JPS5857761A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JPS5857761A JPS5857761A JP56156283A JP15628381A JPS5857761A JP S5857761 A JPS5857761 A JP S5857761A JP 56156283 A JP56156283 A JP 56156283A JP 15628381 A JP15628381 A JP 15628381A JP S5857761 A JPS5857761 A JP S5857761A
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- JP
- Japan
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- junction
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- semiconductor
- semiconductor layer
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-
- 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
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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】
本発明は半導体検出器に関する。４１！に界面特性の改
善による低暗電流化に適した受光素子に関するＯ 従来は、＃！１図（ａ）および（ｂ）に示す様にメサ型
あるいはプレーナ型構造の受光素子が提案されている。
善による低暗電流化に適した受光素子に関するＯ 従来は、＃！１図（ａ）および（ｂ）に示す様にメサ型
あるいはプレーナ型構造の受光素子が提案されている。
第１図（ａ）の構造にお絶で、半導体基板０１上に第１
の導電型の半纏体層０２２よび第２の導電型の半４陣層
０３が形成され、史に電極０８゜０９が設けられている
。第１図１８）の様なメサ構造では、高い電界が接合端
面に露出するため０表面保ｍＩ＃の性質により、素子特
性が左右されることＩ／ｃなり、実土用望ましくない。
の導電型の半纏体層０２２よび第２の導電型の半４陣層
０３が形成され、史に電極０８゜０９が設けられている
。第１図１８）の様なメサ構造では、高い電界が接合端
面に露出するため０表面保ｍＩ＃の性質により、素子特
性が左右されることＩ／ｃなり、実土用望ましくない。
一方、第１図（ｂ）のプレーナ構造（公開ｖｆｆｆ公報
昭５５−１３２０７９号）では、メサ型構造に比べて安
定な動作が侍られると期待づれる。第１図１ｂ）の構造
で乞＋ Ｊ Ｉ ｎ Ｐ半導体基板ｌ上にｎ 型ＩｎＰ
層２．ＩｎＧａＡｓＰｊ６３ オよびｎ型ＩｎＰ層が形
成されている。６はたとえは（３ｄ拡散層でこの拡散端
面でＰｎ接合が形成されている。７に絶縁１（８，９は
１［他であるｏしかし、、ＩｎＰ結晶は、蒸気圧の高い
Ｐが結晶成長後の素子作成プロセスの熱処理工程におい
て解離し９表面層は変質することが考えられる。それ故
１表面保護膜形成後の界面特性は不安定となり、暗ｔｆ
ｉが大きくなる原因となる。
昭５５−１３２０７９号）では、メサ型構造に比べて安
定な動作が侍られると期待づれる。第１図１ｂ）の構造
で乞＋ Ｊ Ｉ ｎ Ｐ半導体基板ｌ上にｎ 型ＩｎＰ
層２．ＩｎＧａＡｓＰｊ６３ オよびｎ型ＩｎＰ層が形
成されている。６はたとえは（３ｄ拡散層でこの拡散端
面でＰｎ接合が形成されている。７に絶縁１（８，９は
１［他であるｏしかし、、ＩｎＰ結晶は、蒸気圧の高い
Ｐが結晶成長後の素子作成プロセスの熱処理工程におい
て解離し９表面層は変質することが考えられる。それ故
１表面保護膜形成後の界面特性は不安定となり、暗ｔｆ
