JPH09275224A - フォトダイオード - Google Patents
フォトダイオードInfo
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- JPH09275224A JPH09275224A JP8083704A JP8370496A JPH09275224A JP H09275224 A JPH09275224 A JP H09275224A JP 8083704 A JP8083704 A JP 8083704A JP 8370496 A JP8370496 A JP 8370496A JP H09275224 A JPH09275224 A JP H09275224A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】有効な内部量子効率とＣＲ時定数を確保しつつ
周波数応答と飽和出力を改善するための素子構造を有す
るフォトダイオードを提供する。 【解決手段】第１の伝導形の半導体層と第２の伝導形の
第２の半導体層とに挾まれ、第１および第２の半導体層
よりも低いドーピング濃度を持つ第３の半導体層と、第
１の半導体層に接して第３の半導体層の反対側に設けた
第１の伝導形の第４の半導体層と、第２および第４の半
導体層とに直接もしくは間接的に接続されたアノード電
極とカソード電極を備えた半導体ｐｎ接合ダイオード構
造を有し、第１の半導体層の一部が電荷中性条件を保
ち、光吸収層として機能するようにバンドギャップエネ
ルギーを設定し、かつ第２および第３の半導体層が光吸
収層として機能しないように調整すると共に、第４の半
導体層のバンドギャップエネルギーを第１の半導体層よ
りも大きく設定したフォトダイオードとする。
周波数応答と飽和出力を改善するための素子構造を有す
るフォトダイオードを提供する。 【解決手段】第１の伝導形の半導体層と第２の伝導形の
第２の半導体層とに挾まれ、第１および第２の半導体層
よりも低いドーピング濃度を持つ第３の半導体層と、第
１の半導体層に接して第３の半導体層の反対側に設けた
第１の伝導形の第４の半導体層と、第２および第４の半
導体層とに直接もしくは間接的に接続されたアノード電
極とカソード電極を備えた半導体ｐｎ接合ダイオード構
造を有し、第１の半導体層の一部が電荷中性条件を保
ち、光吸収層として機能するようにバンドギャップエネ
ルギーを設定し、かつ第２および第３の半導体層が光吸
収層として機能しないように調整すると共に、第４の半
導体層のバンドギャップエネルギーを第１の半導体層よ
りも大きく設定したフォトダイオードとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はIII−Ｖ族化合物半
導体、特にＩｎＧａＡｓＰ系材料を用いた長波長帯の広
帯域フォトダイオードの素子構造に関する。
導体、特にＩｎＧａＡｓＰ系材料を用いた長波長帯の広
帯域フォトダイオードの素子構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】長波長帯（１.５μｍ帯）の広帯域フォ
トダイオードは、ＩｎＧａＡｓを光吸収層とするｐｉｎ
形ダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）が一般的であり、この光
吸収層は電流を誘起するキャリア走行領域を共用する。
ここでは、発生したキャリアが電界で即座に加速される
べく、ＩｎＧａＡｓ光吸収層は動作状態で空乏化するよ
うに設計され、構造的にはＩｎＧａＡｓ光吸収層をｐ形
およびｎ形のＩｎＰなどで挾んだ、いわゆるダブルヘテ
ロｐｉｎ構造が採用される。これまでの例では、ＩｎＧ
ａＡｓ光吸収層の厚さが０.２μｍ程度の面光入射形素
子、および通常の導波路形の素子において、３ｄＢ帯域
（ｆ3dB）として１１０ＧＨｚが報告されている。帯域
を制限する主な要因は、キャリアの走行に伴う周波数応
答の低下とＣＲ時定数である（Ｃはダイオードの接合容
量、Ｒは、素子寄生抵抗＋線路特性インピーダンス）。
光吸収層厚の変化に伴って容量も変化するので、キャリ
ア走行時間とＣＲ時定数はトレードオフ関係にある。こ
の関係のため、面光入射形素子においては、一定のダイ
オード接合面積に対して、帯域が最大となる光吸収層厚
が存在する。また、光吸収層厚が減少する際に、キャリ
ア走行時間は改善されるが内部量子効率は低下するの
で、この両者もトレードオフ関係にある。導波路形素子
は導波路に沿って光を導入するため、面光入射形素子に
くらべ、内部量子効率を高くできる利点があり、キャリ
ア走行時間と内部量子効率とのトレードオフは改善でき
るが、キャリア走行時間とＣＲ時定数とのトレードオフ
は基本的に変わらない。結局、キャリアの走行速度を増
大しないかぎり、面光入射形素子の量子効率とＣＲ時定
数を保ちながら（導波路形素子ではＣＲ時定数を保ちな
がら）、周波数応答（３ｄＢ帯域、ｆ3dB）を大幅に伸
ばすことは困難である。これは、基本的には半導体の物
性に由来する。直接遷移形のIII−Ｖ族化合物半導体は
「ホールのドリフト速度が遅い」という性質があり、そ
のために実行的なキャリアの走行時間は、ホールのドリ
フト速度で支配されてしまう。すなわち、電子のドリフ
ト速度が高いにもかかわらず、「ホールがキャリア走行
時間を決定する」ことが、この種のフォトダイオードの
基本的な問題である。一方、可能な出力電流を増大させ
ることも、光通信のレシーバなどにフォトダイオードを
応用する場合には重要である。高出力を得るためには、
キャリア走行領域のキャリア濃度を増大させなければな
らない。しかしながら、ダイオードの応答は、内部の空
間電荷の発生に伴う電界変調の影響のため、高光入力と
なると劣化する。すなわち、電子濃度に比べ残留するホ
ール濃度が高くなり、その正電荷により走行層の電界が
平坦化し、ホールの引き抜きが悪くなるのである。ここ
でも、ホールのドリフト速度が遅いことが制限要因とな
っている。
トダイオードは、ＩｎＧａＡｓを光吸収層とするｐｉｎ
形ダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）が一般的であり、この光
吸収層は電流を誘起するキャリア走行領域を共用する。
ここでは、発生したキャリアが電界で即座に加速される
べく、ＩｎＧａＡｓ光吸収層は動作状態で空乏化するよ
うに設計され、構造的にはＩｎＧａＡｓ光吸収層をｐ形
およびｎ形のＩｎＰなどで挾んだ、いわゆるダブルヘテ
ロｐｉｎ構造が採用される。これまでの例では、ＩｎＧ
ａＡｓ光吸収層の厚さが０.２μｍ程度の面光入射形素
