JPH02202071A - 半導体受光素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体受光素子及びその製造方法Info
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- JPH02202071A JPH02202071A JP1021070A JP2107089A JPH02202071A JP H02202071 A JPH02202071 A JP H02202071A JP 1021070 A JP1021070 A JP 1021070A JP 2107089 A JP2107089 A JP 2107089A JP H02202071 A JPH02202071 A JP H02202071A
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/12—Active materials
- H10F77/124—Active materials comprising only Group III-V materials, e.g. GaAs
- H10F77/1243—Active materials comprising only Group III-V materials, e.g. GaAs characterised by the dopants
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- 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
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- 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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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、１μｍ帯の波長の半導体受光素子に係り、
とくにアバランシェ効果を有する半導体受光素子に関す
る。
とくにアバランシェ効果を有する半導体受光素子に関す
る。
（従来の技術）
ｐｎ接合に逆バイアス電圧を印加し、光によって発生し
たキャリアの衝突電離によるなだれ増倍を利用したいわ
ゆるＡＰＤ （アバランシェフォトダイオード）には、
内部増倍作用、高速応答性等のすぐれた特徴がある。と
くにＩ ｎＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓＰを光吸収層
、ＩｎＰをキャリア増倍層としたＩｎＰ系のＡＰＤは高
量子効率、低雑音等の特徴があり、１μ−帯の波長の半
導体受光素子としてさかんに研究開発されている。
たキャリアの衝突電離によるなだれ増倍を利用したいわ
ゆるＡＰＤ （アバランシェフォトダイオード）には、
内部増倍作用、高速応答性等のすぐれた特徴がある。と
くにＩ ｎＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓＰを光吸収層
、ＩｎＰをキャリア増倍層としたＩｎＰ系のＡＰＤは高
量子効率、低雑音等の特徴があり、１μ−帯の波長の半
導体受光素子としてさかんに研究開発されている。
以下、二回の結晶成長を用いた高速のＡＰＤの従来例を
第５図を参照して説明する。製造工程を簡単に述べると
、まずｎ型ＩｎＰ基板５１上にｎ型ＩｎＰバッファ層５
