JPS61128578A - ＩｎＰ系受光素子 - Google Patents
ＩｎＰ系受光素子Info
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- JPS61128578A JPS61128578A JP59250759A JP25075984A JPS61128578A JP S61128578 A JPS61128578 A JP S61128578A JP 59250759 A JP59250759 A JP 59250759A JP 25075984 A JP25075984 A JP 25075984A JP S61128578 A JPS61128578 A JP S61128578A
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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
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/109—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN heterojunction type
-
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- H01L31/107—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
- 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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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１μｍ帯光通信用受光素子であるＩｎＰ系受光
受光素子する。
受光素子する。
従来、第５図に示すような波長１．３μｍから１．６μ
ｍの光に対して感度をもつＩｎＧａＡｚ層３を光吸収層
としたフォトダイオードが開発されている。なお、図に
おいて、ｎ”−１ｎＰ基板１の上に順にｎ−／ｎＰ（バ
ッファ層） ２ 、 ｎ−１ｎＧａＡｚ （光吸収層
）３゜％−１ｎＰ ４ 、 ｐ−１ｎＰ層７が形成さ
れている。
ｍの光に対して感度をもつＩｎＧａＡｚ層３を光吸収層
としたフォトダイオードが開発されている。なお、図に
おいて、ｎ”−１ｎＰ基板１の上に順にｎ−／ｎＰ（バ
ッファ層） ２ 、 ｎ−１ｎＧａＡｚ （光吸収層
）３゜％−１ｎＰ ４ 、 ｐ−１ｎＰ層７が形成さ
れている。
ところが、フォトダイオードとして動作させる場合、Ｉ
ｒ＆ＧａＡｚ層はｌルｐ％の他の半導体と比べ、トンネ
ル電流が発生し易い。ＩｔｈＧａＡａ層を動作層とし′
た７オトダイオードでは、例えば第３図のように２０Ｖ
程度の低バイアス電圧よシトンネル電流が支配的となシ
、高い耐圧が得られなかった。
ｒ＆ＧａＡｚ層はｌルｐ％の他の半導体と比べ、トンネ
ル電流が発生し易い。ＩｔｈＧａＡａ層を動作層とし′
た７オトダイオードでは、例えば第３図のように２０Ｖ
程度の低バイアス電圧よシトンネル電流が支配的となシ
、高い耐圧が得られなかった。
従来この問題を解決するのに、ＩｎＧａＡｚ層にかかる
電界を低くする工夫がなされ、さらにＩｎＧｅｔＡｚ層
の濃度を下げることがなされている。第４図にＩｎＧａ
Ａｚのキャリア濃度とブレークダウン電圧の関係が示さ
れ、１ ｘ１０１５ｃｍｇ−’以下のキャリア濃度にな
るとトンネル電流よυアバランシ増倍が発生しやすくな
る。
電界を低くする工夫がなされ、さらにＩｎＧｅｔＡｚ層
の濃度を下げることがなされている。第４図にＩｎＧａ
Ａｚのキャリア濃度とブレークダウン電圧の関係が示さ
れ、１ ｘ１０１５ｃｍｇ−’以下のキャリア濃度にな
るとトンネル電流よυアバランシ増倍が発生しやすくな
る。
ところが、従来１ｎＧａＡｚのキャリア濃度をいかに低
濃度にしても、トンネル−流が発生し、ツェナーブレー
クダウンが生じ、所期の高耐圧が得られなかった。
濃度にしても、トンネル−流が発生し、ツェナーブレー
クダウンが生じ、所期の高耐圧が得られなかった。
そこで、この原因について種々調査した結果ＩｎＧａＡ
ｚと接しているＩｎＰ層が影響していることが判明した
。第５図において、ｎ″″−１ｎＧａＡｚＧａＡｓ層に
はｎ−ＩｎＰ層を積んでおシ、問題はないが上側にはｎ
−１ｎＰ層（２Ｘ １０” ｃｍ’程度）を積んでおり
、その影響がｎ−ＩｎＧａＡｓ層３に及んでＩｎＧａＡ
ｚ 層の界面近く、でトンネル電流が発生し易くな２て
いる。
ｚと接しているＩｎＰ層が影響していることが判明した
。第５図において、ｎ″″−１ｎＧａＡｚＧａＡｓ層に
はｎ−ＩｎＰ層を積んでおシ、問題はないが上側にはｎ
−１ｎＰ層（２Ｘ １０” ｃｍ’程度）を積んでおり
