JPS6146078B2 - - Google Patents

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JPS6146078B2
JPS6146078B2 JP55169889A JP16988980A JPS6146078B2 JP S6146078 B2 JPS6146078 B2 JP S6146078B2 JP 55169889 A JP55169889 A JP 55169889A JP 16988980 A JP16988980 A JP 16988980A JP S6146078 B2 JPS6146078 B2 JP S6146078B2
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light
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light absorption
indium
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Fukunobu Aisaka
Tatsuaki Shirai
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Priority to US06/326,119 priority patent/US4481523A/en
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Priority to DE8181305658T priority patent/DE3176503D1/de
Priority to EP81305658A priority patent/EP0053513B1/en
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Publication of JPS6146078B2 publication Critical patent/JPS6146078B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
    • H10F30/225—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • H10F30/2255—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes in which the active layers form heterostructures, e.g. SAM structures

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  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアバランシエフオトダイオード型半導
体受光素子（以下APDという。）に関する。特
に、インジユウム・ガリユウム・砒素・燐（Inx
Ga1-xAs1-yPy）、ガリユウム・アンチモン
（GaSb）等の−族結晶よりなる層を光吸収層
とし、インジユウム・燐（InP）、ガリユウム・
アルミニユウム・アンチモン（Ga1-xAlx Sb）等
の−族結晶よりなる層を増倍層とする多層構
造APDに関する。
受光部を透過して光吸収層に入射した光の有す
るエネルギーにもとづき、光吸収層において光起
電力作用により発生した電子又は正孔が、増倍層
中に形成され逆バイアス電圧が印加されている
PN接合においてアバランシエ増倍されることに
より高効率の光電変換作用を実現することを基本
原理とするAPDにおいて、高増倍率、低暗電
流、高感度、低雑音、高速応答性等の望ましい特
性を実現するためには、均一なPN接合を製作
し、受光部の全面において均一なアバランシエ増
倍作用がなされることが望ましいが、その前提と
して、受光部以外の領域においては降伏現象が発
生しないことが必須である。
そこで、インジユウム・燐（InP）、ガリユウ
ム・アンチモン（GaSb）等の−族化合物半
導体結晶よりなる基板の上に光吸収層としてイン
ジユウム・ガリユウム・砒素・燐
（InxGa1-xAs1-yPy）、ガリユウム・アンチモン
（GaSb）等の−族結晶よりなる光吸収層を有
し、更にその上に受光部を兼ねる増倍層としてイ
ンジユウム・燐（InP）、ガリユウム・アルミニ
ユウム・アンチモン（GaxAl1-xSb）等の−
族化合物半導体結晶よりなる層を有する多層構造
のAPDにおいては、従来は、増倍用のPN接合を
増倍層と光吸収層とのヘテロ界面のごく近傍の増
倍層中に形成して、光吸収層中の電界の強さをこ
のPN接合に対接する領域において、このPN接合
に対接していない領域における電界の強さより大
きくし、光吸収層に対接した領域すなわち受光部
