JPS61121482A - 光導電性半導体受光素子 - Google Patents
光導電性半導体受光素子Info
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- JPS61121482A JPS61121482A JP59244022A JP24402284A JPS61121482A JP S61121482 A JPS61121482 A JP S61121482A JP 59244022 A JP59244022 A JP 59244022A JP 24402284 A JP24402284 A JP 24402284A JP S61121482 A JPS61121482 A JP S61121482A
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- compound semiconductor
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- alinas
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- Pending
Links
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- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 12
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- 101100400378 Mus musculus Marveld2 gene Proteins 0.000 abstract 1
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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
- H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
- H01L31/1124—Devices with PN homojunction gate
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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）
本発明は、光通信や光情報処理等に於て用いられる光導
電性半導体受光素子に関する。
電性半導体受光素子に関する。
（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）化合物
半導体受光素子は、光通信或いは光情報処理用の受光器
として活発に研究開発並びに実用化が進められている。
半導体受光素子は、光通信或いは光情報処理用の受光器
として活発に研究開発並びに実用化が進められている。
光導電性半導体受光素子も高速応答の可能性から注目を
集め、アバランシェ・フォトダイオード、フォトダイオ
ードと並んで優れた受信特性の実現が強く望まれている
。
集め、アバランシェ・フォトダイオード、フォトダイオ
ードと並んで優れた受信特性の実現が強く望まれている
。
従来、２次元電子ガスを利用した高速応答光導電性半導
体受光素子として第２図に示す構造のものがあった〔ア
プライド・フィジクス・レター（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ
、 Ｌｅｔｔ、 、 ４３（３）、 Ｉ Ａｕｇｕｓｔ
１９８３） ）。
体受光素子として第２図に示す構造のものがあった〔ア
プライド・フィジクス・レター（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ
、 Ｌｅｔｔ、 、 ４３（３）、 Ｉ Ａｕｇｕｓｔ
１９８３） ）。
この例ではｎ−ＧａＩｎＡｓ３を光吸収層とし、ＧａＩ
ｎＡｓ３とｎ−ＡＱＩｎＡｓ４＋ ５の接合によって低
濃度なＧａＩｎＡｓ３中に生ずる伝導帯不連続の谷の部
分に、光励起きれたキャリアのうちの電子を空間的に閉
じ込める。事により、ドナーイオン等による散乱のない
電子の高いモビリティ−を利用していた。こうして立ち
上がり時間８０ｐｓｅｃ半値全幅２５０ｐｓｅｃ程度の
パルス応答特性が得られたが、正孔の遅いドリフト速度
の為にパルス応答にはｎ５ｅｃオーダーの長いティルが
見られた。
ｎＡｓ３とｎ−ＡＱＩｎＡｓ４＋ ５の接合によって低
濃度なＧａＩｎＡｓ３中に生ずる伝導帯不連続の谷の部
分に、光励起きれたキャリアのうちの電子を空間的に閉
じ込める。事により、ドナーイオン等による散乱のない
電子の高いモビリティ−を利用していた。こうして立ち
上がり時間８０ｐｓｅｃ半値全幅２５０ｐｓｅｃ程度の
パルス応答特性が得られたが、正孔の遅いドリフト速度
の為にパルス応答にはｎ５ｅｃオーダーの長いティルが
見られた。
この様なパルス応答立ち下がりの遅い成分、即ち遅い正
孔の影響を取り除く為に第３図に示す構造の光導電性半
導体受光素子も報告されている〔アプライド・フィジク
ス・レター（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
孔の影響を取り除く為に第３図に示す構造の光導電性半
導体受光素子も報告されている〔アプライド・フィジク
ス・レター（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
Ｌｅｔｔ、 、 ４３（１２）、 １５ Ｄｅｃｅｍｂ
ｅｒ １９８３） ） ａ この例ではＧａＡｓ １２
を光吸収肩とし、ＧａＡｓ １３とＡＱＧａＡｓ１４と
の接合によってＧａＡｓ １３中←こ生ずる２次元電子
ガスを利用している。ｐ＋基板１０をゲートとし、逆バ
