JPS6281780A - 受光素子の製造方法 - Google Patents
受光素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS6281780A JPS6281780A JP60222594A JP22259485A JPS6281780A JP S6281780 A JPS6281780 A JP S6281780A JP 60222594 A JP60222594 A JP 60222594A JP 22259485 A JP22259485 A JP 22259485A JP S6281780 A JPS6281780 A JP S6281780A
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- Japan
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- guard ring
- light receiving
- type
- receiving element
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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】
〔概要〕
半導体受光素子として、アバランシュ・フォト・ダイオ
ード（ＡＰＤ）は低暗電流、低雑音、高増幅度等の特徴
があり光通信用として用途が広いが、ブレーナ型構造で
はこの特徴を発揮させるには、受光面を囲繞してガード
リングを形成して、この領域での降伏電圧を受光面より
高くすることが必要で、本発明ではその製造方法の改善
によりその実現を容易とした。
ード（ＡＰＤ）は低暗電流、低雑音、高増幅度等の特徴
があり光通信用として用途が広いが、ブレーナ型構造で
はこの特徴を発揮させるには、受光面を囲繞してガード
リングを形成して、この領域での降伏電圧を受光面より
高くすることが必要で、本発明ではその製造方法の改善
によりその実現を容易とした。
本発明は、光通信用に用いられる半導体受光素子（ＡＰ
Ｄ）の製造方法の改良に関する。
Ｄ）の製造方法の改良に関する。
光吸収層と増倍層とを分離せる受光素子構造、即ち、Ｓ
ＡＭ型（Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
ａｎｄＭｕｌｔｔｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉ
ｏｎｓ） Ａ Ｐ Ｄは低暗電流、高増幅特性をもつ受
光素子として光通信用に好適であることが知られている
。
ＡＭ型（Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
ａｎｄＭｕｌｔｔｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉ
ｏｎｓ） Ａ Ｐ Ｄは低暗電流、高増幅特性をもつ受
光素子として光通信用に好適であることが知られている
。
このＳＡＭ型構造においては受光面領域でｎ型増倍層に
接してｐ型不純物を導入したｐｎ接合が形成されるが、
低暗電流、高増幅特性を得るためには、このｐｎ接合の
周囲にガードリングを設け、且つガードリング部の降伏
電圧を受光面領域より高くすることが必要である。
接してｐ型不純物を導入したｐｎ接合が形成されるが、
低暗電流、高増幅特性を得るためには、このｐｎ接合の
周囲にガードリングを設け、且つガードリング部の降伏
電圧を受光面領域より高くすることが必要である。
その手段としてガードリング領域の構造、及び製造方法
に種々の改善が提案されているが、更に改善が要望され
ている。
に種々の改善が提案されているが、更に改善が要望され
ている。
１．３〜１．６μｍの波長帯の光通信用としてＩｎＰを
用いたＡＰＤが広く使用されている。
用いたＡＰＤが広く使用されている。
従来の技術によるＩｎ ＰのＡＰＤ構造を第２図の断面
図により説明する。本発明は主としてガードリング部の
構造に関するものであるので、ガードリング以外の構造
で、本発明に関係のない部分は省略して説明する。
図により説明する。本発明は主としてガードリング部の
構造に関するものであるので、ガードリング以外の構造