２、ｎ″″″型ＩＧａＡｓ光吸収層５３、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ中間層５４、ｎ−型ＩｎＰ層５５を順に結晶成長
する。次に選択的にｎ型不純物Ｓｔをイオン注入、アニ
ールしてｎ型ＩｎＰ領域５６を形成する。次にｎ−型Ｉ
ｎＰ層５７を再成長した後に、Ｂｅのイオン注入、アニ
ールによるガードリングのｐ型領域５９の形成、及びＣ
ｄの拡散による受光部のｐ 型領域５８の形成を行う。
第５図を参照して説明する。製造工程を簡単に述べると
、まずｎ型ＩｎＰ基板５１上にｎ型ＩｎＰバッファ層５
２、ｎ″″″型ＩＧａＡｓ光吸収層５３、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ中間層５４、ｎ−型ＩｎＰ層５５を順に結晶成長
する。次に選択的にｎ型不純物Ｓｔをイオン注入、アニ
ールしてｎ型ＩｎＰ領域５６を形成する。次にｎ−型Ｉ
ｎＰ層５７を再成長した後に、Ｂｅのイオン注入、アニ
ールによるガードリングのｐ型領域５９の形成、及びＣ
ｄの拡散による受光部のｐ 型領域５８の形成を行う。
最後に反射防止膜のＳｉＮ膜６０、及びｐ、ｎ電極６１
．６２をそれぞれ形成する。
．６２をそれぞれ形成する。
一般にガードリングは受光部の周辺部におけるｐｎ接合
の曲率の小さい部分でのエツジブレイクダウンを防ぐた
めに形成する。その目的のため階段接合の受光部に対し
ガードリング部は傾斜接合にする。特に第５図に示す構
造では、受光部の下は高濃度でガードリング部の下は低
濃度になっているためガードリング効果を得るのに有効
である。
の曲率の小さい部分でのエツジブレイクダウンを防ぐた
めに形成する。その目的のため階段接合の受光部に対し
ガードリング部は傾斜接合にする。特に第５図に示す構
造では、受光部の下は高濃度でガードリング部の下は低
濃度になっているためガードリング効果を得るのに有効
である。
またこの構造では、ｎ型不純物を選択的にイオン注入、
アニールした後にＩｎＰを再成長することが必要である
。そこで、良好な再成長界面及び結晶領域を作製するた
めに、一般に液相成長法でメルトバックをかけながら再
成長を行っている。
アニールした後にＩｎＰを再成長することが必要である
。そこで、良好な再成長界面及び結晶領域を作製するた
めに、一般に液相成長法でメルトバックをかけながら再
成長を行っている。
（発明が解決しようとする課題）
近年、液相成長法に比べて濃度及び層厚の制御性にすぐ
れたＭＯＣＶＤ法などの気相成長法による化合物半導体
デバイスの作製が盛んになってきた。ＡＰＤにおいても
一回の成長による場合には気相成長法による作製例が多
く、特に超高速のＡＰＤの作製には気相成長法が必須技
術となっている。しかしながら、二回の成長を必要とす
る構造の場合に、再成長を気相成長法を用いて行うと、
メルトバックをかけだ液相成長法と比べて界面での格子
の乱れや不純物の析出が著しい。このため第５図のよう
な構造では欠陥の多い再成長界面が＋ｎ接合のｎ側領域
内に存在することになり、ＡＰＤ動作時に高電界がかか
り暗電流の増大、局所的なブレイクダウンの発生等の問
題が生じる。
れたＭＯＣＶＤ法などの気相成長法による化合物半導体
デバイスの作製が盛んになってきた。ＡＰＤにおいても
一回の成長による場合には気相成長法による作製例が多
く、特に超高速のＡＰＤの作製には気相成長法が必須技
術となっている。しかしながら、二回の成長を必要とす
る構造の場合に、再成長を気相成長法を用いて行うと、
メルトバックをかけだ液相成長法と比べて界面での格子
の乱れや不純物の析出が著しい。このため第５図のよう
な構造では欠陥の多い再成長界面が＋ｎ接合のｎ側領域
