JPS6146077B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6146077B2 JPS6146077B2 JP55118592A JP11859280A JPS6146077B2 JP S6146077 B2 JPS6146077 B2 JP S6146077B2 JP 55118592 A JP55118592 A JP 55118592A JP 11859280 A JP11859280 A JP 11859280A JP S6146077 B2 JPS6146077 B2 JP S6146077B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inp
- semiconductor layer
- layer
- light receiving
- guard ring
- 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.)
- Expired
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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
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- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、受光部に比べその周辺領域の耐圧が
十分高くなるように、ガードリング部を形成する
半導体受光素子の製造方法の改良に関する。
十分高くなるように、ガードリング部を形成する
半導体受光素子の製造方法の改良に関する。
従来のガードリング部を有する半導体受光素子
に於いて、例えばInP／InGaAs（Ｐ）／InP基板
の層構造を有するアバランシ・フオト・ダイオー
ド（以下APDと略す）ではInGaAs（Ｐ）を光吸
収層、最上層のINPを増倍層とし、前記InP層中
に形成されたpn接合の中心部（受光部）に比べ
接合の周辺部（ガードリング部）の耐圧が十分高
くなるようにガードリング部を形成している。そ
の際、受光部及びガードリング部のpn接合を前
記InP層中に形成する時ガードリング部の拡散深
さを、受光部のそれの２〜３倍にしなければなら
ない。そのためガードリング部と受光部とはそれ
ぞれ別個の工程で形成しなければならなくなり、
特にガードリング部の拡散には高温長時間の工程
を要している。以上のガードリング部拡散工程に
於いて、主に拡散マスクとする絶縁膜と前記InP
層との間にある熱歪みに依り、前記InP層中に結
晶表面から数1000Åの領域にわたつて結晶欠陥が
生じる。前記結晶欠陥に浅い不純物拡散に依り形
成される受光部のpn接合境界にまで生じている
ため、従来の製造方法では受光部での均一で且つ
安定したアバランシ・ブレータダウンを得ること
が困難であつた。
に於いて、例えばInP／InGaAs（Ｐ）／InP基板
の層構造を有するアバランシ・フオト・ダイオー
ド（以下APDと略す）ではInGaAs（Ｐ）を光吸
収層、最上層のINPを増倍層とし、前記InP層中
に形成されたpn接合の中心部（受光部）に比べ
接合の周辺部（ガードリング部）の耐圧が十分高
くなるようにガードリング部を形成している。そ
の際、受光部及びガードリング部のpn接合を前
記InP層中に形成する時ガードリング部の拡散深
さを、受光部のそれの２〜３倍にしなければなら
ない。そのためガードリング部と受光部とはそれ
ぞれ別個の工程で形成しなければならなくなり、
特にガードリング部の拡散には高温長時間の工程
を要している。以上のガードリング部拡散工程に
於いて、主に拡散マスクとする絶縁膜と前記InP
層との間にある熱歪みに依り、前記InP層中に結
晶表面から数1000Åの領域にわたつて結晶欠陥が
生じる。前記結晶欠陥に浅い不純物拡散に依り形
成される受光部のpn接合境界にまで生じている
ため、従来の製造方法では受光部での均一で且つ
安定したアバランシ・ブレータダウンを得ること
が困難であつた。
本発明の目的は従来技術で生じていた結晶欠陥
を防ぎ、受光部での均一で且つ安定したアバラン
シ・ブレークダウンを得ることにある。
を防ぎ、受光部での均一で且つ安定したアバラン
シ・ブレークダウンを得ることにある。
本発明は不純物拡散工程以前に素子表面を形成
する半導体層を選択的に除去することに依り従来
に比べ低温、短時間の拡散工程でガードリング部
を形成することを可能としている。又、前記ガー
ドリング部形成のための拡散工程時に残存する前
記半導体層に同時に不純物拡散を行ない、受光部
を形成するものである。
する半導体層を選択的に除去することに依り従来
に比べ低温、短時間の拡散工程でガードリング部
を形成することを可能としている。又、前記ガー
ドリング部形成のための拡散工程時に残存する前
記半導体層に同時に不純物拡散を行ない、受光部
を形成するものである。
よつて本発明では、ガードリング部及び受光部
の厚みは、共に0.5〜1.0μｍ程度と薄く、従来に
比べ低温、短時間の拡散処理で形成できる。又、
従来技術では、ガードリング部形成のための拡散
処理の際に受光部形成領域表面には、拡散マスク
として例えばSiO2膜を用いているために、SiO2
膜と結晶界面に働く熱応力に依り、受光部接合界
