JPH01256178A - 半導体受光素子の製造方法 - Google Patents
半導体受光素子の製造方法Info
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- JPH01256178A JPH01256178A JP63084910A JP8491088A JPH01256178A JP H01256178 A JPH01256178 A JP H01256178A JP 63084910 A JP63084910 A JP 63084910A JP 8491088 A JP8491088 A JP 8491088A JP H01256178 A JPH01256178 A JP H01256178A
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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〕
半導体受光素子の製造方法に係り、特にアバランシェホ
トダイオード(APD)の製造方法に関量子効率が大き
くしかも雑音特性に優れたアバランシェホトダイオード
を制御性よ(製造する方法を目的とし。
トダイオード(APD)の製造方法に関量子効率が大き
くしかも雑音特性に優れたアバランシェホトダイオード
を制御性よ(製造する方法を目的とし。
p型の基板1上にp型の増倍層2. p型の吸収R3
,p型の第1ウィンドjff14.n型第2ウィンド層
5をこの順に積層する工程と、該積層をエツチングして
少なくとも該第1ウィンド層に達するメサ構造を形成す
る工程と、酸エツチング部分をp型の埋込N6で埋込む
工程とを含む半導体受光素子の製造方法をもって構成す
る。
,p型の第1ウィンドjff14.n型第2ウィンド層
5をこの順に積層する工程と、該積層をエツチングして
少なくとも該第1ウィンド層に達するメサ構造を形成す
る工程と、酸エツチング部分をp型の埋込N6で埋込む
工程とを含む半導体受光素子の製造方法をもって構成す
る。
本発明は半導体受光素子の製造方法に・係り、特にアバ
ランシェホトダイオードの製造方法に関しに関する。
ランシェホトダイオードの製造方法に関しに関する。
量子効率が大きく雑音特性に優れた半導体受光素子を制
御性よく製造することが要求されている。
御性よく製造することが要求されている。
このため、かかる要求に合う半導体受光素子の製造方法
を開発する必要がある。
を開発する必要がある。
光通信用の半m体受光素子として、アバランシェホトダ
イオードが使用されている。かかる素子には量子効率が
大きく雑音特性に優れている、二とが要求される。
イオードが使用されている。かかる素子には量子効率が
大きく雑音特性に優れている、二とが要求される。
従来、化合物半導体AlxGa、−XShはスプリント
オフ・バンドエネルギΔ(価電子帯の頂上のエネルギが
電子のスピン軌道相互作用のため一つの値に定まらずに
ある幅を持つようになった時のエネルギ幅)とバンドギ
ャップエネルギEgが等しくなる組成(x =0.0f
li5 )で共鳴イオン化が起こり。
オフ・バンドエネルギΔ(価電子帯の頂上のエネルギが
電子のスピン軌道相互作用のため一つの値に定まらずに
ある幅を持つようになった時のエネルギ幅)とバンドギ
ャップエネルギEgが等しくなる組成(x =0.0f
li5 )で共鳴イオン化が起こり。
ホールのイオン化率βが増大し、電子のイオン化率αに
対するイオン化率比(β/α)が大きくなることが報告
されている(0.1lidebrand et、al。
対するイオン化率比(β/α)が大きくなることが報告
されている(0.1lidebrand et、al。
TEEE Quantum ElecLro、
ロE−17(1981) p、284 ) 。
ロE−17(1981) p、284 ) 。
それゆえ化合物半導体A1.、Ga、−、xSbをアバ
ランシェホトダイオードの増倍層として使用すれば量子
効率が大きく雑音特性に優れることが期待され9種々の
検討がなされてきた。
ランシェホトダイオードの増倍層として使用すれば量子
効率が大きく雑音特性に優れることが期待され9種々の
検討がなされてきた。
fJIJえば、 AI、 Ga、−、Sbを使用したア
バランシェホトダイオードとして第3図乃至第6図の従
来例I乃至従来例■に示すような構造が知られている。
バランシェホトダイオードとして第3図乃至第6図の従
来例I乃至従来例■に示すような構造が知られている。
第3図は従来例■で、1は基板、2は吸収層。
3は増倍層、4は第1ウインド層、5は第2ウインド層
、7は絶縁層、8及び9は電極を表す。基板1から第2
ウィンド層5に至る各層の材料構成は次の如くである。
、7は絶縁層、8及び9は電極を表す。基板1から第2
ウィンド層5に至る各層の材料構成は次の如くである。
1、基板 n ” −GaAs3、吸収層
n −GaAs 2、増倍層 n −A1. Ga、、5b(x
=0.065 ) 4、第1ウィンド層 n −AtXGa、−,5b(x
=0.3 ) 5、第2ウインドfl p ” −AI XGa、−
xSb(x =0.3 ) AI、 Ga、−、Sbを使用したアバランシェホトト
ランジスタの構造において、共鳴イオン化の起こる増倍
層3にホールのみを注入することが雑音特性の面から重
要である。
n −GaAs 2、増倍層 n −A1. Ga、、5b(x
=0.065 ) 4、第1ウィンド層 n −AtXGa、−,5b(x
=0.3 ) 5、第2ウインドfl p ” −AI XGa、−
xSb(x =0.3 ) AI、 Ga、−、Sbを使用したアバランシェホトト
ランジスタの構造において、共鳴イオン化の起こる増倍
層3にホールのみを注入することが雑音特性の面から重
要である。
ところで、光通信には波長1.55μmあるいは波長1
.3μmの光がよく使用される。光増倍層2がAlXG
a、−xSb (x =0.065 )なるIM成では
、バンドギャップが0.81eVであるため、波長1.
