JPS6220382A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
- Publication number
- JPS6220382A JPS6220382A JP60159899A JP15989985A JPS6220382A JP S6220382 A JPS6220382 A JP S6220382A JP 60159899 A JP60159899 A JP 60159899A JP 15989985 A JP15989985 A JP 15989985A JP S6220382 A JPS6220382 A JP S6220382A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- laminated
- electrodes
- metal layer
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- Pending
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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〕
本発明は、化合物半導体を用いて、モノリシ・ツクにト
ランジスタと集積化するのに好適とされる光半導体装置
と１−７てＭＳＭフォト・ダイオードが知られている。
ランジスタと集積化するのに好適とされる光半導体装置
と１−７てＭＳＭフォト・ダイオードが知られている。
ＭＳＭフォト・ダイオードの電極＋４料としてＷＳｉｘ
を用いて暗電流を減少さ一ロることは既に提案されてい
るが、更に透明電極材料を併用することにより光感度の
改善を行った。
を用いて暗電流を減少さ一ロることは既に提案されてい
るが、更に透明電極材料を併用することにより光感度の
改善を行った。
本発明は、Ｍ Ｓ Ｍ （Ｍｅｔａｌ Ｓｅｍｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｏｒＭｅｔａｌ）フォト・ダイオ−１−を有
する光半導体装置の光感度の改善に関する。
ｎｄｕｃｔｏｒＭｅｔａｌ）フォト・ダイオ−１−を有
する光半導体装置の光感度の改善に関する。
化合物半導体、中でもＧａＡｓ 、ＩｎＰ等の材料とシ
ョットキー障壁を形成せる金属電極を有するＭＳＭフォ
Ｉ・・ダイオードは、その波長感度あるいは応答速度の
点より将来性が注目されている。
ョットキー障壁を形成せる金属電極を有するＭＳＭフォ
Ｉ・・ダイオードは、その波長感度あるいは応答速度の
点より将来性が注目されている。
更に、ＧａＡｓ半導体を用いた光半導体装置では、同一
４板十にＧａＡｓＦＥＴを容易にモノリシックに形成す
ることが可能で、光集積回路として応用の範囲が広く期
待されているが、なお特性−Ｌ解決すべき問題が残され
ていて改善が要望されている。
４板十にＧａＡｓＦＥＴを容易にモノリシックに形成す
ることが可能で、光集積回路として応用の範囲が広く期
待されているが、なお特性−Ｌ解決すべき問題が残され
ていて改善が要望されている。
従来の技術によるＭＳＭ７Ａｉ・・ダイオードの構造を
図面により説明する。
図面により説明する。
第２図はＧａＡｓＭＳＭフォト・ダイオ−１′の要部平
面図を表し、第３図は、第２図にてＸ−Ｘ線で切断せる
要部断面図を示す。
面図を表し、第３図は、第２図にてＸ−Ｘ線で切断せる
要部断面図を示す。
図において、１は半絶縁性Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２はノ
ンドープＧａＡｓ能動層、４及び５はそれぞれ櫛歯状の
電極を示す。
ンドープＧａＡｓ能動層、４及び５はそれぞれ櫛歯状の
電極を示す。
光は櫛歯状電極４．５の隙間に入射するが、受光感度を
上げるために、この領域には無反射コーテイング膜とし
てＳｉ３Ｎ４膜３が積層されている。
上げるために、この領域には無反射コーテイング膜とし
てＳｉ３Ｎ４膜３が積層されている。
第２図、第３図ではフォト・ダイオード素子のみを図示
しているが、同一基板上の別の領域に、更にｎ型ＧａＡ
ｓ層を積層し、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極
を設けることによりＭＥＳＦＥＴ （Ｍｅｔａｌ Ｓ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆ １ｅｌｄ Ｅ ｆ
ｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）を形成することが可
能である。
しているが、同一基板上の別の領域に、更にｎ型ＧａＡ
ｓ層を積層し、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極