内に存在することになり、ＡＰＤ動作時に高電界がかか
り暗電流の増大、局所的なブレイクダウンの発生等の問
題が生じる。
またこのような構造では、イオン注入によるガードリン
グ形成を結晶性の悪い再成長領域に行なわなければなら
ず、プロセス上の問題を生じやすいという欠点がある。
グ形成を結晶性の悪い再成長領域に行なわなければなら
ず、プロセス上の問題を生じやすいという欠点がある。
以上のような問題点は、再成長を再成長法で行う場合に
も発生しうる。
も発生しうる。
本発明は、これらの課泡を解決した半導体受光素子とそ
の製造方法を提供することを目的とする。
の製造方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は上記の課題を解決するために、表面のＩｎＰ結
晶に形成した凹部の底部に選択的に不純物を導入し、凹
部を平坦化するようにＩｎＰの再成長を行い、ガードリ
ングのｐｎ接合及び受光部のｐｎ接合を該凹部の外側に
形成することを特徴とする。
晶に形成した凹部の底部に選択的に不純物を導入し、凹
部を平坦化するようにＩｎＰの再成長を行い、ガードリ
ングのｐｎ接合及び受光部のｐｎ接合を該凹部の外側に
形成することを特徴とする。
（作用）
本発明によれば、第５図の従来例と同様に受光部の下は
高濃度で、ガードリング部の下は低濃度になっているた
め良好なガードリング効果が得られる。また、ガードリ
ングを一回目の結晶成長領域に作製するため安定な形成
が可能となる。更に、再成長領域を完全に覆うようにｐ
型不純物を導入して受光部を形成するので、再成長界面
は＋ｎ接合のｐ 側頭域内に存在することになり、ＡＰ
Ｄ動作時にも界面の電界はそれほど高くならない。従っ
て、気相成長法を用いて再成長を行っても暗電流の増大
とか局所的なブレイクダウンといった問題を回避できる
。この様に、本発明により超高性能なＡＰＤを信頼性高
く作製することが可能となる。
高濃度で、ガードリング部の下は低濃度になっているた
め良好なガードリング効果が得られる。また、ガードリ
ングを一回目の結晶成長領域に作製するため安定な形成
が可能となる。更に、再成長領域を完全に覆うようにｐ
型不純物を導入して受光部を形成するので、再成長界面
は＋ｎ接合のｐ 側頭域内に存在することになり、ＡＰ
Ｄ動作時にも界面の電界はそれほど高くならない。従っ
て、気相成長法を用いて再成長を行っても暗電流の増大
とか局所的なブレイクダウンといった問題を回避できる
。この様に、本発明により超高性能なＡＰＤを信頼性高
く作製することが可能となる。
（実施例）
以下本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して説明
する。第１図は本発明の一実施例のＡＰＤの断面図であ
り、第２図（ａ）〜（ｇ）に示すような製造工程で作製
した。まずｎ型ＩｎＰ基板１１の上にｎ−型ＩｎＰバッ
ファ層１２、ｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層１３、ｎ型１
ｎＧａＡｓ Ｐ中間層１４、ｎ−型ＩｎＰウィンドウ
層１５を順次基板に格子整合するようにＭＯＶＣＤ法で
結晶成長した（第２図（ａ））。各層の濃度はそれぞれ
〜５×１０ Ｃｌ１１ 〜２×１０１５ｃｍ−３〜１ｘ
１０ ｃＩｌｌ 〜８Ｘ１０ ｃｌＩ とし、層厚
はそれぞれ４μｓ 、 ２Ｂｍ 、０．４ μｍ 、２
μｔｓとした。
する。第１図は本発明の一実施例のＡＰＤの断面図であ
り、第２図（ａ）〜（ｇ）に示すような製造工程で作製
した。まずｎ型ＩｎＰ基板１１の上にｎ−型ＩｎＰバッ
ファ層１２、ｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層１３、ｎ型１