、その影響がｎ−ＩｎＧａＡｓ層３に及んでＩｎＧａＡ
ｚ 層の界面近く、でトンネル電流が発生し易くな２て
いる。
本発明は上記問題点を解決するために、動作層として高
濃度のｎ”−７ｎＰ層上に、低濃度のｎ−ＩｎＰ層、
１０”ｃｍ−’以下のキャリア濃度のＩｎＧａＡｓ層
、低濃度のｐ−型１ｎＰ層、高濃度のｐ” −１ｎＰ層
の５層構造を形成し、前記ＩｎｏａＡｚ層中に接合を形
成する。
濃度のｎ”−７ｎＰ層上に、低濃度のｎ−ＩｎＰ層、
１０”ｃｍ−’以下のキャリア濃度のＩｎＧａＡｓ層
、低濃度のｐ−型１ｎＰ層、高濃度のｐ” −１ｎＰ層
の５層構造を形成し、前記ＩｎｏａＡｚ層中に接合を形
成する。
上記において、ＩｎＧａＡｓ層全域において１０ｃｒＩ
Ｌ以下の濃度を得るためには、ＩｎＧａＡｓ層に相前後
するＩｎＰ層の濃度を低くする必要があシ、両方とも低
濃度のｎ″″またはｐ−Ｉ＋％Ｐ層にしている。さらに
、接合は１１％ＧａＡｚ層中に形成しておＪ） 、Ｉｎ
ＧａＡｓ層中で吸収された光によって発生したキャリア
がヘテロバリアに停留し、周波数特性を劣化することが
ないようにしている。
Ｌ以下の濃度を得るためには、ＩｎＧａＡｓ層に相前後
するＩｎＰ層の濃度を低くする必要があシ、両方とも低
濃度のｎ″″またはｐ−Ｉ＋％Ｐ層にしている。さらに
、接合は１１％ＧａＡｚ層中に形成しておＪ） 、Ｉｎ
ＧａＡｓ層中で吸収された光によって発生したキャリア
がヘテロバリアに停留し、周波数特性を劣化することが
ないようにしている。
本発明によれば、以上のようにＩｎＧａＡｚ 層全域
において１０１８ａｍ””以下の製置を得ることが可能
となシ、トンネル電流の発生を抑え、素子の耐圧を上げ
るとともに、ＩｎＧａＡｚ 層中にて、アバランシ増
倍を起こさせることによシ、ＩｎＧａＡｔ 層を光吸
収層及び増倍層としたアバランシ・７オトタ゛イオード
（ホモＡＰＤ ）が実現される。
において１０１８ａｍ””以下の製置を得ることが可能
となシ、トンネル電流の発生を抑え、素子の耐圧を上げ
るとともに、ＩｎＧａＡｚ 層中にて、アバランシ増
倍を起こさせることによシ、ＩｎＧａＡｔ 層を光吸
収層及び増倍層としたアバランシ・７オトタ゛イオード
（ホモＡＰＤ ）が実現される。
（プレーナー型フォトダイオードの例）第１図に本発明
の１実施例を示しておシ、ｎ”−１ｎＰ基板１の上に、
ｎ−ＩｎＰ層２（バッファ層）。
の１実施例を示しておシ、ｎ”−１ｎＰ基板１の上に、
ｎ−ＩｎＰ層２（バッファ層）。
５−ＩｎＧａＡｐ （キャリア濃度１０１５ａｍ−’以
下）３゜ｎ”−−１ｎＰ層４ 、 ｎ−１ｎＰ層５を
順に堆積形成している。
下）３゜ｎ”−−１ｎＰ層４ 、 ｎ−１ｎＰ層５を
順に堆積形成している。
その後、所定の領域のｎ−１ｎＰ層をエツチング除去し
Ｉｎ拡散によりｐ＋層７を形成する。その際ｐ−の低濃
度層６はＺ３拡散のテールを利用し補償拡散する方法に
て形成することができる。
Ｉｎ拡散によりｐ＋層７を形成する。その際ｐ−の低濃
度層６はＺ３拡散のテールを利用し補償拡散する方法に
て形成することができる。
（メサ型フォトダイオードの例）
第２図において、Ｓ−７％Ｐ基板２１に順にｎ−ＩｎＰ
層２２．ｎ−ＩｎＧｄＡ＃層２３． ｐ−ＩｎＰ層２４
． ｐ”−１ｎＰ層２５を結晶成長法によシ形成する。
層２２．ｎ−ＩｎＧｄＡ＃層２３． ｐ−ＩｎＰ層２４
． ｐ”−１ｎＰ層２５を結晶成長法によシ形成する。
なお、コンタクト層のｎ”−１ｎＰ層２Ｌ ’Ｉ）”−
１ｎＰ層２５は拡散で形成しても良＜ｙ ｐ一層も前
記例と同様にＺｎ拡散のテールを利用して１− 層に形
成しても良い。なお接合はＩｎＧａＡｓ層中に形成する
。本例は、その後メサエッチングし、５ｉ０２やＳｉＮ
の保護膜２６．電極２７．２８を形成している。
１ｎＰ層２５は拡散で形成しても良＜ｙ ｐ一層も前
記例と同様にＺｎ拡散のテールを利用して１− 層に形
成しても良い。なお接合はＩｎＧａＡｓ層中に形成する
。本例は、その後メサエッチングし、５ｉ０２やＳｉＮ
の保護膜２６．電極２７．２８を形成している。
以上実施例を示したが、各側において、？＆−Ｉｎ（ｊ
ａＡｚ層３のキャリア濃度を１０７ｃｍ 以下の低濃
度に形成するとともに、上下に接するＩｎＰ層のキャリ
ア濃度も同程度に低く形成することが重要である。
ａＡｚ層３のキャリア濃度を１０７ｃｍ 以下の低濃
度に形成するとともに、上下に接するＩｎＰ層のキャリ
ア濃度も同程度に低く形成することが重要である。
以上のように、本発明によればＩ ｎＧａＡｚ 層で
光吸収と発生したキャリアの増倍を行なうことができ、
従来のように光吸収と増倍領域を分けていないので次の
利点がある。
光吸収と発生したキャリアの増倍を行なうことができ、
従来のように光吸収と増倍領域を分けていないので次の
利点がある。
■ ホそＡＰＤとなるから構造上簡単である。
■ へテロ界面にともなう障壁にホトキャリアが停留す
ることがなく、シたがって周波数特性が良い。
ることがなく、シたがって周波数特性が良い。
