JPS6398158A - ホトダイオ−ド - Google Patents
ホトダイオ−ドInfo
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- JPS6398158A JPS6398158A JP61242940A JP24294086A JPS6398158A JP S6398158 A JPS6398158 A JP S6398158A JP 61242940 A JP61242940 A JP 61242940A JP 24294086 A JP24294086 A JP 24294086A JP S6398158 A JPS6398158 A JP S6398158A
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 7
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
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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
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/108—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the Schottky type
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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1.55μm帯光通通信ステムに用いられる受
光素子に係り、特に高速・高感度なショットキー型ホト
ダイオードに関する。
光素子に係り、特に高速・高感度なショットキー型ホト
ダイオードに関する。
従来の長波長InP系PINホトダイオードは、三用他
「1μm帯光通信用受光素子」レーザー研究、第13巻
、第117頁(1985年)に見られるように、P+n
接合に逆バイアスして、光吸収層であるInGaAs層
を空乏層化することを動作原理としていた。
「1μm帯光通信用受光素子」レーザー研究、第13巻
、第117頁(1985年)に見られるように、P+n
接合に逆バイアスして、光吸収層であるInGaAs層
を空乏層化することを動作原理としていた。
低バイアス動作を実現させるために、InGaAs層は
できるだけ低キヤリア濃度であることが望ましく、P+
n接合はInGaAs層内に形成していた。
できるだけ低キヤリア濃度であることが望ましく、P+
n接合はInGaAs層内に形成していた。
上記InP系P・INホトダイオードにおいて、Pan
接合は不純物拡散法またはイオン注入法で形成するが、
InGaAsWJが低キヤリア濃度のため、Pan接合
の位置の制御性に大きな問題があった。
接合は不純物拡散法またはイオン注入法で形成するが、
InGaAsWJが低キヤリア濃度のため、Pan接合
の位置の制御性に大きな問題があった。
本発明の目的は、Pyn接合の変わりにショットキー接
触を用いることにより上記問題点を改善することにある
。
触を用いることにより上記問題点を改善することにある
。
従来InPまたはInGaAsと金属の接触において良
好なショットキー特性は得られないことが分っている。
好なショットキー特性は得られないことが分っている。
本発明の上記目的は光吸収層であるInGaAs層と良
好なショットキー特性が得られるGaAs層をInGa
AsとGaAsの歪超格子によって形成することにより
達成される。
好なショットキー特性が得られるGaAs層をInGa
AsとGaAsの歪超格子によって形成することにより
達成される。
InP基板に格子整合したInGaAs層とG a A
s層は格子定数が異なるため、通常の方法ではInG
aAs層上にOa A s層をエピタキシャル成長させ
ることは難しい。本発明ではその有用性が実証されてい
る歪超格子を用いることにより、InGaAs層上にG
a A s層を成長させ、G a A s層で金属と
のショットキー接触を形成する。G a A s層と金
属との間に良好なショットキー特性が得られることは知
られており、InP系でのショットキー型ホトダイオー
ドを実現することができる。
s層は格子定数が異なるため、通常の方法ではInG
aAs層上にOa A s層をエピタキシャル成長させ
ることは難しい。本発明ではその有用性が実証されてい
る歪超格子を用いることにより、InGaAs層上にG
a A s層を成長させ、G a A s層で金属と
のショットキー接触を形成する。G a A s層と金
属との間に良好なショットキー特性が得られることは知
られており、InP系でのショットキー型ホトダイオー
ドを実現することができる。
以下、本発明の実施例を図により説明する。
実施例1
第1図はInP系のショットキー型ホトダイオードの断
面図である。
面図である。
まずこの製造方法について述べる。
n型InP基板1上に分子線エピタキシー(MBE)法
また有機金属熱分解気相成長(MOCVD)法を用いて
、n−−InP層2、n −−InGaAs層3.In
GaAsとG a A sの歪超格子4、G a A
s層5を連続成長させる。歪超格子の厚さは300〜5
00人で不純物のドーピングは行っていない。・ 次に、パッシベーション膜6としてSiNとSiO2の
二重膜をプラズマCVD法または熱CVD法を用いて被
着した後、G a A s層へのショットキー電極7と
してAuを蒸着する。受光面の上は500〜1000人
、ポンディングパッド部は1μm程度の厚さとしている
。最後に1反射防止膜8としてSiNをプラズマCVD
法で被着した後、n型オーミック電極A u / P
d / AuGeNiを蒸着してデバイスは完成する。
また有機金属熱分解気相成長(MOCVD)法を用いて
、n−−InP層2、n −−InGaAs層3.In
GaAsとG a A sの歪超格子4、G a A
s層5を連続成長させる。歪超格子の厚さは300〜5
00人で不純物のドーピングは行っていない。・ 次に、パッシベーション膜6としてSiNとSiO2の
