JPH10270741A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH10270741A JPH10270741A JP9077207A JP7720797A JPH10270741A JP H10270741 A JPH10270741 A JP H10270741A JP 9077207 A JP9077207 A JP 9077207A JP 7720797 A JP7720797 A JP 7720797A JP H10270741 A JPH10270741 A JP H10270741A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域にわたり高速で動作する半導体受光素
子を提供する。 【解決手段】 本半導体受光素子１０は、面入射型の受
光素子であって、半絶縁性ＩｎＰの基板１２と、基板上
に順次形成された、層厚０．５μm のＩｎＰバッファ層
１４、層厚０．５μm のｎ−ＩｎＰ電極コンタクト層１
６、層厚０．３μm のｉ−ＩｎＰキャリア走行層１８、
層厚０．３μm のｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層２０及び層
厚０．２μm のｎ−ＩｎＰキャップ層２２の半導体積層
構造を備えている。半導体積層構造のうち、キャップ
層、光吸収層、キャリア走行層及び電極コンタクト層の
上部層は、メサ構造に加工されている。キャップ層上に
ｐ側電極２４、及び電極コンタクト層上にはｎ側電極２
６が形成され、更に、メサ構造及び電極コンタクト層の
面の電極を除く領域には、シリコン窒化膜２８が成膜さ
れている。ｐ側電極の内側は、反射防止膜を備えた円形
受光面３０となっている。
子を提供する。 【解決手段】 本半導体受光素子１０は、面入射型の受
光素子であって、半絶縁性ＩｎＰの基板１２と、基板上
に順次形成された、層厚０．５μm のＩｎＰバッファ層
１４、層厚０．５μm のｎ−ＩｎＰ電極コンタクト層１
６、層厚０．３μm のｉ−ＩｎＰキャリア走行層１８、
層厚０．３μm のｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層２０及び層
厚０．２μm のｎ−ＩｎＰキャップ層２２の半導体積層
構造を備えている。半導体積層構造のうち、キャップ
層、光吸収層、キャリア走行層及び電極コンタクト層の
上部層は、メサ構造に加工されている。キャップ層上に
ｐ側電極２４、及び電極コンタクト層上にはｎ側電極２
６が形成され、更に、メサ構造及び電極コンタクト層の
面の電極を除く領域には、シリコン窒化膜２８が成膜さ
れている。ｐ側電極の内側は、反射防止膜を備えた円形
受光面３０となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体受光素子に
関し、更に詳細には、広帯域にわたり高速動作性に優れ
た半導体受光素子に関するものである。
関し、更に詳細には、広帯域にわたり高速動作性に優れ
た半導体受光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発光素子により電気信号を光信号に変換
し、光ファイバーを経由して受光素子により光信号を受
光し、かつ受光した光信号を電気信号に変換する光通信
システムでは、高速で高効率な動作特性が発光素子及び
受光素子に要求されている。特に、将来の高速大容量光
通信システムでは、広帯域にわたり高速動作性に優れた
半導体受光素子（Photo Diode ）が必要不可欠である。
し、光ファイバーを経由して受光素子により光信号を受
光し、かつ受光した光信号を電気信号に変換する光通信
システムでは、高速で高効率な動作特性が発光素子及び
受光素子に要求されている。特に、将来の高速大容量光
通信システムでは、広帯域にわたり高速動作性に優れた
半導体受光素子（Photo Diode ）が必要不可欠である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ｐｉｎ型半
導体受光素子では、面入射型及び導波路型のいずれの受
光素子でも、応答速度はキャリアが空乏層を走行する走
行時間の長短に依存し、周波数特性は受光素子のＣＲ時
定数の大小に依存している。即ち、走行時間が短い程、
受光素子の応答速度が速くなり、また、ＣＲ時定数が小
さい程、受光素子の周波数帯域が広くなる。しかし、応
