JPH03231477A - アバランシェフォトダイオード - Google Patents
アバランシェフォトダイオードInfo
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- JPH03231477A JPH03231477A JP2028043A JP2804390A JPH03231477A JP H03231477 A JPH03231477 A JP H03231477A JP 2028043 A JP2028043 A JP 2028043A JP 2804390 A JP2804390 A JP 2804390A JP H03231477 A JPH03231477 A JP H03231477A
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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〕
アバランシェフォトダイオードに関し、周波数応答特性
を向上することを目的とし、異なる材料により形成した
光吸収層及び増倍層と、前記光吸収層及び前記増倍層と
の間に設けられ前記光吸収層から前記増倍層に近づくに
つれて、前記増倍層に対する価電子帯の不連続の値を０
．１ｅＶ以下とするステップで小さくなる緩和層とを含
み構成する。
を向上することを目的とし、異なる材料により形成した
光吸収層及び増倍層と、前記光吸収層及び前記増倍層と
の間に設けられ前記光吸収層から前記増倍層に近づくに
つれて、前記増倍層に対する価電子帯の不連続の値を０
．１ｅＶ以下とするステップで小さくなる緩和層とを含
み構成する。
本発明は、アバランシェフォトダイオードに関する。
化合物半導体によりアバランシェフォトダイオードを形
成する場合に、例えばＴｎＧａＡｓによって光吸収層及
び増倍層を形成すると、ＩｎＧａＡｓはバンドギャップ
が狭いために、ＩｎＧａＡｓホモ接合においてはトンネ
ル電流が大きくなり、アバランシェ増倍を起こさせるこ
とが難しいといった問題がある。
成する場合に、例えばＴｎＧａＡｓによって光吸収層及
び増倍層を形成すると、ＩｎＧａＡｓはバンドギャップ
が狭いために、ＩｎＧａＡｓホモ接合においてはトンネ
ル電流が大きくなり、アバランシェ増倍を起こさせるこ
とが難しいといった問題がある。
このため、第５図に示すように、基板３０上の光吸収層
３１をＩｎＧａＡｓにより形成するとともに、増倍層３
３及び電界降下層３２をＩｎＰにより形成し、光吸収層
３０と増倍層３３とを異なった材料で構成するＳ Ａ
Ｍ （Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａ
ｎｄ Ｍｕｌ ｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ）構造を採用し
たものが提案されている。
３１をＩｎＧａＡｓにより形成するとともに、増倍層３
３及び電界降下層３２をＩｎＰにより形成し、光吸収層
３０と増倍層３３とを異なった材料で構成するＳ Ａ
Ｍ （Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａ
ｎｄ Ｍｕｌ ｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ）構造を採用し
たものが提案されている。
なお、図中符号３４は、倍増層３３上に設けたＰ゛型型
数散層３５は、拡散層３４の周縁に設けたガードリング
層、３６は、拡散層３４の上に形成した反射防止膜、３
７は、拡散層３４の周縁に接続されたＰ電極、３８は、
基板３ｏの下面に接続されたＮ電極である。
数散層３５は、拡散層３４の周縁に設けたガードリング
層、３６は、拡散層３４の上に形成した反射防止膜、３
７は、拡散層３４の周縁に接続されたＰ電極、３８は、
基板３ｏの下面に接続されたＮ電極である。
しかし、このような構造によれば第６図に示すように、
ＩｎＰとＩｎＧａＡｓのへテロ界面における価電子帯の
不連続ギャップが大きいために、光吸収層３１で発生し
