JPH0824199B2 - 半導体受光素子の製造方法 - Google Patents
半導体受光素子の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アバランシェ・フォト・ダイオード(aval
anche photo diode:APD)のような半導体受光素子を
製造する方法の改良に関する。
anche photo diode:APD)のような半導体受光素子を
製造する方法の改良に関する。
第6図は従来の技術を適用して製造された半導体受光
素子の要部切断側面図である。
素子の要部切断側面図である。
図に於いて、1はn+型InP基板、2はn型InPバッファ
層、3はn型InGaAs光吸収層、4はn型InGaAsP加速
層、5はn型InP電界制御層、6はn-型InP増倍層、7は
p+型InP受光領域、8は表面保護膜、9は無反射コーテ
ィング膜、10は例えばAu・Znからなるp側電極、11は例
えばAu・Geからなるn側電極をそれぞれ示している。
尚、図示されていないが、p+型InP受光領域7の周囲に
は例えばベリリウム(Be)を導入することに依りガード
・リングが形成されている。
層、3はn型InGaAs光吸収層、4はn型InGaAsP加速
層、5はn型InP電界制御層、6はn-型InP増倍層、7は
p+型InP受光領域、8は表面保護膜、9は無反射コーテ
ィング膜、10は例えばAu・Znからなるp側電極、11は例
えばAu・Geからなるn側電極をそれぞれ示している。
尚、図示されていないが、p+型InP受光領域7の周囲に
は例えばベリリウム(Be)を導入することに依りガード
・リングが形成されている。
図示の半導体受光素子では、実用上の充分な耐圧を得
る為、p+型InP受光領域7が存在するn-型InP増倍層6は
実質的に薄く、また、ガード・リングが存在するn-型In
P増倍層6は実質的に厚くする、所謂、埋め込み構造に
することが行われ、そして、この構造を得る為には、2
回に亙る液相エピタキシャル成長法の適用を必要とし、
しかも、そのように液相エピタキシャル成長法を2回に
亙って適用する場合、暗電流を低減させる為、1回目の
成長で得られた結晶層表面を0.5〔μm〕以上メルト・
バックして欠陥層を除去してから2回目の成長を行う必
要があり、更にまた、アバランシェ増倍を低電界領域で
発生させるとホールとエレクトロンのイオン化率差の関
係で低雑音化することができるので、第6図に見られる
半導体受光素子では、n型InP電界制御層5を設けるこ
とに依り、n-型InP増倍層6中の電界強度を制御してア
バランシェ増倍を起こす為のpn接合近傍の電界を低下さ
せ、併せてn型InGaAs光吸収層3及びn型InGaAsP加速
層4に高い電界が加わらないようにして暗電流の低下を
図っているが、このように電界を低下させるとアバラン
シェ増倍を起こす回数が減少するので、キャリヤを或る
程度長い距離走らせて前記回数の減少を補償する必要が
あり、従って、pn接合はn-型層中、即ち、n-InP増倍層
6中に形成されなければならない。
る為、p+型InP受光領域7が存在するn-型InP増倍層6は
実質的に薄く、また、ガード・リングが存在するn-型In
P増倍層6は実質的に厚くする、所謂、埋め込み構造に
することが行われ、そして、この構造を得る為には、2
回に亙る液相エピタキシャル成長法の適用を必要とし、
しかも、そのように液相エピタキシャル成長法を2回に
亙って適用する場合、暗電流を低減させる為、1回目の
成長で得られた結晶層表面を0.5〔μm〕以上メルト・
バックして欠陥層を除去してから2回目の成長を行う必
要があり、更にまた、アバランシェ増倍を低電界領域で
発生させるとホールとエレクトロンのイオン化率差の関
係で低雑音化することができるので、第6図に見られる
半導体受光素子では、n型InP電界制御層5を設けるこ
とに依り、n-型InP増倍層6中の電界強度を制御してア
バランシェ増倍を起こす為のpn接合近傍の電界を低下さ
せ、併せてn型InGaAs光吸収層3及びn型InGaAsP加速
層4に高い電界が加わらないようにして暗電流の低下を
図っているが、このように電界を低下させるとアバラン
シェ増倍を起こす回数が減少するので、キャリヤを或る
程度長い距離走らせて前記回数の減少を補償する必要が
あり、従って、pn接合はn-型層中、即ち、n-InP増倍層
6中に形成されなければならない。
第7図乃至第9図は第6図に関して説明した従来の技
術に依る半導体受光素子を製造する場合について解説す
る為の工程要所に於ける素子の要部切断側面図であり、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
術に依る半導体受光素子を製造する場合について解説す
る為の工程要所に於ける素子の要部切断側面図であり、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
第7図参照 (a) 液相エピタキシャル成長法を適用することに依
り、n+型InP基板1上にn型InPバッファ層2、n型InGa
As光吸収層3、n型InGaAsP加速層4、n型InP電界制御
層5を順に成長させる。
り、n+型InP基板1上にn型InPバッファ層2、n型InGa
As光吸収層3、n型InGaAsP加速層4、n型InP電界制御
