JPH07312442A - 超格子アバランシェフォトダイオード - Google Patents
超格子アバランシェフォトダイオードInfo
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Abstract
で問題となる表面リーク暗電流を低減し、低暗電流・高
信頼な超格子アバランシェフォトダイオードを実現す
る。 【構成】 p+ 型InP基板もしくは高抵抗InP11
上にp+ 型InPバッファ層12、p- 型InGaAs
光吸収層13とp+ 型InP電界降下層14と、n- 型
InAlGaAs/InAlAs超格子増倍層15と、
n+ 型InAlAsキャップ層16とn+ 型InGaA
sコンタクト層17を有する。p+ 型導伝領域110を
形成し、p+ とn+ の接する領域を、リング同心円形状
に、超格子増倍層に達するまで半導体層を除去する。パ
ッシベーション膜112と電極18、19を形成する。
Description
を有する超格子アバランシェフォトダイオードに関す
る。
信システムを構成するには、シリカ系ファイバの低損失
波長域1.3〜1.6μm に対応でき、高速応答、高利
得帯域幅積(GB積)、低暗電流、かつ、高信頼性を有
する半導体受光素子が不可欠である。そこでカパッソ
(F.Capasso)等は、アプライド・フィジック
ス・レター(Appl.Phys.Lett.)、40
(1)巻、p.38〜40、1982年で超格子による
伝導帯エネルギー不連続量ΔEcを電子の衝突イオン化
に利用してイオン化率比α/βを人工的に増大させる構
造を提案し、さらに、香川らは、ジャーナル・オブ・ク
ォンタム・エレクトロニクス(J.Quantum.E
lectronics)、28(6)巻、p.1419
−1423、1992年で、長距離光通信に用いられる
波長1.3〜1.6μm 帯に受光感度を有するInGa
AsP/InAlAs系超格子を用いて同様の構造を形
成し、やはりイオン化率比α/βの増大(バルクInG
aAsの〜2に対して超格子層で〜5)を報告した。
造では伝導帯不連続量ΔEcが0.39eVと価電子帯
不連続量ΔEvの0.03eVより大きく走行キャリア
としての電子と正孔が井戸層に入ったときバンド不連続
により獲得するエネルギーが電子の方が正孔より大き
く、これによって電子がイオン化しきい値エネルギーに
達しやすくなることで電子イオン化率が増大し、イオン
化率比α/βの増大とそれによる低雑音化が図られてい
る。
造のアバランシェフォトダイオードは、メサ側壁の半導
体(増倍層33、電界緩和層34、光吸収層35)とS
iN表面パッシベーション膜310界面における界面準
位、半導体表面の残留酸化膜・欠陥を介して経時的にリ
ーク電流が発生増大し、実用的な増倍率領域(10〜2
0)において暗電流が0.8〜数μAオーダ程度以上と
なり、この暗電流による雑音増加がイオン化率比改善に
よる低雑音効果を打ち消してしまうという欠点を有す
る。また、このパッシベーション界面は従来報告されて
いるような一般的な信頼性試験の条件(例えば雰囲気温
度200℃、逆方向電流100μAのバイアス条件)の
もとでは経時的に不安定であり、暗電流増加による素子
信頼性が十分でないという欠点を有する。
p.261−264、1991年で報告したポリイミド
膜410をメサパッシベーション膜の用いた超格子AP
Dの構造を図10に示す。この構造では、パッシベーシ
ョン用のポリイミド膜410と、メサ側壁の半導体(増
倍層43、電界緩和層44、光吸収層45)の界面には
多数の界面準位(2×1012cm-2eV以上)が存在す
る。この界面準位は通常の半導体/ポリイミド膜界面の
ダングリングボンドと、メサ形成後に生成した半導体自
然酸化膜/半導体界面のダングリングボンド、さらに
は、表面欠陥に起因するもの等が挙げられる。特に、逆
バイアス時に空乏化する半導体層(43、44、45)
中で、比較的禁制帯幅の小さなp- 型InGaAs光吸
収層43中には前者が、また自然酸化されやすいアルミ
ニウム原子を含む超格子増倍層43、44中では後者が
