JPH0410476A - ラテラル型半導体受光素子 - Google Patents
ラテラル型半導体受光素子Info
- Publication number
- JPH0410476A JPH0410476A JP2108890A JP10889090A JPH0410476A JP H0410476 A JPH0410476 A JP H0410476A JP 2108890 A JP2108890 A JP 2108890A JP 10889090 A JP10889090 A JP 10889090A JP H0410476 A JPH0410476 A JP H0410476A
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- Japan
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- light absorption
- absorption layer
- side electrode
- type
- cap layer
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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】
〔概要〕
光ファイバを導波路とする光通信システムに用いて好適
なラテラル型半導体受光素子に関し、高速応答性に優れ
、暗電流が小さく、ホール・パイル・アップがないよう
にすることを目的とし、アン・ドープ化合物半導体光吸
収層上に在り且つそれに比較してエネルギ・バンド・ギ
ャップが広い化合物半導体材料で構成されたキャップ層
と、該化合物半導体キャップ層から少なくとも該アン・
ドープ化合物半導体光吸収層の表面に達する開口を介し
てｐ型不純物を導入して形成されたｐ型電極コンタクト
領域とを備えるよう構成する。
なラテラル型半導体受光素子に関し、高速応答性に優れ
、暗電流が小さく、ホール・パイル・アップがないよう
にすることを目的とし、アン・ドープ化合物半導体光吸
収層上に在り且つそれに比較してエネルギ・バンド・ギ
ャップが広い化合物半導体材料で構成されたキャップ層
と、該化合物半導体キャップ層から少なくとも該アン・
ドープ化合物半導体光吸収層の表面に達する開口を介し
てｐ型不純物を導入して形成されたｐ型電極コンタクト
領域とを備えるよう構成する。
〔産業上の利用分野］
本発明は、光ファイバを導波路とする光通信システムに
用いて好適なラテラル型半導体受光素子に関する。
用いて好適なラテラル型半導体受光素子に関する。
現在、光通信システムを構成する為の光デノ＼イスにつ
いて集積化が進められていて、これは、半導体受光素子
の場合も例外ではない。
いて集積化が進められていて、これは、半導体受光素子
の場合も例外ではない。
半導体受光素子を０ＥＴＣ（ｏｐｔｏｅ １ｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ
）化するにはラテラル型式にする必要があり、加えて、
高速性やその他の特性も良好であることが望まれる。
ｎｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ
）化するにはラテラル型式にする必要があり、加えて、
高速性やその他の特性も良好であることが望まれる。
第１３図は従来のＭＳＭ（ｍｅｔａｌ ｓｅｍｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｏｒ ｍｅｔａｌ）フォト・ダイオードを
説明する為の要部切断斜面図、また、第１４図は第１３
図とは異なる構成をもつＭＳＭフォト・ダイオードを説
明する為の要部平面図をそれぞれ表している。
ｎｄｕｃｔｏｒ ｍｅｔａｌ）フォト・ダイオードを
説明する為の要部切断斜面図、また、第１４図は第１３
図とは異なる構成をもつＭＳＭフォト・ダイオードを説
明する為の要部平面図をそれぞれ表している。
図に於いて、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２はアン・ド
ープＧａＡｓ能動層、３はＡｆｆｉからなるＰ側電極、
４はＡＰからなるｎ （！ＩＩ電極をそれぞれ示してい
る。
ープＧａＡｓ能動層、３はＡｆｆｉからなるＰ側電極、
４はＡＰからなるｎ （！ＩＩ電極をそれぞれ示してい
る。
第１５図はラテラル型ｐｉｎフォト・ダイオードを説明
する為の要部切断側面図を表している。
する為の要部切断側面図を表している。
図に於いて、１１はＦｅをドープした半絶縁性ＴｎＰ基
板、１２はアン・ドープＩｎＧａＡｓ光吸収層、１３は
Ｐ型電極コンタクト領域、１４はｐ側電極、１５はｎ側
電極、１６はＳｉ、Ｎ、からなる絶縁膜、１７はポリイ
ミド樹脂膜、１８は金属配線をそれぞれ示している。
板、１２はアン・ドープＩｎＧａＡｓ光吸収層、１３は
Ｐ型電極コンタクト領域、１４はｐ側電極、１５はｎ側
電極、１６はＳｉ、Ｎ、からなる絶縁膜、１７はポリイ
ミド樹脂膜、１８は金属配線をそれぞれ示している。
図示されたＭＳＭフォト・ダイオード或いはＰｉｎフォ