層5を順に成長させる。
第8図参照 (b) プラズマ化学気相堆積法を適用することに依
り、窒化シリコン(Si3N4)膜を形成し、これをパター
ニングしてn型InP電界制御層5の表面を選択的に覆う
保護膜(図示せず)とする。
り、窒化シリコン(Si3N4)膜を形成し、これをパター
ニングしてn型InP電界制御層5の表面を選択的に覆う
保護膜(図示せず)とする。
(c) 前記保護膜をマスクとし、化学エッチング法を
適用することに依り、n型InP電界制御層5のメサ・エ
ッチングを行う。
適用することに依り、n型InP電界制御層5のメサ・エ
ッチングを行う。
第9図参照 (d) メサ・エッチングのマスクとして用いた前記保
護膜を除去してから、再び液相エピタキシャル成長法を
適用することに依り、n-型InP増倍層6を成長させる。
護膜を除去してから、再び液相エピタキシャル成長法を
適用することに依り、n-型InP増倍層6を成長させる。
第6図参照 (e) 例えば、カドミウム(Cd)の拡散を行ってp+型
InP受光領域7を形成し、この後、表面保護膜8、無反
射コーティング膜9、Au・Znからなるp側電極10、Au・
Geからなるn側電極11などを形成して完成する。
InP受光領域7を形成し、この後、表面保護膜8、無反
射コーティング膜9、Au・Znからなるp側電極10、Au・
Geからなるn側電極11などを形成して完成する。
前記説明した従来技術に於ける工程(d)では第2回
目の液相エピタキシャル成長を行うことに依ってn-型In
P増倍層6を形成している。
目の液相エピタキシャル成長を行うことに依ってn-型In
P増倍層6を形成している。
ところが、この際、第1回目の液相エピタキシャル成
長で形成され、且つ、メサ・エッチングされたn型InP
電界制御層5の表面は不均一にメルト・バックされるの
で、その結果、かなり荒れたものとなる。
長で形成され、且つ、メサ・エッチングされたn型InP
電界制御層5の表面は不均一にメルト・バックされるの
で、その結果、かなり荒れたものとなる。
このn型InP電界制御層5の表面には直接高電界が加
わり、増倍率の分布に関連を有している為、表面が荒れ
ている場合、該表面とp+型InP領域7との間に在るn-型I
nP増倍層6で発生するアバランシェ増倍の面内分布が不
均一となる欠点がある。
わり、増倍率の分布に関連を有している為、表面が荒れ
ている場合、該表面とp+型InP領域7との間に在るn-型I
nP増倍層6で発生するアバランシェ増倍の面内分布が不
均一となる欠点がある。
第10図は第6図に見られる従来技術で製造された半導
体受光素子に於けるアバランシェ増倍率の分布を表す線
図である。
体受光素子に於けるアバランシェ増倍率の分布を表す線
図である。
図に於いて、山型に隆起している部分は受光部分に於
けるアバランシェ増倍率を示すものであって、分布はか
なり不均一であることが看取できよう。
けるアバランシェ増倍率を示すものであって、分布はか
なり不均一であることが看取できよう。
本発明では、この種の半導体受光素子に於けるアバラ
ンシェ増倍率の分布が均一となるようにする。
ンシェ増倍率の分布が均一となるようにする。
本発明に依る半導体受光素子の製造方法に於いては、
第1回目の結晶成長で光吸収層を有する基板上に増倍層
までの所要各結晶層を形成する工程と、次いで、表面か
ら前記光吸収層に達しない範囲で少なくとも前記増倍層
をメサエッチングする工程と、次いで、第2回目の結晶
成長で結晶層を形成する工程と、次いで、表面から前記
増倍層内に達する不純物領域の形成を行い該増倍層内に
pn接合を設定する工程とが含まれてなることを特徴とす
る。
第1回目の結晶成長で光吸収層を有する基板上に増倍層
までの所要各結晶層を形成する工程と、次いで、表面か
ら前記光吸収層に達しない範囲で少なくとも前記増倍層
をメサエッチングする工程と、次いで、第2回目の結晶
成長で結晶層を形成する工程と、次いで、表面から前記
増倍層内に達する不純物領域の形成を行い該増倍層内に
pn接合を設定する工程とが含まれてなることを特徴とす
る。
このようにすると、第2回目の結晶成長でメルト・バ
ックされるのは、第1回目の結晶成長で最上層となった
増倍層の表面であり、該増倍層とその下の電界制御層と
の界面は結晶成長したままの良好な状態を維持してい
る。
ックされるのは、第1回目の結晶成長で最上層となった
増倍層の表面であり、該増倍層とその下の電界制御層と
の界面は結晶成長したままの良好な状態を維持してい
る。
また、受光領域である前記不純物領域に於ける底面、
即ち、pn接合は前記増倍層内に設定されている。
即ち、pn接合は前記増倍層内に設定されている。
従って、該pn接合と前記電界制御層との間の増倍層で
発生するアバランシェ増倍は均一に分布する。
発生するアバランシェ増倍は均一に分布する。
即ち、本発明では、第1回目の結晶成長層と第2回目
の結晶成長層との間の界面がp型不純物領域内に位置す
れば良いものである。
の結晶成長層との間の界面がp型不純物領域内に位置す
れば良いものである。
第1図は本発明一実施例に依り製造された半導体受光
素子の要部切断側面図であり、第6図に関して説明した
部分と同部分は同記号で指示してある。
素子の要部切断側面図であり、第6図に関して説明した
部分と同部分は同記号で指示してある。
