JPH02246380A - ホトダイオード - Google Patents
ホトダイオードInfo
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- JPH02246380A JPH02246380A JP1068302A JP6830289A JPH02246380A JP H02246380 A JPH02246380 A JP H02246380A JP 1068302 A JP1068302 A JP 1068302A JP 6830289 A JP6830289 A JP 6830289A JP H02246380 A JPH02246380 A JP H02246380A
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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】
［概要］
大入力かつ高速動作のホトダイオードに関し、大入力動
作時にも高速動作を行うことのできるホトダイオードを
提供することを目的とし、第１のバンドギャップの半導
体で形成され、裏面に光入射面を有するｎ型の半導体基
板と、半導体基板の表面側に形成され、第１のバンドギ
ャップより狭い第２のバンドギャップよりなる半導体で
形成され、弱くＰ型の導電性を有する光吸収層と、光吸
収層上に形成された光吸収層より高濃度のＰ型領域とを
有するように構成する。
作時にも高速動作を行うことのできるホトダイオードを
提供することを目的とし、第１のバンドギャップの半導
体で形成され、裏面に光入射面を有するｎ型の半導体基
板と、半導体基板の表面側に形成され、第１のバンドギ
ャップより狭い第２のバンドギャップよりなる半導体で
形成され、弱くＰ型の導電性を有する光吸収層と、光吸
収層上に形成された光吸収層より高濃度のＰ型領域とを
有するように構成する。
［産業上の利用分野］
本発明は半導体装置に関し、特に大入力かつ高速動作の
ホトダイオードに関する。
ホトダイオードに関する。
コヒーレント光通信システムにおいて、大入力の局部発
振レーザ光の照射下で高速（４ＧＨ２以上）の小信号を
検出できるホトダイオードが要求されている。ｐｉｎ型
ホトダイオードとして、表面入射型構造と裏面入射型構
造とが知られている。
振レーザ光の照射下で高速（４ＧＨ２以上）の小信号を
検出できるホトダイオードが要求されている。ｐｉｎ型
ホトダイオードとして、表面入射型構造と裏面入射型構
造とが知られている。
［従来の技術］
第２図（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、従来技術によるｐｌ
ｎ型ホトダイオードを説明する。
ｎ型ホトダイオードを説明する。
第２図（Ａ）は表面入射型ｐｉｎ型ホトダイオードを示
す、 ＩｎＰ等のｎ型の半導体基板１１の表面１７開に
ＩｎＧａＡｓ等の比較的バンドギャップの狭いｎ 型の
光吸収層１２が形成されている。このｎ 型光吸収層が
ｐｉｎ型ホトダイオードのｌに相当する。光吸収層１２
の上にＩｎＰ等の比較的バンドギャップの広い半導体材
料からなるｎ−層１４が形成され、その内にｐ型領域１
３がｌｎ拡散等で形成されている。ｎ型の半導体基板１
１の裏面上にはｎｌ！ｆｔ極１８ａが形成され、ｐ型領
域１３の周辺部にはｐｒ！ｉＪ電極１９ａが形成されて
いる。
す、 ＩｎＰ等のｎ型の半導体基板１１の表面１７開に
ＩｎＧａＡｓ等の比較的バンドギャップの狭いｎ 型の
光吸収層１２が形成されている。このｎ 型光吸収層が
ｐｉｎ型ホトダイオードのｌに相当する。光吸収層１２
の上にＩｎＰ等の比較的バンドギャップの広い半導体材
料からなるｎ−層１４が形成され、その内にｐ型領域１
３がｌｎ拡散等で形成されている。ｎ型の半導体基板１
１の裏面上にはｎｌ！ｆｔ極１８ａが形成され、ｐ型領
域１３の周辺部にはｐｒ！ｉＪ電極１９ａが形成されて
