JPS63232471A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
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- JPS63232471A JPS63232471A JP62066108A JP6610887A JPS63232471A JP S63232471 A JPS63232471 A JP S63232471A JP 62066108 A JP62066108 A JP 62066108A JP 6610887 A JP6610887 A JP 6610887A JP S63232471 A JPS63232471 A JP S63232471A
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Landscapes
- 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】
〔概要〕
この発明は、半導体受光装置にかかり、光吸収層の前面
にこれより禁制帯幅が大きいキャンプ層を選択的に配設
することにより、主対象波長帯域より短波長光の検知を
も可能とするものである。
にこれより禁制帯幅が大きいキャンプ層を選択的に配設
することにより、主対象波長帯域より短波長光の検知を
も可能とするものである。
本発明は半導体受光装置、特に入射光の波長に対する受
光感度（Ｉ子効率）特性を制御した半導体受光装置の構
造に関する。
光感度（Ｉ子効率）特性を制御した半導体受光装置の構
造に関する。
半導体受光装置はその半導体材料、構造などにより受光
帯域が定まり、例えばシリコン（Ｓｉ）系、ゲルマニウ
ム（Ｇｅ）系、インジウム燐／インジウムガリウム砒素
（ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ）系等の受光装置が選択使用さ
れているが、例えばモニター用などに、主目的とする受
光帯域から離れた波長帯域についても受光可能とした半
導体受光装置が要望されている。
帯域が定まり、例えばシリコン（Ｓｉ）系、ゲルマニウ
ム（Ｇｅ）系、インジウム燐／インジウムガリウム砒素
（ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ）系等の受光装置が選択使用さ
れているが、例えばモニター用などに、主目的とする受
光帯域から離れた波長帯域についても受光可能とした半
導体受光装置が要望されている。
第３図（ａ）は石英系光ファイバによる伝送損失が少な
い波長１．３〜１．５５−帯域に適するＩｎＰ／ Ｉ
ｎＧａＡｓ系ＰＩＮ−ホトダイオード（ＰＩＮ−ＰＤ）
の模式断面図である。
い波長１．３〜１．５５−帯域に適するＩｎＰ／ Ｉ
ｎＧａＡｓ系ＰＩＮ−ホトダイオード（ＰＩＮ−ＰＤ）
の模式断面図である。
本従来例では、１型１ｎＰ基板２１上に、ｎ型１ｎＰバ
ッファ層２２、ｉ （ν）型ＩｎＧａＡｓ光吸収層２３
及びｎ型１ｎＰキャップ層２４を積層成長し、例えばカ
ドミウム（Ｃｄ）等の拡散により高濃度のｐ型頭域２５
を形成して、反射防止膜２６、保護絶縁膜２７、ｐ型領
域２５にコンタクトするｐ側電極２８、基板２１の裏面
にコンタクトするｎ側電極２９を設けている。
ッファ層２２、ｉ （ν）型ＩｎＧａＡｓ光吸収層２３
及びｎ型１ｎＰキャップ層２４を積層成長し、例えばカ
ドミウム（Ｃｄ）等の拡散により高濃度のｐ型頭域２５
を形成して、反射防止膜２６、保護絶縁膜２７、ｐ型領
域２５にコンタクトするｐ側電極２８、基板２１の裏面
にコンタクトするｎ側電極２９を設けている。
このＰＩＮ−ＰＤにおいてＩｎＰは禁制帯幅１．３５ｅ
Ｖ、吸収端０．９２−１これに格子整合するＩｎｏ、
ａｑＧａｏ、 ｓＪｓは禁制帯幅０．７５ｅＶ、吸収端
１．６７１Ｍであり、０．９２−より短波長の光はＩｎ
Ｐキャップ層２層内４内収され、これより長波長の光は
吸収されずにＩｎＧａＡｓ光吸収層２３内に到達する。
Ｖ、吸収端０．９２−１これに格子整合するＩｎｏ、
ａｑＧａｏ、 ｓＪｓは禁制帯幅０．７５ｅＶ、吸収端
１．６７１Ｍであり、０．９２−より短波長の光はＩｎ
Ｐキャップ層２層内４内収され、これより長波長の光は
吸収されずにＩｎＧａＡｓ光吸収層２３内に到達する。
従ってその波長−量子効率特性は第２図の破線Ｂに例示
する如くで受光可能帯域は０．９２〜１．６５μ贋程度
であり、例えば石英系光ファイバによる光通信の受信用
、光源或いはシステムのモニター用などに適合している
。
する如くで受光可能帯域は０．９２〜１．６５μ贋程度
であり、例えば石英系光ファイバによる光通信の受信用
、光源或いはシステムのモニター用などに適合している
。
しかしながら光通信端局におけるモニター等の用途では
、この波長帯域外の例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系発
光装置による波長０．７８−の光も検知が必要な場合が
ある。
、この波長帯域外の例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系発