図示の半導体受光素子が第6図に示した従来技術に依
って製造された半導体受光素子と相違する点は、n型In
P電界制御層5のみでなくn-型InP増倍層6もメサ・エッ
チングされていて、その上にn-型InP増倍層6と同じの
新たな結晶層、即ち、n-型InP層12が形成され、また、p
+型InP受光領域7は、そのアバランシェ増倍に最も深い
関連を有する底面、従って、それに依り生成されるpn接
合がn-型InP増倍層6内に存在するように形成されてい
る。
って製造された半導体受光素子と相違する点は、n型In
P電界制御層5のみでなくn-型InP増倍層6もメサ・エッ
チングされていて、その上にn-型InP増倍層6と同じの
新たな結晶層、即ち、n-型InP層12が形成され、また、p
+型InP受光領域7は、そのアバランシェ増倍に最も深い
関連を有する底面、従って、それに依り生成されるpn接
合がn-型InP増倍層6内に存在するように形成されてい
る。
第2図乃至第4図は第1図に示されている半導体受光
素子を製造する場合について解説する為の工程要所に於
ける素子の要部切断側面図であり、以下、各図を参照し
つつ工程を説明する。尚、各図では、第1図に関して説
明した部分と同部分は同記号で指示してある。
素子を製造する場合について解説する為の工程要所に於
ける素子の要部切断側面図であり、以下、各図を参照し
つつ工程を説明する。尚、各図では、第1図に関して説
明した部分と同部分は同記号で指示してある。
第2図参照 (a) 液相エピタキシャル成長法を適用することに依
り、n+型InP基板1上にn型InPバッファ層2、n型InGa
As光吸収層3、n型InGaAsP加速層4、n型InP電界制御
層5、n-型InP増倍層6の各々を順に成長させる。
り、n+型InP基板1上にn型InPバッファ層2、n型InGa
As光吸収層3、n型InGaAsP加速層4、n型InP電界制御
層5、n-型InP増倍層6の各々を順に成長させる。
第3図参照 (b) プラズマ化学気相堆積法を適用することに依
り、窒化シリコン膜を形成し、これを通常のフォト・リ
ソグラフィ技術を適用することに依ってパターニングし
てn-型InP増倍層6の表面を選択的に覆う保護膜とす
る。
り、窒化シリコン膜を形成し、これを通常のフォト・リ
ソグラフィ技術を適用することに依ってパターニングし
てn-型InP増倍層6の表面を選択的に覆う保護膜とす
る。
(c) 前記保護膜をマスクとし、化学エッチング法を
適用することに依り、n-型InP増倍層6及びn型InP電界
制御層5のメサ・エッチングを行う。
適用することに依り、n-型InP増倍層6及びn型InP電界
制御層5のメサ・エッチングを行う。
第4図参照 (d) メサ・エッチングのマスクとして用いた前記窒
化シリコンからなる保護膜を除去してから、再び液相エ
ピタキシャル成長法を適用することに依り、n-型InP層1
2を成長させる。
化シリコンからなる保護膜を除去してから、再び液相エ
ピタキシャル成長法を適用することに依り、n-型InP層1
2を成長させる。
第1図参照 (e) 適当なマスクを形成してからカドミウムの拡散
を行ってp+型InP受光領域7を形成する。
を行ってp+型InP受光領域7を形成する。
この場合、pn接合がn-型InP増倍層6内に存在するよ
うにp+型InP受光領域7の深さを制御する。尚、この程
度の制御は、現今の技術では再現性良く行うことができ
る。
うにp+型InP受光領域7の深さを制御する。尚、この程
度の制御は、現今の技術では再現性良く行うことができ
る。
(f) この後、表面保護膜8、無反射コーティング膜
9、Au・Znからなるp側電極10、Au・Geからなるn側電
極11などを形成して完成する。
9、Au・Znからなるp側電極10、Au・Geからなるn側電
極11などを形成して完成する。
第1図に見られる半導体受光素子の構造では、前記工
程(d)で第2回目の液相エピタキシャル成長でメルト
・バックされる結晶層はn-型InP増倍層6の表面であ
り、この表面が如何に荒れたとしても、完成された場
合、p+型InP受光領域7の一部となってしまい、電界は
加わらない部分となり、増倍率分布には寄与しないこと
になる。
程(d)で第2回目の液相エピタキシャル成長でメルト
・バックされる結晶層はn-型InP増倍層6の表面であ
り、この表面が如何に荒れたとしても、完成された場
合、p+型InP受光領域7の一部となってしまい、電界は
加わらない部分となり、増倍率分布には寄与しないこと
になる。
第5図は第1図に見られる半導体受光素子に於けるア
バランシェ増倍率の分布を表し、第10図と同様な図であ
る。
バランシェ増倍率の分布を表し、第10図と同様な図であ
る。
図に於いて、頂面が略平坦な山型に隆起している部分
は受光部分に於けるアバランシェ増倍率を示している。
は受光部分に於けるアバランシェ増倍率を示している。
この図と第10図とを比較すると、本発明に依り製造さ
れた半導体受光素子に於けるアバランシェ増倍率の分布
が極めて均一であり、改善効果が顕著であることが理解
できよう。
れた半導体受光素子に於けるアバランシェ増倍率の分布
が極めて均一であり、改善効果が顕著であることが理解
できよう。
本発明に依る半導体受光素子の製造方法に於いては、
第1回目の結晶成長で光吸収層を有する基板上に増倍層
