JP6086019B2 - 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 - Google Patents
光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6086019B2 JP6086019B2 JP2013090629A JP2013090629A JP6086019B2 JP 6086019 B2 JP6086019 B2 JP 6086019B2 JP 2013090629 A JP2013090629 A JP 2013090629A JP 2013090629 A JP2013090629 A JP 2013090629A JP 6086019 B2 JP6086019 B2 JP 6086019B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- layer
- semiconductor portion
- impurity element
- film
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Description
(光半導体装置)
第1の実施の形態における光半導体装置について説明する。本実施の形態における光半導体装置は、Si基板またはSi層の上に形成されたフォトダイオード等とSi基板の上に形成されたSi導波路とが接続されているものであってもよく、Si基板またはSi層の上に形成されたフォトダイオード等のみであってもよい。
次に、本実施の形態における光半導体装置の製造方法について、図4から図7に基づき説明する。尚、図4から図7は、各々の工程を示す工程図であり、図4は斜視図であり、図5から図7は、各々の工程における図2における一点鎖線2A−2Bにおける断面に対応する断面図である。
(光半導体装置)
次に、第2の実施の形態における光半導体装置について説明する。本実施の形態における光半導体装置は、Si基板またはSi層の上に形成されたフォトダイオード等とSi基板の上に形成されたSi導波路とが接続されているものであってもよく、Si基板またはSi層の上に形成されたフォトダイオード等のみであってもよい。尚、本実施の形態においては、フォトダイオードが形成される領域について説明するが、Si導波路が形成されている場合には、形成されるSi導波路は第1の実施の形態におけるSi導波路と同様のものである。
次に、本実施の形態における光半導体装置の製造方法について、図10から図13に基づき説明する。
次に、第3の実施の形態における光半導体装置について説明する。本実施の形態における光半導体装置は、図14に示されるように、第1の実施の形態における光半導体装置において、第1の半導体層21に代えて、n−Ge層221とi−Ge層222とを形成した構造のものである。具体的には、Si層13の上にn−Ge層221が形成されており、n−Ge層221の上にi−Ge層222が形成されている。よって、第2の半導体層22は、i−Ge層222の上に形成されている。
次に、第4の実施の形態における光半導体装置について説明する。本実施の形態における光半導体装置は、図15に示されるように、第2の実施の形態における光半導体装置において、第1の半導体層21に代えて、n−Ge層221とi−Ge層222とを形成した構造のものである。具体的には、Si層13の上にn−Ge層221が形成されており、n−Ge層221の上にi−Ge層222が形成されている。よって、第2の半導体部122、第3の半導体部123、第4の半導体部124は、i−Ge層222の上に形成されている。
次に、第5の実施の形態における光半導体装置について説明する。図16に本実施の形態における光半導体装置を示す。本実施の形態における光半導体装置は、第1の実施の形態における光半導体装置において、第1の半導体層21と第2の半導体層22との間に、i−Si層310を形成した構造のものである。具体的には、第1の半導体層21の上に、i−Si層310が形成されており、i−Si層310の上に、第2の半導体層22が形成されている。
次に、第6の実施の形態における光半導体装置について説明する。図17に本実施の形態における光半導体装置を示す。本実施の形態における光半導体装置は、第2の実施の形態における光半導体装置において、第1の半導体部121と第2の半導体部122、第3の半導体部123及び第4の半導体部124との間に、i−Si層310を形成した構造のものである。具体的には、第1の半導体部121の上に、i−Si層310が形成されており、i−Si層310の上に、第2の半導体部122、第3の半導体部123及び第4の半導体部124が形成されている。
(付記1)
Si基板またはSi層の上に形成された第1の半導体部と、
前記第1の半導体部の上に形成された第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部と、
前記第2の半導体部に接続される第1の電極と、
前記第4の半導体部に接続される第2の電極と、
を有し、
前記第1の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成された半導体層であり、n型となる不純物元素をドープすることにより高抵抗になるものであって、
前記第2の半導体部は、p型となる不純物元素を含むGeにより形成されており、
前記第3の半導体部は、不純物元素がドープされていないGeにより形成されており、
前記第4の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成されていることを特徴とする光半導体装置。
(付記2)
前記第1の半導体部の上に、前記第2の半導体部が形成されており、
前記第2の半導体部の上に、前記第3の半導体部が形成されており、
前記第3の半導体部の上に、前記第4の半導体部が形成されていることを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
(付記3)
前記第1の半導体部と前記第2の半導体部との間には、厚さが10nm以下のSi層が形成されていることを特徴とする付記2に記載の光半導体装置。
(付記4)
前記第2の半導体部、前記第3の半導体部及び前記第4の半導体部は、前記第1の半導体部と接して形成されており、
前記第2の半導体部と前記第3の半導体部とは接しており、
前記第3の半導体部と前記第4の半導体部とは接していることを特徴とする付記1に記載の光半導体装置。
(付記5)
前記第1の半導体部と、前記第2の半導体部、前記第3の半導体部及び前記第4の半導体部との間には、厚さが10nm以下のSi層が形成されていることを特徴とする付記4に記載の光半導体装置。
(付記6)
前記第1の半導体部に代えて、Geにn型となる不純物元素がドープされn型となっているn−Ge層と、Geに不純物元素がドープされていないi−Ge層とが形成されていることを特徴とする付記1、2、4のうちのいずれかに記載の光半導体装置。
(付記7)
n型となる不純物元素は、P、As、Sbのいずれかであることを特徴とする付記1から6のうちのいずれかに記載の光半導体装置。
(付記8)
前記第3の半導体部は、Siにより形成されたSi導波路と接していることを特徴とする付記1から7のいずれかに記載の光半導体装置。
(付記9)
Si基板またはSi層の上に、第1の温度で第1の半導体部を形成する工程と、
前記第1の半導体部の上に、前記第1の温度よりも高い第2の温度で、第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部を形成する工程と、