子、および通常の導波路形の素子において、３ｄＢ帯域
（ｆ3dB）として１１０ＧＨｚが報告されている。帯域
を制限する主な要因は、キャリアの走行に伴う周波数応
答の低下とＣＲ時定数である（Ｃはダイオードの接合容
量、Ｒは、素子寄生抵抗＋線路特性インピーダンス）。
光吸収層厚の変化に伴って容量も変化するので、キャリ
ア走行時間とＣＲ時定数はトレードオフ関係にある。こ
の関係のため、面光入射形素子においては、一定のダイ
オード接合面積に対して、帯域が最大となる光吸収層厚
が存在する。また、光吸収層厚が減少する際に、キャリ
ア走行時間は改善されるが内部量子効率は低下するの
で、この両者もトレードオフ関係にある。導波路形素子
は導波路に沿って光を導入するため、面光入射形素子に
くらべ、内部量子効率を高くできる利点があり、キャリ
ア走行時間と内部量子効率とのトレードオフは改善でき
るが、キャリア走行時間とＣＲ時定数とのトレードオフ
は基本的に変わらない。結局、キャリアの走行速度を増
大しないかぎり、面光入射形素子の量子効率とＣＲ時定
数を保ちながら（導波路形素子ではＣＲ時定数を保ちな
がら）、周波数応答（３ｄＢ帯域、ｆ3dB）を大幅に伸
ばすことは困難である。これは、基本的には半導体の物
性に由来する。直接遷移形のIII−Ｖ族化合物半導体は
「ホールのドリフト速度が遅い」という性質があり、そ
のために実行的なキャリアの走行時間は、ホールのドリ
フト速度で支配されてしまう。すなわち、電子のドリフ
ト速度が高いにもかかわらず、「ホールがキャリア走行
時間を決定する」ことが、この種のフォトダイオードの
基本的な問題である。一方、可能な出力電流を増大させ
ることも、光通信のレシーバなどにフォトダイオードを
応用する場合には重要である。高出力を得るためには、
キャリア走行領域のキャリア濃度を増大させなければな
らない。しかしながら、ダイオードの応答は、内部の空
間電荷の発生に伴う電界変調の影響のため、高光入力と
なると劣化する。すなわち、電子濃度に比べ残留するホ
ール濃度が高くなり、その正電荷により走行層の電界が
平坦化し、ホールの引き抜きが悪くなるのである。ここ
でも、ホールのドリフト速度が遅いことが制限要因とな
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
の従来技術における問題点を解消するものであって、有
効な内部量子効率とＣＲ時定数を確保しつつ周波数応答
と飽和出力を改善するための素子構造を有するフォトダ
イオードを提供することにある。
の従来技術における問題点を解消するものであって、有
効な内部量子効率とＣＲ時定数を確保しつつ周波数応答
と飽和出力を改善するための素子構造を有するフォトダ
イオードを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記本発明の課題を達成
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、第１の伝導形の第１の半導体層と、第２の
伝導形の第２の半導体層と、これらの半導体層に挾ま
れ、上記第１の半導体層および第２の半導体層よりも低
いドーピング濃度を持つ第３の半導体層と、上記第１の
半導体層に接して、上記第３の半導体層の反対側に配設
された第１の伝導形を持つ第４の半導体層と、上記第２
の半導体層と、上記第４の半導体層とに、直接もしくは
間接的に接続されたアノード電極と、カソード電極を備
えた半導体ｐｎ接合ダイオード構造を有し、上記第１の
半導体層の一部が電荷中性条件を保ち、光吸収層として
機能するようにバンドギャップエネルギーが設定され、
かつ第２および第３の半導体層が光吸収層として機能し
ないようにバンドギャップエネルギーが設定され、上記
第４の半導体層のバンドギャップエネルギーを、上記第
１の半導体層のバンドギャップエネルギーよりも大きく
設定した構造のフォトダイオードとするものである。こ
のような構成とすることにより、従来型が光吸収層とキ
ャリア走行層は同一の空乏化した半導体層を用いるのに
対して、本発明ではキャリアの発生と走行を分離するこ
とができるようになるので、走行速度の大きなキャリア
のみを使用することができ、応答速度や出力振幅特性を
改善できる効果がある。すなわち、本発明のフォトダイ
オードの構成手法によれば、ドリフト速度の遅いホール
が電流発生に関与することを排除し、その結果、従来の
電子とホールの両キャリアを使用するフォトダイオード
に比べ、より高速な動作が可能となる。特に、本発明の
フォトダイオードでは、吸収層が比較的薄い、いわゆる
超高速フォトダイオードへの応用で顕著な応答特性の改
善効果がある。また、本発明は請求項２に記載のよう
に、請求項１に記載のフォトダイオードおいて、半導体
積層構造がIII−Ｖ族化合物半導体で構成され、第１の
半導体層と第４の半導体層がｐ形、第２の半導体層がｎ
形である構造のフォトダイオードとするものである。こ
のように、請求項１と同様に、本発明ではキャリアの発
生と走行を分離できる構造であるので、直接遷移型のII
I−Ｖ族化合物半導体のホールのドリフト速度が遅く、
従来型構造における制約、すなわち、「実行的なキャリ
アの走行時間はホールのドリフト速度で支配され、電子
のドリフト速度が高いにもかかわらずホールがキャリア
走行時間を決定する」という問題を解消できる。本発明
では、走行速度の大きなキャリアのみを使用することが
できるので、応答速度が速く、出力振幅特性に優れたフ
ォトダイオードが実現できる効果がある。また、本発明
は請求項３に記載のように、請求項１または請求項２に
おいて、第１の半導体層は、該第１の半導体層のバンド
ギャップエネルギーまたはドーピング濃度が第３の半導
体層側に向かって減少する構造とするか、もしくは上記
バンドギャップエネルギーおよびドーピング濃度の両者
が減少する構造としたフォトダイオードとするものであ
る。このような構造とすることにより、光吸収層に擬電
界（中性域で少数キャリアのみに働く電界）を発生させ
ることができ、この擬電界は光吸収層内の電子を電界ド
リフトにより加速し応答時間を低減できる効果がある。
本発明のフォトダイオードの基本的な構成を図１
（ａ）、（ｂ）に示す。なお、図１（ａ）は、面光入射
形フォトダイオードの断面構造を示す模式図、図１
（ｂ）は、図１（ａ）の素子のバンドダイアグラムであ
る。１１はｐ形光吸収層、１２はｎ形電極層、１３はキ
ャリア走行層、１４はｐ形キャリアブロック層である。
１５はアノード電極、１６はカソード電極、１７は半絶
縁性基板である。光吸収層は、バイアス状態で空乏化し