答速度を高めるために、空乏層を薄くして、キャリア走
行時間を短くしようとすると、薄くなった空乏層のため
に接合容量が増大して、ＣＲ時定数が大きくなり、トレ
ードオフの形で受光素子の帯域が制限される。従って、
従来、広帯域にわたり高速動作性に優れた受光素子を実
現することは難しかった。
導体受光素子では、面入射型及び導波路型のいずれの受
光素子でも、応答速度はキャリアが空乏層を走行する走
行時間の長短に依存し、周波数特性は受光素子のＣＲ時
定数の大小に依存している。即ち、走行時間が短い程、
受光素子の応答速度が速くなり、また、ＣＲ時定数が小
さい程、受光素子の周波数帯域が広くなる。しかし、応
答速度を高めるために、空乏層を薄くして、キャリア走
行時間を短くしようとすると、薄くなった空乏層のため
に接合容量が増大して、ＣＲ時定数が大きくなり、トレ
ードオフの形で受光素子の帯域が制限される。従って、
従来、広帯域にわたり高速動作性に優れた受光素子を実
現することは難しかった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、広帯域にわたり
高速で動作する半導体受光素子を提供することである。
高速で動作する半導体受光素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述のように、単に空乏
層を薄くしてキャリア走行遅延を回避しようとすると、
トレードオフの形で受光素子の帯域が制限される。そこ
で、本発明者は、正孔のドリフト速度が電子のドリフト
速度より一桁程度低く、それがキャリア走行遅延の要因
になっていることに着目した。そして、単に、正孔走行
時間を短縮するだけであれば、光吸収層を薄くすれば良
いが、ＣＲ時定数の増大や受光感度の低下を引き起こす
等の問題が多いので、光信号の吸収領域とキャリア走行
領域とを分離し、光信号の吸収領域として、バンドギャ
ップが受光する光のエネルギーより小さな光吸収層を設
け、キャリア走行領域として、光吸収層上にそれと接
し、バンドギャップが受光する光のエネルギーより大き
く、単に光吸収層からの電子を走行させるキャリア走行
層とを設けることにした。そして、光吸収層の層厚を従
来の光吸収層より薄くし、光吸収層とキャリア走行層と
の層厚の和が従来の光吸収層の層厚より厚くなるように
した。これにより、接合容量は光吸収層とキャリア走行
層の厚さの和により規定されて小さくなるので、ＣＲ時
定数は小さくなる。一方、次に説明するように、キャリ
ア走行遅延は生じない。それは、ドリフト速度の速い電
子が光吸収層及びキャリア走行層を走行し、ドリフト速
度の遅い正孔は薄い光吸収層のみを走行するからであ
る。このようにして、ＣＲ時定数を小さく維持しつつキ
ャリア走行遅延時間を短くすることができ、キャリア走
行遅延とＣＲ時定数とのトレードオフを満足させること
ができる。
層を薄くしてキャリア走行遅延を回避しようとすると、
トレードオフの形で受光素子の帯域が制限される。そこ
で、本発明者は、正孔のドリフト速度が電子のドリフト
速度より一桁程度低く、それがキャリア走行遅延の要因
になっていることに着目した。そして、単に、正孔走行
時間を短縮するだけであれば、光吸収層を薄くすれば良
いが、ＣＲ時定数の増大や受光感度の低下を引き起こす
等の問題が多いので、光信号の吸収領域とキャリア走行
領域とを分離し、光信号の吸収領域として、バンドギャ
ップが受光する光のエネルギーより小さな光吸収層を設
け、キャリア走行領域として、光吸収層上にそれと接
し、バンドギャップが受光する光のエネルギーより大き
く、単に光吸収層からの電子を走行させるキャリア走行
層とを設けることにした。そして、光吸収層の層厚を従
来の光吸収層より薄くし、光吸収層とキャリア走行層と
の層厚の和が従来の光吸収層の層厚より厚くなるように
した。これにより、接合容量は光吸収層とキャリア走行
層の厚さの和により規定されて小さくなるので、ＣＲ時
定数は小さくなる。一方、次に説明するように、キャリ
ア走行遅延は生じない。それは、ドリフト速度の速い電
子が光吸収層及びキャリア走行層を走行し、ドリフト速
度の遅い正孔は薄い光吸収層のみを走行するからであ
る。このようにして、ＣＲ時定数を小さく維持しつつキ
ャリア走行遅延時間を短くすることができ、キャリア走
行遅延とＣＲ時定数とのトレードオフを満足させること
ができる。
【０００６】得た上述の知見に基づいて、上記目的を達
成するために、本発明に係る半導体受光素子は、少なく
