JPS5848478A - InΡ系Be注入ダイオ−ドの形成方法 - Google Patents
InΡ系Be注入ダイオ−ドの形成方法Info
- Publication number
- JPS5848478A JPS5848478A JP56145469A JP14546981A JPS5848478A JP S5848478 A JPS5848478 A JP S5848478A JP 56145469 A JP56145469 A JP 56145469A JP 14546981 A JP14546981 A JP 14546981A JP S5848478 A JPS5848478 A JP S5848478A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- guard ring
- junction
- light receiving
- receiving part
- layer
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- H10F30/21—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
- H10F30/22—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
- H10F30/225—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
- 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
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- 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】
本発明はダイオードを形成する方法、特にBe”注入を
使用してInP層にダイオードを形成する方法に関する
。
使用してInP層にダイオードを形成する方法に関する
。
InP層にダイオードを形成して成る半導体装置は広い
用途を考えることができるが、光通信用受光素子はその
重要なものの一つである0例えば1μm帯光通信用受光
素子は、第1図を参照すると、InP基板1上に光吸収
層2をエピタキシャル成長し、その上にPN接合を形成
して構成される。光吸収層2は、IaP基板1に格子整
合した多元の半導体層であるが、1.5μm帯用ではI
nG1A1を、t 5 pm帯用ではInGmAsにI
NG畠AsP (この四元層はアンチメルFパック層の
役割を持つ)を加えたものを、それぞれ用いる。光吸収
層2内にPN接合を設けると暗電流が高くなるので、光
吸収層2の上にIfiP層Sを成長させた上でInP表
面層3KPN接合を形成する。
用途を考えることができるが、光通信用受光素子はその
重要なものの一つである0例えば1μm帯光通信用受光
素子は、第1図を参照すると、InP基板1上に光吸収
層2をエピタキシャル成長し、その上にPN接合を形成
して構成される。光吸収層2は、IaP基板1に格子整
合した多元の半導体層であるが、1.5μm帯用ではI
nG1A1を、t 5 pm帯用ではInGmAsにI
NG畠AsP (この四元層はアンチメルFパック層の
役割を持つ)を加えたものを、それぞれ用いる。光吸収
層2内にPN接合を設けると暗電流が高くなるので、光
吸収層2の上にIfiP層Sを成長させた上でInP表
面層3KPN接合を形成する。
第1図では、単一に選択的な熱拡散又はイオン注入を行
なってIfiP層に受光部4を形成したプレーナ形ダイ
オードを示した。との構造セは、逆電圧印加時m、PN
接合面の周辺部で優先的な降伏が発生し、アバ2ンシ、
ホトダイオード(A′PD)としての正常動作が望めな
い、そとで周辺部での優先的壜降伏を防止するために、
受光部の外周部に環状のガードリング部5を設ける。こ
のガードリング部5は、受光部4と同じP影領域である
が、受光部4によるPN接合面を急峻な片側接合(階段
接合)とし、他方ガードリング部5によるPN接合面を
傾斜接合にすると、ガードリング効果が得られることを
ねらった一〇である。
なってIfiP層に受光部4を形成したプレーナ形ダイ
オードを示した。との構造セは、逆電圧印加時m、PN
接合面の周辺部で優先的な降伏が発生し、アバ2ンシ、
ホトダイオード(A′PD)としての正常動作が望めな
い、そとで周辺部での優先的壜降伏を防止するために、
受光部の外周部に環状のガードリング部5を設ける。こ
のガードリング部5は、受光部4と同じP影領域である