ト・ダイオードは、何れもラテラル型式になっていて、
０ＥＩＣ化するには都合の好い構造になっている。
ト・ダイオードは、何れもラテラル型式になっていて、
０ＥＩＣ化するには都合の好い構造になっている。
第１３図並びに第１４図について説明したようなＭＳＭ
フォト・ダイオードに於いては、暗電流が大きく、また
、表面状態の影響を受けやすいなどの問題があり、しか
も、入力光パワーに対する光電流の関係がリニアでない
などの問題がある。
フォト・ダイオードに於いては、暗電流が大きく、また
、表面状態の影響を受けやすいなどの問題があり、しか
も、入力光パワーに対する光電流の関係がリニアでない
などの問題がある。
尚、コヒーレント光通信を実現するのに必要なバランス
型光受信器に於いては、その構成要素である半導体受光
素子に於ける光入力パワー射光電流の関係はリニアでな
ければならない。
型光受信器に於いては、その構成要素である半導体受光
素子に於ける光入力パワー射光電流の関係はリニアでな
ければならない。
第１６図はＭＳＭフォト・ダイオードに於ける光入力パ
ワーに対する光電流の関係を説明する為の線図であり、
横軸に光入力パワーＰ、０を、そして、縦軸に光電流１
１）ｈをそれぞれ採っである。
ワーに対する光電流の関係を説明する為の線図であり、
横軸に光入力パワーＰ、０を、そして、縦軸に光電流１
１）ｈをそれぞれ採っである。
図に於いて、■１はバイアス電圧、η８は量子効率、λ
は光の波長をそれぞれ示している。
は光の波長をそれぞれ示している。
図から明らかなように、ＭＳＭフォト・ダイオードでは
、バイアス電圧■、をかなり高くしないと光入力パワー
ｐ ｉｎｎ先光電流１ｐｈ関係はリニアにならない。因
に、ｐｉｎフォト・ダイオードでは、バイアス電圧Ｖｂ
が１〔■〕程度であっても光入力パワーｐ ｉｎ対光電
流Ｉｐｈの関係はリニアになる。
、バイアス電圧■、をかなり高くしないと光入力パワー
ｐ ｉｎｎ先光電流１ｐｈ関係はリニアにならない。因
に、ｐｉｎフォト・ダイオードでは、バイアス電圧Ｖｂ
が１〔■〕程度であっても光入力パワーｐ ｉｎ対光電
流Ｉｐｈの関係はリニアになる。
第１５図について説明したようなラテラル型ｐｉｎフォ
ト・ダイオードでは、ｐ側電極１４をコンタクトさせる
為、Ｍ ｇ ２４を打ち込んだり、或いは、Ｚｎを拡散
してｐ型電極コンタクト領域１３を形成することが必要
であり、従って、その際の活性化熱処理を行うと、Ｐ型
電極コンタクＨＪ域１３をなす不純物が熱拡散され、所
謂、ｐ側フィンガ幅は拡がってしまい、高速応答には不
向きな構成になってしまい、しかも、エネルギ・バンド
・ギャップが狭い半導体であるＩｎＧａＡｓに対して電
極コンタクトを採っていることから、暗電流が大きい旨
の欠点がある。
ト・ダイオードでは、ｐ側電極１４をコンタクトさせる
為、Ｍ ｇ ２４を打ち込んだり、或いは、Ｚｎを拡散
してｐ型電極コンタクト領域１３を形成することが必要
であり、従って、その際の活性化熱処理を行うと、Ｐ型
電極コンタクＨＪ域１３をなす不純物が熱拡散され、所
謂、ｐ側フィンガ幅は拡がってしまい、高速応答には不
向きな構成になってしまい、しかも、エネルギ・バンド
・ギャップが狭い半導体であるＩｎＧａＡｓに対して電
極コンタクトを採っていることから、暗電流が大きい旨
の欠点がある。
第１７図は第１５図に見られるラテラル型ｐｉｎフォト
・ダイオードに於ける暗電流を低下させる為の改良を施
した従来例を説明する為の要部切断側面図を表し、第１
５図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或い
は同じ意味を持つものとする。
・ダイオードに於ける暗電流を低下させる為の改良を施
した従来例を説明する為の要部切断側面図を表し、第１
５図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或い
は同じ意味を持つものとする。
図に於いて、１９はアン・ドープＩｎＰキャップ層を示
している。
している。
このようにＩｎＰキャップ層１９を設けると、そのエネ
ルギ・バンド・ギャップは広いから、そこで電極コンタ
クトを採っても、暗電流が大きくなる虞はない。
ルギ・バンド・ギャップは広いから、そこで電極コンタ
クトを採っても、暗電流が大きくなる虞はない。
ところが、この構成の場合、ＩｎＰキャップ層１９とＩ
ｎＧａＡｓｎＧａＡｓ光吸収層面２バンド不連続を生ず
ることから、Ｉ ｎＣ；ａＡｓ側からＩｎＰ側に向かう
ホールが該界面にパイル・アップされるので高速応答性
を劣化し、しかも、Ｐ型電極コンタクト領域１３の横広
がりの問題に関しては、ｐ型不純物をＩｎＰキャップ層
１９の表面から導入してＩ ｎＧａＡｓ光吸収層１２に
まで到達させなければならないから、第１５図に見られ
る従来例に比較して更に不利になり、従って、寄生容量
が増加し、高速応答の性能は一層低下することになる。
ｎＧａＡｓｎＧａＡｓ光吸収層面２バンド不連続を生ず
ることから、Ｉ ｎＣ；ａＡｓ側からＩｎＰ側に向かう
ホールが該界面にパイル・アップされるので高速応答性
を劣化し、しかも、Ｐ型電極コンタクト領域１３の横広
がりの問題に関しては、ｐ型不純物をＩｎＰキャップ層
