JPS6355983A - 光導電性半導体受光素子 - Google Patents
光導電性半導体受光素子Info
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- JPS6355983A JPS6355983A JP61199862A JP19986286A JPS6355983A JP S6355983 A JPS6355983 A JP S6355983A JP 61199862 A JP61199862 A JP 61199862A JP 19986286 A JP19986286 A JP 19986286A JP S6355983 A JPS6355983 A JP S6355983A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は光通信や光情報処理等において用いられる光導
電性半導体受光素子に関する。
電性半導体受光素子に関する。
（従来の技術）
化合物半導体受光素子は、光通信或いは光情報処理に用
いられており、高速かつ高感度な素子の開発が進められ
ている。中でも、光導電性受光素子はダイオードのよう
にキャリア走行領域に空乏層即ち容量を持たない為、Ｃ
Ｒ時定数の影響がなく命ヤリアの寿命及び走行時間が短
くなる様に設計すれば、高利得帯域幅積特性が得られる
期待がある。
いられており、高速かつ高感度な素子の開発が進められ
ている。中でも、光導電性受光素子はダイオードのよう
にキャリア走行領域に空乏層即ち容量を持たない為、Ｃ
Ｒ時定数の影響がなく命ヤリアの寿命及び走行時間が短
くなる様に設計すれば、高利得帯域幅積特性が得られる
期待がある。
１、０〜１．６μｍ波長域の光通信用としてＩ ｎＧａ
Ａｓ材料が最も適している。このＩ ｎ Ｇａ Ａａ系
先光導電性受光素子基本構造の一例を第２図に示す。こ
の光導電性受光素子は、半絶縁性１ｎＰ基板ｌの上にｎ
−ＩｎＧａＡａｎＧａＡｓ材料し、更にメサエッチング
を施したこの半導体層２の表面に２つの電極３，４を形
成した構造を有している。この両電極間に電圧を印加し
てその間に入射した光励起キャリアによって導電率が増
加する事を利用して、光信号を電気信号に変換する。こ
こで、ｎ型半導体の場合、内部電流利得Ｇは、 Ｇ＝τ／ｌ ｒ：正孔キャリアの寿命、ｔ：電子の走行時間で求まる
。走行時間ｆｆ１ｌＪ限の場合には、τはほぼ正孔キャ
リアの走行時間に等しくなシ、また■−■族化合物半導
体では電子の方が正孔に比べて走行速度が大きｂ為、上
式よシ利得は常にｌよシ大きくなる。ところで応答特性
は、との正孔の遅い走行時間、換言すれば長い寿命によ
シ制限されるため、パルス応答のすそ引き現象の原因に
なっていた。
Ａｓ材料が最も適している。このＩ ｎ Ｇａ Ａａ系
先光導電性受光素子基本構造の一例を第２図に示す。こ
の光導電性受光素子は、半絶縁性１ｎＰ基板ｌの上にｎ
−ＩｎＧａＡａｎＧａＡｓ材料し、更にメサエッチング
を施したこの半導体層２の表面に２つの電極３，４を形
成した構造を有している。この両電極間に電圧を印加し
てその間に入射した光励起キャリアによって導電率が増
加する事を利用して、光信号を電気信号に変換する。こ
こで、ｎ型半導体の場合、内部電流利得Ｇは、 Ｇ＝τ／ｌ ｒ：正孔キャリアの寿命、ｔ：電子の走行時間で求まる
。走行時間ｆｆ１ｌＪ限の場合には、τはほぼ正孔キャ
リアの走行時間に等しくなシ、また■−■族化合物半導
体では電子の方が正孔に比べて走行速度が大きｂ為、上
式よシ利得は常にｌよシ大きくなる。ところで応答特性
は、との正孔の遅い走行時間、換言すれば長い寿命によ
シ制限されるため、パルス応答のすそ引き現象の原因に
なっていた。
そこで、応答特性の改善を図る為、遅い正孔の吸い出し
を行い実効的に正孔の寿命を短くする試みがなされてい
る。その−例として、第３図に示す様に半絶縁性基板１
の代シにｐ型導電性半導体基板１′を用いて、ｐ型基板
側へ正孔を吸い出す事が行われている（アプライド・フ
ィツクス・レターズＡｐＰ１． Ｐｈ７ｓ、 Ｌｅｔｔ
、、 ４３ （１９８３）ｐ １ｉｔｓ〜１１１７）。
を行い実効的に正孔の寿命を短くする試みがなされてい
る。その−例として、第３図に示す様に半絶縁性基板１
の代シにｐ型導電性半導体基板１′を用いて、ｐ型基板
側へ正孔を吸い出す事が行われている（アプライド・フ
ィツクス・レターズＡｐＰ１． Ｐｈ７ｓ、 Ｌｅｔｔ
