JP2020047639A - 半導体受光素子 - Google Patents
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Abstract
Description
バルク半導体受光層24の例示。
バルク半導体受光層24:アンドープInGaAs。
バルク半導体受光層24の厚さ:1.0〜10.0マイクロメートル。
第1無機絶縁膜30a及び第2無機絶縁膜30bの化学量論比の例示。
第1(Si/N)比:0.65以上0.75未満。
第2(Si/N)比:0.75以上0.90以下。
第1n型半導体層22及び第2n型半導体層26の例示。
第1n型半導体層22:n型のバルクInP、又はInGaAs。
第1n型半導体層22の厚さ:0.45〜0.55マイクロメートル。
第1厚D22:0.45〜0.55マイクロメートル。
第2n型半導体層26:n型のバルクInP、又はInGaAs。
第2n型半導体層26の厚さ:1.80〜2.20マイクロメートル。
第2厚D26:1.80〜2.20マイクロメートル。
ドーパント濃度及びキャリア濃度の例示。
第1n型半導体層22のn型ドーパント濃度:1×1015〜2×1015cm−3。
第2n型半導体層26のn型ドーパント濃度:1×1018〜1×1019cm−3。
第1キャリア濃度:2×1015cm−3。
第2キャリア濃度:1×1018cm−3。
第1アノード半導体層20a:ZnドープのバルクInGaAs。
第1アノード半導体層20aの厚さ:0.15〜0.25マイクロメートル。
第2アノード半導体層20bの例示。
第2アノード半導体層20b:ZnドープのバルクInP。
第2アノード半導体層20bのドーパント濃度:0.5×1018〜1.0×1018cm−3。
第2アノード半導体層20bの厚さ:0.15〜0.25マイクロメートル。
第3アノード半導体層20cの例示。
第3アノード半導体層20c:ZnドープのバルクInP。
第3アノード半導体層20cのドーパント濃度:1×1016〜0.5×1018cm−3。
第3アノード半導体層20cの厚さ:0.05〜0.15マイクロメートル。
実施例に係る半導体受光素子のために、以下の素子構造を作製する。
実施例に係る半導体受光素子の半導体積層の一例。
第1アノード半導体層20a:ZnドープInGaAs。
第1アノード半導体層20aのドーパント濃度:2×1019cm−3。
第1アノード半導体層20aの厚さ:0.2マイクロメートル。
第2アノード半導体層20b:ZnドープInP。
第2アノード半導体層20bのドーパント濃度:5×1018cm−3。
第2アノード半導体層20bの厚さ:0.2マイクロメートル。
第3アノード半導体層20c:ZnドープInP。
第3アノード半導体層20cのドーパント濃度:1×1016cm−3。
第3アノード半導体層20cの厚さ:0.1マイクロメートル。
第1n型半導体層22:SiドープInP。
第1n型半導体層22のドーパント濃度:2×1015cm−3。
第1n型半導体層22の厚さ:0.5マイクロメートル。
バルク半導体受光層24:アンドープInGaAs。
バルク半導体受光層24の厚さ:4.0マイクロメートル。
第2n型半導体層26:SiドープInP。
第2n型半導体層26のドーパント濃度:1×1018cm−3。
第2n型半導体層26の厚さ:2.0マイクロメートル。
支持体12:n型InP。
第1無機絶縁膜の第1(Si/N)比:0.68。
第1無機絶縁膜の厚さ:0.1マイクロメートル。
第2無機絶縁膜の第2(Si/N)比:0.88。
第2無機絶縁膜の厚さ:0.1マイクロメートル。
第1無機絶縁膜及び第2無機絶縁膜は、例えばプラズマCVD法を用いたプロセスによって形成される。
プロセス電力:18W。
プロセス圧力:5×10−4Pa。
プロセスガス(流量):SiH4(275sccm)、NH3(6.0sccm)、N2(900sccm)。
プロセス電力:18W。
プロセス圧力:5×10−4Pa。
プロセスガス(流量):SiH4(275sccm)、NH3(1.6sccm)、N2(900sccm)。
暗電流密度J1及び暗電流密度J2における傾きIsと切片Icとの値。
暗電流密度J1の傾きIs:3×10−9(cm−1)。
暗電流密度J1の切片Ic:3×10−7(アンペア/cm2)。
暗電流密度J2の傾きIs:6×10−9(cm−1)。
暗電流密度J2の切片Ic:1×10−7(アンペア/cm2)。
第1無機絶縁膜の第1(Si/N)比:0.68。
第1無機絶縁膜の厚さ:0.1マイクロメートル。
第2無機絶縁膜の第2(Si/N)比:0.88。
第2無機絶縁膜の厚さ:0.1マイクロメートル。
減圧下の圧力は、3×10−2Pa。
第1無機絶縁膜と半導体との界面は小さい暗電流を実現できる。
第2無機絶縁膜による半導体の被覆は、大気の有無による暗電流の変動を低減できる。
第1(Si/N)比:0.65以上0.75未満。
第2(Si/N)比:0.75以上0.90以下。
第1無機絶縁膜30aの厚さ:0.005〜0.1マイクロメートル。
第2無機絶縁膜30bの厚さ:0.01〜0.1マイクロメートル。
Claims (6)
- 半導体受光素子であって、
基準面に沿ってアレイ状に配列された複数の第1領域と前記第1領域を囲む単一の第2領域とを含む第1n型半導体層と、
前記第1n型半導体層に接触を成すバルク半導体受光層と、
前記第1n型半導体層の前記第1領域上に設けられた複数の島状アノード半導体領域と、
前記第1n型半導体層及び前記バルク半導体受光層を搭載する第2n型半導体層と、
構成元素としてシリコン及び窒素を含む無機絶縁領域と、
を備え、
前記無機絶縁領域は、シリコンの組成が窒素の組成より小さい化学量論比を有し前記島状アノード半導体領域及び前記第1n型半導体層の前記第2領域に接触を成す第1無機絶縁膜を含む、半導体受光素子。 - 前記無機絶縁領域は、第2無機絶縁膜を更に備え、
化学量論において、前記第1無機絶縁膜及び前記第2無機絶縁膜は、第1(Si/N)比及び第2(Si/N)比を有しており、前記第1(Si/N)比は、前記第2(Si/N)比より小さい、請求項1に記載された半導体受光素子。 - 前記第1n型半導体層は、InPを含み、
前記島状アノード半導体領域は、前記第1n型半導体層の前記InPにホモ接合を成すInPを含む、請求項1又は請求項2に記載された半導体受光素子。 - 前記バルク半導体受光層は、InGaAsを含む、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載された半導体受光素子。
- 前記第1n型半導体層及び前記第2n型半導体層は、それぞれ、第1厚及び第2厚を有し、
前記第1厚は、前記第2厚より小さい、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載された半導体受光素子。 - 前記第1n型半導体層及び前記第2n型半導体層は、それぞれ、第1キャリア濃度及び第2キャリア濃度を有し、
前記第1キャリア濃度は、前記第2キャリア濃度より小さい、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載された半導体受光素子。
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