JPS6222546B2 - - Google Patents
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- JPS6222546B2 JPS6222546B2 JP55169888A JP16988880A JPS6222546B2 JP S6222546 B2 JPS6222546 B2 JP S6222546B2 JP 55169888 A JP55169888 A JP 55169888A JP 16988880 A JP16988880 A JP 16988880A JP S6222546 B2 JPS6222546 B2 JP S6222546B2
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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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアバランシエフオトダイオード型半導
体受光素子（以下APDという。）に関する。詳し
くは、インジユウム・ガリユウム・砒素
（InxGa1-xAs）、ガリユウム・アルミニユウム・
アンチモン（GaxAl1-xSb）等の族混晶より
なる層を光吸収層とし、インジユウム・燐
（InP）、ガリユウム・アンチモン（GaSb）等の
族化合物半導体結晶よりなる層を増倍層とする
多層構造を基本としたこれにリーチスルー型の層
構造を併用したAPDの改良に関する。
体受光素子（以下APDという。）に関する。詳し
くは、インジユウム・ガリユウム・砒素
（InxGa1-xAs）、ガリユウム・アルミニユウム・
アンチモン（GaxAl1-xSb）等の族混晶より
なる層を光吸収層とし、インジユウム・燐
（InP）、ガリユウム・アンチモン（GaSb）等の
族化合物半導体結晶よりなる層を増倍層とする
多層構造を基本としたこれにリーチスルー型の層
構造を併用したAPDの改良に関する。
APDの低雑音化にリーチスルー型層構造が有
効なことは知られている。すなわち、例えばシリ
コン（Si）を使用したAPDにおいてはn+−ｐ−
π−p+型又は、n+−π−ｐ−π−p+型の不純物
分布を有する層構造が有効である。このリーチス
ルー型層構造を族化合物半導体を用いた多層
構造型APDに適用するには、p+−n-−ｎ−n-−
n+型又はn+−p-−ｐ−p-−p+型の多層構造にす
ればよい。すなわち、例へばインジユウム・ガリ
ユウム・砒素（InxGa1-xAs）等の族混晶を
もつて光吸収層を形成し、インジユウム・燐
（InP）等の族化合物半導体結晶をもつてそ
の他の層を形成するものとすれば、第１図に示す
ように、Ｎ型不純物を高濃度に含有するインジユ
ウム・燐（InP）よりなる基板１の上に、結晶格
子整合の上、Ｎ型不純物を低濃度に含有するイン
ジユウム・ガリユウム・砒素（InxGa1-xAs）よ
りなる光吸収層２を形成し、その上にＮ型不純物
を比較的高濃度に含有するインジユウム・燐
（InP）よりなる薄層（中間層）３を形成し、更
にその上にＮ型不純物を低濃度に含有するインジ
ユウム・燐（InP）よりなる増倍層４を形成し、
増倍層４の中央部にＰ型不純物を高濃度に拡散し
て受光部５を形成し、受光部５の周囲にこれに接
触してこれを囲む閉鎖した帯状をなす領域にＰ型
不純物を高濃度に拡散してガードリング部６を設
ければよい。なお、図において、７は受光部５を
保護する無反射コート膜であり、８は増倍層４を
保護する絶縁層であり、９は負電極であり、１０
は正電極である。
効なことは知られている。すなわち、例えばシリ
コン（Si）を使用したAPDにおいてはn+−ｐ−
π−p+型又は、n+−π−ｐ−π−p+型の不純物
分布を有する層構造が有効である。このリーチス
ルー型層構造を族化合物半導体を用いた多層
構造型APDに適用するには、p+−n-−ｎ−n-−
n+型又はn+−p-−ｐ−p-−p+型の多層構造にす
ればよい。すなわち、例へばインジユウム・ガリ
ユウム・砒素（InxGa1-xAs）等の族混晶を
もつて光吸収層を形成し、インジユウム・燐
（InP）等の族化合物半導体結晶をもつてそ
