專利名稱：對光接收信號具有高線性度信號電流的光電二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管腳型光電二極管，它對光接收信號具有高線性度的信號電流并且實(shí)現(xiàn)了寬帶高速的特性。具體而言，本發(fā)明涉及一種管腳型光電二極管，它防止了空穴在光學(xué)吸收層與p型半導(dǎo)體層(鄰近光學(xué)吸收層)之間的界面(或邊界)處不需要地堆積，從而消除了信號電流的調(diào)制變形。
管腳型光電二極管具有多層結(jié)構(gòu)，其中在p型半導(dǎo)體層與n型半導(dǎo)體層之間夾持一層低載流子濃度的i型半導(dǎo)體層。特別是，例如通過在n型InP襯底11上依次外延生長n型層12、n-型GaInAsP層13、InGaAs層14、p-型GaInAsP、p-型InP層16以及p+-型GaInAs層19構(gòu)造出如同8所示的波導(dǎo)型光電二極管。在上述p+型GaInAs層19上形成了光電二極管的p-電極17，而在n-型InP襯底11的下表面(背面)形成了n-電極。Ti/Pt/Au用作p-電極，而AuGeNi/Au用作n電極18。
前述InGaAs層14為低雜質(zhì)濃度的半導(dǎo)體層，其具有足以接收光信號的光學(xué)吸收邊緣波長，并且具有相應(yīng)的帶寬能量，起著光學(xué)吸收層的作用。n-型GaInAsP層13和靠近光學(xué)吸收層的p-型GaInAsP層15都是光學(xué)限制層，其中前述的GaInAsP作為一層半導(dǎo)體層，其折射率小于光學(xué)吸收層的折射率，并且不吸收入射光線從而使光線充分地導(dǎo)入光電二極管。n-型InP層12和p-型InP層16為涂層，它們的作用是使入射光線充分地局限在光學(xué)吸收層和光學(xué)限制層內(nèi)從而加速光學(xué)吸收。因此，由于前述InP的折射率低于光學(xué)吸收層和光學(xué)限制層的折射率，所以它被用作涂層。
上述結(jié)構(gòu)的光電二極管被應(yīng)用于當(dāng)在p-電極17與n-電極18之間施加反向偏壓時的情況。反向偏壓在光學(xué)吸收層內(nèi)形成了耗盡層。當(dāng)光線L入射到處于該狀態(tài)下的光電二極管端面時，光線L被導(dǎo)向由光學(xué)吸收層和光學(xué)限制層組成的核心層并進(jìn)入光學(xué)吸收層。隨后，在光學(xué)吸收層的耗盡層內(nèi)，通過接收光學(xué)能量發(fā)生了光電轉(zhuǎn)換，并且產(chǎn)生了與光強(qiáng)對應(yīng)的信號電荷。該信號電荷經(jīng)過前述的p-電極17和n-電極18作為信號電流輸出。
信號電荷中的空穴，特別是質(zhì)量較大的那種，在到達(dá)p-電極17之前有時會產(chǎn)生不需要的堆積。當(dāng)p-型GaInAsP層15(作為光波導(dǎo)層)和p-型InP層16(作為涂層)中能帶的勢能尖峰較大時，在其界面處會產(chǎn)生不需要的空穴堆積。當(dāng)p-型GaInAsP層15(作為光波導(dǎo)層)和InGaAs層14(作為光學(xué)吸收層)中能帶的勢能尖峰較大時，在其界面處會產(chǎn)生不需要的空穴堆積。這種空穴不需要的堆積會引起上述信號電流的變形。
但是，對于質(zhì)量較小的信號電荷中的電子，很少會使信號電流變形。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種管腳狀光波導(dǎo)型光電二極管，它可以獲取高線性度的電流，由于沒有不需要的空穴堆積，所以響應(yīng)光接收信號的信號電流不會變形(調(diào)制變形較小)。