前記第2の半導体部に接続される第1の電極及び、前記第4の半導体部に接続される第2の電極を形成する工程と、
を有し、
前記第1の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成された半導体層であり、n型となる不純物元素をドープすることにより高抵抗になるものであり、
前記第2の半導体部は、p型となる不純物元素を含むGeにより形成されており、
前記第3の半導体部は、不純物元素がドープされていないGeにより形成されており、
前記第4の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成されていることを特徴とする光半導体装置の製造方法。
(付記10)
前記第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部を形成する工程は、
前記第1の半導体部の上に、第2の半導体部を形成する工程と、
前記第2の半導体部の上に、第3の半導体部を形成する工程と、
前記第3の半導体部の上に、第4の半導体部を形成する工程と、
を含むものであることを特徴とする付記9に記載の光半導体装置の製造方法。
(付記11)
前記第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部を形成する工程は、
前記第1の半導体部の上に、前記第2の半導体部、前記第3の半導体部及び前記第4の半導体部を形成するためのGe膜を形成する工程と、
前記Ge膜に、p型となる不純物元素をドープすることにより、前記第2の半導体部を形成する工程と、
前記Ge膜に、n型となる不純物元素をドープすることにより、前記第4の半導体部を形成し、前記第2の半導体部と前記第4の半導体部との間における前記Ge膜により前記第3の半導体部が形成される工程と、
を含むものであることを特徴とする付記9に記載の光半導体装置の製造方法。
(付記12)
前記第1の半導体部を形成する工程と、前記第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部を形成する工程との間に、
厚さが10nm以下のSi層を形成する工程を含むものであることを特徴とする付記9から11のうちのいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。
(付記13)
前記第1の半導体部を形成する工程に代えて、
Geにn型となる不純物元素がドープされn型となっているn−Ge層を形成する工程と、
Geに不純物元素がドープされていないi−Ge層を形成する工程と、
を含むものであることを特徴とする付記9から11のうちのいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。
(付記14)
n型となる不純物元素は、P、As、Sbのいずれかであることを特徴とする付記9から13のうちのいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。
(付記15)
前記第1の半導体部を形成する工程の前に、
Siにより、前記第3の半導体層に光が入射するSi導波路を形成する工程を含むことを特徴とする付記9から14のうちのいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。(図4)
(付記16)
前記第1の半導体部、前記第2の半導体部、前記第3の半導体部及び前記第4の半導体部は、化学気相成長により形成されるものであることを特徴とする付記9から15のうちのいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。
(付記17)
前記第1の温度は、300℃から400℃であって、
前記第2の温度は、600℃から700℃であることを特徴とする付記9から16のうちのいずれかに記載の光半導体装置の製造方法。
10B 導波路領域
11 Si基板
12 酸化シリコン層
13 Si層
21 第1の半導体層(第1の半導体部)
22 第2の半導体層(第2の半導体部)
23 第3の半導体層(第3の半導体部)
24 第4の半導体層(第4の半導体部)
31 第1の電極
32 第2の電極
40 クラッド層
50 Si導波路
121 第1の半導体部
122 第2の半導体部
123 第3の半導体部
124 第4の半導体部
221 n−Ge層
222 i−Ge層
310 i−Si層
Claims (6)
- Si基板またはSi層の上に形成された第1の半導体部と、
前記第1の半導体部の上に形成された第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部と、
前記第2の半導体部に接続される第1の電極と、
前記第4の半導体部に接続される第2の電極と、
を有し、
前記第1の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成された半導体層であり、n型となる不純物元素をドープすることにより高抵抗になるものであって、
前記第2の半導体部は、p型となる不純物元素を含むGeにより形成されており、
前記第3の半導体部は、不純物元素がドープされていないGeにより形成されており、
前記第4の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成されていることを特徴とする光半導体装置。 - 前記第1の半導体部の上に、前記第2の半導体部が形成されており、
前記第2の半導体部の上に、前記第3の半導体部が形成されており、
前記第3の半導体部の上に、前記第4の半導体部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。 - 前記第2の半導体部、前記第3の半導体部及び前記第4の半導体部は、前記第1の半導体部と接して形成されており、
前記第2の半導体部と前記第3の半導体部とは接しており、
前記第3の半導体部と前記第4の半導体部とは接していることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。 - Si基板またはSi層の上に、第1の温度で第1の半導体部を形成する工程と、
前記第1の半導体部の上に、前記第1の温度よりも高い第2の温度で、第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部を形成する工程と、
前記第2の半導体部に接続される第1の電極及び、前記第4の半導体部に接続される第2の電極を形成する工程と、
を有し、
前記第1の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成された半導体層であり、n型となる不純物元素をドープすることにより高抵抗になるものであり、
前記第2の半導体部は、p型となる不純物元素を含むGeにより形成されており、
前記第3の半導体部は、不純物元素がドープされていないGeにより形成されており、
前記第4の半導体部は、n型となる不純物元素を含むGeにより形成されており、
前記第1の半導体部、前記第2の半導体部、前記第3の半導体部、前記第4の半導体部は、エピタキシャル成長により形成されていることを特徴とする光半導体装置の製造方法。 - 前記第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部を形成する工程は、
前記第1の半導体部の上に、第2の半導体部を形成する工程と、
前記第2の半導体部の上に、第3の半導体部を形成する工程と、
