JPS6259476B2 - - Google Patents
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- JPS6259476B2 JPS6259476B2 JP55087304A JP8730480A JPS6259476B2 JP S6259476 B2 JPS6259476 B2 JP S6259476B2 JP 55087304 A JP55087304 A JP 55087304A JP 8730480 A JP8730480 A JP 8730480A JP S6259476 B2 JPS6259476 B2 JP S6259476B2
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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
- H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
- H01L31/1136—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体光電変換装置に関する。
半導体光電変換装置として、従来、原理的に第
１図に示すような、半導体基板１を有し、その半
導体基板１に、その主面２側において、第１及び
第２の電極３及び４がオーミツクに附されている
構成を有し、そして、電極３及び４間に、電源５
を、負荷６を通じて接続している状態で、半導体
基板１の電極３及び４間の領域７に、これを受光
領域として、主面２側から、光８が照射されるよ
うに構成された光伝導素子が提案されている。
１図に示すような、半導体基板１を有し、その半
導体基板１に、その主面２側において、第１及び
第２の電極３及び４がオーミツクに附されている
構成を有し、そして、電極３及び４間に、電源５
を、負荷６を通じて接続している状態で、半導体
基板１の電極３及び４間の領域７に、これを受光
領域として、主面２側から、光８が照射されるよ
うに構成された光伝導素子が提案されている。
ところで、このような光伝導素子によれば、受
光領域７に光８が照射されることによつて、その
受光領域７に、光８の強度に応じたキヤリアが励
起し、これに基き、受光領域７が光の強さに応じ
た伝導度を呈し、このため、負荷６に光８の強さ
に応じた電流が供給されるという機構で、光電変
換機能を得ることができ、そして、その光電変換
機能が、上述した機構で得られるので、その光電
変換機能が、高速応答性を以つて得られる、とい
う特徴を有する。
光領域７に光８が照射されることによつて、その
受光領域７に、光８の強度に応じたキヤリアが励
起し、これに基き、受光領域７が光の強さに応じ
た伝導度を呈し、このため、負荷６に光８の強さ
に応じた電流が供給されるという機構で、光電変
換機能を得ることができ、そして、その光電変換
機能が、上述した機構で得られるので、その光電
変換機能が、高速応答性を以つて得られる、とい
う特徴を有する。
しかしながら、第１図にに示す従来の光伝導素
子の場合、その光電変換機能が上述した機能で得
られるので、光増倍効果を有さず、このため、微
弱な光に対して満足し得る光電変換機能が得られ
ない、という欠点を有していた。
子の場合、その光電変換機能が上述した機能で得
られるので、光増倍効果を有さず、このため、微
弱な光に対して満足し得る光電変換機能が得られ
ない、という欠点を有していた。
また、従来、半導体光電変換装置として、原理
的に第２図に示すような、Ｐ型の半導体基板１１
を有し、その半導体基板１１上に、真性半導体層
１２及びＮ型の半導体層１３が、それらの順に積
層して形成され、一方、半導体基板１１に、その
真性半導体層１２側とは反対側の面上において、
第１の電極１４が付され、また、半導体層１３
に、その真性半導体層１２側とは反対側の面１５
上の側部において、第２の電極１６が附されてい
る構成を有し、そして、電極１４及び１６間に、
電源１７を、電極１４側を負として、負荷１８を