ｉが大きくなる原因となる。
本発明の目的は、前述した欠点を除去することにより、
Ｉｆｘａの小さい安定な受乎累子を提供することにあ
る。
Ｉｆｘａの小さい安定な受乎累子を提供することにあ
る。
本発明の骨子は第２図に示す様に、能動領域となる禁止
帯幅の小さい物質層１３（第１ｔ半導体層）の上に光の
窓層となる禁止帯幅の大きい物質層１４（第２の半導体
層）を形成し、更に、１４の物質の組成原子を含んだ多
原子の層（第３の半導体層）を形成し、この上部に表口
床＃！狭で保躾することによって、半導体と界面との闇
の安定化を図るものである。第２の半導体層中ＴＩＣｋ
’ｎ接合が設けられている◇暗電流の低下、並びに界面
安定化を図った受光素子構造を特徴とする。
帯幅の小さい物質層１３（第１ｔ半導体層）の上に光の
窓層となる禁止帯幅の大きい物質層１４（第２の半導体
層）を形成し、更に、１４の物質の組成原子を含んだ多
原子の層（第３の半導体層）を形成し、この上部に表口
床＃！狭で保躾することによって、半導体と界面との闇
の安定化を図るものである。第２の半導体層中ＴＩＣｋ
’ｎ接合が設けられている◇暗電流の低下、並びに界面
安定化を図った受光素子構造を特徴とする。
前記の第３の半導体層にはＩｊｌ！２の半導体層（たと
えばＩｎＰ ）と（１）格子贅合をとり得る。（２）同
じ結晶系をとり得る。（３）高温にさらされても第２の
半導体層よりも安定である等の性質を持つ半導体材料を
用いる０ＩｎＰに対してはＩｎＧａＡｓＰが好ましい。
えばＩｎＰ ）と（１）格子贅合をとり得る。（２）同
じ結晶系をとり得る。（３）高温にさらされても第２の
半導体層よりも安定である等の性質を持つ半導体材料を
用いる０ＩｎＰに対してはＩｎＧａＡｓＰが好ましい。
表面のＩｎＧａＡｓＰ層は能動領域の半導体材料よりバ
ンド・ギヤ、プが大なる組成とすれば良い。
ンド・ギヤ、プが大なる組成とすれば良い。
本発明の実施例を第２図に示し、その構造を以下に説明
する。
する。
約ＩＱ ｃｍ 以上の高不純ｇｌｊｌｌＩＩｇＬの
ｎ 形ｌｎＰ基板−１１．上に公知の液相エピタキシャ
ル成長法により不純＠濃度が９ｘｌＯＣｍ 、厚ｇ１
．５μｍのｎ形ＩｎＰ層、１２．％：影形成、続いて不
純１１９２１１度が７Ｘ１０ ｃｍ 、厚さｌ、
３μｍのｎ形■ｎＯ，６１Ｇａ０３９ ” ０８３ Ｐ
Ｏ１Ｔ層、１３．を形成し、引沈いて不純ｑｍａｔＬが
９ＸｌＯｃｍ、厚さ１．８μｍのｎ形ＩｎＰ層、１４を
形成し、最後に不純物濃度７ｘｌＯｃｍ 、厚さ０．
２μｍのｎ形” ０．９ Ｇａ０１ ＡｓＯ，２Ｐ（１
８層、１５．を連続的に形成する。ＡＩ Ｏ及びＳｉ０
１％ｌを公知の気相化牛皮２１
２ ６法によって形成した後、公知の選択ホトエ、チノグ法
によって不必要都のＡｊ Ｏ及びＳｉＯ膜！８２ を除去した後、更に領域１５を除去し、上ｄピ絶縁物を
拡散マスクとして公知の拡散法によりて、 Ｚｎあるい
はＣｄ不純＊５ｒ：上記領域１４及び１５中に導入し、
拡散深さ０．７μｍのＰ 形の拡散領域。
ｎ 形ｌｎＰ基板−１１．上に公知の液相エピタキシャ
ル成長法により不純＠濃度が９ｘｌＯＣｍ 、厚ｇ１
．５μｍのｎ形ＩｎＰ層、１２．％：影形成、続いて不
純１１９２１１度が７Ｘ１０ ｃｍ 、厚さｌ、
３μｍのｎ形■ｎＯ，６１Ｇａ０３９ ” ０８３ Ｐ
Ｏ１Ｔ層、１３．を形成し、引沈いて不純ｑｍａｔＬが
９ＸｌＯｃｍ、厚さ１．８μｍのｎ形ＩｎＰ層、１４を
形成し、最後に不純物濃度７ｘｌＯｃｍ 、厚さ０．
２μｍのｎ形” ０．９ Ｇａ０１ ＡｓＯ，２Ｐ（１
８層、１５．を連続的に形成する。ＡＩ Ｏ及びＳｉ０
１％ｌを公知の気相化牛皮２１
２ ６法によって形成した後、公知の選択ホトエ、チノグ法
によって不必要都のＡｊ Ｏ及びＳｉＯ膜！８２ を除去した後、更に領域１５を除去し、上ｄピ絶縁物を
拡散マスクとして公知の拡散法によりて、 Ｚｎあるい
はＣｄ不純＊５ｒ：上記領域１４及び１５中に導入し、
拡散深さ０．７μｍのＰ 形の拡散領域。
