JPH03196577A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
- Publication number
- JPH03196577A JPH03196577A JP1337846A JP33784689A JPH03196577A JP H03196577 A JPH03196577 A JP H03196577A JP 1337846 A JP1337846 A JP 1337846A JP 33784689 A JP33784689 A JP 33784689A JP H03196577 A JPH03196577 A JP H03196577A
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- Japan
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- light
- junction
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- holes
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- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 30
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
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〕
この発明は半導体受光素子に関し、特に該素子を構成す
る半導体層構造の改良に関するものである。
る半導体層構造の改良に関するものである。
第２図は従来のプレーナ型半導体受光素子（以下、ＰＤ
と呼ぶ）の構造断面図であり、図において、１はｎ型半
導体基板、２は該半導体基板１上に形成されたｎ型光吸
収層、３は該ｎ型光吸収層２上に形成されたｎ型窓層、
４は該ｎ型窓層３に選択的にｐ型のドーパントを拡散し
て形成したｐ型頭域、５は該ｐ型頭域と上記ｎ型光吸収
層２及びｎ型窓層３との境界部分に形成されたｐ−ｎ接
合部（活性領域）、６は上記ｎ型窓層３上に形成され、
上記ｐ型頭域４に対応する部分に開口を有する保＃１ｗ
／Ａ、７は上記ｎ型窓層３のｐ壁領域４上に形成された
ｐ電極、８は上記ｎ型半導体基板１の裏面側に形成され
たｎ電極である。
と呼ぶ）の構造断面図であり、図において、１はｎ型半
導体基板、２は該半導体基板１上に形成されたｎ型光吸
収層、３は該ｎ型光吸収層２上に形成されたｎ型窓層、
４は該ｎ型窓層３に選択的にｐ型のドーパントを拡散し
て形成したｐ型頭域、５は該ｐ型頭域と上記ｎ型光吸収
層２及びｎ型窓層３との境界部分に形成されたｐ−ｎ接
合部（活性領域）、６は上記ｎ型窓層３上に形成され、
上記ｐ型頭域４に対応する部分に開口を有する保＃１ｗ
／Ａ、７は上記ｎ型窓層３のｐ壁領域４上に形成された
ｐ電極、８は上記ｎ型半導体基板１の裏面側に形成され
たｎ電極である。
次に動作について説明する。
上記ｐ電極７．ｎ電極８を介して外部よりｐ −ｎ接合
５に逆バイアスを印加すると、ｐ−ｎ接合部近傍に空乏
層９が広がる。この時、ｐ要領域４表面より光を入射さ
せれば、第３図に示すように光電変換効果により光電流
が発生する。つまり入射光は光吸収層２で吸収され、電
子・正孔対１１を発生させる。これらの電子及び正孔は
空乏層９の電界によりそれぞれｐ電極７及びｎ電極８に
向けてドリフトし、光電流となり、外部に取り出される
。
５に逆バイアスを印加すると、ｐ−ｎ接合部近傍に空乏
層９が広がる。この時、ｐ要領域４表面より光を入射さ
せれば、第３図に示すように光電変換効果により光電流
が発生する。つまり入射光は光吸収層２で吸収され、電
子・正孔対１１を発生させる。これらの電子及び正孔は
空乏層９の電界によりそれぞれｐ電極７及びｎ電極８に
向けてドリフトし、光電流となり、外部に取り出される
。
従来のブレーナ型ＰＤは以上のように構成さ噌ているの
で、例えば第３図（ａ）に示すように、入１光１０がｐ
型領域４以外にも入射するような広ズっだ光であった場
合、空乏層以外の光吸収層２″ｉ発生した電子・正札対
１２はそこに電界がないｔめ、拡散により移動し、空乏
層９に到達し、光１流となる。従って、例えばパルス状
の光を入射２せた場合、得られる光電流は上記拡散によ
り移飢する遅い電子及び正孔による光電流成分により反
答が劣化する、いわゆるすそひきが生じるといシ問題が
発生する。
で、例えば第３図（ａ）に示すように、入１光１０がｐ
型領域４以外にも入射するような広ズっだ光であった場
合、空乏層以外の光吸収層２″ｉ発生した電子・正札対
１２はそこに電界がないｔめ、拡散により移動し、空乏
層９に到達し、光１流となる。従って、例えばパルス状
の光を入射２せた場合、得られる光電流は上記拡散によ
り移飢する遅い電子及び正孔による光電流成分により反
答が劣化する、いわゆるすそひきが生じるといシ問題が
発生する。
この発明は上記のような問題点を解消するたダになされ
たもので、広がった光を入射した場合了もパルス応答の
劣化を生ずることのない半導体型光素子を得ることを目
的とする。
たもので、広がった光を入射した場合了もパルス応答の
劣化を生ずることのない半導体型光素子を得ることを目
的とする。
この発明に係る半導体受光素子は、半導体基析上に形成
