JPH05343731A - Photodetector - Google Patents
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- JPH05343731A JPH05343731A JP4170126A JP17012692A JPH05343731A JP H05343731 A JPH05343731 A JP H05343731A JP 4170126 A JP4170126 A JP 4170126A JP 17012692 A JP17012692 A JP 17012692A JP H05343731 A JPH05343731 A JP H05343731A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、受光素子に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light receiving element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体を用いた受光素子として、
ＧａＡｓ基板上に金属−半導体−金属（ＭＳＭ）フォト
ダイオードまたはｐｉｎフォトダイオードを形成したも
のがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a light receiving element using a semiconductor,
There is one in which a metal-semiconductor-metal (MSM) photodiode or a pin photodiode is formed on a GaAs substrate.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の受光素子
は波長０．８５μｍ以下の光に対して感度を有するが、
この波長の光はＧａＡｓ基板を透過することができない
ため、表面側からの光の入射によってのみ受光動作が可
能である。ところが、このように表面側から光の入射を
行う場合には、受光素子の表面に形成されるショットキ
ー電極やオーミック電極などにより入射光が遮られるた
め、受光感度が低下してしまうという問題がある。The above-mentioned conventional light receiving element has sensitivity to light having a wavelength of 0.85 μm or less.
Since light of this wavelength cannot pass through the GaAs substrate, light receiving operation is possible only by incidence of light from the surface side. However, when the light is incident from the surface side in this way, the incident light is blocked by the Schottky electrode, the ohmic electrode, etc. formed on the surface of the light receiving element, so that the light receiving sensitivity is deteriorated. is there.
【０００４】この問題は、基板の裏面側からの光の入射
が可能であれば解決することができる。これに関し、本
出願人は、特願平３−２５２７５８号において、ＧａＡ
ｓ／Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓ超格子を吸収層として用いるこ
とにより、ＧａＡｓ基板を透過可能な光のうち０．９〜
１．０μｍ程度の波長領域の光に感度を有する、裏面側
からの光の入射が可能なプレーナ型の受光素子を提案し
た。この受光素子においては、裏面側からの光の入射を
行った場合に高い光強度が得られる吸収層での電界強度
がプレーナ構造により低くなってしまうために受光効率
が低いという問題があるが、上記特願平３−２５２７５
８号においては、この問題についても、受光素子の二つ
の電極の直下にイオン注入法などにより低抵抗の拡散層
を形成して吸収層での電界強度分布を一様にすることに
より解決することが可能であることを述べた。ところ
が、この場合には、暗電流の増加や寄生容量の増加が生
じることにより、受光素子の性能が低下してしまうとい
う問題が新たに生じる。This problem can be solved if light can enter from the back side of the substrate. In this regard, the present applicant has filed a GaA in Japanese Patent Application No. 3-252758.
By using the s / In x Ga 1-x As superlattice as the absorption layer, 0.9 to
We have proposed a planar type light receiving element that is sensitive to light in the wavelength region of about 1.0 μm and that allows light to enter from the back side. In this light receiving element, there is a problem in that the light receiving efficiency is low because the planar structure lowers the electric field strength in the absorption layer that provides high light intensity when light is incident from the back surface side. Japanese Patent Application No. 3-25275
In No. 8, this problem is also solved by forming a low resistance diffusion layer directly below the two electrodes of the light receiving element by an ion implantation method or the like to make the electric field intensity distribution in the absorption layer uniform. Said that is possible. However, in this case, there is a new problem that the performance of the light receiving element deteriorates due to an increase in dark current and an increase in parasitic capacitance.
【０００５】従って、この発明の目的は、基板の裏面側
から光の入射を行う場合に高い受光感度及び受光効率を
得ることができる受光素子を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a light receiving element which can obtain high light receiving sensitivity and light receiving efficiency when light is incident from the back surface side of the substrate.
