JPH0242769A - ｐｉｎフォトダイオードの製造方法 - Google Patents
ｐｉｎフォトダイオードの製造方法Info
- Publication number
- JPH0242769A JPH0242769A JP63192854A JP19285488A JPH0242769A JP H0242769 A JPH0242769 A JP H0242769A JP 63192854 A JP63192854 A JP 63192854A JP 19285488 A JP19285488 A JP 19285488A JP H0242769 A JPH0242769 A JP H0242769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- light
- pin photodiode
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、光通信分野、光計測分野、光情報処理分野で
有用なｐｉｎフォトダイオードの製造方法に関するもの
である。
有用なｐｉｎフォトダイオードの製造方法に関するもの
である。
（従来の技術）
近年、様々な分野で半導体レーザと共に受光素子の需要
が高まり、各所で研究開発が活発に行われている。これ
まで、種々の受光素子の構造が提案され、そのなかのい
くつかは、製造プロセスのなかで、Ｚｎに代表されるｐ
型不純物の拡散工程、あるいはイオン注入工程がありそ
の良し悪しか受光素子特性を大きく左右している。例え
ば、通常のｐｉｎフォトダイオードのＺｎ拡散によるｐ
ｎ接合形成や、ガードリング付アバランシェ・フォトダ
イオードのイオン注入による高電界領域およびガードリ
ング構造の形成等である。
が高まり、各所で研究開発が活発に行われている。これ
まで、種々の受光素子の構造が提案され、そのなかのい
くつかは、製造プロセスのなかで、Ｚｎに代表されるｐ
型不純物の拡散工程、あるいはイオン注入工程がありそ
の良し悪しか受光素子特性を大きく左右している。例え
ば、通常のｐｉｎフォトダイオードのＺｎ拡散によるｐ
ｎ接合形成や、ガードリング付アバランシェ・フォトダ
イオードのイオン注入による高電界領域およびガードリ
ング構造の形成等である。
従来、このｐｉｎフォトダイオードは２例えばＩｎｏａ
Ａｓ／ＩｎＰ系を例にとると第４図に示すような工程で
製造されていた。
Ａｓ／ＩｎＰ系を例にとると第４図に示すような工程で
製造されていた。
（Ａ）ｎ”型ＩｎＰ基板１上にｎ型ＩｎＰ層（バッファ
ー層）２．ｎ型Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ層（受光層）３
を順次エピタキシャル成長する。
ー層）２．ｎ型Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ層（受光層）３
を順次エピタキシャル成長する。
（Ｂ）ｎ型ＩｎＧａＡｓ層３上にＳｉｎ、膜４を堆積し
、次にフォトリソグラフィー工程を用いて、受光部とな
る部分を化学的エツチングにより、窓をあける。
、次にフォトリソグラフィー工程を用いて、受光部とな
る部分を化学的エツチングにより、窓をあける。
（Ｃ）ＺｎＰｚを拡散源として石英封管法によりＺｎの
選択拡散を行い、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層３中にｐｎ接合を
形成する。
選択拡散を行い、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層３中にｐｎ接合を
形成する。
（Ｄ）Ｚｎ拡散領域５上に１反射防止膜６およびＡ ｕ
／ Ｚ ｎを用いてｐ型電極７を形成し、またｎ型Ｉ
ｎＰ基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを用いてｎ型電極８を形
成する。
／ Ｚ ｎを用いてｐ型電極７を形成し、またｎ型Ｉ
ｎＰ基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを用いてｎ型電極８を形
成する。
このように、ｐｉｎ構造は、ＳｉＯ２膜をマスクとして
石英封管法によるＺｎ拡散で形成され、Ｚｎ拡散深さは
、拡散温度と時間により制御されていた。
石英封管法によるＺｎ拡散で形成され、Ｚｎ拡散深さは
、拡散温度と時間により制御されていた。
また、ガードリング付アバランシェ・フォトダイオード
は、この場合ＩｎＰ系を例にとると第５図に示すような
工程で製造されていた。
は、この場合ＩｎＰ系を例にとると第５図に示すような
工程で製造されていた。
（Ａ）ｎ＋型ＩｎＰ基板１上にｎ型ＩｎＰ層（バッファ
ー層）２．ｎ−型ＩｎＰ層（受光層）９を順次エピタキ
シャル成長する。
ー層）２．ｎ−型ＩｎＰ層（受光層）９を順次エピタキ
シャル成長する。
（Ｂ）フォトリソグラフィー工程によって形成したＳ
ｉ Ｏ、層４をマスクとしてＳｉのイオン注入１０を行
い、ｎ９型ＩｎＰ領域（高電界領域）１１を形成する。
ｉ Ｏ、層４をマスクとしてＳｉのイオン注入１０を行
い、ｎ９型ＩｎＰ領域（高電界領域）１１を形成する。
（Ｃ）（Ｂ）と同様に５１０２層４をマスクとしてＺｎ
のイオン注入１２を行い、Ｐ０型ＩｎＰ領域１３を形成
する６ （Ｄ）ｐゝ型ＩｎＰ領域１３上に、反射防止膜およびＡ
ｕ／Ｚｎを用いてｎ型電極７を形成し、またｎ型ＩｎＰ
基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを用いてｎ型電極８を形成す