に対応した領域におけるPN接合部の降伏電圧が
光吸収層に対接しない領域すなわち光の入射方向
と直角方向にあるPN接合部の降伏電圧より小さ
くなり、光吸収層に対接した領域すなわち入射光
の照射を受ける領域におけるPN接合部でのみア
バランシエ現象が発生し、ガードリング機能が発
揮されるようにしてあつた。この方法は、光吸収
層を構成する−族結晶のバンドギヤツプが増
倍層を構成する−族結晶のバンドギヤツプよ
り狭く前者の降伏電圧が後者の降伏電圧より低い
ことを利用したものであり、極めて有効であるこ
とは公知である。ところが、この従来技術におけ
る自己ガードリング構造においては、光吸収層中
の電界の強さが、PN接合に対接する領域におい
て必然的に高くなり、この領域において発生する
トンネル電流、即ち高電界によつてキヤリアが直
接的に励起されて生ずる電流成分による悪影響が
大きな欠点である。ところで、インジユウム・ガ
リユウム・砒素・燐（InxGa1-xAsyP1-y）、ガリ
ユウム・アンチモン（GaSb）等の−族結晶
のようにバンドギヤツプの小さい物質にあつてト
ンネル効果が大きいことは周知であり、又、物質
の基礎吸収端波長λは不等式λhc／ＥGにした
がい決定されるものであるから、光フアイバ中の
伝播損失の小さな長波長光に感度を有する受光素
子すなわちバンドギヤツプの小さな材料で光吸収
層の作られた受光素子の開発が求められている事
実に鑑み、上記の従来技術における自己ガードリ
ング構造に不可避的に付随するトンネル電流によ
る暗電流の増加、雑音発生等の悪影響は無視し得
ない重大な欠点である。
本発明の目的は、上記の欠点を解消することに
あり、1.3乃至1.65μｍの波長域の光に対し感度
を有し、しかも、高増倍率、低暗電流、高感度、
低雑音、高速応答性等すぐれた特性を有し、更
に、プレーナ型であるAPDを提供することにあ
る。
本発明の構成は、(イ)一導電型の不純物を比較的
低濃度に含有しインジユウム・ガリユウム砒素・
燐（InxGa1-xAsyP1-y）、ガリユウム・アンチモン
（GaSb）等の−族結晶よりなる層をもつて光
吸収層を形成し、(ロ)その上に光吸収層の不純物と
同一の導電型の不純物を光吸収層の不純物濃度と
同程度又はそれ以上の濃度に含有する、インジユ
ウム・燐（InP）、ガリユウム・アルミニユウ
ム・アンチモン（GaxAl1-xSb）等の−族結
晶よりなる厚さ0.5μｍ程度又はそれ以下の薄層
（以下中間層という。）を形成し、(ハ)更にその上に
再び光吸収層の不純物と同一の導電型の不純物を
中間層の不純物濃度の数分の１又はそれ以下の濃
度に含有する、インジユウム・燐（InP）、ガリ
ユウム・アルミニユウム・アンチモン
（GaxAl1-xSb）等の−族結晶よりなる増倍層
を形成し、(ニ)この増倍層の一部の領域に上記の不
純物とは異なる導電型の不純物を高濃度に、か
つ、比較的深くまで拡散した受光部を形成し、(ホ)
この受光部に接触し、かつ、これを囲む閉鎖した
帯状領域に受光部の不純物と同一の導電型の不純
物を受光部の不純物濃度と同程度の濃度に、か
つ、比較的浅く拡散してガードリング部を形成す
ることを要旨とし、この構成にもとづく特有の効
果は、(イ)ガードリングに対接する領域において、
受光部に対接する領域におけるよりもブレークダ
ウン電圧が高くなり、受光部でのみアバランシエ
現象が発生し、確実なガードリング効果が発揮さ
れること、(ロ)高濃度に不純物を含有する中間層の
存在により光吸収層中の電界の強さが十分小さく
なり、トンネル電流が他の暗電流成分に比して無
視できる程度に小さくなること、(ハ)増倍層の不純
物濃度が低いためブレークダウン時に電界の強さ
が小さくなり、正孔と電子のイオン化率比が大き
くなり、その結果、過剰雑音が減少すること、(ニ)
プレーナ型であること等である。
以下、本発明の好ましい一実施例について、図
面を参照しつゝ、その構成をその製作工程ととも
に説明し、本発明の構成と特有の効果とを更に明
らかにする。
基板、バツフア層、中間層及び増倍層を形成す
るための材料と光吸収層を形成するための材料と
は、例えば、インジユウム・燐（InP）とインジ
ユウム・ガリユウム・砒素・燐
（InxGa1-xAsyP1-y）との組み合わせ、ガリユウ
ム・アンチモン（GaSb）とガリユウム・アルミ
ニユウム・アンチモン（GaxAl1-xSb）との組み
合わせ等、各種の−族化合物半導体結晶と
−族混晶との組み合わせを使用することが可能
であるが、以下の説明にあつては、一例として、
インジユウム・燐（InP）とインジユウム・ガリ
ユウム・砒素・燐（InxGa1-xAsyP1-y）との組み
合わせを想定する。次に、各層の含有する不純物
の導電型はＰ型でもＮ型でも本質的にはさしつか
えないが、以下の説明にあつては、一例として、
Ｎ型を想定する。又、各層の成長法は液相エピタ
キシヤル成長法が最も利点が多いので、以下の説
明にあつては、一例として、液相エピキタシヤル