多く存在すると考えられる。したがって、アバランシェ
増倍が得られるような高電界(従来構造では電界分布は
メサ中央、端部ともに等しくなる。その値は増倍層で約
500から600kV/cm)。時には、これらの界面準
位を介する表面リーク暗電流が発生し、μAオーダとな
ってしまう。また、経時的にも高電界によるパッシベー
ション膜へのホットキャリア注入効果などでこれらの界
面準位や表面欠陥が増大し、暗電流が増加することで素
子の信頼性は不十分なものとなる。
メサ型では表面リーク電流が大きくなるか、経時的に不
安定になります。
0478号公報で提案するプレーナ型の素子では、超格
子増倍層55をキャリア濃度1016cm-3以下のp- 型の
ドーピングしなければならないが、現在用いられている
結晶成長法では、このような低濃度のp型ドーピングを
アルミニウムを含む混晶に対して制御性良く形成するこ
とが困難であるという問題がある。
ドで問題となる表面リーク暗電流を低減し低暗電流で信
頼性の高い超格子アバランシェフォトダイオードを実現
することを目的とする。
シェフォトダイオードは半絶縁性半導体基板もしくは高
濃度の第1導伝型半導体基板上に、高濃度の第1導伝型
半導体バッファ層を介して、低濃度第1導伝型半導体光
吸収層と、第1導伝型半導体電界緩和層と、超格子増倍
層と、高濃度の第2導伝型半導体キャップ層と、高濃度
の第2導伝型半導体コンタクト層とを順次積層した超格
子アバランシェフォトダイオードにおいて、受光に供す
る領域の周囲の領域に、表面より少なくとも前記第1導
伝型半導体電界緩和層より深い位置まで選択的に形成し
た第1導伝型化領域を有し、かつ、前記第1導伝型化領
域と高濃度第2導伝型半導体コンタクト層及び高濃度第
2導伝型半導体キャップ層が接しないように第2導伝型
半導体キャップ層までエッチング除去された構造を有す
ることを特徴とする。
第1導伝型半導体基板上に、高濃度の第1導伝型半導体
バッファ層を介して、低濃度第1導伝型半導体光吸収層
と、第1導伝型半導体電界緩和層と、超格子増倍層と、
高濃度の第2導伝型半導体キャップ層と、高濃度の第2
導伝型半導体コンタクト層とを順次積層した超格子アバ
ランシェフォトダイオードにおいて、受光に供する領域
の周囲の領域に、表面より少なくとも前記第1導伝型半
導体電界緩和層より深い位置まで選択的に形成した第1
導伝型化領域を有し、かつ、表面の前記第1導伝型化領
域と前記高濃度第2導伝型半導体コンタクト層及び前記
高濃度第2導伝型半導体キャップ層の接する領域を選択
的に高抵抗化した構造を有することを特徴とする。
に半導体埋め込み領域を形成した構造を有することを特
徴とする。また前記第2導伝型半導体キャップ層と前記
超格子増倍層の間にエッチングストップ層を有すること
を特徴とする。また前記半導体電界緩和層によって規定
される電界緩和量が受光に供する領域よりもその外側に
おいて、より小さくする手段を有することを特徴とす
る。また前記選択的にエッチング除去または高抵抗化し
た領域の下方の前記第1導伝型半導体電界緩和層の第1
導伝型濃度を低くしたことを特徴とする。また前記第1
導伝型半導体電界緩和層の厚さを受光に供する領域で厚
くその外側で薄くしたことを特徴とする。
格子増倍層、キャップ層と積層されている超格子APD
で、メサ側面の周囲に電界緩和層より深くまでp+ ドー
ピングを行い、幅数μm のドーナツ型p+ 化領域を形成
し、さらに、p+ 型化した領域とn+ キャップ層が接し
ないようにn+ キャップ層の外周とp+ 化領域の内周と
の間隔が数μm となるようキャップ層においてエッチン
グ除去されている。
p+ ドーピングを行い、幅数μm のドーナツ型p+ 化領
域を形成しているので、pn接合から受光部の光吸収層
がに延びる空乏層はメサ側壁に向かって横方向に延びて
もその空乏層端はメサ側壁に届かなくなる。つまり光吸
収層の空乏化領域を半導体の非空乏化領域で保護するこ
とで空乏層がパッシベーション膜に接しないようにして
ある。
る空乏層は、n+ キャップ層及びエッチングストップ層
