JPH01166576A - 横型受光素子 - Google Patents
横型受光素子Info
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- JPH01166576A JPH01166576A JP62325056A JP32505687A JPH01166576A JP H01166576 A JPH01166576 A JP H01166576A JP 62325056 A JP62325056 A JP 62325056A JP 32505687 A JP32505687 A JP 32505687A JP H01166576 A JPH01166576 A JP H01166576A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 14
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
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〕
本発明は入射光を受けて発生するキャリアが、光の入射
方向と直交する方向に走行する横型受光素子に関する。
方向と直交する方向に走行する横型受光素子に関する。
受光素子としてはｐｉｎホトダイオードやアバランシェ
ホトダイオードなど、各種のものが知られている。この
ような受光素子では、通常は不純物領域が縦方向に積層
されており（縦型受光素子）、入射光により発生したキ
ャリアは入射される光と平行する方向に走行する。
ホトダイオードなど、各種のものが知られている。この
ような受光素子では、通常は不純物領域が縦方向に積層
されており（縦型受光素子）、入射光により発生したキ
ャリアは入射される光と平行する方向に走行する。
これに対して、不純物領域を半導体基板の表面に沿って
形成し、入射光により発生したキャリアが入射光と直交
する方向に走行するようにした横型受光素子も知られて
いる。これによれば、半導体基板における素子分離が容
易であり、従って集積回路中に組み込むのに適している
。
形成し、入射光により発生したキャリアが入射光と直交
する方向に走行するようにした横型受光素子も知られて
いる。これによれば、半導体基板における素子分離が容
易であり、従って集積回路中に組み込むのに適している
。
第３図は従来の横型受光素子の一例の断面図である。図
示の通り、インジウムリン（ＩｎＰ）単結晶などの半絶
縁性の基板１上には、インジウムリン（ＩｎＰ）、ガリ
ウムヒ素（Ｇａ Ａｓ ）などを結晶成長させたホール
（正孔）吸収用のｐ型層２が形成され、更にその上には
インジウムガリウムヒ素（Ｉｌ Ｇａ Ａｓ ）などを
結晶成長させた高抵抗層（ｉ層）３が形成され、光吸収
層をなしている。そして、この表面側には所定の間隔を
あけてｎ型不純物領域４４．４４ がイオａｔ’
ｂｌ ａ２’ ｂ２ ン注入により形成されている。なお、電極５，１゜５．
５ ５ はそれぞれｎ型不純物領域４，１゜ｂｌ
ａ２’ ｂ２ ４．４ ４ にオーミック接触する信号取出ｂｌ
ａ２’ ｂ２ 用の電極である。
示の通り、インジウムリン（ＩｎＰ）単結晶などの半絶
縁性の基板１上には、インジウムリン（ＩｎＰ）、ガリ
ウムヒ素（Ｇａ Ａｓ ）などを結晶成長させたホール
（正孔）吸収用のｐ型層２が形成され、更にその上には
インジウムガリウムヒ素（Ｉｌ Ｇａ Ａｓ ）などを
結晶成長させた高抵抗層（ｉ層）３が形成され、光吸収
層をなしている。そして、この表面側には所定の間隔を
あけてｎ型不純物領域４４．４４ がイオａｔ’
ｂｌ ａ２’ ｂ２ ン注入により形成されている。なお、電極５，１゜５．
５ ５ はそれぞれｎ型不純物領域４，１゜ｂｌ
ａ２’ ｂ２ ４．４ ４ にオーミック接触する信号取出ｂｌ
ａ２’ ｂ２ 用の電極である。
このような横型受光素子において、受光領域Ａに入射光
（ｈν）が当たると、高抵抗層３において電子／正孔対
が発生する。ところで、このキャリアは一般的には受光
領域Ａの表面から２〜３μｍの深さまでの領域で発生し
、発生したキャリアはｎ型不純物領域４ とｎ型不純物
領域４，１の間の電界によって移動する。
（ｈν）が当たると、高抵抗層３において電子／正孔対
が発生する。ところで、このキャリアは一般的には受光
領域Ａの表面から２〜３μｍの深さまでの領域で発生し
、発生したキャリアはｎ型不純物領域４ とｎ型不純物
領域４，１の間の電界によって移動する。
ここで、光入力により発生したキャリアは電子と正孔（
ホール）を含むが、一般に第３図のような受光素子では
、電子の易動度が高いが正孔の易動度は低い。そこで、
高速応答を実現するために、第３図のように高抵抗層３
の下側に正孔吸収用のｐ型層２を配設し、発生した正孔
をこれに吸収するようにしている。その際、ｐ型層２を
高抵抗層３の下側に形成しておくと、互いに隣接する受