１６、を形成する０拡散層、１６．とＩｎＰ層。
１４、 ＶＣよってｐｎ接合が形成きれる。ｐｎ接合面
と領域、１３．との間隔は１．１μｍである。
と領域、１３．との間隔は１．１μｍである。
次に、拡散ｉスフとして用いた杷縁映を除去した後、公
知方法によって８ｉ０ あるい１ｊｓｉＮ を！３
４ 再度形成した適用した。この後表面電極、１８゜及び裏
面電極、１９’に形成した。本素子は適切なステムにヤ
ウントされ、素子としての動作が試みられた。
知方法によって８ｉ０ あるい１ｊｓｉＮ を！３
４ 再度形成した適用した。この後表面電極、１８゜及び裏
面電極、１９’に形成した。本素子は適切なステムにヤ
ウントされ、素子としての動作が試みられた。
以下に本実施例の構成及び動作を説明する。本実施例で
は１禁止帯幅狭い領域１３が禁止帯幅の広い領域によっ
て囲まれているため、入射光は領域１３中で吸収される
構成となっている。また。
は１禁止帯幅狭い領域１３が禁止帯幅の広い領域によっ
て囲まれているため、入射光は領域１３中で吸収される
構成となっている。また。
表面層は禁止帯幅の広いＩｎＧａＡｓＰ層で形成され、
その上に表面保農用の絶縁膜が形成されているため、界
面での特性が安定となり、暗電流の低減に好適である。
その上に表面保農用の絶縁膜が形成されているため、界
面での特性が安定となり、暗電流の低減に好適である。
また、ｐｎ接合は領域１３より離れて形成されていると
共に、不純物Ｓ度分布も配置されているため、ハードな
接合特性を維狩し。
共に、不純物Ｓ度分布も配置されているため、ハードな
接合特性を維狩し。
かつ、光励起キャリアを効第良く接合へ果めるのに適し
ている。また、電界分布を考慮して空乏層の広がりを設
定しであるため、接合各賞を低減し。
ている。また、電界分布を考慮して空乏層の広がりを設
定しであるため、接合各賞を低減し。
高速化に適している。
本素子を逆方向にバイアスすると、空乏Ｉ−は接合直下
の領域１４及び領域、１３に広がる。このため、領域１
３の禁止帯幅に対応した長波長端の光波−！ｋまで効率
良く吸収し１発生した正孔はドリフト電界によってｐｎ
接合に果められる。本試作ｐｉｎホトダイオードの主な
特性は、波長感度領域１．０〜１．５５μｍ、童子効率
６５％（１，３μｍ）。
の領域１４及び領域、１３に広がる。このため、領域１
３の禁止帯幅に対応した長波長端の光波−！ｋまで効率
良く吸収し１発生した正孔はドリフト電界によってｐｎ
接合に果められる。本試作ｐｉｎホトダイオードの主な
特性は、波長感度領域１．０〜１．５５μｍ、童子効率
６５％（１，３μｍ）。
接合：ｉＨｌ Ｏ，８ｐＦ 、暗電流Ｈ０，１ｎＡ（１
ｏｖ）以下である。
ｏｖ）以下である。
本実施例の効果を以下に説明する。
ｆａｌ Ｉｎ（）ａＡｓＰ層と絶縁膜との界面特性を
用いることにより、低１１ｉ流の低減できる。
用いることにより、低１１ｉ流の低減できる。
（ｂｌ 前述した様々層構成にすることにより、トン
ネル効果による１ｌｆｔＩＬ流の＾・ｄ大を防止できる
。
ネル効果による１ｌｆｔＩＬ流の＾・ｄ大を防止できる
。
（Ｃ） 前述した様な層構成にすることにより、光励
起キャリアを効率良く接合ＬｌｃＪＩ／４めることがで
き。
起キャリアを効率良く接合ＬｌｃＪＩ／４めることがで
き。
高感度化できる０
＋ｄ＋ 前述した様な層構成ＶＣすることにより、光
励起キャリアをドリフト遠吠で接合へ集めることができ
、高速化できる。
励起キャリアをドリフト遠吠で接合へ集めることができ
、高速化できる。
（ｅ） 前述した様な層構成とすることにより、空乏
１−幅を広くとることができるため、接合容ｔ％：小さ
くでき、素子の高速化に効果がある〇別の実施例として
光の入射方向をＩｎＰ基板狗とした場合がある。第３図
がこの例を示す装Ｔｌ１ｌ！ｌ？面図である。第２図と
同一符号は同一部位を示している。層１５が表面保鰻の
ためのＩ ｎ ｔｅａ Ａｓ Ｐ盾である。第２図にお
