JPH11261099A - 化合物半導体受光装置 - Google Patents
化合物半導体受光装置Info
- Publication number
- JPH11261099A JPH11261099A JP10057705A JP5770598A JPH11261099A JP H11261099 A JPH11261099 A JP H11261099A JP 10057705 A JP10057705 A JP 10057705A JP 5770598 A JP5770598 A JP 5770598A JP H11261099 A JPH11261099 A JP H11261099A
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- JP
- Japan
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- compound semiconductor
- light receiving
- receiving device
- semiconductor light
- film
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- Pending
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】化合物半導体結晶表面に形成する絶縁膜の被着
に伴う素子特性の劣化問題に対して、その改善に好適な
構造の化合物半導体装置を提供する。 【解決手段】化合物半導体結晶表面に外気からの保護膜
として同一材料もしくは異なる材料からなる粒径の異な
る２層以上の誘電体絶縁物薄膜を形成する。粒径の異な
る膜を堆積することにより、それらの表面エネルギの相
違がエネルギ障壁となって、外気から直接または誘電体
膜等を介して吸着される水分が膜中を通過するのを妨げ
る。
に伴う素子特性の劣化問題に対して、その改善に好適な
構造の化合物半導体装置を提供する。 【解決手段】化合物半導体結晶表面に外気からの保護膜
として同一材料もしくは異なる材料からなる粒径の異な
る２層以上の誘電体絶縁物薄膜を形成する。粒径の異な
る膜を堆積することにより、それらの表面エネルギの相
違がエネルギ障壁となって、外気から直接または誘電体
膜等を介して吸着される水分が膜中を通過するのを妨げ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体の結晶
表面が、２層以上の誘電体の保護膜で覆われた構造の化
合物半導体受光装置に関する。
表面が、２層以上の誘電体の保護膜で覆われた構造の化
合物半導体受光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、化合物半導体受光素子の結晶
表面に酸化ケイ素または窒化ケイ素を半導体結晶の表面
保護膜として用いる研究が盛んに行われてきた。これら
に関する研究の中で、ｐｎ接合を結晶表面に露出させた
構造の受光素子では、膜形成前後における素子特性の劣
化が問題とされており、これらについての報告が数多く
なされている。
表面に酸化ケイ素または窒化ケイ素を半導体結晶の表面
保護膜として用いる研究が盛んに行われてきた。これら
に関する研究の中で、ｐｎ接合を結晶表面に露出させた
構造の受光素子では、膜形成前後における素子特性の劣
化が問題とされており、これらについての報告が数多く
なされている。
【０００３】例えば、ヒューレット・パッカード ジャ
ーナル(HEWLETT−PACKARD JOURNAL.p69−75 OCTOBER 19
89）のR.Sloanによる論文“Processing and Passivasio
n Techniques for Fabrication of High−Speed InP／I
nGaAs／InP Mesa Photodetectors”では、メサ型受光素
子の結晶表面に対して、酸化ケイ素や窒化ケイ素などの
誘電体絶縁膜を表面保護膜として被着する試みがなされ
ているが、これらの膜では被着後における素子暗電流の
劣化がみられることを明らかにしている。
ーナル(HEWLETT−PACKARD JOURNAL.p69−75 OCTOBER 19
89）のR.Sloanによる論文“Processing and Passivasio
n Techniques for Fabrication of High−Speed InP／I
nGaAs／InP Mesa Photodetectors”では、メサ型受光素
子の結晶表面に対して、酸化ケイ素や窒化ケイ素などの
誘電体絶縁膜を表面保護膜として被着する試みがなされ
ているが、これらの膜では被着後における素子暗電流の
劣化がみられることを明らかにしている。
【０００４】このような劣化を回避する方法として、例
えば従来のプラズマスパッタ法に代わってＥＣＲプラズ
マスパッタ法等の誘電体膜形成時ダメージを低減する膜
形成方法が一般に採用されている。
えば従来のプラズマスパッタ法に代わってＥＣＲプラズ
マスパッタ法等の誘電体膜形成時ダメージを低減する膜