特別是在本發(fā)明中，針對下列事實(shí)，即光學(xué)吸收層與光波導(dǎo)層之間界面處的勢能尖峰很大程度上依賴于光學(xué)吸收層與光波導(dǎo)層之間的能帶失配，提供了一種管腳光電二極管，其中光學(xué)吸收層與p-型半導(dǎo)體層(靠近光學(xué)吸收層)之間的價(jià)帶能級差異不大于0.05eV。
常溫下空穴的能量分布寬度是用波爾茲曼參數(shù)k和溫度T表示的熱能量(大約0.025eV)的兩倍左右。因此，本發(fā)明提供了一種光電二極管，其中例如即使在未施加偏壓的狀態(tài)下空穴也通過熱能量導(dǎo)電，從而限制了空穴不需要堆積引起的變形。
特別是，提供了一種管腳狀光電二極管，其中通過采用低雜質(zhì)濃度的GaInAsP作為形成光學(xué)吸收層的半導(dǎo)體和將p-型AlInAsP作為p-型半導(dǎo)體層使得每層的價(jià)帶能級相等，或者使價(jià)帶能級之差減少到可以忽略的程度，從而避免了界面上空穴不需要的堆積。
比較好的是，光學(xué)吸收層由吸收邊緣波長從1.65-1.55微米的GaInAsP層組成，而p-型半導(dǎo)體層由吸收邊緣波長短于光學(xué)吸收層(即1.55-1.30微米)的p-型AlGaInAs層組成。這提供了能以高線性度探測波長為1.55微米光信號的管腳狀光電二極管。
不同的是，光學(xué)吸收層由吸收邊緣波長為1.56-1.36微米的GaInAsP層組成，而p-型半導(dǎo)體層由吸收邊緣波長為1.30-1.14微米的p-型AlGaInAs層組成。這提供了能以高線性度探測波長為1.3微米光信號的管腳狀光電二極管。
具體而言，本發(fā)明提供一種光電二極管，它包括由形成于n-型InP襯底上的n-型InP層或者n-型AlInAs層組成的n涂層；由形成于n涂層上的n-型GaInAsP層或者n-型AlGaInAs層組成的n光學(xué)限制層，它不吸收波長為1.55微米(或者1.3微米)的光線并且其晶格與n涂層匹配；由形成于n光波導(dǎo)層上的非摻雜或者n-型低摻雜的GaInAs層或GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層，它吸收波長為1.55微米(或者1.3微米)的光線并且其晶格與n光波導(dǎo)層匹配；
由形成于光學(xué)吸收層上的p-型AlGaInAs層組成的p光波導(dǎo)層，它不吸收波長為1.55微米(或者1.3微米)的光線并且其晶格與光吸收層匹配；以及由在p光波導(dǎo)層上形成的p-型GaInAsP層或者p-型AlGaInAs層組成的p涂層，它不吸收波長為1.55微米(或者1.3微米)的光線并且其晶格與光波導(dǎo)層匹配，其中光線平行于各層入射。
而且本發(fā)明還提供一種波導(dǎo)光電二極管，它在p-型InP襯底上包含了與上述相反的半導(dǎo)體層。
本發(fā)明還提供一種面入射型光電二極管，它包含由形成于n-型InP襯底上的非摻雜或者n-型低摻雜的GaInAs層或GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層；形成于光學(xué)吸收層上的吸收邊緣波長為1.55-1.14微米的AlGaInAs；以及通過擴(kuò)散或者離子注入p型雜質(zhì)形成于AlGaInAs層內(nèi)的p型區(qū)域。


圖1為表示按照本發(fā)明一個實(shí)施例的光電二極管構(gòu)造的示意圖；圖2為表示圖1所示光電二極管制造過程第一步的示意圖；圖3為表示圖1所示光電二極管制造過程第二步的示意圖；圖4為表示圖1所示光電二極管制造過程第三步的示意圖；圖5A為表示AlGaInAs的吸收邊緣波長為1.3微米而GaInAsP的吸收邊緣波長為1.65微米時能隙和價(jià)帶能級的能帶圖；圖5B為圖5A中GaInAsP的吸收邊緣波長改變?yōu)槭沟肁lGaInAs與GaInAsP的價(jià)帶能級失配為零時的能帶圖；圖5C為圖5B中GaInAsP的吸收邊緣波長改變?yōu)槭沟