【０００６】この発明の他の目的は、良好な暗電流特性
及び高速応答性を得ることができる受光素子を提供する
ことにある。Another object of the present invention is to provide a light receiving element which can obtain good dark current characteristics and high-speed response.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明による受光素子は、半導体基板（１）と、
半導体基板（１）上に設けられた吸収層（２）と、吸収
層（２）中に設けられた拡散層（６）上に設けられたオ
ーミック電極（５）と、吸収層（２）上にオーミック電
極（５）と対向して設けられたショットキー電極（４）
とを有する。To achieve the above object, a light receiving element according to the present invention comprises a semiconductor substrate (1),
Absorption layer (2) provided on semiconductor substrate (1), ohmic electrode (5) provided on diffusion layer (6) provided in absorption layer (2), and absorption layer (2) Schottky electrode (4) provided opposite to the ohmic electrode (5)
Have and.
【０００８】ここで、基板の裏面側から光の入射を行う
場合、半導体基板（１）としては、吸収層（２）が感度
を有する波長の光に対して透明なものが用いられる。Here, when light is incident from the back side of the substrate, the semiconductor substrate (1) used is transparent to the light having a wavelength to which the absorption layer (2) has a sensitivity.
【０００９】また、拡散層（６）は、好適には、半導体
基板（１）に達するように設けられる。The diffusion layer (6) is preferably provided so as to reach the semiconductor substrate (1).
【００１０】[0010]
【作用】上述のように構成されたこの発明による受光素
子によれば、動作時にショットキー電極（４）及びオー
ミック電極（５）の間に印加される逆バイアス電圧によ
り、拡散層（６）と吸収層（２）との接合部の空乏層は
ショットキー電極（４）及びオーミック電極（５）の間
の部分の吸収層（６）の全体に広がる。そして、この部
分の吸収層（６）中には、基板表面とほぼ平行な方向の
強い電界がほぼ一様に存在する。特に、拡散層（６）を
半導体基板（１）に達するように設けた場合には、ショ
ットキー電極（４）及びオーミック電極（５）の間の部
分の吸収層（６）の全体で電界強度をほぼ一様にするこ
とができる。According to the light receiving element of the present invention constructed as described above, the diffusion layer (6) and the diffusion layer (6) are formed by the reverse bias voltage applied between the Schottky electrode (4) and the ohmic electrode (5) during operation. The depletion layer at the junction with the absorption layer (2) extends over the entire absorption layer (6) between the Schottky electrode (4) and the ohmic electrode (5). Then, in the absorption layer (6) in this portion, a strong electric field in a direction substantially parallel to the substrate surface exists almost uniformly. In particular, when the diffusion layer (6) is provided so as to reach the semiconductor substrate (1), the electric field strength in the entire absorption layer (6) between the Schottky electrode (4) and the ohmic electrode (5) is high. Can be made almost uniform.
【００１１】このため、半導体基板（１）は透過し、吸
収層（２）に対しては感度を有する波長の光を半導体基
板（１）の裏面側から入射させた場合、光入射により対
生成される電子及び正孔をショットキー電極（４）及び
オーミック電極（５）に効率良く、しかも迅速に収集す
ることができ、これによって高い受光感度及び受光効率
を得ることができる。Therefore, when light having a wavelength having a sensitivity to the absorption layer (2) is transmitted through the semiconductor substrate (1) and is incident from the back surface side of the semiconductor substrate (1), a pair is generated by the incident light. The generated electrons and holes can be efficiently and rapidly collected in the Schottky electrode (4) and the ohmic electrode (5), whereby high light receiving sensitivity and light receiving efficiency can be obtained.
【００１２】また、受光素子に必要な二つの電極の一方
の電極はショットキー電極（４）であることから、この
ショットキー電極（４）と下地層とのショットキー接合
により暗電流を抑えることができ、これによって良好な
暗電流特性を得ることができる。Since one of the two electrodes required for the light receiving element is the Schottky electrode (4), the dark current is suppressed by the Schottky junction between the Schottky electrode (4) and the underlying layer. It is possible to obtain good dark current characteristics.
【００１３】さらに、拡散層（６）は、もう一方の電極
であるオーミック電極（５）の下側だけに設けられてい
るので、寄生容量の増加を最小限に抑えることができ、
これによって良好な高速応答性を得ることができる。Further, since the diffusion layer (6) is provided only under the other electrode, the ohmic electrode (5), an increase in parasitic capacitance can be suppressed to a minimum.