る。
のイオン注入１２を行い、Ｐ０型ＩｎＰ領域１３を形成
する６ （Ｄ）ｐゝ型ＩｎＰ領域１３上に、反射防止膜およびＡ
ｕ／Ｚｎを用いてｎ型電極７を形成し、またｎ型ＩｎＰ
基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを用いてｎ型電極８を形成す
る。
なおこの場合、ｐ０型ＩｎＰ領域１３の形成にイオン注
入法を用いた場合について説明したが、前述したｐｉｎ
フォトダイオードの場合と同様、石英封管法によるＺｎ
拡散を用いても、同構造が得られる。
入法を用いた場合について説明したが、前述したｐｉｎ
フォトダイオードの場合と同様、石英封管法によるＺｎ
拡散を用いても、同構造が得られる。
このように、ｎ０型ＩｎＰ領域（高電界領域）１１およ
びｐ＋型ＩｎＰ領域１３は、二重のイオン注入法により
形成され、それぞれのｎ型層ｎＰ層９中での位置は、イ
オン注入の加速電圧およびその後のアニール工程の温度
９時間によって制御されていた。
びｐ＋型ＩｎＰ領域１３は、二重のイオン注入法により
形成され、それぞれのｎ型層ｎＰ層９中での位置は、イ
オン注入の加速電圧およびその後のアニール工程の温度
９時間によって制御されていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記のような方法で製造したｐｉｎフォト
ダイオードは、ＳｉＯ□マスクを用いたＺｎの選択拡散
を行い、その拡散フロントをｎ型層 ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ中に位置させることによって、ｐｉｎ構造を形成する
ため、その製造工程が複雑となり、また再現性の点で問
題があった。また拡散は４００〜５００℃で行われるの
で、熱履歴が素子特性の劣化をもたらす１つの原因とな
っていた。
ダイオードは、ＳｉＯ□マスクを用いたＺｎの選択拡散
を行い、その拡散フロントをｎ型層 ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ中に位置させることによって、ｐｉｎ構造を形成する
ため、その製造工程が複雑となり、また再現性の点で問
題があった。また拡散は４００〜５００℃で行われるの
で、熱履歴が素子特性の劣化をもたらす１つの原因とな
っていた。
またガードリング付アバランシェ・フォトダイオードの
場合、イオン注入法を用いて、ｎ０型ＩｎＰ層（高電界
領域層）およびＰＩ型型層Ｐ層を形成しているが、ｐｉ
ｎフォトダイオードのＺｎ拡散工程と同様の問題が生じ
ている。
場合、イオン注入法を用いて、ｎ０型ＩｎＰ層（高電界
領域層）およびＰＩ型型層Ｐ層を形成しているが、ｐｉ
ｎフォトダイオードのＺｎ拡散工程と同様の問題が生じ
ている。
本発明は、従来の欠点を解消し、従来のｐｉｎフォトダ
イオード構造を、１回のエピタキシャル成長で形成する
ことを目的とするものである。
イオード構造を、１回のエピタキシャル成長で形成する
ことを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、上記した従来の問題点を解消するため、第一
の伝導型を有する半導体基板上に、前記半導体基板上と
同伝導型のバッファー層、前記バッファー層上に前記半
導体基板と同伝導型の受光層を順次エピタキシャル成長
する工程と、前記受光層上に、ｎ型およびｐ型不純物原
料を同時に供給し、かつ所望の部分に光照射を行いなが
ら半導体層をエピタキシャル成長する工程と前記半導体
層上に第１の電極層および反射防止膜、前記半導体基板
のバッファー層、受光層、半導体層が形成されていない
表面に第２の電極層を形成する工程とを用いてｐｉｎフ
ォトダイオードを製造するものである。
の伝導型を有する半導体基板上に、前記半導体基板上と
同伝導型のバッファー層、前記バッファー層上に前記半
導体基板と同伝導型の受光層を順次エピタキシャル成長
する工程と、前記受光層上に、ｎ型およびｐ型不純物原
料を同時に供給し、かつ所望の部分に光照射を行いなが
ら半導体層をエピタキシャル成長する工程と前記半導体
層上に第１の電極層および反射防止膜、前記半導体基板
のバッファー層、受光層、半導体層が形成されていない
表面に第２の電極層を形成する工程とを用いてｐｉｎフ
ォトダイオードを製造するものである。
また、本発明は第一の伝導型を有する半導体基板上に、
前記半導体基板上と同伝導型のバッファー層、前記バッ
ファー層上に前記半導体基板と同伝導型の受光層を順次
エピタキシャル成長する工程と、前記受光層上に、ｎ型
およびｐ型不純物原料を同時に供給し、かつ所望の部分
に光照射を行いながら高電界領域層をエピタキシャル成
長する工程と、前記高電界領域層上に、前記ｎ型および
ｐ型不純物原料を同時に供給し、かつ前記光照射部の周
囲部を光照射しながら半導体層をエピタキシャル成長す
る工程と、前記半導体層上に第１の電極層、および反射
防止膜、前記半導体基板のバッファー層、受光層、高電
界領域層、半導体層が形成されていない表面に第２の電
極層を形成する工程とを用いて、ｐｉｎフォトダイオー
ド、特にアバランシェ・フォトダイオードを製造するも
のである。
前記半導体基板上と同伝導型のバッファー層、前記バッ
ファー層上に前記半導体基板と同伝導型の受光層を順次
エピタキシャル成長する工程と、前記受光層上に、ｎ型
およびｐ型不純物原料を同時に供給し、かつ所望の部分
に光照射を行いながら高電界領域層をエピタキシャル成
長する工程と、前記高電界領域層上に、前記ｎ型および