(エッチングストップ層を用いた場合)のパッシベーシ
ョン膜に接している界面までのびるがこの界面における
横方向の電界強度はp+ 型化した領域とn+ キャップ層
が接しないように幅数μm をエッチング除去した構造と
なっているので、300kV/cm以下となる。すなわ
ち、低電界かつ禁制帯幅の大きな半導体のみがパッシベ
ーション膜と接しているだけなので表面リーク電流(界
面を流れる)は小さくなる。本発明の構造ではパッシベ
ーション膜と接している界面に露出する電界印加領域の
電界強度を大幅に低減しているため、リーク暗電流が減
少し、さらに経時的変化も抑制でき素子信頼性が向上し
た半導体受光素子が実現できる。
きい素子では有効であるが、電界緩和量が小さい素子で
は、キャップ層直下の周辺部分の電界強度が中央部分よ
りわずかに高くなり、面内増倍感度分布が高増倍率(1
0以上)時に不均一になる傾向にある。
辺部分の電界緩和量を中央部分よりも小さくした構造を
とっている。
央部、周辺部の電界強度分布と電界緩和量の定義を示す
図である。本発明の構造では図6、図7いずれも、図8
に示されるように電界緩和量が、受光周辺部の方が中央
部より小さくなる。このため超格子増倍層の周辺での電
界強度が小さくなりエッジ増倍が抑制され、より均一に
増倍するようになる。電界緩和量を小さくする手段とし
て、図6では第1導伝型電界緩和層の第1導伝型キャリ
ア濃度を補償する不純物を用いてある。ここでいう不純
物とは単独では高抵抗層を形成する鉄(Fe)、チタン
(Ti)、コバルト(Co)、あるいは、水素(H)、
酸素(O)等である。また、図7では第1導伝型電界緩
和層の厚さを周辺部で薄くしている。中央より周辺の電
界緩和量が小さいので図8に示すように同じバイアス電
圧(面積)のとき超格子増倍層の周辺部の電界強度が中
央より小さくなる。よってエッジ増倍の抑制された高均
一増倍面内感度分布を有し、かつ素子信頼性が向上した
半導体受光素子を再現性よく実現するものである。
る。この図において、11は半絶縁性もしくは第1導伝
型の半導体基板、12は高濃度の第1導伝型半導体バッ
ファ層、13は低濃度第1導伝型半導体光吸収層、14
は第1導伝型半導体電界緩和層、15は超格子増倍層、
16は高濃度第2導伝型半導体キャップ層、17は高濃
度第2導伝型半導体コンタクト層、18は第2導伝型半
導体用電極、19は第1導伝型半導体用電極であり、1
10は高濃度第1導伝型化領域、111は反射防止膜、
112は表面パッシベーション膜である。113は高抵
抗半導体層、114は半導体埋め込み層である。図4は
本発明の素子の表面横方向電界強度を示す図である。
体受光素子を以下の工程により製作した。p+ 型InP
基板11上に、p+ 型InPバッファ層12を0.5〜
1μm 厚に、キャリア濃度〜2×1015cm-3のp- 型I
nGaAs光吸収層13を1〜1.5μm厚に、キャリ
ア濃度0.5〜1×1018cm-3のp+ 型InP電界緩和
層14を0.1〜0.05μm 厚(p+ 型InP電界緩
和層14のキャリア濃度に依存)、ノンドープi型もし
くはキャリア濃度〜2×1015cm-3以下のn−型InA
lGaAs/InAlAs超格子増倍層15を0.23
μm 厚に、InPエッチングストップ層115を0.0
05〜0.05μm 厚に、キャリア濃度〜1×1018cm
-3のn+ 型InAlAsキャップ層16を0.5μm 厚
に、キャリア濃度〜1×1019cm-3のn+ 型InGaA
sコンタクト層17を0.1μm 厚に順次、ガスソース
分子線成長法(ガスソースMBE)を用いて成長する。
増倍層15とInAlAsキャップ層16の間に薄いI
nPエッチングストップ層115を省いた構造を用いて
も良い。
クとして、マスクの周囲にキャリア濃度1018〜1019
cm-3台程度のp+ 型導伝領域110を通常のZn選択熱
拡散の手法で形成する。拡散深さは表面より少なくとも
p+ 型InP電界緩和層14以上の深さとする。
円形のn+ 領域の境界部分を幅数μm のリング同心円状
に、エッチングストップ層(エッチングストップ層がな
