JP2002151732A - 半導体光検出器の作製方法 - Google Patents
半導体光検出器の作製方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光感度が高く、高速度光通信に対応可能な
半導体光検出器を生産性良く作製する方法を提供する。 【解決手段】 光吸収層４を含んだ多層膜２〜７をＧａ
Ａｓ基板上に形成する。このＧａＡｓ基板１とガラス基
板８とを、多層膜の最表面膜７とガラス基板８とが互い
に接触するように重ね合せた後、ＧａＡｓ基板１とガラ
ス基板８との間に圧力をかけると共に加熱して、両基板
１，８を融着する。次に、エッチングによって、まずＧ
ａＡｓ基板１とバッファー層２とを除去し、続けてエッ
チング停止層３を除去する。そして、光吸収層４と接す
ると共に互いに隔たった櫛型ショットキー電極１０，１
１を形成する。
半導体光検出器を生産性良く作製する方法を提供する。 【解決手段】 光吸収層４を含んだ多層膜２〜７をＧａ
Ａｓ基板上に形成する。このＧａＡｓ基板１とガラス基
板８とを、多層膜の最表面膜７とガラス基板８とが互い
に接触するように重ね合せた後、ＧａＡｓ基板１とガラ
ス基板８との間に圧力をかけると共に加熱して、両基板
１，８を融着する。次に、エッチングによって、まずＧ
ａＡｓ基板１とバッファー層２とを除去し、続けてエッ
チング停止層３を除去する。そして、光吸収層４と接す
ると共に互いに隔たった櫛型ショットキー電極１０，１
１を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射光の吸収によ
り電子と正孔とが励起される光吸収層を備える半導体光
検出器の作製方法に関する。
り電子と正孔とが励起される光吸収層を備える半導体光
検出器の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ローカルエリアネットワーク(Local A
rea Network：ＬＡＮ)においては、数Ｇｂ/ｓ(Gigabit
per second)の通信速度で光信号の送受信が行われてい
る。しかし、通信情報量の増大に伴い、今後は１０Ｇｂ
/ｓ以上の通信速度での光信号の送受信が行われるもの
と見られる。現在の光ＬＡＮでは、主にＰＩＮフォトダ
イオード(P-I-N Photo Diode：ＰＩＮＰＤ)を用いた受
光装置が用いられているが、ＰＩＮＰＤは数Ｇｂ/ｓの
通信速度には対応可能であるものの、更に高速な通信速
度には十分に対応できない。そのため、ＰＩＮＰＤより
も更に高速での動作が可能な光検出器が望まれている。
rea Network：ＬＡＮ)においては、数Ｇｂ/ｓ(Gigabit
per second)の通信速度で光信号の送受信が行われてい
る。しかし、通信情報量の増大に伴い、今後は１０Ｇｂ
/ｓ以上の通信速度での光信号の送受信が行われるもの
と見られる。現在の光ＬＡＮでは、主にＰＩＮフォトダ
イオード(P-I-N Photo Diode：ＰＩＮＰＤ)を用いた受
光装置が用いられているが、ＰＩＮＰＤは数Ｇｂ/ｓの
通信速度には対応可能であるものの、更に高速な通信速
度には十分に対応できない。そのため、ＰＩＮＰＤより
も更に高速での動作が可能な光検出器が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】金属−半導体−金属型
フォトダイオード(Metal-Semiconductor-Metal Photo D
iode：ＭＳＭＰＤ)は、ＰＩＮＰＤと比較すると応答速
度が速く、１０Ｇｂ/ｓ以上の通信速度にも十分に対応
し得るため、より高速な通信を可能とする光検出器とし
て有望視されている。
フォトダイオード(Metal-Semiconductor-Metal Photo D
iode：ＭＳＭＰＤ)は、ＰＩＮＰＤと比較すると応答速
度が速く、１０Ｇｂ/ｓ以上の通信速度にも十分に対応
し得るため、より高速な通信を可能とする光検出器とし
て有望視されている。
【０００４】しかしながら、ＭＳＭＰＤは、光入射面に
形成される櫛型ショットキー電極によって入射光が遮蔽
又は吸収されてしまうため受光感度が低いという問題が
あり、そのため、光ＬＡＮへの適用が妨げられていた。
形成される櫛型ショットキー電極によって入射光が遮蔽
又は吸収されてしまうため受光感度が低いという問題が
あり、そのため、光ＬＡＮへの適用が妨げられていた。
【０００５】ところで、波長が１．７μｍの赤外光を受
光するＭＳＭＰＤは、ＩｎＰ基板を用いて作製される。
このＭＳＭＰＤの場合には、波長１．７μｍの光はＩｎ
Ｐ基板を透過して光吸収層に到達し得るため、ＩｎＰ基
板側から光を入射することによってショットキー電極に
よる入射光の遮蔽又は吸収を回避することができる。こ
のような基板側から光を入射させる方法は、例えば、文
献Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７(３)，１７Ｊｕ
ｌｙ１９９５．ｐｐ．４１３−４１５に報告されてい
る。
光するＭＳＭＰＤは、ＩｎＰ基板を用いて作製される。
このＭＳＭＰＤの場合には、波長１．７μｍの光はＩｎ
Ｐ基板を透過して光吸収層に到達し得るため、ＩｎＰ基
板側から光を入射することによってショットキー電極に
よる入射光の遮蔽又は吸収を回避することができる。こ
のような基板側から光を入射させる方法は、例えば、文
献Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７(３)，１７Ｊｕ
ｌｙ１９９５．ｐｐ．４１３−４１５に報告されてい
る。
【０００６】しかしながら、ＧａＡｓ基板を用いて作製
される波長８５０ｎｍ、又は近赤外光を受光するＭＳＭ
ＰＤの場合には、ＧａＡｓ基板側から光を入射すると、
ＧａＡｓ基板に吸収されてしまい、光吸収層へ到達する
ことができない。そのため、光を電極側から入射せざる
を得ず、電極による入射光の遮蔽又は吸収が避けられな
かった。
される波長８５０ｎｍ、又は近赤外光を受光するＭＳＭ
ＰＤの場合には、ＧａＡｓ基板側から光を入射すると、
ＧａＡｓ基板に吸収されてしまい、光吸収層へ到達する
ことができない。そのため、光を電極側から入射せざる
を得ず、電極による入射光の遮蔽又は吸収が避けられな
かった。
【０００７】これを解決するために、エピタキシャルリ
フトオフ法を利用して作製されたＭＳＭＰＤ及びその作
製方法が提案されている。例えば、特開平６−１５１９
４６号公報に記載された受光素子は、半導体基板上に形
成された光吸収層及び窓層等より成る多層膜をエピタキ
シャルリフトオフ法によって基板から剥離し、この多層
膜を他の基板上に接着して構成される。このとき、光は
多層膜に形成される電極面とは反対の面から入射される
が、この面の最表面層は窓層であり、入射光は窓層には
吸収されることなく光吸収層に到達し得る。そのため、
ＭＳＭＰＤの受光感度の向上が図れる。
フトオフ法を利用して作製されたＭＳＭＰＤ及びその作
製方法が提案されている。例えば、特開平６−１５１９
４６号公報に記載された受光素子は、半導体基板上に形
成された光吸収層及び窓層等より成る多層膜をエピタキ
シャルリフトオフ法によって基板から剥離し、この多層
膜を他の基板上に接着して構成される。このとき、光は
多層膜に形成される電極面とは反対の面から入射される
が、この面の最表面層は窓層であり、入射光は窓層には
吸収されることなく光吸収層に到達し得る。そのため、
ＭＳＭＰＤの受光感度の向上が図れる。
