JPH01165179A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
- Publication number
- JPH01165179A JPH01165179A JP62324785A JP32478587A JPH01165179A JP H01165179 A JPH01165179 A JP H01165179A JP 62324785 A JP62324785 A JP 62324785A JP 32478587 A JP32478587 A JP 32478587A JP H01165179 A JPH01165179 A JP H01165179A
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- Japan
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- anode
- layer
- inp
- insulating substrate
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- Pending
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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、高速応答が可能で、かつ集積化に適する半導
体受光装置（フォトダイオード： Ｐｈｏｔ。
体受光装置（フォトダイオード： Ｐｈｏｔ。
Ｄｉｏｄｅ ；以下ＰＤと略す。）に関するものである
。
。
第２図は例えば昭和６１年度電子通信学会総合全国大会
予稿集９７８（４−１４９ページ）に記載されている従
来のＩｎＧａＡｓプレーナ型ＰＤの代表的な構造を示す
断面図である。（υはｎ＋−１ｎＰ基板、（２）はｎ
−１ｎＰバッファ層、（３）はｎ−−ＩｎＧａＡｓ
光吸収層、（４）はｎ−−ＩｎＰ窓層、（５）はＺｎが
拡散された戸領域、（６）は受光部、ＱＧはｎｌＥ極（
カソード）、συはリング状のｐｔｌＥ極（アノード）
、■は入射光に対して透明な表面保娩膜でるる。
予稿集９７８（４−１４９ページ）に記載されている従
来のＩｎＧａＡｓプレーナ型ＰＤの代表的な構造を示す
断面図である。（υはｎ＋−１ｎＰ基板、（２）はｎ
−１ｎＰバッファ層、（３）はｎ−−ＩｎＧａＡｓ
光吸収層、（４）はｎ−−ＩｎＰ窓層、（５）はＺｎが
拡散された戸領域、（６）は受光部、ＱＧはｎｌＥ極（
カソード）、συはリング状のｐｔｌＥ極（アノード）
、■は入射光に対して透明な表面保娩膜でるる。
Ｉ ｎＰ 層（１）及び（２）に格子定数が合ったＩ
ｎＧａＡｓ層（３）のバンドギツプ波長λｇは１．６７
μｍであり、ＩｎＰ層（４）のλｇは０．９２μｍ で
ある。従ってｌ ｎＧａＡｓ −ＰＤの波長感度はλ；
１．θ〜１．６μｍ帯にある。
ｎＧａＡｓ層（３）のバンドギツプ波長λｇは１．６７
μｍであり、ＩｎＰ層（４）のλｇは０．９２μｍ で
ある。従ってｌ ｎＧａＡｓ −ＰＤの波長感度はλ；
１．θ〜１．６μｍ帯にある。
ＰＤバ一般に逆バイアス状態で使用されるのでアノード
σηにはカソードαＧに対し負電圧（−５〜−１０Ｖ］
が印加される。Ｐ＋領域（旬とｎ″″−ＩｎＧａＡｓ
層（３）で形成されるｐ−ｎ接合において、ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓの方がキャリヤ濃度が小さいため、逆バイア
ス状態では窒乏層は主にｎ”−ＩｎＧａＡｓ層内広がる
。例えばλ■１．３μｍの光が受光部（６）から入射す
ると、この光はＩｎＧａＡｓ ［（３１内で吸収され、
電子・正孔対が発生するが、これらの電荷のうち空乏層
内に至ったものは効率よく光電流に寄与する。
σηにはカソードαＧに対し負電圧（−５〜−１０Ｖ］
が印加される。Ｐ＋領域（旬とｎ″″−ＩｎＧａＡｓ