ないように、一定以上のドーピング濃度とし、ＩｎＰキ
ャリア走行層は空乏化させるべく低いドーピング濃度に
設定する。光吸収層は、ほとんどの領域が中性となるこ
とが好ましいが、一部は空乏化しても構わない。フォト
ダイオードを動作させる際は、−０.５Ｖから−２.５Ｖ
程度に逆バイアスする。ただし、出力電流レベルが小さ
い時は０バイアスでも良い。素子の光応答は、以下に示
す通りに行われる。まず、半絶縁性基板１７側から入射
した光は、ｎ形電極層１２とキャリア走行層１３を通過
し、ｐ形光吸収層１１で吸収される。発生した電子とホ
ールのうち、電子はキャリア走行層１３に拡散し外部回
路に誘導電流を発生する。ホールは直接アノード電極１
５に流れ込むので、走行層中の誘導電流にはほとんど寄
与しない。ここで、本発明のフォトダイオードの従来技
術との相違点について説明する。図５（ａ）は、従来の
ダブルヘテロｐｉｎ−ＰＤの断面構造を示す模式図で、
図５（ｂ）に、そのバンドダイアグラムを示す。図にお
いて、５１はｐ形電極層、５２はｎ形電極層、５３はキ
ャリア走行層、５５はアノード電極、５６はカソード電
極、５７は半絶縁性基板である。この従来型のフォトダ
イオードでは、光吸収層とキャリア走行層は同一の空乏
化した半導体層を用いるので、等しい数の電子とホール
が生成され、それぞれｎ形電極層とｐ形電極層に到達す
る間、共に誘導電流を外部回路に発生させる。ここで、
誘導電流は、電子とホールの２種類の電流成分の和の形
で生じ、それがダイオードの周波数応答を決定する。Ｉ
ｎＧａＡｓ等の化合物半導体では、両キャリアのドリフ
ト速度が４〜８倍程度異なり、ドリフト速度の遅いホー
ルによって走行遅延時間特性がほとんど決まってしま
う。３ｄＢ帯域ｆ3dBは、τhをホールの走行時間、ｖh
をホールドリフト速度、ＷTを空乏層幅とすると、 ｆ3dB＝3.5/(2πτh)＝3.5ｖh/(2πＷT）……（数１） で近似的に表わすことができる。一方、本発明のｐｉｎ
−ＰＤ〔図１（ａ）〕は、ドリフト速度の遅いキャリア
が素子動作に直接関与しない構造としている。光吸収と
キャリア走行を機能的に分離しているので、全体の光応
答はキャリア注入と誘導電流発生の二段階のプロセスと
なる。キャリアドリフト速度に違いが無い場合には、従
来型のｐｉｎ−ＰＤよりも応答が遅くなる。しかしなが
ら、キャリアドリフト速度に一定以上の違いが有る場合
には、速度の速いキャリア（一般的には電子）を選択的
に使うことにより、逆に応答が早くなる。以下に、本発
明のｐｉｎ−ＰＤの動作を説明する。まず、光吸収層で
生成された電子とホールのうち、電子はキャリア走行層
に拡散する。ホールは光吸収層電荷中性条件を保つよう
に、単に電子の挙動に合わせて電気的に応答する。この
ホールの応答時間は、誘電緩和時間のそれであり極めて
短いものである。走行層へのキャリア注入の応答時間τ
Absは、光吸収層内の電子の拡散時間で決まるが、これ
は全光吸収層の厚さをＷAbs、走行時間をτeAbs、電子
の移動度をμeとすると、バイポーラトランジスタのベ
ース走行時間の類推から、ベース走行時間として見積も
られるτの１／２すなわち、 τA＝τeAbs/2＝〔ＷAbs 2/(2kＴμe/q)〕/2＝〔ＷAbs 2/(2kＴμe/q)〕/2 ＝ＷAbs 2/(4kＴμe/q）∝ＷAbs 2……（数２） で近似できる。ここで、キャリア発生層の応答時間は、
層厚の２乗に比例する。 ｆ3dB帯域は拡散の伝達関
数：１／（１＋ｊωτ）の特性から、 ｆ3dB＝4/(2πτeAbs）……（数３） となる。上式と（数１）式を比較すると、τhとτeAbs
が等しい場合には、従来型と本発明の違いは少ないが、
電子の拡散速度がホールドリフト速度よりも大きくなる
構造においては、本発明の場合の方がはるかにｆ3dBは
大きくなる。走行層の応答時間τTは、 コンデンサ内走行キャリアの伝達関数：｛１−ｅｘｐ
（−ｊωτ）｝／（ｊωτ）の特性から、電子のドリフ
ト速度をｖe、電子の走行時間をτeT、走行層幅をＷTと
して、 τT＝ＷT/2ｖe＝1/2τeT……（数４） また対応するｆ3dB帯域は、 ｆ3dB＝2.4/(2πτeT）……（数５） となる。上式と（数１）式を比較すると、ｖh＝ｖeの場
合には、従来型の方が３.５／２.４倍帯域が広いが、電
子速度がホール速度に対して３.５／２.４倍以上となる
際には、そのｆ3dBの関係は逆転する。周波数応答と共
に、出力振幅特性もｐｉｎ−ＰＤの重要な特性指標であ
る。出力飽和は、内部の空間電荷の発生に伴う電界変調
により生じるものであり、電子のみをキャリアとして使
うことにより、一定のキャリア濃度に対して、速度が高
い分だけ、より高い電流密度を許容し、したがって、よ
り高い出力振幅を可能とする。結局、従来型と本発明の
ｐｉｎ−ＰＤとの差異は、従来型が「光吸収層とキャリ
ア走行層は同一の空乏化した半導体層を用いる」のに対
して、本発明では「キャリアの発生と走行を分離」する
ことにある。これにより「走行速度の大きなキャリアの
みを使う」ことにより、応答速度や出力振幅特性を改善
するものである。
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、第１の伝導形の第１の半導体層と、第２の
伝導形の第２の半導体層と、これらの半導体層に挾ま
れ、上記第１の半導体層および第２の半導体層よりも低
いドーピング濃度を持つ第３の半導体層と、上記第１の
半導体層に接して、上記第３の半導体層の反対側に配設
された第１の伝導形を持つ第４の半導体層と、上記第２
の半導体層と、上記第４の半導体層とに、直接もしくは
間接的に接続されたアノード電極と、カソード電極を備
えた半導体ｐｎ接合ダイオード構造を有し、上記第１の
半導体層の一部が電荷中性条件を保ち、光吸収層として
機能するようにバンドギャップエネルギーが設定され、
かつ第２および第３の半導体層が光吸収層として機能し
ないようにバンドギャップエネルギーが設定され、上記
第４の半導体層のバンドギャップエネルギーを、上記第
１の半導体層のバンドギャップエネルギーよりも大きく
設定した構造のフォトダイオードとするものである。こ
のような構成とすることにより、従来型が光吸収層とキ
ャリア走行層は同一の空乏化した半導体層を用いるのに
対して、本発明ではキャリアの発生と走行を分離するこ
とができるようになるので、走行速度の大きなキャリア
のみを使用することができ、応答速度や出力振幅特性を
改善できる効果がある。すなわち、本発明のフォトダイ
オードの構成手法によれば、ドリフト速度の遅いホール
が電流発生に関与することを排除し、その結果、従来の
