JPH02137376A - アバランシェフォトダイオード - Google Patents
アバランシェフォトダイオードInfo
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- JPH02137376A JPH02137376A JP63291583A JP29158388A JPH02137376A JP H02137376 A JPH02137376 A JP H02137376A JP 63291583 A JP63291583 A JP 63291583A JP 29158388 A JP29158388 A JP 29158388A JP H02137376 A JPH02137376 A JP H02137376A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 3
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-
- 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
- H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
- H01L31/1075—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes in which the active layers, e.g. absorption or multiplication layers, form an heterostructure, e.g. SAM structure
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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)
本発明は光通信等に用いる受光素子に関する。
(従来の技術)
光通信に用いられる受光素子は高速・高感度で0.8μ
m帯に用いられるSiの場合、α/β比は20程l&あ
り高い性能が得られる。いっぽう1.55μm帯で用い
られるアバランシェフォトダイオードでは電子増倍層に
InP を用いているためα/β比は2程度で低雑音化
には限界があった。
m帯に用いられるSiの場合、α/β比は20程l&あ
り高い性能が得られる。いっぽう1.55μm帯で用い
られるアバランシェフォトダイオードでは電子増倍層に
InP を用いているためα/β比は2程度で低雑音化
には限界があった。
最近チンら(Chin、R,etal・)によってエレ
クトo=クスレターズ誌(Electronics L
etters)16巻、467頁(1980)で提案さ
れ、カバンら(Capaso、F+eta1. )によ
りアプライド74ジツクレターズ誌(Applied
Physics Letters)47巻、597頁(
1985)で報告されたアバランシェフォトダイオード
は電子増倍層にInGaAs/InAlAs超格子を用
いてI nGaAsとI nA IAsの間の大きな伝
導帯不連続(0,5eV) によりα/β比を高める
ことを試みている。
クトo=クスレターズ誌(Electronics L
etters)16巻、467頁(1980)で提案さ
れ、カバンら(Capaso、F+eta1. )によ
りアプライド74ジツクレターズ誌(Applied
Physics Letters)47巻、597頁(
1985)で報告されたアバランシェフォトダイオード
は電子増倍層にInGaAs/InAlAs超格子を用
いてI nGaAsとI nA IAsの間の大きな伝
導帯不連続(0,5eV) によりα/β比を高める
ことを試みている。
(発明が解決しようとする課題)
しかし、InGaAs/InAlAs超格子においては
価電子帯にも不連続は存在しくo、zev)電子増倍層
のα/β比を大きくするための障害となってい友。本発
明はα/β比の大きな電子増倍層を持つ低雑音アバラン
シェフォトダイオードを提供することを目的とする。
価電子帯にも不連続は存在しくo、zev)電子増倍層
のα/β比を大きくするための障害となってい友。本発
明はα/β比の大きな電子増倍層を持つ低雑音アバラン
シェフォトダイオードを提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明のアバランシェフォトダイオードは、InP に
格子整合するInAlAs 混晶と、InPに格子整合
し室温における禁制帯幅が1.0eVから1.2eV
の間にあるInGaAsP混晶を交互に積層した超格子
を電子増倍層とすることを特徴とする。
格子整合するInAlAs 混晶と、InPに格子整合
し室温における禁制帯幅が1.0eVから1.2eV
の間にあるInGaAsP混晶を交互に積層した超格子
を電子増倍層とすることを特徴とする。
(作用)
超格子を用いた電子増倍層でα/β比を大きくするため
には伝導帯の不連続を大きくシ、価電子帯の不連続をで
きるだけ小さくすることが必要である。InP に格子
整合するInAlAs混晶の価電子帯のエネルギーBy
(I nA IAs )はInPの価電子の頂上から
測って150 meV の位置にある。
には伝導帯の不連続を大きくシ、価電子帯の不連続をで
きるだけ小さくすることが必要である。InP に格子
整合するInAlAs混晶の価電子帯のエネルギーBy
(I nA IAs )はInPの価電子の頂上から
測って150 meV の位置にある。
一方、InP に格子整合するInGaAsP 混晶
の価電子帯のエネルギーEv(InGaAsP)は、I
nPの禁制帯幅をEg 1 、 I nGaAsP
混晶のM制帝都をEg2とすると Ev(InGaAsP)=0.6 X (Egl −E
g2)の位置にある。InGaAsP混晶の禁制帯幅は
0.75eV(InGaAs)から1.35eV(In
P)まで変化するからEv(InGaAsP)は0から
360 meVまで変化させることができる。1.0e
V<Eg2<1.2eVの範囲ではEy(InAlAs
)とEv(InGaAsP)の差は60meV以下とな
りInAlAsとI nGaAsPとの価電子帯不連続
を小さくできる。このとき伝導帯の不連続は320 m
eV 以上あって十分大きい。このため、InP に
格子整合するInAlAs混晶と、InP に格子整合
して室温における禁制帯幅が1.0eVから1.2eV
の間にあるInGaAsP混晶を交互に積層し九超格子
を電子増倍層とすることによりα/β比を大きくするこ
とができる。
の価電子帯のエネルギーEv(InGaAsP)は、I
nPの禁制帯幅をEg 1 、 I nGaAsP
混晶のM制帝都をEg2とすると Ev(InGaAsP)=0.6 X (Egl −E
g2)の位置にある。InGaAsP混晶の禁制帯幅は
0.75eV(InGaAs)から1.35eV(In
P)まで変化するからEv(InGaAsP)は0から
360 meVまで変化させることができる。1.0e
V<Eg2<1.2eVの範囲ではEy(InAlAs
)とEv(InGaAsP)の差は60meV以下とな
りInAlAsとI nGaAsPとの価電子帯不連続
を小さくできる。このとき伝導帯の不連続は320 m
eV 以上あって十分大きい。このため、InP に
格子整合するInAlAs混晶と、InP に格子整合
して室温における禁制帯幅が1.0eVから1.2eV
の間にあるInGaAsP混晶を交互に積層し九超格子
を電子増倍層とすることによりα/β比を大きくするこ
とができる。
(実施例)
第1図は本発明の実施例の7バランシエ7オトダイオー
ドの一例を示す構造図である。実施例の7バランシエフ
オトダイオードは以下のような手順で炸裂される。p”
−InPの基板ll上にZnをドープ(n=2X10
crrt )した厚さ1.04mのp−InPより
なるバッファ層12、アンドープで厚さ2μrnのIn
