JPS6325985A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
- Publication number
- JPS6325985A JPS6325985A JP61167825A JP16782586A JPS6325985A JP S6325985 A JPS6325985 A JP S6325985A JP 61167825 A JP61167825 A JP 61167825A JP 16782586 A JP16782586 A JP 16782586A JP S6325985 A JPS6325985 A JP S6325985A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- inp
- gainas
- electrode
- diffusion
- 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
- H10F30/221—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
-
- 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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
- H10F77/241—Electrodes for devices having potential barriers comprising ring electrodes
Landscapes
- 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】
〔半既要〕
本発明は、 ＩｎＰ／ ＧａＩｎＡｓ ＰＩＮ型ホトダ
イオードにおいて、Ｐ側コンタクト抵抗を低減するため
、ＩｎＰ窓層を一部除去し、ＧａＩｎＡｓ光吸収層上に
直接Ｐ側コンタクトを形成することにより、コンタクト
抵抗の低減、従って順方向立ち上り電圧の低減による素
子の直列抵抗低減を行うものである。
イオードにおいて、Ｐ側コンタクト抵抗を低減するため
、ＩｎＰ窓層を一部除去し、ＧａＩｎＡｓ光吸収層上に
直接Ｐ側コンタクトを形成することにより、コンタクト
抵抗の低減、従って順方向立ち上り電圧の低減による素
子の直列抵抗低減を行うものである。
ＧａＩｎＡｓを光吸収層とする ＩｎＰ／ ＧａＩｎＡ
ｓ ＰＩＮ型ホトダイオードは、光通信に用いられる１
、３μｍおよび１．５５μ葎波長の光に対して高い量子
効率を有し、また素子の構造が簡単であるため製造歩留
りが高く、低コストであり、高い信頼性をもつため、数
百メガビットの中容量光通信システムにおいて重要なデ
バイスとなっている。本発明はかかる半導体受光素子に
関するものである。
ｓ ＰＩＮ型ホトダイオードは、光通信に用いられる１
、３μｍおよび１．５５μ葎波長の光に対して高い量子
効率を有し、また素子の構造が簡単であるため製造歩留
りが高く、低コストであり、高い信頼性をもつため、数
百メガビットの中容量光通信システムにおいて重要なデ
バイスとなっている。本発明はかかる半導体受光素子に
関するものである。
従来の ＩｎＰ／ ＧａＩｎＡｓ ＰＩＮ型ホトダイオ
ードは、第４図に示すように、選択的にＰ形不純物が拡
散されたＩｎＰの表面層にＰ側コンタクトを形成する構
造となっており、電極としては、信頼性の面からＡｕ／
Ｐ ｔ／ Ｔ ｉ ３層構造電極が用いられている。
ードは、第４図に示すように、選択的にＰ形不純物が拡
散されたＩｎＰの表面層にＰ側コンタクトを形成する構
造となっており、電極としては、信頼性の面からＡｕ／
Ｐ ｔ／ Ｔ ｉ ３層構造電極が用いられている。
なお、第４図において、１１はｎ”−ＩｎＰ基板、１２
はｎ−−ＩｎＰ層（バッファ層）、１３はｎ −−Ｇａ
ｌｎＡｓ層（光吸収層）、１４はｎ −ＩｎＰ窓層、１
５はｐ＋層、１６はＳ ｉ Ｎ ＸＰＱ、２０はＴｉ１
ｌＱ１７． ｐｔ膜１Ｂ、 Ａｕ１ｌＱ１９の３層
構造からなるＰ ＩＩＩ電掻、２１はＡｕＧｅＮ側電極
である。