肁lGaInAs與GaInAsP的價(jià)帶能級反轉(zhuǎn)時的能帶圖；圖5D為圖5C中GaInAsP的吸收邊緣波長改變?yōu)槭沟肁lGaInAs與GaInAsP的導(dǎo)帶能級失配為零時的能帶圖；圖5E為圖5D中GaInAsP的吸收邊緣波長改變?yōu)槭沟肎aInAsP的能隙大于AlGaInAs的能隙時的能帶圖；圖6為表示AlGaInAs和GaInAsP的能隙與吸收邊緣波長之間的關(guān)系以及AlGaInAs與GaInAsP價(jià)帶能級相等時的條件；圖7為表示按照本發(fā)明另一個實(shí)施例的光電二極管構(gòu)造的示意圖；圖8為表示普通光電二極管構(gòu)造的剖面圖。
按照本發(fā)明一個實(shí)施例的管腳結(jié)構(gòu)的光電二極管具有如同1所示的多層結(jié)構(gòu)。
特別是，當(dāng)在第一步中制作用于探測波長為1.55微米光線的光接收單元時，如圖2所示，采用金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積(MOCVD)法在載流子濃度為4×1018cm-3的n-型InP襯底1上外延生長一層由載流子濃度為1×1018cm-3的n-型InP層組成的n涂層2。而且在n-型涂層2上外延生長一層由載流子濃度為1×1018cm-3而吸收邊緣波長為1.3微米的n-型GaInAsP層組成的n光波導(dǎo)層3。而且，在n-型光波導(dǎo)層3上外延生長一層由吸收邊緣波長為1.6微米的i-型GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層4作為非摻雜或者低摻雜濃度的半導(dǎo)體。
例如，形成厚度為0.5微米的上述n涂層，形成厚度為1微米的n光波導(dǎo)層3，以及形成厚度為0.1微米的光吸收層4。但是，比較好的是厚度約為0.4微米的區(qū)域(n光波導(dǎo)層3與光學(xué)吸收層4接觸的區(qū)域)為非摻雜的。
接著，作為第二個步驟，采用分子束外延(MBE)方法在圖2所示半導(dǎo)體層上外延生長一層由載流子濃度為1×1018cm-3而吸收邊緣波長為1.4微米的p-型AlGaInAs組成的p波導(dǎo)層5。在p光波導(dǎo)層5上外延生長一層由載流子濃度為1×1018cm-3的AlInAs組成的p涂層6，并且在p涂層6上外延生長一層載流子濃度為2×1019cm-3的p型GaInAs層組成的接觸層7。
例如，形成厚度為2微米的上述p光波導(dǎo)層5，形成厚度為2微米的p涂層6，以及形成厚度為0.4微米的接觸層7。但是，比較好的是厚度約為0.4微米的區(qū)域(p光波導(dǎo)層5與光學(xué)吸收層4接觸的區(qū)域)為非摻雜的。
在第二步中采用MBE方法的原因是與MOCVD方法相比，可以在同質(zhì)結(jié)處形成狹窄的界面，而且半導(dǎo)體層與上述光學(xué)吸收層的晶格匹配并具有極佳的性質(zhì)，特別是上述p光波導(dǎo)層5，同時借助層厚可以在單層水平上控制的事實(shí)生長p涂層6。
接著，作為第三步，如圖4所示，通過光刻方法依次去除上述的接觸層7、p涂層6、p光波導(dǎo)層5、光吸收層4以及n光波導(dǎo)層3的上半部分，留出長度例如為200微米的條狀單元區(qū)域。
接著在條狀區(qū)域的兩側(cè)形成絕緣層8。例如采用聚酰亞氨層或者氮化硅層與聚酰亞氨層的組合作為該絕緣層。而且在條狀區(qū)域的接觸層7上形成光刻掩膜(未畫出)，并且利用光刻掩膜在條狀區(qū)域的頂部形成開孔。在形成這樣的絕緣層8之后，去除光刻掩膜。隨后在條狀區(qū)域的接觸層7和接觸層7兩側(cè)的絕緣層8上形成由Ti/Pt/Au層組成的p電極9。上述n-型InP襯底的背面接地從而使得厚度約為100微米，在InP襯底的背面形成由AuGeNi/Au層組成的n電極10。
