JPH021185A - 光電子集積回路装置 - Google Patents

光電子集積回路装置

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JPH021185A
JPH021185A JP63128175A JP12817588A JPH021185A JP H021185 A JPH021185 A JP H021185A JP 63128175 A JP63128175 A JP 63128175A JP 12817588 A JP12817588 A JP 12817588A JP H021185 A JPH021185 A JP H021185A
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JP
Japan
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layer
region
effect transistor
field effect
semiconductor layer
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JP63128175A
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English (en)
Inventor
Takao Miyazaki
隆雄 宮崎
Takaro Kuroda
崇郎 黒田
Toshihiro Ono
智弘 大野
Tadashi Fukuzawa
董 福沢
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は受光ダイオードと受光ダイオードの出力電流
を増幅する機能を有する電界効果トランジスタとを一体
化してモノリシックに集積化した光電子集積回路装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来の光電子集積回路装置においては、特開昭61−2
26952号公報、特開昭62−176175号公報等
に示されるように、共通半導体基板上の受光ダイオード
領域、電界効果トランジスタ領域には、各素子の動作条
件に応じて、それぞれ別の半導体層をエピタキシャル成
長により形成している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、受光ダイオード領域、電界効果トランジスタ領
域にそれぞれ別の半導体層を形成したときには、製作プ
ロセスが複雑になるとともに、受光ダイオードの活性層
の厚さは数−であるのに対して、電界効果トランジスタ
の活性層の厚さは1000人程度であるので、受光ダイ
オード領域と電界効果トランジスタ領域との段差が大き
くなるので、電極配線の断線不良が生じ、微細パターン
形成が困難になるので、集積度を大きくすることができ
ない。
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので
、製作プロセスが簡単であり、しかも集積度を大きくす
ることができる光電子集積回路装置を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するため、この発明においては、受光ダ
イオードと上記受光ダイオードの出力電流を増幅する機
能を有する電界効果トランジスタとを一体化してモノリ
シックに集積化した光電子集積回路装置において、半絶
縁性半導体基板上に第1の半導体層を形成し、上記第1
の半導体層上に上記第1の半導体層よりもバンドギャッ
プエネルギが広い第2の半導体層を形成し、上記第1の
半導体層および上記第2の半導体層の上記電界効果トラ
ンジスタの領域以外の領域に深い準位を・形成する不純
物を導入する。
また、上記半絶縁性半導体基板として半絶縁性InP基
板を用い、上記第1の半導体層としてバッファ層および
n型I nGaAs層を用い、第2の半導体層としてア
ンドープI n A I A s層を用いてもよい。
さらに、上記第2の半導体層として、高濃度に不純物を
ドープした半導体層の両側をアンドープ半導体層ではさ
んだものを用いることができる。
〔作用〕
この光電子集積回路装置においては、受光ダイオード領
域、電界効果トランジスタ領域に同一の半導体層を形成
すればよく、また深い準位を形成する不純物が導入され
た第1半導体層の受光ダイオード領域と電界効果トラン
ジスタ領域との間の部分は、受光ダイオードと電界効果
トランジスタとの絶縁分離層として作用するので、受光
ダイオード領域と電界効果トランジスタ領域とを分離す
るためにメサエッチングを行なう必要がない。
〔実施例〕
第1図はこの発明に係る光電子集積回路装置の一部を示
す断面図である。図において、1は半絶縁性InP基板
、2はバッファ層であるアンドープ丁n A I A 
s層で、アンドープI nAlAs層2のノlさは0.
1〜0.5虜である。3はn型I n G aAs層で
、n型I nGaAs層3の厚さは0.1〜0.577
Inであり、アンドープIn−AIAs)7yJ2、n
型InGaAs層3で第1の半導体層を構成している。
5は第2の半導体層であるアンドープInAlAs層で
あり、アンドープI nAlAs層5の厚さは0.2μ
m以下である。Aは受光ダイオード領域、Bは電界効果
トランジスタ領域で、アンドープI n A I A 
s層2.n型InGaAs層3、アンドープI nAl
As層5の電界効果トランジスタ領域B以外の領域に酸
素イオンがイオン打ち込みされており、電界効果1〜ラ
ンジスタ領域B以外の領域のn型InGaAs層3は高
抵抗化InGaAs層4となっており、高抵抗化I n
GaAs層4の酸素イオン濃度は5 X 10” cm
−’以上であり、最大酸素イオン濃度は1018■1以
上であり、電界効果トランジスタ領域B以外の領域のア
ンドープInAlAs層2、アンドープInAlAs層
5も高抵抗化されている。6は電界効果トランジスタ領
域Bに形成されたオーミック電極からなるソース・ドレ
イン電極、7は電界効果トランジスタ領域Bに形成され
たゲート電極、8は受光ダイオード領域Aに形成された
ショットキ電極からなるカソード・アノード電極で、カ
ソード・アノード電極8は隔列置きに同電位に配線され
ており、カソード・アノード電極8の厚さは約0.3岬
、カソード・アノード電極8の間隔は約2#fflであ
る。
この光電子集積回路装置を製造するには、半絶縁性I 
n P基板l上にアンドープI n A I A s層
2、n型I nGaAs層3、アンドープInAlAs
層5を順次エピタキシャル成長させる。つぎに、電界効
果1−ランリスタ領域Bとなるべき領域をホトレジスト
で覆い、酸素イオンをイオン打ち込みする。つぎに、ホ
トレジストを除去したのち、600℃以上、1分以上の
熱処理を行なう。つぎに、電界効果トランジスタ領域B
にソース・ドレイン電極6.ゲート電極7を形成し、受
光ダイオード領域Aにカソード・アノード電極8を形成
する。
この光電子集積回路装置においては、受光ダイオード領
域Aに波長がたとえば1.3.の光9を照射すると、高