い場合は超格子増倍層)に達するまで、境界領域のIn
Pキャップ層16とInGaAsコンタクト層17をエ
ッチング除去する。
12、n側電極18をAuGeNiで形成する。次に、
受光領域以外の領域に深さがp+ 型InPバッファ層1
2に達するメサエッチングを行い、エッチング面にp側
電極19をAuZnで形成する。最後に裏面研磨を行っ
てから反射防止膜111をSiN膜で形成する。
体受光素子を以下の工程により製作した。p+ 型InP
基板11上に、p+ 型InPバッファ層12を0.5〜
1μm 厚に、キャリア濃度2×1015cm-3のp- 型In
GaAs光吸収層13を1〜1.5μm 厚に、キャリア
濃度0.5〜1×1018cm-3のp+ 型InP電界緩和層
14を0.1〜0.05μm 厚(p+ 型InP電界緩和
層14のキャリア濃度に依存)、ノンドープi型もしく
はキャリア濃度〜2×1015cm-3以下のn- 型InAl
GaAs/InAlAs超格子増倍層15を0.23μ
m 厚に、キャリア濃度〜1×1018cm-3のn+ 型InA
lAs(もしくはInP)キャップ層16を0.5μm
厚に、キャリア濃度〜1×1019cm-3のn+ 型InGa
Asコンタクト層17を0.1μm 厚に順次、ガスソー
ス分子線成長法(ガスソースMBE)を用いて成長す
る。
クとして、マスクの周囲にキャリア濃度1018〜1019
cm-3台程度のp+ 型導伝領域を通常のZn選択熱拡散の
手法で形成する。拡散深さは表面より少なくともp+ 型
InP電界緩和層14以上の深さ通常はp+ 型InPバ
ッファ層12に達するまでの値とする。
円形のn+ 領域の境界部分を幅数μm のリング同心円状
にn+ 型InGaAsコンタクト層17をエッチング除
去する。さらにこの同心円部分に該超格子増倍層に達す
るまで(すなわち境界領域のInAlAs層16に)酸
素イオン(O+ )あるいはプロトン(H+ )、あるいは
鉄(Fe+ )、あるいはチタン(Ti)、あるいはコバ
ルト(Co)をイオン注入し(注入後は適当な温度でア
ニールしイオンを活性化する。あるいは活性化しない場
合もある。)高抵抗化領域113を形成する。
2、n側電極18をAuGeNiで形成する。次に、受
光領域以外の領域に深さがp+ 型InPバッファ層12
に達するメサエッチングを行い、エッチング表面にp側
電極19をAuZnで形成する。最後に裏面研磨を行っ
てから反射防止膜111をSiN膜で形成する。
体受光素子を以下の工程により製作した。p+ 型InP
基板11上に、p+ 型InPバッファ層12を0.5〜
1μm 厚に、キャリア濃度〜2×1015cm-3のp- 型I
nGaAs光吸収層13を1〜1.5μm厚に、キャリ
ア濃度0.5〜1×1018cm-3のp+ 型InP電界緩和
層14を0.1〜0.05μm 厚(p+ 型InP電界緩
和層14のキャリア濃度に依存)、ノンドープi型もし
くはキャリア濃度〜2×1015cm-3以下のn- 型InA
lGaAs/InAlAs超格子増倍層15を0.23
μm 厚に、InPエッチングストップ層113を0.0
05〜0.05μm 厚に、キャリア濃度〜1×1015cm
-3のn- 型InAlAsキャップ層16を0.5μm 厚
に、キャリア濃度〜1×1015cm-3のn- 型InGaA
sコンタクト層17を0.1μm 厚に順次、ガスソース
分子線成長法(ガスソースMBE)を用いて成長する。
増倍層15とInAlAsキャップ層16の間のエッチ
ングストップ層を省いた構造を用いてもよい。
クとして、マスクの周囲にキャリア濃度1019cm-3台程
度のp+ 型導伝領域を通常のZn選択熱拡散の手法で形
成する。拡散深さは表面より少なくともp+ 型InP電
界緩和層14以上の深さ、通常はp+ 型InPバッファ
層12に達するまでの値とする。
円形のn+ 領域の境界部分を幅数μm のリング同心円状
に、SiNないしSiO2 膜をマスクとして該超格子増
倍層に達するまで(すなわち境界領域のInAlAsキ
ャップ層16とInGaAsコンタクト層17を)エッ