とも、光吸収層と、ｎ側電極に電気的に接触する半導体
電極接触層とを有する半導体積層構造を備えた半導体受
光素子において、受光する光のエネルギーより広いバン
ドギャップを有し、キャリア濃度が光吸収層とほぼ同じ
半導体層が、キャリア走行層として、光吸収層と半導体
電極接触層との間で光吸収層上に接して設けられている
ことを特徴としている。本発明では、受光する光のエネ
ルギーよりバンドギャップが大きく、かつ電子のドリフ
ト速度が大きい材料により、キャリア走行層を形成す
る。
成するために、本発明に係る半導体受光素子は、少なく
とも、光吸収層と、ｎ側電極に電気的に接触する半導体
電極接触層とを有する半導体積層構造を備えた半導体受
光素子において、受光する光のエネルギーより広いバン
ドギャップを有し、キャリア濃度が光吸収層とほぼ同じ
半導体層が、キャリア走行層として、光吸収層と半導体
電極接触層との間で光吸収層上に接して設けられている
ことを特徴としている。本発明では、受光する光のエネ
ルギーよりバンドギャップが大きく、かつ電子のドリフ
ト速度が大きい材料により、キャリア走行層を形成す
る。
【０００７】好適には、光吸収層が、バンドギャップの
相互に異なる半導体層の積層構造により構成され、正孔
の走行を速める内蔵電界が光吸収層内に形成されるよう
に、キャリア走行層に近い層ほどバンドギャップが大き
くなっているようにする。また、光吸収層が、キャリア
濃度の相互に異なる半導体層の積層構造により構成さ
れ、正孔の走行を速める内蔵電界が光吸収層内に形成さ
れるように、キャリア走行層に近い層ほどキャリア濃度
が高くなっているようにする。これにより、応答速度が
速くなり、周波数帯域が広くなる。更には、好適には、
勾配の付いた（グレーデッド化された）バンドギャップ
又はキャリア濃度を有するように、光吸収層を構成する
積層構造を形成する。
相互に異なる半導体層の積層構造により構成され、正孔
の走行を速める内蔵電界が光吸収層内に形成されるよう
に、キャリア走行層に近い層ほどバンドギャップが大き
くなっているようにする。また、光吸収層が、キャリア
濃度の相互に異なる半導体層の積層構造により構成さ
れ、正孔の走行を速める内蔵電界が光吸収層内に形成さ
れるように、キャリア走行層に近い層ほどキャリア濃度
が高くなっているようにする。これにより、応答速度が
速くなり、周波数帯域が広くなる。更には、好適には、
勾配の付いた（グレーデッド化された）バンドギャップ
又はキャリア濃度を有するように、光吸収層を構成する
積層構造を形成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】通常、光通信に用いられている波
長１．３μｍ、又は１．５５μｍの光を吸収させる場合
には、好ましくは、光吸収層にはＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧ
ａＡｌＡｓ、またはＩｎＧａＡｓＰを使用し、キャリア
走行層にはＩｎＰを使用する。光吸収層をグレーデッド
バンドギャップ化する際には、ホールに対して内蔵電界
が生じるように、キャリア走行層から離れるに従いバン
ドギャップが小さくなるようにする。また、キャリア濃
度勾配に付けて、光吸収層に内蔵電界を形成するために
は、キャリア走行層から離れるに従いｎ型の光吸収層で
有ればキャリア濃度が減少すうようにすれば良いし、ｐ
型の光吸収層で有ればキャリア濃度が増加するようにす
ればよい。または、キャリア走行層から離れるにつれ
て、ｎ型からｐ型へと導電型が変更するようにしても良
い。以下に、添付図面を参照し、実施例を挙げて、本発
明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
長１．３μｍ、又は１．５５μｍの光を吸収させる場合
には、好ましくは、光吸収層にはＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧ
ａＡｌＡｓ、またはＩｎＧａＡｓＰを使用し、キャリア
走行層にはＩｎＰを使用する。光吸収層をグレーデッド
バンドギャップ化する際には、ホールに対して内蔵電界
が生じるように、キャリア走行層から離れるに従いバン
ドギャップが小さくなるようにする。また、キャリア濃
度勾配に付けて、光吸収層に内蔵電界を形成するために
は、キャリア走行層から離れるに従いｎ型の光吸収層で
有ればキャリア濃度が減少すうようにすれば良いし、ｐ