55μmの光は増倍層2を透過するが、波長1.311
mの光は増倍層2で吸収される。増倍層2で光が吸収さ
れるとホールと電子が同時に増倍層2に注入されるこた
になり、雑音が大きくなる。
.3μmの光がよく使用される。光増倍層2がAlXG
a、−xSb (x =0.065 )なるIM成では
、バンドギャップが0.81eVであるため、波長1.
55μmの光は増倍層2を透過するが、波長1.311
mの光は増倍層2で吸収される。増倍層2で光が吸収さ
れるとホールと電子が同時に増倍層2に注入されるこた
になり、雑音が大きくなる。
GaAsなる組成の吸収層3は波長1.55μmの光及
び波長163μmの光のいずれも吸収する。第3図にお
いて、もしも波長1.3μmの光を第2ウィンド層5側
から入射すると吸収層3に達する前に増倍層2で光が吸
収され、前述のような不都合が生じるので、光を基板1
側から入射することが行われる。しかし、光が基板1に
吸収されるのを防ぐため、基板に大間LJして光の入射
する基板の厚さを極< TjiJ < L、なければな
らない。そのためかかる構造を実現するためのプロセス
が複雑になるという欠点があった。
び波長163μmの光のいずれも吸収する。第3図にお
いて、もしも波長1.3μmの光を第2ウィンド層5側
から入射すると吸収層3に達する前に増倍層2で光が吸
収され、前述のような不都合が生じるので、光を基板1
側から入射することが行われる。しかし、光が基板1に
吸収されるのを防ぐため、基板に大間LJして光の入射
する基板の厚さを極< TjiJ < L、なければな
らない。そのためかかる構造を実現するためのプロセス
が複雑になるという欠点があった。
第4図の従来例■は積層構成の材料を従来例■と同じ<
シ、増倍N2をメサ形に形成してホールが集中して流れ
るように工夫したものであるが。
シ、増倍N2をメサ形に形成してホールが集中して流れ
るように工夫したものであるが。
光の入射は従来例■と同様基板1側から行われので、従
来例Iと同様の問題点を有する。
来例Iと同様の問題点を有する。
この問題点を解決するものとして、第5図の従来例■に
示すような構造のアバランシェホトダイオードがある。
示すような構造のアバランシェホトダイオードがある。
第5図において、1は基牟反、2は増倍層、3は吸収層
、4は第1ウインド層、5は第2ウインド層、7は絶I
i層、8及び9は電極を表す。基板1から第2ウィンド
層5に至る各層の材料構成は次の如くである。
、4は第1ウインド層、5は第2ウインド層、7は絶I
i層、8及び9は電極を表す。基板1から第2ウィンド
層5に至る各層の材料構成は次の如くである。
1、基板 ρ−GaAs
2、増倍層 p −AI、 Ga、−xSh(
×=0.065) 3、吸収層 p −GaAs 4、第1ウィンド層 p −Aly Ga、−XSb(
x=0.3) 5、第2ウィンド層 n ” −AI 、 Ga、−8
sb(x −4)、3 ) この構造では第2ウインド5から入射する波長1.55
μmの光あるいは波長1.3μmの光いずれも吸収層3
により吸収され、該吸収層で生成されたしかし、第5図
の構造を実現する場合、いかにしてp −Alx Ga
、−、、sh (x =o、3)の第1ウィンド層 4
の層中にn ” −Al xGa、−、Sb (x −
0,3)の第2ウィンド層5を形成するかが大きな問題
となる。n ” −Al x G、j、−XSb (x
−0−3)をイオン注入により形成するとすれば、ドー
パント種として硫黄(S)あるいはセレン(Se)とい
う草気圧の高いものが必要となり、このようなイオンを
制御してイオン注入し望みの組成を得ることは極めて難
しいという新たな問題に遭遇する。
×=0.065) 3、吸収層 p −GaAs 4、第1ウィンド層 p −Aly Ga、−XSb(
x=0.3) 5、第2ウィンド層 n ” −AI 、 Ga、−8
sb(x −4)、3 ) この構造では第2ウインド5から入射する波長1.55
μmの光あるいは波長1.3μmの光いずれも吸収層3
により吸収され、該吸収層で生成されたしかし、第5図
の構造を実現する場合、いかにしてp −Alx Ga
、−、、sh (x =o、3)の第1ウィンド層 4
の層中にn ” −Al xGa、−、Sb (x −
0,3)の第2ウィンド層5を形成するかが大きな問題
となる。n ” −Al x G、j、−XSb (x
−0−3)をイオン注入により形成するとすれば、ドー