抵抗化I nGaAs層4内で電子と正孔とが発生し、
1対のカソード・アノード電極8間に生じた高電界によ
り電子と正孔とが分離され、受光ダイオードの出力電流
が電界効果トランジスタにより増幅されて、外部回路に
電流として取り出される。そして、受光ダイオード領域
Aと電界効果トランジスタ領域Bとの間の光が照射され
ない高抵抗化InGaAs層4は受光ダイオードと電界
効果トランジスタとの絶縁分離層として作用する。
このように、第1図に示した光電子集積回路装置におい
ては、受光ダイオード領域A、t!i界効果1ヘランジ
スタ領域Bに同一の半導体層すなわちアンドープI n
 A I A s層2.n型InGaAs層3、アンド
ープI n A I A s層5を形成すればよいから
、製作プロセスが簡単になるとともに、受光ダイオード
領域Aと電界効果トランジスタ領域Bとの段差が生ずる
ことがなく、シかも受光ダイオード領域Aと電界効果ト
ランジスタ蔭域Bとの間の光が照射されない高抵抗化I
nGaAs層4は受光ダイオードと電界効果トランジス
タとの絶縁分離層として作用するので、受光ダイオード
領域Aと電界効果トランジスタ領域Bとを分離するため
にメサエッチングを行なう必要がないため、電極配線の
断線不良が生ずることがなく、微細パターン形成が容易
になるので、集積度を大きくすることができる。
第2図はこの発明に係る他の光電子集積回路装置の一部
を示す断面図である。図において、13はアンドープI
 n G a A s層で、アンドープInAlAs層
2、アンドープInGaAs層13で第1の半導体層を
構成している。15はアンドープI n A I A 
s層、19はn+ドープI n A IAs層、20は
アンドープI n A I A s層で、アンドープI
nAlAs層15、n+ドープInAlAs層19、ア
ンドープInAlAs層20で第2の半導体層を構成し
ている。そして、アンドープI n A I A s層
2、アンドープI nGaAs層13.アンドープIn
AlAs層15、n+ドープInAlAs層19、アン
ドープInA L A s層20の電界効果トランジス
タ領域B以外の領域に酸素イオンがイオン打ち込みされ
ており、電界効果トランリスタ領域B以外の領域のアン
ドープInGaAs層13は高抵抗化InGaAs層1
4となっている。16は電界効果トランジスタ領域Bに
形成されたソース・ドレイン電極、17は電界効果トラ
ンジスタ領域Bに形成されたゲート電極、18は受光ダ
イオード領域Aに形成されたショク1−キ電極からなる
カソード・アノード電極で、カソード・アノード電極1
8は隔列置きに同電位に配線されている。
この光電子集積回路装置においては、電界効果トランジ
スタ領域Bにn+ドープI n A I A s層19
が形成されているから、アンドープInGaAs層13
に二次元電子ガス層31が形成されている。
第3図はこの発明に係る他の光電子集積回路装置の一部
を示す断面図である。この光電子集積回路装置において
は、n型I nGaAs層3、アンドープI n A 
I A s層5の電界効果トランジスタ領域B以外の領
域に酸素イオンがイオン打ち込みされている。そして、
受光ダイオード領域Aに形成された電極21としては、
たとえばAuGe/N i / A uからなるn+オ
ーミック電極、たとえばA u Z n / N i 
/ A uからなるp+オーミック電極、たとえばAt
からなるショットキ′市極を用いることができる。さら
に、電界効果トランジスタ領域Bに形成されたソース・
ドレイン電極22としてはn+オーミック電極を用いる
ことができ、また電界効果トランジスタ領域Bに形成さ
れたゲート電極23としてはショットキ電極を用いるこ
とができる。
第4図はこの発明に係る他の光電子集積回路装置の一部
を示す断面図である。図−において、24はアンドープ
InAlAs層、25はAlPO4層で、n型I nG
aAs層3、アンドープInAlAs層24の電界効果
トランジスタ領域B以外の領域に酸素イオンがイオン打
ち込みされている。そして、受光ダイオード領域Aに形
成された電極26としてはn+オーミック電極、p+オ
ーミック電極、ショットキ電極を用いることができ。
また受光ダイオード領域Aに形成された電極27として
はショットキ電極を用いることができる。
さらに、電界効果トランジスタ領域Bに形成されたソー
ス・ドレイン電極28としてはn+オーミック電極を用
いることができ、また電界効果トランジスタ領域Bに形
成されたゲート電極29としてはショットキ電極を用い
ることができる。
この光電子集積回路装置においては、電界効果トランジ
スタがMOS型になっており、受光ダイオード領域Aに
電極26.27を形成しているから、受光ダイオードを
変調することができる。
なお、上述実施例においては、深い準位を形成する不純
物として酸素イオンを導入したが、他の不純物を導入し
てもよい。また、第3図に示した実施例においては、ア
ンドープInAlAs層5の代りにp” InAlAs
層を形成してもよく、この場合には電極21としてはn
+オーミック電極、p+オーミック電極、ショットキ電
極を用いることができ、さらにソース・ドレイン電極2
2としては11+オーミツク電極を用いることができ。
またゲート電極23としてはp1オーミック1itf!
、ショットキ電極を用いることができる。さらに、第4
図に示した実施例においては、n型I nGaAs層3
の代りにp型I nGaAs層を形成してもよく、この
場合には電極26としてはn1オーミック電極、p+オ
ニミック電極、ショットキ電極を用いることができ、ま
た電極27としてはショットキ電極を用いることができ
、さらにソース・ドレイン電極28としてはp1オーミ
ック電極を用いることができ、またゲート電極29とし
てはショク1ヘキ、utiを用いることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明に係る光電子集積回路装
置においては、受光ダイオード領域、電界効果トランジ
スタ領域に同一の半導体層を形成すればよいから、製作
プロセスが簡単になるとともに、受光ダイオード領域と
電界効果トランジスタ領域との段差が生ずることがなく
、しかも受光ダイオード領域と電界効果トランジスタ領
域とを分離するためにメサエッチングを行なう必要がな
いため、電極配線の断線不良が生ずることがなく。
微細パターン形成が容易になるので、集積度を大きくす
ることができる。このように、この発明の効果は顕著で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図はそれぞれこの発明に係る光電子集積回
路装置の一部を示す断面図である。 1・・・半絶縁性InP基板 2・・・アンドープI n A I A s層3− n
型I n G a A 5層 4・・・高抵抗化InGaAs層 5・・・アンドープInAlAs層 13・・・アンドープI nGaAs層14・・・高抵
抗化I nGaAs層 15−・・アンドープInAlAs層 19− n+ドープInAlAs層 20−・・アンドープI n A I A s層24−
・・アンドープInAlAs層 25・・・AlPO4層 代理人  弁理士 中 村 純之助