の他の層を形成するものとすれば、第１図に示す
ように、Ｎ型不純物を高濃度に含有するインジユ
ウム・燐（InP）よりなる基板１の上に、結晶格
子整合の上、Ｎ型不純物を低濃度に含有するイン
ジユウム・ガリユウム・砒素（InxGa1-xAs）よ
りなる光吸収層２を形成し、その上にＮ型不純物
を比較的高濃度に含有するインジユウム・燐
（InP）よりなる薄層（中間層）３を形成し、更
にその上にＮ型不純物を低濃度に含有するインジ
ユウム・燐（InP）よりなる増倍層４を形成し、
増倍層４の中央部にＰ型不純物を高濃度に拡散し
て受光部５を形成し、受光部５の周囲にこれに接
触してこれを囲む閉鎖した帯状をなす領域にＰ型
不純物を高濃度に拡散してガードリング部６を設
ければよい。なお、図において、７は受光部５を
保護する無反射コート膜であり、８は増倍層４を
保護する絶縁層であり、９は負電極であり、１０
は正電極である。
第１図に示す層構造を有するAPDにおいて
は、増倍層４中に形成されたPN接合の降状電圧
が、第２図に示すように、受光部５に対接する領
域で低く、ガードリング部６に対接する領域で高
くなり、アバランシエ現象は受光部５で発生する
ことになる。このようなガードリング効果は、
N-層２、４の不純物濃度が１×10-15〜５×10-15
と相当に低く、且つ動作電圧印加時にはＮ層３中
はどこでもアバランシエ領域となつてしまうよう
な電界分布となるように層厚を設定した場合に、
アバランシエ領域の長さの差に基づいて受光部の
方の耐圧がより低くなることによつて生ずるもの
である。たゞし、図にＡで示すように、ガードリ
ング部６の外周に隣接した領域で降伏電圧は再び
低下するので、確実なガードリング効果を期待し
難い。したがつて、この欠点を除去するため、従
来、ガードリング部６の一部を含んでその外側領
域において、増倍層４又は増倍層４と中間層３と
を除去して、第３図に示す如き構造になしてい
た。このようにすれば、ガードリング部６の外周
に隣接する領域が存在しないからアバランシエ現
象は受光部５のみで発生することになり、ガード
リング機能は確実に期待することができる。又、
第１図の構造であつても第３図の構造であつて
も、Ｎ型不純物を高濃度に含有するバンドギヤツ
プがより大の中間層３の存在により光吸収層２の
電界の強さが低下し、バンドギヤツプ小の光吸収
層での高電界によるキヤリア直接励起に起因する
トンネル電流の発生確率が低下して低暗電流特性
が得られ、更に、増倍層４の不純物濃度が低いた
め、正孔と電子のイオン化率比が大きくなり、そ
の結果、過剰雑音が低下し低雑音特性が得られる
利益もある。
は、増倍層４中に形成されたPN接合の降状電圧
が、第２図に示すように、受光部５に対接する領
域で低く、ガードリング部６に対接する領域で高
くなり、アバランシエ現象は受光部５で発生する
ことになる。このようなガードリング効果は、
N-層２、４の不純物濃度が１×10-15〜５×10-15
と相当に低く、且つ動作電圧印加時にはＮ層３中
はどこでもアバランシエ領域となつてしまうよう
な電界分布となるように層厚を設定した場合に、
アバランシエ領域の長さの差に基づいて受光部の
方の耐圧がより低くなることによつて生ずるもの
である。たゞし、図にＡで示すように、ガードリ
ング部６の外周に隣接した領域で降伏電圧は再び
低下するので、確実なガードリング効果を期待し
難い。したがつて、この欠点を除去するため、従
来、ガードリング部６の一部を含んでその外側領
域において、増倍層４又は増倍層４と中間層３と
を除去して、第３図に示す如き構造になしてい
た。このようにすれば、ガードリング部６の外周
に隣接する領域が存在しないからアバランシエ現
象は受光部５のみで発生することになり、ガード
リング機能は確実に期待することができる。又、
第１図の構造であつても第３図の構造であつて
も、Ｎ型不純物を高濃度に含有するバンドギヤツ
プがより大の中間層３の存在により光吸収層２の
電界の強さが低下し、バンドギヤツプ小の光吸収
層での高電界によるキヤリア直接励起に起因する
トンネル電流の発生確率が低下して低暗電流特性
が得られ、更に、増倍層４の不純物濃度が低いた
め、正孔と電子のイオン化率比が大きくなり、そ