パント種として硫黄(S)あるいはセレン(Se)とい
う草気圧の高いものが必要となり、このようなイオンを
制御してイオン注入し望みの組成を得ることは極めて難
しいという新たな問題に遭遇する。
第6図の従来例■は積層構成の材料は従来例■と同じ<
シ、吸収層3及び増倍層2をメサ形に形成してホールが
集中して流れるように工夫したものであるが p甲の第
1ウィンド層4の層中にn〔発明が解決しようとする課
題〕 従って、第5図あるいは第6図に示す積層構成をいかに
して制’+Tnl性よく実現するかという課題が生じる
。
シ、吸収層3及び増倍層2をメサ形に形成してホールが
集中して流れるように工夫したものであるが p甲の第
1ウィンド層4の層中にn〔発明が解決しようとする課
題〕 従って、第5図あるいは第6図に示す積層構成をいかに
して制’+Tnl性よく実現するかという課題が生じる
。
本発明はかかる課題に応えろ製造方法を提供することを
目的とする。
目的とする。
第1図は本発明の製造方法によって形成されるアバラン
シェホトダイオードの断面図である。
シェホトダイオードの断面図である。
第1図において、■はp型の基板、2はp型の増倍層、
3はp型の吸収層、4はp型の第1ウインド層、5はn
型の第2ウインド層、6はp型の埋込層、7は絶縁層、
8及び9は電極を表す。
3はp型の吸収層、4はp型の第1ウインド層、5はn
型の第2ウインド層、6はp型の埋込層、7は絶縁層、
8及び9は電極を表す。
p型の基板1上にp型の増(B層2. p型の吸収R
3,p型の第1ウィンドi4.n型の第2ウィンド層5
をこの順に積層する工程と、該積層をエツチングして少
なくとも該第1ウィンド層に達するメサ構造を形成する
工程と、該エツチング部分をp型の埋込層6で埋込む工
程とを含む半糞体受光素子の製造方法により前記課題は
解決される。
3,p型の第1ウィンドi4.n型の第2ウィンド層5
をこの順に積層する工程と、該積層をエツチングして少
なくとも該第1ウィンド層に達するメサ構造を形成する
工程と、該エツチング部分をp型の埋込層6で埋込む工
程とを含む半糞体受光素子の製造方法により前記課題は
解決される。
本発明ではまずp型の基板1上にp型の増倍層2 、
p型の吸収層+3+p型の第1ウィンド層4゜n型第
2ウィンド層5をこの順に積層する。このよ・)な積層
構造は例えば液相エピタキシャル成長法により側御性よ
く実現できる。しかる後化学エツチングによりメリ構造
を形成する。エンチングで除去した部分にはp型の埋込
層6を形成して。
p型の吸収層+3+p型の第1ウィンド層4゜n型第
2ウィンド層5をこの順に積層する。このよ・)な積層
構造は例えば液相エピタキシャル成長法により側御性よ
く実現できる。しかる後化学エツチングによりメリ構造
を形成する。エンチングで除去した部分にはp型の埋込
層6を形成して。
n”pJ2合の周辺部のブレークダウンを防くガードリ
ングの役目を持たせている。
ングの役目を持たせている。
かくすることにより、n型の第2ウィンド層5を精度よ
く形成している。
く形成している。
以下本発明の実施例について説明する。第2図(a)乃
至第2図((1)は実施例のプロセスを示し、それらを
参照しながら説明する。
至第2図((1)は実施例のプロセスを示し、それらを
参照しながら説明する。
第2図(a)参照
(100)ZnドープGa5bOp型の基板1に、p型
の増倍層2. rt型の吸収層3. p型の第1ウ
インド層4.n型の第2ウィンド層5の積層を液相成長
により形成する。
の増倍層2. rt型の吸収層3. p型の第1ウ
インド層4.n型の第2ウィンド層5の積層を液相成長
により形成する。
各層の組成及び該組成を実現するための液相311成と
液相成長条件を次に示す。
液相成長条件を次に示す。
1、基板 p −GaAs
2、増倍f) p −AlXGa、−,5b
(x =0.065 ) 3、吸収層 p −GaAs 4、第1ウインドFJ p−Alx Ga、−xSb
(x −0,3) 5、第2ウィンド層 n ” −Al xGa、−,5
b(x =0.3 ) 液相組成(原子比)は次の如くである。
(x =0.065 ) 3、吸収層 p −GaAs 4、第1ウインドFJ p−Alx Ga、−xSb
(x −0,3) 5、第2ウィンド層 n ” −Al xGa、−,5
b(x =0.3 ) 液相組成(原子比)は次の如くである。
2、 増イ含層 Al 1.5