１９の表面から導入してＩ ｎＧａＡｓ光吸収層１２に
まで到達させなければならないから、第１５図に見られ
る従来例に比較して更に不利になり、従って、寄生容量
が増加し、高速応答の性能は一層低下することになる。
本発明は、高速応答性に優れ、暗電流が小さく、ホール
・パイル・アップがないラテラル型ｐｉｎフォト・ダイ
オードを提供しようとする。
・パイル・アップがないラテラル型ｐｉｎフォト・ダイ
オードを提供しようとする。
（課題を解決するための手段〕
前記したように、ラテラル型ｐｉｎフォト・ダイオード
に於いて、暗電流を小さく保つ為には、電極がコンタク
トする表面のキャップ層としてエネルギ・ハンド・ギ紀
ツブが広い半導体層を用いる必要があり、ぞのようにす
ると、キャップ層と光吸収層との界面にホール・パイル
・アップが発生するので、そのパイル・アップの影響を
排除してホールをエネルギ・バンド・ギャップが狭い光
吸収層からエネルギ・バンド・ギャップが広いキャップ
層に支障なく注入できるようにして高速応答性を維持す
る為にはキャップ層から光吸収層に達するｐ型電極コン
タクト領域を形成することが必要であり、しかも、その
ｐ型電極コンタクト領域は幅をできる限り狭くして寄生
容量が大きくならないようにしないと高速応答性が劣化
してしまう。
に於いて、暗電流を小さく保つ為には、電極がコンタク
トする表面のキャップ層としてエネルギ・ハンド・ギ紀
ツブが広い半導体層を用いる必要があり、ぞのようにす
ると、キャップ層と光吸収層との界面にホール・パイル
・アップが発生するので、そのパイル・アップの影響を
排除してホールをエネルギ・バンド・ギャップが狭い光
吸収層からエネルギ・バンド・ギャップが広いキャップ
層に支障なく注入できるようにして高速応答性を維持す
る為にはキャップ層から光吸収層に達するｐ型電極コン
タクト領域を形成することが必要であり、しかも、その
ｐ型電極コンタクト領域は幅をできる限り狭くして寄生
容量が大きくならないようにしないと高速応答性が劣化
してしまう。
第１図は本発明の詳細な説明する為のラテラル型ｐｉｎ
フォト・ダイオードの要部切断側面図を表している。
フォト・ダイオードの要部切断側面図を表している。
図に於いて、２１はＩ ｎＧａＡｓ光吸収層、２２はＩ
ｎＰキャップ層、２２ＰはＩｎＰキャップ層２２に形成
されたｐ側電極コンタクト窓、２２Ｎは同じ＜ＩｎＰキ
ャップ層２２に形成されたｎ側電極コンタクト窓、２３
はＳｉ３Ｎ＜からなる絶縁膜、２４はｐ型電極コンタク
ト領域、２５はｐ型電極コンタクト領域、２６Ｐはｐ側
電極、２６Ｎはｎ側電極、２７ＰはＰ側電極コンタクト
窓２２Ｐの幅、２７Ｎはｎ側電極コンタクト窓２２Ｎの
幅、２ＢＰはＰ側電極の幅、２８Ｎはｎ側電極の幅、２
９はｐ側電極２６Ｐとｎ側電極２６Ｎとの間の距離、Ｓ
ＣはＩｎＰキャップ層２２の厚さをそれぞれ示している
。
ｎＰキャップ層、２２ＰはＩｎＰキャップ層２２に形成
されたｐ側電極コンタクト窓、２２Ｎは同じ＜ＩｎＰキ
ャップ層２２に形成されたｎ側電極コンタクト窓、２３
はＳｉ３Ｎ＜からなる絶縁膜、２４はｐ型電極コンタク
ト領域、２５はｐ型電極コンタクト領域、２６Ｐはｐ側
電極、２６Ｎはｎ側電極、２７ＰはＰ側電極コンタクト
窓２２Ｐの幅、２７Ｎはｎ側電極コンタクト窓２２Ｎの
幅、２ＢＰはＰ側電極の幅、２８Ｎはｎ側電極の幅、２
９はｐ側電極２６Ｐとｎ側電極２６Ｎとの間の距離、Ｓ
ＣはＩｎＰキャップ層２２の厚さをそれぞれ示している
。
このラテラル型ｐｉｎフォト・ダイオードを製造する場
合、１ｎＰキャップ層２２にｐ側電極コンタクト窓２２
Ｐを形成してからＰ型不純物の導入を行うので、ＩｎＰ
キャップ層２２の厚さに関係な（ＩｎＧａＡｓｎＧａＡ
ｓ光吸収型２１物が拡散され、その横広がりは少ない。
合、１ｎＰキャップ層２２にｐ側電極コンタクト窓２２
Ｐを形成してからＰ型不純物の導入を行うので、ＩｎＰ
キャップ層２２の厚さに関係な（ＩｎＧａＡｓｎＧａＡ
ｓ光吸収型２１物が拡散され、その横広がりは少ない。
このようなことから、本発明に依る半導体受光素子に於
いては、 （１）アン・ドープ化合物半導体光吸収層（例えばアン
・ドープＩ ｎＧａＡｓＧａＡｓ光吸収上２１り且つそ
れに比較してエネルギ・バンド・ギャプが広い化合物半
導体材料（例えばＩｎＰ）で構成されたキャップ層（例
えばＩｎＰキャップ層２２）と、該化合物半導体キャッ
プ層から少なくとも該アン・ドープ化合物半導体光吸収
層の表面に達する開口（例えば開口２３Ａ）を介してｐ
型不純物（例えばＺｎ）を導入して形成されたｐ型電極
コンタク） ９Ｍ域（例えばｐ型電極コンタクト領域２
４及び２５）とを備えてなるか、 （２）前記（１）に於ける開口が前記アン・ドープ化合
物半導体光吸収層内に達しているか、 （３）前記（１）或いは（２）に於ける開口を介して導
入される不純物がｎ型であるか、 （４）前記（１）或いは（２）或いは（３）に於いて相
互に組み合う櫛歯状のｐ側電極（例えばＰ側電極２６Ｐ
）並びにｎ側電極（例えばｎ電極２６Ｎ）が設けられて
なるか の構成になっている。
いては、 （１）アン・ドープ化合物半導体光吸収層（例えばアン
・ドープＩ ｎＧａＡｓＧａＡｓ光吸収上２１り且つそ
