TWI260100B - Avalanche photo diode - Google Patents
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Description
1260100 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用半導體的感光元件，尤其是關於無 光電流（dark current)低、長期性可靠度高的雪崩光二極㈣1
【先前技術】 I 使用在光通信等的雪崩光二極體，係於進行光電轉換 的光吸收層之外，藉由設置使經光電轉換過的載子倍㈣ 崩（avalanche)之層而提高感光感度的半導體感光元件，曰= •被要求具有低無光電流且高可靠性。 上述大多數的雪崩光二極體係由化合物半導體形成， 攸其構造大致可區分為台地（mesa)構造與平面⑽败)構 造。台地構造係在基板上形成台地構造，而在該台地中為 採取包含pn接合的構造者，容易在台地周邊的表面產生崩 潰。為了抑制產生崩潰’ 一般而言係採用設置傾斜之構造， 再於台地外圍區域採取設置形成高電阻部的充填層等之 γ，以致力壓低無光電流（例如專利文獻丨）。 平面構造雖有藉由設置選擇擴散區域而形成ρη接合 者’但存在於前述Pn接合的邊緣部形成邊緣崩潰(e扣e bkd。職）之問題。當在邊緣部流通電流時，即使增大^ 電壓也由於位於中央的感光部之pn #合的反向電壓幾乎 都未增加’因此無法發揮作為㈣光二極體之功能。所以 例如採取藉由在前述邊緣部植人雜質等設置高電阻^ (g窗dnng)等對策（例如專利文獻… … (專利文獻1}日本特開助·32491 1號公報（第！圖） 3]7]55 1260100 7-312442號公報（第4至 (專利文獻2)曰本特開平 頁，第6圖） 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） 極體存在下述問題 可是，在習知的雪崩光二 …· · 7¾ ° 在傾斜型台地構造中，為了於台地外圍區域設置充赶 層，例如有必要利用有機金屬氣相沈積法（m〇_cvd:
Me=organic Chemical Vap〇r 叫㈣刚）等在局部、』 不官在任何結晶面都要均勻地再長晶的製程 造成本上昇、良品率變差。 此V致不 在平面構造中（於專利文舲？ 例如m〜1 载輕似平面構造）， 例=補償感光區域周邊部的電場緩和層之P導 成濩％的方法，係形成溝渠必須 ' 入離子活性化，而需要設置蝕刻 〃、植 設置雜皙;^^ 層。再者因於其外圍 又置鍊貝擴放層，故製程變為複雜 同時，自。*拆* I风衣k成本上昇之 ►门才良。口率k是。而且光吸收層中的護 故使隧道無光電流變大。 ，葱強度艾南， 本發明乃為解決上述之問 提供-種可用簡易步驟㈣作，且§ ’其目的在於 長期可靠性之雪崩光二極體。Μ制無光電流、確保 (用以解決課題之方案） 本發明之雪崩光二極體俜· 第】電極電性連接之由第】;=構二!極;及具備與 基板，而在前述基板係至少積二構=】半導體層之 &朋倍增層、光吸收 317155 6 1260100 '層、及由帶隙（band gap)較前述光吸 構成的第2半導體層，並藉 :為^的第2導電型 凹槽分離成内部區域與外部區域，且^弟2半導體層的 成電性連接於第2電極者。 引处内部區域係配置 (發明之效果） =本發明，可㈣0雜供 可Λ性高的雪崩光二極體。 尤兒概且長期 【實施方式】 •第1實施形態 第1圖係顯示本發明第〗實施形能山 概略構造之剖面圖。在此第了谷朋光二極體的 兩荆於在此弟1導電型係採用11型、第2導 =木P型、第1電極採用n電極、第2電極採用+ 極。各半導體層的製作例如在^ In 用P电 1上，可利用MO-CVD貞分子束石曰、:日曰圓狀之基板 Wee* Beam Ep] £ 積法（刪：