の結果、過剰雑音が低下し低雑音特性が得られる
利益もある。
ところが、第３図に示すようにメサ型とせざる
を得ないので、表面安定化が困難であり、信頼性
に欠けるという欠点があつた。
を得ないので、表面安定化が困難であり、信頼性
に欠けるという欠点があつた。
本発明の目的は、確実なガードリング機能、低
暗電流特性、低雑音性等のリーチスルー型層構造
を有するAPDの利点は保持しながら、ブレーナ
型であるAPDを提供することにあり、その構成
は、p+−n-−ｎ−n-−n+型の層構造を受光部に
対応する領域では維持しながら、ガードリング部
の外側ではp+−n-−n+型の層構造とすることを
要旨とし、その特有の効果は、第２図においてＡ
で示すようなガードリング部外周に隣接した領域
に発生する低降伏電圧が発生せず確実なガードリ
ング効果が期待しうることである。
暗電流特性、低雑音性等のリーチスルー型層構造
を有するAPDの利点は保持しながら、ブレーナ
型であるAPDを提供することにあり、その構成
は、p+−n-−ｎ−n-−n+型の層構造を受光部に
対応する領域では維持しながら、ガードリング部
の外側ではp+−n-−n+型の層構造とすることを
要旨とし、その特有の効果は、第２図においてＡ
で示すようなガードリング部外周に隣接した領域
に発生する低降伏電圧が発生せず確実なガードリ
ング効果が期待しうることである。
なお、このような層構造の実現に必須な要素で
ある、層の不純物濃度分布に二次元的パターンを
与えることは、プロトン注入によつてこれを可能
としたものである。
ある、層の不純物濃度分布に二次元的パターンを
与えることは、プロトン注入によつてこれを可能
としたものである。
以下、本発明の好ましい一実施例について、図
面を参照しつゝ、その構成をその製作工程ととも
に説明し、本発明の構成と特有の効果とを更に明
らかにする。
面を参照しつゝ、その構成をその製作工程ととも
に説明し、本発明の構成と特有の効果とを更に明
らかにする。
基板、中間層及び増倍層を形成するための材料
と光吸収層を形成するための材料とは、例へば、
インジユウム・燐（InP）とインジユウム・ガリ
ユウム・砒素（InxGa1-xAs）との組み合わせ、
ガリユウム・アンチモン（GaSb）とガリユウ
ム・アルミニユウム・アンチモン
（GaxAl1-xSb）との組み合わせ等、各種の族
化合物半導体結晶と族混晶との組み合わせを
使用することが可能であるが、以下の説明にあつ
ては、一例として、インジユウム・燐（InP）と
インジユウム・ガリユウム・砒素
（InxGa1-xAs）との組み合わせを想定する。次
に、各層の含有する不純物の導電型はＰ型でもＮ
型でも本質的にはさしつかえないが、以下の説明
にあつては、一例として、Ｎ型を想定する。又、
液相エピタキシヤル成長法の他モレキユラービー
ムエピタキシヤル成長法も使用可能であるが、以
下の説明にあつては、一例として、液相エピタキ
シヤル成長法を想定する。
と光吸収層を形成するための材料とは、例へば、
インジユウム・燐（InP）とインジユウム・ガリ
ユウム・砒素（InxGa1-xAs）との組み合わせ、
ガリユウム・アンチモン（GaSb）とガリユウ
ム・アルミニユウム・アンチモン
（GaxAl1-xSb）との組み合わせ等、各種の族
化合物半導体結晶と族混晶との組み合わせを
使用することが可能であるが、以下の説明にあつ
ては、一例として、インジユウム・燐（InP）と
インジユウム・ガリユウム・砒素
（InxGa1-xAs）との組み合わせを想定する。次
に、各層の含有する不純物の導電型はＰ型でもＮ
型でも本質的にはさしつかえないが、以下の説明
にあつては、一例として、Ｎ型を想定する。又、
液相エピタキシヤル成長法の他モレキユラービー
ムエピタキシヤル成長法も使用可能であるが、以
下の説明にあつては、一例として、液相エピタキ
シヤル成長法を想定する。
第１の工程は、1018個／cm3程度にＮ型不純物を
含有するインジユウム・燐（InP）よりなる基板
上に、結晶格子整合の上、液相エピタキシヤル成
長法を使用して、低濃度におよそ５×1015個／cm3
程度にＮ型不純物を含有するインジユウム・ガリ
ユウム・砒素（InxGa1-xAs）又はインジユウ