形成方法が一般に採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにダメージを低減する膜形成法で堆積した誘電体膜
は一般に稠密度において膜質が劣る。したがってこのよ
うな膜を用いた受光素子では、暗電流の増加は回避でき
るものの、膜中を通過する水分の量が増加するため信頼
性が劣化する。このことから、受光素子の更なる高信頼
化に向けて、結晶表面保護に好適な絶縁膜の選定が望ま
れる。
ようにダメージを低減する膜形成法で堆積した誘電体膜
は一般に稠密度において膜質が劣る。したがってこのよ
うな膜を用いた受光素子では、暗電流の増加は回避でき
るものの、膜中を通過する水分の量が増加するため信頼
性が劣化する。このことから、受光素子の更なる高信頼
化に向けて、結晶表面保護に好適な絶縁膜の選定が望ま
れる。
【０００６】本発明の目的は、化合物半導体結晶表面に
形成する誘電体絶縁膜の被着に伴う素子特性の劣化問題
に対して、その改善に好適な構造の化合物半導体受光装
置を提供することにある。
形成する誘電体絶縁膜の被着に伴う素子特性の劣化問題
に対して、その改善に好適な構造の化合物半導体受光装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の化合物半導体受
光装置は、化合物半導体結晶表面に外気からの保護膜と
して同一材料もしくは異なる材料からなる粒径の異なる
２層以上の誘電体絶縁物薄膜が形成された構造を有す
る。
光装置は、化合物半導体結晶表面に外気からの保護膜と
して同一材料もしくは異なる材料からなる粒径の異なる
２層以上の誘電体絶縁物薄膜が形成された構造を有す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の化合
物半導体受光装置の一実施例としての面入射型受光素子
の断面図である。ｎ型ＩｎＰ基板７上に有機金属気相成
長法で成長されたｐ型ＩｎＧａＡｓ層９，ｐ型ＩｎＡｌ
Ａｓ層１１，アンドープＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ超
格子層１３およびｎ型ＩｎＡｌＡｓ層１５を有する結晶
をケミカルエッチングによりメサ構造にし、その結晶表
面にＣＶＤ法により窒化ケイ素膜２を被着させたのち、
ＣＶＤ堆積条件を変えて窒化ケイ素膜２よりも粒径の小
さな窒化ケイ素膜３を被着させた。さらにＴｉ／Ｐｔ／
Ａｕ電極１９を形成し、構造を完成した。
物半導体受光装置の一実施例としての面入射型受光素子
の断面図である。ｎ型ＩｎＰ基板７上に有機金属気相成
長法で成長されたｐ型ＩｎＧａＡｓ層９，ｐ型ＩｎＡｌ
Ａｓ層１１，アンドープＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ超
格子層１３およびｎ型ＩｎＡｌＡｓ層１５を有する結晶
をケミカルエッチングによりメサ構造にし、その結晶表
面にＣＶＤ法により窒化ケイ素膜２を被着させたのち、
ＣＶＤ堆積条件を変えて窒化ケイ素膜２よりも粒径の小
さな窒化ケイ素膜３を被着させた。さらにＴｉ／Ｐｔ／
Ａｕ電極１９を形成し、構造を完成した。
【０００９】（実施例２）図２は本発明の化合物半導体
装置の第２の実施例として導波路型受光素子の断面構造
を示した図である。ｐ型ＩｎＰ基板２１上に分子線エピ
タキシ成長されたｎ型ＩｎＧａＡｓ層２９，ｎ型ＩｎＡ
ｌＡｓ層１５，ｎ型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層２３，ｎマ
イナス型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層２５，ｎ型ＩｎＡｌＧ
ａＡｓＳｂ層２７およびｐ型ＩｎＡｌＡｓ層１１を有す
る結晶表面に、Ａｌ2Ｏ3薄膜５をＥＢ(Electoron Beam)
蒸着法により形成し、その後更にＣＶＤ法によりＡｌ2
Ｏ3薄膜５より粒径の小さな窒化ケイ素膜３を形成し
た。その後、ポリイミド樹脂膜３３を被着させた上にＴ
ｉ／Ａｕ電極１を蒸着によって形成し、構造が完成され
る。なお、裏面にはＡｕＧｅＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ電極１７
を形成した。
装置の第２の実施例として導波路型受光素子の断面構造
を示した図である。ｐ型ＩｎＰ基板２１上に分子線エピ
タキシ成長されたｎ型ＩｎＧａＡｓ層２９，ｎ型ＩｎＡ
ｌＡｓ層１５，ｎ型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層２３，ｎマ
イナス型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層２５，ｎ型ＩｎＡｌＧ
ａＡｓＳｂ層２７およびｐ型ＩｎＡｌＡｓ層１１を有す
る結晶表面に、Ａｌ2Ｏ3薄膜５をＥＢ(Electoron Beam)
蒸着法により形成し、その後更にＣＶＤ法によりＡｌ2
Ｏ3薄膜５より粒径の小さな窒化ケイ素膜３を形成し
た。その後、ポリイミド樹脂膜３３を被着させた上にＴ
ｉ／Ａｕ電極１を蒸着によって形成し、構造が完成され
る。なお、裏面にはＡｕＧｅＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ電極１７
を形成した。
