JPH0226082A - Photodiode - Google Patents
PhotodiodeInfo
- Publication number
- JPH0226082A JPH0226082A JP63176352A JP17635288A JPH0226082A JP H0226082 A JPH0226082 A JP H0226082A JP 63176352 A JP63176352 A JP 63176352A JP 17635288 A JP17635288 A JP 17635288A JP H0226082 A JPH0226082 A JP H0226082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- light
- conductive type
- type ohmic
- photodiode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
こ、の発明は、裏面に形成された第1電極と上面に形成
された第2電極を備えるフォトダイオードに関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] This invention relates to a photodiode including a first electrode formed on the back surface and a second electrode formed on the top surface.
フォトダイオードは、受光面に入射した光により電子・
ホール対が発生する。この発生されたキャリアを逆方向
にバイアスされた接合の電界により振り分け、電流とし
て取り出す。フォトダイオードは比較的高速応答性を持
ち、効率もよく、低電圧で動作するので多くの用途に使
用されている。A photodiode generates electrons and
A pair of holes occurs. The generated carriers are distributed by the electric field of the junction biased in the opposite direction and extracted as a current. Photodiodes are used in many applications because they have relatively fast response times, high efficiency, and operate at low voltages.
その中でもpinフォトダイオードは、i層の存在によ
り容量を小さくすることができ、かつ高電圧を印加して
キャリアの空乏層走行時間を短くできる為、高速動作に
優れている。Among them, the pin photodiode is excellent in high-speed operation because the capacitance can be reduced due to the presence of the i-layer, and the travel time of carriers in the depletion layer can be shortened by applying a high voltage.
第3図は、従来のpinフォトダイオードの構造を示す
ものである。同図(a)は光の入射方向と直交する方向
からみた断面図であり、同図(b)は光の入射方向から
みた平面図である。第1導電型(例えばn形)のInP
等の基板1上には、i形のInGaAsの光吸収層2が
形成されている。FIG. 3 shows the structure of a conventional pin photodiode. FIG. 3(a) is a cross-sectional view seen from a direction perpendicular to the light incident direction, and FIG. 2(b) is a plan view seen from the light incident direction. InP of the first conductivity type (e.g. n-type)
An i-type InGaAs light absorption layer 2 is formed on a substrate 1 such as the above.
この光吸収層2上には第2導電型(例えばp型)のGa
InAsで形成された結晶成長層3Aが形成されている
。さらに、この結晶成長層3A上にはリング状の第2導
電型オーミツク電極3が形成されており、第2導電型オ
ーミツク電極3の内側には受光面Aが形成されている(
同図(b)参照)。さらに、基板1の下部には、第1導
電型オーミツク電極4か形成されている。このフォトダ
イオードの受光面Aに光が入射することによって、ホー
ルと電子が光吸収層2で発生し、受光素子として動作す
る。On this light absorption layer 2, Ga of the second conductivity type (for example, p type) is formed.
A crystal growth layer 3A made of InAs is formed. Furthermore, a ring-shaped second conductivity type ohmic electrode 3 is formed on this crystal growth layer 3A, and a light-receiving surface A is formed inside the second conductivity type ohmic electrode 3 (
(See figure (b)). Furthermore, a first conductivity type ohmic electrode 4 is formed at the bottom of the substrate 1. When light enters the light-receiving surface A of this photodiode, holes and electrons are generated in the light-absorbing layer 2, which operates as a light-receiving element.
しかしながら、従来技術に係るフォトダイオードは、電
圧が印加される第2導電型オーミツク電t33の面積が
大きいことから容量が大きくなり、高速性が悪いという
欠点があった。However, the photodiode according to the prior art has a drawback that the capacitance is large because the area of the second conductivity type ohmic conductor t33 to which voltage is applied is large, and high speed performance is poor.
なお、容量は受光面積によって決まるので、受光面積を
小さくすることにより当該容量を小さくすることができ
る。しかし、フォトダイオード自体の受光感度も同時に
低下してしまうので、高速性及び受光感度が良いフォト
ダイオードを構成することは困難であった。Note that since the capacitance is determined by the light-receiving area, the capacitance can be reduced by reducing the light-receiving area. However, since the light-receiving sensitivity of the photodiode itself also decreases at the same time, it has been difficult to construct a photodiode with high speed and good light-receiving sensitivity.