れに比較してエネルギ・バンド・ギャプが広い化合物半
導体材料（例えばＩｎＰ）で構成されたキャップ層（例
えばＩｎＰキャップ層２２）と、該化合物半導体キャッ
プ層から少なくとも該アン・ドープ化合物半導体光吸収
層の表面に達する開口（例えば開口２３Ａ）を介してｐ
型不純物（例えばＺｎ）を導入して形成されたｐ型電極
コンタク） ９Ｍ域（例えばｐ型電極コンタクト領域２
４及び２５）とを備えてなるか、 （２）前記（１）に於ける開口が前記アン・ドープ化合
物半導体光吸収層内に達しているか、 （３）前記（１）或いは（２）に於ける開口を介して導
入される不純物がｎ型であるか、 （４）前記（１）或いは（２）或いは（３）に於いて相
互に組み合う櫛歯状のｐ側電極（例えばＰ側電極２６Ｐ
）並びにｎ側電極（例えばｎ電極２６Ｎ）が設けられて
なるか の構成になっている。
［作用〕
前記手段を採ることに依り、キャップ層は光吸収層に比
較してエネルギ・バンド・ギャップが広く、そこに電極
をコンタクトさせであるので暗電流を少なくすることが
でき、しかも、キャップ層の存在に拘わらず、光吸収層
表面、或いは、その内部にまで不純物を拡散することが
可能であり、キャップ層と光吸収層との界面でキャリヤ
がパイル・アップするのを防止することができ、高速性
が妨げられることはなくなり、また、光吸収層内にまで
不純物を拡散した場合には、光吸収層内で横方向に延在
して電界をかけることができ、このようにすると電界の
不均一に起因するキャリヤ走行時間の遅れがなくなって
ラテラル型半導体受光素子の特性は向上する。
較してエネルギ・バンド・ギャップが広く、そこに電極
をコンタクトさせであるので暗電流を少なくすることが
でき、しかも、キャップ層の存在に拘わらず、光吸収層
表面、或いは、その内部にまで不純物を拡散することが
可能であり、キャップ層と光吸収層との界面でキャリヤ
がパイル・アップするのを防止することができ、高速性
が妨げられることはなくなり、また、光吸収層内にまで
不純物を拡散した場合には、光吸収層内で横方向に延在
して電界をかけることができ、このようにすると電界の
不均一に起因するキャリヤ走行時間の遅れがなくなって
ラテラル型半導体受光素子の特性は向上する。
本発明の詳細な説明する為に示した第１図に見られるラ
テラル型Ｐｉｎフォト・ダイオードを製造する場合につ
いて説明しよう。
テラル型Ｐｉｎフォト・ダイオードを製造する場合につ
いて説明しよう。
第２図乃至第９図は第１図に見られるｐｉｎフォト・ダ
イオードを製造する場合について説明する為の工程要所
に於けるｐｉｎフォト・ダイオードの要部切断側面図を
表し、以下、これ等の図を参照しつつ解説する。
イオードを製造する場合について説明する為の工程要所
に於けるｐｉｎフォト・ダイオードの要部切断側面図を
表し、以下、これ等の図を参照しつつ解説する。
第２図参照
有機金属気相成長（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｖａ
ｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ
）法を適用することに依り、Ｆｅドープ半絶縁性１ｎＰ
基板２０の上にＩ ｎＣ；ａＡｓ光吸収層２１、ＩｎＰ
キャップ層２２を成長させる。
ｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ
）法を適用することに依り、Ｆｅドープ半絶縁性１ｎＰ
基板２０の上にＩ ｎＣ；ａＡｓ光吸収層２１、ＩｎＰ
キャップ層２２を成長させる。
尚、半絶縁性１ｎＰ基板２０とＩｎＧａＡｓ光吸収層２
１との間には、常法通り、ＩｎＰで構成されたバッファ
層を介在させることは任意である。
１との間には、常法通り、ＩｎＰで構成されたバッファ
層を介在させることは任意である。
各半導体層に関する厚さを例示すると次の通りである。
光吸収層２１：１．４［μｍ〕
キャップ層２２：０．３（μｍ〕
２〜（２）
化学気相堆積（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐ。
ｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を適用する
ことに依り、厚さ例えば５００〔入］程度のＳｉ３Ｎ４
からなる絶縁膜２３を形成する。
ことに依り、厚さ例えば５００〔入］程度のＳｉ３Ｎ４
からなる絶縁膜２３を形成する。
スヒン・コート法を適用することに依り、厚さ例えば５
００ 〔人〕程度のポリメチルメタクリレート （ｐｏ
ｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒ ｙ ｌ ａ ｔ ｅ
： ＰＭＭＡ）膜３１を形成する。
００ 〔人〕程度のポリメチルメタクリレート （ｐｏ
ｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒ ｙ ｌ ａ ｔ ｅ
： ＰＭＭＡ）膜３１を形成する。
第３図参照
電子ビーム露光法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３