はｎ−−ＩｎＰ層（バッファ層）、１３はｎ −−Ｇａ
ｌｎＡｓ層（光吸収層）、１４はｎ −ＩｎＰ窓層、１
５はｐ＋層、１６はＳ ｉ Ｎ ＸＰＱ、２０はＴｉ１
ｌＱ１７． ｐｔ膜１Ｂ、 Ａｕ１ｌＱ１９の３層
構造からなるＰ ＩＩＩ電掻、２１はＡｕＧｅＮ側電極
である。
光２２はＩｎＰ窓層１４の表面から入射される。
第４図に示す従来構造においてｐ＋領域１５上にＡ ｕ
／ Ｐ ｔ／ Ｔ ｉ電極２０によりＰ（ＩＩＪコンタ
クトを形成する場合、 ■ｐ＋領域１５の表面濃度が拡散法またはイオン注入法
によりｐ＋ドーピングを行った場合、１〜２Ｘ１０ｃｍ
−’程度と低く、 ■ＩｎＰの禁制帯幅が１．３５ ｅＶと大きい、ことに
より順方向立ち上り電圧が太き（なり、従ってコンタク
ト抵抗が大きくなるという問題を住した。
／ Ｐ ｔ／ Ｔ ｉ電極２０によりＰ（ＩＩＪコンタ
クトを形成する場合、 ■ｐ＋領域１５の表面濃度が拡散法またはイオン注入法
によりｐ＋ドーピングを行った場合、１〜２Ｘ１０ｃｍ
−’程度と低く、 ■ＩｎＰの禁制帯幅が１．３５ ｅＶと大きい、ことに
より順方向立ち上り電圧が太き（なり、従ってコンタク
ト抵抗が大きくなるという問題を住した。
電極２０はアロイ型の電極ではなく、表面が単に接触し
ているだけであるので、バイアスがかからない太陽電池
のようなＯバイアスの場合、コンタクト抵抗が直列抵抗
に影響を及ぼし、出力のリニアリティが低入射パワーか
ら高入射パワーにわたって悪く、表面濃度を前記の値よ
りもより高くしなければならない。
ているだけであるので、バイアスがかからない太陽電池
のようなＯバイアスの場合、コンタクト抵抗が直列抵抗
に影響を及ぼし、出力のリニアリティが低入射パワーか
ら高入射パワーにわたって悪く、表面濃度を前記の値よ
りもより高くしなければならない。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、ＰＩ
Ｎ型ホトダイオードにおけるＰ （ＪＩＩＪ電極のコン
タクト抵抗が従来例よりも小になったデバイスを提供す
ることを目的とする。
Ｎ型ホトダイオードにおけるＰ （ＪＩＩＪ電極のコン
タクト抵抗が従来例よりも小になったデバイスを提供す
ることを目的とする。
第１図は本発明実施例断面図である。
本発明においては、ＩｎＰ窓層１４を一部除去して、Ｇ
ａｌｎＡｓ層１３を部分的に露出させ、Ａ ｕ／ Ｐ
ｔ／ Ｔ ｉ電極２０によりＰ側コンタクトを形成する
構造となっている。
ａｌｎＡｓ層１３を部分的に露出させ、Ａ ｕ／ Ｐ
ｔ／ Ｔ ｉ電極２０によりＰ側コンタクトを形成する
構造となっている。
本発明では、ＧａｌｎＡｓ層にＡｕ／ Ｐ ｔ／ Ｔ
ｉ電極によりＰ側コンタクトを形成する。ＧａＩｎＡｓ
層は後述するようにバンドギャップがＩｎＰ層に比べて
約半分であるため、ＩｎＰ層上に形成する場合に比して
順方向立ち上り電圧およびコンタクト抵抗を小さくでき
る。
ｉ電極によりＰ側コンタクトを形成する。ＧａＩｎＡｓ
層は後述するようにバンドギャップがＩｎＰ層に比べて
約半分であるため、ＩｎＰ層上に形成する場合に比して
順方向立ち上り電圧およびコンタクト抵抗を小さくでき
る。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
再び第１図を参照すると、本発明実施例は、Ａｕ／Ｐｔ
／Ｔｉ電極２０のコンタクトのとり方が従来例と異なる
だけで、第４図のＰＩＮホトダイオードと同じ構成のも
のである。第１図のＰＩＮホトダイオードにおいて、電
極２０は露出されたＧａＩｎＡｓ層に接触しているが、
ＧａＩｎＡｓのバンドギャップはＩｎＰのバンドギャッ
プの半分程度と小であり、それだけでもコンタクトがと
り易い。
／Ｔｉ電極２０のコンタクトのとり方が従来例と異なる
だけで、第４図のＰＩＮホトダイオードと同じ構成のも
のである。第１図のＰＩＮホトダイオードにおいて、電
極２０は露出されたＧａＩｎＡｓ層に接触しているが、
ＧａＩｎＡｓのバンドギャップはＩｎＰのバンドギャッ
プの半分程度と小であり、それだけでもコンタクトがと
り易い。
そこで、表面をすべてＧａＩｎＡｓで形成することも考