を設けることによりＭＥＳＦＥＴ （Ｍｅｔａｌ Ｓ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆ １ｅｌｄ Ｅ ｆ
ｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）を形成することが可
能である。
上記に説明せる電極４．５の材料として、通常半導体装
置に多く用いられるＡ７！を使用すると、ＭＳＭフォト
・ダイオ−（゛の構造では暗電流が大きくなりＳ／Ｎ比
が低下するという問題を生ずる。
置に多く用いられるＡ７！を使用すると、ＭＳＭフォト
・ダイオ−（゛の構造では暗電流が大きくなりＳ／Ｎ比
が低下するという問題を生ずる。
この理由を第４図のＭＳＭフォト・ダイオードのエネル
ギー・ハンド図を用いて簡単に説明する。
ギー・ハンド図を用いて簡単に説明する。
図面においてＭは金属電極部、Ｓは半導体層を表し、図
面の左側の電極にＶポルトの負のバイアス電圧が印加さ
れた状態を示す。
面の左側の電極にＶポルトの負のバイアス電圧が印加さ
れた状態を示す。
６及び７は、それぞれ半導体層の伝導帯と価電子帯のエ
ネルギー・レベルを示し、ψ、９は伝導帯へのバリア・
ハイ（・、φ、ｐを価電子帯へのバリア・ハイドとする
。
ネルギー・レベルを示し、ψ、９は伝導帯へのバリア・
ハイ（・、φ、ｐを価電子帯へのバリア・ハイドとする
。
暗電流としての注入電子成分ｊ、、及び注入ホール成分
ｊｌ、は、それぞれバリア・ハイドφ、わ、ψ、ｐを乗
り越えて流入する電流成分であり、暗電流を最も少なく
するには、Ｊｅ＋Ｊｈのそれぞれに対してバリア・ハイ
ドを、はぼ同しくする下記の条件を満たせば良い。
ｊｌ、は、それぞれバリア・ハイドφ、わ、ψ、ｐを乗
り越えて流入する電流成分であり、暗電流を最も少なく
するには、Ｊｅ＋Ｊｈのそれぞれに対してバリア・ハイ
ドを、はぼ同しくする下記の条件を満たせば良い。
φ１．．″ｑ’ＡＢｇ＝ ｌφ、２（
ここでＥｇは半導体層のエネルギー・ギャップを表す。
上記の条件を満たす金属材料としてＷＳｊ、が好適であ
ることは、本発明者によって既に提案されている。（出
願口 昭６０年５月２５日）〔発明が解決しようとする
問題点〕 上記に述べた、ＭＳＭフォト・ダイオードの電極にＷＳ
ｉｘを用いる方法では、電極面での光の透過率が低いた
め半導体層の面積を有効に利用出来ないという問題を生
ずる。即ち、櫛歯状電極の隙間に入射せる光のみを利用
していることになる。
ることは、本発明者によって既に提案されている。（出
願口 昭６０年５月２５日）〔発明が解決しようとする
問題点〕 上記に述べた、ＭＳＭフォト・ダイオードの電極にＷＳ
ｉｘを用いる方法では、電極面での光の透過率が低いた
め半導体層の面積を有効に利用出来ないという問題を生
ずる。即ち、櫛歯状電極の隙間に入射せる光のみを利用
していることになる。
ＷＳｉ、の電極の厚さを小にして光の透過率を良くする
には、ＷＳｉｘの抵抗率が高いので電極抵抗が大きくな
り、厚さを充分小さくすることが出来ない。
には、ＷＳｉｘの抵抗率が高いので電極抵抗が大きくな
り、厚さを充分小さくすることが出来ない。
ショットキー障壁を形成しうるメタル層としてＷＳｉ、
電極を用いつつ、電極抵抗を大きくせず、且つ光の透過
率を上昇させることによりＭＳＭフォト・ダイオードの
感度を上昇させることが改善点となる。
電極を用いつつ、電極抵抗を大きくせず、且つ光の透過
率を上昇させることによりＭＳＭフォト・ダイオードの
感度を上昇させることが改善点となる。
上記問題点は、ＷＳｉ、には暗電流を減少させるショッ
トキー・バリアの機能のみをもたせ、電極導電体として
の機能は、別の透明電極材料を使用することよりなる本
発明の構造によって解決される。
トキー・バリアの機能のみをもたせ、電極導電体として
の機能は、別の透明電極材料を使用することよりなる本
発明の構造によって解決される。
即ち、半導体能動層の上にショットキー・バリアを形成
するメタル層を極めて薄く、光の透過し得る厚さで積層
した後、メタル層上に透明電極層を積層して低抵抗の電
極を形成することにより感 Ｉ度の増大
をはかることが出来る。
するメタル層を極めて薄く、光の透過し得る厚さで積層
した後、メタル層上に透明電極層を積層して低抵抗の電
極を形成することにより感 Ｉ度の増大
をはかることが出来る。
メタル層としてＷＳｉｘ層は充分薄く積層されているが
、ショットキー・バリアとしての機能には問題がなく、
且つ光は大部分半導体層まで透過させる。
、ショットキー・バリアとしての機能には問題がなく、
且つ光は大部分半導体層まで透過させる。
電極材料としての抵抗を小さくするためには、光透過性
の良い積層を、Ｗ Ｓ ｉ Ｘ層−ヒに形成することに
より問題は無くなる。
の良い積層を、Ｗ Ｓ ｉ Ｘ層−ヒに形成することに
より問題は無くなる。