ｐ型不純物原料を同時に供給し、かつ前記光照射部の周
囲部を光照射しながら半導体層をエピタキシャル成長す
る工程と、前記半導体層上に第１の電極層、および反射
防止膜、前記半導体基板のバッファー層、受光層、高電
界領域層、半導体層が形成されていない表面に第２の電
極層を形成する工程とを用いて、ｐｉｎフォトダイオー
ド、特にアバランシェ・フォトダイオードを製造するも
のである。
（作 用）
この技術的手段による作用は次のようになる。
エピタキシャル成長、特に有機金属熱分解法によるエピ
タキシャル成長において、熱分解効率よりも光分解効率
の方が大きいｎ型不純物原料と、光照射効果がほとんど
ないｐ型不純物原料とを同時に供給して、基板表面に光
を照射すると、光照射部でｎ型層、非照射部でＰ型層の
エピタキシャル成長が可能である。そこで、従来のｐｉ
ｎフォトダイオード構造においてｐ型不純物拡散領域が
ある部分のエピタキシャル成長を行う場合、ｐ型不純物
領域以外の部分に光を照射すると、光照射部はｎ型、非
照射部はｐ型となり、エピタキシャル成長終了時点で、
所望の部分にｐ壁領域が形成されている。従って、例え
ばｐｉｎフォトダイオードの場合は、最後のｐ壁領域を
含む層の成長の際、上記したｎ型およびｐ型不純物原料
を同時に供給して受光部となる部分以外の部分に光照射
を行うことにより、受光部にｐ型領域ができ、その結果
ｐｎ接合が形成される。
タキシャル成長において、熱分解効率よりも光分解効率
の方が大きいｎ型不純物原料と、光照射効果がほとんど
ないｐ型不純物原料とを同時に供給して、基板表面に光
を照射すると、光照射部でｎ型層、非照射部でＰ型層の
エピタキシャル成長が可能である。そこで、従来のｐｉ
ｎフォトダイオード構造においてｐ型不純物拡散領域が
ある部分のエピタキシャル成長を行う場合、ｐ型不純物
領域以外の部分に光を照射すると、光照射部はｎ型、非
照射部はｐ型となり、エピタキシャル成長終了時点で、
所望の部分にｐ壁領域が形成されている。従って、例え
ばｐｉｎフォトダイオードの場合は、最後のｐ壁領域を
含む層の成長の際、上記したｎ型およびｐ型不純物原料
を同時に供給して受光部となる部分以外の部分に光照射
を行うことにより、受光部にｐ型領域ができ、その結果
ｐｎ接合が形成される。
また、光分解効率の方が大きいｎ型不純物原料だけを供
給して、基板表面に光を照射すると、光照射部でｎ９型
層、非照射部でｎ型層のエピタキシャル成長が可能であ
る。そこで従来のアバランシェ・フォトダイオード構造
において、ｎ型のエピタキシャル層中にｎ０型領域（い
わゆる高電界領域）がある部分の成長の際、ｎ＋型領領
域形成する部分に光照射を行うと、光照射部はｎ０型。
給して、基板表面に光を照射すると、光照射部でｎ９型
層、非照射部でｎ型層のエピタキシャル成長が可能であ
る。そこで従来のアバランシェ・フォトダイオード構造
において、ｎ型のエピタキシャル層中にｎ０型領域（い
わゆる高電界領域）がある部分の成長の際、ｎ＋型領領
域形成する部分に光照射を行うと、光照射部はｎ０型。
非照射部はｎ型となり、エピタキシャル成長終了時点で
所望の部分にｎ＋型領領域高電界領域）が形成されてい
る。
所望の部分にｎ＋型領領域高電界領域）が形成されてい
る。
（実施例）
本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明す
る。
る。
本発明によるＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系ｐｉｎフォトダイ
オードの製造工程を第１図に示す。この場合。
オードの製造工程を第１図に示す。この場合。
光励起有機金属熱分解気相成長法により、ｐｉｎフォト
ダイオード構造のエピタキシャル成長を行なった。その
除用いたエピタキシャル成長装置の結晶成長室を第２図
に示す。同図において、１はＩｎＰ基板、１４はＡｒＦ
エキシマレーザ光、１６はＩｎ（Ｃ，Ｈ，）、、Ｇａ（
Ｃ２Ｈ，）３．Ｚｎ（ＣＨ３）、の供給口、１７はＡｓ
Ｈ３，ＰＨ３１８ｉ（ＣＨ，）４（７）供給口、１８は
排出口、１９は光入射窓、２０はカーボン製サセプタ、
２１は加熱用の高周波コイル、２２はマスクである。
ダイオード構造のエピタキシャル成長を行なった。その
除用いたエピタキシャル成長装置の結晶成長室を第２図
に示す。同図において、１はＩｎＰ基板、１４はＡｒＦ
エキシマレーザ光、１６はＩｎ（Ｃ，Ｈ，）、、Ｇａ（
Ｃ２Ｈ，）３．Ｚｎ（ＣＨ３）、の供給口、１７はＡｓ
Ｈ３，ＰＨ３１８ｉ（ＣＨ，）４（７）供給口、１８は
排出口、１９は光入射窓、２０はカーボン製サセプタ、
２１は加熱用の高周波コイル、２２はマスクである。
Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐのソース材料として、それぞれＩ
ｎ（Ｃ２Ｈ，）、、Ｇａ（Ｃ，Ｈ，）、、ＡｓＨ，、Ｐ
Ｈ３を。
ｎ（Ｃ２Ｈ，）、、Ｇａ（Ｃ，Ｈ，）、、ＡｓＨ，、Ｐ
Ｈ３を。
またｎ型、ｎ型不純物原料としてそれぞれ５ｉ（ＣＨ３
）４９ Ｚｎ（ＣＨ，）２を、またキャリアガスとして
Ｈ２を用いた。また照射用光源としてＡｒＦエキシマレ
ーザ光を用いた。そのときの各ガスは第１表の通りで、
例えばｎ型層ｎＰ層の場合はＩ ｎ（Ｃ，Ｈｓ）ａを０
．３６． ＰＨ，を２５． ５ｉ（ＣＨ３）、を０．０
２の割合で混合しである（以下同様）。
）４９ Ｚｎ（ＣＨ，）２を、またキャリアガスとして
Ｈ２を用いた。また照射用光源としてＡｒＦエキシマレ
ーザ光を用いた。そのときの各ガスは第１表の通りで、
例えばｎ型層ｎＰ層の場合はＩ ｎ（Ｃ，Ｈｓ）ａを０