光装置による波長０．７８−の光も検知が必要な場合が
ある。
この様な目的には第３図（ｂ）に例示する如く、前記従
来例のＩｎＰキャップ層２４を設けない構造とすれば波
長０．９２−以下の光の選択的吸収がなくなり、第２図
の破線Ｃに例示する様な波長−量子効率特性が得られて
例えば波長０．７８μ贋の光の検知も可能となる。
来例のＩｎＰキャップ層２４を設けない構造とすれば波
長０．９２−以下の光の選択的吸収がなくなり、第２図
の破線Ｃに例示する様な波長−量子効率特性が得られて
例えば波長０．７８μ贋の光の検知も可能となる。
しかしながらこの様にＩｒ１Ｐキヤツプｌ’ｉ２４を設
けない構造では、ＩｎＧａＡｓＮ２３内に形成されたｐ
型頭域２５の深さがＩｎＰキャップ層２４を設けた構造
におけるＩｎＧａＡｓ層２３内のｐ型頭域２５の深さよ
り一般に大きくなり、出力信号に寄与しない表面再結合
が増加して量子効率が低下する。更に基体表面の半導体
層の禁制帯幅が小さくなるために暗電流が増大するなど
の問題点もある。
けない構造では、ＩｎＧａＡｓＮ２３内に形成されたｐ
型頭域２５の深さがＩｎＰキャップ層２４を設けた構造
におけるＩｎＧａＡｓ層２３内のｐ型頭域２５の深さよ
り一般に大きくなり、出力信号に寄与しない表面再結合
が増加して量子効率が低下する。更に基体表面の半導体
層の禁制帯幅が小さくなるために暗電流が増大するなど
の問題点もある。
上述の１ｎＰ／ＩｎＧａＡｓ系ＰＩＮ−ＰＤなどのｍ−
ｖ族化合物半導体受光装置の利用分野がますます拡大さ
れ、例えば上述の如り１．３〜１．５５μｍ帯域で高感
度でこれより短波長光の検知が可能であるなど、複合的
な検知機能を実現した半導体受光装置が要望されている
。
ｖ族化合物半導体受光装置の利用分野がますます拡大さ
れ、例えば上述の如り１．３〜１．５５μｍ帯域で高感
度でこれより短波長光の検知が可能であるなど、複合的
な検知機能を実現した半導体受光装置が要望されている
。
前記問題点は、光吸収層の前面に、該光吸収層より禁制
帯幅が大きいキャップ層が選択的に配設されてなる本発
明による゛半導体受光装置により解決される。
帯幅が大きいキャップ層が選択的に配設されてなる本発
明による゛半導体受光装置により解決される。
本発明による半導体受光装置は、例えば第１図に例示す
る実施例の如く、目的とする帯域の最長波長を受光し得
る光吸収層３の前面に、これより禁制帯幅が大きいキャ
ップ層４を選択的に配設する。
る実施例の如く、目的とする帯域の最長波長を受光し得
る光吸収層３の前面に、これより禁制帯幅が大きいキャ
ップ層４を選択的に配設する。
このキャップ層４の禁制帯幅即ち組成、全受光面積に対
する面積比、パターン形状、厚さの選択、また必要なら
ば複数の組成が異なるキャップ層の重畳など、短波長側
の量子効率を制御する自由度は大きく、暗電流等の特性
を兼ね備えて使用目的に適合する半導体受光装置を実現
することが可能である。
する面積比、パターン形状、厚さの選択、また必要なら
ば複数の組成が異なるキャップ層の重畳など、短波長側
の量子効率を制御する自由度は大きく、暗電流等の特性
を兼ね備えて使用目的に適合する半導体受光装置を実現
することが可能である。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図は本発明の実施例の模式図であり、図（ａ）は光
入射方向から見た平面図、図（ｂ）はｘ−ｘ’断面図で
ある。
入射方向から見た平面図、図（ｂ）はｘ−ｘ’断面図で
ある。
本実施例では先ずｎ型ＩｎＰ基板１上に、例えばキャリ
ア濃度７ Ｘ １０１４ ｃ１３、厚さ５−程度のｎ型
ＩｎＰバッファ層２、例えばキャリア濃度２Ｘ１０”ｃ
ｌｌｌ−３、厚さ２＃１１程度のｉ（ν）型１ｎｏ、
ｓ＋Ｇａｏ、 ４？ＡＳ光吸収層３、キャリア濃度Ｉ
ＸＬＯ”ｃｍ−’、厚さ１−程度のｎ型１ｎＰキャップ
層４を積層成長した半導体基体に、例えばカドミウム（
Ｃｄ）拡散によりキャリア濃度３ ＸＩＯ”ｃｍ−”程
度のｐ型頭域５を直径例えば３００−程度の円形に形成
する。
ア濃度７ Ｘ １０１４ ｃ１３、厚さ５−程度のｎ型
ＩｎＰバッファ層２、例えばキャリア濃度２Ｘ１０”ｃ
ｌｌｌ−３、厚さ２＃１１程度のｉ（ν）型１ｎｏ、
ｓ＋Ｇａｏ、 ４？ＡＳ光吸収層３、キャリア濃度Ｉ
ＸＬＯ”ｃｍ−’、厚さ１−程度のｎ型１ｎＰキャップ
層４を積層成長した半導体基体に、例えばカドミウム（
Ｃｄ）拡散によりキャリア濃度３ ＸＩＯ”ｃｍ−”程
度のｐ型頭域５を直径例えば３００−程度の円形に形成
する。
次いでこのｐ型頭域５の例えば半内部分に開口を形成し
たマスクを設けて、塩酸（ＩＩｃＩ）系エツチング液等
によりこの半内部分のＩｎＰキャップ層４をＩｎＧａＡ
ｓ光吸収Ｎ３に対して選択的にエツチング除去する。
たマスクを設けて、塩酸（ＩＩｃＩ）系エツチング液等
によりこの半内部分のＩｎＰキャップ層４をＩｎＧａＡ
ｓ光吸収Ｎ３に対して選択的にエツチング除去する。
、この半導体基体上に、反射防止膜６及び保護絶縁膜７