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、受光ダイオードと上記受光ダイオードの出力電流を
    増幅する機能を有する電界効果トランジスタとを一体化
    してモノリシックに集積化した光電子集積回路装置にお
    いて、半絶縁性半導体基板上に第1の半導体層を形成し
    、上記第1の半導体層上に上記第1の半導体層よりもバ
    ンドギャップエネルギが広い第2の半導体層を形成し、
    上記第1の半導体層および上記第2の半導体層の上記電
    界効果トランジスタの領域以外の領域に深い準位を形成
    する不純物を導入したことを特徴とする光電子集積回路
    装置。 2、上記半絶縁性半導体基板が半絶縁性InP基板から
    なり、上記第1の半導体層がバッファ層およびn型In
    GaAs層からなり、第2の半導体層がアンドープIn
    AlAs層からなることを特徴とする請求項第1項記載
    の光電子集積回路装置。 3、上記第2の半導体層として、高濃度に不純物をドー
    プした半導体層の両側をアンドープ半導体層ではさんだ
    ものを用いたことを特徴とする請求項第1項記載の光電
    子集積回路装置。
JP63128175A 1988-05-27 1988-05-27 光電子集積回路装置 Pending JPH021185A (ja)

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JPH021185A true JPH021185A (ja) 1990-01-05

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2494231A (en) * 2011-08-31 2013-03-06 Ibm On-chip radiation dosimeter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2494231A (en) * 2011-08-31 2013-03-06 Ibm On-chip radiation dosimeter

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