．３６． ＰＨ，を２５． ５ｉ（ＣＨ３）、を０．０
２の割合で混合しである（以下同様）。
最初、結晶成長室内のカーボン製サセプタ上に設置され
たｎ型ＩｎＰ基板１の温度を高周波誘導加熱により成長
温度６００℃まで昇温する。なおこの際、ＩｎＰ基板表
面のサーマルダメージを防ぐためにＰＨ，を２５ｃｃ／
ｍｉｎ供給した。そしてその後。
たｎ型ＩｎＰ基板１の温度を高周波誘導加熱により成長
温度６００℃まで昇温する。なおこの際、ＩｎＰ基板表
面のサーマルダメージを防ぐためにＰＨ，を２５ｃｃ／
ｍｉｎ供給した。そしてその後。
第１図の（Ａ）お゛よび（Ｂ）に示すように、ｎ型層ｎ
Ｐ層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層３を順次、第１表に示す成
長条件により成長を行い、ｐｉｎフォトダイオード構造
を作成した。
Ｐ層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層３を順次、第１表に示す成
長条件により成長を行い、ｐｉｎフォトダイオード構造
を作成した。
第１表
なおこの場合全流量としては６．５Ｑ／ｗｉｎ、成長時
の結晶成長室内圧としては１００Ｔｏｒｒである。また
前述したように２回目のｎ型層 ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ層
成長の際、ｎ型不純物原料Ｓ ｉ（ＣＨ３）４とｐ型不
純物ＪＸ料Ｚｎ（ＣＨｉ）ｚとを同時に供給し、第１図
（Ｂ）に示すように、それらの供給開始と同時に、ドー
ナッツ状パターンのＡｒＦエキシマレーザ光１４を１．
５ｗ／ａ＃のパワーで基板表面に対して垂直方向から照
射した。
の結晶成長室内圧としては１００Ｔｏｒｒである。また
前述したように２回目のｎ型層 ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ層
成長の際、ｎ型不純物原料Ｓ ｉ（ＣＨ３）４とｐ型不
純物ＪＸ料Ｚｎ（ＣＨｉ）ｚとを同時に供給し、第１図
（Ｂ）に示すように、それらの供給開始と同時に、ドー
ナッツ状パターンのＡｒＦエキシマレーザ光１４を１．
５ｗ／ａ＃のパワーで基板表面に対して垂直方向から照
射した。
この結果、非照射部にはキャリア濃度５Ｘ１０”１−３
のｐ型層ｎＧａＡｓ領域１５、照射部にはキャリア濃度
５Ｘ１０”ａｎ−３のｎ型ＩｎＧａＡｓ領域が形成でき
、ＩｎＧａＡｓ層中にｐｎ接合が形成された。
のｐ型層ｎＧａＡｓ領域１５、照射部にはキャリア濃度
５Ｘ１０”ａｎ−３のｎ型ＩｎＧａＡｓ領域が形成でき
、ＩｎＧａＡｓ層中にｐｎ接合が形成された。
そして最後に、（Ｃ）に示すように、ｎ−型ＩｎＧａＡ
ｓ層３上にＳｉｏ２膜４を、またｐ型層ｎＧａＡｓ領域
１５上に反射防止膜６およびＡｕ／Ｚｎを用いてｐ型電
極Ｍ７を、またｎ型ＩｎＰ基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを
用いてｎ型電極層８を形成した。
ｓ層３上にＳｉｏ２膜４を、またｐ型層ｎＧａＡｓ領域
１５上に反射防止膜６およびＡｕ／Ｚｎを用いてｐ型電
極Ｍ７を、またｎ型ＩｎＰ基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを
用いてｎ型電極層８を形成した。
以上のような本実施例によれば、１回のエピタキシャル
成長で、ｐｉｎフォトダイオード構造が形成できた。そ
の結果、Ｚｎ拡散の工程が省略でき製造プロセスの簡略
化が大いにはがれた。またｐｎ接合位置もエピタキシャ
ル成長によって制御できるので、その位置の再現性も向
上した。
成長で、ｐｉｎフォトダイオード構造が形成できた。そ
の結果、Ｚｎ拡散の工程が省略でき製造プロセスの簡略
化が大いにはがれた。またｐｎ接合位置もエピタキシャ
ル成長によって制御できるので、その位置の再現性も向
上した。
なおこの実施例の場合、ｎ型層ｎＰ層２およびｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓ層３成長の場合、光照射は行なっていないが、
基板表面全体に光照射を行なっても、本実施例と同じｐ
ｉｎフォトダイオード構造が得られる。
ＧａＡｓ層３成長の場合、光照射は行なっていないが、
基板表面全体に光照射を行なっても、本実施例と同じｐ
ｉｎフォトダイオード構造が得られる。
次に本発明による第２の実施例、すなわちＩｎＰ系ガー
ドリング付アバランシェ・フォトダイオードの場合につ
いて説明する。
ドリング付アバランシェ・フォトダイオードの場合につ
いて説明する。
その製造工程を第３図に示す。なお第３図において、第
１図と同一部分には同一番号を付す。
１図と同一部分には同一番号を付す。
この場合、レーザ構造のエピタキシャル成長に用いた成
長方法、ソース材料、不純物原料、キャリアガス、およ
び、成長直前までの基板処理方法全流量、結晶成長室内
圧は第１の実施例の場合と全く同じである。
長方法、ソース材料、不純物原料、キャリアガス、およ
び、成長直前までの基板処理方法全流量、結晶成長室内
圧は第１の実施例の場合と全く同じである。
最初、ｎ１型ＩｎＰ基板１上にｎ型層ｎＰ層２、ｎ−型
ＩｎＰ層９（３層）を順次、第２表に示す成長条件によ
り成長を行なった。
ＩｎＰ層９（３層）を順次、第２表に示す成長条件によ
り成長を行なった。
第２表の見方は第１表と同様である。
この場合、２番目のｎ−型ＩｎＰ層成長の際、ｎ型不純
物原料８１（ＣＨ３）４を供給し、第３図（Ｂ）に示す
ようにその供給開始と同時に円形パターンのＡｒＦエキ