前記第3の半導体部の上に、第4の半導体部を形成する工程と、
を含むものであることを特徴とする請求項4に記載の光半導体装置の製造方法。 - 前記第2の半導体部、第3の半導体部及び第4の半導体部を形成する工程は、
前記第1の半導体部の上に、前記第2の半導体部、前記第3の半導体部及び前記第4の半導体部を形成するためのGe膜を形成する工程と、
前記Ge膜に、p型となる不純物元素をドープすることにより、前記第2の半導体部を形成する工程と、
前記Ge膜に、n型となる不純物元素をドープすることにより、前記第4の半導体部を形成し、前記第2の半導体部と前記第4の半導体部との間における前記Ge膜により前記第3の半導体部が形成される工程と、
を含むものであることを特徴とする請求項4に記載の光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013090629A JP6086019B2 (ja) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013090629A JP6086019B2 (ja) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014216389A JP2014216389A (ja) | 2014-11-17 |
JP6086019B2 true JP6086019B2 (ja) | 2017-03-01 |
Family
ID=51941910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013090629A Active JP6086019B2 (ja) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6086019B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6514904B2 (ja) * | 2015-02-05 | 2019-05-15 | 富士通株式会社 | 光半導体素子 |
JP6774792B2 (ja) * | 2016-06-22 | 2020-10-28 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 赤外線デバイス |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7138697B2 (en) * | 2004-02-24 | 2006-11-21 | International Business Machines Corporation | Structure for and method of fabricating a high-speed CMOS-compatible Ge-on-insulator photodetector |
WO2010140370A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 住友化学株式会社 | 光デバイス、半導体基板、光デバイスの製造方法、および半導体基板の製造方法 |
JP5414415B2 (ja) * | 2009-08-06 | 2014-02-12 | 株式会社日立製作所 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
-
2013
- 2013-04-23 JP JP2013090629A patent/JP6086019B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014216389A (ja) | 2014-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6048578B2 (ja) | 半導体受光素子及びその製造方法 | |
US7122392B2 (en) | Methods of forming a high germanium concentration silicon germanium alloy by epitaxial lateral overgrowth and structures formed thereby | |
US9224882B2 (en) | Low voltage photodetectors | |
US7723206B2 (en) | Photodiode | |
US10901150B2 (en) | Metal contact free photodetector with sidewall doping | |
CN107615495B (zh) | 光接收元件和光学集成电路 | |
TW202114240A (zh) | 光偵測器 | |
JP6091273B2 (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
US9373938B2 (en) | Photonic device structure and fabrication method thereof | |
JP2020161674A (ja) | 受光器 | |
KR101695700B1 (ko) | 아발란치 포토다이오드의 제조방법 | |
JP6086019B2 (ja) | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 | |
JP6423159B2 (ja) | Ge系半導体装置、その製造方法及び光インターコネクトシステム | |
US20140133508A1 (en) | Novel Photonic Device Structure And Fabrication Method Thereof | |
JP2011060853A (ja) | Iii−v族化合物半導体受光素子、及びiii−v族化合物半導体受光素子を作製する方法 | |
JP6696735B2 (ja) | Ge系光素子及びその製造方法 | |
US9076921B2 (en) | Dark current reduction for large area photodiodes | |
JP6127103B2 (ja) | 半導体受光素子及びその製造方法 | |
JP5924138B2 (ja) | 光半導体集積回路装置及びその製造方法 | |
JP6502697B2 (ja) | 半導体受光素子、受信モジュール及びそれらの製造方法 | |
US9927572B1 (en) | Hybrid photonic device structures | |
JP2004179404A (ja) | 半導体受光装置およびその製造方法 | |
JP5061971B2 (ja) | 半導体受光素子を製造する方法 | |
JP2008177510A (ja) | 半導体受光素子 | |
JP2003234495A (ja) | 半導体受光素子、および半導体受光素子を製造する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160113 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160809 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6086019 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |