JPS6356965A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
- Publication number
- JPS6356965A JPS6356965A JP61200467A JP20046786A JPS6356965A JP S6356965 A JPS6356965 A JP S6356965A JP 61200467 A JP61200467 A JP 61200467A JP 20046786 A JP20046786 A JP 20046786A JP S6356965 A JPS6356965 A JP S6356965A
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- JP
- Japan
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- algasb
- gasb
- photo detector
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- 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
- H10F30/225—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)
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〕
受光Ｉｆｆ、とくにアルミニウムガリウムアンチモン（
八１ＧａＳｂ） ／ガリウムアンチモン（ＧａＳｂ）系
のＡＰＤ（八ｖａｌａｎｃｂｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ
）をブレーナ型に形成し、受光部周囲の埋込層を、増倍
層より禁制帯幅を大きく、キャリア濃度を低くしてガー
ドリングの耐圧を上げた構造を提起する。
八１ＧａＳｂ） ／ガリウムアンチモン（ＧａＳｂ）系
のＡＰＤ（八ｖａｌａｎｃｂｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ
）をブレーナ型に形成し、受光部周囲の埋込層を、増倍
層より禁制帯幅を大きく、キャリア濃度を低くしてガー
ドリングの耐圧を上げた構造を提起する。
本発明は半導体受光装置、とくにＡｌＧａＳｂ／ＧａＳ
ｂ系のＡＩ’Ｄの製造方法に関する。
ｂ系のＡＩ’Ｄの製造方法に関する。
ＡＰＤは光通信用の受光素子として、とくにＡｌＧａＳ
ｂ／ＧａＳｂ系のＡＰＤは波長１．３〜１．６ μｍの
長波長帯用の素子として用いられる。
ｂ／ＧａＳｂ系のＡＰＤは波長１．３〜１．６ μｍの
長波長帯用の素子として用いられる。
光通信システムの長距離、大容量化にともない、超低雑
音、超高速受光素子が要求される。
音、超高速受光素子が要求される。
そのためには、受光部で均一なキャリアの増倍が行える
ようにガードリングの耐圧を向上することが重要である
。
ようにガードリングの耐圧を向上することが重要である
。
ＡｌＧａＳｂ／ ＧａＳｂ系のＡ［）Ｄはプレーナ型を
実現した例は少なく、メサ型を用いた実験例が１０件程
度発表されているに過ぎない。
実現した例は少なく、メサ型を用いた実験例が１０件程
度発表されているに過ぎない。
従って、プレーナ型の実現に必要なガードリングの情報
も皆無の状態である。
も皆無の状態である。
第３図は従来のメサ型Ａ ｌＧａＳｂ ／ ＧａＳｂ系
のＡＰＤの断面図である。
のＡＰＤの断面図である。
図において、ｎ”−ＧａＳｂ基板５上に光吸収層として
ｎ−ＧａＳｂ層１、 増倍層としてｎ＝八へｏ、ｏｂｓ ｏ、ｑ：＋ｓＳｂ
層２ａ を液相成長し、受光部を残してｎ−ＡＬＧａＳｂ層２を
メサエッチする。
ｎ−ＧａＳｂ層１、 増倍層としてｎ＝八へｏ、ｏｂｓ ｏ、ｑ：＋ｓＳｂ
層２ａ を液相成長し、受光部を残してｎ−ＡＬＧａＳｂ層２を
メサエッチする。
受光部のメサ表面よりベリリウム（Ｂｅ）を注入するか