され、入射光を吸収して電子・正孔対を発生する半導体
光吸収層を、該電子及び正孔をその電界によりドリフト
して光電流とするｐ−ｎ接合部の下側にのみ配置したも
のである。
され、入射光を吸収して電子・正孔対を発生する半導体
光吸収層を、該電子及び正孔をその電界によりドリフト
して光電流とするｐ−ｎ接合部の下側にのみ配置したも
のである。
この発明においては、発生した電子及び正孔をドリフト
して光電流とするｐ−ｎ接合部の直下部にのみ、入射光
を吸収して上記電子及び正孔を発生する光吸収層を配置
したから、該光吸収層全体が上記ｐ−ｎ接合部から延び
る空乏層に覆われることとなる。このため光吸収層内で
生じた電子・正孔対はすべて空乏層中の電界によりドリ
フトされて光電流となり、従来のように空乏層以外の領
域で生じ、拡散により上記空乏層に達する移動速度の遅
い電子及び正孔による光電流成分がなくなる。この結果
広がった光を入射した場合でもすそひきのない正常なパ
ルス応答出力電流波形を得ることができる。
して光電流とするｐ−ｎ接合部の直下部にのみ、入射光
を吸収して上記電子及び正孔を発生する光吸収層を配置
したから、該光吸収層全体が上記ｐ−ｎ接合部から延び
る空乏層に覆われることとなる。このため光吸収層内で
生じた電子・正孔対はすべて空乏層中の電界によりドリ
フトされて光電流となり、従来のように空乏層以外の領
域で生じ、拡散により上記空乏層に達する移動速度の遅
い電子及び正孔による光電流成分がなくなる。この結果
広がった光を入射した場合でもすそひきのない正常なパ
ルス応答出力電流波形を得ることができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による半導体受光素子の断面
構造を示す図であり、図において、１はｎ型半導体基板
、２は該ｎ型半導体基板ｌ上に円柱状に選択的に成長し
たｎ型半導体光吸収層、３は該光吸収層２を埋め込むよ
うにｎ型半導体基板１上全面に形成したｎ型半導体窓層
、４は該ｎ型窓Ｎ３の上記ｎ型光吸収層２上に対応する
部分に、ｐ型ドーパントの拡散等により形成したｐ型領
域、５は該ｐ型領域４とｎ型光吸収層２及びｎ型窓層３
との境界部に形成されたｐ−ｎ接合部、６は上記ｎ型窓
層３上に形成され、上記ｐ型領域４に対応する部分に開
口を有する保護膜、７は上記ｎ型窓層３のｐ型領域４上
に形成されたｐｌ［ｉ＋、８は上記ｎ型半導体基板１の
裏面側に形成されたｎ電極である。
構造を示す図であり、図において、１はｎ型半導体基板
、２は該ｎ型半導体基板ｌ上に円柱状に選択的に成長し
たｎ型半導体光吸収層、３は該光吸収層２を埋め込むよ
うにｎ型半導体基板１上全面に形成したｎ型半導体窓層
、４は該ｎ型窓Ｎ３の上記ｎ型光吸収層２上に対応する
部分に、ｐ型ドーパントの拡散等により形成したｐ型領
域、５は該ｐ型領域４とｎ型光吸収層２及びｎ型窓層３
との境界部に形成されたｐ−ｎ接合部、６は上記ｎ型窓
層３上に形成され、上記ｐ型領域４に対応する部分に開
口を有する保護膜、７は上記ｎ型窓層３のｐ型領域４上
に形成されたｐｌ［ｉ＋、８は上記ｎ型半導体基板１の
裏面側に形成されたｎ電極である。
次に動作について説明する。
ｐｉ電極、ｎｌｌ極８を介して外部よりｐ−ｎ接合部５
に逆バイアスを印加すると、ｐ−ｎ接合部近傍の空乏層
９は第１図のように広がり、ｐ−ｎ接合部５の直下にあ
る光吸収層２のほぼ全域に渡る。従って、広がった光を
入射した場合でも、光吸収層で発生した電子・正孔対は
すべて空乏層内の電界でドリフトし、応答よく光電流と
なる。
に逆バイアスを印加すると、ｐ−ｎ接合部近傍の空乏層
９は第１図のように広がり、ｐ−ｎ接合部５の直下にあ
る光吸収層２のほぼ全域に渡る。従って、広がった光を
入射した場合でも、光吸収層で発生した電子・正孔対は
すべて空乏層内の電界でドリフトし、応答よく光電流と
なる。
このように本実施例では、発生した電子及び正孔をドリ
フトして光電流とするｐ−ｎ接合部５の直下部にのみ、
入射光を吸収して上記電子及び正孔を発生する光吸収層
２を配置したので、上記ｐ−ｎ接合部５から延びる空乏
層９が上記光吸収層全体に達することとなる。このため
光吸収層２内で生じた電子・正孔対はすべて空乏層中の
電界によりドリフトされて光電流となり、従来のように
空乏層以外の領域で生じ、拡散により上記空乏層に達す
る移動速度の遅い電子・正孔対１２による光電流成分が
なくなる。この結果広がった光を入射した場合でもすそ
ひきのない正常なパルス応答出力電流波形を得ることが
できる。
フトして光電流とするｐ−ｎ接合部５の直下部にのみ、
入射光を吸収して上記電子及び正孔を発生する光吸収層
２を配置したので、上記ｐ−ｎ接合部５から延びる空乏
層９が上記光吸収層全体に達することとなる。このため
光吸収層２内で生じた電子・正孔対はすべて空乏層中の
電界によりドリフトされて光電流となり、従来のように
空乏層以外の領域で生じ、拡散により上記空乏層に達す
る移動速度の遅い電子・正孔対１２による光電流成分が
なくなる。この結果広がった光を入射した場合でもすそ
ひきのない正常なパルス応答出力電流波形を得ることが
できる。
なお、上記実施例では半導体基板としてｎ型半導体基板
を用いた場合について示したが、これはｎ型半導体基板
を用いてもよい。但しこの場合各層の導電型をｐ型とｎ
型とで逆転する必要がある。
を用いた場合について示したが、これはｎ型半導体基板
を用いてもよい。但しこの場合各層の導電型をｐ型とｎ
