JPH0732264B2 - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH0732264B2 JPH0732264B2 JP60010471A JP1047185A JPH0732264B2 JP H0732264 B2 JPH0732264 B2 JP H0732264B2 JP 60010471 A JP60010471 A JP 60010471A JP 1047185 A JP1047185 A JP 1047185A JP H0732264 B2 JPH0732264 B2 JP H0732264B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
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- H01L31/1075—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes in which the active layers, e.g. absorption or multiplication layers, form an heterostructure, e.g. SAM structure
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、入射光を吸収してキャリアを発生する光吸収
領域と発生したキャリアを増倍するなだれ増倍領域とが
分離して形成された半導体受光素子に関する。
領域と発生したキャリアを増倍するなだれ増倍領域とが
分離して形成された半導体受光素子に関する。
波長1.0〜1.6μｍ帯の半導体受光素子として、雑音・暗
電流特性の劣るGeを用いたアバランシェ・ホト・ダイオ
ード（APD）に代わり、InGaAsを用いたAPDが注目されて
いる。ところが禁制帯幅の狭いInGaAsは、高電界をかけ
るとなだれ増倍によるアバランシェ降伏よりもトンネル
効果によるツェナー降伏を起こし易く、これだけでは低
暗電流の良好な特性をもつAPDを実現することができな
い。この欠点を解決するため、光吸収はInGaAs層で行な
い、なだれ増倍は禁制帯幅の広いInPやAlInAs層で行な
うようにした光吸収領域となだれ増倍領域分離型のAPD
（APD with separated absorption and multiplication
regions,以下SAM-APDと略称）が提案されている。
電流特性の劣るGeを用いたアバランシェ・ホト・ダイオ
ード（APD）に代わり、InGaAsを用いたAPDが注目されて
いる。ところが禁制帯幅の狭いInGaAsは、高電界をかけ
るとなだれ増倍によるアバランシェ降伏よりもトンネル
効果によるツェナー降伏を起こし易く、これだけでは低
暗電流の良好な特性をもつAPDを実現することができな
い。この欠点を解決するため、光吸収はInGaAs層で行な
い、なだれ増倍は禁制帯幅の広いInPやAlInAs層で行な
うようにした光吸収領域となだれ増倍領域分離型のAPD
（APD with separated absorption and multiplication
regions,以下SAM-APDと略称）が提案されている。
しかしながらこのSAM-APDにおいても未だ解決すべき問
題がある。即ち、逆バイアス電圧の小さい低増倍率動作
では、光吸収領域の空乏化が不完全であって量子効率が
低く、また応答速度も低い。一方、逆バイアスを十分大
きくした高増倍率動作においては、トンネル電流の増大
による暗電流の増大が見られ、またなだれ増倍に起因す
る過剰雑音の増大が見られる。これらの問題を図面を用
いて少し詳しく説明する。
題がある。即ち、逆バイアス電圧の小さい低増倍率動作
では、光吸収領域の空乏化が不完全であって量子効率が
低く、また応答速度も低い。一方、逆バイアスを十分大
きくした高増倍率動作においては、トンネル電流の増大
による暗電流の増大が見られ、またなだれ増倍に起因す
る過剰雑音の増大が見られる。これらの問題を図面を用
いて少し詳しく説明する。
第５図は従来のInGaAs/InPを用いたSAM-APDの代表的構
造例である。この構造は、n+型InP基板301上にn-型InGa