層（３）で形成されるｐ−ｎ接合において、ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓの方がキャリヤ濃度が小さいため、逆バイア
ス状態では窒乏層は主にｎ”−ＩｎＧａＡｓ層内広がる
。例えばλ■１．３μｍの光が受光部（６）から入射す
ると、この光はＩｎＧａＡｓ ［（３１内で吸収され、
電子・正孔対が発生するが、これらの電荷のうち空乏層
内に至ったものは効率よく光電流に寄与する。
ＩｎＰ窓層（４）のバンドギャップはＩｎＧａＡｓ層（
３）のバンドギャップより大きいため、光吸収により発
生したキャリヤの表面方向（アノード側］への拡散が抑
えられる。このため、表面再結合がなくなり、且つＩｎ
ＧａＡｓ Ｑへのキャリヤの閉込め効果がよくなるので
感度が上昇する。また、ブレーナ型ＰＤでは結晶表面の
ＩｎＰのｐ−ｎ接合が保護膜（４）により外気から遮断
されているので、暗電流は極めて小さな値となる。
３）のバンドギャップより大きいため、光吸収により発
生したキャリヤの表面方向（アノード側］への拡散が抑
えられる。このため、表面再結合がなくなり、且つＩｎ
ＧａＡｓ Ｑへのキャリヤの閉込め効果がよくなるので
感度が上昇する。また、ブレーナ型ＰＤでは結晶表面の
ＩｎＰのｐ−ｎ接合が保護膜（４）により外気から遮断
されているので、暗電流は極めて小さな値となる。
従来のＩｎＧａＡｓブレーナ型ＰＤは基板側がｎ電極（
カソード〕になっており、またｎｌｉ！極自体がＰＤを
パッケージに取付ける場合の接着面である。このため、
ＰＤの極性はカソード接地（カソードがパッケージと同
電位〕に限定され、アノード接地又はカソード、アノー
ド共にパッケージから浮かせる場合には、絶縁性のサブ
マウント上にＰＤを接着（カソードをサブマウント上に
接着）し、このサブマウントをパッケージに接着するこ
とにより対処しなければならなかった。
カソード〕になっており、またｎｌｉ！極自体がＰＤを
パッケージに取付ける場合の接着面である。このため、
ＰＤの極性はカソード接地（カソードがパッケージと同
電位〕に限定され、アノード接地又はカソード、アノー
ド共にパッケージから浮かせる場合には、絶縁性のサブ
マウント上にＰＤを接着（カソードをサブマウント上に
接着）し、このサブマウントをパッケージに接着するこ
とにより対処しなければならなかった。
本発明は上記の問題点を解消するため番こなされたもの
であり、サブマウントを用も）ることなし薯こカソード
接地、アノード接地又は両電極とも、ｆツケージから浮
かせることが可能な半導体受光装置を得ることを目的と
する。
であり、サブマウントを用も）ることなし薯こカソード
接地、アノード接地又は両電極とも、ｆツケージから浮
かせることが可能な半導体受光装置を得ることを目的と
する。
本発明に係る半導体受光装置は、ＩｎＰ絶縁基板上にｎ
”−１ｎＰ Ｊ＠、 ｎ−１ｎＰノくツファ層、ｎ−
−ＩｎＧａＡｓ光吸収層、ｎ−ＩｎＰ窓層を順次成させ
、Ｐ”−１ｎＰ窓ｊ−にアノードを形成し、ｎ”−１ｎ
Ｐ、Ｑ上側こカソードを形成したものである。
”−１ｎＰ Ｊ＠、 ｎ−１ｎＰノくツファ層、ｎ−
−ＩｎＧａＡｓ光吸収層、ｎ−ＩｎＰ窓層を順次成させ
、Ｐ”−１ｎＰ窓ｊ−にアノードを形成し、ｎ”−１ｎ
Ｐ、Ｑ上側こカソードを形成したものである。
本発明ではカソードが１ｎＰ絶縁基板昏こ対してアノー
ドと同一側面にあるので、サブマウントを用いることな
しにアノード接地、カソード接地力５自在にできる。
ドと同一側面にあるので、サブマウントを用いることな
しにアノード接地、カソード接地力５自在にできる。
以下、本発明の一実施例を第１スミこより説明する。ｗ
１図で（υは１ｎＰ絶縁基板、（ｌａ）ｌよｎ −Ｉｎ
Ｐ層であり、（２）〜（６）、αＯ１（ロ）及び（１）
は各々第２図の対応する番号部分と同一部分を示す。ｎ
電極αＯ（カソード〕は受光領域（６）の燗囲のｎ−−
１ｎＰ窓層（４１、ｎ−−ＩｎＧａＡｓ光吸収層（３）