【０００８】さらに、特開平５−２５９５００号公報に
記載された受光素子は、上記と同様にして基板から剥離
した多層膜を透明基板上に接着して構成される。ここで
は、多層膜上に形成される電極は透明基板との接着面と
反対の面であり、光は透明基板側から入射される。その
ため、入射光は電極によって遮蔽又は吸収されることな
く光吸収層に到達し得る。その結果、ＭＳＭＰＤの受光
感度が向上される。
記載された受光素子は、上記と同様にして基板から剥離
した多層膜を透明基板上に接着して構成される。ここで
は、多層膜上に形成される電極は透明基板との接着面と
反対の面であり、光は透明基板側から入射される。その
ため、入射光は電極によって遮蔽又は吸収されることな
く光吸収層に到達し得る。その結果、ＭＳＭＰＤの受光
感度が向上される。
【０００９】しかし、このようにしてＭＳＭＰＤを作製
する場合には、以下の問題があった。すなわち、半導体
基板上に形成される多層膜は厚さが数ミクロンであるた
め、半導体基板から剥離した後の多層膜は、機械的強度
が低く、透明基板上に接着する作業中に破損してしまう
ことが多かった。そのため、生産歩留まりの低下を招く
という問題があった。また、このような薄い層を取り扱
うためには、特別な装置又は治具等が必要であり、生産
コストを上昇させるという問題もあった。
する場合には、以下の問題があった。すなわち、半導体
基板上に形成される多層膜は厚さが数ミクロンであるた
め、半導体基板から剥離した後の多層膜は、機械的強度
が低く、透明基板上に接着する作業中に破損してしまう
ことが多かった。そのため、生産歩留まりの低下を招く
という問題があった。また、このような薄い層を取り扱
うためには、特別な装置又は治具等が必要であり、生産
コストを上昇させるという問題もあった。
【００１０】そこで、本発明は、このような事情を鑑み
て成されたものであり、受光感度が高く、高速度光通信
に対応可能な半導体光検出器を生産性良く作製する方法
を提供することを目的とする。
て成されたものであり、受光感度が高く、高速度光通信
に対応可能な半導体光検出器を生産性良く作製する方法
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の半導体
光検出器の作製方法は、入射光の吸収により電子と正孔
とが励起される光吸収層を備える半導体光検出器を作製
する方法であって、(１)光吸収層を含む多層膜を基板上
に形成し、(２)多層膜の最表面膜が、入射光に対して透
明な材料で構成された透明基板の一方の面と接触するよ
うに、多層膜が形成された基板と透明基板とを接着し、
(３)透明基板上に少なくとも光吸収層が残存するよう
に、透明基板に接着された基板、若しくは基板と多層膜
の一部の層とを除去し、(４)透明基板に残存した多層膜
上に、互いに隔たった２つの電極を形成すること、を特
徴とする。
光検出器の作製方法は、入射光の吸収により電子と正孔
とが励起される光吸収層を備える半導体光検出器を作製
する方法であって、(１)光吸収層を含む多層膜を基板上
に形成し、(２)多層膜の最表面膜が、入射光に対して透
明な材料で構成された透明基板の一方の面と接触するよ
うに、多層膜が形成された基板と透明基板とを接着し、
(３)透明基板上に少なくとも光吸収層が残存するよう
に、透明基板に接着された基板、若しくは基板と多層膜
の一部の層とを除去し、(４)透明基板に残存した多層膜
上に、互いに隔たった２つの電極を形成すること、を特
徴とする。
【００１２】このような作製方法により作製された半導
体光検出器では、光を透明基板側から入射させることに
より、光吸収層の透明基板と反対側の面に設けられた電
極に遮蔽叉は吸収されることなく、光を光吸収層に到達
させることができる。これにより、半導体光検出器の受
光感度を向上できる。
体光検出器では、光を透明基板側から入射させることに
より、光吸収層の透明基板と反対側の面に設けられた電
極に遮蔽叉は吸収されることなく、光を光吸収層に到達
させることができる。これにより、半導体光検出器の受
光感度を向上できる。
【００１３】また、多層膜が形成された基板と透明基板
とを接着した後に、基板と多層膜の一部の膜を除去する
ので、透明基板上に残された多層膜は、この透明基板に
機械的に保護され得る。そのため、作製中に多層膜が破
損してしまうことがなく、歩留まり良く半導体光検出器
を作製できる。
とを接着した後に、基板と多層膜の一部の膜を除去する
ので、透明基板上に残された多層膜は、この透明基板に
機械的に保護され得る。そのため、作製中に多層膜が破
損してしまうことがなく、歩留まり良く半導体光検出器
を作製できる。
【００１４】また、多層膜を形成する際に、光吸収層と
基板との間に設けられ、光吸収層と異なる材料から構成
される停止層が多層膜に含まれるよう形成し、透明基板
に接着された基板、若しくは基板と多層膜のうちの一部
の層とを除去する際に、基板と、基板と停止層との間に
存在する多層膜の一部の層と、を除去した後、停止層を
除去することを特徴とすることができる。
基板との間に設けられ、光吸収層と異なる材料から構成
される停止層が多層膜に含まれるよう形成し、透明基板
に接着された基板、若しくは基板と多層膜のうちの一部
の層とを除去する際に、基板と、基板と停止層との間に
存在する多層膜の一部の層と、を除去した後、停止層を
除去することを特徴とすることができる。
【００１５】このようにすれば、基板及び停止層との間
に存在する多層膜の一部の膜をエッチング可能であり、
停止層をエッチング可能でないエッチング液と、停止層
をエッチング可能であり、光吸収層をエッチング可能で
ないエッチング液とを適宜選択して用いることで、基板
と、基板と停止層との間に存在する多層膜の一部の層と
を除去し、その後に、停止層だけを除去できる。そのた
め、光吸収層を残して基板と多層膜の一部の膜とを確実
且つ容易に除去できる。
に存在する多層膜の一部の膜をエッチング可能であり、
停止層をエッチング可能でないエッチング液と、停止層
をエッチング可能であり、光吸収層をエッチング可能で
ないエッチング液とを適宜選択して用いることで、基板
と、基板と停止層との間に存在する多層膜の一部の層と
を除去し、その後に、停止層だけを除去できる。そのた
め、光吸収層を残して基板と多層膜の一部の膜とを確実
且つ容易に除去できる。
【００１６】さらにまた、透明基板が硼珪酸ガラスから
構成され、且つ多層膜の最表面膜がケイ素の酸化物から
構成されており、多層膜の最表面層と透明基板の一方の
面とが互いに接触するように、多層膜が形成された基板
と透明基板とを融着させると好適である。
構成され、且つ多層膜の最表面膜がケイ素の酸化物から
構成されており、多層膜の最表面層と透明基板の一方の
面とが互いに接触するように、多層膜が形成された基板
と透明基板とを融着させると好適である。
【００１７】これにより、多層膜の形成された基板と透
明基板とを接着剤等を用いることなく接着することがで
きる。そのため、透明基板側から入射された光は、接着
剤により吸収されるということなく光吸収層に到達し得
る。
明基板とを接着剤等を用いることなく接着することがで
きる。そのため、透明基板側から入射された光は、接着
剤により吸収されるということなく光吸収層に到達し得
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による半
導体光検出器の作製方法の好適な実施形態について説明
する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同