x 1o−3Ga O,148 Sh O,fE505 Zn I Xl0−5 3、吸収層 G、10.155Sb 0.8
45 Zn I X1O−5 4、第1ウィンド層 AI 0.010Ga O,
100 Sh O,890 Zn I Xl0−5 5、第2ウィンド層 AI 0.010Ga O,
100 Sh O,890 Te I Xl0−5 液相成長温度は615℃とする。各層の成長時間及びそ
れによって生じる各層の成長層厚は次の如くである。
x 1o−3Ga O,148 Sh O,fE505 Zn I Xl0−5 3、吸収層 G、10.155Sb 0.8
45 Zn I X1O−5 4、第1ウィンド層 AI 0.010Ga O,
100 Sh O,890 Zn I Xl0−5 5、第2ウィンド層 AI 0.010Ga O,
100 Sh O,890 Te I Xl0−5 液相成長温度は615℃とする。各層の成長時間及びそ
れによって生じる各層の成長層厚は次の如くである。
2、増倍層 3秒 2μm
3、吸収層 2秒 1.55μm4、第1ウ
ィンド層 1秒 0.5μm5、第2ウィンド層 1
秒 1μm 第2図(b)参照 第2ウィンド層5の上に直径150μmの窒化膜71を
形成し、該窒化膜をマスクとしてRrメタノールでエツ
チングし、基1反1に達するメサエッチングを行う。
ィンド層 1秒 0.5μm5、第2ウィンド層 1
秒 1μm 第2図(b)参照 第2ウィンド層5の上に直径150μmの窒化膜71を
形成し、該窒化膜をマスクとしてRrメタノールでエツ
チングし、基1反1に達するメサエッチングを行う。
第2図(c)参照
埋込層6を生成するための埋込み成長を行う。
液相温度は615℃とし、成長時間は4秒とする。
組成はp−八IX ca、−Xsh (x =0.3
)で、それを実現するための液相I且或は次の如くで
ある。
)で、それを実現するための液相I且或は次の如くで
ある。
6、埋込層 八1 0.010Ga O,1
00 Sb O,890 Zn 1 xto−’ 第2図(d)参照 窒化膜71を弗酸で除去した後、直径100μmの窓を
持つ窒化膜の絶縁層7を形成する。この後受光径80μ
n1として、 Au/Geのn電極を形成する。基板1
側にTi/AuのpTL極9を形成する。
00 Sb O,890 Zn 1 xto−’ 第2図(d)参照 窒化膜71を弗酸で除去した後、直径100μmの窓を
持つ窒化膜の絶縁層7を形成する。この後受光径80μ
n1として、 Au/Geのn電極を形成する。基板1
側にTi/AuのpTL極9を形成する。
かくして第2ウィンド層5の上面から入射する波長1,
3μm、波長1.55μmいずれの光に対しても量子効
率が大きく、シかも雑音特性に優れたアバランシェホト
ダイオードを実現することができた。
3μm、波長1.55μmいずれの光に対しても量子効
率が大きく、シかも雑音特性に優れたアバランシェホト
ダイオードを実現することができた。
また、吸収層3のGaAsと格子整合する第1ウインド
府・1及び第2ウィンド層5として前記の実施例の組成
の代わりに。
府・1及び第2ウィンド層5として前記の実施例の組成
の代わりに。
4、第1ウィンド層 ρ−^] X Ga1−X^s、
Sb、−。
Sb、−。
(X =0.3 、 y=O,Q35 )5、第2ウ
インドHn −Al y Ga、−xAs、 Sb+−
y(x =0.3 、V =0.035 )なる■成を
採用し、その他の条件は前記の実施例と同じくした池の
実施例でも、量子効率が大きく7(を音特性に価れるア
バランシェホ!・ダイオードが実現することができた。
インドHn −Al y Ga、−xAs、 Sb+−
y(x =0.3 、V =0.035 )なる■成を
採用し、その他の条件は前記の実施例と同じくした池の
実施例でも、量子効率が大きく7(を音特性に価れるア
バランシェホ!・ダイオードが実現することができた。
以上説明した様に9本発明によれば1.55μm。
1.3μmいずれの波長の光に対しても、量子効率が大
きく雑音特性に侵れるアバランシェホトダイオードを容
易に制御性よく製造することができ。
きく雑音特性に侵れるアバランシェホトダイオードを容
易に制御性よく製造することができ。
光通信の分野に寄与するところが大きい。
第1図は本発明の方法によるアバランシェホトダイオー
ド。 第2図は実施例。 第3図乃至第6図は従来例■乃至従来例■である。 図