As光吸収層302、ｎ型InGaAsPバンド障壁緩和層303、ｎ
型InPなだれ増倍層304、n-型InPエッジブレークダウン
防止用低キャリア濃度層305を順次エピタキシャル成長
し、Be+イオン注入ｐ型ガードリング層306とCd拡散ｐ型
層307を形成し、上下の電極308,309と無反射コート層31
0を形成して実現される。
造例である。この構造は、n+型InP基板301上にn-型InGa
As光吸収層302、ｎ型InGaAsPバンド障壁緩和層303、ｎ
型InPなだれ増倍層304、n-型InPエッジブレークダウン
防止用低キャリア濃度層305を順次エピタキシャル成長
し、Be+イオン注入ｐ型ガードリング層306とCd拡散ｐ型
層307を形成し、上下の電極308,309と無反射コート層31
0を形成して実現される。
第６図はこのSAM-APDの動作原理を説明するためのバン
ド構造図である。図中、実線は逆バイアス電圧を大きく
した高増倍率使用時であり、破線は逆バイアス電圧の小
さい低増倍率使用時である。このSAM-APDでは、逆バイ
アス電圧を加えて行くと先ずなだれ増倍層304が空乏化
し、空乏層が光吸収層302に達した後光吸収層302の空乏
化が起こる。そして光吸収層302の空乏層で発生した光
励起キャリアのうち電子は電界によりInP基板301へ抜
け、正孔はなだれ増倍層304へドリフトして増倍を受け
る。このとき低増倍率使用の状態では、光吸収層302が
十分に空乏化せず、空乏層端から正孔の拡散長以上離れ
た点で発生した正孔は電流として外部へ取り出される前
に再結合して消滅するので、量子効率が低くなってしま
う。また光吸収層302が十分空乏化していない状態で空
乏層外で発生した正孔は空乏層端に達するまでは拡散に
より律速されるから、この拡散電流が多い低増倍率使用
時は応答速度が遅いものとなる。また光吸収層302とな
だれ増倍層304の間にはヘテロ接合が存在する。ヘテロ
接合近傍の電界が十分高ければ、正孔は電界から大きい
運動エネルギを得るのでこのヘテロ接合のバンド障壁を
越えることができる。しかし電界が低いと、正孔はこの
バンド障壁部に一度滞留し、トンネル効果や熱励起によ
りゆっくりと障壁を越えて行くことになり、これも低増
倍率使用時の応答速度低下の原因となっている。正孔の
バンド障壁部への滞留を避けるためのヘテロ接合部の電
界値は、InGaAs/InGaAsP接合で50〜140kV/cm以上、InGa
AsP/InP接合で100〜220kV/cm以上必要であることが知ら
れている。
ド構造図である。図中、実線は逆バイアス電圧を大きく
した高増倍率使用時であり、破線は逆バイアス電圧の小
さい低増倍率使用時である。このSAM-APDでは、逆バイ
アス電圧を加えて行くと先ずなだれ増倍層304が空乏化
し、空乏層が光吸収層302に達した後光吸収層302の空乏
化が起こる。そして光吸収層302の空乏層で発生した光
励起キャリアのうち電子は電界によりInP基板301へ抜
け、正孔はなだれ増倍層304へドリフトして増倍を受け
る。このとき低増倍率使用の状態では、光吸収層302が
十分に空乏化せず、空乏層端から正孔の拡散長以上離れ
た点で発生した正孔は電流として外部へ取り出される前
に再結合して消滅するので、量子効率が低くなってしま
う。また光吸収層302が十分空乏化していない状態で空
乏層外で発生した正孔は空乏層端に達するまでは拡散に
より律速されるから、この拡散電流が多い低増倍率使用
時は応答速度が遅いものとなる。また光吸収層302とな
だれ増倍層304の間にはヘテロ接合が存在する。ヘテロ
接合近傍の電界が十分高ければ、正孔は電界から大きい
運動エネルギを得るのでこのヘテロ接合のバンド障壁を
越えることができる。しかし電界が低いと、正孔はこの
バンド障壁部に一度滞留し、トンネル効果や熱励起によ
りゆっくりと障壁を越えて行くことになり、これも低増
倍率使用時の応答速度低下の原因となっている。正孔の
バンド障壁部への滞留を避けるためのヘテロ接合部の電
界値は、InGaAs/InGaAsP接合で50〜140kV/cm以上、InGa
AsP/InP接合で100〜220kV/cm以上必要であることが知ら
れている。
一方、InGaAsやInGaAsPは禁制帯幅が小さいため、高い