.下述步驟順序峨。在Α板二'而在本實施形態係以 \ , 木衣作在基板1上，例如依序成長厚度（U 半導載子濃度〇·2至2Xl〇iW之等第】 ^脰層2(以下亦稱為緩衝層）、厚度G.15至〇·4//1Ώ的i =AIInAs之雪崩倍增層4、厚度〇 〇3至〇御⑺的載子 /辰度0·5至1X 1〇】8cnr3i p型Inp電場緩和層5、厚度1 至m曰的載子濃度1至5χ I015cm·3之〆型GaInAs光吸 ^ 厚度1至2 # m的P型InP作為第2半導體層8、 厚度〇·〗至O.San]的p型GaI】lAs接觸層9。在此因採取 肸被榀測光彳吹與基板〗為相反側射入的構成（以下稱為表 317155 1260100 f 、面射入），故前述第2半導题昆π 之能量為大。而且第2丰：的帶隙係設成比被檢測光 故以下也將第2半導體2體層8因係使被檢測光穿透， 干令歧層8稱為窗層。 其次，將Si〇x膜形成 部為中心、，將接觸層9以留下二以X光28的感光 的環狀方式⑽]去除中央：20?在：5至】。 之後，將sl0x膜形成；卜和接者在去除I膜 成寬5Mm的璟故而為〜罩，並將接觸層9的周圍形 风見m的％狀，而形成至少去 凹槽1〇,以分離成内部區域盘層8之 田一 M w丄 飞110與外部區域111 〇爯决刹 用瘵鍍形成S〗NX表面保護膜兼 利 於接觸層9上部之前述SlNx表面保二12〇’並去除位 12°，而在接觸層9之上利用AUZ〜：射膜 後於基板1研磨與積層有緩衝層2的面兔4 然
AuGe/Au形成n電極j 3，再 ”、、目反的面，並以 使P電極！4與接觸層9、以及 妾口，以 >電性連接。再來劈開分離晶圓狀基板衝層2成為 面27的約300 //m四方形之元件。 乍成具有劈開 以下說明以上述步驟所製作的♦ 以η電極U侧成為正，ρ電極14:=:極體之動作。 施加逆偏壓電壓，在此狀態下從ρ ，、、、、的方式從外部 例如使通信波帶為^一波帶或二14側射入光28。 領域的光射人前述接觸層9之環内部日±、皮f的近紅外線 窗層8在光吸收層6被吸收而產生電子〜=牙透可隙大的 子往η電極】3側移動，前述電洞往 ％，同對，雨述電 Ρ电極]4側移動。於 317155 1260100 -延偏壓電壓足夠冑日夺，在前述雪崩倍增層4電子呈離子化 而產生新的電子—電洞對，而由於新產生的電子、電洞皆 ^引起離子化’以致引起電子、電洞雪崩似地倍 朋倍增。 明第：圖所示本實施形態的雪崩光二極體之 ::户t。弟2圖係顯示第1圖A—A，剖面的深度方向電 c c^佈之特性圖，第3圖係顯示第1圖B-B，剖面及 钊面的面方向電場強度分佈之特性圖。第2 符號代表上述已形成的各半導體層，圖中以^ A代表A—A，剖面、b — b，代砉R — C-C：，剖面。如第2圖所示，成為:4面、C—C，代表 _層4二斤;：二=的部分係成為 佈所示，在其中前述内部區❹。正;二咖度分 部也成為最高區域，而隨著朝向 域中央 又如第3圖的C — C，A|……違“強度逐漸變小。 ，❹。的周邊部之電場強度前述 倍增層4之電度分佈相較，則比施加在雪崩 所知的周邊部電汽放^ _目此可抑制因邊緣崩潰而為人 、ί兒概放大，以及因隧道 流產生，可使發揮作為雪崩光二極體之=為人所知的電 因此，本實施形態的雪崩光二極體 ^緣崩潰的被稱為護環之構造，可簡易二 1 = 先…局可靠性之雪崩光二極體。 ' I、有低無 又於本實施彻，咖心略ρ作為電場緩 317155 9 1260100 幻仁亦可採用A1InAS。因狀況例如亦可將命山 倍增層4予以適“魏，而省略電場緩和層5 = 示為電性連接内部區域11〇“電極14而設置了接2 ’但亦可使内部區域11G與P電極14直接接觸。q 〇再者衣自層8與光吸收層6之間，若設置〇 〇2至 〇·2^ m左右的1型GaInAsP或AlGalnAs等的遷移層7( 則價電子帶的不連續量將變小，而電洞變為^易從 、/ ϋ收層6机通（在此具電洞遷移層之功能）。因此，可防 :異質介面的電洞堆積(pile up)，並能實現 應。 几曰 此外，作為本實施形態的凹槽10之形成方法，為了去 除1nP系半導體層，例如可採用利用反應性離子姓刻、鹽 酉夂/磷酸混合溶液等鹽酸系溶液的濕式蝕刻。又為了去除
