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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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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