一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
また、図面においては、ＧａＡｓ基板上に成長される各
エピタキシャル層の層厚の比率を始めとして、寸法比率
は、説明のものとは必ずしも一致していない。
導体光検出器の作製方法の好適な実施形態について説明
する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同
一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
また、図面においては、ＧａＡｓ基板上に成長される各
エピタキシャル層の層厚の比率を始めとして、寸法比率
は、説明のものとは必ずしも一致していない。
【００１９】図１(ａ)〜(ｅ)は、本実施の形態の作製方
法によりＭＳＭＰＤを作製する工程と、各工程終了後の
ＭＳＭＰＤの断面を示す模式図である。この作製方法
は、結晶成長工程、ＣＶＤ工程、貼り合わせ工程、エッ
チング工程、及び電極形成工程に分けることができ、こ
れらの工程が順次実施される。
法によりＭＳＭＰＤを作製する工程と、各工程終了後の
ＭＳＭＰＤの断面を示す模式図である。この作製方法
は、結晶成長工程、ＣＶＤ工程、貼り合わせ工程、エッ
チング工程、及び電極形成工程に分けることができ、こ
れらの工程が順次実施される。
【００２０】(１)結晶成長工程 まず、有機金属化学気相堆積(Metal Organic Chemical
Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ)装置を用いて、ＧａＡ
ｓ基板１上にバッファー層２(ＧａＡｓ)、エッチング停
止層３(ＡｌxＧａ1-xＡｓ)、光吸収層４(ＧａＡｓ)、及
び窓層５(ＡｌxＧａ1-xＡｓ)を順次エピタキシャル成長
する。
Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ)装置を用いて、ＧａＡ
ｓ基板１上にバッファー層２(ＧａＡｓ)、エッチング停
止層３(ＡｌxＧａ1-xＡｓ)、光吸収層４(ＧａＡｓ)、及
び窓層５(ＡｌxＧａ1-xＡｓ)を順次エピタキシャル成長
する。
【００２１】各層２〜５の膜厚は、バッファー層２が
０．５μｍ程度、エッチング停止層３が１μｍ程度、光
吸収層４が２μｍ程度、及び窓層５が１０μｍ程度であ
ると好適である。
０．５μｍ程度、エッチング停止層３が１μｍ程度、光
吸収層４が２μｍ程度、及び窓層５が１０μｍ程度であ
ると好適である。
【００２２】エッチング停止層３のＡｌ組成比ｘは０．
５以上とするのが好ましい。これは、このＡｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓは、後述するＧａＡｓをエッチングする際に使
用されるエッチング液によってエッチングされにくいた
めである。また、窓層５のＡｌ組成比ｘは０．３以上と
するのが好ましい。波長８５０μｍ以上の光を受光する
のであればＡｌ組成比ｘは０．０４であればよいが、よ
り好適な窓層５としてはＡｌ組成比ｘは０．３以上が好
ましい。ただし、窓層５のＡｌ組成比ｘは、受光する光
の波長により適宜決定されて良く、例えば、波長６５０
μｍの短波長光を受光するのであれば、Ａｌ組成比ｘは
０．４以上が必要となる。
５以上とするのが好ましい。これは、このＡｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓは、後述するＧａＡｓをエッチングする際に使
用されるエッチング液によってエッチングされにくいた
めである。また、窓層５のＡｌ組成比ｘは０．３以上と
するのが好ましい。波長８５０μｍ以上の光を受光する
のであればＡｌ組成比ｘは０．０４であればよいが、よ
り好適な窓層５としてはＡｌ組成比ｘは０．３以上が好
ましい。ただし、窓層５のＡｌ組成比ｘは、受光する光
の波長により適宜決定されて良く、例えば、波長６５０
μｍの短波長光を受光するのであれば、Ａｌ組成比ｘは
０．４以上が必要となる。
【００２３】(２)ＣＶＤ工程 次に、プラズマＣＶＤ薄膜堆積装置を用いて、上記の窓
層５の上に、反射防止膜６(ＳｉＮx)と最表面膜７(Ｓｉ
Ｏ2)とを形成する。
層５の上に、反射防止膜６(ＳｉＮx)と最表面膜７(Ｓｉ
Ｏ2)とを形成する。
【００２４】反射防止膜６の膜厚は約０．２μm、最表
面膜７の膜厚は０．１μｍであるとよい。反射防止膜６
の膜厚０．１μｍは、波長８５０ｎｍの入射光を効果的
に透過させるのに好適な厚さである。
面膜７の膜厚は０．１μｍであるとよい。反射防止膜６
の膜厚０．１μｍは、波長８５０ｎｍの入射光を効果的
に透過させるのに好適な厚さである。
【００２５】以上の(１)結晶成長工程及び(２)ＣＶＤ工
程により、光吸収層４を含む多層膜がＧａＡｓ基板１上
に形成される。
程により、光吸収層４を含む多層膜がＧａＡｓ基板１上
に形成される。
【００２６】(３)貼り合わせ工程 続いて、上記の多層膜２〜７が積層されたＧａＡｓ基板
１とガラス基板８とを融着する。まず、ガラス基板８の
表面を清浄化する。次に、この清浄化された表面と最表
面膜７とが互いに接触するように、ガラス基板８とＧａ
Ａｓ基板１とを重ね合わせる。このように重ね合わせた
状態で加圧及び加熱を行い、両基板１，８を融着により
貼り合わせる。
１とガラス基板８とを融着する。まず、ガラス基板８の
表面を清浄化する。次に、この清浄化された表面と最表
面膜７とが互いに接触するように、ガラス基板８とＧａ
Ａｓ基板１とを重ね合わせる。このように重ね合わせた
状態で加圧及び加熱を行い、両基板１，８を融着により
貼り合わせる。
【００２７】具体的には、重ね合わせたガラス基板８と
ＧａＡｓ基板１との間に加える圧力は約９８ｋＰａであ
り、このときの加熱温度としては５００〜７００℃が好
ましい。ＧａＡｓ基板１上の最表面膜７はＳｉＯ2より
成るので、このような条件で加圧及び加熱を行うことに
より、最表面膜７とガラス基板８の表面とが融着し、Ｇ
ａＡｓ基板１とガラス基板８とが互いに接着される。
ＧａＡｓ基板１との間に加える圧力は約９８ｋＰａであ
り、このときの加熱温度としては５００〜７００℃が好
ましい。ＧａＡｓ基板１上の最表面膜７はＳｉＯ2より
成るので、このような条件で加圧及び加熱を行うことに
より、最表面膜７とガラス基板８の表面とが融着し、Ｇ
ａＡｓ基板１とガラス基板８とが互いに接着される。
【００２８】なお、この貼り合わせ工程を実施するに際
しては、ガラス基板８の表面ばかりではなく、ＧａＡｓ
基板１上の最表面膜７も清浄であることが望ましい。そ
のためには、例えば、最表面膜７を形成したプラズマＣ
ＶＤ装置からＧａＡｓ基板１を取り出した直後に融着作
業を行うなどの工夫をするとよい。
しては、ガラス基板８の表面ばかりではなく、ＧａＡｓ
基板１上の最表面膜７も清浄であることが望ましい。そ
のためには、例えば、最表面膜７を形成したプラズマＣ
ＶＤ装置からＧａＡｓ基板１を取り出した直後に融着作
業を行うなどの工夫をするとよい。
【００２９】また、ここではガラス基板８としてコーニ
ング社製の７０５６番のガラス基板８を用いるのが好適
である。その理由は、このガラス基板８の熱膨張係数が
ＧａＡｓの熱膨張係数と略等しいことにある。これによ
り、加熱後の冷却工程において、熱膨張係数の差により
ＧａＡｓ基板１とガラス基板８との間に生じる応力を極
力低減でき、応力に起因する接着強度の低下および結晶
欠陥の導入を最大限に抑えることができる。