面にまで及ぶ結晶欠陥を生じたが本発明では受光
部形成領域表面をマスクで被う必要がないため、
前記熱応力に依る結晶欠陥を防ぐことができる。
更に本発明では受光部、ガードリング部を同一の
拡剤処理で形成するため従来に比べ容易な工程で
装置を作製出来るものである。
の厚みは、共に0.5〜1.0μｍ程度と薄く、従来に
比べ低温、短時間の拡散処理で形成できる。又、
従来技術では、ガードリング部形成のための拡散
処理の際に受光部形成領域表面には、拡散マスク
として例えばSiO2膜を用いているために、SiO2
膜と結晶界面に働く熱応力に依り、受光部接合界
面にまで及ぶ結晶欠陥を生じたが本発明では受光
部形成領域表面をマスクで被う必要がないため、
前記熱応力に依る結晶欠陥を防ぐことができる。
更に本発明では受光部、ガードリング部を同一の
拡剤処理で形成するため従来に比べ容易な工程で
装置を作製出来るものである。
以下図面を参照して本発明に依る一実施例を示
す。
す。
第１図参照
(1) n+−InP基板１上に基板の結晶性及び表面状
態を改善するため、数μｍの厚さのｎ−InPバ
ツフア層２をエピタキシヤル成長に依り形成す
る。
態を改善するため、数μｍの厚さのｎ−InPバ
ツフア層２をエピタキシヤル成長に依り形成す
る。
(2) 前記ｎ−InPバツフア層２に格子整合をとつ
てｎ−InGaAs（Ｐ）層３を約２μｍエペタキ
シヤル成長させる。ここでｎ−InGaAs（Ｐ）
層の不純物濃度は５×1015〜１×1016cm-3とす
る。
てｎ−InGaAs（Ｐ）層３を約２μｍエペタキ
シヤル成長させる。ここでｎ−InGaAs（Ｐ）
層の不純物濃度は５×1015〜１×1016cm-3とす
る。
第２図参照
(3) 前記ｎ−InGaAs（Ｐ）層３上に５×1015〜
１×1016cm3の不純物濃度を有するｎ−InP層４
を約1.2μｍエピタキシヤル成長させる。
１×1016cm3の不純物濃度を有するｎ−InP層４
を約1.2μｍエピタキシヤル成長させる。
(4) 前記ｎ−InP層４上に１×1016〜５×1016cm-3
の不純物濃度を有するｎ−InP層５を約1.5μｍ
エピタキシヤル成長させる。
の不純物濃度を有するｎ−InP層５を約1.5μｍ
エピタキシヤル成長させる。
第３図参照
(5) 前記ｎ−InP層５上にSiO2膜を約3000Åの厚
さで形成し、フオトエツチングに依り選択エツ
チング用マスク６を残存させる。
さで形成し、フオトエツチングに依り選択エツ
チング用マスク６を残存させる。
(6) エツチング液としてH2SO4＝H2O2：H2O＝
１：１：１の混合液を約50℃に加熱したものを
使用して選択エツチング処理を約15分間行な
う。ここでｎ−InP層は約0.1μm/minのエツ
チングレートでエツチングされるため表面上
SiO2マスク６を有していない領域のｎ−InP層
５はその全体が除去される。
１：１：１の混合液を約50℃に加熱したものを
使用して選択エツチング処理を約15分間行な
う。ここでｎ−InP層は約0.1μm/minのエツ
チングレートでエツチングされるため表面上
SiO2マスク６を有していない領域のｎ−InP層
５はその全体が除去される。
第４図参照
(7) 前記選択エツチング用マスク６を例えば選択
エツチングに依り剥離する。
エツチングに依り剥離する。
(8) 拡散マスクとしてSiO2膜７を形成する。
(9) 残存するｎ−InP層５並びにSiO2マスク７に
被われていないInP層４表面から例えばCdP2を
ソースとした閉管法のCd拡散を500℃で30分間
施し約0.8μｍの深さを有するP+−InP領域８，
９を同時に形成する。ここでP+−InP領域８を
ガードリング部、P+−InP領域９を受光部とす
る。
被われていないInP層４表面から例えばCdP2を
ソースとした閉管法のCd拡散を500℃で30分間
施し約0.8μｍの深さを有するP+−InP領域８，
９を同時に形成する。ここでP+−InP領域８を
ガードリング部、P+−InP領域９を受光部とす
る。
第５図参照
(10) 無反射コート用SiO2膜１０並びに表面保護
用SiO2膜１１を形成する。
用SiO2膜１１を形成する。
第６図参照
(11) P+−InP層９側にAuZn電極１２、n+−InP基
板１側にAuGe電極１３をそれぞれ形成する。
板１側にAuGe電極１３をそれぞれ形成する。
以上の工程で本発明に依る半導体受光素子が形
成される。ここで例えばｎ−InGaAs（Ｐ）層３
とｎ−InP層４の濃度を１×1016cm-3、ｎ−InP層
５の濃度を３×1016cm-3とすると、受光部の耐圧
51Vに対しガードリング部の耐圧80Vとなり29V
の耐圧差が得られる。
成される。ここで例えばｎ−InGaAs（Ｐ）層３
とｎ−InP層４の濃度を１×1016cm-3、ｎ−InP層
５の濃度を３×1016cm-3とすると、受光部の耐圧
51Vに対しガードリング部の耐圧80Vとなり29V
の耐圧差が得られる。
実施例に於いても明らかであるように本発明に
依り以下の各項の効果が得られる。
依り以下の各項の効果が得られる。
(a) ガードリング部の不純物鉱散が従来に比べ浅
いものであるため低温、短時間の拡散工程で行
なえる。よつて熱拡散過程で生じる結晶欠陥を
少なくできる。
いものであるため低温、短時間の拡散工程で行
なえる。よつて熱拡散過程で生じる結晶欠陥を
少なくできる。
(b) 受光部領域をマスクで被う熱拡散処理がない
ので、マスクと結晶界面間に働く熱応力に移る
結晶欠陥を防ぐことができる。
ので、マスクと結晶界面間に働く熱応力に移る
結晶欠陥を防ぐことができる。
(c) 一回の不純物拡散処理で受光部とガードリン
グ部を同時に形成出来るため従来に比べ工程が
容易となる。又プロセスに依つて導入される結
晶欠陥も減らすことが出来る。
グ部を同時に形成出来るため従来に比べ工程が
容易となる。又プロセスに依つて導入される結
晶欠陥も減らすことが出来る。
以上の効果に依り、本発明の半導体受光素子で
は結晶性の優れたものが、つまり受光部での均一
で且つ安定したアバランシ・ブレークダウンを得
ることが可能である。
は結晶性の優れたものが、つまり受光部での均一
で且つ安定したアバランシ・ブレークダウンを得
ることが可能である。
又前記実施例の他にもｐ型不純物としてBeを
イオン注入することに依り本発明は実施可能であ
り、前記実施例とは逆の導電型を有する半導体装
置も、Siのイオン注入に依るn+−InP領域の形成
で実現できる。更に本発明はGaAsSd／GaSd系
のAPDにも適用できるものである。
イオン注入することに依り本発明は実施可能であ
り、前記実施例とは逆の導電型を有する半導体装
置も、Siのイオン注入に依るn+−InP領域の形成
で実現できる。更に本発明はGaAsSd／GaSd系
のAPDにも適用できるものである。
第１図乃至第６図は本発明に依る一実施例の工
程要部を示すものである。 １；n+−InP基板、２；ｎ−InPバツフア層、
３；ｎ−InGaAs（Ｐ）層、４；ｎ−InP層、５；
ｎ−InP層、６；選択エツチング用SiO2マスク、
７；拡散マスク（SiO2）、８；P+−InPガードリ
ング部領域、９；P+−InP受光部領域、１０；無
反射コート用SiO2膜、１１；表面保護用SiO2
膜、１２；AuZn電極、１３；AuGe電極。
程要部を示すものである。 １；n+−InP基板、２；ｎ−InPバツフア層、
３；ｎ−InGaAs（Ｐ）層、４；ｎ−InP層、５；
ｎ−InP層、６；選択エツチング用SiO2マスク、
７；拡散マスク（SiO2）、８；P+−InPガードリ
ング部領域、９；P+−InP受光部領域、１０；無
反射コート用SiO2膜、１１；表面保護用SiO2
膜、１２；AuZn電極、１３；AuGe電極。
Claims (1)
- １ 一導電型を有する第１半導体層上に、該第１
半導体層と同一導電型で且つ該第１半導体層より
も高不純物濃度を有する第２半導体層を形成する
工程と、ついで該第２半導体層をその一部を残し
て選択エツチングで除去する工程と、残存する該
第２半導体層内部でpn接合が形成される拡散深
さに、該第１半導体層と反対導電型を与える不純
物を該第１半導体層及び該第２半導体層表面から
拡散させる工程を含むことを特徴とする半導体受
光素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55118592A JPS5743479A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Manufacture of semiconductor photodetector |
| EP81303108A EP0043734B1 (en) | 1980-07-08 | 1981-07-08 | Avalanche photodiodes |
| US06/281,304 US4442444A (en) | 1980-07-08 | 1981-07-08 | Avalanche photodiodes |
| DE8181303108T DE3172668D1 (en) | 1980-07-08 | 1981-07-08 | Avalanche photodiodes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55118592A JPS5743479A (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Manufacture of semiconductor photodetector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5743479A JPS5743479A (en) | 1982-03-11 |
| JPS6146077B2 true JPS6146077B2 (ja) | 1986-10-11 |
Family
ID=14740393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55118592A Granted JPS5743479A (en) | 1980-07-08 | 1980-08-28 | Manufacture of semiconductor photodetector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5743479A (ja) |
-
1980
- 1980-08-28 JP JP55118592A patent/JPS5743479A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5743479A (en) | 1982-03-11 |
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