■ 歩留シ、再現性が良い。
第１図、第２図は本発明の実施例の断面図第３図はＩｎ
ＧａＡｚ 層を動作層としたフォトダイオードの特性
図、 第４図はＩｎＧａＡｚ のキャリア濃度とブレイクダ
ウン電圧の関係を示すグラブ、 第５図は従来のフォトダイオードの断面図。 １．２１ ・＝ ｎ −１ｎＰ （層）２．２２ −
ｎ−−１ｎＰ （層） ３．２３ −％−−１ｎＧａＡｚ ４ ・・・ルーＩｎＰ ５ ・・・ ｎ −１ルＰ ６ ・・・ｐ″″−１ｎＰ ゛ ＋ ７ ・・・ｐ −１九Ｐ ２４ ・・・ｐ−ＩｎＰ ２５ ・・・ｐ −１ｎＰ ２６ ・・・（ＳｉＮ又は５ｉＯｔ）保護族２７．
２８ ・・・電極
ＧａＡｚ 層を動作層としたフォトダイオードの特性
図、 第４図はＩｎＧａＡｚ のキャリア濃度とブレイクダ
ウン電圧の関係を示すグラブ、 第５図は従来のフォトダイオードの断面図。 １．２１ ・＝ ｎ −１ｎＰ （層）２．２２ −
ｎ−−１ｎＰ （層） ３．２３ −％−−１ｎＧａＡｚ ４ ・・・ルーＩｎＰ ５ ・・・ ｎ −１ルＰ ６ ・・・ｐ″″−１ｎＰ ゛ ＋ ７ ・・・ｐ −１九Ｐ ２４ ・・・ｐ−ＩｎＰ ２５ ・・・ｐ −１ｎＰ ２６ ・・・（ＳｉＮ又は５ｉＯｔ）保護族２７．
２８ ・・・電極
Claims (1)
- 動作領域において、高濃度のｎ＾＋−ＩｎＰ層上に、
それより低濃度のｎ＾−−ＩｎＰ層、１０＾１＾５ｃｍ
＾−＾３以下のキャリア濃度のＩｎＧａＡｓ層、低濃度
のｐ＾−−ＩｎＰ層、該ｐ＾−−ＩｎＰ層より高濃度の
ｐ＾＋−ＩｎＰ層の５層構造を備え、前記ＩｎＧａＡｓ
層中に接合が形成されていることを特徴とするＩｎＰ系
受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250759A JPS61128578A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | ＩｎＰ系受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250759A JPS61128578A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | ＩｎＰ系受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128578A true JPS61128578A (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=17212617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59250759A Pending JPS61128578A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | ＩｎＰ系受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128578A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6439300B1 (en) | 1999-12-21 | 2002-08-27 | Delphi Technologies, Inc. | Evaporator with enhanced condensate drainage |
| JP2006207994A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Showa Denko Kk | エバポレータ |
| JP2008292083A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Denso Corp | 冷媒蒸発器 |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59250759A patent/JPS61128578A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6439300B1 (en) | 1999-12-21 | 2002-08-27 | Delphi Technologies, Inc. | Evaporator with enhanced condensate drainage |
| JP2006207994A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Showa Denko Kk | エバポレータ |
| JP2008292083A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Denso Corp | 冷媒蒸発器 |
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