型の光吸収層で有ればキャリア濃度が増加するようにす
ればよい。または、キャリア走行層から離れるにつれ
て、ｎ型からｐ型へと導電型が変更するようにしても良
い。以下に、添付図面を参照し、実施例を挙げて、本発
明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】実施例１ 本実施例は、本発明に係る半導体受光素子の基本的な構
成を有する実施例であって、図１は実施例１の半導体受
光素子の層構造を示す模式的断面図である。本実施例の
半導体受光素子（以下、簡単に受光素子と言う）１０
は、面入射型の受光素子であって、図１に示すように、
半絶縁性ＩｎＰの基板１２と、エピタキシャル結晶成長
法により基板１２上に、順次、形成された、層厚０．５
μm のＩｎＰバッファ層１４、層厚０．５μm のｎ−Ｉ
ｎＰ電極コンタクト層１６、層厚０．３μm のｉ−Ｉｎ
Ｐキャリア走行層１８、層厚０．３μm のｉ−ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層２０及び層厚０．２μm のｎ−ＩｎＰキャ
ップ層２２の半導体積層構造を備えている。
成を有する実施例であって、図１は実施例１の半導体受
光素子の層構造を示す模式的断面図である。本実施例の
半導体受光素子（以下、簡単に受光素子と言う）１０
は、面入射型の受光素子であって、図１に示すように、
半絶縁性ＩｎＰの基板１２と、エピタキシャル結晶成長
法により基板１２上に、順次、形成された、層厚０．５
μm のＩｎＰバッファ層１４、層厚０．５μm のｎ−Ｉ
ｎＰ電極コンタクト層１６、層厚０．３μm のｉ−Ｉｎ
Ｐキャリア走行層１８、層厚０．３μm のｉ−ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層２０及び層厚０．２μm のｎ−ＩｎＰキャ
ップ層２２の半導体積層構造を備えている。
【００１０】各半導体層のバンドギャップ及びキャリア
濃度は、以下の通りである。 バッファ層１４ ：バンドギャップ／１．３５ｅＶ キャリア濃度／１×１０17cm-3 電極コンタクト層１６：バンドギャップ／１．３５ｅＶ キャリア濃度／１×１０19cm -3 キャリア走行層１８ ：バンドギャップ／１．３５ｅＶ 光吸収層２０ ：バンドギャップ／０．７４ｅＶ キャップ層２２ ：バンドギャップ／１．３５ｅＶ キャリア濃度／１×１０19cm -3
濃度は、以下の通りである。 バッファ層１４ ：バンドギャップ／１．３５ｅＶ キャリア濃度／１×１０17cm-3 電極コンタクト層１６：バンドギャップ／１．３５ｅＶ キャリア濃度／１×１０19cm -3 キャリア走行層１８ ：バンドギャップ／１．３５ｅＶ 光吸収層２０ ：バンドギャップ／０．７４ｅＶ キャップ層２２ ：バンドギャップ／１．３５ｅＶ キャリア濃度／１×１０19cm -3
【００１１】半導体積層構造のうち、キャップ層２２、
光吸収層２０、キャリア走行層１８及び電極コンタクト
層１６の上部層は、メサ構造に加工されている。メサ構
造の最上層を成すキャップ層２２上にｐ側電極２４、及
び電極コンタクト層１６上にはｎ側電極２６が形成さ
れ、更に、メサ構造及び電極コンタクト層１６の面の電
極を除く領域には、保護層及び反射防止膜としてシリコ
ン窒化膜２８が成膜されている。ｐ側電極２４の内側
は、反射防止膜２８を備えた直径２０μm の円形受光面
３０となっている。
光吸収層２０、キャリア走行層１８及び電極コンタクト
層１６の上部層は、メサ構造に加工されている。メサ構
造の最上層を成すキャップ層２２上にｐ側電極２４、及
び電極コンタクト層１６上にはｎ側電極２６が形成さ
れ、更に、メサ構造及び電極コンタクト層１６の面の電
極を除く領域には、保護層及び反射防止膜としてシリコ
ン窒化膜２８が成膜されている。ｐ側電極２４の内側
は、反射防止膜２８を備えた直径２０μm の円形受光面
３０となっている。
【００１２】以下に、実施例１の受光素子１０の作製方
法の概略を説明する。先ず、基板１２上に、順次、バッ
ファ層１４、電極コンタクト層１６、キャリア走行層１
８、光吸収層２０及びキャップ層２２をエピタキシャル
結晶成長する。次いで、既知のリソグラフィ技術を用い
てエッチングマスクをパターニングし、得たエッチング
マスクをマスクにして、エッチング液によるウェットエ
ッチングを施して、キャップ層２２、光吸収層２０、及
びキャリア走行層１８の上部層をエッチングして、面入
射型受光素子のメサ構造を形成する。次いで、保護膜２