通じて接続している状態で、真性半導体層１２
に、半導体層１３の面１５側の外部から、光１９
が照射されるように構成されたPIN接合型光ダイ
オードが提案されている。
的に第２図に示すような、Ｐ型の半導体基板１１
を有し、その半導体基板１１上に、真性半導体層
１２及びＮ型の半導体層１３が、それらの順に積
層して形成され、一方、半導体基板１１に、その
真性半導体層１２側とは反対側の面上において、
第１の電極１４が付され、また、半導体層１３
に、その真性半導体層１２側とは反対側の面１５
上の側部において、第２の電極１６が附されてい
る構成を有し、そして、電極１４及び１６間に、
電源１７を、電極１４側を負として、負荷１８を
通じて接続している状態で、真性半導体層１２
に、半導体層１３の面１５側の外部から、光１９
が照射されるように構成されたPIN接合型光ダイ
オードが提案されている。
ところで、このようなPIN接合型ダイオードに
よれば、真性半導体層１２に光１９が照射される
ことによつて、その真性半導体層１２に、光１９
の強度に応じたキヤリアが励起し、そのキヤリア
が、電源１７の電圧に基き真性半導体層１２を横
切つて分布している加速電界によつて、加速され
て、電極１４及び１６に到達するため、負荷１８
に、光１９の強さに応じた電流が供給される、と
いう機構で、光電変換機能を得ることができ、そ
して、その光電変換機能が、上述した機構で得ら
れるので、その光電変換機能が、高速応答性を以
つて得られる、という特徴を有する。
よれば、真性半導体層１２に光１９が照射される
ことによつて、その真性半導体層１２に、光１９
の強度に応じたキヤリアが励起し、そのキヤリア
が、電源１７の電圧に基き真性半導体層１２を横
切つて分布している加速電界によつて、加速され
て、電極１４及び１６に到達するため、負荷１８
に、光１９の強さに応じた電流が供給される、と
いう機構で、光電変換機能を得ることができ、そ
して、その光電変換機能が、上述した機構で得ら
れるので、その光電変換機能が、高速応答性を以
つて得られる、という特徴を有する。
しかしながら、第２図に示すPIN接合型光ダイ
オードの場合、その光電変換機能が上述した機構
で得られるので、第１図に示す光伝導素子の場合
と同様に、光増倍効果を有さず、このため、第１
図に示す光伝導素子の場合で上述したと同様の欠
点を有していた。
オードの場合、その光電変換機能が上述した機構
で得られるので、第１図に示す光伝導素子の場合
と同様に、光増倍効果を有さず、このため、第１
図に示す光伝導素子の場合で上述したと同様の欠
点を有していた。
さらに、従来、半導体光電変換装置として、原
理的に、第３図に示すような、Ｎ型の半導体基板
２１を有し、その半導体基板２１上に、PN接合
２２を形成すべく、Ｐ型の半導体層２３が形成さ
れ、一方、半導体基板２１に、その半導体層２３
側とは反対側の面上において、第１の電極２４が
付され、また、半導体層２３に、その半導体基板
２１側とは反対側の面２３上において、第２の電
極２６が附されている構成を有し、そして、電極
２４及び２６間に大きな電圧が得られる電源２７
を、電極２６側を負として、負荷２８を通じて接
続し、PN接合２２から大きく拡がる空乏層（図
示せず）を得ている状態で、その空乏層に、半導
体層２３の主面２５側の外部から、光２９が照射
されるように構成されたアバランシエ型光ダイオ
ードが提案されている。
理的に、第３図に示すような、Ｎ型の半導体基板
２１を有し、その半導体基板２１上に、PN接合
２２を形成すべく、Ｐ型の半導体層２３が形成さ
れ、一方、半導体基板２１に、その半導体層２３
側とは反対側の面上において、第１の電極２４が
付され、また、半導体層２３に、その半導体基板
２１側とは反対側の面２３上において、第２の電
極２６が附されている構成を有し、そして、電極
２４及び２６間に大きな電圧が得られる電源２７
を、電極２６側を負として、負荷２８を通じて接
続し、PN接合２２から大きく拡がる空乏層（図
示せず）を得ている状態で、その空乏層に、半導
体層２３の主面２５側の外部から、光２９が照射
