JPH0582826A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH0582826A JPH0582826A JP3268955A JP26895591A JPH0582826A JP H0582826 A JPH0582826 A JP H0582826A JP 3268955 A JP3268955 A JP 3268955A JP 26895591 A JP26895591 A JP 26895591A JP H0582826 A JPH0582826 A JP H0582826A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 半導体基板上に形成された光吸収層の上に、
該光吸収層よりも禁制帯幅の大きな半導体層からなり表
面が保護膜で覆われてなるウィンド層が形成されている
とともに、該ウィンド層の一部には受光部が形成され、
この受光部の表面の一部には電極が接触されてなる受光
素子において、上記拡散領域の外側の上記ウィンド層上
方には半導体多層膜からなる光反射層を形成するように
した。 【効果】 光反射層が受光部としての拡散領域の外側の
ウィンド層４に光が入射するのを抑えて、空乏層から離
れた領域で電子−正孔対が発生するのを防止できるた
め、光電流波形の立下りが急峻となり高速応答が可能な
ＰＩＮフォトダイオードを得ることができる。
該光吸収層よりも禁制帯幅の大きな半導体層からなり表
面が保護膜で覆われてなるウィンド層が形成されている
とともに、該ウィンド層の一部には受光部が形成され、
この受光部の表面の一部には電極が接触されてなる受光
素子において、上記拡散領域の外側の上記ウィンド層上
方には半導体多層膜からなる光反射層を形成するように
した。 【効果】 光反射層が受光部としての拡散領域の外側の
ウィンド層４に光が入射するのを抑えて、空乏層から離
れた領域で電子−正孔対が発生するのを防止できるた
め、光電流波形の立下りが急峻となり高速応答が可能な
ＰＩＮフォトダイオードを得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体装置特にＩｎ
Ｐ単結晶のような化合物半導体基板を用いた受光素子に
関し、例えば光通信における信号受信用のＰＩＮフォト
ダイオードに利用して効果的な技術に関する。
Ｐ単結晶のような化合物半導体基板を用いた受光素子に
関し、例えば光通信における信号受信用のＰＩＮフォト
ダイオードに利用して効果的な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信における信号受信用のＰＩＮフォ
トダイオードとしては、例えば図４に示すようなものが
ある。すなわち、ＩｎＰ基板１の上にハイドライド気相
エピタキシャル成長法によってｎ型ＩｎＰバッファ層２
とｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３とｎ型ＩｎＰウィンド層
４を順に成長させる。そして、上記ＩｎＰウィンド層４
の一部には、Ｚｎのようなｐ型不純物を拡散させて、上
記ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３との界面に達するような
ｐ型拡散層からなる受光部６を形成する。さらに、ウィ
ンド層４の表面には窒化シリコン膜からなる保護膜７ａ
を、また受光部の表面には反射率が最小となるように膜
厚を制御した窒化シリコンからなる反射防止膜７ｂを、
プラズマＣＶＤ法によりそれぞれ形成する。そして、基
板の上面側には上記受光部６の一部（周辺）に接触する
オーミック電極８ａを、また基板１の裏面にはオーミッ
ク電極８ｂをそれぞれ形成するというものである。
トダイオードとしては、例えば図４に示すようなものが
ある。すなわち、ＩｎＰ基板１の上にハイドライド気相
エピタキシャル成長法によってｎ型ＩｎＰバッファ層２
とｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３とｎ型ＩｎＰウィンド層
４を順に成長させる。そして、上記ＩｎＰウィンド層４
の一部には、Ｚｎのようなｐ型不純物を拡散させて、上
記ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３との界面に達するような
