JPS5948963A - フオトトランジスタ - Google Patents

フオトトランジスタ

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Publication number
JPS5948963A
JPS5948963A JP57159241A JP15924182A JPS5948963A JP S5948963 A JPS5948963 A JP S5948963A JP 57159241 A JP57159241 A JP 57159241A JP 15924182 A JP15924182 A JP 15924182A JP S5948963 A JPS5948963 A JP S5948963A
Authority
JP
Japan
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layer
base
substrate
collector
constitution
Prior art date
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Pending
Application number
JP57159241A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Kasahara
健一 笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP57159241A priority Critical patent/JPS5948963A/ja
Publication of JPS5948963A publication Critical patent/JPS5948963A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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
    • H01L31/10Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/11Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers or surface barriers, e.g. bipolar phototransistor
    • H01L31/1105Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers or surface barriers, e.g. bipolar phototransistor the device being a bipolar phototransistor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速で高感度な受光素子としてのへテロ擬合フ
ォトトランジスタの改良に関する。
一般に、内部に受光機能と充電流増巾1ゾ質信と併せ持
つフォトトランジスタのうちで、エミッタ、ベースが二
つの異なる材料によって1杉成されたヘテロ接合フォト
トランジスタと呼ばれる蛍光素子は、高い電流増巾率を
持っており、重速化された受光素子は光通信や他の種々
の分野に用途がIv1待されている。
第1図はこのヘテロ接合p n −p −nフォトトラ
ンジスタの動f’l原理全示したバンドは1であZ)。
図中、11はエミッタ、12はベース、13はコレクタ
を形成する110域である。屯営な動作状%’ではエミ
ッターベース成金はハ11壜方回に、又コレクタ・ベー
ス接合は逆方向にバイアス′亀圧がかかっている。エミ
ッタ(11)&、1ペース(12)及びコレクタ(13
)とは異なる拐料によって形成され、・哄制螢IH,H
がベース(12)及びコレクタ(]3)より大きな材料
で出来ている。14は電子、15は旧札でありそれぞれ
の領域での多数キャリアとなる。入射光のエネルギーは
、エミッタ(11)の禁制帯幅で決するエネルギーより
小さくベース(12)及びコレクタ(13)の禁制帯幅
で決まるエネルギーよりも太きいものとする。16及び
17は光吸収によって生じた電子と正孔である。電子1
4に対するエミッターベース間の電位障壁18は正孔1
5vC対する電位障壁19よりも大きくなる様に材料k
v八へ]〜である。
吸収で生じた正孔17はベース(12)[注入されて電
子14に対する電位障壁18を押し下げるので、電子1
4はベース(12)ffi通過してコレクタ(13)に
流れ込む。充電流増幅率は正孔15に対する゛電位障壁
19が電子14に対する電位障壁18に比べて大きい程
大きくなる。この才°1≧なヘテロの接合フォトトラン
ジスタで高速応答特性を有する素子を作製するには」妾
合容量を減らし、又ベース層厚を薄くしてキャリアのベ
ース走行時間を短かくすることが必要である。
纂2図は従来の高速へテロ接合フォトトランジスタの断
面図である。このフォトトランジスタはファイバが低分
散、低損失となる1μnl帯における光通信用の半導体
材料として使用され、InGaAsP系混晶を用いて高
部−流増倍率を有す/、)ものである。図に於いて、2
1はn型InP基板、22にその上に形成されエミッタ
領域全構[反する14智すInP層、23はベースとな
るp+型1no531Jao、47AS層でベース、2
4はコレクタとなるロー型In。、53−G30.47
AS層、25.26はAuU e N i /Auから
なる電極である。光は図中矢印Aで示した如く入射する
。このフォトトランジスタ(rJ二、 In o53(
Ja −84□ASの禁制帯幅より太きくInPの禁制
帯幅よりは小さいエネルギーの10〜16μn] 帯の
光子を検出するもので、InO,53Ga O,4□A
sJすが吸収ノ曽となる3、また、400 jJ l−
1zの高い周波数頭載で使用するようにメサの径は20
μm として小さくして接合答箪を減らし、又ベース2
3の15旧情は02μmと薄くしである。しかし、この
様に吸収層の面積が小さいヘテロ接合フォトトランジス
タの用途は光ファイバのコア径が小さなシングルモード
ファイバを用いたシステムに限定され、辿’W’sのコ
ア径がもっと大きなファイバ音用いたシステムには、唾
用し娠いという欠点があった。
本発明の目的は、このような欠点を除去し、吸収層の面
積だけを大きくしてコア径50μm11といった通常[
炉用されるファイバを用いた光通信等にも、1)&用可
能な高感度で高速なヘテロ接合フォトトランジスタを提
供することにある。
本、−色間のフォトトランジスタの構成は、所定の半導
体基板上に、第1導電型、を有するiR]の半導体層と
、Mtl記第1導電型とは逆の第2導’d7.型を有し
前記第1の半導体層とは同一組成の第2の半j7i。
体層と、前記第1導電型を有し61■記第1の半導体層
よりは大きな禁制帯幅をもつ第3の半導体層とを積層さ
れ、i11記第3の半導体層の表面より前記第1の半導
体層と前記第2の半導体層の凝合面に到る深さまでの半
導体層からなるメサ形状を形成したこと全特徴とする。
以下不発明全図面により詳細に説明する。
第3図は本発明に係わる一笑施例の11ノ1面図である
。この実施例は、1.0〜1.6μmの波長帯での元フ
ァイバ通Gf用の受光素子としてn−p−nヘテロ硬合
フォトトランンスタである。この構成は、n型InP基
板31の上にバッファ層としてn型InP )會32を
形成する。その上に第1の半導体層として膜ノ41μm
でSnドープ(n=5X10”ctn−3)l、たn″
″ノ(すIn05703g、43AS層33を形成し、
更に渠2の半導体層としてIIQ厚02μmでZnドー
プ(P=5X1018cm−3)のp + q■(10
,57GaO,43AS IU :34 ’?i−形成
する。そして第3の半導体層として膜J’ν、1μmで
Snドープ(ロニ5×IQI”cm−3)のn−型1n
P層35を形成する。エビタキシャルフェハの作製は気
相成し法によって行なう。n−型InPJ735のにk
Lli4より!】−型111o、57GaO,43NS
層33と p+[In O,57o”043As Ic
e34の接合面に到る深さまでメサエッチングしてn−
型Ino、57Qao、43AS層33の表面を露出さ
せる。メサ径は15μmである。A’h出したn−鼎1
 n −o、57G”o、4BAS If!t 33の
表面に813N4から成る光反射膜38を形成する。最
イ/2G′こメサの土部吉1IIJとn型I n P基
板31の裏面にAu1JeNi/、〜Uから成る゛電極
36,37全形成する。nμm琶1IIP+□・板31
、n型I n I)層32、及びn−型I no、 5
7” −8,43八SJ鴎33がコレクタ領域全形成し
、ベースがp+fiIno、57Gao43AS34 
で、エミッタ力n 型InP35となる。
光は、n型1nP基板31の長面より直径80μmの電
極が形成されていない円状部分を・通して入射し、コレ
クターペース接合は逆バイアス電圧かかかる1り1りに
して1更用する。コレクタ1Ji力1見中のn−型In
(、,57Gao43As 33の不純物濃糺はベース
のp十型1nao、57()ao、43八S34及びn
 J+iQ 1. o P 1032の不純物・4渡に
比べて1かので、光音吸収してベースに正孔ヲ)11.
給する空乏層は殆んどn tp 、1 n o、 57
 G ao431ys33の層中全体に拡がっている。
光反射膜38を形成したのは吸収領域の享ざを笑効的に
2倍にして1((り収効率を高める/こめである。
不実姉例では、コレクターペース及びエミッターペース
接合の直径が20μmと小さく、接合容量が小さいに拘
らず、元の吸収領域は直径80μmと大きいので、通′
帛のコア径50μInのファイバを用いても、結合遺失
を生じることなく40Δ什Tzの高い周波数頭1我まで
使用することが出来る。
以上説明した様に、不4色間によれば、人1月光束が大
きな面積の場合に対しても結合;J1失が小さく重速、
高光電流1゛、1倍率を有する′ン光累子が11fられ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はへテロ1妾合フォトトランジスタの1lfll
 (/を三原理を示したバンド図、第2図は従来例のに
面内、第31図は木元明に係わる一実施例の断111z
Iで、ちる。 図において、 11・・・・エミッタ領域、12・・・・ベース領1或
、13・・・・・コレクタ領域、14,16・・・・・
・′ル;子、15゜17・・・・・・正孔、18.19
・・・・・・′電位1≦t44.i%、  21及び3
1・・・・・n型InP基板、22及び35・・・・・
・n−型 、tnp層、 32 ・=・n型I n P
層、24及び33・・・・・n−型Ino5□Gao、
43AS層、23及び34・・・・・・p十型 Ino
43AS層、25,26.36.”、’7・・・・・・
電極、38・・・・・・光反射膜である。 一ハ 3/ /−/′3.5 一′  タ 4−−’−一 −一〜/38

