JPS6233482A - アバランシエホトダイオ−ド - Google Patents
アバランシエホトダイオ−ドInfo
- Publication number
- JPS6233482A JPS6233482A JP60176471A JP17647185A JPS6233482A JP S6233482 A JPS6233482 A JP S6233482A JP 60176471 A JP60176471 A JP 60176471A JP 17647185 A JP17647185 A JP 17647185A JP S6233482 A JPS6233482 A JP S6233482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- junction
- electric field
- type
- central part
- light absorbing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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。
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〕
この発明は、アバランシェ増倍が行われるアノくランシ
エホトダイオードに関するものである。
エホトダイオードに関するものである。
第２図は例えばエレクトロニクス レターズ（ＥＬＥＣ
ＴＲＯＮＩＣＥＩ ＬＥ’Ｉ’ＴＥＲ８）１９８４年
３月１５日号発行 ２０巻Ｎｏ、６２３５頁に示された
従来のＩｎＧａＡｓ／工ｎＰ ７バランシエホトダイオ
ード（以後ＡＰＤと記す）の断面図である。図において
、（１）は例えばｎ＋−ＩｎＰからなる基板、（２）
、 （３）はそれぞれ基板（１）に成長したエピタキシ
ャル成長層で、（２）は光を吸収して光電子を発生ずる
一導電型の光吸収層で、例えば１１− ＩｎＧａＡａ
Ｍ！であるｎ形光吸収層、（３）はアバランシェ増倍を
行う一導電型のアバランシェ増倍層で、例えば工ｎＰで
あるｎ形アバランシェ増倍層、（４］は他の等電型の領
域で、例えばアバランシェ増倍層（３）中に不純物の拡
散を行い作製したｐ形拡散領域、（５）はｐ形拡散によ
って作製されたＰＮ接合、（６）は拡散領域（４）に形
成された第１電極で、例えばリング状のｐ形電極、（７
）は基板（１）の反光吸収層側に形成された＠２電極で
、例えばｎ形電極、（３）はＰＮ接合（５）の中央部、
（９）はＰＮ接合の周辺部である。矢印Ａは光の入射力
向全示す０ 次に動作について説明する。矢印Ａ方向から入射した光
は、ｐ形拡散領域（４）、ＰＮ接合（５）全透過し、バ
ンドキャップ幅の狭い光吸収層（２）で吸収されて光電
子が発生する。発生した光電子はドリフトによってアバ
ランシェ増倍層（３）へ運ばれる。ｐ彫型４ｉ！（６）
、 ｎ形電極（７）間に逆バイアス電圧を加えると、
光電子は高電界を有するアバランシェ増倍層（３）で増
倍され、両電極（６） 、 （７）間から増倍された光
電流を得ることができる。
ＴＲＯＮＩＣＥＩ ＬＥ’Ｉ’ＴＥＲ８）１９８４年
３月１５日号発行 ２０巻Ｎｏ、６２３５頁に示された
従来のＩｎＧａＡｓ／工ｎＰ ７バランシエホトダイオ
ード（以後ＡＰＤと記す）の断面図である。図において
、（１）は例えばｎ＋−ＩｎＰからなる基板、（２）
、 （３）はそれぞれ基板（１）に成長したエピタキシ
ャル成長層で、（２）は光を吸収して光電子を発生ずる
一導電型の光吸収層で、例えば１１− ＩｎＧａＡａ
Ｍ！であるｎ形光吸収層、（３）はアバランシェ増倍を
行う一導電型のアバランシェ増倍層で、例えば工ｎＰで
あるｎ形アバランシェ増倍層、（４］は他の等電型の領
域で、例えばアバランシェ増倍層（３）中に不純物の拡
散を行い作製したｐ形拡散領域、（５）はｐ形拡散によ
って作製されたＰＮ接合、（６）は拡散領域（４）に形
成された第１電極で、例えばリング状のｐ形電極、（７
）は基板（１）の反光吸収層側に形成された＠２電極で
、例えばｎ形電極、（３）はＰＮ接合（５）の中央部、
（９）はＰＮ接合の周辺部である。矢印Ａは光の入射力
向全示す０ 次に動作について説明する。矢印Ａ方向から入射した光
は、ｐ形拡散領域（４）、ＰＮ接合（５）全透過し、バ
ンドキャップ幅の狭い光吸収層（２）で吸収されて光電
子が発生する。発生した光電子はドリフトによってアバ
ランシェ増倍層（３）へ運ばれる。ｐ彫型４ｉ！（６）
、 ｎ形電極（７）間に逆バイアス電圧を加えると、
光電子は高電界を有するアバランシェ増倍層（３）で増
倍され、両電極（６） 、 （７）間から増倍された光
電流を得ることができる。
従来のＡＰＤは以上のように構成されているので、逆バ
イアス電圧を加えた場合、ＰＮ接合の周辺部（９）の電
界が中央部（３）より大きくなる。従って、光が照射さ
れて光電子の増倍が行われる中央部（８）において増倍
に十分な高電界が得られる前く、周辺部（９）でブレー