で、本発明に関係のない部分は省略して説明する。
第２図（ａ）において、１はｎ”−ＩｎＰ基板、２はｒ
ｌ−１ｎＧａＡｓＰ光吸収層、３はｎ−ＩｎＰ増倍層、
４はｎ−−ＩｎＰ層を示す。
ｌ−１ｎＧａＡｓＰ光吸収層、３はｎ−ＩｎＰ増倍層、
４はｎ−−ＩｎＰ層を示す。
上記の構造は液相成長法により基板より順次積層するこ
とにより得られる。次いで、受光面を開口せるマスクを
用いてＣｄを拡散することによりｐ” −ＩｎＰ層５を
形成する。
とにより得られる。次いで、受光面を開口せるマスクを
用いてＣｄを拡散することによりｐ” −ＩｎＰ層５を
形成する。
更に、上記の構造にガードリング領域のみ開口せるマス
クを用いてＢｅのイオン注入を行いｐ型のガードリング
６を形成する。第２図（ｂｌではこの状態かに示されて
いる。
クを用いてＢｅのイオン注入を行いｐ型のガードリング
６を形成する。第２図（ｂｌではこの状態かに示されて
いる。
受光部のｐ” −Ｉｎ Ｐ層５とｎ−ＩｎＰ増倍層３と
による接合面では階段状のｐｎ接合を形成され、ガード
リング部では、傾斜型のｐｎ接合が形成される。
による接合面では階段状のｐｎ接合を形成され、ガード
リング部では、傾斜型のｐｎ接合が形成される。
不純物の導入を上記のごとく区別してｐｎ接合を形成す
ることにより、ガードリング部の電界強度を受光部より
低くして、結果的にガードリング部の降伏電圧を高くす
るためである。
ることにより、ガードリング部の電界強度を受光部より
低くして、結果的にガードリング部の降伏電圧を高くす
るためである。
第２図では光吸収層としてＩｎＧａＡｓＰの４元化合物
を用いているが、ＩｎＧａＡｓの３元化合物を用いるこ
ともあり、また３元と４元の２層積層とする構造も用い
られている。
を用いているが、ＩｎＧａＡｓの３元化合物を用いるこ
ともあり、また３元と４元の２層積層とする構造も用い
られている。
上記に述べた、従来の技術によるＢｅのイオン注入によ
るガードリングの形成方法では、充分なる電界強度の低
下が得られず、降伏電圧としては尚不充分であることが
屡起こる。
るガードリングの形成方法では、充分なる電界強度の低
下が得られず、降伏電圧としては尚不充分であることが
屡起こる。
これを解決するため、ＡＰＤ構造としては受光面のｐ”
−Ｉｎ Ｐ層５とガードリング６の周辺部の形状と製
造方法を改良を加えて解決している例が多いが、これら
の方法は何れもプロセスが複雑で、コスト及び歩留りの
低下を招く場合が多い。
−Ｉｎ Ｐ層５とガードリング６の周辺部の形状と製
造方法を改良を加えて解決している例が多いが、これら
の方法は何れもプロセスが複雑で、コスト及び歩留りの
低下を招く場合が多い。
本発明では、これを極めて簡単なる方法で製造工程を複
雑にすることなく、降伏電圧の向上を図らんとするもの
である。
雑にすることなく、降伏電圧の向上を図らんとするもの
である。
上記問題点は、ｍ−ｖ族化合物半導体を用いたＡＰＤに
おいて、受光面を囲繞してイオン注入によりガードリン
グを形成するに当たり、それぞれ必要とするｐ型あるい
はｎ型のドーパントとは別に、それぞれ■族、あるいは
Ｖ族の原子を更にイオン注入することよりなる本発明の
製造方法によって解決される。
おいて、受光面を囲繞してイオン注入によりガードリン
グを形成するに当たり、それぞれ必要とするｐ型あるい
はｎ型のドーパントとは別に、それぞれ■族、あるいは
Ｖ族の原子を更にイオン注入することよりなる本発明の
製造方法によって解決される。
即ち、ｐ型ガー、ドリングを形成するには、ｐ型ドーパ
ントと■族原子をそれぞれイオン注入を行う。
ントと■族原子をそれぞれイオン注入を行う。
また、ｎ型ガードリングの場合は、ｎ型ドーパントと■
族原子をそれぞれイオン注入する方法を適用することに
より問題の解決を図る。
族原子をそれぞれイオン注入する方法を適用することに
より問題の解決を図る。
ｍ−ｖ族化合物半導体のｎ層内に、イオン注入法でｐ型
不純物領域を形成子る場合、■族のｐ型ドーパントとし
てＢｅのみのイオンを注入するよりも、更に■族原子の
ＡＩをイオン注入することにより傾斜が緩やかで、深い
不純物領域が形成されることを見出した。
不純物領域を形成子る場合、■族のｐ型ドーパントとし
てＢｅのみのイオンを注入するよりも、更に■族原子の
ＡＩをイオン注入することにより傾斜が緩やかで、深い