イアスを加える事により正孔をゲートから取り出してソ
ース・ドレイン間を流れる光電流に寄与きせない事によ
り、遅い成分の無くなった８０ｐｓｅｃ程度の立ち下が
り時間が得られている。ところが、この様にｐ＋基板１
０を用いる事は今後光デバイスが目指して行く集積化と
いう点では非常に不利となる。
ｅｒ １９８３） ） ａ この例ではＧａＡｓ １２
を光吸収肩とし、ＧａＡｓ １３とＡＱＧａＡｓ１４と
の接合によってＧａＡｓ １３中←こ生ずる２次元電子
ガスを利用している。ｐ＋基板１０をゲートとし、逆バ
イアスを加える事により正孔をゲートから取り出してソ
ース・ドレイン間を流れる光電流に寄与きせない事によ
り、遅い成分の無くなった８０ｐｓｅｃ程度の立ち下が
り時間が得られている。ところが、この様にｐ＋基板１
０を用いる事は今後光デバイスが目指して行く集積化と
いう点では非常に不利となる。
そこで、本発明の目的は、この様な従来の欠点を除去せ
しめて高速応答特性を有し、且つ集積化に適した光導電
性半導体受光素子の提供にある。
しめて高速応答特性を有し、且つ集積化に適した光導電
性半導体受光素子の提供にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明によれば、半絶縁性化合物半導体基板の一部に選
択的に形成きれた凹部を有し、この凹部領域に選択的に
前記半導体基板側から順次にｐ型の第１の化合物半導体
層並びにｎ型の第２及び第３の化合物半導体層が積着し
てあり、前記第１及び第２の化合物半導体層の禁制帯幅
は互いに等しく前記第３の化合物半導体層の禁制帯幅よ
り狭いことを特徴とする光導電性半導体受光素子が得ら
れる。
択的に形成きれた凹部を有し、この凹部領域に選択的に
前記半導体基板側から順次にｐ型の第１の化合物半導体
層並びにｎ型の第２及び第３の化合物半導体層が積着し
てあり、前記第１及び第２の化合物半導体層の禁制帯幅
は互いに等しく前記第３の化合物半導体層の禁制帯幅よ
り狭いことを特徴とする光導電性半導体受光素子が得ら
れる。
（作用・原理）
本発明は上述の手段により従来技術の問題点を解決した
。即ち半絶縁性基板を用いる事により他のデバイスとの
集積化が可能であり、且つｐ型導電性化合物半導体層を
ｎ型導電性の光吸収・電子走行層の下に設はゲートとし
、逆バイアスを加える事により応答劣化の原因となる正
孔を取り除いて光電流に寄与させない様にし高速応答が
可能となる。
。即ち半絶縁性基板を用いる事により他のデバイスとの
集積化が可能であり、且つｐ型導電性化合物半導体層を
ｎ型導電性の光吸収・電子走行層の下に設はゲートとし
、逆バイアスを加える事により応答劣化の原因となる正
孔を取り除いて光電流に寄与させない様にし高速応答が
可能となる。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細は説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例を示す断面構造模式図である
。この実施例は、半絶縁性ＩｎＰ基板ｌの一部を選択的
にエツチングして得た凹部に、 ｐ”−ＧａＩｎＡｓ届
２、ｎ−ＧａＩｎＡｓ暦３、ｎ−Ａ１１ＩｎＡｓ肩４、
ｎ−＋６１１ｎＡｓ層４、ｎ−ＡＱＩｎＡｓ層５、ｎ”
−ＧａＩｎＡｓＲ６の層構造を選択埋め込み成長した構
造を有する。ＧａＩｎＡｓ３とＡＱＩｎＡｓ４．５との
接合により低濃度なｎ−ＧａＩｎＡｓ層３中に生ずる２
次元電子ガスとして、光励起された電子が高速でソース
・ドレイン間を移動する為高速応答が得られる。この際
、光励起されたドリフト速度の遅い正孔は、ｐゝ−Ｇａ
ＩｎＡｓｆｉ２をゲートとして逆バイアスを加える事に
より取り出す事ができ光電流には寄与せずパルス応答の
立ち下がり特性に遅い成分を生じさせる事が無い。なお
、第１図実施例におけるｐ”−ＧａＩｎＡｓＪ！！２が
前述の第１の化合物半導体層に、ｎ−ＧａＩｎＡｓＭ！
ｊ３が前述の第２の化合物半導体層に、ｎ−Ａｌ！Ｉｎ
ΔＳ層４及びｎ−Ａ１１ＩｎＡｓＪ５５が前述の第３の
化合物半導体層にそれぞれ相当する。
。この実施例は、半絶縁性ＩｎＰ基板ｌの一部を選択的
にエツチングして得た凹部に、 ｐ”−ＧａＩｎＡｓ届
２、ｎ−ＧａＩｎＡｓ暦３、ｎ−Ａ１１ＩｎＡｓ肩４、
ｎ−＋６１１ｎＡｓ層４、ｎ−ＡＱＩｎＡｓ層５、ｎ”
−ＧａＩｎＡｓＲ６の層構造を選択埋め込み成長した構
造を有する。ＧａＩｎＡｓ３とＡＱＩｎＡｓ４．５との
接合により低濃度なｎ−ＧａＩｎＡｓ層３中に生ずる２
次元電子ガスとして、光励起された電子が高速でソース
・ドレイン間を移動する為高速応答が得られる。この際
、光励起されたドリフト速度の遅い正孔は、ｐゝ−Ｇａ
ＩｎＡｓｆｉ２をゲートとして逆バイアスを加える事に
より取り出す事ができ光電流には寄与せずパルス応答の
立ち下がり特性に遅い成分を生じさせる事が無い。なお
、第１図実施例におけるｐ”−ＧａＩｎＡｓＪ！！２が
前述の第１の化合物半導体層に、ｎ−ＧａＩｎＡｓＭ！
ｊ３が前述の第２の化合物半導体層に、ｎ−Ａｌ！Ｉｎ
ΔＳ層４及びｎ−Ａ１１ＩｎＡｓＪ５５が前述の第３の
化合物半導体層にそれぞれ相当する。
ここで、最上層のｎ”−ＧａＩｎＡｓ６はｔ極コンタク
トを取り易くする為に設けたもので、ソース、ドレイン
電極部以外の領域は除去しである。また、ゲート電極９
はｐ“−Ｇａ工ｎＡｓ肩２の一部を選択的に露出させる
事によってフンタクトを得ている。更にｎ−−ＡＥＩＩ
ｎＡｓ欝４は、２次元電子ガス中の電子とｎ−ＡＩＬＩ
ｎＡｓ暦５中のドナーイオンとの分離を強調し、不純物
散乱を抑える為のスペーサ一層である。
トを取り易くする為に設けたもので、ソース、ドレイン
電極部以外の領域は除去しである。また、ゲート電極９
はｐ“−Ｇａ工ｎＡｓ肩２の一部を選択的に露出させる
事によってフンタクトを得ている。更にｎ−−ＡＥＩＩ