ｎＧａＡｓ Ｐ中間層１４、ｎ−型ＩｎＰウィンドウ
層１５を順次基板に格子整合するようにＭＯＶＣＤ法で
結晶成長した（第２図（ａ））。各層の濃度はそれぞれ
〜５×１０ Ｃｌ１１ 〜２×１０１５ｃｍ−３〜１ｘ
１０ ｃＩｌｌ 〜８Ｘ１０ ｃｌＩ とし、層厚
はそれぞれ４μｓ 、 ２Ｂｍ 、０．４ μｍ 、２
μｔｓとした。
次に表面のＩｎＰ層１５の上にマスクを設けて、選択的
エツチングにより３０μ履φの円形状で深さが１μＩの
凹部を形成しく第２図（ｂ） ） 、その凹部にＳｔイ
オンを加速電圧２００ｋＶ、 ドーズｍ １ ｘ １０
１３ｃｍ−”で注入した（第２図（ｃ） ） ｏ マス
クを除去してから７００℃で熱処理をした後、凹部を平
坦化するようにｎ−型のＩｎＰ層１７をＭＯＣＶＤ法で
結晶成長した（第２図（ｄ））。イオン注入領域は熱処
理により、高濃度のｎ型層１６となる。
エツチングにより３０μ履φの円形状で深さが１μＩの
凹部を形成しく第２図（ｂ） ） 、その凹部にＳｔイ
オンを加速電圧２００ｋＶ、 ドーズｍ １ ｘ １０
１３ｃｍ−”で注入した（第２図（ｃ） ） ｏ マス
クを除去してから７００℃で熱処理をした後、凹部を平
坦化するようにｎ−型のＩｎＰ層１７をＭＯＣＶＤ法で
結晶成長した（第２図（ｄ））。イオン注入領域は熱処
理により、高濃度のｎ型層１６となる。
次に該凹部の外側の一回目の結晶成長領域の上に内径が
４０μ履φで外径が６０μ麿φのリング上にマスクを設
け、Ｂｅイオンを加速電圧１５０ｋＶ、ドーズ量５ Ｘ
１０１３ａｓ−２でイオン注入し、マスクを除去して
から７５０℃で熱処理してガードリング領域１９を形成
した（第２図（ｅ））。また表面に堆積したＳｉＮ膜を
５０μ履φの円形状にパターニングして５６０℃でＣｄ
の拡散を行いｐ＋型受光部領域１８を形成した（第２図
（ｆ））。
４０μ履φで外径が６０μ麿φのリング上にマスクを設
け、Ｂｅイオンを加速電圧１５０ｋＶ、ドーズ量５ Ｘ
１０１３ａｓ−２でイオン注入し、マスクを除去して
から７５０℃で熱処理してガードリング領域１９を形成
した（第２図（ｅ））。また表面に堆積したＳｉＮ膜を
５０μ履φの円形状にパターニングして５６０℃でＣｄ
の拡散を行いｐ＋型受光部領域１８を形成した（第２図
（ｆ））。
このときＣｄの拡散は再成長したＩｎＰ層１７を完全に
覆うように行い、再成長の界面がｐ＋領域１８に含まれ
るようにした。
覆うように行い、再成長の界面がｐ＋領域１８に含まれ
るようにした。
最後に受光部の上に反射防止膜のＳｉＮ膜２０を形成し
、表面にはＴ ｉ ／ Ｐ ｔ ／ Ａ ｕ膜によるＰ
側電極２１を形成し、裏面にはＡ ｕ Ｇ ｅ ／ Ａ
ｕ膜によるｎ側電極２２を蒸着した（第２図（ｇ））
。
、表面にはＴ ｉ ／ Ｐ ｔ ／ Ａ ｕ膜によるＰ
側電極２１を形成し、裏面にはＡ ｕ Ｇ ｅ ／ Ａ
ｕ膜によるｎ側電極２２を蒸着した（第２図（ｇ））
。
なお、以上の素子製造において、−回目の結晶成長後に
まずガードリング形成の為のＢｅのイオン注入を行って
から、凹部の形成及びＳｔのイオン注入を行い、凹部を
平坦化するようにＩｎＰ結品を成長すると同時にイオン
注入領域のアニールを行ってもよい。このようにして作
製すると熱工程が少なくてすむため製造工程が簡略にな
る。
まずガードリング形成の為のＢｅのイオン注入を行って
から、凹部の形成及びＳｔのイオン注入を行い、凹部を
平坦化するようにＩｎＰ結品を成長すると同時にイオン
注入領域のアニールを行ってもよい。このようにして作
製すると熱工程が少なくてすむため製造工程が簡略にな
る。
従来例の第５図の構造では再成長界面Ｙ（第５図参照）