As a result, good high speed response can be obtained.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１及び図２はこの発明の一実施例による
受光素子を示す。ここで、図１は斜視図、図２は図１の
ＩＩ−ＩＩ線に沿っての拡大断面図である。1 and 2 show a light receiving element according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line II-II of FIG.
【００１６】図１及び図２に示すように、この実施例に
よる受光素子においては、半絶縁性半導体基板１上に吸
収層２が設けられ、この吸収層２上にショットキーコン
タクト層３が設けられている。この場合、半絶縁性半導
体基板１は、吸収層２に対して感度を有する波長の光に
対して透明になっている。吸収層２及びショットキーコ
ンタクト層３の厚さは必要に応じて選ばれるが、典型的
な例では吸収層２の厚さは１〜数μｍ、ショットキーコ
ンタクト層３の厚さは〜５０ｎｍである。As shown in FIGS. 1 and 2, in the light receiving element according to this embodiment, the absorption layer 2 is provided on the semi-insulating semiconductor substrate 1, and the Schottky contact layer 3 is provided on the absorption layer 2. Has been. In this case, the semi-insulating semiconductor substrate 1 is transparent to light having a wavelength that is sensitive to the absorption layer 2. The thicknesses of the absorption layer 2 and the Schottky contact layer 3 are selected as necessary. In a typical example, the absorption layer 2 has a thickness of 1 to several μm, and the Schottky contact layer 3 has a thickness of 50 nm. is there.
【００１７】ショットキーコンタクト層３上には、くし
型の平面形状を有するショットキー電極４がこのショッ
トキーコンタクト層３とショットキー接触して設けられ
ている。ショットキーコンタクト層３上にはさらに、こ
のショットキー電極４と対向して、このショットキー電
極４と同様なくし型の平面形状を有するオーミック電極
５が設けられている。これらのショットキー電極４及び
オーミック電極５の間の距離は必要に応じて選ばれる
が、典型的な例では１〜２μｍである。A Schottky electrode 4 having a comb-shaped planar shape is provided on the Schottky contact layer 3 in Schottky contact with the Schottky contact layer 3. On the Schottky contact layer 3, there is further provided an ohmic electrode 5 facing the Schottky electrode 4 and having a comb-like planar shape like the Schottky electrode 4. The distance between the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5 is selected as needed, but is typically 1 to 2 μm.
【００１８】さらに、この場合、オーミック電極５の直
下のショットキーコンタクト層３及び吸収層２中には、
このオーミック電極５とほぼ同一の平面形状を有する例
えばｎ+ 型の低抵抗の拡散層６が半絶縁性半導体基板１
に達するように設けられている。そして、オーミック電
極５はこの拡散層６とオーミック接触している。Further, in this case, in the Schottky contact layer 3 and the absorption layer 2 immediately below the ohmic electrode 5,
For example, the n + -type low-resistance diffusion layer 6 having the same planar shape as the ohmic electrode 5 has a semi-insulating semiconductor substrate 1.
Is provided to reach. The ohmic electrode 5 is in ohmic contact with the diffusion layer 6.
【００１９】また、ショットキーコンタクト層３の表面
のうちショットキー電極４及びオーミック電極５で覆わ
れていない部分は、例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁膜７
（図１においては図示せず）で覆われている。The portion of the surface of the Schottky contact layer 3 which is not covered with the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5 is an insulating film 7 such as a SiO 2 film.
(Not shown in FIG. 1).
【００２０】上述のように構成されたこの実施例による
受光素子は次のようにして製造される。The light-receiving element according to this embodiment having the above-mentioned structure is manufactured as follows.
【００２１】すなわち、図１及び図２に示すように、ま
ず例えば分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により半絶縁
性半導体基板１上に吸収層２及びショットキーコンタク
ト層３を順次エピタキシャル成長させる。That is, as shown in FIGS. 1 and 2, first, the absorption layer 2 and the Schottky contact layer 3 are sequentially epitaxially grown on the semi-insulating semiconductor substrate 1 by, for example, the molecular beam epitaxy (MBE) method.