そこで、この発明は感度を下げることなく、高速性に優
れたフォトダイオードを提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a photodiode with excellent high-speed performance without reducing sensitivity.
上記課題を達成するため、この発明は裏面に形成された
第1導電型の第1電極と受光面(上面)に形成された第
2導電型の第2電極を備えるフォトダイオードにおいて
、アース接続された第2導電型の第3電極を第2電極の
周りに形成することを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a photodiode that includes a first electrode of the first conductivity type formed on the back surface and a second electrode of the second conductivity type formed on the light receiving surface (top surface), which is connected to earth. A third electrode of a second conductivity type is formed around the second electrode.
この第3電極としては、上記第2電極の形成位置を中心
とするリング状の第2導電型の電極を使用することがで
きる。As this third electrode, a ring-shaped electrode of the second conductivity type centered at the formation position of the second electrode can be used.
この発明は、以上のように構成されているので、第2電
極の周囲に設けられた第3電極の作用により、フォトダ
イオードにおける容量を低減することができる。また、
受光面における第2電極の面積比率は極めて低いので、
実質的に受光面積が減少することがない。Since the present invention is configured as described above, the capacitance in the photodiode can be reduced by the action of the third electrode provided around the second electrode. Also,
Since the area ratio of the second electrode on the light receiving surface is extremely low,
There is virtually no reduction in the light receiving area.
以下、この発明に係るフォトダイオードの一実施例を添
付図面に基づき説明する。なお、説明において同一要素
には同一符号を用い、重複する説明は省略する。An embodiment of a photodiode according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
第1図は、この発明に係るフォトダイオードの一実施例
を示すものである。同図(a)は光の入射方向と直交す
る方向からみた断面図であり、同図(b)は光の入射方
向からみた平面図である。FIG. 1 shows an embodiment of a photodiode according to the present invention. FIG. 3(a) is a cross-sectional view seen from a direction perpendicular to the light incident direction, and FIG. 2(b) is a plan view seen from the light incident direction.
従来技術との差異は、従来技術におけるリング状の第2
導電型オーミツク電極3を受光面における面積比率が小
さくなるように構成し、その周囲にアース接続された第
2導電型の第3電極を例えばリング状に形成している点
である。The difference from the conventional technology is that the ring-shaped second
The conductive type ohmic electrode 3 is configured to have a small area ratio on the light receiving surface, and the third electrode of the second conductive type, which is connected to the ground, is formed in the shape of a ring, for example.
第1導電型(例えばn形)のInP等の基板1上には、
i形のI nGaAs等の光吸収層2が形成されている
。この光吸収層2上には第2導電型オーミツク電極(第
2電極)5が受光面Aに対して小さく形成されており(
例えば、受光径80μmに対して1μm程度)、この第
2導電型オーミツク電極5の周囲には第2導電型(もし
くは第1導電型)の第3電極6がリング状に形成されて
いる。また、基板1の下部にはAuZn等の第1導電型
オーミツク電極(第1電極)4が形成されている。第1
導電型オーミツク電極4と第3電極6はアースに接続さ
れており、第2導電型オーミツク電極5には所定の電圧
が印加されている。受光面Aに入射した光により発生す
るキャリアは、逆方向にバイアスされた電界により、第
2導電型オーミツク電極5と第3電極6、及び第2導電
型オーミツク電極5と第1導電型オーミツク電極4によ
って振り分けられる。この場合、容量は第2導電型オー
ミツク電極5と第3電極6及び第1導電型オーミツク電
極4との間で存在するが、第2導電型オーミツク電極5
を受光面Aにおける面積比率が小さくなるように構成し
ているので、受光感度をほぼ維持しながら容量を小さく
することができる。この場合、第1導電型オーミツク電
極4と第3電極6は同電位で構成されているので容量は
発生しない。On the substrate 1 such as InP of the first conductivity type (for example, n-type),
A light absorption layer 2 made of i-type InGaAs or the like is formed. On this light absorption layer 2, a second conductivity type ohmic electrode (second electrode) 5 is formed to be smaller than the light receiving surface A (
For example, a third electrode 6 of the second conductivity type (or the first conductivity type) is formed in a ring shape around the second conductivity type ohmic electrode 5 (about 1 μm for a light receiving diameter of 80 μm). Further, a first conductivity type ohmic electrode (first electrode) 4 made of AuZn or the like is formed at the bottom of the substrate 1. 1st