つまりショットキー・バリア用の薄いメタル層と光透過
性の厚い導電層とを積層するものである。
性の厚い導電層とを積層するものである。
本発明による一実施例を図面により詳細説明する。半導
体装置の基本的構成としては第２図、第３図にて説明−
（）るものと久きく変わらない。
体装置の基本的構成としては第２図、第３図にて説明−
（）るものと久きく変わらない。
本発明の特徴は、電極部の構ｉ当６にあるので、この部
分を拡大した第１図により説明する。半絶縁性ｃａＡｓ
、１＆１のトにノン１−プＧ ａ Ａ ｓ層２が積層さ
れ、これに電極４，５を形成ずろ。
分を拡大した第１図により説明する。半絶縁性ｃａＡｓ
、１＆１のトにノン１−プＧ ａ Ａ ｓ層２が積層さ
れ、これに電極４，５を形成ずろ。
′電極は２層にて構成され、先ずショソＩキー・ハＩＪ
−ｆ一層とＪ、、 ７ （７’） Ｗ Ｓ ｉ 、層８
を１．００〜２００人の厚さく１こ積層する。Ｓｉ の
混晶比率Ｘは０．６４曲後６．７ｊバふｌｌ島、最も好
結果が得を二＋ ｆ＋る、でとは既に提案・ｌる方法と
同様である。
−ｆ一層とＪ、、 ７ （７’） Ｗ Ｓ ｉ 、層８
を１．００〜２００人の厚さく１こ積層する。Ｓｉ の
混晶比率Ｘは０．６４曲後６．７ｊバふｌｌ島、最も好
結果が得を二＋ ｆ＋る、でとは既に提案・ｌる方法と
同様である。
次いで、ＷＳｉＸ８の−にに透明電極層９４０．５〜１
．０ 、＋、ｒｍ積層する。透明電極層の材料とと７で
Ｇ、１、Ｉ ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ”Ｉ”ｉｎ ０ｘｉ
ｄｅ）あるいはＳ ｎ Ｏ２が用いられる。
．０ 、＋、ｒｍ積層する。透明電極層の材料とと７で
Ｇ、１、Ｉ ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ”Ｉ”ｉｎ ０ｘｉ
ｄｅ）あるいはＳ ｎ Ｏ２が用いられる。
これらの電極層は幅、及び間隔をそれぞれ約３μｍにパ
ターンニングされ、交りに電極４朽び５とし−Ｃ接続さ
れたパターンを形成する。
ターンニングされ、交りに電極４朽び５とし−Ｃ接続さ
れたパターンを形成する。
以トの構造で電極部の光透過率は、はｔ、７８０％の値
を確保することが出来る。従って受光面のほぼ全域にわ
たって有効電流の発７４−に寄与することになる。
を確保することが出来る。従って受光面のほぼ全域にわ
たって有効電流の発７４−に寄与することになる。
第１図でｔ才省略１−７でいるが、第３図で説明せる無
反射′コーディング膜としＣのＳｉ３Ｎ４膜３を塗布す
ることにより、感度の−・層の向■−を期待出来ること
は論を）したない。
反射′コーディング膜としＣのＳｉ３Ｎ４膜３を塗布す
ることにより、感度の−・層の向■−を期待出来ること
は論を）したない。
以［−に説明−１８ろごとく、本発明の光半導体装置の
構造を適用する、−とＧごよりＭＳＭフォト・ダイ：４
−１としｒは暗電流の少ｔＩ″く、Ｈつ感度の高い素子
が形成さ１する。史にＭ Ｉｉ、 Ｓ Ｆ Ｅ Ｔを同
−基板十に集積化１．て形成することＧＪ′より光築積
回路としての洒４１へは大きい。
構造を適用する、−とＧごよりＭＳＭフォト・ダイ：４
−１としｒは暗電流の少ｔＩ″く、Ｈつ感度の高い素子
が形成さ１する。史にＭ Ｉｉ、 Ｓ Ｆ Ｅ Ｔを同
−基板十に集積化１．て形成することＧＪ′より光築積
回路としての洒４１へは大きい。
また本願はＷＳ ｉゆ層に物質を限定されない。
第１図は本発明にかかわる光′−１′導体装置の電極部
構造を説明する断面図、 第２図ばＭＳＭフィト・ダイオ−１の要部平面図、 第３図は第２図６．二示ずＸ−Ｘ線で切断せる要部断面
図、 第４図はＭｓＭ−，７：ｔト・ダイオ・−１の特性説明
のためのエネルギー・ハント図、 を示ず。 図面において、 １は半絶縁性ＧａＡｓ基板、 ２はノンドープＧ ａ Ａ ｓ能動層、３は５ｉａＮ４
膜（無反射ｍ１−５インク膜）、４．５は電極、 ６は伝導帯、 ７は価電子帯、 ８ばメタル層（ＷＳｉＸ層）、 ９ば透明電極層、 をそれぞれ示す。
構造を説明する断面図、 第２図ばＭＳＭフィト・ダイオ−１の要部平面図、 第３図は第２図６．二示ずＸ−Ｘ線で切断せる要部断面
図、 第４図はＭｓＭ−，７：ｔト・ダイオ・−１の特性説明
のためのエネルギー・ハント図、 を示ず。 図面において、 １は半絶縁性ＧａＡｓ基板、 ２はノンドープＧ ａ Ａ ｓ能動層、３は５ｉａＮ４
膜（無反射ｍ１−５インク膜）、４．５は電極、 ６は伝導帯、 ７は価電子帯、 ８ばメタル層（ＷＳｉＸ層）、 ９ば透明電極層、 をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＭＳＭフォト・ダイオードにおいて、半導体能動層（２
）の上に該半導体能動層とショットキー障壁を形成した
メタル層（８）を光の透過し得る厚さにて積層した後、 該メタル層上に透明電極層（９）を積層したことを特徴