【００１０】（実施例３）図３には本発明の化合物半導
体装置の第３の実施例として、実施例２と同様の構造を
もった導波路型受光素子の（１１０）の面方位の結晶表
面３１にスパッタ法により窒化ケイ素膜２を被着させた
のち、スパッタ条件を変えて窒化ケイ素膜２よりも粒径
の小さな窒化ケイ素膜３を被着し、構造を完成した。
体装置の第３の実施例として、実施例２と同様の構造を
もった導波路型受光素子の（１１０）の面方位の結晶表
面３１にスパッタ法により窒化ケイ素膜２を被着させた
のち、スパッタ条件を変えて窒化ケイ素膜２よりも粒径
の小さな窒化ケイ素膜３を被着し、構造を完成した。
【００１１】図４に、面入射型受光素子の耐湿試験結果
を示す。図４の実線で示された、本発明の一実施例によ
って作製した構造の素子特性は、点線で示された従来の
面入射型受光素子特性と比較して、耐湿特性が大きく改
善されている。
を示す。図４の実線で示された、本発明の一実施例によ
って作製した構造の素子特性は、点線で示された従来の
面入射型受光素子特性と比較して、耐湿特性が大きく改
善されている。
【００１２】図５には面入射型受光素子の暗電流−逆バ
イアス電圧特性を示す。図の様に、本発明の一実施例に
よって作製した構造の素子特性は、点線で示された従来
の面入射型受光素子特性と大きな差がなく、本発明の構
造を採用することによって従来より素子の電気的特性が
劣化することはない。
イアス電圧特性を示す。図の様に、本発明の一実施例に
よって作製した構造の素子特性は、点線で示された従来
の面入射型受光素子特性と大きな差がなく、本発明の構
造を採用することによって従来より素子の電気的特性が
劣化することはない。
【００１３】また、本発明の他の実施例によって作製し
た構造の素子特性も図４および図５と同様な結果が得ら
れた。
た構造の素子特性も図４および図５と同様な結果が得ら
れた。
【００１４】以上の効果が得られる理由は、粒径の異な
る膜を堆積することにより、それらの表面エネルギの相
違がエネルギ障壁となって、外気から直接または誘電体
膜等を介して吸着される水分が膜中を通過するのを妨げ
るからである。
る膜を堆積することにより、それらの表面エネルギの相
違がエネルギ障壁となって、外気から直接または誘電体
膜等を介して吸着される水分が膜中を通過するのを妨げ
るからである。
【００１５】
【発明の効果】このような結果から、本発明による化合
物半導体受光装置は、素子特性の劣化問題の改善に有効
である。
物半導体受光装置は、素子特性の劣化問題の改善に有効
である。
【図１】本発明の一実施例の面入射型受光素子の断面
図。
図。
【図２】本発明の一実施例の導波路型受光素子の断面
図。
図。
【図３】本発明の一実施例の導波路型受光素子の断面
図。
図。
【図４】本発明による面入射型受光素子の耐湿試験結果
のグラフ。
のグラフ。
【図５】本発明による面入射型受光素子の暗電流−逆バ
イアス電圧特性のグラフ。
イアス電圧特性のグラフ。
１…Ｔｉ／Ａｕ電極、２…窒化ケイ素膜（粒径大）、３
…窒化ケイ素膜（粒径小）、５…Ａｌ2Ｏ3薄膜、６…Ａ
ｌＯｘ薄膜、７…ｎ型ＩｎＰ基板、９…ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓ層、１１…ｐ型ＩｎＡｌＡｓ層、１３…アンドープＩ
ｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ超格子層、１５…ｎ型ＩｎＡ
ｌＡｓ層、１７…ＡｕＧｅＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ電極、１９
…Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、２１…ｐ型ＩｎＰ基板、２３
…ｎ型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層、２５…ｎ−型ＩｎＡｌ
ＧａＡｓＳｂ層、２７…ｐ型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層、
２９…ｎ型ＩｎＧａＡｓ層、３１…（１１０）面、３３
…ポリイミド樹脂膜。
…窒化ケイ素膜（粒径小）、５…Ａｌ2Ｏ3薄膜、６…Ａ
ｌＯｘ薄膜、７…ｎ型ＩｎＰ基板、９…ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓ層、１１…ｐ型ＩｎＡｌＡｓ層、１３…アンドープＩ
ｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ超格子層、１５…ｎ型ＩｎＡ
ｌＡｓ層、１７…ＡｕＧｅＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ電極、１９
…Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、２１…ｐ型ＩｎＰ基板、２３
…ｎ型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層、２５…ｎ−型ＩｎＡｌ
ＧａＡｓＳｂ層、２７…ｐ型ＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ層、