GaInt系半導體層與A1InAs系半導體層，例如可採用混 σ有彳τ板I與酒石酸等有機酸與過氧化氫水之有機酸溶 馨液、混合有硫酸與過氧化氫水之硫酸溶液。 第2實施形態
第4圖係顯示本發明第2實施形態之雪崩光二極體的 概略構造之剖面圖。在本實施形態，係於上㈣i實㈣ 態所不雪崩光二極體中的光吸收層6與第2半導體層8之 間，設置帶隙較光吸收層6為大的約由〇 〇3^d曰型W 構成勺第j半導體層15,並留下前述第3半導體層。而 形成凹槽1 0。 依據本實施形態，可將露出於外部的凹槽10底部作成 3]7155 1260100 較光吸收層6的帶隙為大之層，因此可達成抑制凹槽10 底的表面劣化、無光電流特性的下降，及提高壽命。再 ^於感光區域周邊部可局部性地將電場強度高的區域設 較大的層，而非光吸收層6,因此可更加抑制因邊 緣朋〉貝而為人所知的周碡卹+ 士 4 l 吓扪周坆。卩電流放大，以及因隧道崩潰而 為人所知的電流產生。 丰導S’於本實施形態中，雖例示使用1型㈣為第3 ^肢層15，但亦可使用1型AUnAs、】型A1GaInAs等。 =成與窗層8為不同組成的材料，則由於利用不同钱刻 ^又可作選擇性姓刻’因此可精密度佳地形成所希望的深 又凹槽10。在此情況亦可兼作為電洞遷移層。 於本實施形態中，雖例示使用】型為第3 ;由於帶隙較光吸收層6為大，且只要不是第曰 可，故亦可設成半絕緣性。 •層 第 於本實施形態中，雖例示將第3半導體層15 但亦可設成複數層。 ° 實施形態 第5圖係顯示本發明第3實施形 概，一圖。本實施形態係於上述第之 ::朋先一極體中，在由凹槽1〇所分離 的外圍復設置外濠26，去除直 成 吉你Ί 丄 J兀次叹增6，而例如留下 直么1〇〇_左右的圓形區域，以形成側面25。 本實施形態的雪崩光二極體因係形成 内部區域110的正下方形成空乏化區域無二U: 317155 11 1260100 :二=收層6產生’且將空乏化區域11及元件侧面當作 26 ::’所以藉由在包圍空乏化區域η的外圍設置外澡 I6者：：阻塞無光電流的通道，所以可減少無光電流。： 入At e 口 T的W1)雖可為nm級，但因俞大 恩此長期維持特性，故較 " 更好在以上。在㈣取好在10/-以上， (另一方面，t將㈣26白勺内部光吸收層6之寬 :二中：:2二或直徑作小時’因前述側面25的電場強度 :二：：也下：’所以最好是將由形成外濠26 、、吸收層6之見度，或直徑設在5G/i m以上200 // m以下的程度。*去 BP ^ 又再者則述光吸收層6的形狀並未特別 圓，、擔圓形亦可，作成四角形、五角形等的 2 ^妨前述的多角形時，若於角部設成帶 、防止電场集中於前述角部而較理想。再者，若 =複^料26，則在内側的外澡26可抑制產生無光 、广，而在外側的外濠26(未圖示）可阻止來自元件端的瑕 疵、欠缺，而能防止物理性的損傷。 外濠26的形成方法，係只要和上述凹槽10的形成方 法相同即可。於選擇性钱刻Inp咖時，可使 她合溶液等鹽酸系溶液，而於選擇性㈣a】g:As 乐材料與GaInAsp系材料時，可使用有機酸（檸檬酸、酒石 酸寺）/過#1化氫水混合溶液等有機酸系溶液、硫酸系溶 液。在該等材料若適當地組合選擇钱刻性較小的HBr/過氧 1260100 氫水或Br/曱醇等Br系溶液等，即可達成所想要的去除。 等有藉由SlNx、Sl0x等的介電質或聚酿亞于胺 述保，2:面25設置保護膜12(未圖示編 無二、、、12即可防止氧化與吸收水分，更可獲得抑制產生 …、兒流的效果、及長期可靠性。 