８、電極２４、２６等を形成し、面入射型の受光素子１
０を完成する。
法の概略を説明する。先ず、基板１２上に、順次、バッ
ファ層１４、電極コンタクト層１６、キャリア走行層１
８、光吸収層２０及びキャップ層２２をエピタキシャル
結晶成長する。次いで、既知のリソグラフィ技術を用い
てエッチングマスクをパターニングし、得たエッチング
マスクをマスクにして、エッチング液によるウェットエ
ッチングを施して、キャップ層２２、光吸収層２０、及
びキャリア走行層１８の上部層をエッチングして、面入
射型受光素子のメサ構造を形成する。次いで、保護膜２
８、電極２４、２６等を形成し、面入射型の受光素子１
０を完成する。
【００１３】実施例２ 本実施例は請求項２に記載の本発明に係る半導体受光素
子の実施例であって、図２は実施例２の受光素子の層構
造の要部を模式的に示している。本実施例の受光素子４
０は、その光吸収層２０が、実施例１のｉ−ＩｎＧａＡ
ｓのバルク層に代えて、正孔に対して内蔵電界が生じる
ように、バンドギャップが０．７７ｅＶで層厚０．１５
μm のＩｎＧａＡｌＡｓからなる下部光吸収層４２とバ
ンドギャップが０．７４ｅＶの層厚０．１５μm のＩｎ
ＧａＡｓからなる上部光吸収層４４とをそれぞれエピタ
キシャル結晶成長させた２層構造とし、下部光吸収層４
２がキャリア走行層１８に接するようにしてキャリア走
行層１８上に形成されている。実施例２の受光素子は、
光吸収層２０の構造を除いて、実施例１と同じ構成を備
えている。
子の実施例であって、図２は実施例２の受光素子の層構
造の要部を模式的に示している。本実施例の受光素子４
０は、その光吸収層２０が、実施例１のｉ−ＩｎＧａＡ
ｓのバルク層に代えて、正孔に対して内蔵電界が生じる
ように、バンドギャップが０．７７ｅＶで層厚０．１５
μm のＩｎＧａＡｌＡｓからなる下部光吸収層４２とバ
ンドギャップが０．７４ｅＶの層厚０．１５μm のＩｎ
ＧａＡｓからなる上部光吸収層４４とをそれぞれエピタ
キシャル結晶成長させた２層構造とし、下部光吸収層４
２がキャリア走行層１８に接するようにしてキャリア走
行層１８上に形成されている。実施例２の受光素子は、
光吸収層２０の構造を除いて、実施例１と同じ構成を備
えている。
【００１４】実施例３ 本実施例は請求項３に記載の本発明に係る半導体受光素
子の実施例であって、図３は実施例３の受光素子の層構
造の要部を模式的に示している。本実施例の受光素子５
０は、その光吸収層が、実施例１のｉ−ＩｎＧａＡｓの
バルク層に代えて、正孔に対して内蔵電界が生じるよう
に、キャリア濃度が１×１０15ｃｍ-3で層厚が０．１５
μm のｎ−ＩｎＧａＡｓからなる下部光吸収層５２と、
キャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3で層厚が０．１５μm
のｎ−ＩｎＧａＡｓからなる上部光吸収層５４とをそれ
ぞれエピタキシャル結晶成長させた２層構造とし、下部
光吸収層５２がキャリア走行層１８に接するようにして
キャリア走行層１８上に形成されている。
子の実施例であって、図３は実施例３の受光素子の層構
造の要部を模式的に示している。本実施例の受光素子５
０は、その光吸収層が、実施例１のｉ−ＩｎＧａＡｓの
バルク層に代えて、正孔に対して内蔵電界が生じるよう
に、キャリア濃度が１×１０15ｃｍ-3で層厚が０．１５
μm のｎ−ＩｎＧａＡｓからなる下部光吸収層５２と、
キャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3で層厚が０．１５μm
のｎ−ＩｎＧａＡｓからなる上部光吸収層５４とをそれ
ぞれエピタキシャル結晶成長させた２層構造とし、下部
光吸収層５２がキャリア走行層１８に接するようにして
キャリア走行層１８上に形成されている。
【００１５】従来例 本発明に係る半導体受光素子との比較を行うために、実
施例１のキャリア走行層１８を光吸収層２０と同じｉ−
ＩｎＧａＡｓ層として、層厚０．６μm の光吸収層２０
としたことを除いて、構成が実施例１の受光素子１０と
同じ受光素子、即ち従来の構成を有する受光素子を従来
例として作製した。
施例１のキャリア走行層１８を光吸収層２０と同じｉ−
ＩｎＧａＡｓ層として、層厚０．６μm の光吸収層２０
としたことを除いて、構成が実施例１の受光素子１０と
同じ受光素子、即ち従来の構成を有する受光素子を従来
例として作製した。
【００１６】実施例１から３の受光素子及び従来例の受