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定の半導体基板上に、第1導i型を有する第1の半導
    体層と、この第1の半導体層の組成と同一組成で前記第
    1導′屯型とは逆の第2導jO1型全哨する第2の半導
    体層と、前記第1導電型を有し前記第1の半導体層より
    は大きな禁制帯幅看二もつ第3の半導体層とを積層し、
    前記第3の半導体層の表面より前記第1の半導体層と前
    記第2の半導体層の接合面に到る深さまでの半導体層か
    らなるメサ形状を形成したことを特徴とするフォトトラ
    ンジスタ。
JP57159241A 1982-09-13 1982-09-13 フオトトランジスタ Pending JPS5948963A (ja)

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JP57159241A JPS5948963A (ja) 1982-09-13 1982-09-13 フオトトランジスタ

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JP57159241A JPS5948963A (ja) 1982-09-13 1982-09-13 フオトトランジスタ

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JPS5948963A true JPS5948963A (ja) 1984-03-21

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ID=15689425

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JP57159241A Pending JPS5948963A (ja) 1982-09-13 1982-09-13 フオトトランジスタ

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JP (1) JPS5948963A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4670274A (en) * 1984-04-02 1987-06-02 Kobanyai Sorgyar Process for controlling the germination of malting barley
JPS62219675A (ja) * 1986-03-20 1987-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体受光装置
US4918508A (en) * 1986-03-28 1990-04-17 General Electric Company Vertical photoconductive detector
US5316956A (en) * 1992-02-07 1994-05-31 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for manufacturing semiconductor light-receiving elements
US7129489B2 (en) * 2004-12-03 2006-10-31 Raytheon Company Method and apparatus providing single bump, multi-color pixel architecture

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