シマレーザ光１４を照射した。また３番目のｎ−型Ｉｎ
Ｐ層成長の際、ｎ型不純物原料５Ｌ（ＣＨ３）、とｎ型
不純物原料Ｚｎ（ＣＨｌ）２とを同時に供給し、第３図
（Ｃ）に示すように、それらの供給開始と同時にドーナ
ッツ状パターン（２番目のｎ−型ＩｎＰ層成長時の照射
パターンの周囲部）のＡｒＦエキシマレーザ光１４を照
射した。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光の照射パワーは
、全て１．５ｗ ／ ｔｙｌであり、基板表面に対して
垂直方向から照射した。
物原料８１（ＣＨ３）４を供給し、第３図（Ｂ）に示す
ようにその供給開始と同時に円形パターンのＡｒＦエキ
シマレーザ光１４を照射した。また３番目のｎ−型Ｉｎ
Ｐ層成長の際、ｎ型不純物原料５Ｌ（ＣＨ３）、とｎ型
不純物原料Ｚｎ（ＣＨｌ）２とを同時に供給し、第３図
（Ｃ）に示すように、それらの供給開始と同時にドーナ
ッツ状パターン（２番目のｎ−型ＩｎＰ層成長時の照射
パターンの周囲部）のＡｒＦエキシマレーザ光１４を照
射した。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光の照射パワーは
、全て１．５ｗ ／ ｔｙｌであり、基板表面に対して
垂直方向から照射した。
この結果、２番目のｎ−型ＩｎＰ層の光照射部はキャリ
ア濃度Ｉ Ｘ １０” ａｎ−’のｎＩ型ＩｎＰ領域１
１、非照射部はキャリア濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃ＋ｎ−
３のｎ−型ＩｎＰ領域となり、また３番目のｎ−型Ｉｎ
Ｐ層の光照射部はＩ Ｘ １０” ａｎ−’のｎ−型Ｉ
ｎＰ領域、非照射部はＩ Ｘ １０１ｓａｎ−’のｐ＋
型ＩｎＰ領域１３が形成できた。
ア濃度Ｉ Ｘ １０” ａｎ−’のｎＩ型ＩｎＰ領域１
１、非照射部はキャリア濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃ＋ｎ−
３のｎ−型ＩｎＰ領域となり、また３番目のｎ−型Ｉｎ
Ｐ層の光照射部はＩ Ｘ １０” ａｎ−’のｎ−型Ｉ
ｎＰ領域、非照射部はＩ Ｘ １０１ｓａｎ−’のｐ＋
型ＩｎＰ領域１３が形成できた。
そして最後に、（Ｄ）に示すように、ｎ−型ＩｎＰ層上
にＳｉＯ２膜４をｐ０型ＩｎＰ領域１３上に反射防止膜
６をおよびＡｕ／Ｚｎを用いてｐ型電極層７を、またｎ
１型ＩｎＰ基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを用いてｎ型電極
層８をそれぞれ形成した。
にＳｉＯ２膜４をｐ０型ＩｎＰ領域１３上に反射防止膜
６をおよびＡｕ／Ｚｎを用いてｐ型電極層７を、またｎ
１型ＩｎＰ基板１の裏面にＡｕ／Ｓｎを用いてｎ型電極
層８をそれぞれ形成した。
以上のような本実施例において、１回のエピタキシャル
成長で、ガードリング付アバランシェ・フォトダイオー
ド構造が形成でき、製造プロセスの簡略化が大いに計ら
れた。またｎ”型ＩｎＰ領域（高電界領域）１１の位置
および膜厚の再現性も大いに向上した。
成長で、ガードリング付アバランシェ・フォトダイオー
ド構造が形成でき、製造プロセスの簡略化が大いに計ら
れた。またｎ”型ＩｎＰ領域（高電界領域）１１の位置
および膜厚の再現性も大いに向上した。
以上述べた実施例においては、ｐｉｎフォトダイオード
の構造エピタキシャル成長に光励起有機金属熱分解気相
成長法を用いた場合について述べたが、本発明は光励起
Ｍ Ｂ Ｅ （Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ＢｅａｍＥｐｉｔ
ａｘｙ）法、光励起Ｍ ＯＭ Ｂ Ｅ （Ｍｅｔａｌ
ＯｒｇａｎｉｃＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉ
ｔａｘｙ）法、光励起ＶＰＥ（Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ
Ｅｐｉｔａｘｙ）法を用いた場合でも実現可能である
。また基板照射用光源としてＡｒＦエキシマレーザ光を
用いた場合について述べたが、本発明は、Ａｒレーザ、
Ｃｏ２レーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、ＫｒＦやＸｅＦ等の
ＫｒＦ以外のエキシマレーザを用いた場合でも実現可能
である。また以上述べた実施例はＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ
系の場合について説明したが１本発明はＩｎＧａＡｓＰ
／ＩｎＰ系。
の構造エピタキシャル成長に光励起有機金属熱分解気相
成長法を用いた場合について述べたが、本発明は光励起
Ｍ Ｂ Ｅ （Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ＢｅａｍＥｐｉｔ
ａｘｙ）法、光励起Ｍ ＯＭ Ｂ Ｅ （Ｍｅｔａｌ
ＯｒｇａｎｉｃＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉ
ｔａｘｙ）法、光励起ＶＰＥ（Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ
Ｅｐｉｔａｘｙ）法を用いた場合でも実現可能である
。また基板照射用光源としてＡｒＦエキシマレーザ光を
用いた場合について述べたが、本発明は、Ａｒレーザ、
Ｃｏ２レーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、ＫｒＦやＸｅＦ等の