【００２２】次に、ショットキーコンタクト層３上に拡
散層６に対応する部分が開口したイオン注入マスク（図
示せず）を形成した後、このイオン注入マスクを用い
て、半絶縁性半導体基板１に達する深さまでｎ型不純物
を選択的にイオン注入する。次に、このイオン注入マス
クを除去した後、所定条件でアニールを行うことにより
注入不純物の電気的活性化を行う。これによって、吸収
層２及びショットキーコンタクト層３中に半絶縁性半導
体基板１に達する拡散層６が形成される。なお、この拡
散層６は熱拡散法により形成することも可能である。Next, after forming an ion implantation mask (not shown) having an opening corresponding to the diffusion layer 6 on the Schottky contact layer 3, the semi-insulating semiconductor substrate 1 is formed using this ion implantation mask. N-type impurities are selectively ion-implanted up to the depth reaching. Next, after removing the ion implantation mask, annealing is performed under predetermined conditions to electrically activate the implanted impurities. As a result, the diffusion layer 6 reaching the semi-insulating semiconductor substrate 1 is formed in the absorption layer 2 and the Schottky contact layer 3. The diffusion layer 6 can also be formed by a thermal diffusion method.
【００２３】次に、ショットキーコンタクト層３の全面
に絶縁膜７を形成した後、この絶縁膜７上に、オーミッ
ク電極５の形成部に対応する部分が開口したレジスト
（図示せず）を形成する。次に、例えば真空蒸着法やス
パッタ法などによりオーミック金属膜を全面に形成した
後、レジストをその上に形成された金属膜とともに除去
する（リフトオフ）。これによって、拡散層６上にオー
ミック電極５が形成される。Next, after an insulating film 7 is formed on the entire surface of the Schottky contact layer 3, a resist (not shown) having a portion corresponding to the formation portion of the ohmic electrode 5 opened is formed on the insulating film 7. To do. Next, after forming an ohmic metal film on the entire surface by, for example, a vacuum deposition method or a sputtering method, the resist is removed together with the metal film formed thereon (lift-off). As a result, the ohmic electrode 5 is formed on the diffusion layer 6.
【００２４】次に、絶縁膜７上に、ショットキー電極４
の形成部に対応する部分が開口したレジスト（図示せ
ず）を形成した後、例えば真空蒸着法やスパッタ法など
によりショットキー金属膜を全面に形成する。この後、
レジストをその上に形成された金属膜とともに除去す
る。これによって、ショットキー電極４がショットキー
コンタクト層３と直接接触して形成される。Next, the Schottky electrode 4 is formed on the insulating film 7.
After forming a resist (not shown) having an opening at a portion corresponding to the formation portion, a Schottky metal film is formed on the entire surface by, for example, a vacuum evaporation method or a sputtering method. After this,
The resist is removed together with the metal film formed thereon. As a result, the Schottky electrode 4 is formed in direct contact with the Schottky contact layer 3.
【００２５】以上により、図１及び図２に示すような目
的とする受光素子が完成される。As described above, the intended light receiving element as shown in FIGS. 1 and 2 is completed.
【００２６】次に、この実施例による受光素子の動作に
ついて説明する。Next, the operation of the light receiving element according to this embodiment will be described.
【００２７】ショットキー電極４及びオーミック電極５
の間には、拡散層６と吸収層２及びショットキーコンタ
クト層３との接合が逆バイアスされるように所定の電圧
を印加しておく。そして、半絶縁性半導体基板１は透過
し、吸収層２に対しては感度を有する波長の光を半絶縁
性半導体基板１の裏面側から入射させる（図２）。この
光の入射により吸収層２で対生成された電子及び正孔は
ショットキー電極４及びオーミック電極５の間に印加さ
れた電圧によりそれぞれオーミック電極５及びショット
キー電極４に引き寄せられて収集される。この結果、こ
れらのショットキー電極４及びオーミック電極５の間に
光電流が流れて受光作用が得られる。Schottky electrode 4 and ohmic electrode 5
In between, a predetermined voltage is applied so that the junction between the diffusion layer 6 and the absorption layer 2 and the Schottky contact layer 3 is reverse biased. Then, the semi-insulating semiconductor substrate 1 is transmitted, and light of a wavelength having sensitivity to the absorption layer 2 is incident from the back surface side of the semi-insulating semiconductor substrate 1 (FIG. 2). Electrons and holes generated in pairs in the absorption layer 2 by the incidence of this light are attracted to and collected by the ohmic electrode 5 and the Schottky electrode 4, respectively, by the voltage applied between the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5. .. As a result, a photocurrent flows between the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5, and a light receiving action is obtained.