成長法を想定する。
第１の工程は本発明に必須な工程ではないがそ
の実施が望ましい工程であり、1018個／cm3程度に
Ｎ型不純物を含有するインジユウム・燐（InP）
よりなる基板上に、液相エピタキシヤル成長法を
使用して、1016個／cm3程度にＮ型不純物を含有す
るインジユウム・燐（InP）よりなる厚さ数μｍ
程度のバツフア層を形成する工程である。この工
程の目的が結晶性・表面状態の改善にあることは
いうまでもない。上記の不純物濃度や層厚は本発
明の要旨に関連した技術的意味を有さない。
第２の工程は、前記基板上に、好ましくは第１
の工程において形成されたバツフア層上に、結晶
格子整合の上、液相エピタキシヤル成長法を使用
して、比較的低濃度に好ましくは５×1015〜１×
1016個／cm3程度にＮ型不純物を含有するインジユ
ウム・ガリユウム・砒素・燐
（InxGa1-xAsyP1-y）よりなる光吸収層を厚さ２μ
ｍ程度又はそれ以上に形成する工程である。
第３の工程は、光吸収層上に、結晶格子整合の
上、液相エピタキシヤル成長法を使用して、光吸
収層の不純物濃度と同程度又はそれ以上の濃度に
好ましくは２×1016個／cm3以上の濃度にＮ型不純
物を含有するインジユウム・燐（InP）よりなる
中間層を厚さ0.5μｍ程度以下に形成する工程で
ある。
第４の工程は、中間層上に、液相エピタキシヤ
ル成長法を使用して、中間層の不純物濃度の数分
の１又はそれ以下の濃度に好ましくは５×1015〜
１×1016個／cm3の濃度にＮ型不純物を含有するイ
ンジユウム・燐（InP）よりなる増倍層を厚さ2.5
μｍ程度に形成する工程である。
第４の工程は、増倍層上に、液相エピタキシヤ
ル成長法を使用して、任意の濃度にＮ型不純物を
含有するインジユウム・ガリユウム・砒素
（InxGa1-xAs）よりなる層（以下マスク層とい
う。）を形成する工程である。このマスク層は後
になされる拡散工程において、拡散深さに段差を
設けるため一種のマスクとして使用されるもので
あり、その厚さはその拡散工程において形成する
ことが望まれるPN接合の段差によつて決定さ
れ、Ｎ型不純物の濃度は、拡散工程において増倍
層のＮ型不純物濃度に影響を与えるような高濃度
でないかぎり、全く任意である。
第５の工程は、マスク層の上に、露光後は硫酸
系溶剤によつては溶解しないフオトレジストの薄
膜を形成し、受光部に対応する領域が露光されな
いようにフオトマスクを使用して露光した後、受
光部に対応する領域のみ未露光のフオトレジスト
を溶解除去して、受光部に対応する領域以外の領
域上に露光済みフオトレジストの薄膜を形成する
工程である。この工程完了後のウエーハ断面図を
第１図に示す。図において、１は基板であり、２
はバツフア層であり、３は光吸収層であり、４は
中間層であり、５は増倍層であり、６はマスク層
であり、７はフオトレジスト薄膜である。
第６の工程は、フオトレジスト薄膜７をマスク
として、受光部に相当する領域にあるマスク層６
を選択的に除去する工程である。この選択除去の
ためには、硫酸（H2SO4）、過酸化水素
（H2O2）、水（H2O）を３：１：１に含有する溶
液中にウエーハを浸漬すればたりる。この溶液
は、インジユウム・ガリユウム・砒素
（InxGa1-xAs）のみを溶解しインジユウム・燐
（InP）は溶解しないからである。
第７の工程は、フオトレジスト薄膜７を一旦す
べて除去した後、再びフオトエツチング法を使用
して、ウエーハ表面の、受光部とガードリングと
に対応する領域以外の領域に二酸化シリコン
（SiO2）層を形成する工程である。この工程完了
後のウエーハ断面図を第２図に示す。図におい
て、８が第６の工程でインジユウム・ガリユウ
ム・砒素（InxGa1-xAs）をマスク層６から一部
溶解除去してマスク層６に形成された開口であ
り、９がこの工程で形成された二酸化シリコン
（SiO2）層である。
第８の工程は、前工程までに作られたウエーハ
にＰ型不純物を高濃度に拡散導入して、増倍層５
中に、受光部では深くガードリング部では浅く
PN接合を形成する工程である。この拡散工程は
500℃で二酸化カドミユウム（CdP2）をソースと
して実施することが可能であり、拡散の深さは本
実施例においては、受光部に対応する領域におい
て1.5μｍの深さに、すなわち、増倍層５中にＮ
型層が１μｍ残留する程度に、又、ガードリング
部において0.5μｍの深さに、すなわち、増倍層
５中にＮ型層が２μｍ残留する程度になされた。
この深さまで拡散するに約２時間必要であつた。
この工程完了後のウエーハ断面図を第３図に示
す。図において、１０がこの拡散工程で増倍層５
中に形成されたＰ型インジユウム・燐（InP）層
である。本工程の如き不純物拡散プロフアイルを
１回の熱拡散処理で実現するためには、上記した
インジユウム・ガリユウム・砒素
（InxGa1-xAs）マスク層６を使用する工程の代わ
りに、Ｎ型インジユウム・燐（InP）層５を受光