電子とホールの両キャリアを使用するフォトダイオード
に比べ、より高速な動作が可能となる。特に、本発明の
フォトダイオードでは、吸収層が比較的薄い、いわゆる
超高速フォトダイオードへの応用で顕著な応答特性の改
善効果がある。また、本発明は請求項２に記載のよう
に、請求項１に記載のフォトダイオードおいて、半導体
積層構造がIII−Ｖ族化合物半導体で構成され、第１の
半導体層と第４の半導体層がｐ形、第２の半導体層がｎ
形である構造のフォトダイオードとするものである。こ
のように、請求項１と同様に、本発明ではキャリアの発
生と走行を分離できる構造であるので、直接遷移型のII
I−Ｖ族化合物半導体のホールのドリフト速度が遅く、
従来型構造における制約、すなわち、「実行的なキャリ
アの走行時間はホールのドリフト速度で支配され、電子
のドリフト速度が高いにもかかわらずホールがキャリア
走行時間を決定する」という問題を解消できる。本発明
では、走行速度の大きなキャリアのみを使用することが
できるので、応答速度が速く、出力振幅特性に優れたフ
ォトダイオードが実現できる効果がある。また、本発明
は請求項３に記載のように、請求項１または請求項２に
おいて、第１の半導体層は、該第１の半導体層のバンド
ギャップエネルギーまたはドーピング濃度が第３の半導
体層側に向かって減少する構造とするか、もしくは上記
バンドギャップエネルギーおよびドーピング濃度の両者
が減少する構造としたフォトダイオードとするものであ
る。このような構造とすることにより、光吸収層に擬電
界（中性域で少数キャリアのみに働く電界）を発生させ
ることができ、この擬電界は光吸収層内の電子を電界ド
リフトにより加速し応答時間を低減できる効果がある。
本発明のフォトダイオードの基本的な構成を図１
（ａ）、（ｂ）に示す。なお、図１（ａ）は、面光入射
形フォトダイオードの断面構造を示す模式図、図１
（ｂ）は、図１（ａ）の素子のバンドダイアグラムであ
る。１１はｐ形光吸収層、１２はｎ形電極層、１３はキ
ャリア走行層、１４はｐ形キャリアブロック層である。
１５はアノード電極、１６はカソード電極、１７は半絶
縁性基板である。光吸収層は、バイアス状態で空乏化し
ないように、一定以上のドーピング濃度とし、ＩｎＰキ
ャリア走行層は空乏化させるべく低いドーピング濃度に
設定する。光吸収層は、ほとんどの領域が中性となるこ
とが好ましいが、一部は空乏化しても構わない。フォト
ダイオードを動作させる際は、−０.５Ｖから−２.５Ｖ
程度に逆バイアスする。ただし、出力電流レベルが小さ
い時は０バイアスでも良い。素子の光応答は、以下に示
す通りに行われる。まず、半絶縁性基板１７側から入射
した光は、ｎ形電極層１２とキャリア走行層１３を通過
し、ｐ形光吸収層１１で吸収される。発生した電子とホ
ールのうち、電子はキャリア走行層１３に拡散し外部回
路に誘導電流を発生する。ホールは直接アノード電極１
５に流れ込むので、走行層中の誘導電流にはほとんど寄
与しない。ここで、本発明のフォトダイオードの従来技
術との相違点について説明する。図５（ａ）は、従来の
ダブルヘテロｐｉｎ−ＰＤの断面構造を示す模式図で、
図５（ｂ）に、そのバンドダイアグラムを示す。図にお
いて、５１はｐ形電極層、５２はｎ形電極層、５３はキ
ャリア走行層、５５はアノード電極、５６はカソード電
極、５７は半絶縁性基板である。この従来型のフォトダ
イオードでは、光吸収層とキャリア走行層は同一の空乏
化した半導体層を用いるので、等しい数の電子とホール
が生成され、それぞれｎ形電極層とｐ形電極層に到達す
る間、共に誘導電流を外部回路に発生させる。ここで、
誘導電流は、電子とホールの２種類の電流成分の和の形
で生じ、それがダイオードの周波数応答を決定する。Ｉ
ｎＧａＡｓ等の化合物半導体では、両キャリアのドリフ
ト速度が４〜８倍程度異なり、ドリフト速度の遅いホー
ルによって走行遅延時間特性がほとんど決まってしま
う。３ｄＢ帯域ｆ3dBは、τhをホールの走行時間、ｖh
をホールドリフト速度、ＷTを空乏層幅とすると、 ｆ3dB＝3.5/(2πτh)＝3.5ｖh/(2πＷT）……（数１） で近似的に表わすことができる。一方、本発明のｐｉｎ
−ＰＤ〔図１（ａ）〕は、ドリフト速度の遅いキャリア
が素子動作に直接関与しない構造としている。光吸収と
キャリア走行を機能的に分離しているので、全体の光応
答はキャリア注入と誘導電流発生の二段階のプロセスと
なる。キャリアドリフト速度に違いが無い場合には、従
来型のｐｉｎ−ＰＤよりも応答が遅くなる。しかしなが
ら、キャリアドリフト速度に一定以上の違いが有る場合
には、速度の速いキャリア（一般的には電子）を選択的
に使うことにより、逆に応答が早くなる。以下に、本発
明のｐｉｎ−ＰＤの動作を説明する。まず、光吸収層で
生成された電子とホールのうち、電子はキャリア走行層
に拡散する。ホールは光吸収層電荷中性条件を保つよう
に、単に電子の挙動に合わせて電気的に応答する。この
ホールの応答時間は、誘電緩和時間のそれであり極めて
短いものである。走行層へのキャリア注入の応答時間τ
Absは、光吸収層内の電子の拡散時間で決まるが、これ
は全光吸収層の厚さをＷAbs、走行時間をτeAbs、電子
の移動度をμeとすると、バイポーラトランジスタのベ
ース走行時間の類推から、ベース走行時間として見積も
られるτの１／２すなわち、 τA＝τeAbs/2＝〔ＷAbs 2/(2kＴμe/q)〕/2＝〔ＷAbs 2/(2kＴμe/q)〕/2 ＝ＷAbs 2/(4kＴμe/q）∝ＷAbs 2……（数２） で近似できる。ここで、キャリア発生層の応答時間は、
層厚の２乗に比例する。 ｆ3dB帯域は拡散の伝達関
数：１／（１＋ｊωτ）の特性から、 ｆ3dB＝4/(2πτeAbs）……（数３） となる。上式と（数１）式を比較すると、τhとτeAbs
が等しい場合には、従来型と本発明の違いは少ないが、
電子の拡散速度がホールドリフト速度よりも大きくなる
構造においては、本発明の場合の方がはるかにｆ3dBは
大きくなる。走行層の応答時間τTは、 コンデンサ内走行キャリアの伝達関数：｛１−ｅｘｐ
（−ｊωτ）｝／（ｊωτ）の特性から、電子のドリフ
ト速度をｖe、電子の走行時間をτeT、走行層幅をＷTと
して、 τT＝ＷT/2ｖe＝1/2τeT……（数４） また対応するｆ3dB帯域は、 ｆ3dB＝2.4/(2πτeT）……（数５） となる。上式と（数１）式を比較すると、ｖh＝ｖeの場
合には、従来型の方が３.５／２.４倍帯域が広いが、電
子速度がホール速度に対して３.５／２.４倍以上となる
際には、そのｆ3dBの関係は逆転する。周波数応答と共