ング社製の７０５６番のガラス基板８を用いるのが好適
である。その理由は、このガラス基板８の熱膨張係数が
ＧａＡｓの熱膨張係数と略等しいことにある。これによ
り、加熱後の冷却工程において、熱膨張係数の差により
ＧａＡｓ基板１とガラス基板８との間に生じる応力を極
力低減でき、応力に起因する接着強度の低下および結晶
欠陥の導入を最大限に抑えることができる。
【００３０】(４)エッチング工程 ガラス基板８とＧａＡｓ基板１とが貼り合わされた後に
は、ガラス基板８の反対側において、ＧａＡｓ基板１の
裏面が露出されている。エッチング工程では、ＧａＡｓ
基板１の裏面側から、ＧａＡｓ基板１、バッファー層
２、及びエッチング停止層３をエッチングにより除去す
る。
は、ガラス基板８の反対側において、ＧａＡｓ基板１の
裏面が露出されている。エッチング工程では、ＧａＡｓ
基板１の裏面側から、ＧａＡｓ基板１、バッファー層
２、及びエッチング停止層３をエッチングにより除去す
る。
【００３１】まず、ＧａＡｓ基板１とバッファー層２と
をエッチングすることができ、エッチング停止層３に対
しエッチング速度の遅いエッチング液を用いて、ＧａＡ
ｓ基板１とバッファー層２とを除去する。続けて、エッ
チング停止層３をエッチングすることができ、光吸収層
４をエッチング速度の遅いエッチング液を用いて、エッ
チング停止層３を除去する。これにより、光吸収層４及
び窓層５等が積層されたガラス基板８が得られる。
をエッチングすることができ、エッチング停止層３に対
しエッチング速度の遅いエッチング液を用いて、ＧａＡ
ｓ基板１とバッファー層２とを除去する。続けて、エッ
チング停止層３をエッチングすることができ、光吸収層
４をエッチング速度の遅いエッチング液を用いて、エッ
チング停止層３を除去する。これにより、光吸収層４及
び窓層５等が積層されたガラス基板８が得られる。
【００３２】実際に使用するエッチング液としては、ア
ンモニア水(ＮＨ4ＯＨ)と過酸化水素(Ｈ2Ｏ2)との混合
溶液(ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2＝１：５)、及び塩酸(ＨＣｌ)
が好ましい。すなわち、まず、互いに貼り合わされたガ
ラス基板８とＧａＡｓ基板１とをＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2と
の混合溶液に浸す。これにより、ＧａＡｓ基板１は裏面
側よりエッチングされていく。エッチングが進み、Ｇａ
Ａｓ基板１が除去されてしまうと、続いてＧａＡｓ基板
１上に成長してあったバッファー層２(ＧａＡｓ)がエッ
チングされ始める。その後、エッチングが更に進むと、
バッファー層２が除去され、エッチング液中でエッチン
グ停止層３が露出される。ここで、エッチング停止層３
(Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ)は、このエッチング液ではエッチ
ング速度が非常に遅いので、エッチング停止層３が露出
されたときにエッチングが自動的に停止される。このよ
うにして、まず、ＧａＡｓ基板１とバッファー層２とが
除去される。
ンモニア水(ＮＨ4ＯＨ)と過酸化水素(Ｈ2Ｏ2)との混合
溶液(ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2＝１：５)、及び塩酸(ＨＣｌ)
が好ましい。すなわち、まず、互いに貼り合わされたガ
ラス基板８とＧａＡｓ基板１とをＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2と
の混合溶液に浸す。これにより、ＧａＡｓ基板１は裏面
側よりエッチングされていく。エッチングが進み、Ｇａ
Ａｓ基板１が除去されてしまうと、続いてＧａＡｓ基板
１上に成長してあったバッファー層２(ＧａＡｓ)がエッ
チングされ始める。その後、エッチングが更に進むと、
バッファー層２が除去され、エッチング液中でエッチン
グ停止層３が露出される。ここで、エッチング停止層３
(Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ)は、このエッチング液ではエッチ
ング速度が非常に遅いので、エッチング停止層３が露出
されたときにエッチングが自動的に停止される。このよ
うにして、まず、ＧａＡｓ基板１とバッファー層２とが
除去される。
【００３３】続いて、層３〜５及び膜６，７が残ったガ
ラス基板８をＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2との混合溶液より取り
出し、水洗、乾燥した後に、塩酸(ＨＣｌ)液に浸す。こ
のとき、エッチング速度を速くするためにＨＣｌ液を予
め５０℃に加熱すると好ましい。ＧａＡｓはＨＣｌでは
ほとんどエッチングされないので、今度はエッチング停
止層３(Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ)のみがエッチングされ、光
吸収層４(ＧａＡｓ)が露出されたときにエッチングが自
動的に停止される。このようにして、エッチング停止層
３が除去される。
ラス基板８をＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2との混合溶液より取り
出し、水洗、乾燥した後に、塩酸(ＨＣｌ)液に浸す。こ
のとき、エッチング速度を速くするためにＨＣｌ液を予
め５０℃に加熱すると好ましい。ＧａＡｓはＨＣｌでは
ほとんどエッチングされないので、今度はエッチング停
止層３(Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ)のみがエッチングされ、光
吸収層４(ＧａＡｓ)が露出されたときにエッチングが自
動的に停止される。このようにして、エッチング停止層
３が除去される。
【００３４】(５)電極形成工程 この後、光吸収層４上にショットキー電極１０，１１を
形成する。すなわち、まず、プラズマＣＶＤ装置を用い
て光吸収層４上に絶縁膜９を堆積する。その後、リソグ
ラフィを利用した通常のパターン形成法により、絶縁膜
９にショットキー電極１０，１１の形状を成す開口部を
設ける。そして、真空蒸着等により、この開口部にショ
ットキー電極１０，１１を形成する。
形成する。すなわち、まず、プラズマＣＶＤ装置を用い
て光吸収層４上に絶縁膜９を堆積する。その後、リソグ
ラフィを利用した通常のパターン形成法により、絶縁膜
９にショットキー電極１０，１１の形状を成す開口部を
設ける。そして、真空蒸着等により、この開口部にショ
ットキー電極１０，１１を形成する。
【００３５】具体的には、この絶縁膜９は、ＣＶＤ工程
で形成した反射防止膜６の堆積方法と同様の方法、すな
わち、ＳｉＨ4とＮＨ3とを原料としたＣＶＤ法により行
えばよい。次に、レジスト膜を絶縁膜９上に塗布し、フ
ォトリソグラフィとエッチングとによる通常のパターン
形成方法によって、ショットキー電極１０，１１が形成
される部分の絶縁膜９を取り除く。そして、真空蒸着装
置を用いて、所定の膜厚を有するチタン(Ｔｉ)／白金
(Ｐｔ)／金(Ａｕ)の蒸着を行い、上記の絶縁膜９が取り
除かれた部分に、後述する櫛部１０ａ，１１ａとパッド
部１０ｂ，１１ｂを有するショットキー電極１０，１１
を形成する。
で形成した反射防止膜６の堆積方法と同様の方法、すな
わち、ＳｉＨ4とＮＨ3とを原料としたＣＶＤ法により行
えばよい。次に、レジスト膜を絶縁膜９上に塗布し、フ
ォトリソグラフィとエッチングとによる通常のパターン