部に対応する領域においてエツチングし、表面に
凹部を形成しておいてからＰ型不純物を拡散する
工程を採用してもよい。
第10の工程は、前工程でマスクとして使用した
二酸化シリコン（SiO2）層９とＮ型インジユウ
ム・ガリユウム・砒素（InxGa1-xAs）よりなる
マスク層６を除去した後、増倍層５中に形成され
たＰ型インジユウム・燐（InP）層１０の表面の
受光部領域上には無反射コート膜としての二酸化
シリコン（SiO2）層を、電極配設領域上を除くガ
ードリング部とその周囲の増倍層５の表面には表
面保護膜としての二酸化シリコン（SiO2）層を、
夫々、形成する工程である。二酸化シリコン
（SiO2）層９の除去は弗酸と弗化アンモニウムの
混合液に浸漬することにより、又マスク層６の除
去は上記の第６の工程で使用したと同じ硫酸系溶
剤に浸漬することにより、夫々、可能である。
又、二酸化シリコン（SiO2）層の選択的形成は化
学的気相成長法とリソグラフイー法の併用により
可能である。この工程完了後のウエーハの断面図
を第４図に示す。図において、１１が無反射コー
ト膜であり、１２が表面保護膜であり、１３が電
極配設領域であり、無反射コート膜１１で覆われ
た受光部を囲む。
第11の工程は、電極配設領域１３に負電極を、
基板１の下面に正電極を、夫々、形成する工程で
ある。本実施例においては負電極は金・亜鉛
（AuZn）を、正電極は金・ゲルマニユウム
（AuGe）を、夫々蒸着して形成する。この工程
完了後の、すなわち、完成したAPDのウエーハ
断面図を第５図に示す。図において、１４が負電
極であり、１５が正電極である。
一例としてあげた以上の如き工程によつて製作
され、一例として第５図に示す如き構造を有する
APDについて、本発明に特有の作用効果を説明
する。上述のとおり、APDはその使用状態にお
いては、正電極１５に正電圧が、負電極１４に負
電圧が印加され、この電圧は増倍層５中に形成さ
れたPN接合にとつて逆バイアスであるから、PN
接合の両側に空乏層が広がる。そして、その空乏
層内各部の電界の強さの距離に対する変化率はそ
の各部の不純物濃度に比例するから、PN接合の
P+側には殆んど広がらず、中間層４、光吸収層
３の側には大きく広がる。しかも、増倍層５中の
PN接合には段差があるから、光吸収層３と増倍
層５のＮ型不純物濃度を８×1015個／cm3とし、中
間層４のＮ型不純物濃度を２×1016個／cm3とした
場合、受光部の表面から垂直方向に中間層４、光
吸収層３の側に測つた電界の強さ対距離の関係は
第６図に実線Ａで示したとおりとなり、一方、ガ
ードリング部の表面から垂直方向に中間層４、光
吸収層３の側に測つた電界の強さ対距離の関係は
第７図に実線Ｂで示したとおりとなり、相互に相
異なる。図は受光部とガードリング部で、夫々、
ブレークダウンしたときの電界分布を示すが、受
光部の状態を示す第６図においては、PN接合に
おける電界の強さは4.73×105V/cmであり、増倍
層５と中間層４との界面における電界の強さは
3.56×105V/cmであり、中間層４と光吸収層３と
の界面における電界の強さは2.10×105V/cmであ
る。一方、ガードリング部の状態を示す第７図に
おいては、PN接合における電界の強さは4.73×
105V/cmであり、増倍層５と中間層４との界面に
おける電界の強さは2.39×105V/cmであり、中間
層４と光吸収層３との界面における電界の強さは
0.93×105V/cmである。いづれの図においても、
実線とＸ軸とで囲まれる面積がブレークダウン電
圧を示し、受光部のブレークダウン電圧が75.6V
であり、ガードリング部のブレークダウン電圧が
90.2Vであり、これらの間には14.6Vの電圧差が
あるから、本発明の一実施例である第５図に示す
構造を有するAPDにあつては、アバランシエ現
象は受光部においてのみ発生し、ガードリング部
においては発生せず、所期の目的を達することが
できる。
次に、増倍層５と光吸収層３との間に不純物濃
度の高い且つバンドギヤツプが比較的大の中間層
４が介在しており、この層において電界の強さが
大きく降下するので、第７図から明らかなよう
に、受光部に対接する光吸収層３中の電界の強さ
は非常に小さくなる。そのため、本実施例にあつ
ては、受光部直径を100μｍと仮定した場合、イ
ンジユウム・ガリユウム・砒素・燐
（InxGa1-xAsyP1-x）の基礎吸収端波長である1.35
μｍの波長を有する光を受光して受光部でアバラ
ンシエ現象が発生したとき発生するトンネル電流
の最大値は８×10-14Aであり、1.65μｍの波長を
有する光を受光して受光部でアバランシエ現象が
発生したとき発生するトンネル電流の最大値は３
×10-8Aであり、他の原因によつて発生する暗電
流と比較して無視しうる程度であり、本発明の他
の目的であるトンネル電流の制限による暗電流の
減少も十分達成される。
第３に、過剰雑音係数が正孔と電子のイオン化