ＫｒＦ以外のエキシマレーザを用いた場合でも実現可能
である。また以上述べた実施例はＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ
系の場合について説明したが１本発明はＩｎＧａＡｓＰ
／ＩｎＰ系。
Ａ Ｑ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ系等の他
のｍ−ｖ族化合物半導体を用いた場合に用いることがで
きるばかりでな（ＳＬ、Ｇａ更にＺｎ５ｅ’ｅ’７．ｎ
５Ｓｅ等のｎ −ｖｔ族化合物半導体を用いた場合や、
ＣｕＧａＳｅ、。
のｍ−ｖ族化合物半導体を用いた場合に用いることがで
きるばかりでな（ＳＬ、Ｇａ更にＺｎ５ｅ’ｅ’７．ｎ
５Ｓｅ等のｎ −ｖｔ族化合物半導体を用いた場合や、
ＣｕＧａＳｅ、。
Ｃｕ Ａ （Ｉ Ｓ 、等のカルコパイライト型化合物
半導体を用いた場合にも適用可能である。またｎ型およ
びＰ型不純物の組合せとして１本実施例では、５Ｌ（Ｃ
Ｈ，）４とＺｎ（ＣＨ３）、、を用いたが本発明は他の
熱分解効率よりも光分解効率の方が大きいｎ型不純物原
料と光照射効果のほとんどないｎ型不純物原料の組合わ
せの場合に用いることができるばかりでなく、光照射効
果のほとんどないｎ型不純物原料と熱分解効率よりも光
分解効率の方が大きいｎ型不純物原料の組合わせを用い
た場合にも適用可能である。また本実施例は、ｐｉｎフ
ォトダイオードの場合であるが、フォトトランジスタ構
造や他の種々の受光素子構造に適用できることは言うま
でもない。
半導体を用いた場合にも適用可能である。またｎ型およ
びＰ型不純物の組合せとして１本実施例では、５Ｌ（Ｃ
Ｈ，）４とＺｎ（ＣＨ３）、、を用いたが本発明は他の
熱分解効率よりも光分解効率の方が大きいｎ型不純物原
料と光照射効果のほとんどないｎ型不純物原料の組合わ
せの場合に用いることができるばかりでなく、光照射効
果のほとんどないｎ型不純物原料と熱分解効率よりも光
分解効率の方が大きいｎ型不純物原料の組合わせを用い
た場合にも適用可能である。また本実施例は、ｐｉｎフ
ォトダイオードの場合であるが、フォトトランジスタ構
造や他の種々の受光素子構造に適用できることは言うま
でもない。
（発明の効果）
本発明にかかる受光素子は、その受光素子構造のエピタ
キシャル成長の際、熱分解効率よりも光分解効率の方が
大きいｎ（ｐ）型不純物原料と光照射効果のほとんどな
いｐ （ｎ）型不純物原料とを同時にあるいは光分解効
率の方が大きいｎ型不純物原料のみを供給して、所望の
エピタキシャル層の所望の部分に光照射することにより
、同一のエピタキシャル層中にｎ型とｐ壁領域を、ある
いはｎ型領域とｎ＋型領領域同時に形成したものである
。
キシャル成長の際、熱分解効率よりも光分解効率の方が
大きいｎ（ｐ）型不純物原料と光照射効果のほとんどな
いｐ （ｎ）型不純物原料とを同時にあるいは光分解効
率の方が大きいｎ型不純物原料のみを供給して、所望の
エピタキシャル層の所望の部分に光照射することにより
、同一のエピタキシャル層中にｎ型とｐ壁領域を、ある
いはｎ型領域とｎ＋型領領域同時に形成したものである
。
従って一回のエピタキシャル成長で、従来のＺｎ拡散お
よびイオン注入領域形成後の構造と同一の構造が形成で
き、プロセスの簡略化が大いにはかれる。また、従来の
拡散およびイオン注入領域の位置が光照射の位置および
時間で制御可能なので、その位置精度、特にｐｎ接合お
よび高電界領域の位置の向上がはかれる。
よびイオン注入領域形成後の構造と同一の構造が形成で
き、プロセスの簡略化が大いにはかれる。また、従来の
拡散およびイオン注入領域の位置が光照射の位置および
時間で制御可能なので、その位置精度、特にｐｎ接合お
よび高電界領域の位置の向上がはかれる。
第１図は本発明の第１の実施例におけるｐｉｎフォトダ
イオードの製造方法を示す工程断面図、第２図は本発明
の実施例においてエピタキシャル成長工程に用いた光励
起有機金属熱分解気相成長装置の結晶成長室の模式断面
図、第３図は本発明の第２の実施例におけるガードリン
グ付アバランシェ・フォトダイオードの製造方法を示す
工程断面図、第４図は従来のｐｉｎフォトダイオードの
製造方法を示す工程断面図、第５図は従来のガードリン
グ付アバランシェ・フォトダイオードの製造方法を示す
工程断面図である。 １− ｎ型ＩｎＰ基板、 ２− ｎ型層ｎＰ層、 ３−
ｎ型ＩｎＧａＡｓ層、４ ・・・Ｓ ｉｏ、膜、 ５
・・・ Ｚｎ拡散領域、 ６・・・反射防止膜、 ７
・・・ ｐ型電極層、 ８ ・・・ｎ型電極層、９
− ｎ−型ＩｎＰ層、１０・・・Ｓｉのイオン注入、
１１・・・ ｎ０型ＩｎＰ領域、１２・・・ Ｚｎのイ
オン注入、１３・・・Ｐ０型ＩｎＰ領域、１４− Ａｒ
Ｆエキシマレーザ光、１５・・・ ｐ型丁ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ領域。 第１図 特許出願人 松下電器産業株式会社 二〜 第 ４・ 図 第 図 第 図
イオードの製造方法を示す工程断面図、第２図は本発明
の実施例においてエピタキシャル成長工程に用いた光励
起有機金属熱分解気相成長装置の結晶成長室の模式断面
図、第３図は本発明の第２の実施例におけるガードリン
グ付アバランシェ・フォトダイオードの製造方法を示す
工程断面図、第４図は従来のｐｉｎフォトダイオードの
製造方法を示す工程断面図、第５図は従来のガードリン
グ付アバランシェ・フォトダイオードの製造方法を示す