o、ss Ga o、HAsからなる光吸収層13、専
さ10nmのI n o、sz Al。、、、 Asの
lI壁層141と厚さが10nmのIno、5sGao
、tyAso、5ypo、ssの井戸層142を交互に
40回積層した電子増倍114、および厚さ2μmのア
ンドープInP よりなるウィンド層15を有機金属気
相成長法により積層する。ウィンド層15にはSnを拡
敵し、AuGeNi 合金よりなるリング型のn側電極
16をウィンド層上に形成し、AuZn合金からなる9
個電極17は基板11を150μmの厚さに研磨した後
基板11の裏面に形成される。
ドの一例を示す構造図である。実施例の7バランシエフ
オトダイオードは以下のような手順で炸裂される。p”
−InPの基板ll上にZnをドープ(n=2X10
crrt )した厚さ1.04mのp−InPより
なるバッファ層12、アンドープで厚さ2μrnのIn
o、ss Ga o、HAsからなる光吸収層13、専
さ10nmのI n o、sz Al。、、、 Asの
lI壁層141と厚さが10nmのIno、5sGao
、tyAso、5ypo、ssの井戸層142を交互に
40回積層した電子増倍114、および厚さ2μmのア
ンドープInP よりなるウィンド層15を有機金属気
相成長法により積層する。ウィンド層15にはSnを拡
敵し、AuGeNi 合金よりなるリング型のn側電極
16をウィンド層上に形成し、AuZn合金からなる9
個電極17は基板11を150μmの厚さに研磨した後
基板11の裏面に形成される。
本実施例におけるアバランシェフォトダイオードの電子
増倍層14の井戸層142となるIno、@sGa o
、xtAso、st Po、ssは禁制帯幅が1.0e
Vであり、障壁層141となるI n O,+511
A I(1,411As jこ対する伝導帯不連続は
0.46eVあり、一方価′シ子フォトダイオードが得
られる。
増倍層14の井戸層142となるIno、@sGa o
、xtAso、st Po、ssは禁制帯幅が1.0e
Vであり、障壁層141となるI n O,+511
A I(1,411As jこ対する伝導帯不連続は
0.46eVあり、一方価′シ子フォトダイオードが得
られる。
(発明の効果)
本発明の効果を要約すると、α/β比が大きい低雑音の
7バランシエフオトダイオードが得られることである。
7バランシエフオトダイオードが得られることである。
第1図は本発明の一実施例の構造図である。図中、
11・・・・−・基板、12・・・・・・バッファ層、
13・・・・・・光吸収層、14・・・・・・電子増倍
層、15・・・・・・ウィンド層、16・・・・・・n
@電極、17・・・・・・p#J%極、141・・・・
・・障壁層、142・・・・・・井戸層。
13・・・・・・光吸収層、14・・・・・・電子増倍
層、15・・・・・・ウィンド層、16・・・・・・n
@電極、17・・・・・・p#J%極、141・・・・
・・障壁層、142・・・・・・井戸層。
Claims (1)
- アバランシェ増倍に与る電子増倍層とキャリア発生に与
る光吸収層とを少くとも積層した多層構造をInP基板
上に備えたアバランシェフォトダイオードにおいて、I
nPに格子整合するInAlAs混晶と、InPに格子
整合し室温における禁制帯幅が1.0eVから1.2e
Vの間にあるInGaAsP混晶を交互に積層した超格
子を電子増倍層とすることを特徴とするアバランシェフ
ォトダイオード。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63291583A JPH0821727B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | アバランシェフォトダイオード |
US07/437,562 US4982255A (en) | 1988-11-18 | 1989-11-17 | Avalanche photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63291583A JPH0821727B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | アバランシェフォトダイオード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02137376A true JPH02137376A (ja) | 1990-05-25 |
JPH0821727B2 JPH0821727B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=17770812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63291583A Expired - Lifetime JPH0821727B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | アバランシェフォトダイオード |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4982255A (ja) |
JP (1) | JPH0821727B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0366179A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アバランシェフォトダイオード |
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JP2011171367A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Nec Corp | 半導体受光素子および半導体受光装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6127692A (en) * | 1989-08-04 | 2000-10-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus |
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JP2941349B2 (ja) * | 1990-04-06 | 1999-08-25 | 株式会社日立製作所 | 超格子apd |
JP2934294B2 (ja) * | 1990-04-09 | 1999-08-16 | 日本電信電話株式会社 | アバランシェフォトダイオード |
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JP2001332759A (ja) | 2000-03-16 | 2001-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アバランシェフォトダイオード |
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-
1988
- 1988-11-18 JP JP63291583A patent/JPH0821727B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-17 US US07/437,562 patent/US4982255A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0821727B2 (ja) | 1996-03-04 |
US4982255A (en) | 1991-01-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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