率比に指数函数的に従属して減少することは周知
である。又、正孔と電子のイオン化率比が電界の
強さの逆数に従属して増大することも周知であ
る。そこで、本実施例にあつては、増倍層５の不
純物濃度を低くすることにより、アバランシエ現
象発生時の電界の強さが低くされており、正孔と
電子のイオン化率比が大きくなるので、過剰雑音
が低減されている。このように、本発明の他の目
的である雑音の低下も達成されている。
本発明による他の実施例を第８図に基づいて次
に説明する。第８図ａはその構造断面であるが、
前記の実施例と本質的に相違している点はP+型
インジユウム・燐（InP）領域２０が平坦な深さ
に形成されていて、ガードリング用の浅い領域が
特別には設けられていないことにある。即ち、前
述のガードリング作用に関する説明から判るよう
に、中間層４の存在によつて、この中間層からの
距離が大である程接合の耐圧が増大することか
ら、Ｐ型領域周辺部分での耐圧は向上し、自己ガ
ードリング効果を生ずる。それ故本実施例素子で
もガードリング機能は得られることになる。
本実施例構造では、浅いガードリング用Ｐ型領
域を作るための特別のマスクが不要であるという
製造工程上の利点に加えて、先の実施例の如く浅
いガードリング用領域を別設した場合にはその接
合周縁の曲率半径が小となり、その部分で電界集
中を生じて設計値より耐圧が低くなり勝ちで、極
端な場合はガードリング機能が損われることにな
るが、このような問題が全く生じないという利点
もある。
第８図ａにおいて基板１及び各層２，３，５は
厚さ及び不純物濃度、更に半導体材料組成とも先
の実施例と全く同一である。Ｎ型インジユウム・
燐（InP）中間層４は厚み0.4μｍで３×1016個／
cm3の不純物濃度を有し、またＰ型領域２０は1.5
μｍの一様な深さに形成されている。他の絶縁層
１２、電極１４、無反射コート膜１１などの構成
は先の実施例と同様である。このときの接合面主
要部に沿う方向の耐圧分布を第８図ｂに示す。受
光部である接合面中央部分での耐圧は66.5Vであ
るのに対し、接合端部での耐圧は99.4Vに達する
よう周辺で耐圧が上昇する分布が得られ、従つて
十分なガードリング効果が得られる。尚、本実施
例でも暗電流や過剰雑音低減の効果に関しては先
の実施例と同様の利点を持つことは言うまでもな
い。
以上説明せるとおり、本発明によれば、(イ)ガー
ドリングに対接する領域において、受光部に対接
する領域におけるよりもブレークダウン電圧が高
くなり、受光部でのみアバランシエ現象し、確実
なガードリング効果があり、(ロ)光吸収層中におけ
るトンネル電流の発生が他の原因にもとづく暗電
流成分に比して無視しうる程度に小さくなり低暗
電流・低雑音特性が得られ、(ハ)正孔と電子のイオ
ン化率比が大きく、過剰雑音が少なく低雑音特性
が得られ、しかも、(ニ)プレーナ型であり、信頼性
も向上する等各種特性の改良されたAPDを提供
することができる。
なお、上記せる実施例においては、一例とし
て、インジユウム・燐（InP）とインジユウム・
ガリユウム・砒素・燐（InxGa1-xAsyP1-y）との
組み合わせとされているが、ガリユウム・アンチ
モン（GaSb）とガリユウム・アルミニユウム・
アンチモン（GaxAl1-xSb）との組み合わせをは
じめ他の−族化合物半導体結晶と−族混
晶との組み合わせも使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る一実施例における、第
５の工程完了後のウエーハ断面図であり、第２図
は、本発明に係る一実施例における、第７の工程
完了後のウエーハ断面図であり、第３図は、本発
明に係る一実施例における、第９の工程完了後の
ウエーハ断面図であり、第４図は、本発明に係る
一実施例における、第10の工程完了後のウエーハ
断面図であり、第５図は、本発明に係る一実施例
における、第11の工程完了後の、すなわち、完成
したAPDのウエーハ断面図である。第６図は、
第５図に示す構造のAPDの受光部における電界
の強さ対距離の関係を示す線図であり、第７図
は、第５図に示す構造のAPDのガードリング部
における電界の強さ対距離の関係を示す線図であ
り、第８図は本発明の他の実施例のAPD構造断
面及びその耐圧分布を示す図である。 １……基板、３……光吸収層、４……中間層、
５……増倍層、１１……無反射コート膜、１２…
…絶縁層、１４……他方の電極、１５……一方の
電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ (イ)その下面に一方の電極が配設され一導電型
    の不純物を含有する−族化合物半導体結晶よ
    りなる基板と、(ロ)該基板上に結晶格子整合の上形
    成され前記基板の含有する不純物と同一の導電型
    の不純物を比較的低濃度に含有する−族混晶
    よりなる層（光吸収層）と、(ハ)該光吸収層上に形