えられるが、そうするとＳｉＮｘ膜１６を付けることが
ＩｎＰの場合よりも難しくなり、また図示のデバイスで
光２２は表面から入るので、光はＧａＩｎＡｓｆｆｌの
表面の近くで吸収され、光電流として流れないキャリア
がかなり多（発生する問題がある。かくして、表面層は
従来例どおりＩｎＰで構成するのである。
えられるが、そうするとＳｉＮｘ膜１６を付けることが
ＩｎＰの場合よりも難しくなり、また図示のデバイスで
光２２は表面から入るので、光はＧａＩｎＡｓｆｆｌの
表面の近くで吸収され、光電流として流れないキャリア
がかなり多（発生する問題がある。かくして、表面層は
従来例どおりＩｎＰで構成するのである。
次に第２図を参照して第１図の実施例を形成する工程を
説明する。
説明する。
先ず第２図ｆａｔに示される如く、ｎ” −ＩｎＰ基板
１１上にエピタキシャル成長によって２μｍの膜厚のｎ
−−ＩｎＰ層１２（バッファ層）、膜厚２μｍのｎ −
−ＧａｌｎＡｓ層１３、約０．５μｍの膜厚のｎ −Ｔ
ｎＰ層１４を順次形成する。
１１上にエピタキシャル成長によって２μｍの膜厚のｎ
−−ＩｎＰ層１２（バッファ層）、膜厚２μｍのｎ −
−ＧａｌｎＡｓ層１３、約０．５μｍの膜厚のｎ −Ｔ
ｎＰ層１４を順次形成する。
次に、第２図（ｂ）に示される如（表面に５ｉＮｘｌｌ
ＱＩＧを形成し、ＳｉＮｘ膜１６に窓開けをなし、表面
からＺｎまたはＣｄを拡散して９１層１５を形成する。
ＱＩＧを形成し、ＳｉＮｘ膜１６に窓開けをなし、表面
からＺｎまたはＣｄを拡散して９１層１５を形成する。
このｐ型不純物拡散は、ＰＮ接合面がＧａｌｎＡｓ層１
３中にに形成されるようになす。
３中にに形成されるようになす。
次いで第２図ｆｃ）に示される如く、化学エツチングで
ｎ −ＩｎＰ層１４の電極形成部分に溝２３をＧａＩｎ
Ａｓ層が露出するまで形成し、溝２３の部分に第１図に
示したＡｕ／ Ｐ ｔ／Ｔｉ電極２０を形成する。
ｎ −ＩｎＰ層１４の電極形成部分に溝２３をＧａＩｎ
Ａｓ層が露出するまで形成し、溝２３の部分に第１図に
示したＡｕ／ Ｐ ｔ／Ｔｉ電極２０を形成する。
コンタクトを形成するＧａＩｎＡｓ層の表面濃度は、本
発明者の実験によると、５００℃でのＺｎ拡散によると
２Ｘ１０ｃｍ−３となり、濃度の面からの問題はなく、
順方向立ち上り電圧が０．５ Ｖ以下の特性を示すコン
タクトが形成された。
発明者の実験によると、５００℃でのＺｎ拡散によると
２Ｘ１０ｃｍ−３となり、濃度の面からの問題はなく、
順方向立ち上り電圧が０．５ Ｖ以下の特性を示すコン
タクトが形成された。
上記の方法に代えて、第２図（ａ）の工程が終った後に
第３図ｆａ）に示す如＜ ＩｎＰ層１４に溝２３を形成
する。
第３図ｆａ）に示す如＜ ＩｎＰ層１４に溝２３を形成
する。
次いで第３図（ｂｌに示す如（ＳｉＮｘ膜１６を付け、
しかる後にＺｎ拡散でｐ＋層１５を形成する。
しかる後にＺｎ拡散でｐ＋層１５を形成する。
かかる方法によると、直接ＧａＩｎＡｓの表面に拡散を
なすので、表面濃度が更に高くなり、より良好なコンタ
クトがとれるようになる。溝２３のところで拡散が深く
ならないかの懸念があったが、本発明者の実験によると
、Ｃｄ＋ Ｚｎの拡散常数はＧａＩｎＡｓではＩｎＰの
１／３程度であるので、図にはやや誇張して溝の下の拡
散部分に段差を付けて示すが、拡散の底はさほど深くな
（、見かけ上はぼ平坦な底が作られた。なお、溝のとこ
ろで拡散が僅かばかり深くなっていても、光吸収につい
てはほとんど問題のないことが実験で確認された。
なすので、表面濃度が更に高くなり、より良好なコンタ
クトがとれるようになる。溝２３のところで拡散が深く
ならないかの懸念があったが、本発明者の実験によると
、Ｃｄ＋ Ｚｎの拡散常数はＧａＩｎＡｓではＩｎＰの
１／３程度であるので、図にはやや誇張して溝の下の拡
散部分に段差を付けて示すが、拡散の底はさほど深くな
（、見かけ上はぼ平坦な底が作られた。なお、溝のとこ
ろで拡散が僅かばかり深くなっていても、光吸収につい
てはほとんど問題のないことが実験で確認された。
以上述べてきたように本発明によれば、従来技術を変更
することなく、ただＩｎＰ窓層を工；・チングするだけ