が ＋ｎ接合のｎ側領域内にあるため、ＡＰＤ動作時に
高電界がかかる。これに対し本実施例では再成長界面Ｘ
（第１図参照）がｐ 側頭域内にあるため、ＡＰＤ動作
時にも成長界面には高電界がかからない。従って本実施
例によれば、暗電流が低く、信頼性の高いＡＰＤを歩留
りよく作製することができる。
が ＋ｎ接合のｎ側領域内にあるため、ＡＰＤ動作時に
高電界がかかる。これに対し本実施例では再成長界面Ｘ
（第１図参照）がｐ 側頭域内にあるため、ＡＰＤ動作
時にも成長界面には高電界がかからない。従って本実施
例によれば、暗電流が低く、信頼性の高いＡＰＤを歩留
りよく作製することができる。
第３図は本発明の別の実施例に係わる
Ｇ ａ Ｉ ｎ Ａ ｓ ／ Ｉ ｎ Ｐ系ＡＰＤの概
略構成を示す主要部断面図である。
略構成を示す主要部断面図である。
図中３０はｎ型ＩｎＰ基板であり、この基板３０上には
ｎ−型ＩｎＰバッファ層３１（キャリア濃度２Ｘ１０ｃ
ＩＩ＋ 、厚さ４μｆｆ１）、ｎ−型Ｇａ Ｉ ｎＡｓ
光吸収層３２（２Ｘ１０ｃ＋ｎ ２Ｂ−３ μｍ）、ｎ型ｌｎＰ層３３ （２Ｘ１０ ｃｍ 、
３μ＋１）が形成されている。受光領域３８には、Ｉ
ｎＰ層３層表３表面２μ履の深さでｐ 型ＩｎＰ層３４
が形成されており、ｎ型ＩｎＰ層３３との間で急峻なｐ
ｎ接合が形成されている。
ｎ−型ＩｎＰバッファ層３１（キャリア濃度２Ｘ１０ｃ
ＩＩ＋ 、厚さ４μｆｆ１）、ｎ−型Ｇａ Ｉ ｎＡｓ
光吸収層３２（２Ｘ１０ｃ＋ｎ ２Ｂ−３ μｍ）、ｎ型ｌｎＰ層３３ （２Ｘ１０ ｃｍ 、
３μ＋１）が形成されている。受光領域３８には、Ｉ
ｎＰ層３層表３表面２μ履の深さでｐ 型ＩｎＰ層３４
が形成されており、ｎ型ＩｎＰ層３３との間で急峻なｐ
ｎ接合が形成されている。
受光領域の周囲には、ＩｎＰ層３層表３表面２．５μＩ
の深さと、光吸収層３２からバッファ層３１にかけて、
ｐ型ガードリング層１５ａ、１５ｂが形成されている。
の深さと、光吸収層３２からバッファ層３１にかけて、
ｐ型ガードリング層１５ａ、１５ｂが形成されている。
また表裏面には、ＡＰＤに逆バイアスを印加するために
、ｐ側コンタクト電極３６とｎ側コンタクト電極３７と
が形成されている。
、ｐ側コンタクト電極３６とｎ側コンタクト電極３７と
が形成されている。
本実施例のＡＰＤのガードリング構造ではｐ −ｎ−ｐ
−ｎのサイリスク構造となり、２つの逆バイアス接合に
印加電圧が分割される。これにより充分に高いガードリ
ング耐圧を得ることができる。
−ｎのサイリスク構造となり、２つの逆バイアス接合に
印加電圧が分割される。これにより充分に高いガードリ
ング耐圧を得ることができる。
第４図は上記実施例に係わるＡＰＤの製造工程を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
まず第４図（ａ）に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板３０上
に厚さ４μ口のロー型ＩｎＰバツフア層３１ （キャリ
ア濃度２ Ｘ １０１５ｃｍ −”） 、厚さ２μｌの
ｎ−型Ｇａ Ｉ ｎＡｓ光吸収層３２（２Ｘ １０１６
１０ｌ６”） 、厚さ３μ−のｎ型ＩｎＰ層３３ （２
Ｘ ｔｏ１６ａｍ−３）を形成する。
に厚さ４μ口のロー型ＩｎＰバツフア層３１ （キャリ
ア濃度２ Ｘ １０１５ｃｍ −”） 、厚さ２μｌの
ｎ−型Ｇａ Ｉ ｎＡｓ光吸収層３２（２Ｘ １０１６
１０ｌ６”） 、厚さ３μ−のｎ型ＩｎＰ層３３ （２
Ｘ ｔｏ１６ａｍ−３）を形成する。
次に第４図（ｂ）に示すように、受光領域３８の周囲に
Ｍｇをイオン注入し、続いてアニールすることでアクセ
プタを導入してガードリングを形成する。このとき導入