形成方法によって、ショットキー電極１０，１１が形成
される部分の絶縁膜９を取り除く。そして、真空蒸着装
置を用いて、所定の膜厚を有するチタン(Ｔｉ)／白金
(Ｐｔ)／金(Ａｕ)の蒸着を行い、上記の絶縁膜９が取り
除かれた部分に、後述する櫛部１０ａ，１１ａとパッド
部１０ｂ，１１ｂを有するショットキー電極１０，１１
を形成する。
【００３６】光吸収層４の上には、複数個のＭＳＭＰＤ
２０に対応した複数組のショットキー電極１０，１１が
形成されるので、光吸収層４等が積層されたガラス基板
８を各ＭＳＭＰＤ２０の素子形状に合わせてダイシング
することにより、チップ化されたＭＳＭＰＤ２０が得ら
れる。
２０に対応した複数組のショットキー電極１０，１１が
形成されるので、光吸収層４等が積層されたガラス基板
８を各ＭＳＭＰＤ２０の素子形状に合わせてダイシング
することにより、チップ化されたＭＳＭＰＤ２０が得ら
れる。
【００３７】以上説明した通り、本実施形態による作製
方法においては、多層膜２〜７をＧａＡｓ基板１上に形
成した後、このＧａＡｓ基板１をガラス基板８に融着し
てからＧａＡｓ基板１を除去するため、ＧａＡｓ基板等
の除去後の光吸収層４及び窓層５等は、ガラス基板８に
より機械的に保護され得る。そのため、光吸収層４及び
窓層５が破損されることはない。従って、ＭＳＭＰＤ２
０を生産性良く作製できる。
方法においては、多層膜２〜７をＧａＡｓ基板１上に形
成した後、このＧａＡｓ基板１をガラス基板８に融着し
てからＧａＡｓ基板１を除去するため、ＧａＡｓ基板等
の除去後の光吸収層４及び窓層５等は、ガラス基板８に
より機械的に保護され得る。そのため、光吸収層４及び
窓層５が破損されることはない。従って、ＭＳＭＰＤ２
０を生産性良く作製できる。
【００３８】ここで、上記のようにして作製されたＭＳ
ＭＰＤ２０の構成を説明すると共に、その作用について
説明する。図２(ａ)は、本実施形態の作製方法により作
製されたＭＳＭＰＤ２０をショットキー電極１０，１１
側から見た平面図である。図２(ｂ)は、図２(ａ)の平面
図のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
ＭＰＤ２０の構成を説明すると共に、その作用について
説明する。図２(ａ)は、本実施形態の作製方法により作
製されたＭＳＭＰＤ２０をショットキー電極１０，１１
側から見た平面図である。図２(ｂ)は、図２(ａ)の平面
図のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【００３９】ＭＳＭＰＤ２０は、図２(ｂ)に示すよう
に、光が入射されるガラス基板８と、ガラス基板８とＧ
ａＡｓ基板１との貼り合わせ面としての最表面膜７と、
ガラス基板８から入射された光を効率的に透過させる反
射防止膜６と、入射した光を吸収し、この吸収によりそ
の内部で電子−正孔対が励起される光吸収層４とを備え
る。さらに、ＭＳＭＰＤ２０には、光吸収層４と接する
ように絶縁膜９と、絶縁膜９の開口部において光吸収層
４と接触するショットキー電極１０，１１とが設けられ
ている。ここで、ショットキー電極１０，１１は、図２
(ａ)に示す通り、互いに交互に配置される櫛の歯状に形
成された櫛部１０ａ，１１ａとパッド部１０ｂ，１１ｂ
とを有する。ショットキー電極１０，１１が接触してい
る部分において、光吸収層４にはショットキー接合が形
成されており、櫛部１０ａ、光吸収層４(ＧａＡｓ)、及
び櫛部１１ａによってＭＳＭ構造が形成される。
に、光が入射されるガラス基板８と、ガラス基板８とＧ
ａＡｓ基板１との貼り合わせ面としての最表面膜７と、
ガラス基板８から入射された光を効率的に透過させる反
射防止膜６と、入射した光を吸収し、この吸収によりそ
の内部で電子−正孔対が励起される光吸収層４とを備え
る。さらに、ＭＳＭＰＤ２０には、光吸収層４と接する
ように絶縁膜９と、絶縁膜９の開口部において光吸収層
４と接触するショットキー電極１０，１１とが設けられ
ている。ここで、ショットキー電極１０，１１は、図２
(ａ)に示す通り、互いに交互に配置される櫛の歯状に形
成された櫛部１０ａ，１１ａとパッド部１０ｂ，１１ｂ
とを有する。ショットキー電極１０，１１が接触してい
る部分において、光吸収層４にはショットキー接合が形
成されており、櫛部１０ａ、光吸収層４(ＧａＡｓ)、及
び櫛部１１ａによってＭＳＭ構造が形成される。
【００４０】ＭＳＭＰＤ２０により実際に光を受光する
際には、ショットキー電極１０，１１に図示しない電源
を接続し、電極１０，１１の間に電圧を印加する。この
状態において、光ｈνが、図２(ｂ)に示すように、ガラ
ス基板８側から入射される。ここで言う光ｈνとは、例
えば光ＬＡＮシステムを構成する光ファイバから出射さ
れる光である。入射された光ｈνは、ガラス基板８、最
表面膜７、反射防止膜６、及び窓層５を順次透過して光
吸収層４へと至る。光吸収層４では、この光ｈνが吸収
されて電子−正孔対が励起される。励起された電子と正
孔とは、ショットキー電極１０，１１に印加された電圧
により形成された電界によって、それぞれ極性の異なる
電極１０，１１(櫛部１０ａ，１１ａ)に向かってドリフ
トしていく。そして、電子及び正孔は、各櫛部１０ａ，
１１ａに到達すると、櫛部１０ａ，１１ａとパッド部１
０ｂ，１１ｂを経て電流として外部に出力される。光吸
収層４内で励起される電子−正孔対の数は入射する光ｈ
νの強度の強弱に応じて増減するため、電極１０，１１
より出力される電流の電流値が増減する。その結果、光
ｈνの強度変化により搬送される光信号が電気信号に変
換される。
際には、ショットキー電極１０，１１に図示しない電源
を接続し、電極１０，１１の間に電圧を印加する。この
状態において、光ｈνが、図２(ｂ)に示すように、ガラ
ス基板８側から入射される。ここで言う光ｈνとは、例
えば光ＬＡＮシステムを構成する光ファイバから出射さ
れる光である。入射された光ｈνは、ガラス基板８、最
表面膜７、反射防止膜６、及び窓層５を順次透過して光
吸収層４へと至る。光吸収層４では、この光ｈνが吸収
されて電子−正孔対が励起される。励起された電子と正
孔とは、ショットキー電極１０，１１に印加された電圧
により形成された電界によって、それぞれ極性の異なる
電極１０，１１(櫛部１０ａ，１１ａ)に向かってドリフ
トしていく。そして、電子及び正孔は、各櫛部１０ａ，
１１ａに到達すると、櫛部１０ａ，１１ａとパッド部１
０ｂ，１１ｂを経て電流として外部に出力される。光吸
収層４内で励起される電子−正孔対の数は入射する光ｈ
νの強度の強弱に応じて増減するため、電極１０，１１
より出力される電流の電流値が増減する。その結果、光
ｈνの強度変化により搬送される光信号が電気信号に変
換される。
【００４１】上記のように、ＭＳＭＰＤ２０では、光が
ガラス基板８側から入射され、光の吸収のない最表面膜
７、反射防止膜６、及び窓層５を順次透過して光吸収層
４へと到達できる。そのため、光を電極側から入射した
場合には問題となった電極により光が遮蔽叉は吸収され
てしまうことはない。そのため、ＭＳＭＰＤ２０では、
受光感度の低下がない。
ガラス基板８側から入射され、光の吸収のない最表面膜
７、反射防止膜６、及び窓層５を順次透過して光吸収層
４へと到達できる。そのため、光を電極側から入射した
場合には問題となった電極により光が遮蔽叉は吸収され
てしまうことはない。そのため、ＭＳＭＰＤ２０では、
受光感度の低下がない。
【００４２】以下に、上述のＭＳＭＰＤ２０を用いて構