工程断面図である。 １− ｎ型ＩｎＰ基板、 ２− ｎ型層ｎＰ層、 ３−
ｎ型ＩｎＧａＡｓ層、４ ・・・Ｓ ｉｏ、膜、 ５
・・・ Ｚｎ拡散領域、 ６・・・反射防止膜、 ７
・・・ ｐ型電極層、 ８ ・・・ｎ型電極層、９
− ｎ−型ＩｎＰ層、１０・・・Ｓｉのイオン注入、
１１・・・ ｎ０型ＩｎＰ領域、１２・・・ Ｚｎのイ
オン注入、１３・・・Ｐ０型ＩｎＰ領域、１４− Ａｒ
Ｆエキシマレーザ光、１５・・・ ｐ型丁ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ領域。 第１図 特許出願人 松下電器産業株式会社 二〜 第 ４・ 図 第 図 第 図
Claims (10)
- （１）第一の伝導型を有する半導体基板上に、前記半導
体基板上と同伝導型のバッファー層、前記バッファー層
上に前記半導体基板と同伝導型の受光層を順次エピタキ
シャル成長する工程と、前記受光層上に、ｎ型およびｐ
型不純物原料を同時に供給し、かつ所望の部分に光照射
を行いながら半導体層をエピタキシャル成長する工程と
、前記半導体層上に第１の電極層および反射防止膜、前
記半導体基板のバッファー層、受光層、半導体層が形成
されていない表面に第２の電極層を形成する工程とを備
えてなることを特徴とするｐｉｎフォトダイオードの製
造方法。 - （２）エピタキシャル成長方法が、有機金属熱分解気相
成長法、あるいはハライド気相成長法、あるいはハイド
ライド気相成長法、あるいはガスソース分子線エピタキ
シー法、あるいは分子線エピタキシー法である請求項（
１）記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。 - （３）光照射に用いる光源がエキシマレーザ、Ａｒレー
ザ、Ｃｏ＿２レーザ、紫外線ランプである請求項（１）
記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。 - （４）同時に供給するｎ型およびｐ型不純物原料のうち
少なくとも一方が、エピタキシャル成長温度で熱分解効
率よりも光分解効率の方が大きいものである請求項（１
）記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。 - （５）ｎ型およびｐ型不純物原料が、それぞれＳｉ（Ｃ
Ｈ＿３）＿４、Ｚｎ（ＣＨ＿３）＿２である請求項（４
）記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。 - （６）第一の伝導型を有する半導体基板上に、前記半導
体基板上と同伝導型のバッファー層、前記バッファー層
上に前記半導体基板と同伝導型の受光層を順次エピタキ
シャル成長する工程と、前記受光層上に、ｎ型およびｐ
型不純物原料を同時に供給し、かつ所望の部分に光照射
を行いながら高電界領域層をエピタキシャル成長する工
程と、前記高電界領域層上に、前記ｎ型およびｐ型不純
物原料を同時に供給し、かつ前記光照射部の周囲部を光
照射しながら半導体層をエピタキシャル成長する工程と
、前記半導体層上に第１の電極層および反射防止膜、前
記半導体基板のバッファー層、受光層、高電界領域層、
半導体層が形成されていない表面に第２の電極層を形成
する工程とを備えてなるｐｉｎフォトダイオードの製造
方法。 - （７）エピタキシャル成長方法が、有機金属熱分解気相
成長法、あるいはハライド気相成長法、あるいはハイド
ライド気相成長法、あるいはガスソース分子線エピタキ
シー法、あるいは分子線エピタキシー法である請求項（
６）記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。 - （８）光照射に用いる光源がエキシマレーザ、Ａｒレー
ザ、Ｃｏ＿２レーザ、紫外線ランプである請求項（６）
記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。 - （９）同時に供給するｎ型およびｐ型不純物原料のうち
少なくとも一方が、エピタキシャル成長温度で熱分解効
率よりも光分解効率の方が大きいものである請求項（６
）記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。 - （１０）ｎ型およびｐ型不純物原料が、それぞれＳｉ（
ＣＨ＿３）＿４、Ｚｎ（ＣＨ＿３）＿２である請求項（
９）記載のｐｉｎフォトダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192854A JPH0242769A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | ｐｉｎフォトダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192854A JPH0242769A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | ｐｉｎフォトダイオードの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242769A true JPH0242769A (ja) | 1990-02-13 |
Family