二重膜をプラズマCVD法または熱CVD法を用いて被
着した後、G a A s層へのショットキー電極7と
してAuを蒸着する。受光面の上は500〜1000人
、ポンディングパッド部は1μm程度の厚さとしている
。最後に1反射防止膜8としてSiNをプラズマCVD
法で被着した後、n型オーミック電極A u / P
d / AuGeNiを蒸着してデバイスは完成する。
次に動作原理について述べる。
デバイスに入射した光は逆バイアスして空乏層化されて
いるInGaAs光吸収層で吸収される、1.55μm
帯でのInGaAsの吸収係数は10’C!0−”以上
であることから、 InGaAs層の厚みを3μmとす
れば内部量子効率は100%に近い。また受光面上のP
ffi極が薄いこと及びSiNの反射防止膜の効果によ
り、表面反射も1%以内に抑えることができ、外部量子
効率として90%は見込める。光吸収層で発生したキャ
リアはドリフトして電極に倒達し電流として外部回路に
取り出される。InP系ホトダイオードの高速応答は主
にCR時定数で決まる。電極の直径を60μmとすると
容量は約0.2PF(接合容量約0.1piF)となる
。したがって、50Ωの外部負荷を考えた場合、周波数
帯域は16GHz程度となる。
いるInGaAs光吸収層で吸収される、1.55μm
帯でのInGaAsの吸収係数は10’C!0−”以上
であることから、 InGaAs層の厚みを3μmとす
れば内部量子効率は100%に近い。また受光面上のP
ffi極が薄いこと及びSiNの反射防止膜の効果によ
り、表面反射も1%以内に抑えることができ、外部量子
効率として90%は見込める。光吸収層で発生したキャ
リアはドリフトして電極に倒達し電流として外部回路に
取り出される。InP系ホトダイオードの高速応答は主
にCR時定数で決まる。電極の直径を60μmとすると
容量は約0.2PF(接合容量約0.1piF)となる
。したがって、50Ωの外部負荷を考えた場合、周波数
帯域は16GHz程度となる。
実施例2
第2図は光が基板側から入射する、いわゆる裏面入射型
のショットキ型ホトダイオードを示す。
のショットキ型ホトダイオードを示す。
MBE法またはMOCVD法によりn型InP基板11
上にn−−InP層12、n −−InGaAs層13
、InGaAsとG a A sの歪超格子14、n
−GaAs層15を連続成長させる。
上にn−−InP層12、n −−InGaAs層13
、InGaAsとG a A sの歪超格子14、n
−GaAs層15を連続成長させる。
次にメサエッチングをした後、ショットキー電極のAQ
16を蒸着する。最後にn型オーミック電極17を蒸着
した後、基板に裏面入射用のエツチングを用ってデバイ
スは完成する。
16を蒸着する。最後にn型オーミック電極17を蒸着
した後、基板に裏面入射用のエツチングを用ってデバイ
スは完成する。
本実施例2の動作を基本的には第1図の表面入射型の場
合と同一であるが、受光面上にある薄いショットキー電
極表面での表面反射の影響を抑えることができる。
合と同一であるが、受光面上にある薄いショットキー電
極表面での表面反射の影響を抑えることができる。
本発明によれば不純物拡散によってP+n接合を形成す
るプロセスを省略できるので、簡単な製造プロセスで、
高速・高感度のホトダイオードを実現できる効果を持つ
。
るプロセスを省略できるので、簡単な製造プロセスで、
高速・高感度のホトダイオードを実現できる効果を持つ
。
本発明によれば、従来ショットキー特性が良くないため
に製作できなかった。
に製作できなかった。
窓層に所望の禁止帯幅を持つショットキー型ホトダイオ
ードを実現できる効果を持つ。
ードを実現できる効果を持つ。
また、不純物拡散プロセスを用いないでデバイスを製作
できるため、製造工程の簡略化が可能となる効果をもつ
。
できるため、製造工程の簡略化が可能となる効果をもつ
。
第1図は本発明の実施例1のInP系シヨシヨツトキー
型ホトダイオード断面図、および第2図は裏面入射型の
InP系シヨシヨツトキー型ホトダイオード断面図であ
る。 1・・・n型InP基板、2・・・n”−InP バッ
ファM(L X 1015m−3,l μm) 、 3
−n−−InGaAs光吸収層(l X 1015cm
−3,1μm) 、4 ・・4nGaAsとInPと歪
超格子(200−500人)、5・・・n−GaAs(
1〜5 X 10”’an−8,0,5μm) 。 6・・・パッシベーション膜(SiO2/S iN)
、7・・・ショットキー塩W(AQ;受光面上500〜
1000人)、8・・・反射防止膜(SiN)、9・・
・オーミック電極A u / P d / AuGeN
i、11− n型InP基板、12−n−−rnPバッ
ファM(IXIOI”cxr−8,1μm ) 、
13 ・= n−−InGaAs層(IXIO”cs−
3,1μm) 、14 =4nGaAsとG a A
sと歪超格子(200〜500人) 、 15−n
−GaAs (1〜5X1017an−8,0,5μm
)、16−ショットキー電極(AQ; 0.3〜0.7
μm)、17−・・オーミックm61 (A u /
P d /AuGcNj〜1 tt m)。 1・T、“\、 (IA 弁31 f 7J゛Jl1勝p、 、(、
、″)\〜−8,′
型ホトダイオード断面図、および第2図は裏面入射型の
InP系シヨシヨツトキー型ホトダイオード断面図であ
る。 1・・・n型InP基板、2・・・n”−InP バッ
ファM(L X 1015m−3,l μm) 、 3
−n−−InGaAs光吸収層(l X 1015cm
−3,1μm) 、4 ・・4nGaAsとInPと歪
超格子(200−500人)、5・・・n−GaAs(
1〜5 X 10”’an−8,0,5μm) 。 6・・・パッシベーション膜(SiO2/S iN)
、7・・・ショットキー塩W(AQ;受光面上500〜
1000人)、8・・・反射防止膜(SiN)、9・・
・オーミック電極A u / P d / AuGeN
i、11− n型InP基板、12−n−−rnPバッ
ファM(IXIOI”cxr−8,1μm ) 、
13 ・= n−−InGaAs層(IXIO”cs−
3,1μm) 、14 =4nGaAsとG a A