ム・ガリユウム・砒素・燐（InGaAsP）よりな
る光吸収層を厚さ1.0〜3.0μｍに形成し、その上
に、高濃度におよそ２×1016個／cm3程度にＮ型不
純物を含有するインジユウム・燐（InP）よりな
る中間層を厚さ0.3μｍ程度に形成し、更に、そ
の上に、低濃度におよそ５×1015個／cm3程度にＮ
型不純物を含有するインジユウム・燐（InP）よ
りなる増倍層を厚さ２〜４μｍ程度に形成する工
程である。反応温度は630℃〜650℃程度が適当で
あり、不純物は光吸収層と増倍層とに対してはカ
ドミユウム（Cd）が、中間層に対しては錫
（Sn）が適当である。この工程完了後のウエーハ
断面図を第４図に示す。図において、１１は基板
であり、１２は光吸収層であり、１３は中間層で
あり、１４は増倍層である。
含有するインジユウム・燐（InP）よりなる基板
上に、結晶格子整合の上、液相エピタキシヤル成
長法を使用して、低濃度におよそ５×1015個／cm3
程度にＮ型不純物を含有するインジユウム・ガリ
ユウム・砒素（InxGa1-xAs）又はインジユウ
ム・ガリユウム・砒素・燐（InGaAsP）よりな
る光吸収層を厚さ1.0〜3.0μｍに形成し、その上
に、高濃度におよそ２×1016個／cm3程度にＮ型不
純物を含有するインジユウム・燐（InP）よりな
る中間層を厚さ0.3μｍ程度に形成し、更に、そ
の上に、低濃度におよそ５×1015個／cm3程度にＮ
型不純物を含有するインジユウム・燐（InP）よ
りなる増倍層を厚さ２〜４μｍ程度に形成する工
程である。反応温度は630℃〜650℃程度が適当で
あり、不純物は光吸収層と増倍層とに対してはカ
ドミユウム（Cd）が、中間層に対しては錫
（Sn）が適当である。この工程完了後のウエーハ
断面図を第４図に示す。図において、１１は基板
であり、１２は光吸収層であり、１３は中間層で
あり、１４は増倍層である。
第２の工程は、上記のウエーハの中心部とこれ
を囲む閉鎖した帯状領域とに、Ｐ型不純物を高濃
度に1018個／cm3程度に拡散導入して、増倍層１４
中に、受光部では浅く、その周囲のガードリング
部では深くPN接合を形成する工程である。この
拡散工程は、不純物としてカドミユウム（Cd）
を使用し、受光部の拡散に対しては500℃１時間
程度が、ガードリング部の拡散に対しては550℃
２時間程度が、夫々、適当である。その結果、受
光部におけるＰ型層の深さは0.4μｍ程度とな
り、ガードリング部におけるＰ型層の深さは1.5
μｍとなる。この工程完了後のウエーハ断面図を
第５図に示す。図において、１５がこの工程で拡
散導入された受光部のＰ型層であり、１６がこの
工程で拡散導入されたガードリング部のＰ型層で
ある。
を囲む閉鎖した帯状領域とに、Ｐ型不純物を高濃
度に1018個／cm3程度に拡散導入して、増倍層１４
中に、受光部では浅く、その周囲のガードリング
部では深くPN接合を形成する工程である。この
拡散工程は、不純物としてカドミユウム（Cd）
を使用し、受光部の拡散に対しては500℃１時間
程度が、ガードリング部の拡散に対しては550℃
２時間程度が、夫々、適当である。その結果、受
光部におけるＰ型層の深さは0.4μｍ程度とな
り、ガードリング部におけるＰ型層の深さは1.5
μｍとなる。この工程完了後のウエーハ断面図を
第５図に示す。図において、１５がこの工程で拡
散導入された受光部のＰ型層であり、１６がこの
工程で拡散導入されたガードリング部のＰ型層で
ある。
第３の工程は、第２の工程でPN接合の形成さ
れたウエーハのガードリング部１６から僅かに離
れてこれを囲む閉鎖した帯状領域にプロトン注入
を深くなして、ガードリング部１６を囲む領域に
対応する中間層１３中の不純物濃度を大幅に低下
させる工程である。このプロトン注入工程は約
200KeVをもつてなされることが適当であり、プ
ロトン注入量は1011〜1014個／cm3程度にあたり、
その結果、プロトン注入のなされた領域における
中間層１３のＮ型不純物濃度は１×1015個／cm3以
下程度まで減少する。この工程完了後のウエーハ
断面図を第６図に示す。図において、１７がプロ
トン注入された領域であり、この領域１７中で
は、中間層１３はN-型インジユウム・燐（InP）