不純物領域が形成されることを見出した。
本発明は、これをガードリングの形成に適用せるもので
ある。
ある。
また反対にｐ層内にｎ型不純物領域を形成する場合は、
■族原子のＳｉをｎ型ドーパントとし、更にＶ族のＰを
イオン注入することにより同様の効果が得られる。
■族原子のＳｉをｎ型ドーパントとし、更にＶ族のＰを
イオン注入することにより同様の効果が得られる。
〔実施例］
本発明の一実施例を図面により詳細説明する。
液相成長法（ＬＰＥ法）で基板上に積層する工程は、従
来の技術の項で第２図（ａｌで説明せるものと同様であ
る。また、同一符号は説明を省略する。
来の技術の項で第２図（ａｌで説明せるものと同様であ
る。また、同一符号は説明を省略する。
各層の厚みと不純物の濃度は下記の通り。
厚さμｍ 濃度ｃｍ−’
１ ：ｎ” −Ｉｎ Ｐ基板 ３５０ １ Ｘｌ０
Ｉ８２ ： ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層２ １ Ｘｌ
０１６３：ｎ−ＬｎＰ増倍層 １ １ ＸＩＯ”
４：ｒｌ−１ｎＰ層 ２５×１０１ｓ次いで、
ＳｉＯ２膜、またはＳｉ３Ｎ、膜をマスクとして、受光
領域にＣｄの拡散を行ってｐ’−１ｎＰ層５を形成する
。Ｃｄの拡散では拡散のフロントは極めて急峻なる階段
状の接合を得ることが出来る。
Ｉ８２ ： ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層２ １ Ｘｌ
０１６３：ｎ−ＬｎＰ増倍層 １ １ ＸＩＯ”
４：ｒｌ−１ｎＰ層 ２５×１０１ｓ次いで、
ＳｉＯ２膜、またはＳｉ３Ｎ、膜をマスクとして、受光
領域にＣｄの拡散を行ってｐ’−１ｎＰ層５を形成する
。Ｃｄの拡散では拡散のフロントは極めて急峻なる階段
状の接合を得ることが出来る。
拡散のフロントは、ｎ−１ｎＰ増倍層３に接してもよい
が、一部の１− １ｎＰ層４が残っても良い。
が、一部の１− １ｎＰ層４が残っても良い。
次いで、第１図（ａ）に示すごとくガードリング領域を
開口せるＳｉＯ□膜７をマスクとして、Ｂｅのイオン注
入を行う。注入エネルギーは１５０ＫｅＶでドーズ量は
５ Ｘ １０”ｃｍ−”とする。
開口せるＳｉＯ□膜７をマスクとして、Ｂｅのイオン注
入を行う。注入エネルギーは１５０ＫｅＶでドーズ量は
５ Ｘ １０”ｃｍ−”とする。
更に引き続きＡ、 ｌのイオン注入を行う。注入エネル
ギーは５００ Ｋ ｅ Ｖでドーズ量は５ ＸＩＯ”ｃ
ｍ−２とする。
ギーは５００ Ｋ ｅ Ｖでドーズ量は５ ＸＩＯ”ｃ
ｍ−２とする。
以上のＢｅとＡ１のイオン注入は、その順序が逆になっ
ても構わない。
ても構わない。
イオン注入部の活性化アニールを行うことにより第１図
（ａｌのごとく、不純物濃度の傾斜は緩やか深いガード
リング６を形成することが出来る。
（ａｌのごとく、不純物濃度の傾斜は緩やか深いガード
リング６を形成することが出来る。
以上で受光素子部の形成を終わり、ＳｉＯ□膜７を除去
し、改めて電極形成のためＳｉ３Ｎ４膜８を積層し、ｐ
電極９をＡｕ／Ｚｎ／Ａｕにて、ｎ電極１０をＡｕＧｅ
にて形成する。これを第１図（ｂ）に示す。
し、改めて電極形成のためＳｉ３Ｎ４膜８を積層し、ｐ
電極９をＡｕ／Ｚｎ／Ａｕにて、ｎ電極１０をＡｕＧｅ
にて形成する。これを第１図（ｂ）に示す。
以上に説明せるごとく、本発明の受光素子の製造方法を
通用することにより、ガードリングは従来の方法を著し
く変更することなく形成可能で、且つ、降伏電圧の高い
受光素子を得ることが出来る。
通用することにより、ガードリングは従来の方法を著し
く変更することなく形成可能で、且つ、降伏電圧の高い
受光素子を得ることが出来る。
第１図（ａｌ、 （ｂｌは本発明にかかわる受光素子の
製造方法を説明するための断面図、 第２図（ａ）、 （ｂｌは従来の技術による受光素子の
製造方法を説明するための断面図、 を示す。 図面において、 ■はｎ”−ＩｎＰ基板、 ２はｎ−１ｎＧａＡｓＰ光吸収層、 ３はｎ−ＩｎＰ増倍層、 ４はｎ−−ＩｎＰ層、 ５はｐ“−１ｎＰ層、 ６はガードリング、 ７ばＳ ｉ ＯＺ膜、 ８はＳ ｉ ３ Ｎ ＜膜、 ９はｐ電極、 １０はｎ電極、 をそれぞれ示す。 １（１） Ｂｅ 、Ａノブフン計
明″７３７”、ｈ角断面図 第１図 ＋Ｑ） ＠ ２ 図
製造方法を説明するための断面図、 第２図（ａ）、 （ｂｌは従来の技術による受光素子の