隨后去除條狀區(qū)域的中央，并形成元件的隔離，由此完成了如圖1所示的元件構(gòu)造的光電二極管。
對于由如上所述制造方法制造的光電二極管，組成光學(xué)吸收層的半導(dǎo)體層的吸收邊緣波長與半導(dǎo)體層的能帶能量緊密相關(guān)。半導(dǎo)體層吸收邊緣波長可以通過將半導(dǎo)體層能量除以普郎克常數(shù)h確定。因此，生長作為光學(xué)吸收層4或者n光波導(dǎo)層3和p光波導(dǎo)層3的半導(dǎo)體層類型確定為晶格匹配而能帶能量等于普郎克常數(shù)乘以吸收邊緣波長的半導(dǎo)體層。在該實(shí)施例中，如上所述，將GaInAsP確定為構(gòu)成光學(xué)吸收層4的半導(dǎo)體層，而將AlGaInAs確定為構(gòu)成光波導(dǎo)層3和5的半導(dǎo)體層。
通過對構(gòu)成光學(xué)吸收層4的GaInAsP層與構(gòu)成光波導(dǎo)層3和5的AlGaInAs之間界面能帶圖，即每一半導(dǎo)體層能帶和價(jià)帶能級的研究，得到了下面的結(jié)果。利用計(jì)算機(jī)模擬和光熒光下量子阱光發(fā)射結(jié)果進(jìn)行了研究。
研究的結(jié)果如下所述。當(dāng)AlGaInAs層的能隙固定為0.95eV而與InP襯底晶格匹配的GaInAsP層的能隙從0.75eV變化至1.3eV時，AlGaInAs層和GaInAsP層能帶圖的變化如圖5A-5E所示。但是，圖5A-5E示出了AlGaInAs層和GaInAsP層內(nèi)導(dǎo)帶和價(jià)帶的能級，而省略了勢能峰谷和尖峰。
如圖5A所示，當(dāng)GaInAsP層的能隙Eg2低于AlGaInAs層的能隙Eg1時，AlGaInAs層和GaInAsP層價(jià)帶能量Ev1和Ev2之間的關(guān)系為|Ev1|＞|Ev2|。當(dāng)GaInAsP層的能隙增加時，在如圖5B所示的條件下價(jià)帶的能帶失配逐漸減小并減少為零。
當(dāng)GaInAsP層的能隙從該狀態(tài)進(jìn)一步增加至Eg1＝Eg2的狀態(tài)時，如圖5C所示，每層的價(jià)帶能隙變?yōu)閨EV1|＜|Ev2|。當(dāng)GaInAsP層的能隙進(jìn)一步增加時，如圖5D所示，每層導(dǎo)帶的能級變得相等。當(dāng)GaInAsP層的能隙進(jìn)一步增加至Eg1＞Eg2時，如圖5E所示，GaInAsP層的導(dǎo)帶能級高于AlGaInAs層的導(dǎo)帶能級，并且每層價(jià)帶能級之間的關(guān)系為|EV1|＜|Ev2|。
圖6示出了能隙與AlGaInAs層和GaInAsP層的吸收邊緣波長之間在AlGaInAs層的價(jià)帶能級Ev1等于GaInAsP層的價(jià)帶能級Ev2和Ev＝0時的關(guān)系。
對于如上制造的光電二極管，根據(jù)圖6所示的關(guān)系確定了構(gòu)成光學(xué)吸收層4的GaInAsP層和構(gòu)成p光波導(dǎo)層5的吸收絕緣波長或價(jià)帶能級。有效質(zhì)量大的空穴較易到通帶失配引的勢能尖峰的阻擋，從而在界面處防止了不需要的以地堆積。
對于如上制造的光電二極管，光學(xué)吸收層4為吸收邊緣為1.6微米的i-型GaInAsP層，而靠近光學(xué)吸收層4的p光波導(dǎo)層5由吸收邊緣波長為1.45微米并與InP襯底晶格匹配的p-型AlGaInAs層組成。由圖6所示的關(guān)系可見，由吸收邊緣波長為1.6微米的i-GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層的價(jià)帶能級和由吸收邊緣波長為1.45微米的p-型AlGaInAs層組成的p光波導(dǎo)層5的價(jià)帶能級設(shè)定得幾乎相等。