成され、光通信システム等に適用するに好適な受光装置
について説明する。
成され、光通信システム等に適用するに好適な受光装置
について説明する。
【００４３】図３は、ＭＳＭＰＤ２０をパッケージ３１
に組み込んだ受光装置３０を示す模式図である。このパ
ッケージ３１は、窒素等の不活性ガスが封入され互いに
気密封止される３つの部材、すなわち、金属製の下部パ
ッケージ３１ａ、金属製の上部パッケージ３１ｂ、及び
ガラス製の窓部３１ｃを備える。下部パッケージ３１ａ
の上面(上部パッケージ３０ｂ側の面)には、ＭＳＭＰＤ
２０から出力される電気信号の処理を行うためのプリア
ンプチップ３２が設けられている。
に組み込んだ受光装置３０を示す模式図である。このパ
ッケージ３１は、窒素等の不活性ガスが封入され互いに
気密封止される３つの部材、すなわち、金属製の下部パ
ッケージ３１ａ、金属製の上部パッケージ３１ｂ、及び
ガラス製の窓部３１ｃを備える。下部パッケージ３１ａ
の上面(上部パッケージ３０ｂ側の面)には、ＭＳＭＰＤ
２０から出力される電気信号の処理を行うためのプリア
ンプチップ３２が設けられている。
【００４４】プリアンプチップ３２には、図３に示すよ
うに、下部パッケージ３１ａと接触する面と反対側の面
に、プリアンプチップ３２とＭＳＭＰＤ２０とを電気的
に接続するためのバンプ電極３２ａ，３２ｂが形成され
ている。このバンプ電極３２ａ，３２ｂは、ＭＳＭＰＤ
２０のショットキー電極１０，１１のパッド部１０ｂ，
１１ｂの間隔と等しい間隔でそれぞれ設けられている。
そして、プリアンプチップ３２の上部に、バンプ電極３
２ａ，３２ｂとパッド部１０ｂ，１１ｂとが互いに接す
ると共に電気的に導通するようにＭＳＭＰＤ２０が重ね
合わされ、載置される。
うに、下部パッケージ３１ａと接触する面と反対側の面
に、プリアンプチップ３２とＭＳＭＰＤ２０とを電気的
に接続するためのバンプ電極３２ａ，３２ｂが形成され
ている。このバンプ電極３２ａ，３２ｂは、ＭＳＭＰＤ
２０のショットキー電極１０，１１のパッド部１０ｂ，
１１ｂの間隔と等しい間隔でそれぞれ設けられている。
そして、プリアンプチップ３２の上部に、バンプ電極３
２ａ，３２ｂとパッド部１０ｂ，１１ｂとが互いに接す
ると共に電気的に導通するようにＭＳＭＰＤ２０が重ね
合わされ、載置される。
【００４５】また、プリアンプチップ３２の上部には、
プリアンプチップ３２に対して電力を供給するための電
源(図示せず)を接続する電極３２ｃと、プリアンプチッ
プ３２内部で処理された電気信号を外部回路(図示せず)
に対して出力する電極３２ｄとが設けられている。さら
に、これらの電極３２ｃ，３２ｄと、下部パッケージ３
１ａに備えられた端子３３，３４とが金線３５，３６を
介して接続される。
プリアンプチップ３２に対して電力を供給するための電
源(図示せず)を接続する電極３２ｃと、プリアンプチッ
プ３２内部で処理された電気信号を外部回路(図示せず)
に対して出力する電極３２ｄとが設けられている。さら
に、これらの電極３２ｃ，３２ｄと、下部パッケージ３
１ａに備えられた端子３３，３４とが金線３５，３６を
介して接続される。
【００４６】このように構成された受光装置３０では、
図３に示す通り、ＭＳＭＰＤ２０を構成するガラス基板
８が窓部３１ｃと対向するように設けられているので、
窓部３１ｃを透過した光がガラス基板８を通して光吸収
層４に入射される。そして、この光の入射により発生さ
れる電気信号が、パッド部１０ｂ，１１ｂからバンプ電
極３２ａ，３２ｂを介してプリアンプチップ３２に入力
される。そして、プリアンプチップ３２で処理された電
気信号が受光装置３０の外部に設けられた外部回路に対
して出力される。プリアンプチップ３２で行われる処理
とは前段増幅等であり、これにより、外部回路での信号
処理が容易に行われ得る。
図３に示す通り、ＭＳＭＰＤ２０を構成するガラス基板
８が窓部３１ｃと対向するように設けられているので、
窓部３１ｃを透過した光がガラス基板８を通して光吸収
層４に入射される。そして、この光の入射により発生さ
れる電気信号が、パッド部１０ｂ，１１ｂからバンプ電
極３２ａ，３２ｂを介してプリアンプチップ３２に入力
される。そして、プリアンプチップ３２で処理された電
気信号が受光装置３０の外部に設けられた外部回路に対
して出力される。プリアンプチップ３２で行われる処理
とは前段増幅等であり、これにより、外部回路での信号
処理が容易に行われ得る。
【００４７】次に、ＭＳＭＰＤ２０を用いて構成される
受光装置の他の例について説明する。図４(ａ)は、ＭＳ
ＭＰＤ２０を用いて構成された受光器を電極側から見た
平面図である。図４(ｂ)は、図４(ａ)の平面図のＩ−Ｉ
線に沿う断面図である。
受光装置の他の例について説明する。図４(ａ)は、ＭＳ
ＭＰＤ２０を用いて構成された受光器を電極側から見た
平面図である。図４(ｂ)は、図４(ａ)の平面図のＩ−Ｉ
線に沿う断面図である。
【００４８】図４(ｂ)に示すように、受光器５０は、シ
ョットキー電極１０，１１のパッド部１０ｂ，１１ｂに
金電極５２，５３を備える。また、受光器５０は、ショ
ットキー電極１０，１１、絶縁膜９、及び光吸収層４を
覆い、金電極５２，５３が露出するように設けられたＳ
ｉＮ又はＳｉＯ2により成る絶縁保護膜５１を有する。
ョットキー電極１０，１１のパッド部１０ｂ，１１ｂに
金電極５２，５３を備える。また、受光器５０は、ショ
ットキー電極１０，１１、絶縁膜９、及び光吸収層４を
覆い、金電極５２，５３が露出するように設けられたＳ
ｉＮ又はＳｉＯ2により成る絶縁保護膜５１を有する。
【００４９】このような構成は以下のようにして作製さ
れる。上述した(４)電極形成工程においてショットキー
電極１０，１１の形成された後(ダイシング前)に、ショ
ットキー電極１０，１１が形成された面にプラズマＣＶ
Ｄ装置により厚さ約０．５μmの絶縁保護膜５１を形成
する。次に、フォトリソグラフィとエッチングとによっ
て、ショットキー電極１０，１１のパッド部１０ｂ，１
１ｂの一部が露出するように、ＳｉＮ膜又はＳｉＯ2膜
を除去する。次に、真空蒸着によって、露出されたパッ
ド部１０ｂ，１１ｂに金(Ａｕ)の薄膜を形成する。続い
て、金の電解メッキを行って金電極５２，５３をパッド
部１０ｂ，１１ｂに選択的に形成する。その後、ダイシ
ングによりチップ化して受光器５０を得る。金電極５
２，５３の表面にはさらに鉛(Ｐｂ)−錫(Ｓｎ)等のはん
だ材を塗膜しても良い。
れる。上述した(４)電極形成工程においてショットキー
電極１０，１１の形成された後(ダイシング前)に、ショ
ットキー電極１０，１１が形成された面にプラズマＣＶ
Ｄ装置により厚さ約０．５μmの絶縁保護膜５１を形成
する。次に、フォトリソグラフィとエッチングとによっ
て、ショットキー電極１０，１１のパッド部１０ｂ，１
１ｂの一部が露出するように、ＳｉＮ膜又はＳｉＯ2膜
を除去する。次に、真空蒸着によって、露出されたパッ
ド部１０ｂ，１１ｂに金(Ａｕ)の薄膜を形成する。続い
て、金の電解メッキを行って金電極５２，５３をパッド
部１０ｂ，１１ｂに選択的に形成する。その後、ダイシ
ングによりチップ化して受光器５０を得る。金電極５
２，５３の表面にはさらに鉛(Ｐｂ)−錫(Ｓｎ)等のはん
だ材を塗膜しても良い。
【００５０】このように、受光器５０は、ガラス基板８
を光入射部とし、光入射部と反対側の面が絶縁保護膜５
１で被覆されると共に、金電極５２，５３が露出された
構成を有する。そのため、汎用のチップ抵抗器又はチッ
プコンデンサ等の回路素子又は電子部品と同様に、受光