層１３′に変り、増倍層１４はN--型インジユウ
ム・燐（InP）層１４′に変る。
れたウエーハのガードリング部１６から僅かに離
れてこれを囲む閉鎖した帯状領域にプロトン注入
を深くなして、ガードリング部１６を囲む領域に
対応する中間層１３中の不純物濃度を大幅に低下
させる工程である。このプロトン注入工程は約
200KeVをもつてなされることが適当であり、プ
ロトン注入量は1011〜1014個／cm3程度にあたり、
その結果、プロトン注入のなされた領域における
中間層１３のＮ型不純物濃度は１×1015個／cm3以
下程度まで減少する。この工程完了後のウエーハ
断面図を第６図に示す。図において、１７がプロ
トン注入された領域であり、この領域１７中で
は、中間層１３はN-型インジユウム・燐（InP）
層１３′に変り、増倍層１４はN--型インジユウ
ム・燐（InP）層１４′に変る。
第４の工程は、受光部１５上に無反射コート膜
を形成し、ガードリング部１６の一部及びその外
側の増倍層１４，１４′上に表面保護用絶縁膜を
形成し、受光部１５又はガードリング部１６上に
は負電極を配接し、基板１１の下面には正電極を
配接する工程である。無反射コート膜と絶縁膜と
は二酸化シリコン（SiO2）よりなる薄層であり、
負電極はAu―Znを蒸着し、正電極はAu―Geを蒸
着して形成する。この工程完了後の、すなわち、
完成したAPDのウエーハ断面図を第７図に示
す。図において、１８が無反射コート膜であり、
１９が絶縁膜であり、２０が一方の電極（負電
極）であり、２１が他方の電極である。
を形成し、ガードリング部１６の一部及びその外
側の増倍層１４，１４′上に表面保護用絶縁膜を
形成し、受光部１５又はガードリング部１６上に
は負電極を配接し、基板１１の下面には正電極を
配接する工程である。無反射コート膜と絶縁膜と
は二酸化シリコン（SiO2）よりなる薄層であり、
負電極はAu―Znを蒸着し、正電極はAu―Geを蒸
着して形成する。この工程完了後の、すなわち、
完成したAPDのウエーハ断面図を第７図に示
す。図において、１８が無反射コート膜であり、
１９が絶縁膜であり、２０が一方の電極（負電
極）であり、２１が他方の電極である。
一例としてあげた以上の如き工程によつて製作
され、一例として、第７図に示す如き構造を有す
るAPDについて、本発明に特有の作用効果を説
明する。APDはその使用状態にあつては正電極
２１に正電圧が、負電極２０に負電圧が印加さ
れ、この電圧は増倍層１４中に形成されたPN接
合にとつて逆バイアスであるから、PN接合の両
側に空乏層が広がる。そして、空乏層内各部の電
界の強さの距離に対する変化率はその各部の不純
物濃度に比例するから、空乏層はPN接合のP+側
には殆んど広がらない。一方、中間層１３，１
３′、光吸収層１２の側には大きく広がるが、そ
の広がりは受光部１５に対接する領域にけるより
もガードリング部１６に対接する領域において大
きくなり、その外側のプロトン注入なされた領域
１７においては更に大きくなる。そこで、降伏電
圧は受光部１５に対接する領域において最も低く
なり、ガードリング部１６に対接する領域で急激
に上昇し、その外側の領域では更に高くなり、結
果として、確実なガードリング機能が実現する。
本発明に係るAPDの降状電圧対受光部中心から
の距離の関係を第８図に示す。第２図と対比して
明らかなように、第２図にＡをもつて示されたガ
ードリング部の外側にある降状電圧の低い領域は
存在しない。
され、一例として、第７図に示す如き構造を有す
るAPDについて、本発明に特有の作用効果を説
明する。APDはその使用状態にあつては正電極
２１に正電圧が、負電極２０に負電圧が印加さ
れ、この電圧は増倍層１４中に形成されたPN接
合にとつて逆バイアスであるから、PN接合の両
側に空乏層が広がる。そして、空乏層内各部の電
界の強さの距離に対する変化率はその各部の不純
物濃度に比例するから、空乏層はPN接合のP+側
には殆んど広がらない。一方、中間層１３，１
３′、光吸収層１２の側には大きく広がるが、そ
の広がりは受光部１５に対接する領域にけるより
もガードリング部１６に対接する領域において大
きくなり、その外側のプロトン注入なされた領域