因此，在引入光線的光學(xué)吸收層4內(nèi)，接收光能而發(fā)生光電轉(zhuǎn)換生成的電荷的質(zhì)量較大的空穴從p光波導(dǎo)層5移動至p-型涂層5而不會受界面的影響。即，空穴移動的方式是它在光學(xué)吸收層4與p光波導(dǎo)層5之間界面處的運(yùn)動不受阻擋，即不會產(chǎn)生不需要的堆積。因此，經(jīng)電極9和10輸出的信號電流不會變形，從而可以產(chǎn)生對光接收信號具有較好線性度的無變形信號電流。
特別是，在光波導(dǎo)型光電二極管上，測量到1.55微米波長的調(diào)制變形，并且評價(jià)了它的特性。通過在光纖端面10微米處施加-5V的偏壓進(jìn)行測量。測量的條件是調(diào)制頻率為250MHz和244MHz而調(diào)制調(diào)制深度為70％。此時確認(rèn)的是對于平均輸入功率為0dbm時第二和第三內(nèi)調(diào)制變形為-90dBct-110dBc。該測量結(jié)果為普通的光電二管相比，改善了20d。
另一方面，作為本發(fā)明另一個實(shí)施例，為了實(shí)現(xiàn)用于探測波長為1.3微米的光電二極管，生長了吸收緣波長為1.46微米的i-型GaInAsP層作為前述的光學(xué)吸收層4。而且，生長了吸收邊緣波長為1.15微米的p-型AlInAs層作為靠近該光學(xué)吸收層4和p光波導(dǎo)層。但是，其它的半導(dǎo)體層與上述實(shí)施例的相同。
對于包含如圖6所示光學(xué)吸收層4和p光波導(dǎo)層的波導(dǎo)型光電二極管，由吸收邊緣波長為1.46微米的i-型GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層4的價(jià)帶能級幾乎接近由吸收邊緣波長為1.15微米的p-型AlInAs層組成的光學(xué)吸收層5的價(jià)帶能級。
因此，即使在波長為1.3微米的光波導(dǎo)型光電二極管上，在光學(xué)吸收層與p光波導(dǎo)層之間的界面處也不會產(chǎn)生不需要的空穴堆積。由此獲得了響應(yīng)光接收信號的高線性度無變形信號電流。特別是，按照前面實(shí)施例的方式研究了光波導(dǎo)型光電二極管上波長為1.3微米的光調(diào)制變形。當(dāng)測量條件相同時，可以確認(rèn)第二和第三子調(diào)制較好，分別為-80dBc和-105dBc。
而且，作為另一個實(shí)施例，為了實(shí)現(xiàn)用于探測波長為1.5微米的光電二極管，生長了吸收邊緣波長為1.65微米的i-型GaInAs層作為前述的光學(xué)吸收層4。而且，生長了吸收邊緣波長為1.4微米的p-型AlGaInAs層作為靠近該光學(xué)吸收層4的p光波導(dǎo)層。但是，其它的半導(dǎo)體層與上述實(shí)施例的相同。
在這種情況下，如圖6所示，由吸收邊緣波長為1.65微米的i-型GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層的價(jià)帶能級從由吸收邊緣波長為1.45微米的p-型AlGaInAs層組成的光學(xué)吸收層5的價(jià)帶能級略微移動。但是能級差異較小，所以明顯地阻止了有光學(xué)吸收層4與p光吸收層5之間界面處的不需要堆積。因此，響應(yīng)光接收信號的信號電流很少會產(chǎn)生變形。
本發(fā)明不僅可以用于上述實(shí)施例的光波導(dǎo)型光電二極管，而且可以用于面入射型光電二極管。即，由于光波導(dǎo)型光電二極管將光線平行于外延生長并吸收光線的半導(dǎo)體層引入，所以它的優(yōu)點(diǎn)是不易發(fā)生光吸收的局部集中并且變形較小。而且，光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的載流子的運(yùn)動距離較短，從而使得變形較小。