されるように構成されたアバランシエ型光ダイオ
ードが提案されている。
ところで、このようなアバランシエ型光ダイオ
ードによれば、空乏層に光２９が照射されること
によつて、その空乏層に、光２９の強さに応じた
キヤリアが励起し、それに基く増倍されたキヤリ
アが、空乏層に、アバランシエ効果によつて生
じ、その増倍されたキヤリアが、電極２４及び２
６に到達し、このため、負荷２８に、光２９の強
さに応じた電流が供給される、という機構で光電
変換機能を得ることができ、そして、その光電変
換機能が、上述した機構で得られるので、その光
電変換機能が光増倍効果を有して得られ、このた
め、微弱な光に対しても、大なる電流を、負荷２
８に供給し得るという光電変換機能が得られる、
という特徴を有する。
ードによれば、空乏層に光２９が照射されること
によつて、その空乏層に、光２９の強さに応じた
キヤリアが励起し、それに基く増倍されたキヤリ
アが、空乏層に、アバランシエ効果によつて生
じ、その増倍されたキヤリアが、電極２４及び２
６に到達し、このため、負荷２８に、光２９の強
さに応じた電流が供給される、という機構で光電
変換機能を得ることができ、そして、その光電変
換機能が、上述した機構で得られるので、その光
電変換機能が光増倍効果を有して得られ、このた
め、微弱な光に対しても、大なる電流を、負荷２
８に供給し得るという光電変換機能が得られる、
という特徴を有する。
しかしながら、第３図に示すアバランシエ型光
ダイオードの場合、その光電変換機能が、上述し
たアバランシエ効果によつて増倍されたキヤリア
に基き、負荷２８に電流が供給される、という機
構で得られるので、その負荷２８に得られる電流
が、雑音を伴なつて得られ、このため、上述した
光電変換機能が、Ｓ／Ｎ良く得られない、という
欠点を有していた。
ダイオードの場合、その光電変換機能が、上述し
たアバランシエ効果によつて増倍されたキヤリア
に基き、負荷２８に電流が供給される、という機
構で得られるので、その負荷２８に得られる電流
が、雑音を伴なつて得られ、このため、上述した
光電変換機能が、Ｓ／Ｎ良く得られない、という
欠点を有していた。
よつて、本発明は、上述した従来の半導体光電
変換装置の欠点を有さず、光電変換機能が、高速
応答性を以つて、また微弱な光に対しても十分満
足して、さらにＳ／Ｎ良く得られる、という新規
な半導体光電変換装置を提案せんとするもので、
以下、詳述するところから明らかとなるであろ
う。
変換装置の欠点を有さず、光電変換機能が、高速
応答性を以つて、また微弱な光に対しても十分満
足して、さらにＳ／Ｎ良く得られる、という新規
な半導体光電変換装置を提案せんとするもので、
以下、詳述するところから明らかとなるであろ
う。
第４図は、本発明による半導体光電変換装置の
原理的一例を示し、導電性を与える不純物を導入
していないInPである半導体基板内にそのバンド
ギヤツプ中に深い準位を生成する例えばFeが導
入されている構成を有し且つ例えば108Ω−cm程
度というような高い比抵抗を有して半絶縁性を呈
する、という半絶縁性半導体基板３１を有する。
原理的一例を示し、導電性を与える不純物を導入
していないInPである半導体基板内にそのバンド
ギヤツプ中に深い準位を生成する例えばFeが導
入されている構成を有し且つ例えば108Ω−cm程
度というような高い比抵抗を有して半絶縁性を呈
する、という半絶縁性半導体基板３１を有する。
しかして、その半絶縁性半導体基板３１内に、
その主面３２側からの例えばSiであるＮ型不純物
のイオン打込処理によつて、比抵抗の十分小さ
な、N+型の第１及び第２の半導体領域３３及び
３４が、例えば20μｍの内側間間隔を保ち且つ例
えば100μｍの対向長さ（紙面と垂直方向にみた
長さ）で形成されている。
その主面３２側からの例えばSiであるＮ型不純物
のイオン打込処理によつて、比抵抗の十分小さ
な、N+型の第１及び第２の半導体領域３３及び
３４が、例えば20μｍの内側間間隔を保ち且つ例
えば100μｍの対向長さ（紙面と垂直方向にみた
長さ）で形成されている。
また、半絶縁性半導体基板３１の第１及び第２