が、受光部4によるPN接合面を急峻な片側接合(階段
接合)とし、他方ガードリング部5によるPN接合面を
傾斜接合にすると、ガードリング効果が得られることを
ねらった一〇である。
このようなガードリングを形成するために、特別に低い
温度で熱拡散を行なうことによって拡散不純物の深度分
布をゆるやかな傾斜の本のとして形成する手法がある(
例えばCd拡散を450℃で実施し九例がある)、この
ように不純物の接散温度を変えることKよって不純物の
深度分布のプロフィールを変える手法は基本接衝である
けれども、ガードリング形成には極めて長時間の拡散工
程が必要であり(前記の450℃でのCd拡散は5日間
を要した)、シかも、不純物の深度分布を極めてゆゐや
かな傾斜のプロフィールに形成することは任意的ではな
いので、実際には、ガードリング部5の逆耐電圧受光部
4の逆耐電圧と殆んど差がなく、従って低温度拡散でガ
ードリングを形成しようとして亀十分表ガードリング効
果を発揮できないのが現状である。
温度で熱拡散を行なうことによって拡散不純物の深度分
布をゆるやかな傾斜の本のとして形成する手法がある(
例えばCd拡散を450℃で実施し九例がある)、この
ように不純物の接散温度を変えることKよって不純物の
深度分布のプロフィールを変える手法は基本接衝である
けれども、ガードリング形成には極めて長時間の拡散工
程が必要であり(前記の450℃でのCd拡散は5日間
を要した)、シかも、不純物の深度分布を極めてゆゐや
かな傾斜のプロフィールに形成することは任意的ではな
いので、実際には、ガードリング部5の逆耐電圧受光部
4の逆耐電圧と殆んど差がなく、従って低温度拡散でガ
ードリングを形成しようとして亀十分表ガードリング効
果を発揮できないのが現状である。
本発明は、十分なガードリング効果を発揮するInP系
人PDのガードリングを形成する方法を提示することを
目的の一つとしている。
人PDのガードリングを形成する方法を提示することを
目的の一つとしている。
しかし、本発明は、さらに、InP層にゆるやかな傾斜
プロフィールの不純物分布を形成する方法を提供し、よ
ってその特徴を利用した様々のダイオードを提供するこ
と自体を目的としている。
プロフィールの不純物分布を形成する方法を提供し、よ
ってその特徴を利用した様々のダイオードを提供するこ
と自体を目的としている。
本発明は、n形InP層に選択的Bt+注入を行ない、
そのInP層表面にP含有量が7重量ζ以下の沙ん珪酸
ガラス(PEG)薄膜を被着し、その後で熱処理するこ
とを含んでいる方法を提出することによって、上記の目
的を達成する。
そのInP層表面にP含有量が7重量ζ以下の沙ん珪酸
ガラス(PEG)薄膜を被着し、その後で熱処理するこ
とを含んでいる方法を提出することによって、上記の目
的を達成する。
また、本発明においては、上記熱処理の効果を高めるた
めに、前記PsG薄膜上に別O1l電体薄膜を被着して
から熱処理を実施することができる。
めに、前記PsG薄膜上に別O1l電体薄膜を被着して
から熱処理を実施することができる。
本発明においては、Be+注入及びその後のアニール処
理によってInP層にダイオードを形成することを本質
的な特徴としており、これによって初めて不純物のゆる
やかな深度分布プロフィールを意図的に形成することが
可能となったのである。
理によってInP層にダイオードを形成することを本質
的な特徴としており、これによって初めて不純物のゆる
やかな深度分布プロフィールを意図的に形成することが
可能となったのである。
Be注入後にアニール処理したInP層におけるBe不
純物の深度分布は、従来、十分に調べられていないが、
数少なり報告を参照しながら本発明の特徴を以下に説明
する。
純物の深度分布は、従来、十分に調べられていないが、
数少なり報告を参照しながら本発明の特徴を以下に説明
する。
その数少ない報告の−っは、熱処理用保護膜としてプラ
ズマCV D = 81!IN4薄膜を用い死場合でI
nPKBe+注入を行ない、その打込みBe不純物の濃
度ピークが2 X 10” am−’より低い場合には
、熱処理後のBe j[子の深度分布は渫部側で急激に
減少すると述べている(W、J、 Deマ11n他、I
n5t、Phys、Conf、8er、 l645.
London。
ズマCV D = 81!IN4薄膜を用い死場合でI
nPKBe+注入を行ない、その打込みBe不純物の濃
度ピークが2 X 10” am−’より低い場合には
、熱処理後のBe j[子の深度分布は渫部側で急激に
減少すると述べている(W、J、 Deマ11n他、I
n5t、Phys、Conf、8er、 l645.