チング除去する。
グマスクをそのままマスクとしてInP半導体埋め込み
層114を選択再成長行う。再成長前には熱クリーニン
グか水素ラジカルビームを用いた表面酸化膜除去を行う
と良い。
2、n側電極18をAuGeNiで形成する。次に、受
光領域以外の領域に深さがp+ 型InPバッファ層12
に達するメサエッチングを行い、エッチング面にp側電
極19をAuZnで形成する。最後に裏面研磨を行って
から反射防止膜111をSiN膜で形成する。
示すように600kV/cm程度の高電界となる部分は受
光部のn+ キャップ層直下の超格子増倍層15のみとな
り、高電界がパッシベーション膜と接している界面に露
出していない。パッシベーション膜と接している電界印
加領域は、高濃度第2導伝型半導体キャップ層16と高
濃度第1導伝型化領域110の間のエッチングストップ
層115(エッチングストップ層がないときは超格子増
倍層)であるが、ここでは高濃度第2導伝型半導体キャ
ップ層16と高濃度第1導伝型化領域110の間の距離
が数μm となるような構造であるため電界強度は約30
0kV/cm以下と低くなる。
体受光素子を以下の工程により製作した。p型InP基
板11上に、p+ 型InPバッファ層12を0.5〜1
μm 厚に、キャリア濃度〜2×1015cm-3のp- 型In
GaAs光吸収層13を1〜1.5μm 厚に、キャリア
濃度0.5〜1×1018cm-3のp+ 型InP電界緩和層
14を0.1〜0.05μm 厚(p+ 型InP電界緩和
層14のキャリア濃度に依存)、ノンドープi型もしく
はキャリア濃度〜2×1015cm-3以下のn- 型InAl
GaAs/InAlAs超格子増倍層15を0.23μ
m 厚に、InPエッチングストップ層118を0.00
5〜0.05μm 厚に、キャリア濃度〜1×1018cm-3
のn+ 型InAlAsキャップ層16を0.5μm 厚
に、キャリア濃度〜1×1019cm-3のn+ 型InGaA
sコンタクト層17を0.1μm 厚に順次、ガスソース
分子線成長法(ガスソースMBE)を用いて成長する。
ここで上記半導体層構造と同じで、超格子増倍層15と
InAlAsキャップ層16の間の薄いInPエッチン
グストップ層118を省いた構造を用いてもよい。
上のリング状に穴の開いたマスクを用いて、鉄(F
e)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、あるいは水
素(H)、酸素(O)等を単独、もしくは組み合わせ
て、リング状に選択的にイオン注入・活性化する。注入
深さは表面より少なくともp+ 型InP電界緩和層14
以上の深さとし、p+ 型InP電界緩和層の一部116
のp濃度を小さくする。
クとして、イオン注入部分117を一部含んだ同心円外
側にキャリア濃度1019cm-3台程度のp+ 型導伝領域を
通常のZn選択熱拡散の手法で形成する。拡散深さは表
面より少なくともp+ 型InP電界緩和層14以上の深
さとする。
されていない円形のn+ 領域の境界部分(イオン注入さ
れたリング状部分も一部含む)で、幅数μm のリング同
心円状に、該超格子増倍層上部に達するまで、すなわ
ち、境界領域のInPキャップ層16とInGaAsコ
ンタクト層17をエッチング除去する。
12、n側電極18をAuGe Niで形成する。つぎ
に、受光領域以外の領域に深さがp+ 型InPバッファ
層12に達するメサエッチングを行い、エッチング面に
p側電極19をAuZnで形成する。最後に裏面研磨を
行ってから反射防止膜111をSiN膜で形成する。
体受光素子を以下の工程により製作した。p型InP基
板11上に、p+ 型InPバッファ層12を0.5〜1
μm 厚に、キャリア濃度〜2×1015cm-3のp- 型In
GaAs光吸収層13を1〜1.5μm 厚に、キャリア
濃度0.5〜1×1018cm-3のp+ 型InP電界緩和層
14を0.1〜0.05μm 厚(p+ 型InP電界緩和
層14のキャリア濃度に依存)に結晶成長する。
てその外側118のp+ 型InP電界緩和層14を0.