までの所要各結晶層を形成する工程と、次いで、表面か
ら前記光吸収層に達しない範囲で少なくとも前記増倍層
をメサエッチングする工程と、次いで、第2回目の結晶
成長で結晶層を形成する工程と、次いで、表面から前記
増倍層内に達する不純物領域の形成を行い該増倍層内に
pn接合を設定する工程とが含まれていることを特徴とす
る。
第1回目の結晶成長で光吸収層を有する基板上に増倍層
までの所要各結晶層を形成する工程と、次いで、表面か
ら前記光吸収層に達しない範囲で少なくとも前記増倍層
をメサエッチングする工程と、次いで、第2回目の結晶
成長で結晶層を形成する工程と、次いで、表面から前記
増倍層内に達する不純物領域の形成を行い該増倍層内に
pn接合を設定する工程とが含まれていることを特徴とす
る。
このような工程を採ると、第2回目の結晶成長を行う
際、欠陥層を除去する為にメルト・バックされるのは増
倍層の表面であり、しかも、そのメルト・バックが行わ
れた表面は素子が完成された場合に受光領域となる不純
物領域内に存在することになり、該表面に高電界が印加
されることはなく、従って、アバランシェ増倍には何等
寄与しない。そして、アバランシェ増倍は結晶成長され
たままの状態を維持している電界制御層と増倍層との界
面及び前記不純物領域の底面の間に在る増倍層で発生す
るものであり、その分布は極めて均一である。
際、欠陥層を除去する為にメルト・バックされるのは増
倍層の表面であり、しかも、そのメルト・バックが行わ
れた表面は素子が完成された場合に受光領域となる不純
物領域内に存在することになり、該表面に高電界が印加
されることはなく、従って、アバランシェ増倍には何等
寄与しない。そして、アバランシェ増倍は結晶成長され
たままの状態を維持している電界制御層と増倍層との界
面及び前記不純物領域の底面の間に在る増倍層で発生す
るものであり、その分布は極めて均一である。
第1図は本発明一実施例に依って製造された半導体受光
素子の要部切断側面図、第2図乃至第4図は第1図に見
られる半導体受光素子を製造する場合を説明する為の工
程要所に於ける素子の要部切断側面図、第5図は第1図
に見られる半導体受光素子のアバランシェ増倍率の分布
を示す線図、第6図は従来技術に依って製造された半導
体受光素子の要部切断側面図、第7図乃至第9図は第6
図に見られる半導体受光素子を製造する場合を説明する
為の工程要所に於ける素子の要部切断側面図、第10図は
第6図に見られる半導体受光素子のアバランシェ増倍率
の分布を示す線図をそれぞれ表している。 図に於いて、1はn+型InP基板、2はn型InPバッファ
層、3はn型InGaAs光吸収層、4はn型InGaAsP加速
層、5はn型InP電界制御層、6はn-型InP増倍層、7は
p+型InP受光領域、8は表面保護膜、9は無反射コーテ
ィング膜、10は例えばAu・Znからなるp側電極、11は例
えばAu・Geからなるn側電極、12はn-型InP層をそれぞ
れ示している。
素子の要部切断側面図、第2図乃至第4図は第1図に見
られる半導体受光素子を製造する場合を説明する為の工
程要所に於ける素子の要部切断側面図、第5図は第1図
に見られる半導体受光素子のアバランシェ増倍率の分布
を示す線図、第6図は従来技術に依って製造された半導
体受光素子の要部切断側面図、第7図乃至第9図は第6
図に見られる半導体受光素子を製造する場合を説明する
為の工程要所に於ける素子の要部切断側面図、第10図は
第6図に見られる半導体受光素子のアバランシェ増倍率
の分布を示す線図をそれぞれ表している。 図に於いて、1はn+型InP基板、2はn型InPバッファ
層、3はn型InGaAs光吸収層、4はn型InGaAsP加速
層、5はn型InP電界制御層、6はn-型InP増倍層、7は
p+型InP受光領域、8は表面保護膜、9は無反射コーテ
ィング膜、10は例えばAu・Znからなるp側電極、11は例
えばAu・Geからなるn側電極、12はn-型InP層をそれぞ
れ示している。
Claims (1)
- 【請求項1】第1回目の結晶成長で光吸収層を有する基
板上に増倍層までの所要各結晶層を形成する工程と、 次いで、表面から前記光吸収層に達しない範囲で少なく
とも前記増倍層をメサエッチングする工程と、 次いで、第2回目の結晶成長で結晶層を形成する工程
と、 次いで、表面から前記増倍層内に達する不純物領域の形
成を行い該増倍層内にpn接合を設定する工程と が含まれてなることを特徴とする半導体受光素子の製造
方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59109434A JPH0824199B2 (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 半導体受光素子の製造方法 |
CA000482350A CA1256549A (en) | 1984-05-31 | 1985-05-24 | Avalanche photodiode made by mesa etch process |
KR8503768A KR900000209B1 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-30 | Manufacture of semiconductor a photo diode and avalanche photodiode |
