JPS5892283A - 半導体受光素子の製造方法 - Google Patents
半導体受光素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS5892283A JPS5892283A JP56190355A JP19035581A JPS5892283A JP S5892283 A JPS5892283 A JP S5892283A JP 56190355 A JP56190355 A JP 56190355A JP 19035581 A JP19035581 A JP 19035581A JP S5892283 A JPS5892283 A JP S5892283A
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- Japan
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- heat treatment
- receiving element
- light receiving
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- 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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-
- 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
- H10F30/221—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 being a PN homojunction
- H10F30/2215—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 being a PN homojunction the devices comprising active layers made of only Group III-V materials
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- 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】
（１） 発明の技術分野
本発明は１μｍ帯の波長を有する元に好適なＩｎＰ／Ｉ
ｎＧａＡｓｐ系の受光素子の製造方法に関す。
ｎＧａＡｓｐ系の受光素子の製造方法に関す。
（２）技術の背景
元ファイバ通信における受光素子としてフォトダイオー
ド（ＰＤ）もしくはアバランシ・フォトダイオード（Ａ
ＰＤ）が用いられているが、１μｍ帯で優れた性能を有
する元ファイバが開発されたことにエリ、半導体レーザ
とともに、受光素子の技波長化が促進されている。
ド（ＰＤ）もしくはアバランシ・フォトダイオード（Ａ
ＰＤ）が用いられているが、１μｍ帯で優れた性能を有
する元ファイバが開発されたことにエリ、半導体レーザ
とともに、受光素子の技波長化が促進されている。
この１μｍ帯において好適な受光素子を提供する目的で
、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系ＡＰＤが開発されつつある
が、このＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系ＡＰＤにおいては、
受光用ｐｎ接合に逆バイアスを印加したときに生ずる漏
れ１ｌｒｆｉを小さくするためにｐｎ接合をＩｎＧａＡ
ｓＰ党吸収層上に成！にせしめたＩｎＰ層内に形成する
のが普通である。すなわちｐｎ接合からの空乏層を光吸
収層内へ充分拡げて所要の受光波長に対する感度を得る
一方で、ｐｎ接合逆バイアス特性はＩｎＰ層で定めるも
のである。
、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系ＡＰＤが開発されつつある