製造方法を説明するための断面図、 を示す。 図面において、 ■はｎ”−ＩｎＰ基板、 ２はｎ−１ｎＧａＡｓＰ光吸収層、 ３はｎ−ＩｎＰ増倍層、 ４はｎ−−ＩｎＰ層、 ５はｐ“−１ｎＰ層、 ６はガードリング、 ７ばＳ ｉ ＯＺ膜、 ８はＳ ｉ ３ Ｎ ＜膜、 ９はｐ電極、 １０はｎ電極、 をそれぞれ示す。 １（１） Ｂｅ 、Ａノブフン計
明″７３７”、ｈ角断面図 第１図 ＋Ｑ） ＠ ２ 図
Claims (2)
- （１）III−Ｖ族化合物半導体を用いたＡＰＤにおいて
、受光面を囲繞してｐ型ガードリング（６）を形成する
に当たり、 ｐ型ドーパントとIII族原子をそれぞれイオン注入する
する工程を含むことを特徴とする受光素子の製造方法。 - （２）III−Ｖ族化合物半導体を用いたＡＰＤにおいて
、受光面を囲繞してｎ型ガードリングを形成するに当た
り、 ｎ型ドーパントとＶ族原子をそれぞれイオン注入するす
る工程を含むことを特徴とする受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222594A JPS6281780A (ja) | 1985-10-05 | 1985-10-05 | 受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222594A JPS6281780A (ja) | 1985-10-05 | 1985-10-05 | 受光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281780A true JPS6281780A (ja) | 1987-04-15 |
Family
ID=16784915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60222594A Pending JPS6281780A (ja) | 1985-10-05 | 1985-10-05 | 受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281780A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062202A (ja) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Masao Kitatate | ブラジャ− |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5541712A (en) * | 1978-09-16 | 1980-03-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Production of semiconductor device |
| JPS5811109A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-21 | 株式会社スギノマシン | セラミツクプレ−ト製造方法 |
-
1985
- 1985-10-05 JP JP60222594A patent/JPS6281780A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5541712A (en) * | 1978-09-16 | 1980-03-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Production of semiconductor device |
| JPS5811109A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-21 | 株式会社スギノマシン | セラミツクプレ−ト製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062202A (ja) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Masao Kitatate | ブラジャ− |
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