１膜幅１例えば０．０５ Ｃμｍ〕の開口を形成する。
１膜幅１例えば０．０５ Ｃμｍ〕の開口を形成する。
エツチング・ガスをＣＦ ４とする反応性イオン・エツ
チング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ：
ＲＩＥ）法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３１膜幅
１クとしＴＳｉ、Ｎ４からなる絶縁膜２３のエツチング
を行って開口２３Ａを形成する。
チング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ：
ＲＩＥ）法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３１膜幅
１クとしＴＳｉ、Ｎ４からなる絶縁膜２３のエツチング
を行って開口２３Ａを形成する。
第４図参照
エッチャントをＨＣｊ２＋ＣＨ３ＣＯ０Ｈとするウェッ
ト・エツチング法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３
１膜幅１クとしてＩｎＰキャップＪｉ２２のエツチング
を行う。これに依って開口２３Ａは更に深くなる。
ト・エツチング法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３
１膜幅１クとしてＩｎＰキャップＪｉ２２のエツチング
を行う。これに依って開口２３Ａは更に深くなる。
尚、このエツチングは、Ｉ ｎＧａＡｓ光吸収層２１が
ストッパとなるので、その表面で自動的に停止する。ま
た、この工程に用いるエッチャントは、Ｈ（１＋Ｈ：＋
ＰＯ４を用いても良い。
ストッパとなるので、その表面で自動的に停止する。ま
た、この工程に用いるエッチャントは、Ｈ（１＋Ｈ：＋
ＰＯ４を用いても良い。
Ｏｚプラズマを利用する灰化法を適用することに依って
ＰＭＭＡ膜３１膜幅１・除去する。
ＰＭＭＡ膜３１膜幅１・除去する。
第５図参照
気相拡散法を適用することに依って、ｐ型不純物の導入
を行ない、ｐ型電極コンタク） Ｓｆｆ域２４及び２５
を形成する。この場合、ソース・ガスをＺｎＰｚ、温度
を５００（’Ｃ）として良い このようにして拡散を行った場合、ｐ型電極コンタクト
領域２４は、開口２３Ａ内に表出されている側壁から０
．３〔μｍ〕入ることになる。
を行ない、ｐ型電極コンタク） Ｓｆｆ域２４及び２５
を形成する。この場合、ソース・ガスをＺｎＰｚ、温度
を５００（’Ｃ）として良い このようにして拡散を行った場合、ｐ型電極コンタクト
領域２４は、開口２３Ａ内に表出されている側壁から０
．３〔μｍ〕入ることになる。
ここで留意すべきは、ＺｎはＩｎＰに対して拡散速度が
大きく、且つ、Ｉ ｎＧａＡｓに対して小さいので、Ｐ
型電極コンタクト領域２５は浅く形成されることである
。
大きく、且つ、Ｉ ｎＧａＡｓに対して小さいので、Ｐ
型電極コンタクト領域２５は浅く形成されることである
。
第６図参照
スピン・コート法を適用することに依り、厚さ例えば２
０００ ［入］程度のＰＭＭＡ膜３２膜形２する。
０００ ［入］程度のＰＭＭＡ膜３２膜形２する。
電子ビーム露光法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３
２膜形２例えば０．７ （μｍ）の開口を形成する。
２膜形２例えば０．７ （μｍ）の開口を形成する。
エツチング・ガスをＣＦ４とする反応性イオン・エツチ
ング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ：Ｒ
ＩＥ）法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３２膜形２
クとしてＳｉ３Ｎ。
ング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ：Ｒ
ＩＥ）法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３２膜形２
クとしてＳｉ３Ｎ。
からなる絶縁膜２３のエツチングを行って開口２３Ｂを
形成する。
形成する。
第７図参照
エッチャントをＨＣ／２＋ＣＨ，Ｃ０ＯＨとするウェッ
ト・エツチング法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３
２膜形２クとしてＩｎＰキャップ層２２のエツチングを
行う。これに依って開口２３Ｂは更に深くなる。
ト・エツチング法を適用することに依り、ＰＭＭＡ膜３
２膜形２クとしてＩｎＰキャップ層２２のエツチングを
行う。これに依って開口２３Ｂは更に深くなる。
この場合もＩｎＧａＡｓ光吸収層２１がエツチング・ス
トッパとなる。
トッパとなる。
０２プラズマを利用する灰化法を適用することに依って
ＰＭＭＡ膜３２膜形２・除去する。
ＰＭＭＡ膜３２膜形２・除去する。
第８図参照
フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
を適用することに依り、ｐ側電極形成用開口を有する厚
さ例えば１〔μｍ〕程度のフォト・レジスト膜３３を形