DE8585303862T DE3580189D1 (de) | 1984-05-31 | 1985-05-31 | Herstellungsverfahren einer lawinenphotodiode und so hergestellte lawinenphotodiode. |
EP85303862A EP0163546B1 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-31 | Process for fabricating an avalanche photodiode and an avalanche photodiode thus-obtained |
US07/090,432 US4840916A (en) | 1984-05-31 | 1987-08-21 | Process for fabricating an avalanche photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59109434A JPH0824199B2 (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 半導体受光素子の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60254675A JPS60254675A (ja) | 1985-12-16 |
JPH0824199B2 true JPH0824199B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=14510145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59109434A Expired - Lifetime JPH0824199B2 (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 半導体受光素子の製造方法 |
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EP (1) | EP0163546B1 (ja) |
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JPH02202071A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Toshiba Corp | 半導体受光素子及びその製造方法 |
DE69127644T2 (de) * | 1990-03-02 | 1998-02-05 | Canon Kk | Fotoelektrische Übertragungsvorrichtung |
US5260560A (en) * | 1990-03-02 | 1993-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric transfer device |
US5596186A (en) * | 1993-12-08 | 1997-01-21 | Nikon Corporation | High sensitivity silicon avalanche photodiode |
JP2762939B2 (ja) * | 1994-03-22 | 1998-06-11 | 日本電気株式会社 | 超格子アバランシェフォトダイオード |
US5446308A (en) * | 1994-04-04 | 1995-08-29 | General Electric Company | Deep-diffused planar avalanche photodiode |
JP4010337B2 (ja) * | 1995-02-02 | 2007-11-21 | 住友電気工業株式会社 | pin型受光素子およびpin型受光素子の製造方法 |
US5610416A (en) * | 1995-02-16 | 1997-03-11 | Hewlett-Packard Company | Avalanche photodiode with epitaxially regrown guard rings |
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US5866936A (en) * | 1997-04-01 | 1999-02-02 | Hewlett-Packard Company | Mesa-structure avalanche photodiode having a buried epitaxial junction |
JPH10326907A (ja) * | 1997-05-26 | 1998-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 受光素子,及びその製造方法 |
JP4220688B2 (ja) * | 2001-02-26 | 2009-02-04 | 日本オプネクスト株式会社 | アバランシェホトダイオード |