１７においては更に大きくなる。そこで、降伏電
圧は受光部１５に対接する領域において最も低く
なり、ガードリング部１６に対接する領域で急激
に上昇し、その外側の領域では更に高くなり、結
果として、確実なガードリング機能が実現する。
本発明に係るAPDの降状電圧対受光部中心から
の距離の関係を第８図に示す。第２図と対比して
明らかなように、第２図にＡをもつて示されたガ
ードリング部の外側にある降状電圧の低い領域は
存在しない。
なお、上記実施例によれば基板表面からプロト
ン注入を行つているため、中間層の１３′の領域
に加えてその上の増倍層の１４′の領域まで低濃
度化されているが、本願発明の趣旨からすると、
もともと高濃度である中間層１３のガードリング
部１６の外側にのみ１３′の如き低濃度化を行な
えば足りる。すなわち、従来例の第２図に示した
様に、第１図のガードリング部６から斜め下外側
に見た時、高濃度の中間層３の厚みが実効的に厚
くなり、その部分での電界の低下が大となり、そ
の結果第２図中Ａの如き降伏電圧の低下が生じる
のである。そしてガードリング部６から水平に外
側を見ると低濃度の増倍層４のみだから降伏電圧
の低下は生じない。従つて、本発明が第２図のＡ
の部分をなくすことを目的としている点を考慮す
れば、中間層１３のガードリング１６の外側に対
応する部分のみ１３′の如く低濃度化すれば良い
ことは白明である。
ン注入を行つているため、中間層の１３′の領域
に加えてその上の増倍層の１４′の領域まで低濃
度化されているが、本願発明の趣旨からすると、
もともと高濃度である中間層１３のガードリング
部１６の外側にのみ１３′の如き低濃度化を行な
えば足りる。すなわち、従来例の第２図に示した
様に、第１図のガードリング部６から斜め下外側
に見た時、高濃度の中間層３の厚みが実効的に厚
くなり、その部分での電界の低下が大となり、そ
の結果第２図中Ａの如き降伏電圧の低下が生じる
のである。そしてガードリング部６から水平に外
側を見ると低濃度の増倍層４のみだから降伏電圧
の低下は生じない。従つて、本発明が第２図のＡ
の部分をなくすことを目的としている点を考慮す
れば、中間層１３のガードリング１６の外側に対
応する部分のみ１３′の如く低濃度化すれば良い
ことは白明である。
以上、説明せるとおり、本発明によれば、
族混晶を光吸収層とし、族化合物半導体結晶
を基板、中間層、増倍層としリーチスルー型層構
造を有するAPDにおいて、その受光部に対応す
る領域においてはp+−n-−ｎ−n-−n+型の層構
造を維持しながら、ガードリング部の外側では
p+−n-−n+型の層構造とされているので、ガー
ドリング部の外周に隣接した領域に低降伏電圧の
領域が発生しないので、確実なガードリング効果
を発揮するAPDを提供することができる。
族混晶を光吸収層とし、族化合物半導体結晶
を基板、中間層、増倍層としリーチスルー型層構
造を有するAPDにおいて、その受光部に対応す
る領域においてはp+−n-−ｎ−n-−n+型の層構
造を維持しながら、ガードリング部の外側では
p+−n-−n+型の層構造とされているので、ガー
ドリング部の外周に隣接した領域に低降伏電圧の
領域が発生しないので、確実なガードリング効果
を発揮するAPDを提供することができる。
なお、上記せる実施例においては、一例とし
て、インジユウム燐（InP）とインジユウム・ガ
リユウム・砒素（InxGa1-xAs）との組み合わせ
とされているが、インジユウム・アンチモン
（GaSb）とガリユウム・アルミニユウム・アンチ
モン（GaxAl1-xSb）との組み合わせをはじめ他
の族化合物半導体結晶と族混晶との組み
合わせも使用することが可能である。
て、インジユウム燐（InP）とインジユウム・ガ
リユウム・砒素（InxGa1-xAs）との組み合わせ
とされているが、インジユウム・アンチモン
（GaSb）とガリユウム・アルミニユウム・アンチ
モン（GaxAl1-xSb）との組み合わせをはじめ他
の族化合物半導体結晶と族混晶との組み
合わせも使用することが可能である。
第１図は、従来技術におけるリーチスルー型
APDの一例を示すウエーハ断面図であり、第２
図は、第１図にウエーハ断面図を示すAPDの降