一 再者，於凹槽10的側壁或外濠26的側壁之至少任何 稭由M0-CVD #再成長半導體結晶以作為保 ^亦可。此時設作保護膜in勺半導體結晶，可為導;性 二1型或半絕緣性帶隙大者，例如可為InP、AlInAs等。 保護膜12作成半導體結晶，相較介電質可抑制介面 於本實施形態雖例示形成外濠26達到電場緩和層5 二止，但亦可去除至較雪崩倍增層4為深之層。 於本實施形態雖例示使窗層8與光吸收層6接合，但 亦可在窗層8與光吸收層6之間設置遷移層7(未圖钱 參刻中止層3(未圖示）。 雖例示將側面25相對基板1垂直而設，但亦可作成 台形等其他形狀。藉由在光吸收層6與電場緩和層5設置 段差，因不易流通無光電流，故可作局部去除。 尤其在沒有必要設置電場緩和層5時，可省略前述電 場缓和層5，而只要在其下的雪崩倍增層4與光吸收層6 設置段差即可。 第4實施形態 第6圖係顯示本發明第4實施形態之雪崩光二極體的 3)7155 13 !26〇l〇〇 概略構造之剖面圖，第7圖為其俯視圖。在本實施形態雖 與上述第1實施形態一樣形成複數半導體層，但係採用以 載子濃度0·〗至2x 10、m-3左右之InP或AUnAs等的n 1低折射卞層，與GalnAs、GalnAsP、AlGalnAs等高折射 率層為一組，積層8至20組，而積層1/4波長分佈布雷格 (bragg)多層反射層23，及由n型Inp或Am*組成的相 位調整層24之層，來作為形成在基板】上之第】半導體層 2。在此，相位調整層24係調整光吸收層6與多層反射層 23之間的光相位，並提高穿透光吸收層6的光於多層反身; 層23之反射率。 再者，作為第2半導體層（窗層）8，係由厚度〇丨至 # :左右、載子濃度(U至2x i〇i W3左右之p型A— 的f 1窗層81，以及厚度0.4至1〇㈣左右的？型㈣ 為第2窗層82之2層構成。 在上述第1窗層81與第2窗層82 μ古〇 丄 固噌叹有2 // m左右的 參不同見度，而將第i窗層81設成較寬。 再者’於光吸收層6盘第1食思 曰0 /、弟1自層81之間，依序將ι 型GalnAsP或A1GaInAs加大帶 刀人贡隙月匕里，各以0.03 # m左 右積層3至9層來作為電洞遷移層7。 。設置〇·01至㈣㈣的1型1心，來作為鞋刻中止 。佼，設置分離内部區域 ^ /、 q 口Γ 吧 J i i 白9 凹 ==由前述凹槽】0,在第】窗層8]與第2窗層^ 成早制2_的寬度差。另將外部區i或⑴的一部分 14 1260100 除至多層反射層23，以設置用以形成側面25的外澡26 , 而使電場緩和層5從側面2 5突出5 // ηι左右。 再於元件表面設置保護膜12。 在此，第6圖及第7圖中的W1，亦即從内部區域11〇 的外側到側面25的距離，係80以⑴左右；W2，亦即外濠 26的内部光吸收層6之寬度’係設為2〇〇 # m左右。 在本實施形態，因係使用積層1/4波長分佈布雷格多 層反射層23，及相位調整層24之層作為第】半導體層2， 所以可使在光吸收層6不被吸收而穿透的光再度朝 光吸 =層6作反射。因此，可更加提高在光吸收層6的光吸收 量’而形成能提高雪崩光二極體之光感度。 再者，於光吸收層6與第！窗層81:間，因設有遷移 ::故光吸收層6與第】窗層81之間的價電子帶不連續 里^、·’而可防止異質介面的電洞堆積，能從低倍增因數 (multipllcatlon fact〇r)實現高速光響應。