成する。尚、フォト・レジストとしては、例えば、ＡＺ
４１１０（米国ヘキスト社の商品名）を使用して良い。
を適用することに依り、ｐ側電極形成用開口を有する厚
さ例えば１〔μｍ〕程度のフォト・レジスト膜３３を形
成する。尚、フォト・レジストとしては、例えば、ＡＺ
４１１０（米国ヘキスト社の商品名）を使用して良い。
真空蒸着法を適用することに依り、ｐ側電極材料膜２６
を形成する。
を形成する。
具体的には、Ａ ｕ ／ Ｚ ｎ ／ Ａ ｕを用いる
ものであって、それぞれの厚さは、例えば、１００〔入
：ｌ／３００（入）／２６００Ｃ人〕で合計３０００
［入］である。尚、この段階でｐ側電極２６Ｐが、成る
程度、形作られている。
ものであって、それぞれの厚さは、例えば、１００〔入
：ｌ／３００（入）／２６００Ｃ人〕で合計３０００
［入］である。尚、この段階でｐ側電極２６Ｐが、成る
程度、形作られている。
アセトン中に浸漬することに依ってフォト・レジスト膜
３３を溶解する。
３３を溶解する。
これに依って、ｐ側電極材料膜２６がリフト・オフ法で
パターニングされ、ｐ側電極２６Ｐが完全に形成される
。尚、第８図はリフト・オフ前の状態を表している。
パターニングされ、ｐ側電極２６Ｐが完全に形成される
。尚、第８図はリフト・オフ前の状態を表している。
温度を４３０（’ＣＬ時間を３〔分］としてｐ側電極２
６Ｐの合金化熱処理を行う。
６Ｐの合金化熱処理を行う。
第９図参照
Ｐ側電極２６Ｐを形成したプロセスと全く同様にしてｎ
側電極２６Ｎを形成する。但し、ｎ側電極２６Ｎの材料
はＡ ｕ Ｇ ｅ ／ Ａ ｕであり、その厚さは８０
０〔入）／２２００（入〕で合計３０００ （人〕であ
り、また、合金化熱処理は、温度が３８０（’ＣＬ時間
は５［分］である。
側電極２６Ｎを形成する。但し、ｎ側電極２６Ｎの材料
はＡ ｕ Ｇ ｅ ／ Ａ ｕであり、その厚さは８０
０〔入）／２２００（入〕で合計３０００ （人〕であ
り、また、合金化熱処理は、温度が３８０（’ＣＬ時間
は５［分］である。
前記工程を採って製造したｐｉｎフォト・ダイオードに
於ける主要部分の寸法的なデータを第１図を参照して例
示する。尚、当該データは、前記プロセス中でも示しで
ある。
於ける主要部分の寸法的なデータを第１図を参照して例
示する。尚、当該データは、前記プロセス中でも示しで
ある。
Ｐ側電極コンタクト窓２２Ｐの幅２７Ｐ＝０．０５
Ｃμｍ］ ｎ側電極コンタクト窓２２Ｎの幅２７Ｎ＝０． ７ Ｃ
μｍ〕 Ｐ側電極の幅２８Ｐ並びにｎ側電極の幅２８ Ｎ−１［
μｍ］ ｎ側電極２６Ｐ及びｎ側電極２６Ｎ間の距離２９−１１
μｍ〕〜２〔μｍ］ ＩｎＰキャップ層２２の厚さ５Ｃ ＝０． ３ Ｃμｍ〕 第１０図は本発明一実施例の要部切断側面図、また、第
１１図は第１Ｏ図に見られる実施例の要部平面図をそれ
ぞれ表している。
Ｃμｍ］ ｎ側電極コンタクト窓２２Ｎの幅２７Ｎ＝０． ７ Ｃ
μｍ〕 Ｐ側電極の幅２８Ｐ並びにｎ側電極の幅２８ Ｎ−１［
μｍ］ ｎ側電極２６Ｐ及びｎ側電極２６Ｎ間の距離２９−１１
μｍ〕〜２〔μｍ］ ＩｎＰキャップ層２２の厚さ５Ｃ ＝０． ３ Ｃμｍ〕 第１０図は本発明一実施例の要部切断側面図、また、第
１１図は第１Ｏ図に見られる実施例の要部平面図をそれ
ぞれ表している。
図に於いて、４１は半絶縁性１ｎＰ基板、４２はＩｎＰ
バッファ層、４３はアン・ドープＩ ｎ Ｇ−ａＡｓ光
吸収層、４４はＩｎＰキャップ層、４５はｎ側電極、４
６はｎ側電極をそれぞれ示している。
バッファ層、４３はアン・ドープＩ ｎ Ｇ−ａＡｓ光
吸収層、４４はＩｎＰキャップ層、４５はｎ側電極、４
６はｎ側電極をそれぞれ示している。
ここに挙げた実施例は、第２図乃至第９図について説明
したプロセスで製造したｐｉｎフォト・ダイオードの全
体と考えて良く、このようにプレーナ型式になっている
ので、０ＥＩＣ化する場合には有利である。
したプロセスで製造したｐｉｎフォト・ダイオードの全
体と考えて良く、このようにプレーナ型式になっている
ので、０ＥＩＣ化する場合には有利である。
第１２図は他の実施例を説明する為の要部切断側面図を
表している。
表している。
図に於いて、５１は半絶縁性ＩｎＰ基板、５２はアン・
ドープＩｎＣ；ａＡｓ光吸収層、５２Ａはトレンチ、５
３はアン・ドープＩｎＰキャップ層、５４はＳｉ：＋Ｎ
４からなる絶縁膜、５５はＰ型電極コンタクト領域、５
６はＡｕからなるｎ側電極、ＳＰはトレンチ５２Ａの幅
、ＳＧはトレンチ５２Ａとｎ側電極を形成する為のトレ
ンチとの間隔をそれぞれ示している。
ドープＩｎＣ；ａＡｓ光吸収層、５２Ａはトレンチ、５
３はアン・ドープＩｎＰキャップ層、５４はＳｉ：＋Ｎ
４からなる絶縁膜、５５はＰ型電極コンタクト領域、５
６はＡｕからなるｎ側電極、ＳＰはトレンチ５２Ａの幅
、ＳＧはトレンチ５２Ａとｎ側電極を形成する為のトレ
ンチとの間隔をそれぞれ示している。
ここで、ＳＰは例えば０．５ 〔μｍ）、ＳＧは例えば
２〔μｍ〕であり、また、光吸収層５２の厚さは１．４
〔μｍ〕、キャップ層５３の厚さは０．１〔μｍ］であ
る。
２〔μｍ〕であり、また、光吸収層５２の厚さは１．４
〔μｍ〕、キャップ層５３の厚さは０．１〔μｍ］であ
る。
本実施例は、第２図乃至第９図について説明したプロセ