光素子がこれによって接続されてしまう。そこで、従来
は第３図のように素子間に溝６を形成し、隣接する素子
の分離を図っている（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
ホール）を含むが、一般に第３図のような受光素子では
、電子の易動度が高いが正孔の易動度は低い。そこで、
高速応答を実現するために、第３図のように高抵抗層３
の下側に正孔吸収用のｐ型層２を配設し、発生した正孔
をこれに吸収するようにしている。その際、ｐ型層２を
高抵抗層３の下側に形成しておくと、互いに隣接する受
光素子がこれによって接続されてしまう。そこで、従来
は第３図のように素子間に溝６を形成し、隣接する素子
の分離を図っている（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
Ｌｅｔｔ、４６ （１２）１９８５．Ｐ、１１６４）。
しかしながら、このように素子分離のための溝を形成す
ると、この上に形成される配線層が段差によって切れた
りすることがあった。また、表面を平坦化するためには
製造工程が多くなり、コスト高になるという問題があっ
た。このように、易動度の低いキャリアを吸収する層（
ｐ型層２）を光吸収層（高抵抗層３）の下側に設けると
、隣接する素子が影響しあうことは避けられず、また素
子を分離するために溝を形成すると、配線層の形成など
が難しくなることは避けられなかった。
ると、この上に形成される配線層が段差によって切れた
りすることがあった。また、表面を平坦化するためには
製造工程が多くなり、コスト高になるという問題があっ
た。このように、易動度の低いキャリアを吸収する層（
ｐ型層２）を光吸収層（高抵抗層３）の下側に設けると
、隣接する素子が影響しあうことは避けられず、また素
子を分離するために溝を形成すると、配線層の形成など
が難しくなることは避けられなかった。
そこで本発明は、隣接する素子が互いに干渉しあうこと
なく、高速応答が可能であって、しかも配線層の形成な
どを容易に行なうことのできる横型受光素子を提供する
ことを目的とする。
なく、高速応答が可能であって、しかも配線層の形成な
どを容易に行なうことのできる横型受光素子を提供する
ことを目的とする。
本発明に係る横型受光素子は、半導体基板の表面に沿っ
て少なくとも２つの第１導電型不純物領域を所定の間隔
をあけて形成し、所定の間隔の領域に入射光を受けるた
めの受光部を形成した横型受光素子において、所定の間
隔の領域には受光部に延びる第２導電型不純物領域が形
成されていることを特徴とする。
て少なくとも２つの第１導電型不純物領域を所定の間隔
をあけて形成し、所定の間隔の領域に入射光を受けるた
めの受光部を形成した横型受光素子において、所定の間
隔の領域には受光部に延びる第２導電型不純物領域が形
成されていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、一対の第１導電型不純物領域の
間の受光領域に、易動度の低いキャリア吸収用の領域が
配設されるので、高速応答が可能になる。また、素子分
離のための溝などを設ける必要がないので、配線層が切
れたりすることもない。
間の受光領域に、易動度の低いキャリア吸収用の領域が
配設されるので、高速応答が可能になる。また、素子分
離のための溝などを設ける必要がないので、配線層が切
れたりすることもない。
以下、添付図面の第１図および第２図を参照して、本発
明の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一要
素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
明の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一要
素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
第１図は本発明の実施例に係る横型受光素子の構成を示
し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ線断
面図である。図示の通り、半絶縁性の基板１上には直接
に高抵抗層３がエピタキシャル成長されており、正孔吸
収用の層は介在されていない。そして、ｎ型不純物領域
５’ａｌ’ ５ｂｌ’５ ５．５ ５ の間に
は、それぞれ正孔ａ２° ｂ２ ａ３’ ｂ３ 吸収用のｐ型領域７ ．７ ．７ が設けられている
。ここで、ｐ型領域７ ．７ ．７ の不純物濃度は
、１０〜１０１９／ｃＩＩ＋３オーダーに設定されてい
る。ｎ型不純物領域４ ４ ４ のａｌ’ ａ２’
ａ３ それぞれにはオーミック電極５ ５ ５ がａｌ’
ａ２° ａ３ 形成され、配線層８ ８ ８ を介して外部ａｌ’
ａ２’ ａ３ 端子に接続されている。また、ｎ型不純物領域４ ．４
．４ のそれぞれにはオーミック電極ｂｌ ｂ