に、出力振幅特性もｐｉｎ−ＰＤの重要な特性指標であ
る。出力飽和は、内部の空間電荷の発生に伴う電界変調
により生じるものであり、電子のみをキャリアとして使
うことにより、一定のキャリア濃度に対して、速度が高
い分だけ、より高い電流密度を許容し、したがって、よ
り高い出力振幅を可能とする。結局、従来型と本発明の
ｐｉｎ−ＰＤとの差異は、従来型が「光吸収層とキャリ
ア走行層は同一の空乏化した半導体層を用いる」のに対
して、本発明では「キャリアの発生と走行を分離」する
ことにある。これにより「走行速度の大きなキャリアの
みを使う」ことにより、応答速度や出力振幅特性を改善
するものである。
【０００５】
〈第１の実施の形態〉図２に、本実施の形態で例示する
面光入射形フォトダイオードのバンドダイアグラムを示
す。図において、２１はｐ形のＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光
吸収層、２２はｎ形のＩｎＰ電極層、２３はアンドープ
のＩｎＰキャリア走行層、２４はｐ形のＩｎ0.73Ｇａ
0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブロック層、２５はアノード
電極である。Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層２１は、バ
イアス状態で空乏化しないように一定以上のドーピング
濃度とし、ＩｎＰキャリア走行層２３は空乏化させるべ
く低いドーピング濃度に設定する。Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａ
ｓ0.6Ｐ0.4キャリアブロック層２４のバンドギャップエ
ネルギーはＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層２１のそれよ
りも２００ｍｅＶ大きいので、少数キャリアとしての電
子が電極側に拡散するのをブロックする。一例として、
ドーピング濃度ｐ＝２×１０18／ｃｍ2のｐ形Ｉｎ0.53
Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層を考える場合、均一な光吸収の近
似における応答時間τAは、電子移動度μe＝４０００ｃ
ｍ2／Ｖｓ、ＷAbs＝０.２μｍとして、（数２）式から
τA＝１ｐｓ、また、（数３）式から帯域はｆ3dB＝３２
０ＧＨｚとなる。また、ＩｎＰキャリア走行層中の電子
走行速度をｖe＝４×１０7ｃｍ／ｓ、ＷT＝０.２μｍと
して、（数４）式から応答時間はτT＝０.２５ｐｓ、帯
域は（数５）式からｆ3dB＝７６４ＧＨｚとなる。全体
の帯域は（１／ｆ3dB 2）total＝Σ（１／ｆ3dB 2）の関
係から、２９５ＧＨｚと計算される。従来型のｐｉｎ−
ＰＤでは、同一の走行層厚（＝同一の量子効率）ＷT＝
０.２μｍに対して、ＩｎＧａＡｓ中のホール速度をｖh
＝５×１０6ｃｍ／ｓとして、帯域はｆ3dB＝１４０ＧＨ
ｚと計算される。本発明の構造では、これに比べ２倍大
きい。
面光入射形フォトダイオードのバンドダイアグラムを示
す。図において、２１はｐ形のＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光
吸収層、２２はｎ形のＩｎＰ電極層、２３はアンドープ
のＩｎＰキャリア走行層、２４はｐ形のＩｎ0.73Ｇａ
0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブロック層、２５はアノード
電極である。Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層２１は、バ
イアス状態で空乏化しないように一定以上のドーピング
濃度とし、ＩｎＰキャリア走行層２３は空乏化させるべ
く低いドーピング濃度に設定する。Ｉｎ0.73Ｇａ0.27Ａ
ｓ0.6Ｐ0.4キャリアブロック層２４のバンドギャップエ
ネルギーはＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層２１のそれよ
りも２００ｍｅＶ大きいので、少数キャリアとしての電
子が電極側に拡散するのをブロックする。一例として、
ドーピング濃度ｐ＝２×１０18／ｃｍ2のｐ形Ｉｎ0.53
Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層を考える場合、均一な光吸収の近
似における応答時間τAは、電子移動度μe＝４０００ｃ
ｍ2／Ｖｓ、ＷAbs＝０.２μｍとして、（数２）式から
τA＝１ｐｓ、また、（数３）式から帯域はｆ3dB＝３２
０ＧＨｚとなる。また、ＩｎＰキャリア走行層中の電子
走行速度をｖe＝４×１０7ｃｍ／ｓ、ＷT＝０.２μｍと
して、（数４）式から応答時間はτT＝０.２５ｐｓ、帯
域は（数５）式からｆ3dB＝７６４ＧＨｚとなる。全体
の帯域は（１／ｆ3dB 2）total＝Σ（１／ｆ3dB 2）の関
係から、２９５ＧＨｚと計算される。従来型のｐｉｎ−
ＰＤでは、同一の走行層厚（＝同一の量子効率）ＷT＝
０.２μｍに対して、ＩｎＧａＡｓ中のホール速度をｖh
＝５×１０6ｃｍ／ｓとして、帯域はｆ3dB＝１４０ＧＨ
ｚと計算される。本発明の構造では、これに比べ２倍大
きい。
【０００６】〈第２の実施の形態〉図３に、本実施の形
態で例示する面光入射形フォトダイオードのバンドダイ
アグラムを示す。３１はｐ形の傾斜バンドギャップＩｎ
ＧａＡｓＰ光吸収層、３２はｎ形のＩｎＰ電極層、３３
はアンドープのＩｎＰキャリア走行層、３４はｐ形のＩ
ｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブロック層、３５
はアノード電極である。ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層はバイ
アス状態で空乏化しないように一定以上のドーピング濃
度とし、ＩｎＰキャリア走行層は空乏化させるべく低い
ドーピング濃度に設定する。
態で例示する面光入射形フォトダイオードのバンドダイ
アグラムを示す。３１はｐ形の傾斜バンドギャップＩｎ
ＧａＡｓＰ光吸収層、３２はｎ形のＩｎＰ電極層、３３
はアンドープのＩｎＰキャリア走行層、３４はｐ形のＩ
ｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブロック層、３５
はアノード電極である。ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層はバイ
アス状態で空乏化しないように一定以上のドーピング濃