逆バイアス電圧を印加した高増倍率使用時にはトンネル
効果による暗電流が増加する。またInGaAsやInGaAsP層
での正孔のなだれ増倍は大きい過剰雑音を発生すること
も知られている。そしてInGaAs層やInGaAsP層でのトン
ネル電流の発生やなだれ増倍を起こさないためには、各
層の最大電界即ちヘテロ界面電界をそれぞれ200〜250kV
/cm以下,350〜400kV/cm以下に抑えなければならないこ
とが知られている。このように各ヘテロ接合の電界値に
は高速低電流かつ低雑音動作のための許容範囲が存在す
るが、その範囲は十分広いものではないため、第５図の
従来の構造では増倍率の広い範囲に渡ってヘテロ接合電
界をこの許容範囲に納めることができなかった。
逆バイアス電圧を印加した高増倍率使用時にはトンネル
効果による暗電流が増加する。またInGaAsやInGaAsP層
での正孔のなだれ増倍は大きい過剰雑音を発生すること
も知られている。そしてInGaAs層やInGaAsP層でのトン
ネル電流の発生やなだれ増倍を起こさないためには、各
層の最大電界即ちヘテロ界面電界をそれぞれ200〜250kV
/cm以下,350〜400kV/cm以下に抑えなければならないこ
とが知られている。このように各ヘテロ接合の電界値に
は高速低電流かつ低雑音動作のための許容範囲が存在す
るが、その範囲は十分広いものではないため、第５図の
従来の構造では増倍率の広い範囲に渡ってヘテロ接合電
界をこの許容範囲に納めることができなかった。
本発明は上記した点に鑑みなされたもので、なだれ増倍
率を大きくして高速，高感度でかつ低暗電流，低雑音の
動作を可能とした半導体受光素子を提供することを目的
とする。
率を大きくして高速，高感度でかつ低暗電流，低雑音の
動作を可能とした半導体受光素子を提供することを目的
とする。
本発明は、光励起キャリアを発生する光吸収領域と発生
したキャリアを増倍するなだれ増倍領域を分離して形成
した半導体受光素子において、光吸収領域となだれ増倍
領域の間に、外部電圧を印加するための接続端子を設け
たことを特徴とする。
したキャリアを増倍するなだれ増倍領域を分離して形成
した半導体受光素子において、光吸収領域となだれ増倍
領域の間に、外部電圧を印加するための接続端子を設け
たことを特徴とする。
本発明によれば、光吸収領域やヘテロ接合界面にかかる
電界を最適状態に保ったまま、なだれ増倍領域にかかる
電界，即ち増倍率を制御することができる。この結果、
なだれ増倍率の大きさに拘らず、高速・高感度で低暗電
流・低雑音の動作をする半導体受光素子が得られる。
電界を最適状態に保ったまま、なだれ増倍領域にかかる
電界，即ち増倍率を制御することができる。この結果、
なだれ増倍率の大きさに拘らず、高速・高感度で低暗電
流・低雑音の動作をする半導体受光素子が得られる。
以下本発明の実施例を説明する。
第１図は一実施例の,InP/InGaAsを用いた半導体受光素
子である。この素子は、p+型InP基板１にｎ型InPなだれ
増倍層2,n型In1-xGaxAsyP1-yバンドギャップ緩和層3,n+
型In1-uGauAsvP1-v高キャリア濃度層4,n-型In1-sGasAst
P1-t対電子バリア層5,n-型In0.53Ga0.47As光吸収層6,n+
型InPキャップ層７を順次エピタキシャル成長させたウ
ェーハを用いて形成される。ここで、ｕ≧x,sである。
バッドギャップ緩和層3,高キャリア濃度層4,対電子バリ
ア層５は積層方向に階段接合を構成するものであっても
良いし、グレーディッドな組成をもつものであってもよ
い。このようなウェーハに、図示のような二段メサエッ
チングを施し、基板１裏面にｐ側オーミック電極8,n+型
InPキャップ層７の一部にｎ側オーミック電極９を形成
し、メサ中段の高キャリア濃度層４になだれ増倍領域・
光吸収領域共通のオーミック電極10を形成し、更にn+型
InPキャップ層７の光入射部に無反射コート層11を形成
して素子が完成する。
子である。この素子は、p+型InP基板１にｎ型InPなだれ
増倍層2,n型In1-xGaxAsyP1-yバンドギャップ緩和層3,n+
型In1-uGauAsvP1-v高キャリア濃度層4,n-型In1-sGasAst