光素子に対する波長１．５５μm の変調光信号に対する
３ｄＢ低下帯域を測定したところ、それぞれ、３５ＧＨ
ｚ、４５ＧＨｚ、４８ＧＨｚ及び２３ＧＨｚの帯域を得
た。以上の結果から、実施例１から３の受光素子は、従
来の受光素子に比べて、帯域が広く、高速大容量光通用
に適していることが判る。
光素子に対する波長１．５５μm の変調光信号に対する
３ｄＢ低下帯域を測定したところ、それぞれ、３５ＧＨ
ｚ、４５ＧＨｚ、４８ＧＨｚ及び２３ＧＨｚの帯域を得
た。以上の結果から、実施例１から３の受光素子は、従
来の受光素子に比べて、帯域が広く、高速大容量光通用
に適していることが判る。
【００１７】以上、本発明の実施例の一つについて述べ
てきたが、光吸収層とキャリア走行層の上下に光を閉じ
込めるクラッド層を形成した導波路型受光素子として本
発明を構成することもできる。また、光吸収層とキャリ
ア走行層とはヘテロ界面となっているので、伝導帯には
ヘテロ接合スパイクが形成され、それに伴うポテンシャ
ルの井戸が素子特性に悪影響を及ぼすことが懸念され
る。その場合には、バンドギャップを滑らかに繋ぐよう
にグレーデッド領域を設ける等の改変を行うことができ
ることは言うまでもない。
てきたが、光吸収層とキャリア走行層の上下に光を閉じ
込めるクラッド層を形成した導波路型受光素子として本
発明を構成することもできる。また、光吸収層とキャリ
ア走行層とはヘテロ界面となっているので、伝導帯には
ヘテロ接合スパイクが形成され、それに伴うポテンシャ
ルの井戸が素子特性に悪影響を及ぼすことが懸念され
る。その場合には、バンドギャップを滑らかに繋ぐよう
にグレーデッド領域を設ける等の改変を行うことができ
ることは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、少なくとも、光吸収層
とｎ側電極に電気的に接触する半導体電極接触層とを有
する半導体積層構造を備えた半導体受光素子において、
更に、受光する光のエネルギーより広いバンドギャップ
を有し、キャリア濃度が光吸収層とほぼ同じ半導体層を
キャリア走行層として光吸収層と半導体電極接触層との
間で光吸収層上に接して設けることにより、ＣＲ時定数
を小さく維持しつつキャリア走行時間を短縮し、広帯域
にわたり高速動作性に優れた半導体受光素子を実現して
いる。
とｎ側電極に電気的に接触する半導体電極接触層とを有
する半導体積層構造を備えた半導体受光素子において、
更に、受光する光のエネルギーより広いバンドギャップ
を有し、キャリア濃度が光吸収層とほぼ同じ半導体層を
キャリア走行層として光吸収層と半導体電極接触層との
間で光吸収層上に接して設けることにより、ＣＲ時定数
を小さく維持しつつキャリア走行時間を短縮し、広帯域
にわたり高速動作性に優れた半導体受光素子を実現して
いる。
【図１】実施例１の受光素子の層構造を示す模式的断面
図である。
図である。
【図２】実施例２の受光素子の層構造の要部を示す模式
的断面図である。
的断面図である。
【図３】実施例３の受光素子の層構造の要部を示す模式
的断面図である。
的断面図である。
１０ 実施例１の受光素子 １２ 半絶縁性ＩｎＰ基板 １４ 層厚０．５μm のＩｎＰバッファ層 １６ 層厚０．５μm のｎ−ＩｎＰ電極コンタクト層 １８ 層厚０．３μm のｉ−ＩｎＰキャリア走行層 ２０ 層厚０．３μm のｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層 ２２ 層厚０．２μm のｎ−ＩｎＰキャップ層 ２４ ｐ側電極 ２６ ｎ側電極 ２８ シリコン窒化膜 ３０ 円形受光面 ４０ 実施例２の受光素子 ４２ 下部光吸収層 ４４ 上部光吸収層 ５０ 実施例３の受光素子 ５２ 下部光吸収層 ５４ 上部光吸収層
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも、光吸収層と、ｎ側電極に電
気的に接触する半導体電極接触層とを有する半導体積層
構造を備えた半導体受光素子において、 受光する光のエネルギーより広いバンドギャップを有
し、キャリア濃度が光吸収層とほぼ同じ半導体層が、キ
ャリア走行層として、光吸収層と半導体電極接触層との
間で光吸収層上に接して設けられていることを特徴とす
る半導体受光素子。 - 【請求項２】 光吸収層が、バンドギャップの相互に異
なる半導体層の積層構造により構成され、正孔の走行を
速める内蔵電界が光吸収層内に形成されるように、キャ