ｐ型拡散層からなる受光部６を形成する。さらに、ウィ
ンド層４の表面には窒化シリコン膜からなる保護膜７ａ
を、また受光部の表面には反射率が最小となるように膜
厚を制御した窒化シリコンからなる反射防止膜７ｂを、
プラズマＣＶＤ法によりそれぞれ形成する。そして、基
板の上面側には上記受光部６の一部（周辺）に接触する
オーミック電極８ａを、また基板１の裏面にはオーミッ
ク電極８ｂをそれぞれ形成するというものである。
【０００３】なお、上記ウィンド層４は光吸収層３のＩ
ｎＧａＡｓよりも禁制帯幅の大きなＩｎＰで形成され
る。これによって、波長がλｇ１（ＩｎＰ）よりも大き
くλｇ２（ＩｎＧａＡｓ）よりも小さい光は表面のウィ
ンド層４で吸収されずに光吸収層３まで達して吸収され
る。ＩｎＰの禁制帯幅は波長で約０．９３μｍで、Ｉｎ
ＧａＡｓの禁制帯幅は波長で約１．６７μｍであり、図
４の素子の波長感度は、０．９３〜１．６μｍ帯にあ
る。
ｎＧａＡｓよりも禁制帯幅の大きなＩｎＰで形成され
る。これによって、波長がλｇ１（ＩｎＰ）よりも大き
くλｇ２（ＩｎＧａＡｓ）よりも小さい光は表面のウィ
ンド層４で吸収されずに光吸収層３まで達して吸収され
る。ＩｎＰの禁制帯幅は波長で約０．９３μｍで、Ｉｎ
ＧａＡｓの禁制帯幅は波長で約１．６７μｍであり、図
４の素子の波長感度は、０．９３〜１．６μｍ帯にあ
る。
【０００４】また、上記構造の受光素子にあっては、上
記電極８ａ，８ｂ間に逆方向電圧すなわち電極８ａに負
の電圧をまた電極８ｂに正の電圧を印加される。このよ
うな逆バイアス状態ではｐ型拡散層の境界の空乏層３ａ
は主としてＩｎＧａＡｓ光吸収層３内に広がる。この状
態で、受光部より入射した光は波長０．９３μｍのＩｎ
Ｐ層では吸収されず光吸収層３に到達して吸収され、電
子−正孔対が発生する。空乏層内で発生した電子−正孔
対は、空乏層内の電界により加速されて電極８ａ，８ｂ
に達し、光電流として外部回路で観測される。一方、空
乏層の外側の光吸収層３内で発生した電子−正孔対は、
拡散により空乏層に達して光電流に寄与する。
記電極８ａ，８ｂ間に逆方向電圧すなわち電極８ａに負
の電圧をまた電極８ｂに正の電圧を印加される。このよ
うな逆バイアス状態ではｐ型拡散層の境界の空乏層３ａ
は主としてＩｎＧａＡｓ光吸収層３内に広がる。この状
態で、受光部より入射した光は波長０．９３μｍのＩｎ
Ｐ層では吸収されず光吸収層３に到達して吸収され、電
子−正孔対が発生する。空乏層内で発生した電子−正孔
対は、空乏層内の電界により加速されて電極８ａ，８ｂ
に達し、光電流として外部回路で観測される。一方、空
乏層の外側の光吸収層３内で発生した電子−正孔対は、
拡散により空乏層に達して光電流に寄与する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造のＰＩＮフォトダイオードにあっては、ウィンド層４
表面の保護膜７ａはプラズマＣＶＤ法により形成された
窒化シリコンであるため、光に対して透明である。その
ため、入射光の一部が受光部６の外側のウィンド層４に
入射して、空乏層から離れた領域でも電子−正孔対が発
生する。ここで発生した正孔は拡散で空乏層に達して光
電流に寄与するが、拡散速度が遅いため光電流に寄与す
るまでの時間に遅れが生じる。その結果、図５に示すよ
うなパルス状の光信号が入射したときに図６に実線Ｂで
示すごとく光電流波形の立下りが遅れていわゆる裾引き
が生じ、高速の応答ができないという問題点があった。
造のＰＩＮフォトダイオードにあっては、ウィンド層４
表面の保護膜７ａはプラズマＣＶＤ法により形成された
窒化シリコンであるため、光に対して透明である。その
ため、入射光の一部が受光部６の外側のウィンド層４に
入射して、空乏層から離れた領域でも電子−正孔対が発
生する。ここで発生した正孔は拡散で空乏層に達して光
電流に寄与するが、拡散速度が遅いため光電流に寄与す
るまでの時間に遅れが生じる。その結果、図５に示すよ
うなパルス状の光信号が入射したときに図６に実線Ｂで
示すごとく光電流波形の立下りが遅れていわゆる裾引き
が生じ、高速の応答ができないという問題点があった。
【０００６】また、上記構造のＰＩＮフォトダイオード
にあっては、ｐ型拡散層からなる受光部６の表面に直接