、ｎ−１ｎＰノイツファ層（２）をエツチングにより除
去し、ｎ＋−ＩｎＰ層（１ａ）上に形成されている。Ｉ
ｎＰＷＡ縁基板にはＦｅ Ｆ −フ基板が用いられる。
１図で（υは１ｎＰ絶縁基板、（ｌａ）ｌよｎ −Ｉｎ
Ｐ層であり、（２）〜（６）、αＯ１（ロ）及び（１）
は各々第２図の対応する番号部分と同一部分を示す。ｎ
電極αＯ（カソード〕は受光領域（６）の燗囲のｎ−−
１ｎＰ窓層（４１、ｎ−−ＩｎＧａＡｓ光吸収層（３）
、ｎ−１ｎＰノイツファ層（２）をエツチングにより除
去し、ｎ＋−ＩｎＰ層（１ａ）上に形成されている。Ｉ
ｎＰＷＡ縁基板にはＦｅ Ｆ −フ基板が用いられる。
第１図（ａ）はＩｎＰ絶縁基板の裏面にメタライズはつ
いていないが、第１図（ｂ）ではメタライズ（イ）が付
加されている。メタライズ付の場合にはＩｎＰ絶縁絶縁
側板側ッケージにハンダ付できるが、メタライズなしの
場合には樹脂等の接着剤を用いることができる。
いていないが、第１図（ｂ）ではメタライズ（イ）が付
加されている。メタライズ付の場合にはＩｎＰ絶縁絶縁
側板側ッケージにハンダ付できるが、メタライズなしの
場合には樹脂等の接着剤を用いることができる。
ＰＤとしての基本的動作原理は従来例（図２〕の説明で
述べた内容と同一である。本発明の構成例ではｎ”−１
ｎＰ成長層（ｌａ）が従来例のｎ”−１ｎＰ基板と同等
の機能を担っている。
述べた内容と同一である。本発明の構成例ではｎ”−１
ｎＰ成長層（ｌａ）が従来例のｎ”−１ｎＰ基板と同等
の機能を担っている。
本発明では、 ＰＤがパッケージにマウントされた状態
でもカソード、アノードともにパッケージから浮いてい
るので、カソード接地、アノード接地又は両電極に浮か
せることが可能となる。例えばアノード接地の場合には
アノード接地とパッケージ本体をワイヤで接続すればよ
い。
でもカソード、アノードともにパッケージから浮いてい
るので、カソード接地、アノード接地又は両電極に浮か
せることが可能となる。例えばアノード接地の場合には
アノード接地とパッケージ本体をワイヤで接続すればよ
い。
以上のように本発明によればサブマウントを用いること
なしに、ＰＤ単体であらゆる電場配列に対応可能となる
。
なしに、ＰＤ単体であらゆる電場配列に対応可能となる
。
上記本発明の一実施例ではｎ−ＩｎＰ層上に形成された
ブレーナ型ＰＤの場合について述べたが、Ｐ”−１ｎＰ
基板上にｐ、ｎの導電型が上記実施例とは逆転したブレ
ーナ型ＰＤを作成することも可能である。
ブレーナ型ＰＤの場合について述べたが、Ｐ”−１ｎＰ
基板上にｐ、ｎの導電型が上記実施例とは逆転したブレ
ーナ型ＰＤを作成することも可能である。
また、本実施例ではＩｎＰ絶縁基板に対し、カソードと
受光領域を取囲むアノードが同一の側面に形成されてい
るので、本実施例のＰＤとＦＥＴ （ＦｉｅｌｄＥｆｆ
ｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）等の増幅機能を持つ素子
、又−■■■号−−Ｍ■― はＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を同一
絶縁基板上にモノリシックに集楢することが可能である
という利点もある。
受光領域を取囲むアノードが同一の側面に形成されてい
るので、本実施例のＰＤとＦＥＴ （ＦｉｅｌｄＥｆｆ
ｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）等の増幅機能を持つ素子
、又−■■■号−−Ｍ■― はＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を同一
絶縁基板上にモノリシックに集楢することが可能である
という利点もある。
また、受光領域の外側のメサ部の径を出来る限り小さく
することにより、パルス応答特性の電流応答波形に現わ
れる「′ｆそ引き」現象を改善し、高速応答の良いＰＤ
を得ることができる。
することにより、パルス応答特性の電流応答波形に現わ