層 又於光吸收層6與第1窗層81 ’故藉由凹槽1 〇可確實蝕刻第 之間，因設有蝕刻中止 】窗層81。 動度小的第1窗層8】（下部）與移動度高的 因此;_置=層8,所以可將第2窗層82作薄 平乂惶。又置移動度小的窗 藉由將第I窗層8】作成曰比第低電阻。 Η Ί1η , 乍成比弟2囪層82寬雇，在内4 £域】1〇中可使第2窗層 “在内 因此可抑制在外圍邻— H电阻較中央部大 因藉…==電流，而也可防止崩潰 "先吸收層6,故於由外濠26所自 317155 15 1260100 圍的外部區垴1 ] Τ ^ ^成1U，可抑Μ由光吸收層ό所產生的產生電 膜二=:二有台階’故可防止設在元件上面的保護 =^14白勺凹槽側壁之斷層，而能提昇可靠性。 道，间0:，因在外濠26設有台階，故可阻絕無光電流通 靠性/可防止保護膜12的外濠側壁之斷層，而能提昇可 成側面25日且為作在成外域:1的—部分設有外濠26以形 日士 , 作成奴留隶外區域，故可抑制無光電流之同 日守’也可確保元件的強度。 抓之同 ^圖係顯示本實施形態之雪崩光 偏壓電厂剛係之特性圖。圖中^ 體^光卜濠26僅劈開使元件分離的雪崩光二極 …、先電机杉性。未仰賴逆偏壓電 前述產生無光電流係經由劈開面流通上： 位準(圖中1dark虛線)。與此相較， =1崩光二極體因可阻絕來自光吸收層6的產生； 先电树通道，故得知可將無光電流減少至…、
Idark實線）。可獲得5〇倍以上的高倍增因數。（圖中 實施形態中，雖例示在凹槽1Q設置^ 二/層8]作成較第2窗層82寬廣，以及在外濠26_ 一但因為該等的任一項作法都具有可降低無光電：： 3)7155 16 1260100 效果，故亦可僅採用該等作法之任一項。 敕於本實施形態中，雖例示積層多層反身卿及相位， ;層24作為第1半導體層2之例、在光吸收層6”: 囪層81之間設置遷移芦 、乐 才夕層7之例、在光吸收層θ與第1窗声 :之間設置㈣中止層3之例，但由於該等的任一項作 .具有可提昇雪崩光二極體的特性之效果，故亦可僅採用 該等作法之任-項，或組合之構成。 丨了僅才木用 雖例示積層多層反射声Μ ►半導μ ? γ 及相位㈣層24作為第1 + ¥肢層2之例，但亦可將基板丨 體層2,也可追加其他層。 丨刀作為弟1+導 於本實施形態中，雖例示將遷移層7設為電洞遷 及將蝕刻中止層3設為 、私層 7、曲一 1一亦可设為半絕緣型，式都 子漠度在5xl〇1W3以下之低導電型(最好為„型)。戍載 雖將蝕刻中止層3設為Inp 層A1InAs，但只要 ;接觸的弟1窗 L ^ 要月匕，'轭砥擇性蝕刻的組合則使 隊用^材料也無妨。例如亦可以A]inAs作為姓刻中止戶 ^作為㊉1窗層81，而利用四元系半導 在第1窗層81與光吸收層6之門 …° 吸收層6為大的第3半導體層15。間亦可設置帶隙較光 雖將第1窗層81構成為較第2窗 作成同寬。 日82見廣，但亦可 亦可藉由凹槽10將外部區域〗u 全部除去。 的弟2 +導體層8 雖例示在外濠26設台階，但亦 乍成直連的形狀。另 317155 17 1260100 外亦可在外圍的外部區域 2外濠阻止因處理㈣所外^可利用上述第 性損傷。 兀件所合易引起的來自劈開面側的物理 亦可將外濠26延長至劈開面27。 外，冢26係以形成至多層反射層23 ·!半導體層㈣佳。當將外濠26的底料於心^^ 部分可設置η電極13,並可將P電極】 " 作在同一面側，因此可簡化製程而較理想。只要是 在η型GalnAs層上’因接觸電阻變小，故更佳。 弟5貫施形態 :9圖係顯示本發明第5實施形態之雪崩光二極體的 概略構造之剖面圖。在本實施形態，係於基板i使用n型， 或使用摻雜Fe的透光性佳之半絕緣性基板，而使光μ 基板1側射入。作為半導體層之積層方法，例如在半絕緣 性InP基板1上積声·戸存。Ί