クダウン（エツジブレークダウン）が生じてしまい、逆
バイアス電圧を増加しても中央部（９）で増倍に十分な
高電界が得られないという問題点があった。
イアス電圧を加えた場合、ＰＮ接合の周辺部（９）の電
界が中央部（３）より大きくなる。従って、光が照射さ
れて光電子の増倍が行われる中央部（８）において増倍
に十分な高電界が得られる前く、周辺部（９）でブレー
クダウン（エツジブレークダウン）が生じてしまい、逆
バイアス電圧を増加しても中央部（９）で増倍に十分な
高電界が得られないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためにな芒れ
たもので、ＰＮ接合の周辺部におけるエツジブレークダ
ウンを防止し、光電子増倍を行う中央部で十分な高電界
を得ることのできるＡＰＤを得ることを目的とする。
たもので、ＰＮ接合の周辺部におけるエツジブレークダ
ウンを防止し、光電子増倍を行う中央部で十分な高電界
を得ることのできるＡＰＤを得ることを目的とする。
この発明に係るアバランシェホトダイオードは、基板、
この基板に形成され、光合吸収して光電子を発生する一
導電型光吸収層、この光吸収層に形成され、反光吸収層
側に１中央部の曲率半径が周辺部より小さい凹部を有す
る一導電型アパランシ工増倍層、このアバランシェ増倍
層の凹部に形成された他の導電型の領域、この領域に形
成された第１電極、及び基板の反光吸収層側に形成され
た第２電極全備えたものである。
この基板に形成され、光合吸収して光電子を発生する一
導電型光吸収層、この光吸収層に形成され、反光吸収層
側に１中央部の曲率半径が周辺部より小さい凹部を有す
る一導電型アパランシ工増倍層、このアバランシェ増倍
層の凹部に形成された他の導電型の領域、この領域に形
成された第１電極、及び基板の反光吸収層側に形成され
た第２電極全備えたものである。
この発明におけるＰＮ接合の中央部は、その周辺部よυ
曲率半径が小さな形状に構成されており、一般にＰＮ接
合面の電界は、接合面の曲率半径が小さいほど高電界が
得られることが知られている。
曲率半径が小さな形状に構成されており、一般にＰＮ接
合面の電界は、接合面の曲率半径が小さいほど高電界が
得られることが知られている。
さらに、この発明においては、ＰＮ接合と光吸収層との
距離が、周辺部より中央部において短く構成されている
。これらのことより、中央部において周辺部より高電界
を得ることができ、周辺部でのエツジブレークダウンを
ほぼ防止できる。
距離が、周辺部より中央部において短く構成されている
。これらのことより、中央部において周辺部より高電界
を得ることができ、周辺部でのエツジブレークダウンを
ほぼ防止できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、σＱは一導電型のアバランシェ増倍層で、
例えばｎ −工ｎＰよりなるアバランシェ増倍層であり
、反光吸収層側に、中央部（至）の曲率半径か周辺部α
養より小さい凹部全盲する。この凹部は、例えばエツチ
ングなどで加工され、その後、例えばＰ形不純物の拡散
によって、アバランシェ増倍層（１０の導電型に対し他
の導電型の領域αυを形成し、ＰＮ接合（６）を形成す
る。
図において、σＱは一導電型のアバランシェ増倍層で、
例えばｎ −工ｎＰよりなるアバランシェ増倍層であり
、反光吸収層側に、中央部（至）の曲率半径か周辺部α
養より小さい凹部全盲する。この凹部は、例えばエツチ
ングなどで加工され、その後、例えばＰ形不純物の拡散
によって、アバランシェ増倍層（１０の導電型に対し他
の導電型の領域αυを形成し、ＰＮ接合（６）を形成す
る。
矢印Ａ方向から入射した光は、Ｐ形拡散＠域αυ、ＰＮ
接合（６）を透過し、従来と同様に、光吸収層（２）で
吸収され、光電子が発生する。ｎ形電極（６）とｎ形電
極（７）聞に逆バイアス電圧を印加すると、ＰＮ接合の
中央部に）と光吸収層（２）との距離が短いことと、Ｐ
Ｎ接合面の曲率半径が小さいことの効果により、ＰＮ接
合の周辺部（１４）より中央部（転）に電界が集中する
。このため、周辺部α４におけるエツジブレークダウン
をほぼ防止することができ、中央部Ｃ１３において高電
界を得ることができる。光吸収層（２）で発生した光電
子はドリフトでアバランシェ増倍層σＱに移動し、逆バ
イアス電圧下で高電界部で増倍される。このように、両
＠４ｉｆ （６） 、 （７）間から増倍された元ｆａ
流を得ることができる。
接合（６）を透過し、従来と同様に、光吸収層（２）で
吸収され、光電子が発生する。ｎ形電極（６）とｎ形電
極（７）聞に逆バイアス電圧を印加すると、ＰＮ接合の
中央部に）と光吸収層（２）との距離が短いことと、Ｐ
Ｎ接合面の曲率半径が小さいことの効果により、ＰＮ接
合の周辺部（１４）より中央部（転）に電界が集中する
。このため、周辺部α４におけるエツジブレークダウン
をほぼ防止することができ、中央部Ｃ１３において高電
界を得ることができる。光吸収層（２）で発生した光電