が、このＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系ＡＰＤにおいては、
受光用ｐｎ接合に逆バイアスを印加したときに生ずる漏
れ１ｌｒｆｉを小さくするためにｐｎ接合をＩｎＧａＡ
ｓＰ党吸収層上に成！にせしめたＩｎＰ層内に形成する
のが普通である。すなわちｐｎ接合からの空乏層を光吸
収層内へ充分拡げて所要の受光波長に対する感度を得る
一方で、ｐｎ接合逆バイアス特性はＩｎＰ層で定めるも
のである。
（３） 従来技術と問題点
前記のＩｎ１９／ＩｎＧａＡｓＰ系ＡＰＤにおいては通
常ＩｎＰ基板に形成されたＩｎＧａＡ’ａＰ元吸収層上
のｎ−ＩｎＰ層内にｐ型不純物拡散領域を形成して前記
ｐｎ接合を形成している。そしてブレイク・ダウンをｐ
ｎ接合の中央部分で生じさせるために、ｐ１１１Ｉ合周
辺部分の耐電圧を高めるガードリングを設けること等に
関して種々の構造のＡＰＤが提案されている。
常ＩｎＰ基板に形成されたＩｎＧａＡ’ａＰ元吸収層上
のｎ−ＩｎＰ層内にｐ型不純物拡散領域を形成して前記
ｐｎ接合を形成している。そしてブレイク・ダウンをｐ
ｎ接合の中央部分で生じさせるために、ｐ１１１Ｉ合周
辺部分の耐電圧を高めるガードリングを設けること等に
関して種々の構造のＡＰＤが提案されている。
第１図社従来技術によるプレーす型ＡＰＤの一例を示す
断面図である０図において、ｌはＨ＋ −Ｉｎｐ基板、
２はｎ−ＩｎＰ／’ツファ層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
党吸収層、４ｆｄｎ−ＩｎＰ増倍層、５は高抵抗ｎ−−
Ｉ ｎ ＰＡＬ ６はｐ十蓋不純物拡散領櫨、７は絶
ｍ１ｌｌ、 ８はｐｉｆ＋電極、９はｎ１ＩＩ電極″１
′ある。
断面図である０図において、ｌはＨ＋ −Ｉｎｐ基板、
２はｎ−ＩｎＰ／’ツファ層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
党吸収層、４ｆｄｎ−ＩｎＰ増倍層、５は高抵抗ｎ−−
Ｉ ｎ ＰＡＬ ６はｐ十蓋不純物拡散領櫨、７は絶
ｍ１ｌｌ、 ８はｐｉｆ＋電極、９はｎ１ＩＩ電極″１
′ある。
本例のＡＰＤにおいては、ＩｎＰ増倍層４をｎ型とし、
その上に高抵抗ｎ−型ＩｎＰ層５を形成いこのｎ−Ｉｎ
Ｐ層５内に、ｐ＋型領領域６ｎ−ＩｎＰ増倍層４との界
面に届く工うにイオン注入に１つて形成したものであっ
て、中央部分においてはｐ＋ Ｈの構成になっている
ためになだえ増倍を起し易く、周辺部分ではｐ＋ Ｈ
−の構成になっているためにブレイク・ダウンを起し離
くされている。
その上に高抵抗ｎ−型ＩｎＰ層５を形成いこのｎ−Ｉｎ
Ｐ層５内に、ｐ＋型領領域６ｎ−ＩｎＰ増倍層４との界
面に届く工うにイオン注入に１つて形成したものであっ
て、中央部分においてはｐ＋ Ｈの構成になっている
ためになだえ増倍を起し易く、周辺部分ではｐ＋ Ｈ
−の構成になっているためにブレイク・ダウンを起し離
くされている。
しかしながら従来技術にＬる前記例のＡＰＤの製造方法
においては、不純物イオン注入後の熱処理の際に高抵抗
ｎ−−４ｎＰ層５０表面が変化して変成層１０が形成さ
れ、ＡＰＤ完成後逆バイアス電圧の印加ｉこよってこの
部分すなわち、絶縁膜７とｎ−−ＩｎＰ層５との界面に
ｎｐ反転層が形成され、受光部周辺の耐電圧が低下して
ガードリングの効果が害され、又は受光部以外に光感度
が出る結果となることがあった。
においては、不純物イオン注入後の熱処理の際に高抵抗
ｎ−−４ｎＰ層５０表面が変化して変成層１０が形成さ
れ、ＡＰＤ完成後逆バイアス電圧の印加ｉこよってこの
部分すなわち、絶縁膜７とｎ−−ＩｎＰ層５との界面に
ｎｐ反転層が形成され、受光部周辺の耐電圧が低下して
ガードリングの効果が害され、又は受光部以外に光感度
が出る結果となることがあった。
この変成層の形５ｙ、社熱処理の際にＩｎＰ層が雰囲気
にさらされることによって生ずるものであるが、ｎｐ反
転はｎ型ＩｎＰ層が高抵抗であるときに特に問題となる