器５０を単体の部品として取り扱うことができる。ま
た、例えば、ＭＳＭＰＤ２０をハイブリッドＩＣと組み
合わせて実装する場合にも、実装作業を容易に行えると
いう利点がある。
を光入射部とし、光入射部と反対側の面が絶縁保護膜５
１で被覆されると共に、金電極５２，５３が露出された
構成を有する。そのため、汎用のチップ抵抗器又はチッ
プコンデンサ等の回路素子又は電子部品と同様に、受光
器５０を単体の部品として取り扱うことができる。ま
た、例えば、ＭＳＭＰＤ２０をハイブリッドＩＣと組み
合わせて実装する場合にも、実装作業を容易に行えると
いう利点がある。
【００５１】上記の実施形態においては、ＧａＡｓから
構成された光吸収層４を有するＭＳＭＰＤ２０を作製す
る場合について説明したが、本発明は、これに限定され
るものではなく種々の変形が可能である。
構成された光吸収層４を有するＭＳＭＰＤ２０を作製す
る場合について説明したが、本発明は、これに限定され
るものではなく種々の変形が可能である。
【００５２】例えば、プラズマエッチング装置等を利用
したドライエッチング技術を用いて、ＧａＡｓ基板１等
をエッチングするようにしても良い。この場合には、ド
ライエッチング技術において通常用いられるエンドポイ
ント検知法により、光吸収層４が露出した時点でエッチ
ングを停止することが望ましい。
したドライエッチング技術を用いて、ＧａＡｓ基板１等
をエッチングするようにしても良い。この場合には、ド
ライエッチング技術において通常用いられるエンドポイ
ント検知法により、光吸収層４が露出した時点でエッチ
ングを停止することが望ましい。
【００５３】また、エピタキシャルリフトオフ法と同様
にして、ＧａＡｓ基板１等を除去するようにしてもよ
い。すなわち、上記実施形態においてはエッチング停止
層３としてのＡｌ組成比ｘが０．５のＡｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓを形成したが、これに替わりＡｌＡｓ層を形成する。
そして、多層膜(層２、ＡｌＡｓ層、層４，５、膜６，
７)が形成されたＧａＡｓ基板１とガラス基板８とを、
多層膜の最表面膜とガラス基板８とが接するように互い
に接着する。そして、ガラス基板８をエッチング液から
保護するための保護膜等を形成した後、互いに接着され
た両基板１，８をフッ酸(ＨＦ)に浸すと、ＡｌＡｓがＨ
Ｆにより選択的且つ急速にされるため、ＧａＡｓ基板１
及びバッファー層２が光吸収層４及び窓層５等から分離
される。こうして、光吸収層４及び窓層５等が形成され
たガラス基板８が得られる。このような方法によりＧａ
Ａｓ基板１等を除去する場合であっても、光吸収層４及
び窓層５等はガラス基板８に接着されているので、機械
的に保護され得る。
にして、ＧａＡｓ基板１等を除去するようにしてもよ
い。すなわち、上記実施形態においてはエッチング停止
層３としてのＡｌ組成比ｘが０．５のＡｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓを形成したが、これに替わりＡｌＡｓ層を形成する。
そして、多層膜(層２、ＡｌＡｓ層、層４，５、膜６，
７)が形成されたＧａＡｓ基板１とガラス基板８とを、
多層膜の最表面膜とガラス基板８とが接するように互い
に接着する。そして、ガラス基板８をエッチング液から
保護するための保護膜等を形成した後、互いに接着され
た両基板１，８をフッ酸(ＨＦ)に浸すと、ＡｌＡｓがＨ
Ｆにより選択的且つ急速にされるため、ＧａＡｓ基板１
及びバッファー層２が光吸収層４及び窓層５等から分離
される。こうして、光吸収層４及び窓層５等が形成され
たガラス基板８が得られる。このような方法によりＧａ
Ａｓ基板１等を除去する場合であっても、光吸収層４及
び窓層５等はガラス基板８に接着されているので、機械
的に保護され得る。
【００５４】さらに、多層膜１〜７が形成されたＧａＡ
ｓ基板１とガラス基板８とを接着する際、入射光を吸収
しない接着剤等を用いれば、このような接着剤等を用い
て両基板１，８を接着するようにしても構わない。
ｓ基板１とガラス基板８とを接着する際、入射光を吸収
しない接着剤等を用いれば、このような接着剤等を用い
て両基板１，８を接着するようにしても構わない。
【００５５】さらにまた、上記の実施形態では、(１)結
晶成長工程においてエッチング停止層３に引き続いて光
吸収層４を成長したが、例えば、エッチング停止層３上
に他の層を成長した後に、この層の上に光吸収層４を成
長するようにしてもよい。この層とは、電極１０，１１
と光吸収層４との界面近傍での光吸収層４(ＧａＡｓ)の
エネルギーバンドの湾曲を適宜調整して電子及び正孔の
ドリフトを効果的に行われるようにする、ＡｌxＧａ1-x
Ａｓ(ｘ＝０．１〜０.５)等のいわゆるショットキーエ
ンハンスメント層等であってよい。また、このような層
を用い、且つエッチングによりＧａＡｓ基板１等を除去
する場合には、エッチング停止層３とこの層との間にＧ
ａＡｓ層を設けるなど、各層を選択的にエッチングする
ための構造上の工夫が必要となることは言うまでもな
い。
晶成長工程においてエッチング停止層３に引き続いて光
吸収層４を成長したが、例えば、エッチング停止層３上
に他の層を成長した後に、この層の上に光吸収層４を成
長するようにしてもよい。この層とは、電極１０，１１
と光吸収層４との界面近傍での光吸収層４(ＧａＡｓ)の
エネルギーバンドの湾曲を適宜調整して電子及び正孔の
ドリフトを効果的に行われるようにする、ＡｌxＧａ1-x
Ａｓ(ｘ＝０．１〜０.５)等のいわゆるショットキーエ
ンハンスメント層等であってよい。また、このような層
を用い、且つエッチングによりＧａＡｓ基板１等を除去
する場合には、エッチング停止層３とこの層との間にＧ
ａＡｓ層を設けるなど、各層を選択的にエッチングする
ための構造上の工夫が必要となることは言うまでもな
い。
【００５６】またさらに、本発明の半導体光検出器の作
製方法により作製される半導体光検出器は、上記実施形
態におけるＧａＡｓ基板を用いて作製される近赤外領域
用の光検出器に限られるものではなく、上記作製方法に
より作製される全ての半導体光検出器に適用できる。例
えば、ＩｎＰ基板を用いて作製される赤外領域で感度を
有する光検出器であっても、必要に応じて本発明の半導
体光検出器の作製方法により作製しても良い。また、可
視光領域の光に対して感度を有する光検出器として、光
吸収層がＡｌＧａＩｎＰであり、ＧａＡｓ基板を用いて
作製される光検出器も本発明の作製方法により好適に作
製され得る。
製方法により作製される半導体光検出器は、上記実施形
態におけるＧａＡｓ基板を用いて作製される近赤外領域
用の光検出器に限られるものではなく、上記作製方法に
より作製される全ての半導体光検出器に適用できる。例
えば、ＩｎＰ基板を用いて作製される赤外領域で感度を
有する光検出器であっても、必要に応じて本発明の半導
体光検出器の作製方法により作製しても良い。また、可
視光領域の光に対して感度を有する光検出器として、光
吸収層がＡｌＧａＩｎＰであり、ＧａＡｓ基板を用いて
作製される光検出器も本発明の作製方法により好適に作
製され得る。
【００５７】またさらに、実施形態の結晶成長工程では
ＭＯＣＶＤ法によるもののみを示したが、本発明の適用
範囲はこれに限られるものではなく、ＶＰＥ(気相成長
法)、ＭＢＥ(分子線成長法)、ＭＯＭＢＥ(有機金属分子
線成長法)、ＣＢＥ(化学ビーム成長法)、ＬＰＥ(液相成
長法)等、あらゆる半導体結晶成長方法を用いて実施す