されるアクセプタ濃度ＮＡＧのプロファイルは、表面近
傍で濃度が高く、深くなるに従って低くなる。一方各層
のバックグラウンド曇ドナー濃度は最上層のＩｎＰ層３
３は高く７ア層３１は低い（ＮＤ２−ＮＤｌ−２ｘｌＯ
ａｓ ）。
Ｍｇをイオン注入し、続いてアニールすることでアクセ
プタを導入してガードリングを形成する。このとき導入
されるアクセプタ濃度ＮＡＧのプロファイルは、表面近
傍で濃度が高く、深くなるに従って低くなる。一方各層
のバックグラウンド曇ドナー濃度は最上層のＩｎＰ層３
３は高く７ア層３１は低い（ＮＤ２−ＮＤｌ−２ｘｌＯ
ａｓ ）。
したがって、表面においてはＮ ＡＧ ＞ Ｎ ｏｓ
（本実施例ではＮ ＞ ２ Ｘ １０１６ｃｍ−３）
、Ｉ ｎ Ｐ層３３と先人〇 吸収層３２との境界においてはＮＤ３〉ＮＡＧ＞ＮＤ２
（本実施例では ２Ｘ １０１６ｃｓ−３＞Ｎ ＞２Ｘ １０１５ｃｍ
−３） 、先板Ｇ 収層３２とバッファ層３１との境界においてはＮ ＞
Ｎ ＞、ＮＤ３（本実施例ではＮＡＧ＞２ｘＡＧ
Ｄ２ １０１５ｃｍ−”）となるようにアクセプタ濃度のプロ
ファイルを制御することは可能である。このように濃度
を制御して、ＩｎＰ層３３の表面から２．５μＳの深さ
のガードリング層３５ａと光吸収層３２からバッファ層
３１にかけてのガードリング層３５ｂとを形成する。
（本実施例ではＮ ＞ ２ Ｘ １０１６ｃｍ−３）
、Ｉ ｎ Ｐ層３３と先人〇 吸収層３２との境界においてはＮＤ３〉ＮＡＧ＞ＮＤ２
（本実施例では ２Ｘ １０１６ｃｓ−３＞Ｎ ＞２Ｘ １０１５ｃｍ
−３） 、先板Ｇ 収層３２とバッファ層３１との境界においてはＮ ＞
Ｎ ＞、ＮＤ３（本実施例ではＮＡＧ＞２ｘＡＧ
Ｄ２ １０１５ｃｍ−”）となるようにアクセプタ濃度のプロ
ファイルを制御することは可能である。このように濃度
を制御して、ＩｎＰ層３３の表面から２．５μＳの深さ
のガードリング層３５ａと光吸収層３２からバッファ層
３１にかけてのガードリング層３５ｂとを形成する。
次に第４図（Ｃ）に示すように、受光領域３８に選択的
にＣｄを拡散して深さ２μ會のｐ 型ＩｎＰ層３４を形
成する。
にＣｄを拡散して深さ２μ會のｐ 型ＩｎＰ層３４を形
成する。
最後に第４図（ｄ）に示すように、Ｐ側電極としてＴｉ
−Ｐｔ−Ａｕ電極３６とｎ側電極としてＡｕＧｅ−Ａｕ
電極３７を形成する。
−Ｐｔ−Ａｕ電極３６とｎ側電極としてＡｕＧｅ−Ａｕ
電極３７を形成する。
本実施例によって得られるＡＰＤのガードリングはｐ−
ｎ−ｐ−ｎのサイリスク構造となるうえに、ドナーとア
クセプタの補償効果によってガードリング領域の各層の
キャリア濃度は１０１Ｇｃｌｏ−３程度と比較的低く抑
えられるので、高いガードリング得ることができる。
ｎ−ｐ−ｎのサイリスク構造となるうえに、ドナーとア
クセプタの補償効果によってガードリング領域の各層の
キャリア濃度は１０１Ｇｃｌｏ−３程度と比較的低く抑
えられるので、高いガードリング得ることができる。
［発明の効果］
以」二詳細に説明したように、本発明によれば、受光部
の下のみに高濃度のＩｎＰを設けることによりガードリ
ング効果が向上した。またガードリングを一回目の結晶
成長領域に形成し、再成長界面をｐ＋領領域覆うことに
より、気相成長法を用いた二回成長で低暗電流、低雑音
のＡＰＤが作製できるようになった。
の下のみに高濃度のＩｎＰを設けることによりガードリ
ング効果が向上した。またガードリングを一回目の結晶
成長領域に形成し、再成長界面をｐ＋領領域覆うことに
より、気相成長法を用いた二回成長で低暗電流、低雑音
のＡＰＤが作製できるようになった。
第１図は本発明の一実施例のＡＰＤを示す構成断面図、