sと歪超格子(200〜500人) 、 15−n
−GaAs (1〜5X1017an−8,0,5μm
)、16−ショットキー電極(AQ; 0.3〜0.7
μm)、17−・・オーミックm61 (A u /
P d /AuGcNj〜1 tt m)。 1・T、“\、 (IA 弁31 f 7J゛Jl1勝p、 、(、
、″)\〜−8,′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、n型半導体基板上に少なくとも光を吸収する光吸収
層及びシツトキー接触を形成するための半導体層を含む
複数の半導体層を積層して形成するホトダイオードにお
いて1と2の間に1と2の半導体層から成る歪超格子を
挿入したことを特徴とするホトダイオード。 2、特許請求の範囲第1項に記載のホトダイオードにお
いて、上記光吸収層をInGaAs、上記ショットキー
接触を形成するための半導体層をGaAsとすることを
特徴とするホトダイオード。 3、特許請求の範囲第2項に記載のホトダイオードにお
いて上記光が基板側から入射することを特徴とするホト
ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61242940A JPS6398158A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | ホトダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61242940A JPS6398158A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | ホトダイオ−ド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6398158A true JPS6398158A (ja) | 1988-04-28 |
Family
ID=17096481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61242940A Pending JPS6398158A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | ホトダイオ−ド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6398158A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02306682A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体面発光素子 |
EP0569258A2 (en) * | 1992-05-08 | 1993-11-10 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Multiquantum barrier Schottky junction device |
WO1994015367A1 (en) * | 1992-12-21 | 1994-07-07 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Distorted superlattice semiconductor photodetecting element with side-contact structure |
KR100293474B1 (ko) * | 1998-03-13 | 2001-07-12 | 구자홍 | 포토다이오드 |
KR100352816B1 (ko) * | 2000-03-10 | 2002-09-16 | 광주과학기술원 | 초고속 광검출기용 에피택시얼 구조 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP61242940A patent/JPS6398158A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02306682A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体面発光素子 |
EP0569258A2 (en) * | 1992-05-08 | 1993-11-10 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Multiquantum barrier Schottky junction device |
EP0569258A3 (en) * | 1992-05-08 | 1995-03-01 | Furukawa Electric Co Ltd | Schottky junction device having a multiple quantum barrier. |
WO1994015367A1 (en) * | 1992-12-21 | 1994-07-07 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Distorted superlattice semiconductor photodetecting element with side-contact structure |
US5608230A (en) * | 1992-12-21 | 1997-03-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Strained superlattice semiconductor photodetector having a side contact structure |
KR100293474B1 (ko) * | 1998-03-13 | 2001-07-12 | 구자홍 | 포토다이오드 |
KR100352816B1 (ko) * | 2000-03-10 | 2002-09-16 | 광주과학기술원 | 초고속 광검출기용 에피택시얼 구조 |
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