但是，如果光線吸收層的厚度減少到使得光接收靈敏度沒有變壞從而縮短了載流子的運(yùn)動距離，并且入射范圍最大，則可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度面入射型光電二極管。在這種情況下，假定價(jià)帶能極差異很小，則作為靠近光吸收層的p半導(dǎo)體層，消除了空穴不需要堆積的原因。
按照這樣制造的表面入射光電二極管，n-型InP層25作用是作為n-型AlGaInAs低變形插入層24的防氧化層。由于n-型InP層25的厚度為3nm，所以不會影響光接收的靈敏度、電流/電壓特性變壞和增加調(diào)制變形。
當(dāng)光線入射到光電二極管的頂面時，對于波長為1.0-1.6微米的光線獲得了0.9A/W以上的靈敏度。特別是當(dāng)n-型GaInAs光學(xué)吸收層23內(nèi)產(chǎn)生的電荷導(dǎo)電時，阻止了n-AlGaInAs內(nèi)表面復(fù)合電流的產(chǎn)生，從而在波長較短的情況下也獲得了較高的光接收靈敏度。
通過透鏡使光線聚焦并入射在表面入射型光電二極管上以進(jìn)行特性測試。此時，焦點(diǎn)故意移動從而使光線均勻地照射到直徑為50微米的環(huán)形區(qū)域。施加了-10V的偏壓，并在與前面實(shí)施例相同的條件下測試了調(diào)制變形。因此，可以確認(rèn)的是第二和第三子變形具有較好的數(shù)值，對于平均輸入功率為0dBm的情況，分別為-75dBc和-100dBc。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例。雖然在上述實(shí)施例中利用MOCVD方法或者M(jìn)BE方法形成半導(dǎo)體層，但是也可以利用氣態(tài)源MBE或CBE方法生長半導(dǎo)體層。特別是所有的半導(dǎo)體都可以采用MOCVD方法生長。在這種情況下，比較好的是采用InP層作為涂層。而且，可以將未摻雜或低濃度摻雜的GaInAs用作光學(xué)吸收層，并且將AlGaInAs用作靠近光學(xué)吸收層的p半導(dǎo)體層。
權(quán)利要求
1.一種管腳狀光電二極管，其特征在于包含由GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層和由靠近光學(xué)吸收層的p-型AlGaInAs層組成的p-型半導(dǎo)體層。
2.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其特征在于由GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層與由靠近光學(xué)吸收層的p-型AlGaInAs層組成的p-型半導(dǎo)體層之間的價(jià)帶失配差設(shè)定得不大于0.05eV。
3.如權(quán)利要求2所述的光電二極管，其特征在于光學(xué)吸收層由吸收邊緣波長從1.65-1.55微米的GaInAsP層組成，而p-型半導(dǎo)體層由吸收邊緣波長為1.55-1.30微米的p-型AlGaInAs層組成。
4.如權(quán)利要求2所述的光電二極管，其特征在于光學(xué)吸收層由吸收邊緣波長為1.56-1.36微米的GaInAsP層組成，而p-型半導(dǎo)體層由吸收邊緣波長為1.30-1.14微米的p-型AlGaInAs層組成。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光電二極管，其特征在于其為光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