    成され前記不純物と同一の導電型の不純物を比較
    的高濃度に含有し且つ光吸収層よりバンドギヤツ
    プが大きな−族化合物半導体結晶よりなる薄
    層（中間層）と、(ニ)該中間層上に形成され前記不
    純物と同一の導電型の不純物を前記中間層の不純
    物濃度より低濃度に含有する−族化合物半導
    体結晶よりなる層（増倍層）とを有し、(ホ)該増倍
    層表層の一部領域には、前記不純物と異なる導電
    型の不純物を高濃度に含有する領域（受光部）を
    有することを特徴とするアバランシエフオトダイ
    オード型半導体受光素子。
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Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5854685A (ja) * 1981-09-28 1983-03-31 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> アバランシ・ホトダイオ−ド及びその製造方法
KR900000074B1 (ko) * 1981-10-02 1990-01-19 미쓰다 가쓰시게 광 검출용 반도체장치
FR2518817A1 (fr) * 1981-12-23 1983-06-24 Thomson Csf Photodiode a zones d'absorption et d'avalanche separees
JPS58154276A (ja) * 1982-03-10 1983-09-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> アバランシフオトダイオ−ド
DE3227263C2 (de) * 1982-07-21 1984-05-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur Herstellung einer planaren Avalanche-Fotodiode mit langwelliger Empfindlichkeitsgrenze über 1,3 &mu;
JPS5984589A (ja) * 1982-11-08 1984-05-16 Fujitsu Ltd アバランシフオトダイオード
JPS5994474A (ja) * 1982-11-19 1984-05-31 Nec Corp ヘテロ接合光検出器
US4611388A (en) * 1983-04-14 1986-09-16 Allied Corporation Method of forming an indium phosphide-boron phosphide heterojunction bipolar transistor
US4529996A (en) * 1983-04-14 1985-07-16 Allied Coporation Indium phosphide-boron phosphide heterojunction bipolar transistor
EP0150564A3 (en) * 1983-10-26 1986-05-14 AT&T Corp. Electronic device comprising a heterojunction
US4651187A (en) * 1984-03-22 1987-03-17 Nec Corporation Avalanche photodiode
US4586066A (en) * 1984-04-10 1986-04-29 Rca Inc. Avalanche photodetector
CA1228662A (en) * 1984-04-10 1987-10-27 Paul P. Webb Double mesa avalanche photodetector
CA1228663A (en) * 1984-04-10 1987-10-27 Paul P. Webb Photodetector with isolated avalanche region
CA1228661A (en) * 1984-04-10 1987-10-27 Rca Inc. Avalanche photodetector
JPH0824199B2 (ja) * 1984-05-31 1996-03-06 富士通株式会社 半導体受光素子の製造方法
JPS611064A (ja) * 1984-05-31 1986-01-07 Fujitsu Ltd 半導体受光装置
JPS61172381A (ja) * 1984-12-22 1986-08-04 Fujitsu Ltd ＩｎＰ系化合物半導体装置
FR2581482B1 (fr) * 1985-05-03 1987-07-10 Labo Electronique Physique Photodiode pin a faible courant de fuite