スで、特に、第４図を参照して説明したプロセスと同様
にして、選択的エツチングでＩｎＰキャップ層５３に開
口を形成したのち、ＲＩＥ法或いはＦＩＢ法などを適用
してＩｎＧａＡｓｎＧａＡｓ光吸収層目２延長し、その
後、Ｐ型不純物の拡散を行ってｐ型電極コンタクト領域
５５を形成したものであり、他の構成は、さきに説明し
たものと殆ど変わりない。
スで、特に、第４図を参照して説明したプロセスと同様
にして、選択的エツチングでＩｎＰキャップ層５３に開
口を形成したのち、ＲＩＥ法或いはＦＩＢ法などを適用
してＩｎＧａＡｓｎＧａＡｓ光吸収層目２延長し、その
後、Ｐ型不純物の拡散を行ってｐ型電極コンタクト領域
５５を形成したものであり、他の構成は、さきに説明し
たものと殆ど変わりない。
この実施例では、ｐｉｎフォト・ダイオードの動作が半
導体層の深いところで行われるから、半導体層表面の種
々な条件で現れやすい悪い影響を回避して、良好な動作
を行うことができる。
導体層の深いところで行われるから、半導体層表面の種
々な条件で現れやすい悪い影響を回避して、良好な動作
を行うことができる。
本発明は、前記した実施例の他に、ｐｉｐ構造やｎｉｎ
構造などにも適用することができる。
構造などにも適用することができる。
本発明に依るラテラル型半導体受光素子に於いては、ア
ン・ドープ化合物半導体光吸収層上に在り且つそれに比
較してエネルギ・バンド・ギャップが広い化合物半導体
材料で構成されたキャップ層と、該化合物半導体キャッ
プ層から少なくとも該アン・ドープ化合物半導体光吸収
層の表面に達する開口を介してＰ型不純物を導入して形
成されたｐ型電極コンタクト領域とを備える。
ン・ドープ化合物半導体光吸収層上に在り且つそれに比
較してエネルギ・バンド・ギャップが広い化合物半導体
材料で構成されたキャップ層と、該化合物半導体キャッ
プ層から少なくとも該アン・ドープ化合物半導体光吸収
層の表面に達する開口を介してＰ型不純物を導入して形
成されたｐ型電極コンタクト領域とを備える。
前記構成を採ることに依り、キャップ層は光吸収層に比
較してエネルギ・バンド・ギャップが広く、そこに電極
をコンタクトさせであるので暗電流を少なくする・こと
ができ、しかも、キャップ層の存在に拘わらず、光吸収
層表面、或いは、その内部にまで不純物を拡散すること
が可能であり、キャップ層と光吸収層との界面でキャリ
ヤがパイル・アンプするのを防止することができ、高速
性が妨げられることはなくなり、また、光吸収層内にま
で不純物を拡散した場合には、光吸収層内で横方向に均
一に電界をかけることができ、このようにすると電界の
不均一に依るキャリヤ走行時間の遅れがなくなり、更に
高速の応答が可能となってラテラル型半導体受光素子の
特性は向上する。
較してエネルギ・バンド・ギャップが広く、そこに電極
をコンタクトさせであるので暗電流を少なくする・こと
ができ、しかも、キャップ層の存在に拘わらず、光吸収
層表面、或いは、その内部にまで不純物を拡散すること
が可能であり、キャップ層と光吸収層との界面でキャリ
ヤがパイル・アンプするのを防止することができ、高速
性が妨げられることはなくなり、また、光吸収層内にま
で不純物を拡散した場合には、光吸収層内で横方向に均
一に電界をかけることができ、このようにすると電界の
不均一に依るキャリヤ走行時間の遅れがなくなり、更に
高速の応答が可能となってラテラル型半導体受光素子の
特性は向上する。
第１図は本発明の詳細な説明する為のラテラル型ｐｉｎ
フォト・ダイオードの要部切断側面図、第２図乃至第９
図は第１図に見られるｐｉｎフォト・ダイオードを製造
する場合について説明する為の工程要所に於けるＰｉｎ
フォト・ダイオードの要部切断側面図、第１０図は本発
明一実施例の要部切断側面図、第１１図は第１０図に見
られる実施例の要部平面図、第１２回は他の実施例を説
明する為の要部切断側面図、第１３図は従来のＭＳＭフ
ォト・ダイオードを説明する為の要部切断斜面図、第１
４図は第１３図とは異なる構成をもつＭＳＭフォト・ダ
イオードを説明する為の要部平面図、第１５図はラテラ
ル型ｐｉｎフォト・ダイオードを説明する為の要部切断
側面図、第１６図はＭＳＭフォト・ダイオードに於ける
光入力パワーに対する光電流の関係を説明する為の線図
、第１７図は第１５図に見られるラテラル型ｐｉｎフォ
ト・ダイオードに於ける暗電流を低下させる為の改良を
施した従来例を説明する為の要部切断側面図をそれぞれ
表している。 図に於いて、２１はＩｎＧａＡｓ光吸収層、２２はＩｎ
Ｐキャップ層、２２ＰはＩｎＰキャップ層２２に形成さ
れたｎ側電極コンタクト窓、２２Ｎは同じく■ｎＰキャ
ップ層２２に形成されたｎ側電極コンタクト窓、２３は
Ｓｉ、Ｎ、からなる絶縁膜、２４はｐ型電極コンタクト
領域、２５はｐ型電極コンタクト領域、２６Ｐはｎ側電
極、２６Ｎはｎ側電極、２７Ｐはｎ側電極コンタクト窓
２２Ｐの幅、２７Ｎはｎ側電極コンタクト窓２２Ｎの幅
、２８ＰはＰ側電極の幅、２８Ｎはｎ側電極の幅、２９
はｐ Ｏ！ｌ＋電極２６Ｐとｎ側電極２６Ｎとの間の距
離、ＳＣはＩｎＰキャップ層２２の厚さをそれぞれ示し