P1-t対電子バリア層5,n-型In0.53Ga0.47As光吸収層6,n+
型InPキャップ層７を順次エピタキシャル成長させたウ
ェーハを用いて形成される。ここで、ｕ≧x,sである。
バッドギャップ緩和層3,高キャリア濃度層4,対電子バリ
ア層５は積層方向に階段接合を構成するものであっても
良いし、グレーディッドな組成をもつものであってもよ
い。このようなウェーハに、図示のような二段メサエッ
チングを施し、基板１裏面にｐ側オーミック電極8,n+型
InPキャップ層７の一部にｎ側オーミック電極９を形成
し、メサ中段の高キャリア濃度層４になだれ増倍領域・
光吸収領域共通のオーミック電極10を形成し、更にn+型
InPキャップ層７の光入射部に無反射コート層11を形成
して素子が完成する。
高キャリア濃度層４は、外部接続端子である電極10を介
して光吸収層６となだれ増倍層２にそれぞれ独立に外部
電圧を印加することができるようにするために設けられ
ている。対電子バリア層５は、高キャリア濃度層４を設
けた結果この高キャリア層の多数キャリアである電子が
光吸収層６へ注入されるのを防ぐための障壁を構成する
ものである。上記の例ではn-型としたが、p-型としても
支障はない。バッドギャップ緩和層３は、高キャリア濃
度層４となだれ増倍層２の間の禁制帯幅の差により生じ
るエネルギ障壁を緩和し、光吸収層６からの光励起キャ
リアである正孔の滞留を防止するためのものである。
して光吸収層６となだれ増倍層２にそれぞれ独立に外部
電圧を印加することができるようにするために設けられ
ている。対電子バリア層５は、高キャリア濃度層４を設
けた結果この高キャリア層の多数キャリアである電子が
光吸収層６へ注入されるのを防ぐための障壁を構成する
ものである。上記の例ではn-型としたが、p-型としても
支障はない。バッドギャップ緩和層３は、高キャリア濃
度層４となだれ増倍層２の間の禁制帯幅の差により生じ
るエネルギ障壁を緩和し、光吸収層６からの光励起キャ
リアである正孔の滞留を防止するためのものである。
第１図には、本実施例の素子を動作させるための外部結
線の一例を示している。光吸収層６やヘテロ接合界面に
かかる電界は電極９と10の間に挿入された電圧源12によ
り制御される。なだれ増倍層２にかかる電界は電極８と
10の間に挿入された電圧源13により制御される。光信号
に比例する出力は電圧源13に直列に接続された抵抗14の
両端電圧として取り出される。
線の一例を示している。光吸収層６やヘテロ接合界面に
かかる電界は電極９と10の間に挿入された電圧源12によ
り制御される。なだれ増倍層２にかかる電界は電極８と
10の間に挿入された電圧源13により制御される。光信号
に比例する出力は電圧源13に直列に接続された抵抗14の
両端電圧として取り出される。
第２図は本実施例の素子の動作を説明するためのバンド
構造図である。実線は高増倍率使用時であり、破線は低
増倍率使用時である。第５図に示した従来例と異なり、
光吸収層６にはいずれの動作時にもほぼ一定の電界がか
かる。高キャリア濃度層４の多数キャリアである電子
は、n+n-接合で生じるバンドの曲りと対電子バリア層５
との間のヘテロ・バンド障壁のために光吸収層６へは流
れない。無反射コート層11と透明なInPキャップ層７を
通して入射した光ｈνは光吸収層６で吸収され、光励起
キャリアを発生する。このうち電子はキャップ層７から
電極９へと流れ、正孔は対電子バリア層５を通って高キ
ャリア濃度層４へ注入される。高キャリア濃度層４には
多数の電子が存在するが、光吸収層６と対電子バリア層
５の電界で加速された正孔の大部分は電子と再結合する
ことなく、なだれ増倍層２へと注入される。バンド障壁
緩和層３は、禁制帯幅の大きいなだれ増倍層２と禁制帯
幅の小さい高キャリア濃度層５の間にできるバンド障壁
に正孔が滞留して電子と再結合することによる，なだれ
増倍層２への正孔の注入効率の低下を防止する働きをす
る。光吸収層６からの正孔の大部分が電子と再結合せず
高キャリア濃度層４を通過するのは、高キャリア濃度層
４が正孔の拡張長より薄く、またなだれ増倍層２の端部
が正孔の吸込み口として働くためである。これは、トラ
ンジスタでエミッタからベースに注入された少数キャリ
アがベースで殆ど再結合せずコレクタに到達するのと同