。又この問題ｔ″ｔＡＰＤのみならず、ＰＤについても
同様である。
にさらされることによって生ずるものであるが、ｎｐ反
転はｎ型ＩｎＰ層が高抵抗であるときに特に問題となる
。又この問題ｔ″ｔＡＰＤのみならず、ＰＤについても
同様である。
（４）発明の目的
本発明は、ｎ型Ｉｎｐ層へ不純物イオンを注入して熱処
理を行うことに↓す、ｐ十ｎ接合を形成するＩｎＰ／Ｉ
ｎＧａＡｓＰ系受光菓子に関して、逆バイアス印加の際
にｎｐ反転層が形成されない受光素子の製造方法を提供
することを目的とする。
理を行うことに↓す、ｐ十ｎ接合を形成するＩｎＰ／Ｉ
ｎＧａＡｓＰ系受光菓子に関して、逆バイアス印加の際
にｎｐ反転層が形成されない受光素子の製造方法を提供
することを目的とする。
（５）発明の構成
本発明の前記目的は、該ｎ型ＩｎＰ層上・ｃＩｎＧａＡ
ｍ層を設けて該不純物イオン注入及び該熱処理を行い、
しかるにＩｆ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ層を除去するこ
と−こより達成される。
ｍ層を設けて該不純物イオン注入及び該熱処理を行い、
しかるにＩｆ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ層を除去するこ
と−こより達成される。
（６）発明の実施例
以下に本発ｖＩを実施例にエリ図面を参照して具体的に
説明する。
説明する。
第２図（＆）及び（ｂ）は本発明のＡＰＤＩこついての
実施例を示す断面図であって、同一符号は同一対象部分
を示す、第２図（ａ）において、ｌｌはキク１フ丁８１
１１ ｘ １０ｕ ｃｍ −程度、厚さ３００７１ｍ程
度のｎ今−ＩｎＰｉｌｆ、】２はキャリア濃＄ Ｉ Ｘ
１０”ａｓ−” ｌ１ｌｆ１厚さ３μｍ程度のｎ
ＩｎＰ”ｙ７７層、１３はキャリア＠ｆｉｌ Ｉ Ｘ
１０” ｃｍ −” 程度、厚さ２ｓｍ＠度のｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ党吸収層、１４Ｆｉキャリア濃度ｌＸｌ０”
５１−”８度、厚さ１μｍ程度の１ｌ−ＩｎＰ増倍層、
１５はキャリア＠ｚｓｘｌｏ”ｙ＋−’１度以下、厚さ
２ｆｉｍ程度てＣｄドープにエリ補償された高抵抗ｎ−
−ＩｎＰ層、１６はキャリア濃度Ｉ Ｘ １０” ｃＭ
−’程度、厚さ１μｍ程度のアンドープｎ−ＩｎＧａＡ
ａ層、１７はＢ・イオン注入後熱処理を行って形成した
ｐ中領域である。
実施例を示す断面図であって、同一符号は同一対象部分
を示す、第２図（ａ）において、ｌｌはキク１フ丁８１
１１ ｘ １０ｕ ｃｍ −程度、厚さ３００７１ｍ程
度のｎ今−ＩｎＰｉｌｆ、】２はキャリア濃＄ Ｉ Ｘ
１０”ａｓ−” ｌ１ｌｆ１厚さ３μｍ程度のｎ
ＩｎＰ”ｙ７７層、１３はキャリア＠ｆｉｌ Ｉ Ｘ
１０” ｃｍ −” 程度、厚さ２ｓｍ＠度のｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ党吸収層、１４Ｆｉキャリア濃度ｌＸｌ０”
５１−”８度、厚さ１μｍ程度の１ｌ−ＩｎＰ増倍層、
１５はキャリア＠ｚｓｘｌｏ”ｙ＋−’１度以下、厚さ
２ｆｉｍ程度てＣｄドープにエリ補償された高抵抗ｎ−
−ＩｎＰ層、１６はキャリア濃度Ｉ Ｘ １０” ｃＭ
−’程度、厚さ１μｍ程度のアンドープｎ−ＩｎＧａＡ
ａ層、１７はＢ・イオン注入後熱処理を行って形成した
ｐ中領域である。
すなわち、本実施例においては、Ｈ−−ＩｎＰ層１層上
５上−ＩｎＧａＡｓ層１６を設けて、１５０Ｋｅｙ、５
Ｘ１０”ｃｍ−”程度のＢ＠イオン注入を行い、次いで
７５０℃、２０分８ｉ度の熱処理を行９て、ｎ７’ｍ
Ｉ ｎ Ｐ層１５とＨ−Ｉ ｎ Ｐ層１４との界面に届
くようにｐ中領域１７を形成している。
５上−ＩｎＧａＡｓ層１６を設けて、１５０Ｋｅｙ、５
Ｘ１０”ｃｍ−”程度のＢ＠イオン注入を行い、次いで
７５０℃、２０分８ｉ度の熱処理を行９て、ｎ７’ｍ
Ｉ ｎ Ｐ層１５とＨ−Ｉ ｎ Ｐ層１４との界面に届
くようにｐ中領域１７を形成している。
しかる後にＨＮＯ，：ＨＦ＝１ ： １のエツチング液