US4700209A (en) * 1985-10-30 1987-10-13 Rca Inc. Avalanche photodiode and a method of making same
JPS62259481A (ja) * 1986-04-15 1987-11-11 Fujitsu Ltd 半導体受光装置
EP0283699B1 (en) * 1987-03-23 1994-06-15 Hitachi, Ltd. Photoelectric conversion device
CA1280196C (en) * 1987-07-17 1991-02-12 Paul Perry Webb Avanlanche photodiode
JP2664158B2 (ja) * 1987-08-24 1997-10-15 株式会社日立製作所 半導体受光装置の製造方法
US4857982A (en) * 1988-01-06 1989-08-15 University Of Southern California Avalanche photodiode with floating guard ring
US5179430A (en) * 1988-05-24 1993-01-12 Nec Corporation Planar type heterojunction avalanche photodiode
JPH02159775A (ja) * 1988-12-14 1990-06-19 Toshiba Corp 半導体受光素子及びその製造方法
EP0437633B1 (en) * 1989-08-04 2000-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Photo-electric converter
US6127692A (en) * 1989-08-04 2000-10-03 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus
JPH03270277A (ja) * 1990-03-20 1991-12-02 Fujitsu Ltd 半導体受光素子
US6515315B1 (en) * 1999-08-05 2003-02-04 Jds Uniphase, Corp. Avalanche photodiode for high-speed applications
JP3910817B2 (ja) * 2000-12-19 2007-04-25 ユーディナデバイス株式会社 半導体受光装置
JP4170004B2 (ja) * 2002-03-28 2008-10-22 日本板硝子株式会社 化合物半導体積層膜構造
US7135715B2 (en) * 2004-01-07 2006-11-14 Cree, Inc. Co-doping for fermi level control in semi-insulating Group III nitrides
JP2006237186A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Mitsubishi Electric Corp 半導体受光素子およびその製造方法
JP4956944B2 (ja) * 2005-09-12 2012-06-20 三菱電機株式会社 アバランシェフォトダイオード
US7553734B2 (en) * 2005-10-17 2009-06-30 Princeton Lightwave, Inc. Method for forming an avalanche photodiode
JP2007129033A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Nippon Sheet Glass Co Ltd アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法
JP5015494B2 (ja) * 2006-05-22 2012-08-29 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体受光素子
FR2906082B1 (fr) * 2006-09-18 2008-10-31 Commissariat Energie Atomique Photodiode a avalanche
JP4520480B2 (ja) * 2007-03-29 2010-08-04 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 受光素子の製造方法
FR2938374B1 (fr) * 2008-11-10 2011-02-11 Commissariat Energie Atomique Photodetecteur a gain interne et detecteur comportant une matrice de tels photodetecteurs