【００２８】図３はこの実施例による受光素子における
受光部の近傍のエネルギーバンド構造の一例を示す。図
３中、ＥC は伝導帯の底のエネルギー、ＥV は価電子帯
の頂上のエネルギーである。また、図４はこの実施例に
よる受光素子における受光部の近傍の電位分布を等電位
線で示したものである。FIG. 3 shows an example of an energy band structure near the light receiving portion in the light receiving element according to this embodiment. In FIG. 3, E C is the energy at the bottom of the conduction band and E V is the energy at the top of the valence band. Further, FIG. 4 shows the potential distribution in the vicinity of the light receiving portion in the light receiving element according to this embodiment by equipotential lines.
【００２９】図３からわかるように、この実施例による
受光素子においては、ショットキー電極４及びオーミッ
ク電極５の間の吸収層２の全体にわたってエネルギーバ
ンドが傾斜しており、従って強い電界が存在している。
これは、半絶縁性半導体基板１に達するように設けられ
た拡散層６と吸収層２及びショットキーコンタクト層３
との接合部の空乏層がショットキー電極４及びオーミッ
ク電極５の間の部分の吸収層２の全体に広がっているこ
とによるものである。As can be seen from FIG. 3, in the light receiving element according to this embodiment, the energy band is inclined over the entire absorption layer 2 between the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5, and therefore a strong electric field exists. ing.
This is because the diffusion layer 6, the absorption layer 2 and the Schottky contact layer 3 provided so as to reach the semi-insulating semiconductor substrate 1.
This is because the depletion layer at the junction with and extends over the entire absorption layer 2 between the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5.
【００３０】また、図４において、ショットキー電極４
及びオーミック電極５の間の部分の吸収層２及びショッ
トキーコンタクト層３における等電位線がほぼ基板表面
と垂直になっていることからわかるように、この部分に
おける電界（その方向は等電位線と垂直）は基板表面と
ほぼ平行になっている。Further, in FIG. 4, the Schottky electrode 4
As can be seen from the equipotential lines in the absorption layer 2 and the Schottky contact layer 3 between the ohmic electrode 5 and the ohmic electrode 5 being substantially perpendicular to the substrate surface, the electric field in this part (the direction is (Vertical) is almost parallel to the substrate surface.
【００３１】このように、この実施例によれば、吸収層
２及びショットキーコンタクト層３中に設けられた低抵
抗の拡散層６上にオーミック電極５が設けられているこ
とにより、ショットキー電極４及びオーミック電極５の
間の部分の吸収層２には基板表面とほぼ平行な方向の強
い電界がほぼ一様に存在している。このため、半絶縁性
半導体基板１の裏面側から光の入射を行った場合、この
光入射によって対生成される電子及び正孔は、この一様
な強い電界によりそれぞれオーミック電極５及びショッ
トキー電極４に効率良く、しかも迅速に収集される。こ
れによって、高い受光感度及び受光効率を得ることがで
きる。As described above, according to this embodiment, since the ohmic electrode 5 is provided on the low resistance diffusion layer 6 provided in the absorption layer 2 and the Schottky contact layer 3, the Schottky electrode 5 is provided. A strong electric field in a direction substantially parallel to the surface of the substrate exists almost uniformly in the absorption layer 2 in the portion between the electrode 4 and the ohmic electrode 5. For this reason, when light is incident from the back surface side of the semi-insulating semiconductor substrate 1, the electrons and holes that are pair-generated due to this light incidence are respectively caused by the uniform strong electric field, and thus the ohmic electrode 5 and the Schottky electrode, respectively. 4. Efficient yet quickly collected. Thereby, high light receiving sensitivity and light receiving efficiency can be obtained.