いる。
このような表面入射型ｐｉｎ型ホトダイオードにおいて
は、電極１９ａが光入射面にあり、入射光を力・ｙトし
てしまう、このｐ側を極１９ａの占める面積をなるべく
小さくしようとすると、大入力の動作時にはコンタクト
抵抗に起因する電圧降下が大きくなってしまう、コンタ
クト抵抗を低くしようとしてｐｌＰＩ電極１９ａの面積
を広くとると、ｐ型領域１３の面積を大きくしなければ
ならず、ｐｎ接合に基づく容量を大きくしてしまう。
は、電極１９ａが光入射面にあり、入射光を力・ｙトし
てしまう、このｐ側を極１９ａの占める面積をなるべく
小さくしようとすると、大入力の動作時にはコンタクト
抵抗に起因する電圧降下が大きくなってしまう、コンタ
クト抵抗を低くしようとしてｐｌＰＩ電極１９ａの面積
を広くとると、ｐ型領域１３の面積を大きくしなければ
ならず、ｐｎ接合に基づく容量を大きくしてしまう。
このように、表面入射型ｐｉｎ型ホトダイオードは、大
入力、高速動作には適していない。
入力、高速動作には適していない。
第２図（Ｂ）に裏面入射型ｐｉｎ型ホトダイオードを示
す、 ＩｎＰ等のｎ型基板１１の表面上に１ｎＧａＡｓ
等の比較的バンドギャップの狭いｎ−型光吸収層１２が
形成され、その上にＩｎＰ等のｎ−型層１４が形成され
、その一部にｐ型領域１３が２ｎ拡散等で形成されてい
る。ｐ型領域１３の上にはｐ側電［！１９が形成され、
基板１１の裏面１６の入射面を囲む領域にｎ側電極１８
が形成されている。
す、 ＩｎＰ等のｎ型基板１１の表面上に１ｎＧａＡｓ
等の比較的バンドギャップの狭いｎ−型光吸収層１２が
形成され、その上にＩｎＰ等のｎ−型層１４が形成され
、その一部にｐ型領域１３が２ｎ拡散等で形成されてい
る。ｐ型領域１３の上にはｐ側電［！１９が形成され、
基板１１の裏面１６の入射面を囲む領域にｎ側電極１８
が形成されている。
このような裏面入射型ρ１ｎ型ホトダイオードにおいて
は、Ｐ型領域１３のほぼ全面にｐｎ電極１９を形成する
ことができ、表面入射型ｐｉｎ型ボトダイオードについ
て述べたコンタクト抵抗またはｐｎ接合の面積増大の問
題は軽減する。
は、Ｐ型領域１３のほぼ全面にｐｎ電極１９を形成する
ことができ、表面入射型ｐｉｎ型ボトダイオードについ
て述べたコンタクト抵抗またはｐｎ接合の面積増大の問
題は軽減する。
第２図（Ｃ）に第２図（Ｂ）に示した裏面入射型ｐｉｎ
型ホトダイオードの不純物分布の例を示す０図中右側か
らｎ型１ｎＰの基板１１は約１０１８ＣＩ’のシリコン
濃度を有し、その上のｎ−型光吸収層１２は、約Ｉ×１
０１５程度のシリコン濃度を有する。光吸収層１２の上
のｎ型層１４は約ＩＸｉ ｏ １６ｃａｔ−３のシリコ
ン濃度を有する。
型ホトダイオードの不純物分布の例を示す０図中右側か
らｎ型１ｎＰの基板１１は約１０１８ＣＩ’のシリコン
濃度を有し、その上のｎ−型光吸収層１２は、約Ｉ×１
０１５程度のシリコン濃度を有する。光吸収層１２の上
のｎ型層１４は約ＩＸｉ ｏ １６ｃａｔ−３のシリコ
ン濃度を有する。
ｎ 型層１４の内に形成したＰ型領域１３は、表面濃度
で約ｉ ｘ ｔ ｏ １８ｃｍ’のＩｎ濃度を有する。
で約ｉ ｘ ｔ ｏ １８ｃｍ’のＩｎ濃度を有する。
Ｚｎは比較的不純物濃度の高いｎ 型層１４では拡散が
早く、その下のより低濃度のｎ （ｉ）型層１２に入
ると拡散速度が遅くなる。従って、ｐｎ接合は光吸収層
１２にわずか入り込んだところに生ずる。
早く、その下のより低濃度のｎ （ｉ）型層１２に入
ると拡散速度が遅くなる。従って、ｐｎ接合は光吸収層
１２にわずか入り込んだところに生ずる。
第２図（Ｄ）に第２図（Ｂ）に示した裏面入射型ｐｉｎ
型ホトダイオードの内部における電界分布の例を示す、
ｐｒｌ接合をピークとして、不純物濃度の高いＰ型領域
１３の内では、急激に電界が減少する。ｎ 型の光吸収
層１２は不純物濃度が低いので、電界強度は徐々に減少
し、不純物濃度の高いｎ型基板１１に達した後は急速に