において。 1は基板。 2は増倍層。 3は吸収層。 4は第1ウィンド層。 5は第2ウィンド層。 6は埋込層。 7は屯f(層。 71は窒化膜。 3.9は電極 本も明の方法じよるアバラレジエホトズイ窪−ド穿 1
口 (α) 実騎例 番20(ぞグ(ジ (C) 昇 洗 例 第 20(ゼの2) 往来例 工 13 の 氾 せ例 r 瑯 4 図 従象例■ 寥 5 c カ 徒千例■ 拳6 ■
ド。 第2図は実施例。 第3図乃至第6図は従来例■乃至従来例■である。 図
において。 1は基板。 2は増倍層。 3は吸収層。 4は第1ウィンド層。 5は第2ウィンド層。 6は埋込層。 7は屯f(層。 71は窒化膜。 3.9は電極 本も明の方法じよるアバラレジエホトズイ窪−ド穿 1
口 (α) 実騎例 番20(ぞグ(ジ (C) 昇 洗 例 第 20(ゼの2) 往来例 工 13 の 氾 せ例 r 瑯 4 図 従象例■ 寥 5 c カ 徒千例■ 拳6 ■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 p型の基板(1)上にp型の増倍層(2)、p型の吸
収層(3)、p型の第1ウインド層(4)、n型の第2
ウインド層(5)をこの順に積層する工程と、 該積層をエッチングして少なくとも該第1ウインド層に
達するメサ構造を形成する工程と、該エッチング部分を
p型の埋込層(6)で埋込む工程とを含むことを特徴と
する半導体受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63084910A JPH01256178A (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 半導体受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63084910A JPH01256178A (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 半導体受光素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01256178A true JPH01256178A (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=13843885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63084910A Pending JPH01256178A (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 半導体受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01256178A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0470258A1 (en) * | 1990-02-28 | 1992-02-12 | Fujitsu Limited | Method of producing a mesa embedded type optical semiconductor device |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP63084910A patent/JPH01256178A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0470258A1 (en) * | 1990-02-28 | 1992-02-12 | Fujitsu Limited | Method of producing a mesa embedded type optical semiconductor device |
US5362674A (en) * | 1990-02-28 | 1994-11-08 | Fujitsu Limited | Method of producing a mesa embedded type optical semiconductor device including an embedded layer at its side wall |
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