【００３２】また、この受光素子に必要な二つの電極の
うち一方の電極がショットキー電極４であるので、この
ショットキー電極４とショットキーコンタクト層３との
ショットキー接合により暗電流を有効に抑えることがで
き、これによって良好な暗電流特性を得ることができ
る。Since one of the two electrodes required for the light receiving element is the Schottky electrode 4, the Schottky junction between the Schottky electrode 4 and the Schottky contact layer 3 enables the dark current to be effective. Therefore, it is possible to obtain a good dark current characteristic.
【００３３】さらに、拡散層６はもう一方の電極である
オーミック電極５側だけに設けられているので、この拡
散層６を設けることによる寄生容量の増加を最小限に抑
えることができ、これによって良好な高速応答性を得る
ことができる。Further, since the diffusion layer 6 is provided only on the side of the ohmic electrode 5 which is the other electrode, the increase of the parasitic capacitance due to the provision of the diffusion layer 6 can be suppressed to a minimum, which allows the diffusion layer 6 to be minimized. Good high speed response can be obtained.
【００３４】さらに、この実施例によれば、次のような
利点をも得ることができる。すなわち、図５に示すよう
に、吸収層と障壁層とによるヘテロ接合を有し、光入射
によって生成されたキャリアがそのヘテロ界面に垂直な
電界により移動する受光素子があるが、この受光素子に
おいては、この光入射によって生成されたキャリアがヘ
テロ界面に垂直に移動する際に、このヘテロ界面に存在
するバンドギャップの不連続によりこのヘテロ界面にお
いて正孔（図５において○で示す）のパイルアップが生
じ、それによるスクリーニング効果により光電流の飽和
が起きてしまうという問題がある。これに対して、この
実施例による受光素子においては、ショットキー電極４
及びオーミック電極５の間の部分の吸収層２における電
界は基板表面とほぼ平行な方向であり、従ってこの部分
では光入射によって生成されたキャリアは基板表面とほ
ぼ平行な方向に移動する。このため、上述のような正孔
のパイルアップが生じることはなく、従ってこのパイル
アップに起因する光電流の飽和の問題は生じない。これ
によって、例えば数ｍＷ程度の光出力まで、良好な線形
応答性を得ることができる。Further, according to this embodiment, the following advantages can be obtained. That is, as shown in FIG. 5, there is a light receiving element that has a heterojunction of an absorption layer and a barrier layer and carriers generated by light incidence move by an electric field perpendicular to the hetero interface. Is a pile-up of holes (indicated by a circle in FIG. 5) at the hetero-interface due to the discontinuity of the band gap existing at the hetero-interface when the carriers generated by the light incidence move perpendicularly to the hetero-interface. Occurs, and the screening effect thereby causes saturation of photocurrent. On the other hand, in the light receiving element according to this embodiment, the Schottky electrode 4
The electric field in the absorption layer 2 in the portion between the ohmic electrode 5 and the ohmic electrode 5 is in a direction substantially parallel to the surface of the substrate. Therefore, in this portion, carriers generated by light incidence move in a direction substantially parallel to the surface of the substrate. Therefore, pile-up of holes as described above does not occur, and therefore, the problem of photocurrent saturation due to the pile-up does not occur. As a result, good linear response can be obtained up to an optical output of, for example, several mW.
【００３５】なお、この実施例による受光素子は、プレ
ーナ構造を有することにより、ＦＥＴなどの他の素子と
の集積化が容易であるという利点もある。The light receiving element according to this embodiment also has an advantage that it can be easily integrated with other elements such as FETs by having the planar structure.
【００３６】この実施例において、半絶縁性半導体基板
１として半絶縁性ＧａＡｓ基板を用い、吸収層２として
例えばＧａＡｓ／Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓ超格子を用い、シ
ョットキーコンタクト層３としてＧａＡｓ層やＡｌＧａ
Ａｓ層を用いた場合には、短距離通信に好適に用いられ
る波長０．８２〜１．３μｍの光の検出に用いられる高
性能の受光素子を実現することができる。In this embodiment, a semi-insulating GaAs substrate is used as the semi-insulating semiconductor substrate 1, a GaAs / In x Ga 1 -x As superlattice is used as the absorbing layer 2, and a GaAs layer is used as the Schottky contact layer 3. And AlGa
When the As layer is used, it is possible to realize a high-performance light receiving element used for detecting light having a wavelength of 0.82 to 1.3 μm, which is preferably used for short-range communication.