電界が減少する。
型ホトダイオードの内部における電界分布の例を示す、
ｐｒｌ接合をピークとして、不純物濃度の高いＰ型領域
１３の内では、急激に電界が減少する。ｎ 型の光吸収
層１２は不純物濃度が低いので、電界強度は徐々に減少
し、不純物濃度の高いｎ型基板１１に達した後は急速に
電界が減少する。
第２図（Ｅ）に、第２図（Ｂ）に示した裏面入射型ｐｉ
ｎ型ホトダイオードの内部におけるバンド構造の例を示
す、たとえば、ｎ型基板１１とｐ型領域１３としてバン
ドギャップが約１．３５ｅ■のＪｎＰを用い、光吸収層
１２としてバンドギャップが約０．７５ｅＶのＩｎＧａ
Ａｓを用いて波長１゜５５μｍの光を検出することとす
る。
ｎ型ホトダイオードの内部におけるバンド構造の例を示
す、たとえば、ｎ型基板１１とｐ型領域１３としてバン
ドギャップが約１．３５ｅ■のＪｎＰを用い、光吸収層
１２としてバンドギャップが約０．７５ｅＶのＩｎＧａ
Ａｓを用いて波長１゜５５μｍの光を検出することとす
る。
ＩｎＧａＡｓは約０．７５ｅＶのバンドギャップを有す
るのに対しＩｎＰは１．３５ｅＶのバンドギャップを有
するので、バンドオフセットは約０．６ｅＶあり、ノン
ドープの状態ではこのバンドオフセットが値電子帯と伝
導帯に約４対６の割合で配分される。基板１１をｎ型に
ドープしていくと、図中エネルギレベルは下に移動する
。一方、ρ型領域１３の不純物濃度が高くなると、ρ型
領域１３のレベルは上に移動する。
るのに対しＩｎＰは１．３５ｅＶのバンドギャップを有
するので、バンドオフセットは約０．６ｅＶあり、ノン
ドープの状態ではこのバンドオフセットが値電子帯と伝
導帯に約４対６の割合で配分される。基板１１をｎ型に
ドープしていくと、図中エネルギレベルは下に移動する
。一方、ρ型領域１３の不純物濃度が高くなると、ρ型
領域１３のレベルは上に移動する。
このようにして、第２図（Ｅ）に示すようなバンド構造
が実現される０図において、光吸収層１２からｎ型基板
１１へ移動する際に、小さな電位障壁が示されている。
が実現される０図において、光吸収層１２からｎ型基板
１１へ移動する際に、小さな電位障壁が示されている。
このような電位障壁があると大入力光照射時、電位障壁
にキャリアが蓄積され動作速度を制限しまう、ｎ型基板
１１をより高濃度にドープすることによって、ｎ型基板
１１のレベルはさらに低下させることができる。
にキャリアが蓄積され動作速度を制限しまう、ｎ型基板
１１をより高濃度にドープすることによって、ｎ型基板
１１のレベルはさらに低下させることができる。
同様に光吸収層１２からｐ型領域１３へ移動する際の伝
導帯にも正孔に対する小さな電位障壁が示されている。
導帯にも正孔に対する小さな電位障壁が示されている。
この電位障壁も動作速度を制限する原因となる。
ｐ型領域１３をより高濃度にドープすることによりｐ型
領域１３のレベルはさらに図中上方へ移動させることが
できる。
領域１３のレベルはさらに図中上方へ移動させることが
できる。
［発明が解決しようとする課ＮＭ］
以上述べたように、表面入射型ｐｉｎ型ホトダイオード
は、大入力・高速動作には不適である。
は、大入力・高速動作には不適である。
一方裏面入射型ｐｉｎ型ホトダイオードもさらにその性
能を改善することが要求される。すなわち、大入力時に
は光吸収層内に大量のキャリアが生成される。このキャ
リアは入射側である基板に近い部分により多く発生する
。この光励起キャリアは自由に動くので電界をシールド
する働きを果たし、第２図（Ｄ＞中破線で示すように、
電界分布を変化させてしまう、すなわち、光吸収層１２
の内で比較的電界の弱い基板に近い部分で、電界がさら
に弱まってしまう、このため、ｐｉｎ型ホトダイオード
の動作速度が制限されてしまう。
能を改善することが要求される。すなわち、大入力時に
は光吸収層内に大量のキャリアが生成される。このキャ
リアは入射側である基板に近い部分により多く発生する