じ原理に基づく。なだれ増倍層２に注入された正孔はこ
こでなだれ増倍を受け、p+型基板１に達する。従って抵
抗14の両端には光入力に比例し、かつ増倍をうけた電圧
信号が得られることになる。
構造図である。実線は高増倍率使用時であり、破線は低
増倍率使用時である。第５図に示した従来例と異なり、
光吸収層６にはいずれの動作時にもほぼ一定の電界がか
かる。高キャリア濃度層４の多数キャリアである電子
は、n+n-接合で生じるバンドの曲りと対電子バリア層５
との間のヘテロ・バンド障壁のために光吸収層６へは流
れない。無反射コート層11と透明なInPキャップ層７を
通して入射した光ｈνは光吸収層６で吸収され、光励起
キャリアを発生する。このうち電子はキャップ層７から
電極９へと流れ、正孔は対電子バリア層５を通って高キ
ャリア濃度層４へ注入される。高キャリア濃度層４には
多数の電子が存在するが、光吸収層６と対電子バリア層
５の電界で加速された正孔の大部分は電子と再結合する
ことなく、なだれ増倍層２へと注入される。バンド障壁
緩和層３は、禁制帯幅の大きいなだれ増倍層２と禁制帯
幅の小さい高キャリア濃度層５の間にできるバンド障壁
に正孔が滞留して電子と再結合することによる，なだれ
増倍層２への正孔の注入効率の低下を防止する働きをす
る。光吸収層６からの正孔の大部分が電子と再結合せず
高キャリア濃度層４を通過するのは、高キャリア濃度層
４が正孔の拡張長より薄く、またなだれ増倍層２の端部
が正孔の吸込み口として働くためである。これは、トラ
ンジスタでエミッタからベースに注入された少数キャリ
アがベースで殆ど再結合せずコレクタに到達するのと同
じ原理に基づく。なだれ増倍層２に注入された正孔はこ
こでなだれ増倍を受け、p+型基板１に達する。従って抵
抗14の両端には光入力に比例し、かつ増倍をうけた電圧
信号が得られることになる。
本実施例によれば、高増倍率使用時，低増倍率使用時い
ずれの場合にも高キャリア濃度層４とキャップ層７の間
の光吸収層６の電界分布とバンド構造を一定に保つこと
ができる。従って、増倍率の大きさに拘らず、光吸収層
やヘテロ接合界面の電界分布を最適化して、低雑音・低
暗電流でかつ高速・高感度の動作を行なうことができ
る。またヘテロ接合界面の電界を素子ごとに最適化でき
るため、製作プロセスの制御性に対する許容度を大きく
とることができ、高性能の素子を歩留り良く作ることが
できる。更になだれ増倍層の空乏層が高キャリア濃度層
に達する状態となるため、従来のものより低電圧で高い
増倍率を得ることができる、という利点もある。
ずれの場合にも高キャリア濃度層４とキャップ層７の間
の光吸収層６の電界分布とバンド構造を一定に保つこと
ができる。従って、増倍率の大きさに拘らず、光吸収層
やヘテロ接合界面の電界分布を最適化して、低雑音・低
暗電流でかつ高速・高感度の動作を行なうことができ
る。またヘテロ接合界面の電界を素子ごとに最適化でき
るため、製作プロセスの制御性に対する許容度を大きく
とることができ、高性能の素子を歩留り良く作ることが
できる。更になだれ増倍層の空乏層が高キャリア濃度層
に達する状態となるため、従来のものより低電圧で高い
増倍率を得ることができる、という利点もある。
第３図は、ヘテロ接合を用いないリーチスルー型Si-APD
に本発明を適用した実施例である。SiやGeなどのリーチ
スルー型APDも、光吸収領域となだれ増倍領域を分離し
て有しており、低増倍率では光吸収領域が十分に空乏化
せず、特性が劣化する。従ってこれに対しても本発明は
有効である。第３図の素子は、先ずn+型Si基板201にp-
型層202を形成し、その一部にイオン注入または拡散に
よりｐ型なだれ増倍領域206を形成する。次にp+型高キ
ャリア濃度層203,p-型光吸収層204,p+型キャップ層205
を順次エピタキシャル成長し、その後、高キャリア濃度
層電極取出し用p+型層207,電極208,209,210,無反射コー
ト層211,絶縁分離用SiO2埋込み層212などを形成して、
プレーナ構造の半導体受光素子が得られる。
に本発明を適用した実施例である。SiやGeなどのリーチ
スルー型APDも、光吸収領域となだれ増倍領域を分離し
て有しており、低増倍率では光吸収領域が十分に空乏化