ける実施例との相違点は電極１９が拡散領域１６の下部
に位置する領域の金属を除去する点、および電極１８は
入射光不安のため全面に設けられている点である。
１−幅を広くとることができるため、接合容ｔ％：小さ
くでき、素子の高速化に効果がある〇別の実施例として
光の入射方向をＩｎＰ基板狗とした場合がある。第３図
がこの例を示す装Ｔｌ１ｌ！ｌ？面図である。第２図と
同一符号は同一部位を示している。層１５が表面保鰻の
ためのＩ ｎ ｔｅａ Ａｓ Ｐ盾である。第２図にお
ける実施例との相違点は電極１９が拡散領域１６の下部
に位置する領域の金属を除去する点、および電極１８は
入射光不安のため全面に設けられている点である。
第１図は従来の素子構造例を示す断面図であり。
（ａ）はメサ型、（ｂ）はプレーナ型構造を示すＣ第２
図および第３図は本発明による一実施例の素子構造の断
面図を示す。 符号の説明 ０１ ・＝・ｎ 形ＩｎＰ基板、０２−＝ｎ形１ ｎ
ＧａＡ ｓ。 ０３・・・・・・Ｐ形Ｉ ｎＧａＡｓ、 ０８．０９・
−・・・１１Ｌ８Ｍ、 １ 、１１・・・・・・ｎ 形
ＩｎＰ基板、２・・・−・ｎ 形ＩｎＰ層。 １２−−−−−− ｎ形１ｎＰ層、３． ｌ ３−＝＝
・ｎ形１ｎ（）ａＡｓｌ’層、４．１４・・・・・・ｎ
形ＩｎＰ層、６．１６・・・・・・Ｐ形ＩｎＧａＡｓＰ
拡散ＩＩＩ、 ７． １７．１７ ・・・−・ｎ形Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、 ８．Ｉ８・、・、、、ｐ形１極、９．
１９・・・・・・ｎ形１１Ｌ他０ 第 １ 図 θ８ 第 ２ 図 ／γ 垢 ３ 図 Ｂ 第１頁の続き ０発 明 者 倉出−宏 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研六 所内 ０発 明 者 古賀康史 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 手続補正書（方式） 事件の表示 昭和５６ 年特許願第 １５６２８３ シＪ発明の名
称 光半導体装置 補正をする者 ” ’５１０°Ｏ式云村 １１１″！、 製 作
所、１１１ 勝 茂 代 理 人 明細書の発明の名称の欄 補１１ニの内容 ｔ＊ｗ−ｙｒつｐ＜ｉｏ＋明細
書の発明の名称を「光半導体装置」に訂正する。
図および第３図は本発明による一実施例の素子構造の断
面図を示す。 符号の説明 ０１ ・＝・ｎ 形ＩｎＰ基板、０２−＝ｎ形１ ｎ
ＧａＡ ｓ。 ０３・・・・・・Ｐ形Ｉ ｎＧａＡｓ、 ０８．０９・
−・・・１１Ｌ８Ｍ、 １ 、１１・・・・・・ｎ 形
ＩｎＰ基板、２・・・−・ｎ 形ＩｎＰ層。 １２−−−−−− ｎ形１ｎＰ層、３． ｌ ３−＝＝
・ｎ形１ｎ（）ａＡｓｌ’層、４．１４・・・・・・ｎ
形ＩｎＰ層、６．１６・・・・・・Ｐ形ＩｎＧａＡｓＰ
拡散ＩＩＩ、 ７． １７．１７ ・・・−・ｎ形Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、 ８．Ｉ８・、・、、、ｐ形１極、９．
１９・・・・・・ｎ形１１Ｌ他０ 第 １ 図 θ８ 第 ２ 図 ／γ 垢 ３ 図 Ｂ 第１頁の続き ０発 明 者 倉出−宏 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研六 所内 ０発 明 者 古賀康史 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 手続補正書（方式） 事件の表示 昭和５６ 年特許願第 １５６２８３ シＪ発明の名
称 光半導体装置 補正をする者 ” ’５１０°Ｏ式云村 １１１″！、 製 作
所、１１１ 勝 茂 代 理 人 明細書の発明の名称の欄 補１１ニの内容 ｔ＊ｗ−ｙｒつｐ＜ｉｏ＋明細
書の発明の名称を「光半導体装置」に訂正する。
Claims (1)
- 第１の導電形を示す半導体の上に前記ｓ１の半導体ｌ−
よりも禁制帯幅が広く、かつ第１の導電形を示す第２の