。この光励起キャリアは自由に動くので電界をシールド
する働きを果たし、第２図（Ｄ＞中破線で示すように、
電界分布を変化させてしまう、すなわち、光吸収層１２
の内で比較的電界の弱い基板に近い部分で、電界がさら
に弱まってしまう、このため、ｐｉｎ型ホトダイオード
の動作速度が制限されてしまう。
本発明の目的は、大入力動作時にも高速動作を行うこと
のできるｐｉｎ型ホトダイオードを提供することである
。
のできるｐｉｎ型ホトダイオードを提供することである
。
［課題を解決するための手段］
第１図に本発明の原理説明図を示す６図において、ｎ型
の半導体基板１の表面７の上には、比較的バンドギャッ
プの狭いＰ−型の光吸収層２が形成され、その上にｐ型
領域３が形成されて、全体としてｐｉｎ型梢遺を構成し
ている。
の半導体基板１の表面７の上には、比較的バンドギャッ
プの狭いＰ−型の光吸収層２が形成され、その上にｐ型
領域３が形成されて、全体としてｐｉｎ型梢遺を構成し
ている。
ｎ型の半導体基板１の裏面６には光入射面が設けられ、
その周囲をｎ１ｍ電＠８が囲っている。Ｐ型領域３の上
にはｐ側電極９が形成されている。
その周囲をｎ１ｍ電＠８が囲っている。Ｐ型領域３の上
にはｐ側電極９が形成されている。
ｎ型の半導体基板の表面にｎ型のバッファ層を設けた場
合は、バッファ層表面を基板表面７と見なせばよい。
合は、バッファ層表面を基板表面７と見なせばよい。
ｎ型の半導体基板１の裏面６を凸面として、凸レンズの
８１能を持たせることもできる。
８１能を持たせることもできる。
［作用］
第１図に示す構造では、ｐｎ接合が基板１と光吸収層２
との界面付近に形成される。基板１の裏面６から光が入
射すると、光吸収層２がその光を吸収する。この時入射
側程吸収が強いので、光吸収層の内部では基板１に近い
部分はど光励起キャリアが多く存在する。
との界面付近に形成される。基板１の裏面６から光が入
射すると、光吸収層２がその光を吸収する。この時入射
側程吸収が強いので、光吸収層の内部では基板１に近い
部分はど光励起キャリアが多く存在する。
光吸収層２の内部における電界分布は、ｐｎ接合に近い
ところほど高くなるので、多くの光励起キャリアが存在
する基板に近い部分において電界が強い、従って、光励
起キャリアによって電界がシールドされた場合も、比較
的電界の強い部分が弱められるのみであり、光吸収層２
の内部で電界は一様化される傾向にある。このため、大
入力時にも高速動作を期待できる。
ところほど高くなるので、多くの光励起キャリアが存在
する基板に近い部分において電界が強い、従って、光励
起キャリアによって電界がシールドされた場合も、比較
的電界の強い部分が弱められるのみであり、光吸収層２
の内部で電界は一様化される傾向にある。このため、大
入力時にも高速動作を期待できる。
［実施例］
第３図（Ａ）〜（Ｄ）に本発明の実施例による裏面入射
型ｐｉｎ型ホｉ・ダイオードを示す。
型ｐｉｎ型ホｉ・ダイオードを示す。
第３図（Ａ＞に断面構造を示す、ｎ型のＩｎＰ基板２１
の上にはｎ＋型の１ｎＰバッファ層２５が形成されてい
る。このバッファ層の表面２７の上に比較的バンドギャ
ップの狭いｐ−型のＩｎＧａＡｓの光吸収領域２２が形
成されている。この光吸収領域２２の上にｎ 型１ｎＰ
層２４が形成され、その−部にｐ型不純物であるＩｎが
拡散されて、ｐ型のＺｎ拡散領域２３が形成されている
。 ＩｎＰは広いバンドギャップを有し、１．５５μｍ
ないし１．３μｍの光に対し透明である。
の上にはｎ＋型の１ｎＰバッファ層２５が形成されてい
る。このバッファ層の表面２７の上に比較的バンドギャ
ップの狭いｐ−型のＩｎＧａＡｓの光吸収領域２２が形
成されている。この光吸収領域２２の上にｎ 型１ｎＰ
層２４が形成され、その−部にｐ型不純物であるＩｎが
拡散されて、ｐ型のＺｎ拡散領域２３が形成されている
。 ＩｎＰは広いバンドギャップを有し、１．５５μｍ
ないし１．３μｍの光に対し透明である。