た正孔かへテロ界面で一時的に捕獲されることになり、
周波数応答特性が悪く （２〜３Ｇ）ｌｚ）なるといっ
た問題がある。
ＩｎＰとＩｎＧａＡｓのへテロ界面における価電子帯の
不連続ギャップが大きいために、光吸収層３１で発生し
た正孔かへテロ界面で一時的に捕獲されることになり、
周波数応答特性が悪く （２〜３Ｇ）ｌｚ）なるといっ
た問題がある。
この問題を解決するために、ＩｎＰＩｉｉとＩｎＧａＡ
ｓ層との間にＩｎＰの組成に順次近づく様に数層に渡っ
て段階的に組成を変えたＩｎＧａＡｓＰ層を挿入するこ
と、あるいは、ＩｎＰからＩｎＧａＡｓＰへ組成がなめ
らかに変化する。Ｉｎｘ Ｇａ＋−＋＋ Ａｓｙ Ｐ＋
−ｙを挿入することが提案されている。
ｓ層との間にＩｎＰの組成に順次近づく様に数層に渡っ
て段階的に組成を変えたＩｎＧａＡｓＰ層を挿入するこ
と、あるいは、ＩｎＰからＩｎＧａＡｓＰへ組成がなめ
らかに変化する。Ｉｎｘ Ｇａ＋−＋＋ Ａｓｙ Ｐ＋
−ｙを挿入することが提案されている。
しかしながら、前者の場合において挿入されるＩｎＧａ
ＡｓＰ層の組成変化段数が少ないと、やはり、価電子帯
の不連続ギャップが大きく、前述の場合と同じ理由によ
り、周波数応答性の向上は期待できず、また段数が多い
場合、周波数応答特性は向上するが、反面、成長工数が
多く必要であり、コスト面で問題がある。
ＡｓＰ層の組成変化段数が少ないと、やはり、価電子帯
の不連続ギャップが大きく、前述の場合と同じ理由によ
り、周波数応答性の向上は期待できず、また段数が多い
場合、周波数応答特性は向上するが、反面、成長工数が
多く必要であり、コスト面で問題がある。
また、後者の場合、周波数応答性の向上には大きく寄与
するが、その組成制御は非常に困難で、実際的には不可
能であり、また可能であるとしても、その困難さからコ
ストの上昇は避けられない。
するが、その組成制御は非常に困難で、実際的には不可
能であり、また可能であるとしても、その困難さからコ
ストの上昇は避けられない。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、ＩｎＰとＩｎＧａＡｓの間に、実現可能であり、且つ
実用上効果のあるＩｎＧａＡｓＰからなる緩和層を挿入
し、周波数応答性のよいアバランシェフォトダイオード
を提供することを目的とする。
、ＩｎＰとＩｎＧａＡｓの間に、実現可能であり、且つ
実用上効果のあるＩｎＧａＡｓＰからなる緩和層を挿入
し、周波数応答性のよいアバランシェフォトダイオード
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記した課題は、第１図において、異なる材料により形
成した光吸収層１及び増倍層５と、前記光吸収層１及び
前記増倍層５との間に設けられ、前記光吸収層１から前
記増倍層５に近づくにつれて前記増倍層５に対する価電
子帯の不連続の値を０．１ｅＶ以下とするステップで差
が小さくなる緩和層３とを備えたことを特徴とするアバ
ランシェフォトダイオード、 または、前記緩和層３中の価電子帯の不連続の値は、下
限が０．０２５ｅＶであることを特徴とするアバランシ
ェフォトダイオードにより解決する。
成した光吸収層１及び増倍層５と、前記光吸収層１及び
前記増倍層５との間に設けられ、前記光吸収層１から前
記増倍層５に近づくにつれて前記増倍層５に対する価電
子帯の不連続の値を０．１ｅＶ以下とするステップで差
が小さくなる緩和層３とを備えたことを特徴とするアバ
ランシェフォトダイオード、 または、前記緩和層３中の価電子帯の不連続の値は、下
限が０．０２５ｅＶであることを特徴とするアバランシ
ェフォトダイオードにより解決する。
第３図は、ＩｎＰとＩｎＧａＡｓの間になにも入れない
場合（１）、バンドギャップが０．９３２ｅＶのＩｎＧ
ａＡｓＰを１層挿入した場合（２）ｓバンドギャップが
１．０９７ｅＶ 、 ０．９３２ｅＶ 、０．８５５ｅ
Ｖのｌ１ＧａＡｓＰを順に挿入した場合（３）のへテロ
パイルアンプによる３ｄＢ力ツトオフ周波数（遮断周波
数）の測定値を縦軸に、ヘテロ電界債を横軸にプロット
したものである。 ＩｎＧａＡｓＰ層の層数を増加する