【００３７】また、半絶縁性半導体基板１として半絶縁
性ＩｎＰ基板を用い、吸収層２として例えばＩｎx Ｇａ
1-x Ａｓ層を用い、ショットキーコンタクト層３として
例えばＩｎy Ａｌ1-y Ａｓ層を用いた場合には、波長
１．６５μｍ以下の光の検出に用いられる高性能の受光
素子を実現することができる。より具体的な例を挙げる
と、例えばｘ＝０．５３としたＩｎx Ｇａ1-x Ａｓ層を
吸収層２として用い、ｙ＝０．５２としたＩｎy Ａｌ
1-y Ａｓ層をショットキーコンタクト層３として用いた
場合には、波長１．３〜１．５５μｍの光の検出用の受
光素子を実現することができる。Further, a semi-insulating InP substrate is used as the semi-insulating semiconductor substrate 1 and, for example, In x Ga is used as the absorption layer 2.
When a 1-x As layer is used and, for example, an In y Al 1-y As layer is used as the Schottky contact layer 3, a high-performance light receiving element used for detecting light with a wavelength of 1.65 μm or less is realized. be able to. As a more specific example, for example, an In x Ga 1-x As layer with x = 0.53 is used as the absorption layer 2, and In y Al with y = 0.52 is used.
When the 1-y As layer is used as the Schottky contact layer 3, a light receiving element for detecting light having a wavelength of 1.3 to 1.55 μm can be realized.
【００３８】さらに、半絶縁性半導体基板１として半絶
縁性ＩｎＰ基板を用い、吸収層２として例えばＩｎx Ｇ
ａ1-x Ａｓ／ＩｎＡｓ超格子を用い、ショットキーコン
タクト層３としてＩｎy Ａｌ1-y Ａｓ層を用いた場合に
は、波長１．６５〜３．４μｍの光の検出に用いられる
高性能の受光素子を実現することができる。Further, a semi-insulating InP substrate is used as the semi-insulating semiconductor substrate 1 and, for example, In x G is used as the absorption layer 2.
When the a 1-x As / InAs superlattice is used and the In y Al 1-y As layer is used as the Schottky contact layer 3, high performance used for detection of light having a wavelength of 1.65 to 3.4 μm Can be realized.
【００３９】以上、この発明の一実施例について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. ..
【００４０】例えば、上述の実施例においては、半絶縁
性半導体基板１の裏面側から光の入射を行っているが、
表面側から光の入射を行っても受光作用を得ることが可
能である。このように表面側から光の入射を行う場合に
は、半絶縁性半導体基板１として半絶縁性ＧａＡｓ基板
を用い、吸収層２としてＧａＡｓ層を用い、ショットキ
ーコンタクト層３としてＡｌＧａＡｓ層を用いることも
可能である。For example, in the above-described embodiment, light is incident from the back surface side of the semi-insulating semiconductor substrate 1,
It is possible to obtain a light receiving action even when light is incident from the front surface side. When light is incident from the surface side as described above, a semi-insulating GaAs substrate is used as the semi-insulating semiconductor substrate 1, a GaAs layer is used as the absorption layer 2, and an AlGaAs layer is used as the Schottky contact layer 3. Is also possible.
【００４１】また、上述の実施例においては、吸収層２
上にショットキーコンタクト層３を設け、その上にショ
ットキー電極４を設けているが、吸収層２上にショット
キー電極４を直接設けてもショットキー接触を得ること
が可能である場合には、ショットキーコンタクト層３を
省略することが可能である。Further, in the above-mentioned embodiment, the absorption layer 2
Although the Schottky contact layer 3 is provided on the Schottky contact layer 3 and the Schottky electrode 4 is provided thereon, if the Schottky contact can be obtained by directly providing the Schottky electrode 4 on the absorption layer 2, The Schottky contact layer 3 can be omitted.