光吸収層であるＩｎ（３ａＡｓは、対象とする波長によ
って組成を調製できる。たとえば、１．５５μｍの光を
検出する場合、ＩｎＧａＡｓのバンドギャップは、約０
．７５ｅＶにされる。
って組成を調製できる。たとえば、１．５５μｍの光を
検出する場合、ＩｎＧａＡｓのバンドギャップは、約０
．７５ｅＶにされる。
第３図（Ｂ）に第３図（Ａ）に示す構造内における不純
物分布の例を示す、ｎ型基板２１ないしｎ 型バッファ
層２５は、約１０１８ｃｒｒ−３の８１等の十 ｎ型不純物濃度を有する。ｐ−型光吸収領域２２は、た
とえば１ ｘ １０１６ｃｒｐ−３のｐ型不純物濃度を
有する。たとえば、光吸収領域２２の吸収係数が、０．
６６μｍ°１であるとして、厚さがたとえばその３＠以
上ある場合、光吸収領域２２が適当な電圧、たとえば５
〜ＩＯＶで十分空乏化されるように、不純物濃度を選ぶ
、たとえば、２ ｘ １０１６ｃｍ−３以下の不純物濃
度を選択する。
物分布の例を示す、ｎ型基板２１ないしｎ 型バッファ
層２５は、約１０１８ｃｒｒ−３の８１等の十 ｎ型不純物濃度を有する。ｐ−型光吸収領域２２は、た
とえば１ ｘ １０１６ｃｒｐ−３のｐ型不純物濃度を
有する。たとえば、光吸収領域２２の吸収係数が、０．
６６μｍ°１であるとして、厚さがたとえばその３＠以
上ある場合、光吸収領域２２が適当な電圧、たとえば５
〜ＩＯＶで十分空乏化されるように、不純物濃度を選ぶ
、たとえば、２ ｘ １０１６ｃｍ−３以下の不純物濃
度を選択する。
光吸収領域２２の上のｎ−型１ｎＰ層２４は、たとえば
Ｉ Ｘ １０１６Ｃ１ｌ’のｎ型不純物濃度を有する。
Ｉ Ｘ １０１６Ｃ１ｌ’のｎ型不純物濃度を有する。
その内に形成するｐ型領域２３は、たとえば１×１０
”Ｃ１ｌ’程度のｐ型不純物濃度（たとえばＺｎ濃度）
を有する。
”Ｃ１ｌ’程度のｐ型不純物濃度（たとえばＺｎ濃度）
を有する。
ｐｎ接合に付随する容量をなるべく小さくするためには
、ｐ型領域２３は必要最少限の大きさとし、周囲は低不
純物濃度の領域２４とするのがよい。
、ｐ型領域２３は必要最少限の大きさとし、周囲は低不
純物濃度の領域２４とするのがよい。
第３図（Ｃ）に第３図（Ａ）に示す構造の内における電
界分布の例を示す、基板２１またはバッファ層２５は高
いｎ型不純物濃度を有するので、その内の電界はｐｎ接
合から離れるにしたがって、急激に低下する。
界分布の例を示す、基板２１またはバッファ層２５は高
いｎ型不純物濃度を有するので、その内の電界はｐｎ接
合から離れるにしたがって、急激に低下する。
ｐ 型光吸収領域２２は低い不純物濃度を有するので、
その内で電界分布はｐｎ接合から離れるに従い徐々に減
少する。
その内で電界分布はｐｎ接合から離れるに従い徐々に減
少する。
ｐ型領域２３は高い不純物濃度を有するので、その内で
電界は急激に低下する。すなわち、電界分布は基板と光
吸収領域との境界に形成されるｐｎ接合で最も高く、光
吸収領域を表面側に向かうに従って徐々に減少する。
電界は急激に低下する。すなわち、電界分布は基板と光
吸収領域との境界に形成されるｐｎ接合で最も高く、光
吸収領域を表面側に向かうに従って徐々に減少する。
このような電界分布においては、基板裏面側がら光が入
射すると、最も強い光吸収は光吸収領域２２の基板側で
生じ、光吸収によって発生する光励起キャリアが電界分
布を弱めた場合、光吸収領域２２内の電界分布は一様化
する方向を有する。
射すると、最も強い光吸収は光吸収領域２２の基板側で
生じ、光吸収によって発生する光励起キャリアが電界分
布を弱めた場合、光吸収領域２２内の電界分布は一様化
する方向を有する。
従って、大入力時にも高い動作速度を期待できる。
第３図（Ｄ）に第３図（Ａ）に示す構造内におけるバン
ド構造の例を示す、ｎ型基板２１ないしバッファ層２５
およびｐ型領域２３はＩｎＰで形成され、広いバンドギ
ャップを有する１間に挾まれたＩｎＧａＡｓ等の光吸収