電極８ａが形成されているため、電極の接触抵抗Ｒｓが
高く素子のシリーズ抵抗が大きくなって、ＣＲ時定数で
決まる素子の遮断周波数ｆｃ（＝１／２πＲｓＣ）が低
くなり、高速度の応答ができないという問題点があっ
た。
にあっては、ｐ型拡散層からなる受光部６の表面に直接
電極８ａが形成されているため、電極の接触抵抗Ｒｓが
高く素子のシリーズ抵抗が大きくなって、ＣＲ時定数で
決まる素子の遮断周波数ｆｃ（＝１／２πＲｓＣ）が低
くなり、高速度の応答ができないという問題点があっ
た。
【０００７】本発明は上記のような問題点に着目してな
されたもので、その目的とするところは、高速で高強度
変調された入射光に対して高速度で応答可能なＰＩＮフ
ォトダイオードを提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、高速で高強度
変調された入射光に対して高速度で応答可能なＰＩＮフ
ォトダイオードを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
上に形成された第１の導電型の半導体層からなる光吸収
層の上に、該光吸収層よりも禁制帯幅の大きな第１の導
電型の半導体層からなり表面が保護膜で覆われてなるウ
ィンド層が形成されているとともに、該ウィンド層の一
部には第２の導電型の拡散領域からなる受光部が形成さ
れ、この受光部の表面の一部には電極が接触されてなる
受光素子において、上記拡散領域の外側の上記ウィンド
層上方には半導体多層膜からなる光反射層を形成するよ
うにしたものである。また、上記受光素子の電極と拡散
領域表面との間には上記ウィンド層よりも禁制帯幅の小
さな第２の導電型の半導体からなるコンタクト層を形成
するようにする。
上に形成された第１の導電型の半導体層からなる光吸収
層の上に、該光吸収層よりも禁制帯幅の大きな第１の導
電型の半導体層からなり表面が保護膜で覆われてなるウ
ィンド層が形成されているとともに、該ウィンド層の一
部には第２の導電型の拡散領域からなる受光部が形成さ
れ、この受光部の表面の一部には電極が接触されてなる
受光素子において、上記拡散領域の外側の上記ウィンド
層上方には半導体多層膜からなる光反射層を形成するよ
うにしたものである。また、上記受光素子の電極と拡散
領域表面との間には上記ウィンド層よりも禁制帯幅の小
さな第２の導電型の半導体からなるコンタクト層を形成
するようにする。
【０００９】
【作用】上記した手段によれば、光反射層が受光部とし
ての拡散領域の外側のウィンド層４に光が入射するのを
抑えて、空乏層から離れた領域で電子−正孔対が発生す
るのを防止できるため、光電流波形の立下りが急峻とな
り高速応答が可能なＰＩＮフォトダイオードを得ること
ができる。また、上記受光素子の電極と拡散領域表面と
の間には上記ウィンド層よりも禁制帯幅の小さな第２の
導電型の半導体からなるコンタクト層を形成するように
したので、直接ウィンド層にオーミック電極を接触させ
ている従来の素子に比べて接触抵抗の小さな電極が形成
でき、ＣＲ時定数で決まる素子の遮断周波数を高め、さ
らに素子の応答性を向上させることができる。
ての拡散領域の外側のウィンド層４に光が入射するのを
抑えて、空乏層から離れた領域で電子−正孔対が発生す
るのを防止できるため、光電流波形の立下りが急峻とな
り高速応答が可能なＰＩＮフォトダイオードを得ること
ができる。また、上記受光素子の電極と拡散領域表面と
の間には上記ウィンド層よりも禁制帯幅の小さな第２の
導電型の半導体からなるコンタクト層を形成するように
したので、直接ウィンド層にオーミック電極を接触させ
ている従来の素子に比べて接触抵抗の小さな電極が形成
でき、ＣＲ時定数で決まる素子の遮断周波数を高め、さ
らに素子の応答性を向上させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を用いて本発明をＩｎＰを基板と
するＰＩＮフォトダイオードに適用した場合の実施例を
説明する。図３には本発明に係るＰＩＮフォトダイオー
ドの一実施例が示されている。同図において図４に示さ
れている符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
すなわち、ＩｎＰ基板１の上にｎ型ＩｎＰバッファ層２
とｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３とｎ型ＩｎＰウィンド層
４が順に形成されている。そして、上記ＩｎＰウィンド
層４の一部には、Ｚｎのようなｐ型不純物が拡散され上
記ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３との界面に達するような
ｐ型拡散層からなる受光部６が設けられている。また、
受光部６の表面には反射率が最小となるように膜厚を制
御した窒化シリコンからなる反射防止膜７ｂが形成され
ている。
するＰＩＮフォトダイオードに適用した場合の実施例を
説明する。図３には本発明に係るＰＩＮフォトダイオー
ドの一実施例が示されている。同図において図４に示さ
れている符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
すなわち、ＩｎＰ基板１の上にｎ型ＩｎＰバッファ層２
とｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３とｎ型ＩｎＰウィンド層
４が順に形成されている。そして、上記ＩｎＰウィンド
層４の一部には、Ｚｎのようなｐ型不純物が拡散され上
記ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３との界面に達するような
ｐ型拡散層からなる受光部６が設けられている。また、
受光部６の表面には反射率が最小となるように膜厚を制
御した窒化シリコンからなる反射防止膜７ｂが形成され
ている。
【００１１】しかして、この実施例では、上記受光部６
の外側のウィンド層４とその上方の窒化シリコン膜から
なる保護膜７ａとの間に、互いに屈折率の異なる半導体
層を多数積層させた半導体多層膜（例えばＩｎＰ膜厚
(５０Å)／ＩｎＧａＡｓＰ膜厚(３０Å)を２０対積層さ
せた構造）からなる光反射層９が形成されている。ま
た、上記受光部６の表面とその周辺に接触するように形
成されるオーミック電極８ａとの間には、上記ウィンド
層４を構成するｎ型ＩｎＰよりも禁制帯幅の小さなＩｎ
ＧａＡｓＰ（またはｎ型ＩｎＧａＡｓ）からなるコンタ
クト層１０が形成されている。８ｂは基板１の裏面に形
成されたオーミック電極である。
の外側のウィンド層４とその上方の窒化シリコン膜から
なる保護膜７ａとの間に、互いに屈折率の異なる半導体
層を多数積層させた半導体多層膜（例えばＩｎＰ膜厚
(５０Å)／ＩｎＧａＡｓＰ膜厚(３０Å)を２０対積層さ
せた構造）からなる光反射層９が形成されている。ま
た、上記受光部６の表面とその周辺に接触するように形
成されるオーミック電極８ａとの間には、上記ウィンド
層４を構成するｎ型ＩｎＰよりも禁制帯幅の小さなＩｎ
ＧａＡｓＰ（またはｎ型ＩｎＧａＡｓ）からなるコンタ
クト層１０が形成されている。８ｂは基板１の裏面に形
成されたオーミック電極である。
【００１２】この実施例のＰＩＮフォトダイオードにあ
っては、素子の上方から全体に亘って入射光が照射され
ても、受光部６以外の領域では保護膜７ａの下に設けら
れた光反射層９が入射光を反射するため、受光部６と光
吸収層３の界面の空乏層から離れた領域で電子−正孔対
が発生するのを抑制できる。そのため、空乏層から離れ
た領域で生じた正孔が拡散で空乏層に達し、光電流に寄
与する量を著しく減らすことができ、これによって、図
６に破線Ａで示すごとく光電流波形の立下りが急峻とな
り、高速で高強度変調された入射光に対して高速応答が
可能となる。ちなみに、光反射層９として、例えばＩｎ
Ｐ膜厚(５０Å)／ＩｎＧａＡｓＰ膜厚(３０Å)を２０対
積層させた半導体多層膜を用いた場合、波長１．３μｍ
の光に対して垂直方向反射率が９５％程度となる。
っては、素子の上方から全体に亘って入射光が照射され
ても、受光部６以外の領域では保護膜７ａの下に設けら
れた光反射層９が入射光を反射するため、受光部６と光
吸収層３の界面の空乏層から離れた領域で電子−正孔対
が発生するのを抑制できる。そのため、空乏層から離れ
た領域で生じた正孔が拡散で空乏層に達し、光電流に寄
与する量を著しく減らすことができ、これによって、図
６に破線Ａで示すごとく光電流波形の立下りが急峻とな
り、高速で高強度変調された入射光に対して高速応答が