を用いて、前記ｎ−ＩｎＧａＡａ層１６を除去し、第２
図（ｂ）に示す如く、ｐ◆中領域７上にｐ側電極１８を
ＡｕＺｎ等にエリ、父、ｎ＋−ＩｎＰ基＠１１の裏面に
ｎ側電６１９をＡｕＧ・等により、絶縁膜２０を窒化シ
リコン等にエリ形成してＡＰＤが構成される。
を用いて、前記ｎ−ＩｎＧａＡａ層１６を除去し、第２
図（ｂ）に示す如く、ｐ◆中領域７上にｐ側電極１８を
ＡｕＺｎ等にエリ、父、ｎ＋−ＩｎＰ基＠１１の裏面に
ｎ側電６１９をＡｕＧ・等により、絶縁膜２０を窒化シ
リコン等にエリ形成してＡＰＤが構成される。
以上の製造方法によって得られた本実施例のＡＰＤ（７
）逆耐圧ＶＢは１００Ｖ、増倍率は約５０゜量子効率は
約５０％、暗電流はＶＢの９０−の電圧において１０乃
至２０ｎＡＴあり、また増倍率の面内分布は均一であっ
て、ｎｐ反転層の形成は蘭められず本発明の目的が達成
されている。
）逆耐圧ＶＢは１００Ｖ、増倍率は約５０゜量子効率は
約５０％、暗電流はＶＢの９０−の電圧において１０乃
至２０ｎＡＴあり、また増倍率の面内分布は均一であっ
て、ｎｐ反転層の形成は蘭められず本発明の目的が達成
されている。
本実施例のＩｎＧａＡｓ層１６はｎ−−ＩｎＰ層１層上
５上ピタキシャル成長法によって形成させたものである
が、ＩｎＰに格子整合したＩｎＧａＡｓとすることによ
りｎ−−ＩｎＰ層１層管５置する選択エツチングが容易
となり、又、エピタキシャル成長層に歪を及ｔ”ｌ’Ｌ
或いは有害な不純物を混入する危険を避けることができ
る。
５上ピタキシャル成長法によって形成させたものである
が、ＩｎＰに格子整合したＩｎＧａＡｓとすることによ
りｎ−−ＩｎＰ層１層管５置する選択エツチングが容易
となり、又、エピタキシャル成長層に歪を及ｔ”ｌ’Ｌ
或いは有害な不純物を混入する危険を避けることができ
る。
（７ン 発明の効果
本発明はｎ ｍ Ｉ ｎ Ｐ層へ不純物イオンを注入し
て熱処理を行うことにエリｐ ＋ ｎ接合を形成するＩ
ｎ Ｐ ／ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ系受光累子
の製造方法において、＃ｎ！１ＩｎＰ層上ｊｃＩｎＧａ
Ａｓ層を設けて該不純物イオン注入及び核熱処理を行い
、然る後に該ＩｎＧａＡｓ層を除去することｌこよりｎ
ｐ反転層の形成が排除された受光素子を製造すＪＩ：ｙ
Ｉ法を提供するものであって、！μｍμｍ光受光素子訃
向上に大きい効果を有する。
て熱処理を行うことにエリｐ ＋ ｎ接合を形成するＩ
ｎ Ｐ ／ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ系受光累子
の製造方法において、＃ｎ！１ＩｎＰ層上ｊｃＩｎＧａ
Ａｓ層を設けて該不純物イオン注入及び核熱処理を行い
、然る後に該ＩｎＧａＡｓ層を除去することｌこよりｎ
ｐ反転層の形成が排除された受光素子を製造すＪＩ：ｙ
Ｉ法を提供するものであって、！μｍμｍ光受光素子訃
向上に大きい効果を有する。
第１図は従来技術によるＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系ＡＰ
Ｄの断面図、第２図（ａ）及び（ｂ）ｔ′ｉ本発明の実
施例を示すＡＰＤの断面図である。 図において、１１１ ｎ” Ｉ ｎ Ｐ基板、２ｒｉ
ｎ−ＩｎＰバッファ層、３はｎｗＩｎＧａＡｓＰ元吸収
層、４はｎ−ＩｎＰ増倍層、５は尚抵抗ｎ−−ＩｎＰ７
ｍ、６はｐ中型不純物イオン注入領域、７は絶縁膜、８
はｐ側電極、９はｎ側電極、ｌＯは変成層、１１Ｊ：ｎ
”−ＩｎＰ基板、 １２ｔｌｎ’４ｎＰバッファ層、ｌ
３ｒｉｎ−ＩｎＧｉＡｓＰ元吸収層、１４はｎ−Ｉｎ
Ｐｎ倍増、１５はＴｈａ抗ｎ −−Ｉ ｎ Ｐ層、］
］６Ｕｎ−ＩｎＧａＡａ層１７はｐ中領域、１８はｐ＠
電極、１９はｎ１ｌｌｌ［ｉｋ、２０は絶縁膜を示す・
Ｄの断面図、第２図（ａ）及び（ｂ）ｔ′ｉ本発明の実
施例を示すＡＰＤの断面図である。 図において、１１１ ｎ” Ｉ ｎ Ｐ基板、２ｒｉ
ｎ−ＩｎＰバッファ層、３はｎｗＩｎＧａＡｓＰ元吸収