、、 ４３ （１９８３）ｐ １ｉｔｓ〜１１１７）。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしｐ型半導体基板を用いる方法では、電極間に発生
した正孔が一様にｐ型基板の方へ吸い出され、極端に正
孔の寿命が短くなるため、高速にはなるものの、高い利
得が得られないという欠点を生じた。そこで、本発明の
目的は、これら従来の欠点を解決し、利得の損失を最小
限にとどめ、かつ、高速に応答する光導電性受光素子を
提供する事にある。
した正孔が一様にｐ型基板の方へ吸い出され、極端に正
孔の寿命が短くなるため、高速にはなるものの、高い利
得が得られないという欠点を生じた。そこで、本発明の
目的は、これら従来の欠点を解決し、利得の損失を最小
限にとどめ、かつ、高速に応答する光導電性受光素子を
提供する事にある。
（問題点を解決するだめの手段）
前述の問題点を解決する為に、本発明が提供する光導電
性半導体受光素子は、ｎ型半導体中の正孔が到達する側
の電極近傍の特定領域のみに正孔の吸い出し部を設けた
ことを特徴とする。
性半導体受光素子は、ｎ型半導体中の正孔が到達する側
の電極近傍の特定領域のみに正孔の吸い出し部を設けた
ことを特徴とする。
（作用）
本発明は、上述の構成を採用することによシ、従来技術
の問題点を解決した。即ち、本発明による素子では、ｎ
型半導体中の正孔が到達する側の電極近傍のみに、正孔
の吸い出し部を設ける為、吸い出し部以外の領域を正孔
が走行する間は前述の弐によって利得が得られる。即ち
、正孔が到達する側の電極近傍は電界が低い為に、正孔
の速度が小さく、従って正孔の寿命が大きくなってしま
うのを、その特定領域のみで正孔の１吸い出し１を行え
ば、ある程度の利得を有しなから正孔の寿命を短くする
ことが可能となる。
の問題点を解決した。即ち、本発明による素子では、ｎ
型半導体中の正孔が到達する側の電極近傍のみに、正孔
の吸い出し部を設ける為、吸い出し部以外の領域を正孔
が走行する間は前述の弐によって利得が得られる。即ち
、正孔が到達する側の電極近傍は電界が低い為に、正孔
の速度が小さく、従って正孔の寿命が大きくなってしま
うのを、その特定領域のみで正孔の１吸い出し１を行え
ば、ある程度の利得を有しなから正孔の寿命を短くする
ことが可能となる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。第１図は、本発明の一実施例の光導電性半導
体受光素子の断面構造を示す図である。半絶縁性ＩｎＰ
基板１の上に気相成長法により、ｎ−１０ｍ キャリ
ア濃度のＩｎＧａＡｓ２を〜１．５μｍ積層した。次い
で、正孔が到達す＋＋ る側の電極を形成する領域の直下にＢｅ イオンを注入
して正孔吸出し領域５を形成した。続いてソース電極３
、ドレイン電極（正孔が到達する側の電極）４をＡｕＧ
ｅＮｉの真空蒸着によって形成した。次いで、メサエッ
チングによシ受光領域以外のＩ ｎ Ｇａ Ａｓを除去
した。
説明する。第１図は、本発明の一実施例の光導電性半導
体受光素子の断面構造を示す図である。半絶縁性ＩｎＰ
基板１の上に気相成長法により、ｎ−１０ｍ キャリ
ア濃度のＩｎＧａＡｓ２を〜１．５μｍ積層した。次い
で、正孔が到達す＋＋ る側の電極を形成する領域の直下にＢｅ イオンを注入
して正孔吸出し領域５を形成した。続いてソース電極３
、ドレイン電極（正孔が到達する側の電極）４をＡｕＧ
ｅＮｉの真空蒸着によって形成した。次いで、メサエッ
チングによシ受光領域以外のＩ ｎ Ｇａ Ａｓを除去
した。
（発明の効果）
こうして得た素子のパルス応答特性を調べた結果、利得
が２〜５でかつ、出力パルスの立下少時間が≦Ｉ ｎＳ
Ｍ、であシ、従来素子に比べて、利得劣化が犠牲になら
ないで立下シ時間が％以下にできた。
が２〜５でかつ、出力パルスの立下少時間が≦Ｉ ｎＳ
Ｍ、であシ、従来素子に比べて、利得劣化が犠牲になら
ないで立下シ時間が％以下にできた。
第１図は本発明の一実施例を示す光導電性半導体受光素
子の断面模式図、第２図及び第３図は従来例を示す断面
模式図である。 １・・・半絶縁性ＩｎＰ基板、１′・・・ｐ聾ＩｎＰ基
板、２・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓ、３・・・ノース電極、