可能となる。ちなみに、光反射層９として、例えばＩｎ
Ｐ膜厚(５０Å)／ＩｎＧａＡｓＰ膜厚(３０Å)を２０対
積層させた半導体多層膜を用いた場合、波長１．３μｍ
の光に対して垂直方向反射率が９５％程度となる。
【００１３】また、オーミック電極８ａと拡散層表面と
の間にはウィンド層４よりも禁制帯幅の小さな半導体か
らなるコンタクト層１０が形成されているので、直接ウ
ィンド層にオーミック電極を接触させている従来の素子
に比べて接触抵抗の小さな電極が形成でき、ＣＲ時定数
で決まる素子の遮断周波数ｆｃ（＝１／２πＲｓＣ）が
高くなる。その結果、さらに素子の応答性を向上させる
ことができる。さらに、上記実施例では、光反射層９を
互いに屈折率の異なる半導体層を多数積層させた半導体
多層膜（ＩｎＰ膜厚(５０Å)／ＩｎＧａＡｓＰ膜厚(３
０Å)を２０対積層させた構造）で構成しているため、
プロセスの整合性が良く、光反射層９を有するダイオー
ドを安価に製造することができる。
の間にはウィンド層４よりも禁制帯幅の小さな半導体か
らなるコンタクト層１０が形成されているので、直接ウ
ィンド層にオーミック電極を接触させている従来の素子
に比べて接触抵抗の小さな電極が形成でき、ＣＲ時定数
で決まる素子の遮断周波数ｆｃ（＝１／２πＲｓＣ）が
高くなる。その結果、さらに素子の応答性を向上させる
ことができる。さらに、上記実施例では、光反射層９を
互いに屈折率の異なる半導体層を多数積層させた半導体
多層膜（ＩｎＰ膜厚(５０Å)／ＩｎＧａＡｓＰ膜厚(３
０Å)を２０対積層させた構造）で構成しているため、
プロセスの整合性が良く、光反射層９を有するダイオー
ドを安価に製造することができる。
【００１４】次に、上記ＰＩＮフォトダイオードの製造
プロセスの一例について説明する。先ず、ＩｎＰ基板１
の上にＭＯＶＰＥ法（有機金属気相エピタキシャル成長
法）によってｎ型もしくはノンドープのＩｎＰバッファ
層２と、同じくｎ型もしくはノンドープのＩｎＧａＡｓ
光吸収層３と、ｎ型もしくはノンドープのＩｎＰウィン
ド層４を順に成長させる。そして、上記ウィンド層４の
上に同じくＭＯＶＰＥ法でＩｎＰ膜厚(５０Å)／ＩｎＧ
ａＡｓＰ膜厚(３０Å)を２０対積層させ光反射層９を形
成する。
プロセスの一例について説明する。先ず、ＩｎＰ基板１
の上にＭＯＶＰＥ法（有機金属気相エピタキシャル成長
法）によってｎ型もしくはノンドープのＩｎＰバッファ
層２と、同じくｎ型もしくはノンドープのＩｎＧａＡｓ
光吸収層３と、ｎ型もしくはノンドープのＩｎＰウィン
ド層４を順に成長させる。そして、上記ウィンド層４の
上に同じくＭＯＶＰＥ法でＩｎＰ膜厚(５０Å)／ＩｎＧ
ａＡｓＰ膜厚(３０Å)を２０対積層させ光反射層９を形
成する。
【００１５】次に、上記ウィンド層４の表面にプラズマ
ＣＶＤ法により窒化シリコン膜５を形成し、この窒化シ
リコン膜５に開口部５ａを形成してからこれをマスクと
し、かつ拡散源としてＺｎＰ2を用いて基板表面にｐ型
不純物であるＺｎを拡散させ、上記ｎ型ＩｎＧａＡｓ光
吸収層３との界面に達するようなｐ型拡散層からなる受
光部６を形成する（図１参照）。このとき、開口部５ａ
内側のＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ多層膜は拡散処理により
無秩序化されＩｎＧａＡｓＰ組成の混晶層となる。
ＣＶＤ法により窒化シリコン膜５を形成し、この窒化シ
リコン膜５に開口部５ａを形成してからこれをマスクと
し、かつ拡散源としてＺｎＰ2を用いて基板表面にｐ型
不純物であるＺｎを拡散させ、上記ｎ型ＩｎＧａＡｓ光
吸収層３との界面に達するようなｐ型拡散層からなる受
光部６を形成する（図１参照）。このとき、開口部５ａ
内側のＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ多層膜は拡散処理により
無秩序化されＩｎＧａＡｓＰ組成の混晶層となる。
【００１６】その後、上記ウィンド層４の表面の窒化シ
リコン膜５を除去し、受光部６の外側の光反射層９およ
び電極８ａ形成部分のＩｎＧａＡｓＰ組成の混晶層（１
０）を残すように多層膜および混晶層を除去する（図２
参照）。それから、窒化シリコンからなる表面保護膜７
ａを受光部以外の部分を覆うように形成するとともに、
受光する光の波長帯における反射率が最小となるように
