JPH02249282A - プレーナ型受光素子 - Google Patents
プレーナ型受光素子Info
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- JPH02249282A JPH02249282A JP63272190A JP27219088A JPH02249282A JP H02249282 A JPH02249282 A JP H02249282A JP 63272190 A JP63272190 A JP 63272190A JP 27219088 A JP27219088 A JP 27219088A JP H02249282 A JPH02249282 A JP H02249282A
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- Pending
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- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 9
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に関し、特にブレーナ型受光素子に
関する。
関する。
従来のプレーナ型受光素子の製造方法の一例を図３に示
す。
す。
基板濃度１×１０１８ｃｍづのｎ−ＩｎＰ基板１上にＨ
−ＶＰＥ法にて濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−３のｎ−Ｉ
ｎＰバッファ層２、濃度がＩ Ｘ １０ ”ｃｍ−’の
ｎ−Ｉ ｎＧａＡｓＧａＡｓ光吸収度３ Ｘ １０ ”
ｃ＋ｎ−’のウィンドウ層４をエピタキシャル成長する
く図３−ａ）。光吸収層は後工程でＺｎ拡散によりウィ
ンドウ層４と光吸収層３の界面にｐｎ接合を形成し、逆
方向にバイアスを加えた時に光吸収層３に十分に空乏層
が広がる様に低濃度に形成している。ウィンドウ層４は
光吸収層３のＩ ｎＧａＡｓに比ベバンドギャップの大
きいＩｎＰで形成しているため、λ、１（ＩｎＰ）＜λ
くλｇ２（ＩｎＧａＡｓ）なる波長λの光は表面のウィ
ンドウ層４で吸収を受けずに光吸収層３で吸収される。
−ＶＰＥ法にて濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−３のｎ−Ｉ
ｎＰバッファ層２、濃度がＩ Ｘ １０ ”ｃｍ−’の
ｎ−Ｉ ｎＧａＡｓＧａＡｓ光吸収度３ Ｘ １０ ”
ｃ＋ｎ−’のウィンドウ層４をエピタキシャル成長する
く図３−ａ）。光吸収層は後工程でＺｎ拡散によりウィ
ンドウ層４と光吸収層３の界面にｐｎ接合を形成し、逆
方向にバイアスを加えた時に光吸収層３に十分に空乏層
が広がる様に低濃度に形成している。ウィンドウ層４は
光吸収層３のＩ ｎＧａＡｓに比ベバンドギャップの大
きいＩｎＰで形成しているため、λ、１（ＩｎＰ）＜λ
くλｇ２（ＩｎＧａＡｓ）なる波長λの光は表面のウィ
ンドウ層４で吸収を受けずに光吸収層３で吸収される。
又光吸収層で発生した少数キャリアはへテロ障壁を乗り
越えることができないため表面再結合の影響を無くす事
ができる。
越えることができないため表面再結合の影響を無くす事
ができる。
上記構造のエピタキシャル成長のウェハに５ｉ０２ＷＡ
６をマスクとして受光部のみに選択的にウィンドウ層４
と光吸収層３の界面までの深さにＺｎ拡散を行なってＺ
ｎ拡散領域１０とウィンドウ層及び光吸収層の境界にｐ
ｎ接合を形成するく図３−ｂ）。拡散マスクとして使っ
た５ｆ０２膜６を除去した後、反射防止膜としての役割
を果す様に膜厚を制御したＳ ｉ Ｎ ｘ ＩＩ ７を
パッシベーション膜として形成し、Ｐ側片−ミック電極
８、Ｎ側オーミック電極９を形成して受光素子とする（
図３−ｃ）。Ｚｎ拡散によるｐｎ接合が光吸収層３にと
どかずウィンドウ層４の中に在る場合は、空乏層内にヘ
テロ障壁ができ、このヘテロ障壁にキャリアがトラップ
されることにより応答速度が遅くなる。又、ｐｎ接合が
光吸収層３深く形成された場合、光吸収層の表面側には
空乏層が伸びず、この空乏層の外側で発生した少数キャ
リアは拡散により空乏層に到達してから光電流に寄与す
る事となるため、この場合にも応答速度が遅くなる。