JP2010268000A (ja) * 2010-08-11 2010-11-25 Go Foton Holdings Inc アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法
US9917156B1 (en) 2016-09-02 2018-03-13 IQE, plc Nucleation layer for growth of III-nitride structures
RU2654386C1 (ru) * 2016-12-27 2018-05-17 Акционерное общество "НПО "Орион" Способ изготовления планарного лавинного фотодиода
CN109841701B (zh) * 2017-11-24 2021-09-10 比亚迪半导体股份有限公司 光电二极管及其制造工艺
US11322639B2 (en) * 2020-04-09 2022-05-03 Globalfoundries U.S. Inc. Avalanche photodiode
US11316064B2 (en) 2020-05-29 2022-04-26 Globalfoundries U.S. Inc. Photodiode and/or PIN diode structures
US11611002B2 (en) 2020-07-22 2023-03-21 Globalfoundries U.S. Inc. Photodiode and/or pin diode structures
US11424377B2 (en) 2020-10-08 2022-08-23 Globalfoundries U.S. Inc. Photodiode with integrated, light focusing element
US12310124B2 (en) 2022-03-30 2025-05-20 Globalfoundries U.S. Inc. Photodiodes
US11949034B2 (en) 2022-06-24 2024-04-02 Globalfoundries U.S. Inc. Photodetector with dual doped semiconductor material
TWI886929B (zh) * 2024-04-29 2025-06-11 聯亞光電工業股份有限公司 光檢測元件

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3821777A (en) * 1972-09-22 1974-06-28 Varian Associates Avalanche photodiode
FR2408915A1 (fr) * 1977-11-10 1979-06-08 Thomson Csf Photodiode a heterojonction, fonctionnant en avalanche sous une faible tension de polarisation
JPS54124991A (en) * 1978-03-23 1979-09-28 Fujitsu Ltd Semiconductor luminous unit
JPS5572084A (en) * 1978-11-27 1980-05-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor photo-detector
US4213138A (en) * 1978-12-14 1980-07-15 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Demultiplexing photodetector
US4233090A (en) * 1979-06-28 1980-11-11 Rca Corporation Method of making a laser diode
JPS5654080A (en) * 1979-10-08 1981-05-13 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Avalanche photodiode

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JPS5793585A (en) 1982-06-10
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US4481523A (en) 1984-11-06

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