の容易な工程で順方向特性の改良が出来、低コンタクト
抵抗なＰ側電極が形成できる効果がある。
することなく、ただＩｎＰ窓層を工；・チングするだけ
の容易な工程で順方向特性の改良が出来、低コンタクト
抵抗なＰ側電極が形成できる効果がある。
第１図は本発明実施例断面図、
第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）は本発明の工程
の断面図、第３図（ａ）、（ｂｌは第２図の工程の変形
例の断面図、第４図は従来例断面図である。 第１図ないし第４図において、 １１はｎ” −ＩｎＰ基板、 １２はｎ−−ＩｎＰ層、 １３はｎ−−ＧａｌｎＡｓ層、 １４はｎ −ＩｎＰ層、 １５はｐ＋層、 １６はＳｉＮｘ膜、 １７はＴｔ膜、 １８はｐｔ膜、 １９はＡｕ膜、 ２０はＰ側電極、 ２１はＡｕＧｅＮ側電極、 ２２は光、 ２３は溝である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 茅２ＬＴ−ｎＪす４りｊ清に
の断面図、第３図（ａ）、（ｂｌは第２図の工程の変形
例の断面図、第４図は従来例断面図である。 第１図ないし第４図において、 １１はｎ” −ＩｎＰ基板、 １２はｎ−−ＩｎＰ層、 １３はｎ−−ＧａｌｎＡｓ層、 １４はｎ −ＩｎＰ層、 １５はｐ＋層、 １６はＳｉＮｘ膜、 １７はＴｔ膜、 １８はｐｔ膜、 １９はＡｕ膜、 ２０はＰ側電極、 ２１はＡｕＧｅＮ側電極、 ２２は光、 ２３は溝である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 茅２ＬＴ−ｎＪす４りｊ清に
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｎ＾＋−ＩｎＰ基板（１１）上に、ｎ＾−−Ｉｎバッ
ファ層（１２）、ｎ＾−−ＧａＩｎＡｓ光吸収層（１３
）、ｎ＾−ＩｎＰ窓層（１４）が積層され、ｎ−ＩｎＰ
窓層（１４）表面より選択的にＰ形不純物がドープされ
、ｐｎ接合が光吸収層（１３）中に形成されてなるＰＩ
Ｎ型ホトダイオードにおいて、 前記ドーピングが行われたＩｎＰ窓層（１４）の一部が
選択的に除去されて溝（２３）が形成され、光吸収層（
１３）の表面に直接接触するＰ側電極（２０）が形成さ
れてなることを特徴とする半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61167825A JPS6325985A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61167825A JPS6325985A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325985A true JPS6325985A (ja) | 1988-02-03 |
Family
ID=15856792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61167825A Pending JPS6325985A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6325985A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258878A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Nec Corp | 半導体受光素子アレイ |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61167825A patent/JPS6325985A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258878A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Nec Corp | 半導体受光素子アレイ |
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