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【2021年版】アバランシェフォトダイオード メーカー10社一覧

アバランシェフォトダイオードのメーカー10社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


アバランシェフォトダイオードとは

アバランシェフォトダイオードとはAPDとも呼ばれ、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができるフォトダイオード(PD)の一つです。光の検知や具体的な強弱などの検出に用いられます。特徴として、超高速で優れた応答性を持っています。また、電子なだれを発生させてアバランシェ増幅を引き起こすことが可能です。これにより、強い逆電圧を印加することで増幅機能を持つ特性があり、微弱な光信号も検出することができます。

アバランシェフォトダイオードの使用用途

APDはPDの一つですが、その特徴から少し用途が異なります。PDは光量や光の強弱を測定したり光信号を検出したりする場合に利用され、私たちが使う様々な製品に組み込まれています。例えばリモコンでは、赤外線光線を受信できる装置として組み込まれています。APDも同様に光の検出に利用されますが、一般的なPDでは検出できないほど弱い光でもAPDならば検出可能です。これは印加された高い逆電圧によりアバランシェ増幅が起こり、微弱な光でも大きな変化になって検出できるからです。

アバランシェフォトダイオードの原理

聞き慣れない「アバランシェ」という言葉ですが、日本語にすると「なだれ」という意味があります。その名の通り、APDは高い逆電圧を印加させることで電子なだれを引き起こします。電子なだれとは一つの電子の衝突が原因となって、次々に電子が生み出されていく現象のことです。この場合は、半導体の原子に衝突した光子が電子を発生させ、この電子は印加された高電圧によって加速されます。そして、加速された電子は高速で他の原子とぶつかり、次々と電子を生み出していきます。この現象は「なだれ」のように電子を発生させて増幅することから「アバランシェ増幅」と言います。

構造としては半導体のp型とn型が結合したpn接合をしていますが、キャリア濃度が異なるp層が存在します。通常のpn接合部分に、キャリア濃度の高いp層とキャリア濃度の低いp層が重なっている構造です。キャリア濃度の低いp層は光を吸収して正孔を発生させます。pn接合のp層は、発生した電子を高電圧によって加速して電子なだれを発生させることで、アバランシェ増幅を引き起こしているのです。検出した光が弱いと発生する電子と正孔も少ないですが、この増幅によって何倍もの電子を発生させることができ、微弱な光の検出に役立ちます。

アバランシェフォトダイオードの長所、短所

アバランシェフォトダイオードでは、以下の性質が長所として挙げられます。

  • 高い受光感度
  • 高速応答
  • 高い信頼性

上記のようなハイクオリティな機能を提供する一方で、使用する際に高い逆電圧を必要とすることやアバランシェ増倍の効果が温度に依存して変化してしまうといった短所もあります。

アバランシェフォトダイオードの世界市場

アバランシェフォトダイオードの世界市場は、2019年には1億5,000万ドルに達し、2020年から2027年までに3.5%のCAGRが予測されており、2027年には2億ドル以上の市場規模に達する見込みとなっております。

アバランシェフォトダイオードは、航空宇宙関連、IT関連、メディカル関連など様々なエンド向けに使用ができるため、非常に汎用性の高いものであり、今後の市場拡大が期待されています。

市場拡大が見込まれている中で、市場の伸長要因、抑制要因は以下の通りとなっています。

  • 市場伸長要因
    光学技術産業への応用、メディカル関連の診断デバイス、システム需要の増加、発展途上国でのデジタル化が急速に進んできていることが市場の伸長要因と考えられています。
  • 市場抑制要因
    アバランシェフォトダイオードを使用する上での、技術、特性上の問題がアバランシェフォトダイオードの汎用性に制限をかけており、この点が市場伸長の抑制要因といえます。

アバランシェフォトダイオードの開発

アバランシェフォトダイオードには、高い逆電圧が必要なこと、増倍率が温度依存性であるといった点が不便であるため、より簡単にデバイスが使用できるように、低い逆電圧で使用が可能なアバランシェフォトダイオードの研究開発が行われております。

その他にも、表面実装型のCSP(Chip Size Package)アバランシェフォトダイオード、外乱光の影響を阻害するアバランシェフォトダイオード、増倍率の均一性が保たれた大面積アバランシェフォトダイオードなど様々なタイプが研究開発されています。

参考文献
https://www.cybernet.co.jp/optical/course/word/a09.html
http://yoshikawa-lab.imr.tohoku.ac.jp/APD/apd-j.html
http://denkou.cdx.jp/Opt/PD01/PDF1_11.html
https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/03_handbook.pdf
https://www.jiji.com/jc/article?k=000000454.000067400&g=prt#:~:text

アバランシェフォトダイオードのメーカー情報

アバランシェフォトダイオードのメーカー10社一覧


アバランシェフォトダイオードのメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 浜松ホトニクス株式会社
  2. 2 株式会社京都セミコンダクター
  3. 3 株式会社オプトサイエンス

設立年の新しい会社

  1. 1 株式会社 ゴーフォトン
  2. 2 セブンシックス株式会社
  3. 3 directindustry

歴史のある会社

  1. 1 浜松ホトニクス株式会社
  2. 2 FITリーディンテックス株式会社
  3. 3 ケイエルブイ株式会社

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