ID=16298076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63192854A Pending JPH0242769A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | ｐｉｎフォトダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0242769A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009125688A1 (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | ローム株式会社 | 光電変換装置およびその製造方法、および固体撮像装置 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63192854A patent/JPH0242769A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009125688A1 (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | ローム株式会社 | 光電変換装置およびその製造方法、および固体撮像装置 |
| JP2009259872A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Rohm Co Ltd | 光電変換装置およびその製造方法、および固体撮像装置 |
| US8592933B2 (en) | 2008-04-11 | 2013-11-26 | Rohm Co., Ltd. | Photoelectric conversion device, fabrication method for the same, and solid state imaging device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| GB2069234A (en) | Method of manufacturing a mixed crystal semiconductor wafer | |
| US4575577A (en) | Ternary III-V multicolor solar cells containing a quaternary window layer and a quaternary transition layer | |
| GB2116365A (en) | Ternary iii-v multicolour solar cells and process of fabrication | |
| JP2718797B2 (ja) | アバランシェフォトダイオードの製造方法 | |
| US6334901B1 (en) | Apparatus for forming semiconductor crystal | |
| GB2162862A (en) | Process for forming monocrystalline thin film of compound semiconductor | |
| US5462008A (en) | Semiconductor films | |
| JP2722761B2 (ja) | ＧａＡｓ系太陽電池 | |
| US4218270A (en) | Method of fabricating electroluminescent element utilizing multi-stage epitaxial deposition and substrate removal techniques | |
| JPH08335715A (ja) | エピタキシャルウエハおよびその製造方法 | |
| JP2821557B2 (ja) | 化合物半導体単結晶薄膜の成長方法 | |
| KR100203376B1 (ko) | 수평 방향 반도체 피엔 접합 어레이 제조방법 | |
| JPS61106497A (ja) | 燐化砒化ガリウムエピタキシヤル膜の成長方法 | |
| JPH01120085A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| Muench et al. | Solid-to-solid diffusion in the gallium arsenide device technology | |
| JPH06112517A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JPH0431391A (ja) | エピタキシャル成長方法 | |
| JPS63205921A (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
| JPH02188912A (ja) | ３‐５族化合物半導体の選択成長方法 | |
| JPS61205696A (ja) | ３−５族化合物半導体の気相成長装置 | |
| JPH01215019A (ja) | オーミック電極の形成方法 | |
| JPS63288027A (ja) | ２−６属化合物半導体薄膜の成長方法 | |
| Sato | Organometallic chemistry related to applications for microelectronics in Japan | |
| JPH02251915A (ja) | 化合物半導体光回路素子の製造方法 | |
| JP2003197948A (ja) | 受光素子用エピタキシャルウェーハ、その製造方法、受光素子およびその使用方法 |