〕不純物濃度:
4 X 10” (cm−’)■ バンド不連続緩和
層34Aについて組成: I no、h*Gao、3t
A 30.? Po、5(y=0. 7) 厚さ:0.2(μm〕 成長速度:1.5[μm/時間] TMI流量: 1.05X10−’ (モル/分〕TE
G流量: 5.84X10−” (モル7分〕A s
H3流量:3.l0XIO−’(モル/分〕PH3流量
:4.59xlO−′3(モル/分〕不純物濃度: 4
x l Q” (am−”)■ バンド不連続緩和層
34Bについて組成: I no、*zGao、+5A
so、n Po、h(y−0,4) 厚さ:0.2Cμm〕 成長速度:1.5Cμm/時間〕 TMI流量:l、33X10−’Cモル/分〕TEG流
量:3,03X10−”(モル/分〕AsH3流量:2
.94X10−’Cモル/分〕PH3流量:4,86X
10−”(モル/分〕不純物濃度: 4 X 1015
(am−3)■ 増倍層35について 厚さ:1 〔μm〕 不純物濃度: 2 X 10 ” (elm−’)成長
速度:2.4(μm/時間〕 ■ ウィンドウ層36について 厚さ:2 〔μm〕 成長速度:2.4(μm/時間〕 不純物濃度: l X I Q ” (C1l−”)前
記実施例に於いては、 y+ =0.7>0.5 であって基本条件の(a)を満たし、また、yt =0
.4<0.6 であって基本条件の(b)を満たし、また、)’I
Yt =0.3<0.4 であって基本条件の(C)を満たしている。
ファ層32について 厚さ:1.5[μm〕 成長速度=2.4(μm/時間〕 TMI流量:2.57X10−’(モル/分〕PH3流
量ニア、14xlO−’[モル/分〕不純物濃度: 1
、 5 X 10I6((Jl−’)■ 光吸収層3
3について 組成: I no、s3G ao、atA s厚さ:2
.0(人〕 成長速度:5.4(μm/時間〕 TMI流量: 3.88xl O−’ Cモル/分〕T
EG流量:3,0IXIO−’(モル/分〕AsH3流
量: 2.14X10−’ (モル/分〕不純物濃度:
4 X 10” (cm−’)■ バンド不連続緩和
層34Aについて組成: I no、h*Gao、3t
A 30.? Po、5(y=0. 7) 厚さ:0.2(μm〕 成長速度:1.5[μm/時間] TMI流量: 1.05X10−’ (モル/分〕TE
G流量: 5.84X10−” (モル7分〕A s
H3流量:3.l0XIO−’(モル/分〕PH3流量
:4.59xlO−′3(モル/分〕不純物濃度: 4
x l Q” (am−”)■ バンド不連続緩和層
34Bについて組成: I no、*zGao、+5A
so、n Po、h(y−0,4) 厚さ:0.2Cμm〕 成長速度:1.5Cμm/時間〕 TMI流量:l、33X10−’Cモル/分〕TEG流
量:3,03X10−”(モル/分〕AsH3流量:2
.94X10−’Cモル/分〕PH3流量:4,86X
10−”(モル/分〕不純物濃度: 4 X 1015
(am−3)■ 増倍層35について 厚さ:1 〔μm〕 不純物濃度: 2 X 10 ” (elm−’)成長
速度:2.4(μm/時間〕 ■ ウィンドウ層36について 厚さ:2 〔μm〕 成長速度:2.4(μm/時間〕 不純物濃度: l X I Q ” (C1l−”)前
記実施例に於いては、 y+ =0.7>0.5 であって基本条件の(a)を満たし、また、yt =0
.4<0.6 であって基本条件の(b)を満たし、また、)’I
Yt =0.3<0.4 であって基本条件の(C)を満たしている。
本発明に依るInGaAs系半導体受光素子に於いては
、InGaAs光吸収層とInP増倍層との間にバンド
不連続緩和層が介挿され、該バンド不連続緩和層は、 I ni−、Ga、AS、P+−y で構成され、且つ、該InGaAs光吸収層と接する側
の■族組成に於けるy値は0.6以上に、また、該In
P増倍層と接する側のV族組成に於けるy値は0.6以
下に、更にまた、該バンド不連続緩和層が複数層からな
る場合には相互の■族組成に於けるy値の差であるΔy
が何れも0. 4以下にそれぞれ選択して構成しである
。
、InGaAs光吸収層とInP増倍層との間にバンド
不連続緩和層が介挿され、該バンド不連続緩和層は、 I ni−、Ga、AS、P+−y で構成され、且つ、該InGaAs光吸収層と接する側
の■族組成に於けるy値は0.6以上に、また、該In
P増倍層と接する側のV族組成に於けるy値は0.6以
下に、更にまた、該バンド不連続緩和層が複数層からな
る場合には相互の■族組成に於けるy値の差であるΔy
が何れも0. 4以下にそれぞれ選択して構成しである
。
前記構成を採ることに依り、バンド不連続緩和層と光吸
収層或いは増倍層との界面に於いて、そして、バンド不
連続m和暦が■族構成に於けるy値を異にする複数層で
構成されている場合には相互の界面に於いて、それぞれ
GRセンタの発生を低減することが可能になり、従って
、暗電流は少な(なってS/Nが向上し、光通信の高速
性向上及び通信距離延伸に有効である。
収層或いは増倍層との界面に於いて、そして、バンド不
連続m和暦が■族構成に於けるy値を異にする複数層で
構成されている場合には相互の界面に於いて、それぞれ
GRセンタの発生を低減することが可能になり、従って
、暗電流は少な(なってS/Nが向上し、光通信の高速
性向上及び通信距離延伸に有効である。
第1図は本発明の詳細な説明する為の線図、第2図はI
nGaAs/InGaAsP界面調査用ダイオードの要
部切断側面図、第3図はGRセンタの有無に依る暗電流
について説明する為の線図、第4図はInx Ga1−
XASy P+−yに於ける■族組成のy値と暗電流の
増加量ΔIとの関係を表す線図、第5図はInGaAs
P/InP界面調査用ダイオードの要部切断側面図、第
6図はIn。 G a I−X A S y P 1−yに於ける■族
組成のy値と暗電流の増加量Δ■との関係を表す線図、
第7図は本発明一実施例の要部切断側面図、第8図は従
来のブレーナ型InGaAs系APDを説明する為の要
部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、31はn+型1nP基板、32はn型!n