9 、曰·厚度0·1至1·5_、載子濃度（U ►至x10 cm之11型1心或入111^作為第1半導體層2; 0.15至0.4以m的】型AUnAs作為雪崩倍增層4 ;載子濃 度0.3至lx 10】W3的p型Inp或A】inAs積層㈣至 作為電場緩和層5 ;載子濃度5x l〇i5cm-3以下的 ⑽仏積層1至2·5# m作為光吸收層6。另外，以0·0Ι 至0.03pw層依序積層將帶隙能量加大的⑼GainAsp戒 A]GainAS為3至9層作為遷移層7,以〇.〇1至0.05/^的 】W作為钱刻中止層3，以〇 3至】〇 "】刀的〇 1至μ 1〇】9請'的】）型A]]nAs(第】覆蓋層83)，及jnP(第2覆蓋 317155 !26〇1〇〇 至0·5 層84)作為第2半導體層8(起覆蓋層的作用），以〇 1 “的Ρ型GalnAs作為接觸層9而依序使它們成長。 其次形成凹槽1 0，以將内部區域 圓报X , , 1匕x iiU的接觸層9留下 丰=予以去除，並將外濠26在深度方向形成 ㈣想是去除出為止），在寬二方 向形成達劈開面27為止。 、又方 再者由SlNx形成保護膜12，並在將外濠％ 而在t層2上之㈣膜12去除後的部分形成11電極a 除：接觸層9上的保護膜12之部分形成圓形p電極 再於基板1研磨、姓刻與積層有半導體層的 之面，而藉由SlNx形成防止反射膜21，並進行斧处'··、. 處理。然後再劈開分離晶圓狀凡、口（smte〇 27的·“ 使成為具有劈開面 2 /的300 # m左右的四角形元件。 本見把形悲的雪崩来-搞雕 m么 使光Μ從基板】側射入Λ千 述的構成，故 再由Ρ電極14將穿透光吸收層 馨6 〇光予以反射，而可由 曰 ^ η „ 认居〇丹度吸收。再者因係 电極13與ρ電極14相對基板1設在同-面側，故可
做覆晶安裝。在依攄太者A Α T 第〗5… 貝形恕的背面射入型，相較上述 ή. 貝知形㈣表面射入型，因可作小内部區域m 的面積，故可減少元件電容而能高速動作。再者，因可利 用電極14的反射，故卽伯又c ώ 百 利 好感度。 卩使不〇層反射層23也可獲得良 此外’在本實施形態，雖例示連續形成凹槽心外淨 俾能防止中斷而形成保護膜⑴但也可同樣製作背面 317155 19 1260100 射入型於上述第1至4實施形態所示之僅有凹槽1 〇的構 成’或不連續設置凹槽10與外濠26的構成。 一 第6實施形態 第1 〇圖係顯示本發明第6實施形態之雪崩光二極體的 $略構造之剖面圖。在本實施形態，係與上述第5實施形 恶一樣方式形成複數層半導體層，但連續於凹槽⑺形成有 外凓26,並將其外圍的外部區域111去除至蝕刻中止層3, 而將η電極丨3設在外濠26的内部，以及蝕刻中止 的保護膜12上。 θ 依據本構成因將η電極13設在保護膜12上，故可提 昇η電極13的密著性，而抑制剝離。再者，因内部區域 ⑽未形成突出的形狀，故可防止因物理性的接觸於内部 區域110 *造成之損傷。又於研磨基板】日寺，將基板！的 相反面黏貼在其他基板的情況中，由於可分散施加在基板 \的相反面之壓力’故能提昇強度、防止損傷。 φ第7實施形態 第11圖係顯示本發明第7實施形態之雪崩丨二極體的 概略構造之透視圖。在本實施形態，係使光28從側面射 .入。各半導體層的積層方法雖與上述第4實施形態相同， •但藉由凹槽Η)將内部區域11〇留成矩形狀，並去除至钱刻 中止層3。並藉由外濠26在外部區域⑴之中，以包圍留 在上述矩形狀的内部區域11〇的方式，矩形狀地去除至第 1半導體層2的上部，而形成被覆。接著在内部區域no 的窗層8上設置接觸声9，& ^ μ & 接觸層9而從該接觸層9上經由凹槽】〇 317155 20 1260100 的壁部於韻刻中止声3卜邮— 止如λ , 日上4的保瘦膜12上形成ρ電極14。 九射入面係内部區娀 择^ Λ $ U〇的侧壁，凹槽】0及外濠26為連 向Μ除至第2半導體層（最好直到出現n型