の半導体領域３３及び３４間の領域３５上に、主
面３２側の面４２上において、例えばCVD法に
よつて、例えばアルミナでなる絶縁層３６が形成
され、一方、その絶縁層３６上に、例えば約150
ÅのAu蒸着膜でなる透光性を有する電極３７が
配され、さらに、半絶縁性半導体基板３１に、そ
の主面３２側とは反対側の主面３８側において、
例えばAu蒸着膜、Ge蒸着膜及びNi蒸着膜の積層
体でなる電極３９がオーミツクに附され、なおさ
らに、第１及び第２の半導体領域３３及び３４
に、それぞれそれ等の主面３２側において、電極
３９と同様の積層体でなる電極４０及び４１がオ
ーミツクに附されている。
の半導体領域３３及び３４間の領域３５上に、主
面３２側の面４２上において、例えばCVD法に
よつて、例えばアルミナでなる絶縁層３６が形成
され、一方、その絶縁層３６上に、例えば約150
ÅのAu蒸着膜でなる透光性を有する電極３７が
配され、さらに、半絶縁性半導体基板３１に、そ
の主面３２側とは反対側の主面３８側において、
例えばAu蒸着膜、Ge蒸着膜及びNi蒸着膜の積層
体でなる電極３９がオーミツクに附され、なおさ
らに、第１及び第２の半導体領域３３及び３４
に、それぞれそれ等の主面３２側において、電極
３９と同様の積層体でなる電極４０及び４１がオ
ーミツクに附されている。
そして、電極４０及び４１間に、動作電源５１
が、負荷５２を通じて接続され、且つ電極３７及
び４７間にバイアス用電源５３が、電極３７側を
正として接続されている状態で、半絶縁性半導体
基板３１の領域３５が、光３５によつて、電極３
７及び絶縁層３６を介して、電極３７側の外部か
ら、照射されるように構成されている。
が、負荷５２を通じて接続され、且つ電極３７及
び４７間にバイアス用電源５３が、電極３７側を
正として接続されている状態で、半絶縁性半導体
基板３１の領域３５が、光３５によつて、電極３
７及び絶縁層３６を介して、電極３７側の外部か
ら、照射されるように構成されている。
また、領域３５が光５４によつて照射されてい
ない場合において、電極３７及び４０間に電源５
３から与える電圧（これをVgとする）の値が、
零であれば、半導体基板３１の領域３５に電界が
与えられないため、その領域３５が頭初の半絶縁
性を保ち、よつて、負荷５２に、電極４０及び４
１及び領域３５を通つての電源５１からの電流が
流れない、というように構成されている。
ない場合において、電極３７及び４０間に電源５
３から与える電圧（これをVgとする）の値が、
零であれば、半導体基板３１の領域３５に電界が
与えられないため、その領域３５が頭初の半絶縁
性を保ち、よつて、負荷５２に、電極４０及び４
１及び領域３５を通つての電源５１からの電流が
流れない、というように構成されている。
しかしながら、このような状態から、電源５３
を調整して、電圧Vgの値を徐々に大にすれば、
領域３５に、その電圧Vgの値に応じた強さの電
界が侵入するため、その領域３５のエネルギバン
ドが電圧Vgの値に応じて曲げられ、そして、電
圧Vgの値が或る値（これを閾値Vthとする）に達
すれば、領域３５がＮ型半導体領域の性質を呈
し、それによつて始めて、負荷５２に、電源５１
からの電流が流れる、というように構成されてい
る。
を調整して、電圧Vgの値を徐々に大にすれば、
領域３５に、その電圧Vgの値に応じた強さの電
界が侵入するため、その領域３５のエネルギバン
ドが電圧Vgの値に応じて曲げられ、そして、電
圧Vgの値が或る値（これを閾値Vthとする）に達
すれば、領域３５がＮ型半導体領域の性質を呈
し、それによつて始めて、負荷５２に、電源５１
からの電流が流れる、というように構成されてい
る。
また、電圧Vgの値が零であり且つ電源５１の
電圧が零でない状態においては、領域３５が半絶
縁性であるため、領域３５が光５４の照射を受け
ていないとき、負荷５２には電流は流れないが、
このような状態から、領域３５に光５４が照射さ
れれば、その光５４の強さに応じたキヤリアが、
領域３５に励起し、このため、領域３５に、光の
照射を受けていない時のフエルミレベルＥFの位