に従って、カットオフ周波数が増加することが分かる。
場合（１）、バンドギャップが０．９３２ｅＶのＩｎＧ
ａＡｓＰを１層挿入した場合（２）ｓバンドギャップが
１．０９７ｅＶ 、 ０．９３２ｅＶ 、０．８５５ｅ
Ｖのｌ１ＧａＡｓＰを順に挿入した場合（３）のへテロ
パイルアンプによる３ｄＢ力ツトオフ周波数（遮断周波
数）の測定値を縦軸に、ヘテロ電界債を横軸にプロット
したものである。 ＩｎＧａＡｓＰ層の層数を増加する
に従って、カットオフ周波数が増加することが分かる。
ＳＡＭ構造のＡＰＤは、ＩｎＧａＡｓ層（光吸収層）で
の増倍を抑えるため、そこにかかるヘテロ電界を５Ｘ１
０’Ｖ八麟以下にする必要がある。第４図は、第３図か
ら、上記へテロ電界値が５Ｘ１０’Ｖ／ｃｍでのカット
オフ周波数を縦軸に、価電子帯の不連続値を横軸にプロ
ットしたものである（不連続値が一定でなく、複数存在
する場合は、その内で最大のものをとった）。
の増倍を抑えるため、そこにかかるヘテロ電界を５Ｘ１
０’Ｖ八麟以下にする必要がある。第４図は、第３図か
ら、上記へテロ電界値が５Ｘ１０’Ｖ／ｃｍでのカット
オフ周波数を縦軸に、価電子帯の不連続値を横軸にプロ
ットしたものである（不連続値が一定でなく、複数存在
する場合は、その内で最大のものをとった）。
ＡＰＤは、ｌ０Ｃ）Ｉｚで動作すれば充分であるが、そ
れを補償するためには、パイルアンプによるカットオフ
周波数は、２０（Ｊｚ以上が必要となる。
れを補償するためには、パイルアンプによるカットオフ
周波数は、２０（Ｊｚ以上が必要となる。
第４図によれば、価電子帯の不連続値を０．１ｅＶ以下
にすれば、カットオフ周波数が２０ＧＨｚ以上となり、
実用上十分な特性が得られる。
にすれば、カットオフ周波数が２０ＧＨｚ以上となり、
実用上十分な特性が得られる。
本発明は、上記結果に基づいて、緩和層の価電子帯の不
連続値をＯ，ｌｅＶ以下にすることで、実用上十分なＡ
ＰＤを得るものである。
連続値をＯ，ｌｅＶ以下にすることで、実用上十分なＡ
ＰＤを得るものである。
また、正孔自体が持っている熱エネルギーは２５ ｍｅ
Ｖ（０，０２５ｅＶ）程度であり、緩和層の価電子帯０
）不連続値がこれより小さければ、正孔は、この壁を容
易に越えることが出来る。つまり、緩和層の価電子帯の
不連続値が２５ｍｅν以下であれば、緩和層の効果は、
さほど変わらないのである。
Ｖ（０，０２５ｅＶ）程度であり、緩和層の価電子帯０
）不連続値がこれより小さければ、正孔は、この壁を容
易に越えることが出来る。つまり、緩和層の価電子帯の
不連続値が２５ｍｅν以下であれば、緩和層の効果は、
さほど変わらないのである。
本発明は、この点に基づいて、緩和層の価電子帯の不達
ｖｔ（ｉｉを０．０２５ｅＶ以上とすることで、緩和層
の暦数の増加を抑えるものである。
ｖｔ（ｉｉを０．０２５ｅＶ以上とすることで、緩和層
の暦数の増加を抑えるものである。
〔作 用］
本発明によれば、光吸収層１と増倍層５との間に緩和層
３を設けるとともに、光吸収層ｌから増倍層５に近づく
につれて、増倍層３に対する緩和層５のエネルギーバン
ドギャップ差が小さくなるようにしたので、光吸収層１
と増倍層５との間のへテロ界面におけるヘテロパイルア
ンプを緩和することができ、アバランシェフォトダイー
ドの周波数応答特性を向上することが可能になる。
３を設けるとともに、光吸収層ｌから増倍層５に近づく
につれて、増倍層３に対する緩和層５のエネルギーバン
ドギャップ差が小さくなるようにしたので、光吸収層１
と増倍層５との間のへテロ界面におけるヘテロパイルア
ンプを緩和することができ、アバランシェフォトダイー
ドの周波数応答特性を向上することが可能になる。
また、緩和層３を複数の半導体層３ａ〜３ｄにより構成
するとともに、増倍Ｎ３に対するエネルギーバンドギャ
ップの差が、光吸収層１から増倍層５に近づくにつれて
小さくなるように各半導体層３ａ〜３ｄを形成し、さら
に、隣接する層に対する各半導体層３ａ〜３ｄの価電子
帯のバンド不連続値の大きさを、０．１ｅＶより小さく
する。
するとともに、増倍Ｎ３に対するエネルギーバンドギャ
ップの差が、光吸収層１から増倍層５に近づくにつれて