度とし、ＩｎＰキャリア走行層は空乏化させるべく低い
ドーピング濃度に設定する。
【０００７】〈第３の実施の形態〉図４に、本実施の形
態で例示する面光入射形フォトダイオードのバンドダイ
アグラムを示す。４１はｐ形のドーピング濃度を走行層
側に向けて傾斜させたＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層、
４２はｎ形のＩｎＰ電極層、４３はアンドープのＩｎＰ
キャリア走行層、４４はｐ形のＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ
0.6Ｐ0.4キャリアブロック層、４５はアノード電極であ
る。Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層はバイアス状態で空
乏化しないように一定以上のドーピング濃度とし、Ｉｎ
Ｐキャリア走行層は空乏化させるべく低いドーピング濃
度に設定する。図３、図４で示したいずれの実施の形態
も、光吸収層に擬電界（中性域で少数キャリアのみに働
く電界）を発生させるための構造である。例えば、図３
の構造において、５ｋＶ／ｃｍの擬電界を誘起させるた
めには、ＷAbs＝０.２μｍの吸収層厚にわたって１００
ｍｅＶのバンドギャップ傾斜が必要であり、具体的には
ＩｎＧａＡｓＰの組成を変えることにより実現できる。
また、図４の構造において５ｋＶ／ｃｍの電界を誘起さ
せるためには、ＷAbs＝０.２μｍの吸収層厚にわたって
１００ｍｅＶのフェルミ準位傾斜が必要であり、具体的
にはＩｎＧａＡｓのドーピング濃度を４７倍変えること
により実現できる。擬電界は、光吸収層内の電子を電界
ドリフトにより加速し応答時間τeAbsを低減する効果が
ある。拡散に対してドリフト効果が支配的とする近似で
は、吸収層内の電子速度は一定であり、光吸収層の厚さ
をＷAbs、電界強度をＥ、電位変化をΔＶG、電子の移動
度をμeとすると、走行時間は、 τeAbs＝ＷAbs/(μeＥ)＝ＷAbs/(μeＥΔＶG/ＷAbs)∝ＷAbs 2……（数６） となる。ここで、キャリア発生層の応答時間は、層厚の
２乗に比例する。均一な光吸収の近似における伝達関数
は、ここでは導出の詳細は省くが、｛１−ｅｘｐ（−ｊ
ωτ）｝／（ｊωτ）と求められ、応答時間は、 τA＝τeAbs/2……（数７） さらに、帯域ｆ3dBは、 ｆ3dB＝2.4/(2πτeAbs）……（数８） となる。一例として、光吸収層厚ＷAbs＝０.２μｍ、内
部電界Ｅ＝５ｋＶ／ｃｍの場合、電子移動度μe＝４０
００ｃｍ2／Ｖｓとして応答時間を計算すると、τA＝τ
eAbs／２＝０．５ｐｓとなる。帯域はｆ3dB＝2.4／（2
πτeAbs）＝３８２ＧＨｚと計算される。図２の第１の
実施の形態の場合（キャリア拡散ケース）に比べて応答
時間が改善されることがわかる。内部電界効果が拡散効
果と同程度（例えば、Ｅ＝５ｋＶ／ｃｍ）の場合は、両
効果が相乗的に働くので、現実には、このｆ3dB帯域値
よりも大きくなるものと予測される。吸収層厚を薄くす
ると効果はいっそう顕著となる。ＷAbs＝０.１４μｍに
対して、τA＝０.２５ｐｓ、ｆ3dB＝2.4／(2πτeAbs）
＝７６４ＧＨｚとなり、大幅な改善が見込める。この場
合走行層の応答が第１の実施の形態と同様であるとする
と、全体の帯域はｆ3dB＝５４０ＧＨｚとなる。
態で例示する面光入射形フォトダイオードのバンドダイ
アグラムを示す。４１はｐ形のドーピング濃度を走行層
側に向けて傾斜させたＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層、
４２はｎ形のＩｎＰ電極層、４３はアンドープのＩｎＰ
キャリア走行層、４４はｐ形のＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ
0.6Ｐ0.4キャリアブロック層、４５はアノード電極であ
る。Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層はバイアス状態で空
乏化しないように一定以上のドーピング濃度とし、Ｉｎ
Ｐキャリア走行層は空乏化させるべく低いドーピング濃
度に設定する。図３、図４で示したいずれの実施の形態
も、光吸収層に擬電界（中性域で少数キャリアのみに働
く電界）を発生させるための構造である。例えば、図３
の構造において、５ｋＶ／ｃｍの擬電界を誘起させるた
めには、ＷAbs＝０.２μｍの吸収層厚にわたって１００
ｍｅＶのバンドギャップ傾斜が必要であり、具体的には
ＩｎＧａＡｓＰの組成を変えることにより実現できる。
また、図４の構造において５ｋＶ／ｃｍの電界を誘起さ
せるためには、ＷAbs＝０.２μｍの吸収層厚にわたって
１００ｍｅＶのフェルミ準位傾斜が必要であり、具体的
にはＩｎＧａＡｓのドーピング濃度を４７倍変えること
により実現できる。擬電界は、光吸収層内の電子を電界
ドリフトにより加速し応答時間τeAbsを低減する効果が
ある。拡散に対してドリフト効果が支配的とする近似で
は、吸収層内の電子速度は一定であり、光吸収層の厚さ
をＷAbs、電界強度をＥ、電位変化をΔＶG、電子の移動
度をμeとすると、走行時間は、 τeAbs＝ＷAbs/(μeＥ)＝ＷAbs/(μeＥΔＶG/ＷAbs)∝ＷAbs 2……（数６） となる。ここで、キャリア発生層の応答時間は、層厚の
２乗に比例する。均一な光吸収の近似における伝達関数
は、ここでは導出の詳細は省くが、｛１−ｅｘｐ（−ｊ
ωτ）｝／（ｊωτ）と求められ、応答時間は、 τA＝τeAbs/2……（数７） さらに、帯域ｆ3dBは、 ｆ3dB＝2.4/(2πτeAbs）……（数８） となる。一例として、光吸収層厚ＷAbs＝０.２μｍ、内
部電界Ｅ＝５ｋＶ／ｃｍの場合、電子移動度μe＝４０
００ｃｍ2／Ｖｓとして応答時間を計算すると、τA＝τ
eAbs／２＝０．５ｐｓとなる。帯域はｆ3dB＝2.4／（2
πτeAbs）＝３８２ＧＨｚと計算される。図２の第１の
実施の形態の場合（キャリア拡散ケース）に比べて応答
時間が改善されることがわかる。内部電界効果が拡散効
果と同程度（例えば、Ｅ＝５ｋＶ／ｃｍ）の場合は、両
効果が相乗的に働くので、現実には、このｆ3dB帯域値
よりも大きくなるものと予測される。吸収層厚を薄くす
ると効果はいっそう顕著となる。ＷAbs＝０.１４μｍに
対して、τA＝０.２５ｐｓ、ｆ3dB＝2.4／(2πτeAbs）
＝７６４ＧＨｚとなり、大幅な改善が見込める。この場
合走行層の応答が第１の実施の形態と同様であるとする
と、全体の帯域はｆ3dB＝５４０ＧＨｚとなる。