置より伝導帯側に接近した電子の疑フエルミレベ
ルＥFoが生ずる、というように構成されている。
電圧が零でない状態においては、領域３５が半絶
縁性であるため、領域３５が光５４の照射を受け
ていないとき、負荷５２には電流は流れないが、
このような状態から、領域３５に光５４が照射さ
れれば、その光５４の強さに応じたキヤリアが、
領域３５に励起し、このため、領域３５に、光の
照射を受けていない時のフエルミレベルＥFの位
置より伝導帯側に接近した電子の疑フエルミレベ
ルＥFoが生ずる、というように構成されている。
また、いま、領域３５の伝導帯端ＥCSと、電子
の疑フエルミレベルＥFoとの差Ｅcs−ＥFoに着目
するとき、領域３５に光５４が照射されている状
態で、電圧Vgの値を零とＶthとの間の中間値（こ
れをVg′とする）とすれば、この値Vg′に応じ
て、領域３５のエネルギバンドが曲がり、電導帯
端ＥCSが電子の疑フエルミレベルＥFoに接近し、
よつて、差ＥCS−ＥFoの値が小さくなり、伝導電
子の濃度が増倍される、というように構成されて
いる。
の疑フエルミレベルＥFoとの差Ｅcs−ＥFoに着目
するとき、領域３５に光５４が照射されている状
態で、電圧Vgの値を零とＶthとの間の中間値（こ
れをVg′とする）とすれば、この値Vg′に応じ
て、領域３５のエネルギバンドが曲がり、電導帯
端ＥCSが電子の疑フエルミレベルＥFoに接近し、
よつて、差ＥCS−ＥFoの値が小さくなり、伝導電
子の濃度が増倍される、というように構成されて
いる。
さらに、領域３５に光５４が照射されている状
態で、電圧Vgの値を零の値と閾値Ｖthとの間の中
間値（これをVg′とする）とすれば、この値
Vg′に応じた電界が領域３５に侵入するため、上
述した疑エネルギバンドが、そのフエルミレベル
とともに、値Vg′に応じた分、導電帯側に移動
し、このため、領域３５に励起しているキヤリア
が増倍される、というように構成されている。
態で、電圧Vgの値を零の値と閾値Ｖthとの間の中
間値（これをVg′とする）とすれば、この値
Vg′に応じた電界が領域３５に侵入するため、上
述した疑エネルギバンドが、そのフエルミレベル
とともに、値Vg′に応じた分、導電帯側に移動
し、このため、領域３５に励起しているキヤリア
が増倍される、というように構成されている。
以上で、本発明による半導体光電変換装置の原
理的一例構成が明らかとなつた。
理的一例構成が明らかとなつた。
このような構成を有する本発明による半導体光
電変換装置によれば、上述したところから明らか
なように、電極４０及び４１間に、動作電源５１
を、負荷５２を通じて接続し、また、電極３７及
び４０間に、電源５３を接続し、そして、電極３
７及び４０間に、電源５３から、上述した値
Vg′を有する電圧Vgを与えた状態で、半導体基板
３１の領域３５に、光５４を、電極３７側から、
その電極３７及び絶縁層３６を通じて照射させれ
ば、その領域３５に、光５４の強さに応じたキヤ
リアが励起し、そして、そのキヤリアに基き、領
域３５の、上述した電圧Vgの値Vg′に応じた疑エ
ネルギバンドが、光５４の強さに応じて導電帯側
に移動するため、領域３５に、光５４の強さに応
じて励起されたキヤリアの増倍効果が生じ、そし
て、そのキヤリアである正孔及び電子が、それぞ
れ半導体領域３３及び３４を通じて電極４０及び
４１に達し、このため、負荷５２に、光５４の強
さに応じた電流が供給されるという機構で、光電
変換機能を得ることができる。
電変換装置によれば、上述したところから明らか
なように、電極４０及び４１間に、動作電源５１
を、負荷５２を通じて接続し、また、電極３７及
び４０間に、電源５３を接続し、そして、電極３
７及び４０間に、電源５３から、上述した値
Vg′を有する電圧Vgを与えた状態で、半導体基板
３１の領域３５に、光５４を、電極３７側から、
その電極３７及び絶縁層３６を通じて照射させれ
ば、その領域３５に、光５４の強さに応じたキヤ
リアが励起し、そして、そのキヤリアに基き、領
域３５の、上述した電圧Vgの値Vg′に応じた疑エ