屈折率および膜厚を制御した窒化シリコンからなる反射
防止膜７ｂを全面的に形成する。そして、反射防止膜７
ｂに上記受光部６へのコンタクト穴１１を形成してか
ら、Ａｕ／Ｚｎ等の金属層を全面的に蒸着し、パターニ
ングを行なって上記ＩｎＧａＡｓＰ組成の混晶層からな
るコンタクト層１０を介して受光部６に接触するオーミ
ック電極８ａを形成する。また、基板１の裏面には全面
に接触するオーミック電極８ｂを形成して完成する（図
３参照）。
リコン膜５を除去し、受光部６の外側の光反射層９およ
び電極８ａ形成部分のＩｎＧａＡｓＰ組成の混晶層（１
０）を残すように多層膜および混晶層を除去する（図２
参照）。それから、窒化シリコンからなる表面保護膜７
ａを受光部以外の部分を覆うように形成するとともに、
受光する光の波長帯における反射率が最小となるように
屈折率および膜厚を制御した窒化シリコンからなる反射
防止膜７ｂを全面的に形成する。そして、反射防止膜７
ｂに上記受光部６へのコンタクト穴１１を形成してか
ら、Ａｕ／Ｚｎ等の金属層を全面的に蒸着し、パターニ
ングを行なって上記ＩｎＧａＡｓＰ組成の混晶層からな
るコンタクト層１０を介して受光部６に接触するオーミ
ック電極８ａを形成する。また、基板１の裏面には全面
に接触するオーミック電極８ｂを形成して完成する（図
３参照）。
【００１７】なお、上記実施例では、ＩｎＰを基板とす
るフォトダイオードに適用した場合について説明した
が、ＧａＡｓを基板とする受光ダイオードその他の光半
導体装置に適用することができる。
るフォトダイオードに適用した場合について説明した
が、ＧａＡｓを基板とする受光ダイオードその他の光半
導体装置に適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、半導体
基板上に形成された第１の導電型の半導体層からなる光
吸収層の上に、該光吸収層よりも禁制帯幅の大きな第１
の導電型の半導体層からなり表面が保護膜で覆われてな
るウィンド層が形成されているとともに、該ウィンド層
の一部には第２の導電型の拡散領域からなる受光部が形
成され、この受光部の表面の一部には電極が接触されて
なる受光素子において、上記拡散領域の外側の上記ウィ
ンド層上方には半導体多層膜からなる光反射層を形成す
るようにしたので、光反射層が受光部としての拡散領域
の外側のウィンド層４に光が入射するのを抑えて、空乏
層から離れた領域で電子−正孔対が発生するのを防止で
きるため、光電流波形の立下りが急峻となり高速応答が
可能なＰＩＮフォトダイオードを得ることができるとい
う効果がある。
基板上に形成された第１の導電型の半導体層からなる光
吸収層の上に、該光吸収層よりも禁制帯幅の大きな第１
の導電型の半導体層からなり表面が保護膜で覆われてな
るウィンド層が形成されているとともに、該ウィンド層
の一部には第２の導電型の拡散領域からなる受光部が形
成され、この受光部の表面の一部には電極が接触されて
なる受光素子において、上記拡散領域の外側の上記ウィ
ンド層上方には半導体多層膜からなる光反射層を形成す
るようにしたので、光反射層が受光部としての拡散領域
の外側のウィンド層４に光が入射するのを抑えて、空乏
層から離れた領域で電子−正孔対が発生するのを防止で
きるため、光電流波形の立下りが急峻となり高速応答が
可能なＰＩＮフォトダイオードを得ることができるとい
う効果がある。
【００１９】また、上記受光素子の電極と拡散領域表面
との間には上記ウィンド層よりも禁制帯幅の小さな第２
の導電型の半導体からなるコンタクト層を形成するよう
にしたので、直接ウィンド層にオーミック電極を接触さ
せている従来の素子に比べて接触抵抗の小さな電極が形
成でき、ＣＲ時定数で決まる素子の遮断周波数を高め、
さらに素子の応答性を向上させることができるという効
果がある。
との間には上記ウィンド層よりも禁制帯幅の小さな第２
の導電型の半導体からなるコンタクト層を形成するよう
にしたので、直接ウィンド層にオーミック電極を接触さ
せている従来の素子に比べて接触抵抗の小さな電極が形
成でき、ＣＲ時定数で決まる素子の遮断周波数を高め、
さらに素子の応答性を向上させることができるという効
果がある。
【図１】本発明をＩｎＰを基板とするＰＩＮフォトダイ
オードに適用した場合の一実施例製造プロセスの工程を