The conductive type ohmic electrode 4 and the third electrode 6 are connected to ground, and the second conductive type ohmic electrode 5 is applied with a predetermined voltage. Carriers generated by the light incident on the light-receiving surface A are moved between the second conductivity type ohmic electrode 5 and the third conductivity type ohmic electrode 6, and between the second conductivity type ohmic electrode 5 and the first conductivity type ohmic electrode due to an electric field biased in the opposite direction. Sorted by 4. In this case, capacitance exists between the second conductivity type ohmic electrode 5, the third electrode 6, and the first conductivity type ohmic electrode 4;
Since the area ratio on the light-receiving surface A is reduced, the capacitance can be reduced while substantially maintaining the light-receiving sensitivity. In this case, since the first conductivity type ohmic electrode 4 and the third electrode 6 are configured at the same potential, no capacitance is generated.
なお、第3電極の大きさ、形状、数、位置等は上記実施
例のものに限定されるものではない。重要なことは、裏
面に形成された第1電極と同電位で構成された第3電極
で受光面を形成し、その内部に第2電極を小さく形成し
ている点である。Note that the size, shape, number, position, etc. of the third electrode are not limited to those in the above embodiment. What is important is that the light-receiving surface is formed by a third electrode having the same potential as the first electrode formed on the back surface, and a small second electrode is formed inside the light-receiving surface.
さらに、第2導電型オーミツク電極5を例えばp形に構
成し、光吸収層2をi型に構成する場合、上記第2導電
型オーミツク電極5と光吸収層2との間にp形のGa
InAsからなる結晶成長層を形成してもよい。この場
合、電極はp形結晶成長層上に形成されることから、接
触抵抗を低くすることができる。Further, when the second conductivity type ohmic electrode 5 is configured to be p-type and the light absorption layer 2 is configured to be i-type, p-type Ga is provided between the second conductivity type ohmic electrode 5 and the light absorption layer 2.
A crystal growth layer made of InAs may be formed. In this case, since the electrode is formed on the p-type crystal growth layer, contact resistance can be reduced.
第2図は、この発明に係るフォトダイオードの変形例を
示す平面図(光の入射方向からみた図)である。同図(
a)は、リング状に形成した第3電極6の内部に、中心
(第2電極5)に向かって伸びた腕6 a s 6 b
、・・・ 61を設けたものである。この腕6as6
bs・・・ 61は、できるだけ細く構成されているの
で受光感度は低下しない。FIG. 2 is a plan view (viewed from the light incident direction) showing a modification of the photodiode according to the present invention. Same figure (
a) shows arms 6 a s 6 b extending toward the center (second electrode 5) inside the third electrode 6 formed in a ring shape.
,... 61 are provided. This arm 6as6
bs... 61 is configured to be as thin as possible, so that the light receiving sensitivity does not decrease.
同図(b)は、第3電極6を矩形状に形成し、その中心
部に第2電極5を形成したものである。同図(C)は、
第3電極6を櫛歯状に形成し、第2電極5を挾んで両側
に配置したものである。なお、受光面Aに延びた歯の部
分は細く形成されており、受光感度の低下を防止してい
る。同図(d)は、2本の第2’21!極5a、5bを
並置し、これらの間に第3電極68% 6 b % 6
cを配置している。なお、第3電極6bの中央部分は
細く形成されており、受光感度が低下しないようになっ
ている。同図(e)は、第2電極5を細長く形成し、こ
の第2電極5を囲むように、その両側にコ字形の第3電
極6a、6bを配置したものである。同図(f)は、第
1図に示されるフォトダイオードの第2電極5を偏心さ
せたものである。このフォトダイオードによれば、光の
強度が最も高い中心部を受光面として利用できるので、
入射光の有効利用が図れる。In the same figure (b), the third electrode 6 is formed in a rectangular shape, and the second electrode 5 is formed in the center thereof. The same figure (C) is
The third electrode 6 is formed into a comb-teeth shape and placed on both sides of the second electrode 5. Note that the tooth portion extending to the light-receiving surface A is formed thin to prevent a decrease in light-receiving sensitivity. The figure (d) shows two 2nd '21! The poles 5a and 5b are juxtaposed, and the third electrode 68% 6 b % 6 is placed between them.