領域２２は狭いバンドギャップを有し、ｐ−型の伝導性
を示す、従って、第３図（Ｄ）に示すようなバンド構造
となる。
ド構造の例を示す、ｎ型基板２１ないしバッファ層２５
およびｐ型領域２３はＩｎＰで形成され、広いバンドギ
ャップを有する１間に挾まれたＩｎＧａＡｓ等の光吸収
領域２２は狭いバンドギャップを有し、ｐ−型の伝導性
を示す、従って、第３図（Ｄ）に示すようなバンド構造
となる。
第２図（Ｅ）に示す従来技術によるバンド構造と比較し
た場合、光吸収領域２２が従来技術による光吸収領域１
２と較べ、図中上方に移動した形となる。
た場合、光吸収領域２２が従来技術による光吸収領域１
２と較べ、図中上方に移動した形となる。
第４図に本発明の他の実施例を示す、ｎ形基板２１上に
ｎ型バッファ層２５を形成し、その上に比較的バンドギ
ャップの狭いｐ型光吸収領域２２を形成し、さらにその
上にｎ−型層２４を形成し、ｎ 型層２４の内にＰ型領
域２３を形成する。ｐ型領域２３の上にはｐ（ＩＩ電１
ｉ２９を形成し、入射面を囲んでｎ型基板の裏面側にｎ
ｓｔ極２８を形成する。入射面を構成するｎ型基板２１
の表面は、凸状に加工され、基板２１がメニスカス凸レ
ンズを形成する。従って、広い範囲で入射した入射光が
基板２１内で集束して光吸収領域２２に向かうので、Ｐ
型領域２３を小面積のものとしても有効に光励起キャリ
アを収集することができる。
ｎ型バッファ層２５を形成し、その上に比較的バンドギ
ャップの狭いｐ型光吸収領域２２を形成し、さらにその
上にｎ−型層２４を形成し、ｎ 型層２４の内にＰ型領
域２３を形成する。ｐ型領域２３の上にはｐ（ＩＩ電１
ｉ２９を形成し、入射面を囲んでｎ型基板の裏面側にｎ
ｓｔ極２８を形成する。入射面を構成するｎ型基板２１
の表面は、凸状に加工され、基板２１がメニスカス凸レ
ンズを形成する。従って、広い範囲で入射した入射光が
基板２１内で集束して光吸収領域２２に向かうので、Ｐ
型領域２３を小面積のものとしても有効に光励起キャリ
アを収集することができる。
ｎ型基板２１、ｎ型バッファ層２５、ｎ−型層２４は、
たとえばＩｎＰで形成し、ｐ型光吸収領域２２は、たと
えばＩｎＧａＡｓで形成できる。また、ｐ型領域２３は
たとえばＺｎの拡散で形成できる。
たとえばＩｎＰで形成し、ｐ型光吸収領域２２は、たと
えばＩｎＧａＡｓで形成できる。また、ｐ型領域２３は
たとえばＺｎの拡散で形成できる。
以上実施例に沿って説明したが、本発明はこれらに制限
されるものではない、たとえば種々の変形、変更、改良
、組合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
されるものではない、たとえば種々の変形、変更、改良
、組合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
［発明の効果］
本発明によれば、裏面入射型ｐｉｎ型ホトダイオードに
おいて、光吸収層であるｉ型層がｐ−型とされ、ｐｎ接
合が基板との界面近傍に形成されるので、電界分布が最
も強い部分で最も強い光吸収を生じさせることができ、
大入力動作時にも、電界分布は均一化する傾向にあり、
高速動作を期待できる。
おいて、光吸収層であるｉ型層がｐ−型とされ、ｐｎ接
合が基板との界面近傍に形成されるので、電界分布が最
も強い部分で最も強い光吸収を生じさせることができ、
大入力動作時にも、電界分布は均一化する傾向にあり、
高速動作を期待できる。
第１図は本発明の原理説明図、
第２図（Ａ）〜（Ｅ）は従来技術を説明するための図で
あり、第２図（Ａ＞は表面入射型ｐｉｎ型ホトダイオー
ドの断面図、第２図（Ｂ）は裏面入射型ｐｉｎ型ホトダ
イオードの断面図、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）に示す
裏面入射型ｐｉｎ型ホトダイオード内の不純物分布の例
を示すグラフ、第２図（Ｄ）は第２図（Ｂ）に示す裏面