第２図は同実施例の製造工程を説明するための構成断面
図、第３図は他の実施例のＡＰＤを示す断面図、第４図
は同実施例の製造工程を説明するための断面図、第５図
は従来例を説明するための構造断面図である。 １１−ｎ型ＩｎＰ基板、１２−ｎ−型ＩｎＰ結晶層、１
３−ｎ−型ＩｎＧａＡｓ結晶層、１４−・・ｎ型Ｉ ｎ
ＧａＡｓ Ｐ結晶層、１６・・・ｎ型不純物導入領域、
１７・・・ｎ−型ＩｎＰ再成長結晶層、１８・・・受光
部ｐ型不純物導入領域、１９・・・ガードリング部ｐ型
不純物導入領域、２０・・・ＳｉＮ膜、２１・・・ｐ側
電極、２２・・・ｎ側電極、Ｘ・・・再成長界面。 第３図 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第４図 第５ 図
第２図は同実施例の製造工程を説明するための構成断面
図、第３図は他の実施例のＡＰＤを示す断面図、第４図
は同実施例の製造工程を説明するための断面図、第５図
は従来例を説明するための構造断面図である。 １１−ｎ型ＩｎＰ基板、１２−ｎ−型ＩｎＰ結晶層、１
３−ｎ−型ＩｎＧａＡｓ結晶層、１４−・・ｎ型Ｉ ｎ
ＧａＡｓ Ｐ結晶層、１６・・・ｎ型不純物導入領域、
１７・・・ｎ−型ＩｎＰ再成長結晶層、１８・・・受光
部ｐ型不純物導入領域、１９・・・ガードリング部ｐ型
不純物導入領域、２０・・・ＳｉＮ膜、２１・・・ｐ側
電極、２２・・・ｎ側電極、Ｘ・・・再成長界面。 第３図 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第４図 第５ 図
Claims (3)
- （１）ｎ型ＩｎＧａＡｓ又はｎ型ＩｎＧａＡｓＰからな
る光吸収層上にｎ型ＩｎＰ結晶層を設け、該ＩｎＰ層内
に受光部とガードリングとを配置した半導体受光素子に
おいて、前記ｎ型ＩｎＰ結晶層の主表面の選択的に形成
された凹部の底部にｎ型不純物を導入した領域と、凹部
を平坦化するように形成したＩｎＰ結晶領域を完全に含
むようにｐ型不純物を導入した受光部領域と、該凹部の
外側にｐ型不純物を導入したガードリング領域とを有す
ることを特徴とする半導体受光素子。 - （２）ｎ型ＩｎＰ基板結晶上にＩｎ、Ｇａ及びＡｓを構
成元素として含むｎ型III−Ｖ族混晶層を介してｎ型Ｉ
ｎＰ結晶層を成長させる工程と、前記ｎ型ＩｎＰ結晶層
の主表面に凹部を選択的に形成する工程と、凹部の底部
にｎ型不純物を導入する工程と、凹部を平坦化するよう
にＩｎＰ結晶を成長する工程と、凹部と再成長ＩｎＰ結
晶層の界面を含むようにｐ型不純物を導入し受光部を形
成する工程と、該凹部の外側にｐ型不純物を導入してガ
ードリングを形成する工程とを有することを特徴とする
半導体受光素子の製造方法。 - （３）光吸収層およびなだれ増倍層を有する半導体受光
素子において、受光領域周囲の前記光吸収層の上および
下にｐｎ逆接合を形成してなるガードリング領域とを有
することを特徴とする半導体受光素子。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP1021070A JPH02202071A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP1021070A JPH02202071A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0384557A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02202071A (ja) |
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