London。
The In5titute of Phys1c@、
1979.P、510参照)、シかし、本発明者らは、
P含有量が7重量ζ以下ocvn−pso薄膜をInP
表面層に被着して熱処理用保護膜とすると、Be十土性
IMF表面層をアニール処理した場合、打込み時の゛B
e不純物の濃度ピークが2 X 10” as−’よシ
低いときでも、Be不純物分布は深部側で顕著1(Be
拡散が行なわれ九分布となることを見出した。@5図に
% 加1[電圧150 k@VζB@”注入量I X唱
0131!!lIl″2でイオン注入し、7!SO℃で
アニール処理した場合(DB* g子濃度を、アニール
処理部イオン注入時の分布人及びアニール処理後の分布
Bとして示した。Be不純物のイオン注入時の濃度ピー
タは2 X 1018 =−5よ)低いのであるが、7
x−ルミ理後の分布曲線iはゆるヤかな傾斜プロフィー
ルとなっていることが見られる。参考のために、加速電
圧150keV、B・土性入量5×10” cs−”で
イオン注入し、注入B・+の濃度ピークを約1019国
−IS、−即ち2 X 10” m””よシ高い濃度ピ
ークとしくその分布曲線X)、アニール処理して得られ
たBe原原子一度の分布Yを同図に示し九が、これらO
分布曲線を比較すると、曲lsBが曲線Yと同様にゆる
やかな傾斜であることが明らかであろう0本発明は、前
記の報告と相違する本発明者らによるこの実験事実に基
づいてなされたも゛のである。
1979.P、510参照)、シかし、本発明者らは、
P含有量が7重量ζ以下ocvn−pso薄膜をInP
表面層に被着して熱処理用保護膜とすると、Be十土性
IMF表面層をアニール処理した場合、打込み時の゛B
e不純物の濃度ピークが2 X 10” as−’よシ
低いときでも、Be不純物分布は深部側で顕著1(Be
拡散が行なわれ九分布となることを見出した。@5図に
% 加1[電圧150 k@VζB@”注入量I X唱
0131!!lIl″2でイオン注入し、7!SO℃で
アニール処理した場合(DB* g子濃度を、アニール
処理部イオン注入時の分布人及びアニール処理後の分布
Bとして示した。Be不純物のイオン注入時の濃度ピー
タは2 X 1018 =−5よ)低いのであるが、7
x−ルミ理後の分布曲線iはゆるヤかな傾斜プロフィー
ルとなっていることが見られる。参考のために、加速電
圧150keV、B・土性入量5×10” cs−”で
イオン注入し、注入B・+の濃度ピークを約1019国
−IS、−即ち2 X 10” m””よシ高い濃度ピ
ークとしくその分布曲線X)、アニール処理して得られ
たBe原原子一度の分布Yを同図に示し九が、これらO
分布曲線を比較すると、曲lsBが曲線Yと同様にゆる
やかな傾斜であることが明らかであろう0本発明は、前
記の報告と相違する本発明者らによるこの実験事実に基
づいてなされたも゛のである。
次に、別の一つ0報告は、l5P)CBe+lI人を行
なったウェーハに、約8重量%OPを含有するcvD−
pso’*xt表裏両面g被着して、又は片面に被着し
かつPHs ガス雰囲気中で、保護膜アニール処理し
た場合、打込みBe不純物の濃度ピークが2X10”a
s→より低ければ、Be不純物の深度分布はL88分布
(Llndhard Bcharfおよび8ch1ot
tの分布)を維持すると電気化学的な測定の結果から主
張している(J、P、DonnellyおよびC,A、
Arm1ento、 人pp1.Phys、Lett。
なったウェーハに、約8重量%OPを含有するcvD−
pso’*xt表裏両面g被着して、又は片面に被着し
かつPHs ガス雰囲気中で、保護膜アニール処理し
た場合、打込みBe不純物の濃度ピークが2X10”a
s→より低ければ、Be不純物の深度分布はL88分布
(Llndhard Bcharfおよび8ch1ot
tの分布)を維持すると電気化学的な測定の結果から主
張している(J、P、DonnellyおよびC,A、
Arm1ento、 人pp1.Phys、Lett。
54 (1) 、January 1 、1979.