InP)，見度方向係去除 丄 導體層2的上部之保護膜]2上設^ /者在上心二半 構件載置（m_)元件（未圖示）/ Π “ 13 ’再错由金屬 -成St形態的雪崩光二極體因係作成上述構成，故可 叹成Μ先吸收層6為核心 的側壁射入光科在傳播波^内部區域U〇 吸收；6“ ¥中因會吸收光故可將光 =6作涛，且可將抑接合面積作小。因此，可缩短· 子人电洞的行走時間並 电 高速動作。 战乂电令，故對於光信號形成可 再者於本貫施形態雖例示條壯力奋' / + · 波導路，但亦可加載（Stnp】〇ad叫)型 冰h 板 導路、填埋波導路型構造。& ，乍為結晶構造亦可在第j半I r戈光吸收層6上，於上下或僅=;層，倍增層4之間 強化鎖光。 Μ於任何—方設置披覆層，來 在上述第丨至7實施形態中，雖例 1導電型、p型作為第2導電型、η —n '作為第 电極作為弟2電極，但亦可使电桎P 型作為第2導電型、p電……作為弟1導電型、η 電極。^ ^極作為第1電極、η電極作為第2 圖式簡單說明】 第】圖係顯示本發明第 貫施形態之雪崩光 極體的 317155 21 1260100 概略構造之剖面圖。 第2圖係顯示本發明第1實施形態之第1圖A—A’剖 面的深度方向電場強度分佈之特性圖。 第3圖係顯示本發明第1實施形態之第1圖B—B’剖 面及C — C5剖面的面方向電場強度分佈之特性圖。 第4圖係顯示本發明第2實施形態之雪崩光二極體的 概略構造之剖面圖。 第5圖係顯示本發明第3實施形態之雪崩光二極體的 ❿概略構造之剖面圖。 第6圖係顯示本發明第4實施形態之雪崩光二極體的 概略構造之剖面圖。 第7圖係顯示本發明第4實施形態之雪崩光二極體的 概略構造之俯視圖。 第8圖係顯示本發明第4實施形態之雪崩光二極體的 電流及倍增因數（multiplication factor)與逆偏壓電壓的關 φ係之特性圖。 第9圖係顯示本發明第5實施形態之雪崩光二極體的 概略構造之剖面圖。 ^ 第10圖係顯示本發明第6實施形態之雪崩光二極體的 . 概略構造之剖面圖。 第11圖係顯示本發明第7實施形態之雪崩光二極體的 概略構造之透視圖。 【主要元件符號說明】 1 基板 2 第1半導體層 22 317155 1260100 3 1虫刻中止層 5 電場缓和層 7 遷移層 9 接觸層 11 空乏化區域 13 第1電極 15 第3半導體層 23 多層反射層 25 側面 27 劈開面 81 第1窗層 83 第1覆蓋層 110 内部區域 120 4 雪崩倍增層 6 光吸收層 8 第2半導體層 10 凹槽 12 保護膜 14 第2電極 21 防止反射膜 24 相位調整層 26 外濠 28 光 82 第2窗層 84 第2覆蓋層 111 外部區域 表面保護膜兼防止反射膜
Claims (1)
1260100 、申請專利範圍： 1· 2, 一種雪崩光二極體，係具有：第丨+ 1電極電性連接之由第丨導電型構成==第 基板’而在前述基板係至少積層有：雪==之 =!'2及由㈣較前述光吸收層為大的第2“型= 體層’並藉由形成在前述第2 = 才曰刀離成内部區域與外部區域， J凹 連接於第2電極。 且别相部區域係電性 如申請專利範圍第】項之雪崩光二極體，其中 ==半導體層之間具有帶隙較前述光吸收層為大 二“體層’而以留下前述第3半導體層來形成凹 ‘ 、印專利範圍第丨項之雪崩光二極體，其中，在外 區域知以包圍内部區域及凹槽的方式設置外濠，並藉由 珂述外濠至少去除光吸收層，以形成側面。 9 丨4•如申請專利範圍第3項之雪崩光二極 達基板的劈開面。 外，豕係 5’如申請專利範圍第3項之雪崩光二極體，其中 凹槽係連續形成。 /豕人 ^申5月專利範圍第1項之雪崩光二極體，其中，内部區 域j第2半導體層係由複數的層構成，而前述複數的層 之覓度係為基板侧較大。 7· 專利範圍第1項之雪崩光二極體，其中，内部區 域之第2半導體層係由複數的層構成，而前述複數的層 317155 24 1260100 之私動度係為基板側較低。 8 ·如申請專利範圍第1項之雪崩光二極體，其中，光射入 部係屬：基板表面之表面射入型、基板背面之背面射入 型、由凹槽或外濠所形成側壁之側面射入型的任何— 種。
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