【０００８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のフ
ォトダイオードの構成手法によれば、ドリフト速度の遅
いホールが電流発生に関与することを排除し、その結
果、従来の「電子とホールの両キャリアを使用する」フ
ォトダイオードに比べ、より高速な動作が可能となる。
特に、本発明のフォトダイオードでは、吸収層が比較的
薄い、いわゆる超高速フォトダイオードへの応用で顕著
な応答特性の改善効果がある。一定のバンドギャップを
持つ典型的な吸収層（厚さ０.２μｍ）の例では、従来
型の帯域限界１４０ＧＨｚに対して、本発明で２９５Ｇ
Ｈｚが見込まれる。また、擬電界を光吸収層に内蔵する
構造（厚さ０.１４μｍ）では、帯域限界５４０ＧＨｚ
に達する。さらに、キャリアの空間電荷による走行層の
電界変調が、電子速度／ホール速度に逆比例して抑制で
きるので、より高い電流密度を許容し、より高い飽和出
力を与えるものである。結局、本発明のフォトダイオー
ドが持つ基本的利点は高速動作にあり、１００Ｇｂ／ｓ
およびそれ以上の光信号の検出に有効に活用できるもの
である。高飽和出力の利点は、光通信のレシーバにおけ
るビット誤り率の改善に寄与できる。なお、本発明の実
施の形態において、主にＩｎＧａＡｓＰ系材料を用いた
面光入射形のフォトダイオードについて述べたが、同様
の構成手法は導波路型のフォトダイオードにおいても、
また、他のIII−Ｖ族化合物半導体材料を用いたフォト
ダイオードにおいても適用することができる。
ォトダイオードの構成手法によれば、ドリフト速度の遅
いホールが電流発生に関与することを排除し、その結
果、従来の「電子とホールの両キャリアを使用する」フ
ォトダイオードに比べ、より高速な動作が可能となる。
特に、本発明のフォトダイオードでは、吸収層が比較的
薄い、いわゆる超高速フォトダイオードへの応用で顕著
な応答特性の改善効果がある。一定のバンドギャップを
持つ典型的な吸収層（厚さ０.２μｍ）の例では、従来
型の帯域限界１４０ＧＨｚに対して、本発明で２９５Ｇ
Ｈｚが見込まれる。また、擬電界を光吸収層に内蔵する
構造（厚さ０.１４μｍ）では、帯域限界５４０ＧＨｚ
に達する。さらに、キャリアの空間電荷による走行層の
電界変調が、電子速度／ホール速度に逆比例して抑制で
きるので、より高い電流密度を許容し、より高い飽和出
力を与えるものである。結局、本発明のフォトダイオー
ドが持つ基本的利点は高速動作にあり、１００Ｇｂ／ｓ
およびそれ以上の光信号の検出に有効に活用できるもの
である。高飽和出力の利点は、光通信のレシーバにおけ
るビット誤り率の改善に寄与できる。なお、本発明の実
施の形態において、主にＩｎＧａＡｓＰ系材料を用いた
面光入射形のフォトダイオードについて述べたが、同様
の構成手法は導波路型のフォトダイオードにおいても、
また、他のIII−Ｖ族化合物半導体材料を用いたフォト
ダイオードにおいても適用することができる。
【図１】本発明のフォトダイオードの基本構成およびバ
ンドダイアグラムを示す図。
ンドダイアグラムを示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態で例示したフォトダ
イオードのバンドダイアグラムを示す図。
イオードのバンドダイアグラムを示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態で例示したフォトダ
イオードのバンドダイアグラムを示す図。
イオードのバンドダイアグラムを示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態で例示したフォトダ
イオードのバンドダイアグラムを示す図。
イオードのバンドダイアグラムを示す図。
【図５】従来型のフォトダイオードの構成およびバンド
ダイアグラムを示す図。
ダイアグラムを示す図。
１１…ｐ形光吸収層 １２…ｎ形電極層 １３…キャリア走行層 １４…ｐ形キャリアブロック層 １５…アノード電極 １６…カソード電極 １７…半絶縁性基板 ２１…ｐ形のＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層 ２２…ｎ形のＩｎＰ電極層 ２３…アンドープのＩｎＰキャリア走行層 ２４…ｐ形のＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブ
ロック層 ２５…アノード電極 ３１…ｐ形の傾斜バンドギャップＩｎＧａＡｓＰ光吸収
層 ３２…ｎ形のＩｎＰ電極層 ３３…アンドープのＩｎＰキャリア走行層 ３４…ｐ形のＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブ
ロック層 ３５…アノード電極 ４１…ｐ形のドーピング濃度を走行層側に向けて傾斜さ
せたＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層 ４２…ｎ形のＩｎＰ電極層 ４３…アンドープのＩｎＰキャリア走行層 ４４…ｐ形のＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブ
ロック層 ４５…アノード電極 ５１…ｐ形電極層 ５２…ｎ形電極層 ５３…キャリア走行層 ５５…アノード電極 ５６…カソード電極 ５７…半絶縁性基板
ロック層 ２５…アノード電極 ３１…ｐ形の傾斜バンドギャップＩｎＧａＡｓＰ光吸収
層 ３２…ｎ形のＩｎＰ電極層 ３３…アンドープのＩｎＰキャリア走行層 ３４…ｐ形のＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブ
ロック層 ３５…アノード電極 ４１…ｐ形のドーピング濃度を走行層側に向けて傾斜さ
せたＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層 ４２…ｎ形のＩｎＰ電極層 ４３…アンドープのＩｎＰキャリア走行層 ４４…ｐ形のＩｎ0.73Ｇａ0.27Ａｓ0.6Ｐ0.4キャリアブ
ロック層 ４５…アノード電極 ５１…ｐ形電極層 ５２…ｎ形電極層 ５３…キャリア走行層 ５５…アノード電極 ５６…カソード電極 ５７…半絶縁性基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 公一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】第１の伝導形の第１の半導体層と、第２の
伝導形の第２の半導体層と、これらの半導体層に挾ま
れ、上記第１の半導体層および第２の半導体層よりも低