小さくなるように各半導体層３ａ〜３ｄを形成し、さら
に、隣接する層に対する各半導体層３ａ〜３ｄの価電子
帯のバンド不連続値の大きさを、０．１ｅＶより小さく
する。
このため、光吸収理工において発生したキャリアは、各
半導体層３ａ〜３ｄを高速で走行して倍増層５に達する
ことになるために、アバランシェフォトダイードの周波
数応答特性をさらに向上することができる。
半導体層３ａ〜３ｄを高速で走行して倍増層５に達する
ことになるために、アバランシェフォトダイードの周波
数応答特性をさらに向上することができる。
また、価電子帯のバンド不連続値を０．０２５ｅＶ以上
とすることで、最も少ない層数をもって、緩和層を効果
的に構成することが可能になる。
とすることで、最も少ない層数をもって、緩和層を効果
的に構成することが可能になる。
［実施例］
そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す装置の構成図であっ
て、図中符号１は、ｎ゛型１ｎＰ基板に積層されたｎ−
型１ｎＧａＡｓよりなる光吸収層で、二の上には、後述
する緩和層３と、ｎ゛型１ｎＰよりなる電界降下層４と
、ｎ−型１ｎＰよりなる増倍層５とが順に設けられ、ま
た、増倍層５の上層部にはＰＣｄをアンプル拡散して形
成したＰ゛型の拡散層６が形成され、さらに、拡散層６
の周縁にはベリリウムを拡散したガードリング層７が設
けられており、例えば第２図に示すように光吸収Ｎ１の
エネルギーギャップが０．７５ｅＶ、電界降下層４のエ
ネルギーギャップが１．３５ｅＶとなるように構成され
ている。
て、図中符号１は、ｎ゛型１ｎＰ基板に積層されたｎ−
型１ｎＧａＡｓよりなる光吸収層で、二の上には、後述
する緩和層３と、ｎ゛型１ｎＰよりなる電界降下層４と
、ｎ−型１ｎＰよりなる増倍層５とが順に設けられ、ま
た、増倍層５の上層部にはＰＣｄをアンプル拡散して形
成したＰ゛型の拡散層６が形成され、さらに、拡散層６
の周縁にはベリリウムを拡散したガードリング層７が設
けられており、例えば第２図に示すように光吸収Ｎ１の
エネルギーギャップが０．７５ｅＶ、電界降下層４のエ
ネルギーギャップが１．３５ｅＶとなるように構成され
ている。
各層の膜厚を例示すると、光吸収Ｎ１は１．５ｐｍ、緩
和層３は０．２μｍ、、電界降下Ｎ４は５００人、増倍
層５は１．５ μｍ、拡散層６は１，０μｍである。
和層３は０．２μｍ、、電界降下Ｎ４は５００人、増倍
層５は１．５ μｍ、拡散層６は１，０μｍである。
上記した緩和層３は、Ｉｎｘ Ｇａ＋−ｘ Ａｓ、 Ｐ
ｌ−ＩＴ （Ｘ、ｙは正数）のｘ、ｙの数を変化させて
エネルギーバンドギャプを調整したＩｎＧａＡｓＰより
なる半導体層３８〜３ｄにより形成されたもので、光吸
収層１と電界−下層４とのへテロ界面におけるバレンス
パントを緩やかにして、光吸収層ｌで発生した正孔を電
界降下層４に高速で移動させるように構成されている。
ｌ−ＩＴ （Ｘ、ｙは正数）のｘ、ｙの数を変化させて
エネルギーバンドギャプを調整したＩｎＧａＡｓＰより
なる半導体層３８〜３ｄにより形成されたもので、光吸
収層１と電界−下層４とのへテロ界面におけるバレンス
パントを緩やかにして、光吸収層ｌで発生した正孔を電
界降下層４に高速で移動させるように構成されている。
例えば、光吸収Ｎ１のエネルギーバンドギャップが０．
７５０ｅＶであって、電界降下層４のバンドギャップが
１．３５０ｅＶの場合に、この緩衝層３を４層構造にし
、エネルギーバンドギャップを０．８５５ｅνにした第
１層目のＩｎＧａＡｓＰ層３ａを光吸収層１の上に５０
０人形成し、この上に、０．９３２ｅＶ、１．９９７ｅ
Ｖ 、１．２４０ｅＶのエネルギーバンド７”ヲ有する
第２〜４層目のＩｎＧａＡｓＰ Ｆｉ ３ ｂ 〜３
ｄを順に５００人の厚さに形成する。
７５０ｅＶであって、電界降下層４のバンドギャップが
１．３５０ｅＶの場合に、この緩衝層３を４層構造にし
、エネルギーバンドギャップを０．８５５ｅνにした第
１層目のＩｎＧａＡｓＰ層３ａを光吸収層１の上に５０
０人形成し、この上に、０．９３２ｅＶ、１．９９７ｅ
Ｖ 、１．２４０ｅＶのエネルギーバンド７”ヲ有する