ｎＡｓ欝４は、２次元電子ガス中の電子とｎ−ＡＩＬＩ
ｎＡｓ暦５中のドナーイオンとの分離を強調し、不純物
散乱を抑える為のスペーサ一層である。
第１図実施例では、半絶縁性基板１を用いているから他
素子との集積化が容易であり、また凹部に埋め込む構造
とする事によりブレーナ素子が得られるから他素子部の
プロセス時にも支障をきたす事が無い。
素子との集積化が容易であり、また凹部に埋め込む構造
とする事によりブレーナ素子が得られるから他素子部の
プロセス時にも支障をきたす事が無い。
（発明の効果）
以上説明した様に、本発明によれば、集積化に適し、且
つ高速応答特性を有する光導電性半導体受光素子が提供
できる。
つ高速応答特性を有する光導電性半導体受光素子が提供
できる。
第１図は本発明の一実施例の断面構造模式図、第２図及
び第３図１よ従来の光導電性半導体受光素子の断面構造
模式図である。 １・・・半絶縁性ＩｎＰ基板、２・・−ｐ”−ＧａＩｎ
Ａｓ、 ３・・−ｎ−ＧａＩｎＡｓ、 ４−ｎ−−
ＡｉＩｎＡｓ、 ５・・・ｎ−ＡＱＩｎＡｓ、６−＝
ｎ”−ＧａＩｎＡｓ、７・・・ソースｍＥｍ、８・・・
ドレイン電極、９・・・ゲート１極、１０−ｐ”−Ｇａ
Ａｓ基板、１１−ｐ”−ＧａＡｓ、１２−ｐ−−ＧａＡ
ｓ、 １３・・・ｎ−ＧａＡｓ、 １４・・・ｎ”
−ＡＱＧａＡｓ、 １５・−・ｎゝ−ＧａＡｓｅ 第１図 第３図
び第３図１よ従来の光導電性半導体受光素子の断面構造
模式図である。 １・・・半絶縁性ＩｎＰ基板、２・・−ｐ”−ＧａＩｎ
Ａｓ、 ３・・−ｎ−ＧａＩｎＡｓ、 ４−ｎ−−
ＡｉＩｎＡｓ、 ５・・・ｎ−ＡＱＩｎＡｓ、６−＝
ｎ”−ＧａＩｎＡｓ、７・・・ソースｍＥｍ、８・・・
ドレイン電極、９・・・ゲート１極、１０−ｐ”−Ｇａ
Ａｓ基板、１１−ｐ”−ＧａＡｓ、１２−ｐ−−ＧａＡ
ｓ、 １３・・・ｎ−ＧａＡｓ、 １４・・・ｎ”
−ＡＱＧａＡｓ、 １５・−・ｎゝ−ＧａＡｓｅ 第１図 第３図
Claims (1)
- 半絶縁性化合物半導体基板の一部に選択的に形成され
た凹部を有し、この凹部領域に選択的に前記半導体基板
側から順次にｐ型の第１の化合物半導体層並びにｎ型の
第２及び第３の化合物半導体層が積層してあり、前記第
１及び第２の化合物半導体層の禁制帯幅は互いに等しく
前記第３の化合物半導体層の禁制帯幅より狭いことを特
徴とする光導電性半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244022A JPS61121482A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 光導電性半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244022A JPS61121482A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 光導電性半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121482A true JPS61121482A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17112541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59244022A Pending JPS61121482A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 光導電性半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121482A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160283A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-04 | Fujitsu Ltd | 半導体受光素子 |
| US5296698A (en) * | 1991-02-28 | 1994-03-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Lateral photo-sensing device, opt-electronic integrated circuit using the lateral photo-sensing device and photo-logic device using the lateral photo-sensing device |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP59244022A patent/JPS61121482A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160283A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-04 | Fujitsu Ltd | 半導体受光素子 |
| US5296698A (en) * | 1991-02-28 | 1994-03-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Lateral photo-sensing device, opt-electronic integrated circuit using the lateral photo-sensing device and photo-logic device using the lateral photo-sensing device |
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