れる「′ｆそ引き」現象を改善し、高速応答の良いＰＤ
を得ることができる。
従来型ＰＤでは受光領域の外側でＩ ｎＧａＡｓ光吸収
層に入射した光により生じたキャリヤが「すそ引き」の
原因となっていた。上記のメサ部の径を小さくすること
は、受光領域外側のＩｎＧａＡｓ光吸収層の体積を出来
る限り小さくし、この部分で発生していたキャリヤを実
効的に小さくすることに対応する。
層に入射した光により生じたキャリヤが「すそ引き」の
原因となっていた。上記のメサ部の径を小さくすること
は、受光領域外側のＩｎＧａＡｓ光吸収層の体積を出来
る限り小さくし、この部分で発生していたキャリヤを実
効的に小さくすることに対応する。
以上のように、本発明のブレーナ型ＰＤはＩｎＰ絶縁基
板を用いてカソード、アノードが基板の上面になるよう
にしているのでＰＤ単体であらゆるパッケージ極性に対
応できる。また、高速応答特性が実現し易く、かつ他の
素子とモノリシックに集積し易い構造をもつという特色
を有する。
板を用いてカソード、アノードが基板の上面になるよう
にしているのでＰＤ単体であらゆるパッケージ極性に対
応できる。また、高速応答特性が実現し易く、かつ他の
素子とモノリシックに集積し易い構造をもつという特色
を有する。
第１図（ａ） （ｂ）は本発明によるブレーナフォトダ
イオードの構造断面図、第２図は従来のブレーナ型フォ
トダイオード断面図である。 （１）はＩｎＰ絶縁基板、（１ａ）はｎ −ＩｎＰ 層
、（２）はｎ−ＩｎＰバッファ層、（３）はｎ−−１ｎ
Ｇａ’Ａｓ 光吸収層、（４］はｎ −−１ｎＰ窓層
、（５）はＺｎ拡散Ｐ＋領域、（６目よ受光領域、αＯ
はカソード、東はアノードである。 図中同一符号は同一または相当部分を示す。
イオードの構造断面図、第２図は従来のブレーナ型フォ
トダイオード断面図である。 （１）はＩｎＰ絶縁基板、（１ａ）はｎ −ＩｎＰ 層
、（２）はｎ−ＩｎＰバッファ層、（３）はｎ−−１ｎ
Ｇａ’Ａｓ 光吸収層、（４］はｎ −−１ｎＰ窓層
、（５）はＺｎ拡散Ｐ＋領域、（６目よ受光領域、αＯ
はカソード、東はアノードである。 図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- ＩｎＰ絶縁基板上にｎ＾＋−ＩｎＰ層、ｎ−ＩｎＰ層
、ｎ＾−−ＩｎＧａＡｓ層、ｎ＾−−ＩｎＰ層を順次成
長させて形成されたプレーナ型ＰＤにおいて、受光部を
とり囲んで形成されたｐ電極（アノード）の外側のｎ＾
−−ＩｎＰ層、ｎ＾−−ＩｎＧａＡｓ層、ｎ−ＩｎＰ層
を除去し、ｎ＾＋−ＩｎＰ層上にｎ電極（カソード）を
形成することを特徴とする半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324785A JPH01165179A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324785A JPH01165179A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165179A true JPH01165179A (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=18169648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324785A Pending JPH01165179A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01165179A (ja) |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62324785A patent/JPH01165179A/ja active Pending
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