第２〜４層目のＩｎＧａＡｓＰ Ｆｉ ３ ｂ 〜３
ｄを順に５００人の厚さに形成する。
なお、図中符号８は、拡散層６の上面中央に積層された
反射防止膜、９は、反射防止膜８の周縁に形成されて拡
散層６に接続されるＰ電極、１０は、ガードリング層７
周囲のｎ−型ＴｎＰ層を覆うパッシベーション膜、１１
は、ｎ ” ＪｆｉｌｎＰ 基板２の下面に形成したＮ
電極を示している。
反射防止膜、９は、反射防止膜８の周縁に形成されて拡
散層６に接続されるＰ電極、１０は、ガードリング層７
周囲のｎ−型ＴｎＰ層を覆うパッシベーション膜、１１
は、ｎ ” ＪｆｉｌｎＰ 基板２の下面に形成したＮ
電極を示している。
次に、上記した実施例装置の動作について説明する。
上記した実施例において、Ｐ電極９とＮ電極１１に逆バ
イアス電圧を印加し、さらに波長１．５μｍの光を反射
防止膜８を通して光吸収層ｌに照射すると、光吸収層１
においては価電子帯から伝導帯に電子が励起され、多数
の正孔及び電子が生成されることになり、その正孔は電
界降下層４を通って増倍層５に達する。
イアス電圧を印加し、さらに波長１．５μｍの光を反射
防止膜８を通して光吸収層ｌに照射すると、光吸収層１
においては価電子帯から伝導帯に電子が励起され、多数
の正孔及び電子が生成されることになり、その正孔は電
界降下層４を通って増倍層５に達する。
この場合、光吸収層１と電界降下層４とのエネルギーハ
ンドギャップの差は第２図に示すように０．６ｅνとな
り、そのうち、下側の価電子帯におけるギャップと上側
の伝導帯におけるギヤツブの割合は１９対１１となる。
ンドギャップの差は第２図に示すように０．６ｅνとな
り、そのうち、下側の価電子帯におけるギャップと上側
の伝導帯におけるギヤツブの割合は１９対１１となる。
このため、価電子帯のギャップ差は０．３８ｅν、伝導
帯のギャップ差は０．２２ｅＶとなるが、本実施例では
光吸収層１と電界降下層４との間に緩和層３が設けられ
、この緩和層３を構成する４層の１ｎＧａＡｓＰ ３
ａ〜３ｄによってエネルギーバンドがステップ状に最大
で０．１ ｅＶ持ち上げられているために、光吸収層ｌ
から電界降下層４に到るバンドギャップの不連続性が緩
和されることになり、光吸収層１において発生した正札
が電界降下層４に移動し易くなり、高速化が図れること
になる。
帯のギャップ差は０．２２ｅＶとなるが、本実施例では
光吸収層１と電界降下層４との間に緩和層３が設けられ
、この緩和層３を構成する４層の１ｎＧａＡｓＰ ３
ａ〜３ｄによってエネルギーバンドがステップ状に最大
で０．１ ｅＶ持ち上げられているために、光吸収層ｌ
から電界降下層４に到るバンドギャップの不連続性が緩
和されることになり、光吸収層１において発生した正札
が電界降下層４に移動し易くなり、高速化が図れること
になる。
また、Ｎ°型の電界降下層４とＰ゛型の拡散層６との間
には高電界がかかるため、光吸収層１で発生した正孔は
電界降下層４を通して増倍層５に達し、さらに、増倍層
５においてアバランシェ増倍される。このため、多数の
正札が拡散層６に到達して、光電流が流れることになる
。
には高電界がかかるため、光吸収層１で発生した正孔は
電界降下層４を通して増倍層５に達し、さらに、増倍層
５においてアバランシェ増倍される。このため、多数の
正札が拡散層６に到達して、光電流が流れることになる
。
ところで、ＳＡＭ構造のＡＰＤは、ＩｎＧａＡｓ層より
なる光吸収層１での増倍を抑えるため、そこにかかるヘ
テロ電界を５ Ｘ １０’ Ｖ／ａｍ以下にする必要が
あり、電界降下層４と光吸収層Ｉとの間の電界を５Ｘ］
Ｏ’ Ｖ／ｃｍ以下にすると、隣接する層に対する各
半導体層３ａ〜３ｄの価電子対の不連続値が、隣接する
層に比べて０． ｌ ｅＶ以下となるために、第４図に
示されるようにヘテロパイルアップで決まるカットオフ
周波数は４０ＧＨｚ以上になる。正孔は不連続差を感し
ない状態で電界降下層４に走行することが可能になり、
カットオフ１０ＧＨｚの動作が可能になる。
なる光吸収層１での増倍を抑えるため、そこにかかるヘ
テロ電界を５ Ｘ １０’ Ｖ／ａｍ以下にする必要が
あり、電界降下層４と光吸収層Ｉとの間の電界を５Ｘ］