05〜0.005μm (p+ 型InP電界緩和層14の
キャリア濃度に依存)エッチング除去する。
ャリア濃度〜2×1015cm-3以下のn- 型InAlGa
As/InAlAs超格子増倍層15を0.23μm 厚
に、キャリア濃度〜1×1018cm-3のn+ 型InAlA
s(もしくはInP)キャップ層16を0.5μm 厚
に、キャリア濃度〜1×1019cm-3のn+ 型InGaA
sコンタクト層17を0.1μm 厚に順次、再成長す
る。成長法はガスソース分子線成長法(ガスソースMB
E)、有機金属気相成長法(MOVPE)などである。
円になる直径30μm の円形SiN膜をマスクとして、
マスクの外側にキャリア濃度1019cm-3台程度のp+ 型
導伝領域を通常のZn選択熱拡散の手法で形成する。拡
散深さは表面より少なくともp+ 型InP電界緩和層1
4以上の深さ、通常はp+ 型InPバッファ層12に達
するまでの値とする。次に、このp+ 型領域と拡散され
ていない円形のn+ 領域の境界部分を幅数μm のリング
同心円状にn+ 型InGaAsコンタクト層17をエッ
チング除去する。
る場合は、このエッチングストップ層に達するまでエッ
チング除去する。
2、n側電極18をAuGeNiで形成する。つぎに、
受光領域以外の領域に深さがp+ 型InPバッファ層1
2に達するメサエッチングを行い、エッチング面にp側
電極19をAuZnで形成する。最後に裏面研磨を行っ
てから反射防止膜111をSiN膜で形成する。
半絶縁性InP基板を用いてもよい。また、基板に段差
を形成し、段差の上下で結晶成長した半導体の層厚や不
純物濃度が変化する性質を利用してもよい。
速応答特性についてGB積120GHz程度の高速性が
確認され、暗電流の初期値としては従来とほぼ同程度の
値が得られた(同一メサ直径で比較)。さらに、素子信
頼性に関しても、信頼性試験(例えば、雰囲気温度20
0℃、逆方向電流100μAのバイアス条件で1000
時間)の後でも、暗電流増加・素子特性劣化ついてほと
んど観測されなかった。
面内均一性を向上し、高信頼・高速・高均一増倍特性を
有する改良された疑似プレーナ構造の超格子アバランシ
ェフォトダイオードが得られた。増倍特性の面内分布に
ついて、特に増倍率10以上のバイアスで実施例1と比
較して面内分布の均一性が優れていた。また、この構成
は実施例2,3にも適用することができる。
m 帯に受光感度を有し、高イオン化率比α/βで低雑音
・高速応答特性と同時に高信頼性を有するアバランシェ
フォトダイオードを実現することができる。
構造図である。
構造図である。
構造図である。
度を示す図である。
子の電界強度分布を示す図である。
構造図である。
構造図である。
部の電界強度分布と電界緩和量の定義を示す図である。
る。
る。
る。
導体基板 12 高濃度の第1導伝型半導体バッファ層 13 低濃度第1導伝型半導体光吸収層 14 第1導伝型半導体電界緩和層 15 超格子増倍層 16 高濃度第2導伝型半導体キャップ層 17 高濃度第2導伝型半導体コンタクト層 18 第2導伝型半導体用電極 19 第1導伝型半導体用電極 110 高濃度第1導伝型化領域 111 反射防止膜 112 表面パッシベーション膜 113 高抵抗化領域 114 半導体埋め込み層 115 エッチングストップ層 116 第1導伝型半導体電界緩和層で第1導伝型不純
物濃度が変化している領域 117 第1導伝型半導体電界緩和層で第1導伝型不純
物濃度を変化させるために不純物を注入している領域 118 第1導伝型半導体電界緩和層で厚さが変化して
いる領域 119 pn接合面を示す線 120 pn接合面を示す線 31 n+ 型InP基板 32 n+ 型InPバッファー層 33 n- 型InGaAsP/InAlAs超格子アバ
ランシェ増倍層 34 p型InP電界緩和層 35 p- 型InGaAs光吸収層 36 p+ 型InPキャップ層 37 p+ 型InGaAsコンタクト層 38 n側電極 39 p側電極 310 SiNパッシベーション膜 311 ポリイミド膜 41 n+ 型InP基板 42 n+ 型InAlAsバッファー層 43 n- 型InGaAs/InAlAs超格子アバラ