US7072557B2 (en) * | 2001-12-21 | 2006-07-04 | Infinera Corporation | InP-based photonic integrated circuits with Al-containing waveguide cores and InP-based array waveguide gratings (AWGs) and avalanche photodiodes (APDs) and other optical components containing an InAlGaAs waveguide core |
KR100766174B1 (ko) * | 2002-02-01 | 2007-10-10 | 피코메트릭스 인코포레이티드 | 개선된 광검출기 |
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CN1633699A (zh) * | 2002-02-01 | 2005-06-29 | 派克米瑞斯公司 | 电荷控制雪崩光电二极管及其制造方法 |
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FR3000610B1 (fr) | 2012-12-31 | 2015-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Structure semiconductrice du type photodiode a avalanche a faible temps de reponse et procede de fabrication d'une telle photodiode |
JP2018156984A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | 光検出素子 |
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JPS5671985A (en) * | 1979-11-19 | 1981-06-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor light receiving system |
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JPS5731183A (en) * | 1980-08-01 | 1982-02-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Compound semiconductor avalanche photodiode |
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JPS57112084A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Fujitsu Ltd | Avalanche photodiode |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59109434A patent/JPH0824199B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-05-24 CA CA000482350A patent/CA1256549A/en not_active Expired
- 1985-05-30 KR KR8503768A patent/KR900000209B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-05-31 DE DE8585303862T patent/DE3580189D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-05-31 EP EP85303862A patent/EP0163546B1/en not_active Expired - Lifetime
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1987
- 1987-08-21 US US07/090,432 patent/US4840916A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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US4840916A (en) | 1989-06-20 |
KR900000209B1 (en) | 1990-01-23 |
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JPS60254675A (ja) | 1985-12-16 |
KR850008558A (ko) | 1985-12-18 |
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DE3580189D1 (de) | 1990-11-29 |
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