、あるいは亜鉛（Ｚｎ）を拡散、もしくは注入してｐ壁
領域４′を形成する。
、あるいは亜鉛（Ｚｎ）を拡散、もしくは注入してｐ壁
領域４′を形成する。
ｐ壁領域４′上に反射防止膜、兼パンシヘーション膜と
してＳｉＮ層６を被着し、その周囲を開口してリング状
のｐ側電極７、基板裏面にｎ側電極８を形成する。
してＳｉＮ層６を被着し、その周囲を開口してリング状
のｐ側電極７、基板裏面にｎ側電極８を形成する。
このようなメサ構造においては、ガードリングを形成す
る必要はないが、基板表面にメサによる段差があり、か
つ接合面が露出しているため、デバイスの製造プロセス
上、かつ信頼性上問題かあ〔発明が解決しようとする問
題点〕 従って、従来のメサ型＾ｌＧａ５ｂ ／ ＧａＳｂ系の
八ＰＤをプレーナ化するためには受光部メサの周囲を埋
込層で埋め込まなければならない。
る必要はないが、基板表面にメサによる段差があり、か
つ接合面が露出しているため、デバイスの製造プロセス
上、かつ信頼性上問題かあ〔発明が解決しようとする問
題点〕 従って、従来のメサ型＾ｌＧａ５ｂ ／ ＧａＳｂ系の
八ＰＤをプレーナ化するためには受光部メサの周囲を埋
込層で埋め込まなければならない。
この場合、埋込層にガードリング部を設け、ガードリン
グ部の耐圧を受光部の耐圧より大きくして、受光部にお
いてのみ効率よくキャリアの増倍ができる効果、いわゆ
るガードリング効果を生ずるようにしなければならない
。
グ部の耐圧を受光部の耐圧より大きくして、受光部にお
いてのみ効率よくキャリアの増倍ができる効果、いわゆ
るガードリング効果を生ずるようにしなければならない
。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
第１図は本発明のブレーナ型ＡｌＧａＳｂ／ＧａＳｂ系
のＡＰＤの断面図である。
のＡＰＤの断面図である。
図において、光吸収層となるｎ−ＧａＳｂ層１と、受光
部以外の領域が深さ方向に一部除去された増倍層となる
ｎ−ＡｌＧａＳｂ層２と、該ｎ−ＡｌＧａ５ｂ層２上に
表面がほぼ平坦になるように成長され、かつ該ｎ−Ａｌ
ＧａＳｂ層２より禁制帯幅が大きく、キャリア濃度が低
いｎ−ＡｌＧａＳｂ層３とが順次積層された半導体層構
造と、 前記受光部を含んで該ｎ−ＡｌＧａＳｂ層３と咳ｎ−Ａ
ｌＧａ５ｔ！５２にｐ型の不純物を導入して形成された
ｐ型領域４ とを有する半専体受光装置により上記問題点は解決され
る。
部以外の領域が深さ方向に一部除去された増倍層となる
ｎ−ＡｌＧａＳｂ層２と、該ｎ−ＡｌＧａ５ｂ層２上に
表面がほぼ平坦になるように成長され、かつ該ｎ−Ａｌ
ＧａＳｂ層２より禁制帯幅が大きく、キャリア濃度が低
いｎ−ＡｌＧａＳｂ層３とが順次積層された半導体層構
造と、 前記受光部を含んで該ｎ−ＡｌＧａＳｂ層３と咳ｎ−Ａ
ｌＧａ５ｔ！５２にｐ型の不純物を導入して形成された
ｐ型領域４ とを有する半専体受光装置により上記問題点は解決され
る。
本発明のＡＰＤにおいては、ｐ型領域４は、中央部でｎ
−＾１Ｇａｓｂ層２と受光部接合を形成し、周囲部でｎ
−ＡｌＧａＳｂ層３とガードリング接合を形成している
。
−＾１Ｇａｓｂ層２と受光部接合を形成し、周囲部でｎ
−ＡｌＧａＳｂ層３とガードリング接合を形成している
。
本発明は、上記構造においてｎ−ＡｌＧａＳｂ ）＠
３をｎ−ＡｌＧａＳｂ層２より＾１の混晶比を大きく選
んで禁制帯幅を大きくし、かつｎ型不純物濃度を減らす
ことによりガードリング接合の耐圧を受光部接合の耐圧
より大きくするものである。
３をｎ−ＡｌＧａＳｂ層２より＾１の混晶比を大きく選
んで禁制帯幅を大きくし、かつｎ型不純物濃度を減らす
ことによりガードリング接合の耐圧を受光部接合の耐圧
より大きくするものである。
本発明の実施例を第１図を用いて説明する。
図において、ｎ”−ＧａＳｂ ４板５上に、ｎ−ＧａＳ
ｂ層（光吸収層）■、 ｎ−Ａｌｏ、 ｏｉｓＧａｏ、 ｑｘｓｓｂ層（増倍層
）２を順次液相成長する。
ｂ層（光吸収層）■、 ｎ−Ａｌｏ、 ｏｉｓＧａｏ、 ｑｘｓｓｂ層（増倍層