c is placed. Note that the central portion of the third electrode 6b is formed to be thin so that the light receiving sensitivity does not decrease. In FIG. 5E, the second electrode 5 is formed into an elongated shape, and U-shaped third electrodes 6a and 6b are arranged on both sides of the second electrode 5 so as to surround it. In FIG. 1F, the second electrode 5 of the photodiode shown in FIG. 1 is eccentric. According to this photodiode, the center area where the light intensity is highest can be used as the light receiving surface.
Effective use of incident light can be achieved.
なお、上記実施例における第2電極と第3電極間の距離
は、第1電極と第2電極間の距離と比較して大きくなる
ように構成されている。その為、第2電極と第3電極間
の容量は第1電極と第2電極間の容量よりかなり小さく
なり無視することができる。Note that the distance between the second electrode and the third electrode in the above embodiment is configured to be larger than the distance between the first electrode and the second electrode. Therefore, the capacitance between the second and third electrodes is much smaller than the capacitance between the first and second electrodes and can be ignored.
次に、従来技術と本発明を比較した実験結果を示す。こ
の実験は、従来技術に係るフォトダイオードと本発明に
係るフォトダイオード(第1図参照)の容量及び感度を
比較したものである。それぞれの受光径は80μmであ
り、本発明に係るフォトダイオードの第2電極5の外径
は1μmであった。従来技術に係るフォトダイオードの
容量は2pFであったが、本発明に係るフォトダイオー
ドの容量は0.05pFであり、著しく容量を低減する
ことができた。この場合、従来技術に係るフォトダイオ
ードの感度は0.75A/W、本発明に係るフォトダイ
オードの感度は0.7A/Wであり、感度の低下はわず
かであった。Next, experimental results comparing the prior art and the present invention will be shown. This experiment compared the capacitance and sensitivity of a photodiode according to the prior art and a photodiode according to the present invention (see FIG. 1). The light receiving diameter of each was 80 μm, and the outer diameter of the second electrode 5 of the photodiode according to the present invention was 1 μm. The capacitance of the photodiode according to the prior art was 2 pF, but the capacitance of the photodiode according to the present invention was 0.05 pF, which made it possible to significantly reduce the capacitance. In this case, the sensitivity of the photodiode according to the prior art was 0.75 A/W, and the sensitivity of the photodiode according to the present invention was 0.7 A/W, and the decrease in sensitivity was slight.
この発明は、以上説明したように構成されているので、
感度をほとんど低下させることなく容量を低くすること
ができる。従って、感度及び高速性の良いフォトダイオ
ードを得ることができる。Since this invention is configured as explained above,
Capacity can be lowered without substantially reducing sensitivity. Therefore, a photodiode with good sensitivity and high speed can be obtained.