リア走行層に近い層ほどバンドギャップが大きくなって
いることを特徴とする請求項１に記載の半導体受光素
子。 - 【請求項３】 光吸収層が、キャリア濃度の相互に異な
る半導体層の積層構造により構成され、正孔の走行を速
める内蔵電界が光吸収層内に形成されるように、キャリ
ア走行層に近い層ほどキャリア濃度が高くなっているこ
とを特徴とする請求項１に記載の半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9077207A JPH10270741A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9077207A JPH10270741A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270741A true JPH10270741A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13627393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9077207A Pending JPH10270741A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002091485A1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-14 | Anritsu Corporation | Semiconductor light receiving element provided with acceleration spacer layers between a plurality of light absorbing layers and method for fabricating the same |
| US7368750B2 (en) * | 2002-09-20 | 2008-05-06 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Semiconductor light-receiving device |
| KR100831597B1 (ko) * | 2000-04-27 | 2008-05-23 | 소니 가부시끼 가이샤 | 전자부품의 실장시스템 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9077207A patent/JPH10270741A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100831597B1 (ko) * | 2000-04-27 | 2008-05-23 | 소니 가부시끼 가이샤 | 전자부품의 실장시스템 |
| WO2002091485A1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-14 | Anritsu Corporation | Semiconductor light receiving element provided with acceleration spacer layers between a plurality of light absorbing layers and method for fabricating the same |
| US6756609B2 (en) | 2001-05-02 | 2004-06-29 | Anritsu Corporation | Semiconductor light receiving element provided with acceleration spacer layers between plurality of light absorbing layers and method for fabricating the same |
| US7368750B2 (en) * | 2002-09-20 | 2008-05-06 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Semiconductor light-receiving device |
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