）２を順次液相成長する。
つぎに、受光部を残してメサエッチし、２度目の液相成
長によりメサ周辺を ｎ−八１ｏ、ｚｓＧａｏ、Ｂ Ｓｂ層（埋込層）３で埋
め込む。
長によりメサ周辺を ｎ−八１ｏ、ｚｓＧａｏ、Ｂ Ｓｂ層（埋込層）３で埋
め込む。
つぎに、通常のりソグラフイにより形成されたレジスト
パターンをマスクにしてＢｅイオンをＺ ＋Ｉｉの受光
部周辺を含んだ領域に注入してｐ型頌域４を形成する。
パターンをマスクにしてＢｅイオンをＺ ＋Ｉｉの受光
部周辺を含んだ領域に注入してｐ型頌域４を形成する。
注入条件は、例えばエネルギ１４０ＫｅＶ、ドーズ量５
Ｘ １０” ｃｍ−”である。
Ｘ １０” ｃｍ−”である。
レジストパターンを除去し、熱処理によりＢｅイオンを
活性化する。
活性化する。
各層の形成条件をつぎに示す。
厚さ ドーパント 濃度（μｍ）
（ｃｍ−３）ｐ型領域 Ｉ
Ｂｅ、Ｚｎ （０，１〜１） ｘｌＱＩｌＩｎ−
−八１Ｇａｓｂ 層 ４ Ｔｅ
（０，１〜１）ＸＩＯ”ｎ−ＡｌＧａＳｂ 層 ３
．５１０．５ Ｔｅ （０，１〜ｌ）Ｘ
１０”ｎ−ＧａＳｂ 層 ２〜３ Ｔｅ
（Ｌ〜 ５） ｘｌＱＩ′ｎ”−ＧａＳ
ｂ基板 −Ｔｅ （０，１〜１） Ｘ １０”この
後は、従来例と同様に基板表面に反射防止膜、兼パフシ
ベーション膜としてＳｉＮ層６を被着し、その周囲を開
口してリング状のｐ側電極７、基板裏面にｎ側電極８を
形成する。
（ｃｍ−３）ｐ型領域 Ｉ
Ｂｅ、Ｚｎ （０，１〜１） ｘｌＱＩｌＩｎ−
−八１Ｇａｓｂ 層 ４ Ｔｅ
（０，１〜１）ＸＩＯ”ｎ−ＡｌＧａＳｂ 層 ３
．５１０．５ Ｔｅ （０，１〜ｌ）Ｘ
１０”ｎ−ＧａＳｂ 層 ２〜３ Ｔｅ
（Ｌ〜 ５） ｘｌＱＩ′ｎ”−ＧａＳ
ｂ基板 −Ｔｅ （０，１〜１） Ｘ １０”この
後は、従来例と同様に基板表面に反射防止膜、兼パフシ
ベーション膜としてＳｉＮ層６を被着し、その周囲を開
口してリング状のｐ側電極７、基板裏面にｎ側電極８を
形成する。
以上の結果、ｐ型領域４は、
中央部でｎ−ＡｌＧａＳｂ層２と受光部接合を形成し、
周囲部でｎ−ＡｌＧａＳｂ層３とガードリング接合を形
成する。
周囲部でｎ−ＡｌＧａＳｂ層３とガードリング接合を形
成する。
つぎに、耐圧の数値例を第２図に説明する。
第２図は本発明のＡＰＤのキャリア濃度に対するガード
リング耐圧Ｖ、と受光部耐圧ＶＭの関係を示す図である
。
リング耐圧Ｖ、と受光部耐圧ＶＭの関係を示す図である
。
図より、
ΔＶ ＝ＶＧＶＫ 。
で表される耐圧差ΔＶは、極めて大きな値が得られ、十
分なガードリング効果を実現していることが分かる。
分なガードリング効果を実現していることが分かる。
以上詳細に説明したように本発明によれば、ＡｌＧａＳ
ｂ／ＧａＳｂ系のＡＰＤをプレーナ化でき、かつ耐圧の
高いガードリングが得られる。
ｂ／ＧａＳｂ系のＡＰＤをプレーナ化でき、かつ耐圧の
高いガードリングが得られる。
第１図は本発明のプレーナ型Ａ ｌＧａＳｂ ／ Ｇａ
Ｓｂ系の八ＰＤの断面図、 第２図は本発明のＡＰＤのキャリア濃度に対するガード
リング耐圧ｖＧと受光部耐圧ｖＭの関係を示す図、 第３図は従来のメサ型Ａ ｌＧａ５ｂ ／ ＧａＳｂ系
のＡＰＤの断面図である。 図において、 １はｎ −Ｇ ａ Ｓ ｂ ）’３ （光吸収層）、２
はｎ−１’ｌＬ、０６Ｓ ｏ、ｑｚｓｓｂ層く増倍層
）、Ｇａ ３はｎ−Ａｌｏ、ｚ＋＋Ｇａｏ、７ｚ ｓｂ層（埋込層
）、４はｐ型領域、 ５はｎ”−ＧａＳｂ基板、 ６は反射防止膜、兼パッシベーション膜でＳｉＮ層、 ７はｐ側電極、 ８はｎ側電穫、 】ｊ 第４１祠のＡＰＤｆ）町面図 第１ 図 キャリア濃度（ｃｒｎ−’） 第
３ 図ヱ２図
Ｓｂ系の八ＰＤの断面図、 第２図は本発明のＡＰＤのキャリア濃度に対するガード
リング耐圧ｖＧと受光部耐圧ｖＭの関係を示す図、 第３図は従来のメサ型Ａ ｌＧａ５ｂ ／ ＧａＳｂ系
のＡＰＤの断面図である。 図において、 １はｎ −Ｇ ａ Ｓ ｂ ）’３ （光吸収層）、２
はｎ−１’ｌＬ、０６Ｓ ｏ、ｑｚｓｓｂ層く増倍層
）、Ｇａ ３はｎ−Ａｌｏ、ｚ＋＋Ｇａｏ、７ｚ ｓｂ層（埋込層