ネルギバンドが、光５４の強さに応じて導電帯側
に移動するため、領域３５に、光５４の強さに応
じて励起されたキヤリアの増倍効果が生じ、そし
て、そのキヤリアである正孔及び電子が、それぞ
れ半導体領域３３及び３４を通じて電極４０及び
４１に達し、このため、負荷５２に、光５４の強
さに応じた電流が供給されるという機構で、光電
変換機能を得ることができる。
ところで、この場合、領域３５に生ずるキヤリ
アをそのまま利用して、負荷５２に、電流を流す
ようにしているので、上述した光電変換機能が、
高速で得られる。
アをそのまま利用して、負荷５２に、電流を流す
ようにしているので、上述した光電変換機能が、
高速で得られる。
また、領域３５において、光５４の照射によつ
て励起されたキヤリアを増倍して、負荷５２に電
流を供給するようにしているので、微弱な光に対
しても、負荷５２に流れる電流を大きな値で得る
ことができる。
て励起されたキヤリアを増倍して、負荷５２に電
流を供給するようにしているので、微弱な光に対
しても、負荷５２に流れる電流を大きな値で得る
ことができる。
さらに、領域３５に生ずるキヤリアの増倍が、
領域３５に侵入する電界に基き得られるようにし
ているので、負荷５２に流れる電流に雑音を伴う
ことがない、などの大なる特徴を有する。
領域３５に侵入する電界に基き得られるようにし
ているので、負荷５２に流れる電流に雑音を伴う
ことがない、などの大なる特徴を有する。
なお、電源５１が、図示のように、電極４１側
を正とする場合において、電極３９が、図示のよ
うに、電極４０に接続されていれば、領域３５に
増倍されて生ずるキヤリア中の正孔が、電極３９
に吸収されるので、上述した光電変換機能が、さ
らに効果的に高速に得られる。
を正とする場合において、電極３９が、図示のよ
うに、電極４０に接続されていれば、領域３５に
増倍されて生ずるキヤリア中の正孔が、電極３９
に吸収されるので、上述した光電変換機能が、さ
らに効果的に高速に得られる。
よつて、第４図に示す本発明による半導体光電
変換装置の一例構成によれば、光電変換機能が、
高速応答性を以つて、また、微弱な光に対しても
十分満足して、さらに、Ｓ／Ｎ良く得られる、と
いう大なる特徴を有する。
変換装置の一例構成によれば、光電変換機能が、
高速応答性を以つて、また、微弱な光に対しても
十分満足して、さらに、Ｓ／Ｎ良く得られる、と
いう大なる特徴を有する。
このことは、第４図に示す本発明による半導体
光電変換装置の一例構成において、光５４が6328
Åの波長を有し且つ50μＷの強さを有する場合に
おいて、電極４０及び４１間に接続している電源
５１の電圧（これをＶDとする）に対する、電極
３７及び４０間に電源５３から与えられる電圧
Vgの値をパラメータとしている負荷５２に流れ
る電流（これをＩDとする）の関係を測定したと
ころ、第５図に示す結果が得られたこと、及び電
圧Dが2Vである場合において、電圧Vgの値に対す
る、光５４（6328Åの波長を有する）の強さ（こ
れをＥとする）をパラメータとしている増幅度
（これをＧとする）の関係を測定したところ、第
６図に示す結果が得られたことからも明らかであ
ろう。
光電変換装置の一例構成において、光５４が6328
Åの波長を有し且つ50μＷの強さを有する場合に
おいて、電極４０及び４１間に接続している電源
５１の電圧（これをＶDとする）に対する、電極
３７及び４０間に電源５３から与えられる電圧
Vgの値をパラメータとしている負荷５２に流れ
る電流（これをＩDとする）の関係を測定したと
ころ、第５図に示す結果が得られたこと、及び電
圧Dが2Vである場合において、電圧Vgの値に対す
る、光５４（6328Åの波長を有する）の強さ（こ
れをＥとする）をパラメータとしている増幅度
（これをＧとする）の関係を測定したところ、第
６図に示す結果が得られたことからも明らかであ
ろう。
また、上述した本発明による半導体光電変換装
置の場合、第１及び第２の半導体領域３３及び３
４を形成する半導体基板として、導電性を与える
不純物を導入していない半導体基板内にそのバン
ドギヤツプ中に深い準位を生成する物質（上例の