子はドリフトでアバランシェ増倍層σＱに移動し、逆バ
イアス電圧下で高電界部で増倍される。このように、両
＠４ｉｆ （６） 、 （７）間から増倍された元ｆａ
流を得ることができる。
なお、上記実施例では、矢印Ａ方向からの光入射を用い
るためｎ形電極（６）にリング状の電極を利用したが、
これはｐ形拡散＠Ｍ、＠全面を被う透明電極でもよい。
るためｎ形電極（６）にリング状の電極を利用したが、
これはｐ形拡散＠Ｍ、＠全面を被う透明電極でもよい。
また、基板（１）側からの光入射を用い、ｎ形電極（６
）Ｋｐ形拡散領域Ｑυ全面を被う金７ｍ電極を利用して
もよい。基板（１）側からの光入射においては効率を向
上させるために、第３図に示すように、基板（１）を掘
９込んで構成することもできる。矢印Ｂ方向からの光入
射の場合のｎ形電極（７）としても、例えば全面を被う
透明電極や、リング状の金属電極などを利用することが
できる。第３図は基板（１）の掘りこみを行い、ｎ形電
極（６）にｔｆｉｐ形拡散＠域（６）全面を被う金属電
極を、ｎ形電極（７）にはリング形状の電極を利用した
実施例である。
）Ｋｐ形拡散領域Ｑυ全面を被う金７ｍ電極を利用して
もよい。基板（１）側からの光入射においては効率を向
上させるために、第３図に示すように、基板（１）を掘
９込んで構成することもできる。矢印Ｂ方向からの光入
射の場合のｎ形電極（７）としても、例えば全面を被う
透明電極や、リング状の金属電極などを利用することが
できる。第３図は基板（１）の掘りこみを行い、ｎ形電
極（６）にｔｆｉｐ形拡散＠域（６）全面を被う金属電
極を、ｎ形電極（７）にはリング形状の電極を利用した
実施例である。
また、上記実施例において、ＰＮが逆の−１電型でも可
能である。さらに、ＰＮ接合作製において、不純物の拡
散により領［（Ｉｌｌ を作製しているが、イオン注入
などでも可能である。
能である。さらに、ＰＮ接合作製において、不純物の拡
散により領［（Ｉｌｌ を作製しているが、イオン注入
などでも可能である。
以上のように、この発明によれば、基板、この基板に形
成され、光を吸収して光電子を発生する一導電型党吸収
層、この光吸収層に形成され、反光吸収層側に、中央部
の曲率半径が周辺部より小さい凹部を有する一導電型ア
バランシエ増倍層、このアバランシェ増倍層の凹部に形
成された他の導電型の＠域、この領域に形成された第１
電極、及び基板の反光吸収層側に形成された第２電極を
備えることにより、ＰＭ接合の周辺部におけるエツジブ
レークダウンを防止し、光電子増倍を行う中央部で十分
な高電界を得ることのできるアバランシェホトダイオー
ドが得られる効果がある。
成され、光を吸収して光電子を発生する一導電型党吸収
層、この光吸収層に形成され、反光吸収層側に、中央部
の曲率半径が周辺部より小さい凹部を有する一導電型ア
バランシエ増倍層、このアバランシェ増倍層の凹部に形
成された他の導電型の＠域、この領域に形成された第１
電極、及び基板の反光吸収層側に形成された第２電極を
備えることにより、ＰＭ接合の周辺部におけるエツジブ
レークダウンを防止し、光電子増倍を行う中央部で十分
な高電界を得ることのできるアバランシェホトダイオー
ドが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるＡＰＤ？示す断面図
、第２図は従来のＡＰＤｔ−示す断面図、第３図はこの
発明の池の実施例によるＡＰＤ 全示す断面図である。 （１）・・・基板、（２）・・・光吸収層、（６）・・
・第１電極、（７）・・・第２電極、ｑｏ・・・アバラ
ンシェ増倍層、αυ・・＠域、（至）・・・中央部、α
４・・・周辺部なお、図中同一符号は同−又は相当部分
を示す。 ｄ人大岩増雄 第１図 第２図 第３図
、第２図は従来のＡＰＤｔ−示す断面図、第３図はこの
発明の池の実施例によるＡＰＤ 全示す断面図である。 （１）・・・基板、（２）・・・光吸収層、（６）・・
・第１電極、（７）・・・第２電極、ｑｏ・・・アバラ
ンシェ増倍層、αυ・・＠域、（至）・・・中央部、α
４・・・周辺部なお、図中同一符号は同−又は相当部分
を示す。 ｄ人大岩増雄 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 基板、この基板に形成され、光を吸収して光電子を発生
する一導電型光吸収層、この光吸収層に形成され、反光
吸収層側に、中央部の曲率半径が周辺部より小さい凹部
を有する一導電型アバランシエ増倍層、このアバランシ
エ増倍層の凹部に形成された他の導電型の領域、この領
域に形成された第１電極、及び上記基板の反光吸収層側
に形成された第２電極を備えたアバランシエホトダイオ