6.一種管腳狀光電二極管，其特征在于包括n-型InP襯底；由形成于n-型InP襯底上的n-型InP層或者n-型AlInAs層組成的n涂層，其晶格與n型InP襯底匹配；由形成于n涂層上的n-型GaInAsP層或者n-型AlGaInAs層組成的n光波導(dǎo)層，n-型GaInAsP層或者n-型AlGaInAs層不吸收波長為1.55微米的光線并且其晶格與n型InP襯底匹配；由形成于n光波導(dǎo)層上的非摻雜或者低摻雜的GaInAs層或GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層，GaInAs層或GaInAsP層吸收波長為1.55微米的光線并且其晶格與n光波導(dǎo)層匹配；由形成于光學(xué)吸收層上的p-型AlGaInAs層或者p-型AlGaInAs層組成的p光波導(dǎo)層，p-型AlGaInAs層或者p-型AlGaInAs層不吸收波長為1.55微米的光線并且其晶格與光學(xué)吸收層匹配；以及由在p光波導(dǎo)層上形成的p-型InP層或者p-型AlGaInAs層組成的p涂層，p-型InP層或者p-型AlGaInAs層不吸收波長為1.55微米的光線并且其晶格與p光波導(dǎo)層匹配，其中光線平行于各層入射。
7.一種波導(dǎo)光電二極管，其特征在于包含n-型InP襯底；由形成于n-型InP襯底上的n-型InP層或者n-型AlInAs層組成的n涂層，其晶格與n型InP襯底匹配；由形成于n涂層上的n-型GaInAsP層或者n-型AlGaInAs層組成的n光波導(dǎo)層，n-型GaInAsP層或者n-型AlGaInAs層不吸收波長為1.3微米的光線并且其晶格與n型InP襯底匹配；由形成于n光波導(dǎo)層上的非摻雜或者低摻雜的GaInAs層或GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層，GaInAs層或GaInAsP層吸收波長為1.3微米的光線并且其晶格與n光波導(dǎo)層匹配；由形成于光學(xué)吸收層上的p-型AlGaInAs層或者p-型AlGaInAs層組成的p光波導(dǎo)層，p-型AlGaInAs層或者p-型AlGaInAs層不吸收波長為1.3微米的光線并且其晶格與光學(xué)吸收層匹配；以及由在p光波導(dǎo)層上形成的p-型InP層或者p-型AlGaInAs層組成的p涂層，p-型InP層或者p-型AlGaInAs層不吸收波長為1.3微米的光線并且其晶格與p光波導(dǎo)層匹配，其中光線平行于各層入射。
8.如權(quán)利要求1-4所述的光電二極管，其特征在于所述光電二極管為面入射型，并包含n-型InP襯底；由形成于n-型InP襯底上的非摻雜或者n-型低摻雜的GaInAs層或GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層；形成于光學(xué)吸收層上的吸收邊緣波長為1.55-1.14微米的AlGaInAs；以及通過擴(kuò)散或者離子注入p型雜質(zhì)形成于AlGaInAs層內(nèi)的p型區(qū)域。
全文摘要
一種管腳狀光電二極管，它包括n-型InP襯底；由n-型InP層或者n-型AlInAs層組成的n涂層；由n-型GaInAsP層或者n-型AlGaInAs層組成的n光波導(dǎo)層；由非摻雜或者低摻雜的GaInAs層或GaInAsP層組成的光學(xué)吸收層；由p-型AlGaInAs層或者p-型AlGaInAs層組成的p光波導(dǎo)層；以及由p-型Inp層或者p-型AlGaInAs層組成的p涂層，其中光線平行于各層入射。
文檔編號H01L31/102GK1168540SQ9612317
公開日1997年12月24日 申請日期1996年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月21日
發(fā)明者西片一昭, 入川理德 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社