Ｏ’ Ｖ／ｃｍ以下にすると、隣接する層に対する各
半導体層３ａ〜３ｄの価電子対の不連続値が、隣接する
層に比べて０． ｌ ｅＶ以下となるために、第４図に
示されるようにヘテロパイルアップで決まるカットオフ
周波数は４０ＧＨｚ以上になる。正孔は不連続差を感し
ない状態で電界降下層４に走行することが可能になり、
カットオフ１０ＧＨｚの動作が可能になる。
第４図は、第３図から、上記へテロ電界値が５ＸＩＯ’
Ｖ／ｃｍでのカットオフ周波数を縦軸に、価電子帯の不
連続値を横軸にプロットしたものである（不連続値が一
定でなく、複数存在する場合は、その内で最大のものを
とった）。ＡＰＤは、１０ＧＨｚで動作すれば充分であ
るが、それを補償するためには、パイルアンプ 波数は、２０ＧＨｚ以上が必要となる。
Ｖ／ｃｍでのカットオフ周波数を縦軸に、価電子帯の不
連続値を横軸にプロットしたものである（不連続値が一
定でなく、複数存在する場合は、その内で最大のものを
とった）。ＡＰＤは、１０ＧＨｚで動作すれば充分であ
るが、それを補償するためには、パイルアンプ 波数は、２０ＧＨｚ以上が必要となる。
第４図によれば、価電子帯の不連続値を０．１ｅＶ以下
にすれば、カットオフ周波数が２０Ｇ）Ｉｚ以上となり
、実用上十分な特性が得られる。
にすれば、カットオフ周波数が２０Ｇ）Ｉｚ以上となり
、実用上十分な特性が得られる。
また、正孔自体が持っている熱エネルギーは２５ ｍｅ
Ｖ （０ 、 ０２５ｅν）程度であり、緩和層３の価
電子帯の不連続値がこれより小さければ、正孔は、この
壁を容易に越えることができる。
Ｖ （０ 、 ０２５ｅν）程度であり、緩和層３の価
電子帯の不連続値がこれより小さければ、正孔は、この
壁を容易に越えることができる。
なお、上記した実施例では光吸収層１から増倍層５に到
る層をＮ型となし、拡散層Ｐ型にしたが、これらの層を
反対の導電型層にすることもできる。
る層をＮ型となし、拡散層Ｐ型にしたが、これらの層を
反対の導電型層にすることもできる。
この場合、電界降下層は高電界層となる。
以上述べたように本発明によれば、光吸収層と増倍層と
の間に緩和層を設けるとともに、光吸収層から増倍層に
近づくにつれて、増倍層に対する緩和層のエネルギーバ
ンドギヤ・ンプ差が小さくなるようにしたので、光吸収
層と増倍層との間のへテロ界面におけるヘテロパイルア
ップを緩和することができ、アバランシェフォトダイー
ドの周波数応答特性を向上することが可能になる。
の間に緩和層を設けるとともに、光吸収層から増倍層に
近づくにつれて、増倍層に対する緩和層のエネルギーバ
ンドギヤ・ンプ差が小さくなるようにしたので、光吸収
層と増倍層との間のへテロ界面におけるヘテロパイルア
ップを緩和することができ、アバランシェフォトダイー
ドの周波数応答特性を向上することが可能になる。
また、緩和層を複数の半導体層により構成するとともに
、増倍層に対するエネルギーバンドギャップの差が、光
吸収層から増倍層に近づくにつれて小さくなるように各
半導体層を形成し、さらに、隣接する層に対する各半導
体層の価電子帯の不連続値の大きさを０， １ ｅＶよ
り小さくする。
、増倍層に対するエネルギーバンドギャップの差が、光
吸収層から増倍層に近づくにつれて小さくなるように各
半導体層を形成し、さらに、隣接する層に対する各半導
体層の価電子帯の不連続値の大きさを０， １ ｅＶよ
り小さくする。
このため、光吸収層において発生したキャリアは、各半
導体層を高速で走行して倍増層に達するために、アバラ
ンシェフォトダイードの周波数応答特性をさらに向上す
ることができる。
導体層を高速で走行して倍増層に達するために、アバラ
ンシェフォトダイードの周波数応答特性をさらに向上す
ることができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す装置の断面図、
第２図は、本発明の一実施例を示す装置のエネルギーバ
ンド図、 第３図は、ＩｎＰ ／ ＩｎＧａＡｓ界面の電界値と３
ｄＢ遮断周波数の関係を示す測定図、 第４図は、価電子帯の不連続の大きさとパイルアップに