せず、特性が劣化する。従ってこれに対しても本発明は
有効である。第３図の素子は、先ずn+型Si基板201にp-
型層202を形成し、その一部にイオン注入または拡散に
よりｐ型なだれ増倍領域206を形成する。次にp+型高キ
ャリア濃度層203,p-型光吸収層204,p+型キャップ層205
を順次エピタキシャル成長し、その後、高キャリア濃度
層電極取出し用p+型層207,電極208,209,210,無反射コー
ト層211,絶縁分離用SiO2埋込み層212などを形成して、
プレーナ構造の半導体受光素子が得られる。
第４図はこの素子の動作を説明するためのバンド構造図
である。動作原理は先の実施例の素子と同じで、高増倍
率で使用した時（実線）も低増倍率で使用した時（破
線）も光吸収層204の電界を一定に維持することができ
る。従って先の実施例と同様の効果が得られる。
である。動作原理は先の実施例の素子と同じで、高増倍
率で使用した時（実線）も低増倍率で使用した時（破
線）も光吸収層204の電界を一定に維持することができ
る。従って先の実施例と同様の効果が得られる。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、その趣旨
を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる。
を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる。
第１図は本発明の一実施例のInP/InGaAsを用いた半導体
受光素子を示す図、第２図はその動作を説明するための
バンド構造図、第３図は他の実施例のSi受光素子を示す
図、第４図はその動作を説明するための図、第５図は従
来のSAM-APDを示す図、第６図はその動作を説明するた
めのバンド構造図である。 １……p+型InP基板、２……ｎ型InPなだれ増倍層、３…
…ｎ型InGaAsPバンドギャップ緩和層、４……n+型InGaA
sP高キャリア濃度層、５……ｎ型InGaAsP対電子バリア
層、６……n-型InGaAs光吸収層、７……n+型InPキャッ
プ層、8,9,10……オーミック電極、11……無反射コート
層、12,13……電圧源、14……抵抗、15……出力端子、2
01……n+型Si基板、202……p-型層、203……p+型高キャ
リア濃度層、204……p-型光吸収層、205……p+型キャッ
プ層、206……なだれ増倍領域、207……電極取出し用p+
型層、208,209,210……オーミック電極、211……無反射
コート層。
受光素子を示す図、第２図はその動作を説明するための
バンド構造図、第３図は他の実施例のSi受光素子を示す
図、第４図はその動作を説明するための図、第５図は従
来のSAM-APDを示す図、第６図はその動作を説明するた
めのバンド構造図である。 １……p+型InP基板、２……ｎ型InPなだれ増倍層、３…
…ｎ型InGaAsPバンドギャップ緩和層、４……n+型InGaA
sP高キャリア濃度層、５……ｎ型InGaAsP対電子バリア
層、６……n-型InGaAs光吸収層、７……n+型InPキャッ
プ層、8,9,10……オーミック電極、11……無反射コート
層、12,13……電圧源、14……抵抗、15……出力端子、2
01……n+型Si基板、202……p-型層、203……p+型高キャ
リア濃度層、204……p-型光吸収層、205……p+型キャッ
プ層、206……なだれ増倍領域、207……電極取出し用p+
型層、208,209,210……オーミック電極、211……無反射
コート層。
Claims (5)
- 【請求項１】光吸収領域となだれ増倍領域とが分離して
形成された半導体受光素子において、前記吸収領域とな
だれ増倍領域の中間にこれら二領域と同じ導電型の高キ
ャリア濃度層を設け、この高キャリア濃度層の電位を制
御するための外部接続端子を設けたことを特徴とする半
導体受光素子。 - 【請求項２】前記光吸収領域の主要部の禁制帯幅が前記
なだれ増倍領域のそれより小さい特許請求の範囲第１項
記載の半導体受光素子。 - 【請求項３】前記高キャリア濃度層と前記光吸収領域と
の間に、該高キャリア濃度層の多数キャリアに対するエ