場合、Fe）が導入されている構成を有し且つ高
い比抵抗を有して半絶縁性を呈する、という半絶
縁性半導体基板１を用いているため、半導体基板
と第１及び第２の半導体領域３３及び３４との間
に光起電力効果が生ずるようなPN接合を形成し
ておらず、また、半導体基板自体、それにバンド
ギヤツプ中に深い準位を生成する物質が導入され
ているため、光キヤリアキラー効果を有する。
置の場合、第１及び第２の半導体領域３３及び３
４を形成する半導体基板として、導電性を与える
不純物を導入していない半導体基板内にそのバン
ドギヤツプ中に深い準位を生成する物質（上例の
場合、Fe）が導入されている構成を有し且つ高
い比抵抗を有して半絶縁性を呈する、という半絶
縁性半導体基板１を用いているため、半導体基板
と第１及び第２の半導体領域３３及び３４との間
に光起電力効果が生ずるようなPN接合を形成し
ておらず、また、半導体基板自体、それにバンド
ギヤツプ中に深い準位を生成する物質が導入され
ているため、光キヤリアキラー効果を有する。
このため、半導体基板の第１及び第２の半導体
領域３３及び３４間の領域３５に光５４が照射さ
れていることによつて、電極４０及び４１を通つ
て負荷５２に流れていた電流が、光５４の照射が
断となることによつて値零になるまでに要する時
間が、もし、半導体基板がＰ型（またはＮ型）の
不純物が導入されていて低い比抵抗を有するとい
うＰ型（またはＮ型）半導体基板であるとした場
合に比し、格段的に短い、1n秒以下の時間内に
収まる。よつて、光電変換機能が、高い高速応答
性を有して得られる。
領域３３及び３４間の領域３５に光５４が照射さ
れていることによつて、電極４０及び４１を通つ
て負荷５２に流れていた電流が、光５４の照射が
断となることによつて値零になるまでに要する時
間が、もし、半導体基板がＰ型（またはＮ型）の
不純物が導入されていて低い比抵抗を有するとい
うＰ型（またはＮ型）半導体基板であるとした場
合に比し、格段的に短い、1n秒以下の時間内に
収まる。よつて、光電変換機能が、高い高速応答
性を有して得られる。
なお、上述においては、本発明の一例を示した
に留まり、半絶縁性半導体基板３１をInP以外の
半導体からなるものとしたり、半導体領域３３及
び３４をP+型としたり、半導体領域３３及び３
４を半絶縁性半導体基板３１の主面３２上に形成
している構成としたり、本発明の精神を脱するこ
となしに、種々の変型、変更をなし得るであろ
う。
に留まり、半絶縁性半導体基板３１をInP以外の
半導体からなるものとしたり、半導体領域３３及
び３４をP+型としたり、半導体領域３３及び３
４を半絶縁性半導体基板３１の主面３２上に形成
している構成としたり、本発明の精神を脱するこ
となしに、種々の変型、変更をなし得るであろ
う。
第１図、第２図及び第３図は従来の半導体光電
変換装置を示す略線的断面図である。第４図は、
本発明による半導体光電変換装置の一例を示す略
線的断面図である。第５図はは、本発明の説明に
供する電圧ＶD対電流ＩDの関係を示す図である。
第６図は、本発明の説明に供する電圧Vg対増巾
度Ｇの関係を示す曲線図である。 ３１……半絶縁性半導体基板、３２……主面、
３３，３４……半導体領域、３５……領域、３
９，４０，４１……電極、５１，５３……電源、
５２……負荷、５４……光。
変換装置を示す略線的断面図である。第４図は、
本発明による半導体光電変換装置の一例を示す略
線的断面図である。第５図はは、本発明の説明に
供する電圧ＶD対電流ＩDの関係を示す図である。
第６図は、本発明の説明に供する電圧Vg対増巾
度Ｇの関係を示す曲線図である。 ３１……半絶縁性半導体基板、３２……主面、
３３，３４……半導体領域、３５……領域、３
９，４０，４１……電極、５１，５３……電源、
５２……負荷、５４……光。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性を与える不純物を導入していない半導
体基板内にそのバンドギヤツプ中に深い準位を生
成する物質が導入されている構成を有し且つ高い