ンシェ増倍層 44 p型InAlAs電界緩和層 45 p- 型InGaAs光吸収層 46 p+ 型InAlAsキャップ層 47 p+ 型InGaAsコンタクト層 48 n側電極 49 p側電極 410 ポリイミドパッシベーション膜 411 反射防止膜 51 p+ 型InP基板 52 p+ 型InPバッファー層 53 p- 型InGaAs光吸収層 54 p型InGaAs電界緩和層 55 p型InGaAs/InAlAs超格子アバラン
シェ増倍層 56 p型InPキャップ層 57 高濃度n型InP領域 58 低濃度n型InP領域 59 AuGeNiオーミック電極 510 AuZnNiオーミック電極 511 光入射用窓
Claims (7)
- 【請求項1】半絶縁性半導体基板もしくは高濃度の第1
導伝型半導体基板上に、高濃度の第1導伝型半導体バッ
ファ層を介して、低濃度第1導伝型半導体光吸収層と、
第1導伝型半導体電界緩和層と、超格子増倍層と、高濃
度の第2導伝型半導体キャップ層と、高濃度の第2導伝
型半導体コンタクト層とを順次積層した超格子アバラン
シェフォトダイオードにおいて、受光に供する領域の周
囲の領域に、表面より少なくとも前記第1導伝型半導体
電界緩和層より深い位置まで選択的に形成した第1導伝
型化領域を有し、かつ、前記第1導伝型化領域と高濃度
第2導伝型半導体コンタクト層及び高濃度第2導伝型半
導体キャップ層が接しないように第2導伝型半導体キャ
ップ層までエッチング除去された構造を有することを特
徴とする超格子アバランシェフォトダイオード。 - 【請求項2】半絶縁性半導体基板もしくは高濃度の第1
導伝型半導体基板上に、高濃度の第1導伝型半導体バッ
ファ層を介して、低濃度第1導伝型半導体光吸収層と、
第1導伝型半導体電界緩和層と、超格子増倍層と、高濃
度の第2導伝型半導体キャップ層と、高濃度の第2導伝
型半導体コンタクト層とを順次積層した超格子アバラン
シェフォトダイオードにおいて、受光に供する領域の周
囲の領域に、表面より少なくとも前記第1導伝型半導体
電界緩和層より深い位置まで選択的に形成した第1導伝
型化領域を有し、かつ、表面の前記第1導伝型化領域と
前記高濃度第2導伝型半導体コンタクト層及び前記高濃
度第2導伝型半導体キャップ層の接する領域を選択的に
高抵抗化した構造を有することを特徴とする超格子アバ
ランシェフォトダイオード。 - 【請求項3】前記エッチング除去した部分に選択的に半
導体埋め込み領域を形成した構造を有することを特徴と
する請求項1記載の超格子アバランシェフォトダイオー
ド。 - 【請求項4】前記第2導伝型半導体キャップ層と前記超
格子増倍層の間にエッチングストップ層を有することを
特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の超
格子アバランシェフォトダイオード。 - 【請求項5】前記半導体電界緩和層によって規定される
電界緩和量が受光に供する領域よりもその外側におい
て、より小さくする手段を有することを特徴とする請求
項1、請求項2、請求項3または請求項4記載の超格子
アバランシェフォトダイオード。 - 【請求項6】前記選択的にエッチング除去または高抵抗
化した領域の下方の前記第1導伝型半導体電界緩和層の
第1導伝型濃度を低くしたことを特徴とする請求項1、
請求項2、請求項3または請求項4記載の超格子アバラ
ンシェフォトダイオード。 - 【請求項7】前記第1導伝型半導体電界緩和層の厚さを
受光に供する領域で厚くその外側で薄くしたことを特徴
とする請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記
載の超格子アバランシェフォトダイオード。
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