入射型Ｐｉｎ型ホトダイオード内の電界分布の例を示す
グラフ、第２図（Ｅ）は第２図（Ｂ）に示す裏面入射型
ｐｉｎ型ホトダイオード内のバンド構造の例を示すグラ
フ、 第３図（Ａ）〜（Ｄ＞は本発明の実施例による裏面入射
型ｐｉｎ型ホトダイオードを説明するための図であり、
第３図（Ａ）は断面図、第３図（Ｂ）は不純物分布の例
を示すグラフ、第３図（Ｃ）は電界分布の例を示すグラ
フ、第３図（Ｄ）はバンド構造の例を示すグラフ、 第４図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 図において、 １８．１８ａ １９．１９ａ ｎ型の半導体基板 Ｐ 型の光吸収層 ｐ型領域 基板の裏面 基板の表面 ｎ側電極 ｐ（Ｉ！Ｉｔ極 ｎ型の半導体基板 ｎ−型の光吸収層 ｐ型領域 ｎ−型層 基板の裏面 基板の表面 ｎ側電極 ｐ（ｌ！Ｉｔ極 ｎ型１ｎＰ基板 ＩｎＧａＡｓのＰ−型光吸収領域 ｐ型領域 ｎ 型１ｎＰ層 ｎ＋梨型１ｎＰバフフ層 裏面 表面 ｎ側電極 Ｐ側電極 第１図 第２図（その１） （Ｂ）裏面入射型 （Ｃ）不純物分布 （Ｅ）バンド構造 従来技術 第２図（その２） （Ａ）断面構造 （Ｂ）不純物分布 本発明の実施例 第３図
あり、第２図（Ａ＞は表面入射型ｐｉｎ型ホトダイオー
ドの断面図、第２図（Ｂ）は裏面入射型ｐｉｎ型ホトダ
イオードの断面図、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）に示す
裏面入射型ｐｉｎ型ホトダイオード内の不純物分布の例
を示すグラフ、第２図（Ｄ）は第２図（Ｂ）に示す裏面
入射型Ｐｉｎ型ホトダイオード内の電界分布の例を示す
グラフ、第２図（Ｅ）は第２図（Ｂ）に示す裏面入射型
ｐｉｎ型ホトダイオード内のバンド構造の例を示すグラ
フ、 第３図（Ａ）〜（Ｄ＞は本発明の実施例による裏面入射
型ｐｉｎ型ホトダイオードを説明するための図であり、
第３図（Ａ）は断面図、第３図（Ｂ）は不純物分布の例
を示すグラフ、第３図（Ｃ）は電界分布の例を示すグラ
フ、第３図（Ｄ）はバンド構造の例を示すグラフ、 第４図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 図において、 １８．１８ａ １９．１９ａ ｎ型の半導体基板 Ｐ 型の光吸収層 ｐ型領域 基板の裏面 基板の表面 ｎ側電極 ｐ（Ｉ！Ｉｔ極 ｎ型の半導体基板 ｎ−型の光吸収層 ｐ型領域 ｎ−型層 基板の裏面 基板の表面 ｎ側電極 ｐ（ｌ！Ｉｔ極 ｎ型１ｎＰ基板 ＩｎＧａＡｓのＰ−型光吸収領域 ｐ型領域 ｎ 型１ｎＰ層 ｎ＋梨型１ｎＰバフフ層 裏面 表面 ｎ側電極 Ｐ側電極 第１図 第２図（その１） （Ｂ）裏面入射型 （Ｃ）不純物分布 （Ｅ）バンド構造 従来技術 第２図（その２） （Ａ）断面構造 （Ｂ）不純物分布 本発明の実施例 第３図
Claims (2)
- （１）、第１のバンドギャップの半導体で形成され、裏
面に光入射面（６）を有するｎ型の半導体基板（１）と
、 半導体基板（１）の表面側に形成され、第１のバンドギ
ャップより狭い第２のバンドギャップよりなる半導体で
形成され、弱くｐ型の導電性を有する光吸収層（２）と
、 光吸収層（２）上に形成された光吸収層（２）より高濃
度のｐ型領域（３）と を有することを特徴とするホトダイオード。 - （２）、前記半導体基板の裏面の光入射面が外部に向か
って膨んだ凸形状を有し、凸レンズとして機能すること