示す断面図である。
オードに適用した場合の一実施例製造プロセスの工程を
示す断面図である。
【図２】本発明をＩｎＰを基板とするＰＩＮフォトダイ
オードに適用した場合の一実施例の製造プロセスの工程
を示す断面図である。
オードに適用した場合の一実施例の製造プロセスの工程
を示す断面図である。
【図３】本発明をＩｎＰを基板とするＰＩＮフォトダイ
オードに適用した場合の一実施例の構造を示す断面図で
ある。
オードに適用した場合の一実施例の構造を示す断面図で
ある。
【図４】従来のＰＩＮフォトダイオードの一例を示す断
面図である。
面図である。
【図５】従来のＰＩＮフォトダイオードにおける入射光
の変化を示す波形図である。
の変化を示す波形図である。
【図６】従来および本発明のＰＩＮフォトダイオードに
おける光電流の変化を示す波形図である。
おける光電流の変化を示す波形図である。
１ 基板 ３ 光吸収層 ４ ウィンド層 ６ ｐ型拡散層（受光部） ７ａ 保護膜（窒化シリコン膜） ９ 光反射膜 １０ コンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 裕之 埼玉県戸田市新曽南３丁目17番35号 日本 鉱業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された第１の導電型
の半導体層からなる光吸収層の上に、該光吸収層よりも
禁制帯幅の大きな第１の導電型の半導体層からなり表面
が保護膜で覆われてなるウィンド層が形成されていると
ともに、該ウィンド層の一部には第２の導電型の拡散領
域が形成され、この拡散領域の表面の一部には電極が接
触されてなる受光素子において、上記拡散領域の外側の
上記ウィンド層上方には半導体多層膜からなる光反射層
を形成してなることを特徴とする半導体受光素子。 - 【請求項２】 上記光反射層は、上記ウィンド層と上記
保護膜との間に形成されていることを特徴とする請求項
１記載の受光素子。 - 【請求項３】 上記電極と上記拡散領域表面との間には
上記ウィンド層よりも禁制帯幅の小さな第２の導電型の
半導体からなるコンタクト層が形成されていることを特
徴とする請求項１または請求項２記載の受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268955A JPH0582826A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268955A JPH0582826A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582826A true JPH0582826A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17465622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3268955A Pending JPH0582826A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582826A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11839096B2 (en) | 2019-06-14 | 2023-12-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic sensors and electronic devices |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3268955A patent/JPH0582826A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11839096B2 (en) | 2019-06-14 | 2023-12-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic sensors and electronic devices |
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