半導体層が設けられており、第２の半導体層に第２の導
電形な示す領域を設けたｐｎ接合が形成された光検出装
置において、痢２の半導体層のよに前記第１の導電形を
示す第３の半導体層が設けられ、第３の半導体層上に設
けられた第４の絶縁膜とで表面保睡機能を構成したこと
を特徴とする半導体装置０
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56156283A JPS5857761A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 光半導体装置 |
| KR8204346A KR900000074B1 (ko) | 1981-10-02 | 1982-09-27 | 광 검출용 반도체장치 |
| EP82109103A EP0076495B1 (en) | 1981-10-02 | 1982-10-01 | Photodiode |
| DE8282109103T DE3277353D1 (en) | 1981-10-02 | 1982-10-01 | Photodiode |
| US06/880,118 US4740819A (en) | 1981-10-02 | 1986-06-30 | Photo semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56156283A JPS5857761A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5857761A true JPS5857761A (ja) | 1983-04-06 |
| JPH0410233B2 JPH0410233B2 (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15624428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56156283A Granted JPS5857761A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857761A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63182850A (ja) * | 1987-01-24 | 1988-07-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 光半導体装置の製造方法 |
| JPH01135471A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-29 | Okuma Mach Works Ltd | 数値制御研削盤における定角ドレス方法 |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP56156283A patent/JPS5857761A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63182850A (ja) * | 1987-01-24 | 1988-07-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 光半導体装置の製造方法 |
| JPH01135471A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-29 | Okuma Mach Works Ltd | 数値制御研削盤における定角ドレス方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0410233B2 (ja) | 1992-02-24 |
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