を特徴とする請求項１記載のホトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068302A JPH02246380A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | ホトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068302A JPH02246380A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | ホトダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246380A true JPH02246380A (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=13369861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1068302A Pending JPH02246380A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | ホトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02246380A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247769A (ja) * | 2004-06-02 | 2004-09-02 | Sharp Corp | 受光素子および回路内蔵受光素子 |
| JP2009014461A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 裏面入射型測距センサ及び測距装置 |
| US8264673B2 (en) | 2007-07-03 | 2012-09-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device |
| JP2014093459A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体受光素子、光受光装置 |
| JP2022114411A (ja) * | 2021-01-26 | 2022-08-05 | 日本ルメンタム株式会社 | 半導体受光素子 |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP1068302A patent/JPH02246380A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247769A (ja) * | 2004-06-02 | 2004-09-02 | Sharp Corp | 受光素子および回路内蔵受光素子 |
| JP2009014461A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 裏面入射型測距センサ及び測距装置 |
| US8264673B2 (en) | 2007-07-03 | 2012-09-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device |
| US8477292B2 (en) | 2007-07-03 | 2013-07-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device |
| US8665422B2 (en) | 2007-07-03 | 2014-03-04 | Hamamatsu Photonics K.K | Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device |
| JP2014093459A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体受光素子、光受光装置 |
| JP2022114411A (ja) * | 2021-01-26 | 2022-08-05 | 日本ルメンタム株式会社 | 半導体受光素子 |
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