比抵抗を有して半絶縁性を呈する、という半絶縁
性半導体基板を有し、 上記半絶縁性半導体基板の主面側に、低い比抵
抗を有する第１及び第２の半導体領域が形成さ
れ、 上記第１及び第２の半導体領域に、それぞれ第
１及び第２の電極が付され、 上記半絶縁性半導体基板の上記第１及び第２の
半導体領域間の領域の上記主面側の面上に、絶縁
層を介して、透光性を有する第３の電極が配され
ていることを特徴とする半導体光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8730480A JPS5712570A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Semiconductor photoelectric converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8730480A JPS5712570A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Semiconductor photoelectric converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5712570A JPS5712570A (en) | 1982-01-22 |
| JPS6259476B2 true JPS6259476B2 (ja) | 1987-12-11 |
Family
ID=13911080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8730480A Granted JPS5712570A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Semiconductor photoelectric converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5712570A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2176935B (en) * | 1985-06-21 | 1988-11-23 | Stc Plc | Photoconductor |
| JPH0362977A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | 長波長アバランシエフォトダイオード |
| US5028971A (en) * | 1990-06-04 | 1991-07-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | High power photoconductor bulk GaAs switch |
| US5596209A (en) * | 1994-05-09 | 1997-01-21 | Lockheed Sanders, Inc. | Photoconductive semiconductor control device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51285A (ja) * | 1974-06-19 | 1976-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd |
-
1980
- 1980-06-27 JP JP8730480A patent/JPS5712570A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51285A (ja) * | 1974-06-19 | 1976-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5712570A (en) | 1982-01-22 |
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