伏電圧対受光部中心からの距離の関係を示す線図
であり、第３図は従来技術におけるメサ型リーチ
スルー構造のAPDの一例を示すウエーハ断面図
である。第４図は、本発明に係る一実施例におけ
る、第１の工程完了後のウエーハ断面図であり、
第５図は、本発明に係る一実施例における、第２
の工程完了後のウエーハ断面図であり、第６図
は、本発明に係る一実施例における第３の工程完
了後のウエーハ断面図であり、第７図は、本発明
に係る一実施例における第４の工程完了後の、す
なわち、完成したAPDのウエーハ断面図であ
る。第８図は、第７図に示す構造のAPDの降伏
電圧対受光部中心からの距離の関係を示す線図で
ある。 １１……基板、１２……光吸収層、１３……中
間層、１３′……極めて低濃度に不純物を含有す
る中間層、１４……増倍層、１４′……極めて低
濃度に不純物を含有する中間層、１５……受光
部、１６……ガードリング部、１８……無反射コ
ート膜、１９……絶縁層、２０……一方の電極、
２１……他方の電極。
APDの一例を示すウエーハ断面図であり、第２
図は、第１図にウエーハ断面図を示すAPDの降
伏電圧対受光部中心からの距離の関係を示す線図
であり、第３図は従来技術におけるメサ型リーチ
スルー構造のAPDの一例を示すウエーハ断面図
である。第４図は、本発明に係る一実施例におけ
る、第１の工程完了後のウエーハ断面図であり、
第５図は、本発明に係る一実施例における、第２
の工程完了後のウエーハ断面図であり、第６図
は、本発明に係る一実施例における第３の工程完
了後のウエーハ断面図であり、第７図は、本発明
に係る一実施例における第４の工程完了後の、す
なわち、完成したAPDのウエーハ断面図であ
る。第８図は、第７図に示す構造のAPDの降伏
電圧対受光部中心からの距離の関係を示す線図で
ある。 １１……基板、１２……光吸収層、１３……中
間層、１３′……極めて低濃度に不純物を含有す
る中間層、１４……増倍層、１４′……極めて低
濃度に不純物を含有する中間層、１５……受光
部、１６……ガードリング部、１８……無反射コ
ート膜、１９……絶縁層、２０……一方の電極、
２１……他方の電極。
Claims (1)
- １ (イ)その下面に一方の電極が配設され一導電型
の不純物を高濃度に含有する族化合物半導体
結晶よりなる基板と、(ロ)該基板上に結晶格子整合
の上形成され前記基板の含有する不純物と同一の
導電型の不純物を低濃度に含有する族混晶よ
りなる光吸収層と、(ハ)該光吸収層上に形成され一
部領域のみに前記不純物と同一の導電型の不純物
を高濃度に含有し他の領域には前記不純物と同一
の導電型の不純物を極めて低濃度に含有し且つバ
ンドギヤツプが光吸収層より大きな族化合物
半導体結晶よりなる薄層よりなる中間層と、(ニ)該
中間層上に形成され前記不純物と同一の導電型の
不純物を低濃度に含有する族化合物半導体結
晶よりなる増倍層とを有し、(ホ)前記中間層の高不
純物濃度領域に対応する該増倍層の表層の一部領
域には、前記不純物と異なる導電型の不純物を高
濃度に、かつ、比較的浅く含有する領域（受光
部）と、該受光部に接触してこれを囲む閉鎖した
帯状をなし該受光部の含有する不純物と同一の導
電型の不純物を該受光部と同程度の濃度に、か
つ、比較的深くまで含有するガードリング部とを
有し、(ヘ)該ガードリング部の外側に前記中間層の
該他の領域が位置し、(ト)該受光部又はガードリン
グ部の表面の一部には他方の電極を有することを
特徴とするアバランシエフオトダイオード型半導
体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55169888A JPS5793584A (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Semiconductor photoreceiving element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55169888A JPS5793584A (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Semiconductor photoreceiving element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5793584A JPS5793584A (en) | 1982-06-10 |