を例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ□）を用いて被着し、
ｐ壁領域５にオーミックコンタクトするｐ側電極８を例
えば金／亜鉛／金（Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ）を用いて、基板
１の裏面にオーミックコンタクトするｎ側電極９を例え
ば金ゲルマニウム／金（ＡｕＧｅ／ＡＵ）を用いて設け
ている。
を例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ□）を用いて被着し、
ｐ壁領域５にオーミックコンタクトするｐ側電極８を例
えば金／亜鉛／金（Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ）を用いて、基板
１の裏面にオーミックコンタクトするｎ側電極９を例え
ば金ゲルマニウム／金（ＡｕＧｅ／ＡＵ）を用いて設け
ている。
本実施例は受光領域と同心の円形ビーム入射光に対して
、第２図に実線Ａで示す入射光波長−量子効率特性を示
す。ＩｎＰキャップ層４を除去した部分でもＩｎＧａＡ
ｓＰ１ｊ ３内のｐ壁領域５は浅く、波長０．９２〜１
．６５−の赤外域で良好な量子効率を有するとともに、
近赤外乃至可視光域の検知も可能な量子効率が得られて
いる。
、第２図に実線Ａで示す入射光波長−量子効率特性を示
す。ＩｎＰキャップ層４を除去した部分でもＩｎＧａＡ
ｓＰ１ｊ ３内のｐ壁領域５は浅く、波長０．９２〜１
．６５−の赤外域で良好な量子効率を有するとともに、
近赤外乃至可視光域の検知も可能な量子効率が得られて
いる。
更に受光面のＩｎＰキャップ層４を除去した面積は僅少
で暗電流にさしたる増加はなく、その他の特性も良好で
ある。
で暗電流にさしたる増加はなく、その他の特性も良好で
ある。
以上説明した如く本今明によれば、主対象波長帯域につ
いて高感度でこれより短波長光の検知が可能であり、か
つその他の特性も良好な半導体受光装置が実現され、光
応用システムで要求される複合的な光検知機能に対処す
ることができる。
いて高感度でこれより短波長光の検知が可能であり、か
つその他の特性も良好な半導体受光装置が実現され、光
応用システムで要求される複合的な光検知機能に対処す
ることができる。
第１図は本発明の実施例の模式図、
第２図は波長−量子効率特性の例を示す図、第３図は従
来例の模式断面図である。 図において、 １はｎ型１ｎＰ基板、 ２はｎ型１ｎＰバッファ層、 ３はＩｎｏ、５３ｃａＯ，４？ＡＳ光吸収層、４はｎ型
１ｎＰキャンプ層、 ５はｐ壁領域、 ６は反射防止膜、 ７は保護絶縁膜、 ８．９は電極を示す。 ＄１図
来例の模式断面図である。 図において、 １はｎ型１ｎＰ基板、 ２はｎ型１ｎＰバッファ層、 ３はＩｎｏ、５３ｃａＯ，４？ＡＳ光吸収層、４はｎ型
１ｎＰキャンプ層、 ５はｐ壁領域、 ６は反射防止膜、 ７は保護絶縁膜、 ８．９は電極を示す。 ＄１図
Claims (1)
- 光吸収層の前面に、該光吸収層より禁制帯幅が大きい
キャップ層が選択的に配設されてなることを特徴とする
半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62066108A JPS63232471A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62066108A JPS63232471A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63232471A true JPS63232471A (ja) | 1988-09-28 |
Family
ID=13306362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62066108A Pending JPS63232471A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63232471A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02231775A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-13 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体受光素子 |
-
1987
- 1987-03-20 JP JP62066108A patent/JPS63232471A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02231775A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-13 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体受光素子 |
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