型とで逆転する必要がある。
また上記実施例では、円柱状のｎ型光吸収層２として半
導体基板１上に選択的に成長したものを示したが、これ
は半導体基板１上全面に光吸収層２を成長し、その後エ
ツチング等により円柱状に加工したものでもよい。
導体基板１上に選択的に成長したものを示したが、これ
は半導体基板１上全面に光吸収層２を成長し、その後エ
ツチング等により円柱状に加工したものでもよい。
［発明の効果］
以上のように、この発明に係る半導体受光素子によれば
、発生した電子及び正孔をドリフトして光電流とするｐ
−ｎ接合部の直下部にのみ、入射光を吸収して上記電子
及び正孔を発生する光吸収層を配置したので、上記ｐ−
ｎ接合部から延びる空乏層が上記光吸収層全体に達する
こととなり、空乏層以外の領域で生じ、拡散により上記
空乏層に達する移動速度の遅い電子及び正札による充電
流成分をなくすことができ、この結果法がった光を入射
した場合でもすそひきのない正常なパルス応答出力電流
波形を得ることができる効果がある。
、発生した電子及び正孔をドリフトして光電流とするｐ
−ｎ接合部の直下部にのみ、入射光を吸収して上記電子
及び正孔を発生する光吸収層を配置したので、上記ｐ−
ｎ接合部から延びる空乏層が上記光吸収層全体に達する
こととなり、空乏層以外の領域で生じ、拡散により上記
空乏層に達する移動速度の遅い電子及び正札による充電
流成分をなくすことができ、この結果法がった光を入射
した場合でもすそひきのない正常なパルス応答出力電流
波形を得ることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体受光素子の断
面構造を示す図、第２図は従来の半導体受光素子の断面
構造を示す図、第３図は従来のＰＤのパルス応答の劣化
を説明するための模式図である。 １・・・ｎ型半導体基板、２・・・ｎ型光吸収層、３・
・・ｎ型窓層、４・・・ｐ型領域、５・・・ｐ−ｎ接合
部、６・・・保護膜、７・・・ｐ電極、８・・・ｎｉｆ
極、９・・・空乏層、１０・・・入射光、１１・・・空
乏層内で発生した電子・正孔対、１２・・・空乏層外で
発生した電子・正孔対。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
面構造を示す図、第２図は従来の半導体受光素子の断面
構造を示す図、第３図は従来のＰＤのパルス応答の劣化
を説明するための模式図である。 １・・・ｎ型半導体基板、２・・・ｎ型光吸収層、３・
・・ｎ型窓層、４・・・ｐ型領域、５・・・ｐ−ｎ接合
部、６・・・保護膜、７・・・ｐ電極、８・・・ｎｉｆ
極、９・・・空乏層、１０・・・入射光、１１・・・空
乏層内で発生した電子・正孔対、１２・・・空乏層外で
発生した電子・正孔対。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）半導体基板上に半導体光吸収層及びｐ−ｎ接合部
を有し、入射光を上記光吸収層で吸収して電子・正孔対
を発生し、上記ｐ−ｎ接合部に発生させた電界により上
記電子及び正孔をドリフトして光電流とする半導体受光
素子において、 上記半導体光吸収層を上記ｐ−ｎ接合部の下側にのみ配
置したことを特徴とする半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1337846A JPH03196577A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1337846A JPH03196577A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196577A true JPH03196577A (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=18312526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1337846A Pending JPH03196577A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03196577A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205478A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Shimadzu Corp | 受光素子 |
| JPH01290269A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光装置 |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1337846A patent/JPH03196577A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205478A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Shimadzu Corp | 受光素子 |
| JPH01290269A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光装置 |
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