２ ｂ３ ５ ．５ ．５ がそれぞれ形成され、配線層ｂｌ
ｂ２ ｂ３ ８ ．８ ．８ を介して外部端子に接続されてｂｌ
ｂ２ ｂ３ いる。ｐ型領域７，７２．７３の端部はコンタ■ クト領域９．９゜、９３となり、オーミック電極１０
．１０ ．１０３を介して配線層１１、。
し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ線断
面図である。図示の通り、半絶縁性の基板１上には直接
に高抵抗層３がエピタキシャル成長されており、正孔吸
収用の層は介在されていない。そして、ｎ型不純物領域
５’ａｌ’ ５ｂｌ’５ ５．５ ５ の間に
は、それぞれ正孔ａ２° ｂ２ ａ３’ ｂ３ 吸収用のｐ型領域７ ．７ ．７ が設けられている
。ここで、ｐ型領域７ ．７ ．７ の不純物濃度は
、１０〜１０１９／ｃＩＩ＋３オーダーに設定されてい
る。ｎ型不純物領域４ ４ ４ のａｌ’ ａ２’
ａ３ それぞれにはオーミック電極５ ５ ５ がａｌ’
ａ２° ａ３ 形成され、配線層８ ８ ８ を介して外部ａｌ’
ａ２’ ａ３ 端子に接続されている。また、ｎ型不純物領域４ ．４
．４ のそれぞれにはオーミック電極ｂｌ ｂ
２ ｂ３ ５ ．５ ．５ がそれぞれ形成され、配線層ｂｌ
ｂ２ ｂ３ ８ ．８ ．８ を介して外部端子に接続されてｂｌ
ｂ２ ｂ３ いる。ｐ型領域７，７２．７３の端部はコンタ■ クト領域９．９゜、９３となり、オーミック電極１０
．１０ ．１０３を介して配線層１１、。
１１．１１３に接続されている。
次に、第１図に示す実施例の作用を、図中の左側の受光
素子を例にして説明する。
素子を例にして説明する。
オーミック電極５ とオーミック電極５ｂ１に挾ｌ
まれた受光領域に光が入射されると、高抵抗層３中で電
子／正孔対が発生する。ここで、オーミック電極５ に
は配線層８ａ□を介して例えば５ｖのｌ バイアスを印加しておき、オーミック電極５ｂｌは配線
層８ｂ１を介してアースしておくと、キャリアはこの電
界によって横方向に走行する。ところで、正孔に比べて
電子の易動度は高く、従って電子のみを有効なキャリア
としておくと、高速応答をさせることが可能になる。
子／正孔対が発生する。ここで、オーミック電極５ に
は配線層８ａ□を介して例えば５ｖのｌ バイアスを印加しておき、オーミック電極５ｂｌは配線
層８ｂ１を介してアースしておくと、キャリアはこの電
界によって横方向に走行する。ところで、正孔に比べて
電子の易動度は高く、従って電子のみを有効なキャリア
としておくと、高速応答をさせることが可能になる。
そこで、本実施例ではｐ型領域７□に配線層１１、を介
して例えば２．５ｖのバイアスを印加しておく。すると
、光入射により発生したキャリアのうちの正孔は、高抵
抗層３の表面に形成されたｐ型領域７□に吸収される。
して例えば２．５ｖのバイアスを印加しておく。すると
、光入射により発生したキャリアのうちの正孔は、高抵
抗層３の表面に形成されたｐ型領域７□に吸収される。
このため、電子のみが有効なキャリアとして働くことな
る。実験によれば、パルス状の光入射に対して、１００
ｐｓｅｃで立ち上がる出力パルスを得ることができた
。これは、第３図に示す従来例と同等程度、あるいはそ
れ以上の特性となっている。
る。実験によれば、パルス状の光入射に対して、１００
ｐｓｅｃで立ち上がる出力パルスを得ることができた
。これは、第３図に示す従来例と同等程度、あるいはそ
れ以上の特性となっている。
上記実施例によれば、素子分離のために溝を形成する必
要が全くない。このため、基板１の表面上に配線層を形
成しても、段差によって切れたりすることがない。また
、表面を平坦化させることは全く不要になる。
要が全くない。このため、基板１の表面上に配線層を形
成しても、段差によって切れたりすることがない。また
、表面を平坦化させることは全く不要になる。
第２図は変形例の平面図である。同図（ａ）の横型受光
素子では、ｐ型領域７がジグザグに形成されており、従
って正孔を効率よく吸収することが可能になっている。
素子では、ｐ型領域７がジグザグに形成されており、従
って正孔を効率よく吸収することが可能になっている。
同図（ｂ）の横型受光素子では、ｐ型領域７が３本にな
っている。この例によっても、正孔を効率よく吸収し、
易動度の高い電子のみを有効なキャリアとし、高速応答
させることが可能になっている。
っている。この例によっても、正孔を効率よく吸収し、
易動度の高い電子のみを有効なキャリアとし、高速応答
させることが可能になっている。
本発明は上記の実施例に限定されず、種々の変形が可能
である。
である。
例えば、実施例のように複数の受光部を配設したものだ
けでなく、単一の受光部のみを有する横型受光素子にも
適用できる。基板は化合物半導体に限らず、シリコンな
どであってもよい。
けでなく、単一の受光部のみを有する横型受光素子にも
適用できる。基板は化合物半導体に限らず、シリコンな
どであってもよい。