P、 94 参照)、シかし、本発明者らは、この場
合に%、アニール処理後にB@不純物の深度分布はゆる
やかな傾斜Oプロフィールとなり、B・不純物分布は深
奥部までゆる中かな傾斜で延びて−ることを見い出した
。
P、 94 参照)、シかし、本発明者らは、この場
合に%、アニール処理後にB@不純物の深度分布はゆる
やかな傾斜Oプロフィールとなり、B・不純物分布は深
奥部までゆる中かな傾斜で延びて−ることを見い出した
。
第4図に1注入エネルギー150key、Be注入量I
X 1013as−’ (この場合の濃度ピークは約
2X10 as であム)でイオン注入し、750
℃でアニール処理した場合の正孔濃度分布りを示した。
X 1013as−’ (この場合の濃度ピークは約
2X10 as であム)でイオン注入し、750
℃でアニール処理した場合の正孔濃度分布りを示した。
tた、Be十十人入量5X 1014ns−” (濃度
ピーク約1×10 al )の場合Vを比較のために併
記し九、同図から、濃度ピークが1051 よシ低い場
合も、10” ott−”よシ高い場合と同様に1アニ
ール処理後の正孔濃度分布はゆるやかな傾斜を持う九プ
四ツイールとなっていることが明らかである0本発明は
、第二の報告と相異する本発明者らの見い出したこのよ
うな事gAKも基づいているものである。
ピーク約1×10 al )の場合Vを比較のために併
記し九、同図から、濃度ピークが1051 よシ低い場
合も、10” ott−”よシ高い場合と同様に1アニ
ール処理後の正孔濃度分布はゆるやかな傾斜を持う九プ
四ツイールとなっていることが明らかである0本発明は
、第二の報告と相異する本発明者らの見い出したこのよ
うな事gAKも基づいているものである。
こうして本発明の方法は、InP層におけるBeI+の
深度分布においてゆるやかな傾斜を有するプロフィール
を与えることが明らかとなった。
深度分布においてゆるやかな傾斜を有するプロフィール
を与えることが明らかとなった。
本発明方法を用^て第2図に示したガードリング5を形
成したととろ、受光部4の端部における降伏のない曳好
なガードリング効果を有する人PD装置を製造すること
ができた。
成したととろ、受光部4の端部における降伏のない曳好
なガードリング効果を有する人PD装置を製造すること
ができた。
まえ、本発明の方法は、上聞B・十分布プロフィールか
ら予想されるように1耐逆電圧、低リーク電流を示すダ
イオードを利用したInP−ICを製造すること、など
にも広く応用できることは当業者には明らかであろう。
ら予想されるように1耐逆電圧、低リーク電流を示すダ
イオードを利用したInP−ICを製造すること、など
にも広く応用できることは当業者には明らかであろう。
なお、B・土性入機、PEG被着法及び熱処理(アニー
ル処理)法は、慣用のいずれの方法によるとと−できる
こと社当業者にとって拡明らかであろう。
ル処理)法は、慣用のいずれの方法によるとと−できる
こと社当業者にとって拡明らかであろう。
第1図はガードリング無し人FDの断面構造概略図であ
り1 第2図はガードリング付きAPDの断面構造概略図であ
シ、 第S図はP8G保穫膜を用い九B@+注入InPO熱処
理の前後のBe不純物濃度分布を示す図であり、 第4図はPSG保護膜を用い九B@+注入InPO熱処
理の前後の正孔の濃度分布を示す図である。 1:n十−InP基板、 2:n−光吸収層、5:n
−InPウィンド層、 4:p+−受光部、5:p−
ガードリング部、 ’ : fi −I n pバッ
ファ一層; 曲線人、X、C,U:熱処理前、曲線B、
Y、D、V:熱処履後。 以下余白 第1図 集2図 1JpJ3覆 Oi 2 3 4
表面からの距離(μm) flJ、40 表面からの距1Ii(μm)
り1 第2図はガードリング付きAPDの断面構造概略図であ
シ、 第S図はP8G保穫膜を用い九B@+注入InPO熱処
理の前後のBe不純物濃度分布を示す図であり、 第4図はPSG保護膜を用い九B@+注入InPO熱処
理の前後の正孔の濃度分布を示す図である。 1:n十−InP基板、 2:n−光吸収層、5:n
−InPウィンド層、 4:p+−受光部、5:p−
ガードリング部、 ’ : fi −I n pバッ
ファ一層; 曲線人、X、C,U:熱処理前、曲線B、
Y、D、V:熱処履後。 以下余白 第1図 集2図 1JpJ3覆 Oi 2 3 4
表面からの距離(μm) flJ、40 表面からの距1Ii(μm)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 n形InP層に選択的Be注入を行ない、該I
nP層表面にシん、含!量が7重量パーセント以下のり
ん珪酸ガラス薄膜を被着し、そしてそれを熱処理する工
程を含んでいることを特徴とするInP層にダイオード
を形成する方法。 2 前記熱処理を、前配りん珪酸ガラス薄膜上に他の誘
電体薄膜を被着して、から実施する、特許請求の範囲第
1項記載0方法・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145469A JPS5848478A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | InΡ系Be注入ダイオ−ドの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145469A JPS5848478A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | InΡ系Be注入ダイオ−ドの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848478A true JPS5848478A (ja) | 1983-03-22 |
Family
ID=15385956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56145469A Pending JPS5848478A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | InΡ系Be注入ダイオ−ドの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848478A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7538367B2 (en) | 2005-09-12 | 2009-05-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Avalanche photodiode |
-
1981
- 1981-09-17 JP JP56145469A patent/JPS5848478A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7538367B2 (en) | 2005-09-12 | 2009-05-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Avalanche photodiode |
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