とする光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159899A JPS6220382A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159899A JPS6220382A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220382A true JPS6220382A (ja) | 1987-01-28 |
Family
ID=15703604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159899A Pending JPS6220382A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220382A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH022693A (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体受光素子 |
| JPH03104175A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体受光素子 |
| WO2001015241A1 (en) * | 1999-08-21 | 2001-03-01 | Mat Science Tech Co., Ltd. | Ultraviolet-ray detecting device |
| JP2012508459A (ja) * | 2008-11-12 | 2012-04-05 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 改良された大面積光検出器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915389A (ja) * | 1972-05-17 | 1974-02-09 | ||
| JPS56111273A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor photodetecting device |
| JPS57126179A (en) * | 1981-01-29 | 1982-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | Schottky type photo detector |
| JPS5812378A (ja) * | 1981-04-20 | 1983-01-24 | ヒューズ・エアクラフト・カンパニー | 高速度光電性検出素子およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP60159899A patent/JPS6220382A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915389A (ja) * | 1972-05-17 | 1974-02-09 | ||
| JPS56111273A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor photodetecting device |
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| JPS5812378A (ja) * | 1981-04-20 | 1983-01-24 | ヒューズ・エアクラフト・カンパニー | 高速度光電性検出素子およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH022693A (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体受光素子 |
| JPH03104175A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体受光素子 |
| WO2001015241A1 (en) * | 1999-08-21 | 2001-03-01 | Mat Science Tech Co., Ltd. | Ultraviolet-ray detecting device |
| JP2012508459A (ja) * | 2008-11-12 | 2012-04-05 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 改良された大面積光検出器 |
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