ネルギ障壁を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の半導体受光素子。 - 【請求項４】前記高キャリア濃度層の禁制帯幅が前記な
だれ増倍領域の禁制帯幅より小さく、かつこれら高キャ
リア濃度層となだれ増倍領域の間に両者の禁制帯幅の差
により生じるエネルギ障壁を緩和する領域を有する特許
請求の範囲第１項記載の半導体受光素子。 - 【請求項５】前記光吸収領域となだれ増倍領域の禁制帯
幅が等しい特許請求の範囲第１項記載の半導体受光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60010471A JPH0732264B2 (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60010471A JPH0732264B2 (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 半導体受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170079A JPS61170079A (ja) | 1986-07-31 |
| JPH0732264B2 true JPH0732264B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=11751055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60010471A Expired - Lifetime JPH0732264B2 (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732264B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6534783B1 (en) * | 1989-12-27 | 2003-03-18 | Raytheon Company | Stacked multiple quantum well superlattice infrared detector |
| KR100375829B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2003-03-15 | 한국전자통신연구원 | 아발란치 광 검출기 |
| JP4909593B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2012-04-04 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子 |
| EP2856505B1 (en) * | 2012-05-29 | 2020-11-18 | Hewlett-Packard Enterprise Development LP | Devices including independently controllable absorption region and multiplication region electric fields |
| JP6578834B2 (ja) * | 2015-09-09 | 2019-09-25 | リコーイメージング株式会社 | 撮像素子および撮像装置 |
| JP6563835B2 (ja) * | 2016-03-16 | 2019-08-21 | 日本電信電話株式会社 | 受光素子 |
| JP7224823B2 (ja) | 2018-09-19 | 2023-02-20 | キヤノン株式会社 | 光検出装置 |
| CN112531067B (zh) * | 2020-12-02 | 2022-06-28 | 吉林大学 | 一种锗硅雪崩光电探测器 |
-
1985
- 1985-01-23 JP JP60010471A patent/JPH0732264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61170079A (ja) | 1986-07-31 |
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