よるカットオフを示す特性図、第５図は、従来装置の一
例を示す断面図、第６図は、従来装置のエネルギーバン
ド図である。 （符号の説明） ｌ・・・光吸収層、 ２・・・基板、 ３・・・緩和層、 ４・・・電界降下層、 ５・・・増倍層、 ６・・・拡散層、 ７・・・ガードリング層、 ８・・・反射防止膜、 ９・・・Ｐ電極、 １・・・Ｎ電極。 出 願 人 富士通株式会社
ンド図、 第３図は、ＩｎＰ ／ ＩｎＧａＡｓ界面の電界値と３
ｄＢ遮断周波数の関係を示す測定図、 第４図は、価電子帯の不連続の大きさとパイルアップに
よるカットオフを示す特性図、第５図は、従来装置の一
例を示す断面図、第６図は、従来装置のエネルギーバン
ド図である。 （符号の説明） ｌ・・・光吸収層、 ２・・・基板、 ３・・・緩和層、 ４・・・電界降下層、 ５・・・増倍層、 ６・・・拡散層、 ７・・・ガードリング層、 ８・・・反射防止膜、 ９・・・Ｐ電極、 １・・・Ｎ電極。 出 願 人 富士通株式会社
Claims (2)
- （１）異なる材料により形成した光吸収層及び増倍層と
、 前記光吸収層及び前記増倍層との間に設けられ前記光吸
収層から前記増倍層に近づくにつれて、前記増倍層に対
する価電子帯の不連続の値を０．１ｅＶ以下とするステ
ップで小さくなる緩和層とを備えたことを特徴とするア
バランシェフォトダイオード。 - （２）前記緩和層中の価電子帯の不連続の値は、下限が
０．０２５ｅＶであることを特徴とする請求項（１）記
載のアバランシェフォトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028043A JPH03231477A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | アバランシェフォトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028043A JPH03231477A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | アバランシェフォトダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03231477A true JPH03231477A (ja) | 1991-10-15 |
Family
ID=12237717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2028043A Pending JPH03231477A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | アバランシェフォトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03231477A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539221A (en) * | 1993-04-07 | 1996-07-23 | Nec Corporation | Staircase avalanche photodiode |
| KR100393461B1 (ko) * | 1994-11-01 | 2004-01-24 | 인테벡, 인코포레이티드 | 이종접합에너지경사구조 |
-
1990
- 1990-02-06 JP JP2028043A patent/JPH03231477A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539221A (en) * | 1993-04-07 | 1996-07-23 | Nec Corporation | Staircase avalanche photodiode |
| KR100393461B1 (ko) * | 1994-11-01 | 2004-01-24 | 인테벡, 인코포레이티드 | 이종접합에너지경사구조 |
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