いドーピング濃度を持つ第３の半導体層と、上記第１の
半導体層に接して、上記第３の半導体層の反対側に配設
された第１の伝導形を持つ第４の半導体層と、上記第２
の半導体層と、上記第４の半導体層とに、直接もしくは
間接的に接続されたアノード電極と、カソード電極を備
えた半導体ｐｎ接合ダイオード構造を有し、上記第１の
半導体層の一部が電荷中性条件を保ち、光吸収層として
機能するようにバンドギャップエネルギーが設定され、
かつ第２および第３の半導体層が光吸収層として機能し
ないようにバンドギャップエネルギーが設定され、上記
第４の半導体層のバンドギャップエネルギーを、上記第
１の半導体層のバンドギャップエネルギーよりも大きく
設定したことを特徴とするフォトダイオード。 - 【請求項２】請求項１に記載のフォトダイオードおい
て、半導体積層構造がIII−Ｖ族化合物半導体で構成さ
れ、第１の半導体層と第４の半導体層がｐ形、第２の半
導体層がｎ形であることを特徴とするフォトダイオー
ド。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、第１の
半導体層は、該第１の半導体層のバンドギャップエネル
ギーまたはドーピング濃度が第３の半導体層側に向かっ
て減少する構造とするか、もしくは上記バンドギャップ
エネルギーおよびドーピング濃度の両者が減少する構造
としたことを特徴とするフォトダイオード。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08370496A JP3687700B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | フォトダイオード |
| US08/832,297 US5818096A (en) | 1996-04-05 | 1997-04-03 | Pin photodiode with improved frequency response and saturation output |
| EP97105610A EP0800219B1 (en) | 1996-04-05 | 1997-04-04 | Heterojunction pin photodiode |
| DE69714117T DE69714117T2 (de) | 1996-04-05 | 1997-04-04 | Heteroübergang-PIN-Photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08370496A JP3687700B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | フォトダイオード |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003115323A Division JP3699961B2 (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | フォトダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275224A true JPH09275224A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3687700B2 JP3687700B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=13809889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08370496A Expired - Lifetime JP3687700B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | フォトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3687700B2 (ja) |
Cited By (11)
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| JP2005516413A (ja) * | 2002-02-01 | 2005-06-02 | ピコメトリックス インコーポレイテッド | 拡張型光検出器 |
| US6909161B2 (en) | 2001-12-04 | 2005-06-21 | Ntt Electronics Corporation | Photodiode |
| JP2006229156A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Ntt Electornics Corp | フォトダイオード |
| US7274010B2 (en) | 2004-09-03 | 2007-09-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor optical amplifier device amplifying an externally applied light signal, semiconductor optical amplification driving device and semiconductor light receiving apparatus |
| US7864412B2 (en) | 2007-01-23 | 2011-01-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor optical amplifier device amplifying external light signal and driving apparatus therefor |
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| JP2019153671A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光導波路型受光素子 |
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- 1996-04-05 JP JP08370496A patent/JP3687700B2/ja not_active Expired - Lifetime
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