４・・・ドレイン電極、５・・・正孔吸出し領域。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 １ 、 Ｆｅａ！−＄４°’１．ＩｎＰ＃ｌＬ２：ｒｉ
″−Ｉｎ Ｇａ Ａｓ ３：ソース電極 ４：ｐしイン電格 ５ ： ｊ三孔づし止−Ｌ季貫上べ 第１因 第２図
子の断面模式図、第２図及び第３図は従来例を示す断面
模式図である。 １・・・半絶縁性ＩｎＰ基板、１′・・・ｐ聾ＩｎＰ基
板、２・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓ、３・・・ノース電極、
４・・・ドレイン電極、５・・・正孔吸出し領域。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 １ 、 Ｆｅａ！−＄４°’１．ＩｎＰ＃ｌＬ２：ｒｉ
″−Ｉｎ Ｇａ Ａｓ ３：ソース電極 ４：ｐしイン電格 ５ ： ｊ三孔づし止−Ｌ季貫上べ 第１因 第２図
Claims (1)
- ｎ型半導体中の正孔の到達する側の電極近傍の特定領域
のみに正孔の吸い出し領域を設けたことを特徴とする光
導電性半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61199862A JPS6355983A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 光導電性半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61199862A JPS6355983A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 光導電性半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355983A true JPS6355983A (ja) | 1988-03-10 |
Family
ID=16414884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61199862A Pending JPS6355983A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 光導電性半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6355983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6469058A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Alps Electric Co Ltd | Photosensor |
| KR20210063336A (ko) * | 2018-08-20 | 2021-06-01 | 픽셀이엑스엑스 시스템즈, 인코포레이티드 | Mie 광센서를 이용한 고 정보 콘텐츠 영상 |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP61199862A patent/JPS6355983A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6469058A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Alps Electric Co Ltd | Photosensor |
| KR20210063336A (ko) * | 2018-08-20 | 2021-06-01 | 픽셀이엑스엑스 시스템즈, 인코포레이티드 | Mie 광센서를 이용한 고 정보 콘텐츠 영상 |
| JP2021535621A (ja) * | 2018-08-20 | 2021-12-16 | ピクセレックス システムズ インコーポレイテッド | ミーフォトセンサーを使用した高い情報を含む撮像 |
| US11843064B2 (en) | 2018-08-20 | 2023-12-12 | Pixelexx Systems, Inc. | High information content imaging using Mie photo sensors |
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