）、４はｐ型領域、 ５はｎ”−ＧａＳｂ基板、 ６は反射防止膜、兼パッシベーション膜でＳｉＮ層、 ７はｐ側電極、 ８はｎ側電穫、 】ｊ 第４１祠のＡＰＤｆ）町面図 第１ 図 キャリア濃度（ｃｒｎ−’） 第
３ 図ヱ２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光吸収層となるｎ型ガリウムアンチモン（ｎ−ＧａＳｂ
）層（１）と、 受光部以外の領域が深さ方向に一部除去された増倍層と
なるｎ型アルミニウムガリウムアンチモン（ｎ−ＡｌＧ
ａＳｂ）層（２）と、 該ｎ型アルミニウムガリウムアンチモン層（２）上に表
面がほぼ平坦になるように成長され、かつ該ｎ型アルミ
ニウムガリウムアンチモン層（２）より禁制帯幅が大き
く、キャリア濃度が低いｎ型アルミニウムガリウムアン
チモン層（３） とが順次積層された半導体層構造と、 前記受光部を含んで該ｎ型アルミニウムガリウムアンチ
モン層（３）と該ｎ型アルミニウムガリウムアンチモン
層（２）にｐ型の不純物を導入して形成されたｐ型領域
（４） とを有することを特徴とする半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200467A JPS6356965A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200467A JPS6356965A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6356965A true JPS6356965A (ja) | 1988-03-11 |
Family
ID=16424800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61200467A Pending JPS6356965A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6356965A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008061141A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Lockheed Martin Corporation | Sub-pixel nbn detector |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP61200467A patent/JPS6356965A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008061141A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Lockheed Martin Corporation | Sub-pixel nbn detector |
| US8044435B2 (en) | 2006-11-14 | 2011-10-25 | Lockheed Martin Corporation | Sub-pixel nBn detector |
| US8362520B2 (en) | 2006-11-14 | 2013-01-29 | Lockheed Martin Corporation | Sub-pixel nBn detector |
| US8399910B2 (en) | 2006-11-14 | 2013-03-19 | Lockheed Martin Corporation | Sub-pixel NBN detector |
| US9024359B2 (en) | 2006-11-14 | 2015-05-05 | Lockheed Martin Corporation | Sub-pixel nBn detector |
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