２９…ｎ型ＩｎＧａＡｓ層、３１…（１１０）面、３３
…ポリイミド樹脂膜。
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも１つのｐｎ接合を有する化合物
半導体受光装置において、この化合物半導体結晶表面
に、２層以上の同一材料もしくは異なる材料の誘電体薄
膜を被着させることによって結晶表面が保護されている
ことを特徴とする化合物半導体受光装置であって、上記
誘電体薄膜の各々の層の粒径が異なることを特徴とする
化合物半導体受光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の化合物半導体受光装置は、
結晶表面には誘電体薄膜のなかで粒径の最も大きな薄膜
が被着していることを特徴とする化合物半導体受光装
置。 - 【請求項３】請求項１または請求項２記載の化合物半導
体受光装置は、結晶表面にｐｎ接合が露出している構造
を有していることを特徴とする化合物半導体受光装置。 - 【請求項４】請求項１または請求項２記載の化合物半導
体受光装置において、化合物半導体が少なくともＧａを
含む化合物半導体であることを特徴とする化合物半導体
受光装置。 - 【請求項５】請求項１または請求項２記載の化合物半導
体受光装置は、メサ構造で形成されていることを特徴と
する化合物半導体受光装置。 - 【請求項６】請求項１または請求項２記載の化合物半導
体受光装置において、化合物半導体結晶表面が（１１
０）面の面方位であることを特徴とする化合物半導体受
光装置。 - 【請求項７】請求項１または請求項２記載の化合物半導
体受光装置は、誘電体薄膜がＳｉ，Ｎ，Ｏ，Ａｌ，Ｔ
ｉ，Ｐ，Ｔａのうちの２種以上の元素からなることを特
徴とする化合物半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10057705A JPH11261099A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 化合物半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10057705A JPH11261099A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 化合物半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261099A true JPH11261099A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13063369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10057705A Pending JPH11261099A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 化合物半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11261099A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007311464A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
| US7968895B2 (en) | 2007-05-30 | 2011-06-28 | Au Optronics Corp. | Conductor structure, pixel structure, and methods of forming the same |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10057705A patent/JPH11261099A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007311464A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
| US7968895B2 (en) | 2007-05-30 | 2011-06-28 | Au Optronics Corp. | Conductor structure, pixel structure, and methods of forming the same |
| US8101951B2 (en) | 2007-05-30 | 2012-01-24 | Au Optronics Corp. | Conductor structure, pixel structure, and methods of forming the same |
| US8445339B2 (en) | 2007-05-30 | 2013-05-21 | Au Optronics Corp. | Conductor structure, pixel structure, and methods of forming the same |
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