Pバッファ層、33はn型1nGaAs光吸収層、34
Aはn型InGaAsP (実際にはI n l−x
G a x A S y P 1−yであッテ、y値は
0.7)バンド不連続緩和層、34Bはn型InGaA
sP (前記同様、実際にはI n I−x G a
zASyP+−yであって、y値は0.4)バンド不連
続緩和層、35はn型1nP増倍層、36はn−型1n
Pウィンドウ層、37はp−型ガード・リング、38は
5i02からなるバンシベーション膜、39はp+型不
純物拡散領域、40はp側電極、41はn側電極をそれ
ぞれ示している。 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0(I
nGaAs) (InP)V族
組成1こ於けるy値 本発明の詳細な説明する為の線図 第1図 InGaAs/InGaAsP界面調査用ダイオードの
要部切断側面図 第2図 d バイアス電圧[Vコ GRセンタの有無に依る暗電流1こつLlて説明する為
の線図 第3図 1.0 0.8 0.6 0.4 0
.2 0InGaAs
1nPV族組成に於けるy値 第4図 要部切断側面図 第5図 1.0 0.8 0.6 0.4 0
.2 0InGaAs
InPV族組成(こ於けるy値 第6図 第7図
nGaAs/InGaAsP界面調査用ダイオードの要
部切断側面図、第3図はGRセンタの有無に依る暗電流
について説明する為の線図、第4図はInx Ga1−
XASy P+−yに於ける■族組成のy値と暗電流の
増加量ΔIとの関係を表す線図、第5図はInGaAs
P/InP界面調査用ダイオードの要部切断側面図、第
6図はIn。 G a I−X A S y P 1−yに於ける■族
組成のy値と暗電流の増加量Δ■との関係を表す線図、
第7図は本発明一実施例の要部切断側面図、第8図は従
来のブレーナ型InGaAs系APDを説明する為の要
部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、31はn+型1nP基板、32はn型!n
Pバッファ層、33はn型1nGaAs光吸収層、34
Aはn型InGaAsP (実際にはI n l−x
G a x A S y P 1−yであッテ、y値は
0.7)バンド不連続緩和層、34Bはn型InGaA
sP (前記同様、実際にはI n I−x G a
zASyP+−yであって、y値は0.4)バンド不連
続緩和層、35はn型1nP増倍層、36はn−型1n
Pウィンドウ層、37はp−型ガード・リング、38は
5i02からなるバンシベーション膜、39はp+型不
純物拡散領域、40はp側電極、41はn側電極をそれ
ぞれ示している。 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0(I
nGaAs) (InP)V族
組成1こ於けるy値 本発明の詳細な説明する為の線図 第1図 InGaAs/InGaAsP界面調査用ダイオードの
要部切断側面図 第2図 d バイアス電圧[Vコ GRセンタの有無に依る暗電流1こつLlて説明する為
の線図 第3図 1.0 0.8 0.6 0.4 0
.2 0InGaAs
1nPV族組成に於けるy値 第4図 要部切断側面図 第5図 1.0 0.8 0.6 0.4 0
.2 0InGaAs
InPV族組成(こ於けるy値 第6図 第7図
Claims (3)
- (1)InGaAs光吸収層とInP増倍層との間にバ
ンド不連続緩和層が介挿され、該バンド不連続緩和層は
、 In_1_−_xGa_xAs_yP_1_−_yで構
成され、且つ、該InGaAs光吸収層と接する側のV
族組成に於けるy値が0.6以上であること を特徴としてなるInGaAs系半導体受光素子。 - (2)InGaAs光吸収層とInP増倍層との間にバ
ンド不連続緩和層が介挿され、該バンド不連続緩和層は
、 In_1_−_xGa_xAs_yP_1_−_yで構
成され、且つ、該InP増倍層と接する側のV族組成に
於けるy値が0.6以下であること を特徴としてなるInGaAs系半導体受光素子。 - (3)InGaAs光吸収層とInP増倍層との間に複
数層のバンド不連続緩和層が介挿され、該各バンド不連
続緩和層は、 In_1_−_xGa_xAs_yP_1_−_yで構
成され、且つ、相互のV族組成に於けるy値の差である
Δyが何れも0.4以下であること を特徴としてなるInGaAs系半導体受光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1125586A JPH02305481A (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | InGaAs系半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1125586A JPH02305481A (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | InGaAs系半導体受光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02305481A true JPH02305481A (ja) | 1990-12-19 |
Family
ID=14913844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1125586A Pending JPH02305481A (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | InGaAs系半導体受光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02305481A (ja) |
-
1989
- 1989-05-20 JP JP1125586A patent/JPH02305481A/ja active Pending
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