第1図は、この発明に係るフォトダイオードの一実施例
を示す図、第2図は、この発明に係るフォトダイオード
の変形例を示す平面図、第3図は、従来技術に係るフォ
トダイオードを示す図である。
1・・・基板
2・・・光吸収層
3.5・・・第2導電型オーミツク電極4・・・第1導
電型オーミツク電極
6・・・第3電極
特許出願人 住友電気工業株式会社
代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
山 1) 行フォトダイオード
第1図
゛−−−−)−m−′
変形例
第2図(2)
変
形
例
第
図
従来技術
第3図FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the photodiode according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a modified example of the photodiode according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a photodiode according to the prior art. FIG. 1...Substrate 2...Light absorption layer 3.5...2nd conductivity type ohmic electrode 4...1st conductivity type ohmic electrode 6...3rd electrode Patent applicant Agent of Sumitomo Electric Industries, Ltd. Patent Attorney Haseyo Yoshikima
Mountain 1) Row photodiode Fig. 1゛----)-m-' Modified example Fig. 2 (2) Modified example Fig. Prior art Fig. 3
Claims (1)
(上面)に形成された第2導電型の第2電極を備えるフ
ォトダイオードにおいて、前記第1電極と同電位で構成
された第2導電型の第3電極を、前記第2電極の周りに
形成することを特徴とするフォトダイオード。 2、前記第3電極が、前記第2電極と前記第3電極間の
距離を前記第1電極と前記第2電極間の距離より極めて
大きくなるように配置されていることを特徴とする請求
項1記載のフォトダイオード。 3、前記第3電極が、前記第2電極を中心とするリング
状に形成されている請求項1記載のフォトダイオード。[Claims] 1. A photodiode comprising a first electrode of a first conductivity type formed on a back surface and a second electrode of a second conductivity type formed on a light receiving surface (top surface), wherein the first electrode A photodiode characterized in that a third electrode of a second conductivity type having the same potential as the second electrode is formed around the second electrode. 2. The third electrode is arranged so that the distance between the second electrode and the third electrode is significantly larger than the distance between the first electrode and the second electrode. 1. The photodiode described in 1. 3. The photodiode according to claim 1, wherein the third electrode is formed in a ring shape with the second electrode at the center.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176352A JPH0226082A (en) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176352A JPH0226082A (en) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Photodiode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226082A true JPH0226082A (en) | 1990-01-29 |
Family
ID=16012104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176352A Pending JPH0226082A (en) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Photodiode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0226082A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003318435A (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Taiyo Yuden Co Ltd | Pn-junction photodiode |
| JP2005044967A (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Hitachi Cable Ltd | Electric circuit element with optical element |
| JP2010177286A (en) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Nec Corp | Semiconductor light receiving element and process of fabricating the same |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63176352A patent/JPH0226082A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003318435A (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Taiyo Yuden Co Ltd | Pn-junction photodiode |
| JP2005044967A (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Hitachi Cable Ltd | Electric circuit element with optical element |
| JP2010177286A (en) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Nec Corp | Semiconductor light receiving element and process of fabricating the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4367368A (en) | Solar cell | |
| JPH04111479A (en) | Light-receiving element | |
| US7692258B2 (en) | Photosensitive device | |
| JPH0226082A (en) | Photodiode | |
| RU2008100029A (en) | DETECTOR DEVICES AND MATRIXES WITH HIGH SENSITIVITY AND HIGH RESOLUTION ABILITY | |
| JPS6244431B2 (en) | ||
| JPS6285477A (en) | Optical semiconductor device | |
| JPS61170079A (en) | Semiconductor light-receiving element | |
| JPS6358382B2 (en) | ||
| US4717946A (en) | Thin line junction photodiode | |
| JPS6222473B2 (en) | ||
| KR20220033035A (en) | Systems, methods, and devices for reducing optical and electrical crosstalk in photodiodes | |
| JPH0542837B2 (en) | ||
| JPS61185977A (en) | Photodetector | |
| JP2847561B2 (en) | Semiconductor light receiving element | |
| JPS6233482A (en) | Avalanche photodiode | |
| JPH0494579A (en) | Semiconductor photodetector | |
| RU195799U1 (en) | SEMICONDUCTOR INFRARED RADIATION RECEIVER | |
| JP3286034B2 (en) | Semiconductor light receiving element | |
| JPH042177A (en) | Lateral photodetector | |
| JPS60189975A (en) | Solid-state light receiving element | |
| CN120958980A (en) | Semiconductor optical position detector and semiconductor optical position detector array | |
| WO2024145472A1 (en) | Canal dynamic photodiodes | |
| JPS61276274A (en) | Schottky photodiode | |
| JPS59119772A (en) | Semiconductor photo detector |