層、４はｎ−ＩｎＰ増倍層、５は尚抵抗ｎ−−ＩｎＰ７
ｍ、６はｐ中型不純物イオン注入領域、７は絶縁膜、８
はｐ側電極、９はｎ側電極、ｌＯは変成層、１１Ｊ：ｎ
”−ＩｎＰ基板、 １２ｔｌｎ’４ｎＰバッファ層、ｌ
３ｒｉｎ−ＩｎＧｉＡｓＰ元吸収層、１４はｎ−Ｉｎ
Ｐｎ倍増、１５はＴｈａ抗ｎ −−Ｉ ｎ Ｐ層、］
］６Ｕｎ−ＩｎＧａＡａ層１７はｐ中領域、１８はｐ＠
電極、１９はｎ１ｌｌｌ［ｉｋ、２０は絶縁膜を示す・
Claims (1)
- ｎ ｌ！ Ｉ ｎ Ｐ層へ不純物イオンを注入して熱処
理を行うことにエリｐ” ｎ ４＃合を形成するＩｎＰ
／ＩｎＧａＡｓＰ系半導体受ｆｔ、素子の製造方法にシ
いて、該ｎ聾ＩｎＰ層上にＩｎＧａＡｓ層を設けて該不
純物イオン注入及び該熱処理を行い、しかる後に＃Ｉｎ
ＧａＡ＠層を除去することを特徴とする牛導体受元素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190355A JPS5892283A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 半導体受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190355A JPS5892283A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 半導体受光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892283A true JPS5892283A (ja) | 1983-06-01 |
Family
ID=16256807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56190355A Pending JPS5892283A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 半導体受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892283A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5183772A (ja) * | 1975-01-20 | 1976-07-22 | Matsushita Electronics Corp | |
| JPS5642385A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-20 | Nec Corp | Hetero-structure semiconductor device |
| JPS5854685A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | アバランシ・ホトダイオ−ド及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-11-27 JP JP56190355A patent/JPS5892283A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5183772A (ja) * | 1975-01-20 | 1976-07-22 | Matsushita Electronics Corp | |
| JPS5642385A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-20 | Nec Corp | Hetero-structure semiconductor device |
| JPS5854685A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | アバランシ・ホトダイオ−ド及びその製造方法 |
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