【００４２】さらに、上述の実施例においては、ショッ
トキー電極４及びオーミック電極５はくし型の平面形状
を有するが、これらのショットキー電極４及びオーミッ
ク電極５の平面形状は上述の実施例と異なる形状として
もよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5 have a comb-shaped planar shape, but the planar shapes of the Schottky electrode 4 and the ohmic electrode 5 are different from those in the above-mentioned embodiments. May be
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
基板の裏面側から光の入射を行う場合に高い受光感度及
び受光効率を得ることができるとともに、良好な暗電流
特性及び高速応答性を得ることができる。As described above, according to the present invention,
When light is incident from the back surface side of the substrate, high light receiving sensitivity and light receiving efficiency can be obtained, and good dark current characteristics and high-speed response can be obtained.
【図１】この発明の一実施例による受光素子を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing a light receiving element according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のＩＩ−Ｉ１線に沿っての拡大断面図であ
る。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-I1 of FIG.
【図３】この発明の一実施例による受光素子における受
光部の近傍のエネルギーバンド構造の一例を示すエネル
ギーバンド図である。FIG. 3 is an energy band diagram showing an example of an energy band structure in the vicinity of the light receiving portion in the light receiving element according to the embodiment of the present invention.
【図４】この発明の一実施例による受光素子における受
光部の近傍の電位分布の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a potential distribution in the vicinity of a light receiving portion in a light receiving element according to an embodiment of the present invention.
【図５】ヘテロ界面における正孔のパイルアップを説明
するためのエネルギーバンド図である。FIG. 5 is an energy band diagram for explaining pile-up of holes at a hetero interface.
１ 半絶縁性半導体基板 ２ 吸収層 ３ ショットキーコンタクト層 ４ ショットキー電極 ５ オーミック電極 ６ 拡散層 1 semi-insulating semiconductor substrate 2 absorption layer 3 Schottky contact layer 4 Schottky electrode 5 ohmic electrode 6 diffusion layer
Claims (3)
ック電極と、 上記吸収層上に上記オーミック電極と対向して設けられ
たショットキー電極とを有する受光素子。1. A semiconductor substrate, an absorbing layer provided on the semiconductor substrate, an ohmic electrode provided on a diffusion layer provided in the absorbing layer, and an ohmic electrode facing the ohmic electrode on the absorbing layer. And a Schottky electrode provided as a light receiving element.
して上記半導体基板が透明である請求項１記載の受光素
子。2. The light receiving element according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is transparent to light having a wavelength at which the absorption layer has sensitivity.
層が設けられている請求項１または２記載の受光素子。3. The light receiving element according to claim 1, wherein the diffusion layer is provided so as to reach the semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170126A JPH05343731A (en) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Photodetector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170126A JPH05343731A (en) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Photodetector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343731A true JPH05343731A (en) | 1993-12-24 |
Family
ID=15899132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4170126A Pending JPH05343731A (en) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Photodetector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343731A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4888059A (en) * | 1986-12-25 | 1989-12-19 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Cement dispersing agent |
| JPH08204226A (en) * | 1995-01-23 | 1996-08-09 | Agency Of Ind Science & Technol | Light receiving element |
| JP2008227328A (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo-detector |
| JP2009124010A (en) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo-detector |
| CN113644165A (en) * | 2021-08-11 | 2021-11-12 | 全磊光电股份有限公司 | Low-dark-current high-sensitivity photoelectric detector structure and manufacturing method thereof |
| CN115274926A (en) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 全磊光电股份有限公司 | Preparation method of photoelectric detector structure |
-
1992
- 1992-06-04 JP JP4170126A patent/JPH05343731A/en active Pending
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| CN113644165B (en) * | 2021-08-11 | 2023-12-08 | 全磊光电股份有限公司 | Low dark current high sensitivity photoelectric detector structure and manufacturing method thereof |
| CN115274926A (en) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 全磊光电股份有限公司 | Preparation method of photoelectric detector structure |
| CN115274926B (en) * | 2022-07-29 | 2024-04-05 | 全磊光电股份有限公司 | Preparation method of photoelectric detector structure |
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