| JPS6222546B2 true JPS6222546B2 (ja) | 1987-05-19 |
Family
ID=15894811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55169888A Granted JPS5793584A (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Semiconductor photoreceiving element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5793584A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230049U (ja) * | 1988-08-16 | 1990-02-26 | ||
| GB2597272A (en) * | 2020-07-17 | 2022-01-26 | Cyqiq Ltd | Electrode harness for use in carrying out electrical impedance tomography, a system and a method |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2581482B1 (fr) * | 1985-05-03 | 1987-07-10 | Labo Electronique Physique | Photodiode pin a faible courant de fuite |
| DE3855924T2 (de) * | 1987-08-19 | 1998-01-29 | Nippon Electric Co | Planare Avalanche-Photodiode mit Heterostruktur |
| JPH0513798A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光装置 |
| JP4755854B2 (ja) * | 2005-06-02 | 2011-08-24 | 富士通株式会社 | 半導体受光装置及びその製造方法 |
| DE102005027456B4 (de) | 2005-06-14 | 2008-10-16 | Austriamicrosystems Ag | Photodiode mit verringertem Dunkelstrom, Verfahren zur Herstellung und ihre Verwendung |
| JP4486603B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2010-06-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体受光素子 |
-
1980
- 1980-12-02 JP JP55169888A patent/JPS5793584A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230049U (ja) * | 1988-08-16 | 1990-02-26 | ||
| GB2597272A (en) * | 2020-07-17 | 2022-01-26 | Cyqiq Ltd | Electrode harness for use in carrying out electrical impedance tomography, a system and a method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5793584A (en) | 1982-06-10 |
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