ている。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司
フォト・ダイオードの要部切断側面図、第２図乃至第９
図は第１図に見られるｐｉｎフォト・ダイオードを製造
する場合について説明する為の工程要所に於けるＰｉｎ
フォト・ダイオードの要部切断側面図、第１０図は本発
明一実施例の要部切断側面図、第１１図は第１０図に見
られる実施例の要部平面図、第１２回は他の実施例を説
明する為の要部切断側面図、第１３図は従来のＭＳＭフ
ォト・ダイオードを説明する為の要部切断斜面図、第１
４図は第１３図とは異なる構成をもつＭＳＭフォト・ダ
イオードを説明する為の要部平面図、第１５図はラテラ
ル型ｐｉｎフォト・ダイオードを説明する為の要部切断
側面図、第１６図はＭＳＭフォト・ダイオードに於ける
光入力パワーに対する光電流の関係を説明する為の線図
、第１７図は第１５図に見られるラテラル型ｐｉｎフォ
ト・ダイオードに於ける暗電流を低下させる為の改良を
施した従来例を説明する為の要部切断側面図をそれぞれ
表している。 図に於いて、２１はＩｎＧａＡｓ光吸収層、２２はＩｎ
Ｐキャップ層、２２ＰはＩｎＰキャップ層２２に形成さ
れたｎ側電極コンタクト窓、２２Ｎは同じく■ｎＰキャ
ップ層２２に形成されたｎ側電極コンタクト窓、２３は
Ｓｉ、Ｎ、からなる絶縁膜、２４はｐ型電極コンタクト
領域、２５はｐ型電極コンタクト領域、２６Ｐはｎ側電
極、２６Ｎはｎ側電極、２７Ｐはｎ側電極コンタクト窓
２２Ｐの幅、２７Ｎはｎ側電極コンタクト窓２２Ｎの幅
、２８ＰはＰ側電極の幅、２８Ｎはｎ側電極の幅、２９
はｐ Ｏ！ｌ＋電極２６Ｐとｎ側電極２６Ｎとの間の距
離、ＳＣはＩｎＰキャップ層２２の厚さをそれぞれ示し
ている。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司
Claims (4)
- （１）アン・ドープ化合物半導体光吸収層上に在り且つ
それに比較してエネルギ・バンド・ギャップが広い化合
物半導体材料で構成されたキャップ層と、 該化合物半導体キャップ層から少なくとも該アン・ドー
プ化合物半導体光吸収層の表面に達する開口を介してｐ
型不純物を導入して形成されたｐ型電極コンタクト領域
と を備えてなることを特徴とするラテラル型半導体受光素
子。 - （２）前記開口が前記アン・ドープ化合物半導体光吸収
層内に達していること を特徴とする請求項１記載のラテラル型半導体受光素子
。 - （３）前記開口を介して導入される不純物がｎ型である
こと を特徴とする請求項１或いは２記載のラテラル型半導体
受光素子。 - （４）相互に組み合う櫛歯状のｐ側電極並びにｎ側電極
が設けられてなること を特徴とする請求項１或いは２或いは３記載のラテラル
型半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108890A JPH0410476A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | ラテラル型半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108890A JPH0410476A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | ラテラル型半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0410476A true JPH0410476A (ja) | 1992-01-14 |
Family
ID=14496201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2108890A Pending JPH0410476A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | ラテラル型半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0410476A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007105593A1 (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Nec Corporation | フォトダイオード、およびその製造方法、ならびに光通信デバイスおよび光インタコネクションモジュール |
-
1990
- 1990-04-26 JP JP2108890A patent/JPH0410476A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007105593A1 (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Nec Corporation | フォトダイオード、およびその製造方法、ならびに光通信デバイスおよび光インタコネクションモジュール |
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