ード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176471A JPS6233482A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | アバランシエホトダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176471A JPS6233482A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | アバランシエホトダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233482A true JPS6233482A (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=16014255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176471A Pending JPS6233482A (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | アバランシエホトダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233482A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157473A (en) * | 1990-04-11 | 1992-10-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Avalanche photodiode having guard ring |
| EP1860703A1 (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-28 | Eudyna Devices Inc. | Semiconductor light-receiving device with carrier multiplication |
| US8558339B1 (en) | 2013-03-01 | 2013-10-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Photo diode array |
| JP2022524557A (ja) * | 2019-03-12 | 2022-05-06 | デファン リミテッド ライアビリティ カンパニー | アバランシェ光検出器（変形形態）およびこれを製造するための方法（変形形態） |
| JP2022524556A (ja) * | 2019-03-12 | 2022-05-06 | デファン リミテッド ライアビリティ カンパニー | アバランシェ光検出器（変形形態）およびこれを製造するための方法（変形形態） |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5567102U (ja) * | 1978-10-31 | 1980-05-09 |
-
1985
- 1985-08-07 JP JP60176471A patent/JPS6233482A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5567102U (ja) * | 1978-10-31 | 1980-05-09 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157473A (en) * | 1990-04-11 | 1992-10-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Avalanche photodiode having guard ring |
| EP1860703A1 (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-28 | Eudyna Devices Inc. | Semiconductor light-receiving device with carrier multiplication |
| US8558339B1 (en) | 2013-03-01 | 2013-10-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Photo diode array |
| JP2022524557A (ja) * | 2019-03-12 | 2022-05-06 | デファン リミテッド ライアビリティ カンパニー | アバランシェ光検出器（変形形態）およびこれを製造するための方法（変形形態） |
| JP2022524556A (ja) * | 2019-03-12 | 2022-05-06 | デファン リミテッド ライアビリティ カンパニー | アバランシェ光検出器（変形形態）およびこれを製造するための方法（変形形態） |
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