ることが可能である。
ＭＯＣＶＤ法によるもののみを示したが、本発明の適用
範囲はこれに限られるものではなく、ＶＰＥ(気相成長
法)、ＭＢＥ(分子線成長法)、ＭＯＭＢＥ(有機金属分子
線成長法)、ＣＢＥ(化学ビーム成長法)、ＬＰＥ(液相成
長法)等、あらゆる半導体結晶成長方法を用いて実施す
ることが可能である。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体光
検出器の作製方法によれば、受光感度が高く、高速度光
通信に対応可能な半導体光検出器を生産性良く作製する
ことができる。
検出器の作製方法によれば、受光感度が高く、高速度光
通信に対応可能な半導体光検出器を生産性良く作製する
ことができる。
【図１】図１(ａ)〜(ｅ)は、本実施の形態の作製方法に
よりＭＳＭＰＤを作製する工程と、各工程終了後のＭＳ
ＭＰＤの断面を示す模式図である。
よりＭＳＭＰＤを作製する工程と、各工程終了後のＭＳ
ＭＰＤの断面を示す模式図である。
【図２】図２(ａ)は、本実施形態の作製方法により作製
されたＭＳＭＰＤをショットキー電極１０，１１側から
見た平面図である。図２(ｂ)は、図２(ａ)の平面図のＩ
−Ｉ線に沿う断面図である。
されたＭＳＭＰＤをショットキー電極１０，１１側から
見た平面図である。図２(ｂ)は、図２(ａ)の平面図のＩ
−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、ＭＳＭＰＤをパッケージ３１に組み込
んだ受光装置を示した模式図である。
んだ受光装置を示した模式図である。
【図４】図４(ａ)は、ＭＳＭＰＤを用いて構成された受
光器を電極側から見た平面図である。図４(ｂ)は、図４
(ａ)の平面図のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
光器を電極側から見た平面図である。図４(ｂ)は、図４
(ａ)の平面図のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
１…ガラス基板、２…バッファー層、３…エッチング停
止層、４…光吸収層、５…窓層、６…反射防止膜、７…
最表面膜、８…ガラス基板、１０，１１…ショットキー
電極、３０…受光装置、３２…プリアンプチップ、５０
…受光器、ｈν…光。
止層、４…光吸収層、５…窓層、６…反射防止膜、７…
最表面膜、８…ガラス基板、１０，１１…ショットキー
電極、３０…受光装置、３２…プリアンプチップ、５０
…受光器、ｈν…光。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M104 AA04 AA05 BB15 CC03 DD33 GG05 5F049 MA05 MB07 NA01 NA03 NA18 NB01 PA04 PA14 PA17 PA20 SE05 SE12 SS01 SS04 SZ03 SZ04 SZ13 WA01 WA03
Claims (3)
- 【請求項１】 入射光の吸収により電子と正孔とが励起
される光吸収層を備える半導体光検出器の作製方法であ
って、 前記光吸収層を含む多層膜を基板上に形成し、 前記多層膜の最表面膜が、入射光に対して透明な材料で
構成された透明基板の一方の面と接触するように、前記
多層膜が形成された前記基板と前記透明基板とを接着
し、 前記透明基板上に少なくとも前記光吸収層が残存するよ
うに、前記透明基板に接着された前記基板、若しくは前
記基板と前記多層膜の一部の層とを除去し、 前記透明基板に残存した多層膜上に、互いに隔たった２
つの電極を形成する、ことを特徴とする半導体光検出器
の作製方法。 - 【請求項２】 前記多層膜を形成する際に、 前記光吸収層と前記基板との間に設けられ、前記光吸収
層と異なる材料から構成される停止層が前記多層膜に含
まれるよう形成し、 前記透明基板に接着された前記基板、若しくは前記基板
と前記多層膜のうちの一部の層とを除去する際に、 前記基板と、前記基板と前記停止層との間に存在する前
記多層膜の一部の層と、を除去した後、 前記停止層を除去する、ことを特徴とする請求項１記載
の半導体光検出器の作製方法。 - 【請求項３】 前記透明基板が硼珪酸ガラスから構成さ
れ、且つ前記多層膜の最表面膜がケイ素の酸化物から構
成されており、 前記多層膜の最表面層と前記透明基板の一方の面とが互
いに接触するように、前記多層膜が形成された前記基板
と前記透明基板とを融着させることを特徴とする請求項
１又は２に記載の半導体光検出器の作製方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343940A JP4574833B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 半導体光検出器の作製方法 |
| CNB018203280A CN1221037C (zh) | 2000-11-10 | 2001-11-09 | 半导体光检测器的制作方法 |
| US10/416,199 US7094664B2 (en) | 2000-11-10 | 2001-11-09 | Method for fabricating semiconductor photodetector |
| AU2002212750A AU2002212750A1 (en) | 2000-11-10 | 2001-11-09 | Method for fabricating semiconductor photodetector |
| PCT/JP2001/009834 WO2002039506A1 (fr) | 2000-11-10 | 2001-11-09 | Procede de fabrication d'un photodetecteur semi-conducteur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343940A JP4574833B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 半導体光検出器の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151732A true JP2002151732A (ja) | 2002-05-24 |
| JP4574833B2 JP4574833B2 (ja) | 2010-11-04 |
Family
ID=18818222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000343940A Expired - Fee Related JP4574833B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 半導体光検出器の作製方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7094664B2 (ja) |
| JP (1) | JP4574833B2 (ja) |
| CN (1) | CN1221037C (ja) |
| AU (1) | AU2002212750A1 (ja) |
| WO (1) | WO2002039506A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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