以上、詳細に説明した通り、本発明の横型受光素子によ
れば、一対の第１導電型不純物領域の間の受光領域に、
易動度の低いキャリア吸収用の領域が配設されるので、
高速応答が可能になる。また、素子分離のための溝など
を設ける必要がないので、配線層が切れたりすることも
ない。従って、隣接する素子が互いに干渉しあうことな
く、高速応答が可能であって、しかも配線層の形成など
を容品に行なうことができる効果がある。
れば、一対の第１導電型不純物領域の間の受光領域に、
易動度の低いキャリア吸収用の領域が配設されるので、
高速応答が可能になる。また、素子分離のための溝など
を設ける必要がないので、配線層が切れたりすることも
ない。従って、隣接する素子が互いに干渉しあうことな
く、高速応答が可能であって、しかも配線層の形成など
を容品に行なうことができる効果がある。
第１図は本発明の実施例に係る横型受光素子の平面図お
よび断面図、第２図は変形例の平面図、第３図は従来例
の断面図である。 １・・・基板、３・・・高抵抗層、４ 〜４４ａｌ’
ａ３° ｂＪ 〜４，３・・・ｎ型不純物領域、”５ａｌ〜５ａ３゜５
ｂ”ｂｌ〜５，３・・・オーミック電極、６・・・岬、
７．７〜７ ・・・ｐ型領域、８．８ａ工〜８ａ３．
．１３ ａ ８．８ｂ、〜８ｂ３・・・配線層、９，９□〜９３・・
・コンタクト領域、１０，１０１〜１ｏ３・・・オーミ
ック電極、１１．１１ 〜１１３・・・配線層。 ■
よび断面図、第２図は変形例の平面図、第３図は従来例
の断面図である。 １・・・基板、３・・・高抵抗層、４ 〜４４ａｌ’
ａ３° ｂＪ 〜４，３・・・ｎ型不純物領域、”５ａｌ〜５ａ３゜５
ｂ”ｂｌ〜５，３・・・オーミック電極、６・・・岬、
７．７〜７ ・・・ｐ型領域、８．８ａ工〜８ａ３．
．１３ ａ ８．８ｂ、〜８ｂ３・・・配線層、９，９□〜９３・・
・コンタクト領域、１０，１０１〜１ｏ３・・・オーミ
ック電極、１１．１１ 〜１１３・・・配線層。 ■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板の表面に沿って少なくとも２つの第１導
電型不純物領域を所定の間隔をあけて形成し、前記所定
の間隔の領域に入射光を受けるための受光部を構成した
横型受光素子において、前記所定の間隔の領域には前記
受光部に延びる第２導電型不純物領域が形成されている
ことを特徴とする横型受光素子。 ２、前記第１導電型領域がｎ型領域であり、前記第２導
電型領域がｐ型領域であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の横型受光素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325056A JPH01166576A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 横型受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325056A JPH01166576A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 横型受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166576A true JPH01166576A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18172655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62325056A Pending JPH01166576A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 横型受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166576A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073814A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Ngk Insulators Ltd | 受光素子および受光素子の作製方法 |
-
1987
- 1987-12-22 JP JP62325056A patent/JPH01166576A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073814A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Ngk Insulators Ltd | 受光素子および受光素子の作製方法 |
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