６をマスクとして受光部のみに選択的にウィンドウ層４
と光吸収層３の界面までの深さにＺｎ拡散を行なってＺ
ｎ拡散領域１０とウィンドウ層及び光吸収層の境界にｐ
ｎ接合を形成するく図３−ｂ）。拡散マスクとして使っ
た５ｆ０２膜６を除去した後、反射防止膜としての役割
を果す様に膜厚を制御したＳ ｉ Ｎ ｘ ＩＩ ７を
パッシベーション膜として形成し、Ｐ側片−ミック電極
８、Ｎ側オーミック電極９を形成して受光素子とする（
図３−ｃ）。Ｚｎ拡散によるｐｎ接合が光吸収層３にと
どかずウィンドウ層４の中に在る場合は、空乏層内にヘ
テロ障壁ができ、このヘテロ障壁にキャリアがトラップ
されることにより応答速度が遅くなる。又、ｐｎ接合が
光吸収層３深く形成された場合、光吸収層の表面側には
空乏層が伸びず、この空乏層の外側で発生した少数キャ
リアは拡散により空乏層に到達してから光電流に寄与す
る事となるため、この場合にも応答速度が遅くなる。
上記理由によりｐｎ接合はウィンドウ層４と光吸収層３
の界面に正確に形成する必要が有る。
の界面に正確に形成する必要が有る。
上述した従来のブレーナ型受光素子は、光吸収層３が低
濃度に形成されているため、ウィンドウ層４の濃度が、
光吸収層３より高くなっている。
濃度に形成されているため、ウィンドウ層４の濃度が、
光吸収層３より高くなっている。
Ｚｎ拡散は濃度の高いウィンドウ層４側から、濃度の低
い光吸収層３との界面をねらって行なわれるが、この濃
度差のためｐｎ接合をウィンドウ層４と光吸収層３の界
面に形成する事がむずかしいという欠点がある。
い光吸収層３との界面をねらって行なわれるが、この濃
度差のためｐｎ接合をウィンドウ層４と光吸収層３の界
面に形成する事がむずかしいという欠点がある。
本発明はｐｎ接合をウィンドウ層と光吸収層との界面に
正確に位置し、応答速度劣化のない受光素子を提供する
ことを目的としている。
正確に位置し、応答速度劣化のない受光素子を提供する
ことを目的としている。
本発明のプレーナ型受光素子は、第１導電型半導体層か
ら成る光吸収層上に、光吸収層よりもバンドギャップの
大きい第２導電型半導体層から成るウィンドウ層を積層
し、このウィンドウ層の受光領域となる領域の周囲を不
純物導入により第１導電型に反転した構成になっている
。
ら成る光吸収層上に、光吸収層よりもバンドギャップの
大きい第２導電型半導体層から成るウィンドウ層を積層
し、このウィンドウ層の受光領域となる領域の周囲を不
純物導入により第１導電型に反転した構成になっている
。
〔実施例１〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の製造工程概略図である。基板
濃度Ｉ Ｘ １０１８ｃｒａ−３のｎ型１ｎＰ基板１上
に、濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−’のｎ型１ｎＰバッフ
ァ層２．濃度Ｉ Ｘ １０１５ｃｍ−３のｎ型ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層３、濃度Ｉ Ｘ １０１９ｃｒｙ−’のｐ
型１ｎＰウィンドウ層４をＨ−Ｖ Ｐ Ｅ法にてエピタ
キシャル成長する事により光吸収層３とウィンドウ層４
の界面にヘテロｐｎ接合を形成した。ウィンドウ層の濃
度はＰ側オーミックが十分取れる様に１×１０＋９ｃｆ
ｆｉ−３と高濃度とした。又、逆バイアスで素子を動作
させた場合、空乏層は濃度の低い光吸収層３に十分法が
る事となる（図１−ａ）。上記構造のエピタキシャル成
長のウェハに５ｉ０２膜６をマスクとして受光部以外に
Ｓｔのイオン注入・アニールを行ない、ｐ型ウィンドウ
層（Ｓｉイオン注入領域５）をＮ型に反転させる事によ
り受光部のみにエピタキシャル成長で形成したｐｎ接合
を残したく図１−ｂ）、Ｓｔのイオン注入マスクとして
使っなＳｉＯ２膜を除去した後、反射防止膜としての役
割を果す様に１９００ＡのＳ ｉ Ｎｘ膜７をパッシベ
ーション膜として形成し、Ｐ側片−ミック電極８、Ｎ側
オーミック電極９を受光素子とした（図１−〇）。
濃度Ｉ Ｘ １０１８ｃｒａ−３のｎ型１ｎＰ基板１上
に、濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−’のｎ型１ｎＰバッフ
ァ層２．濃度Ｉ Ｘ １０１５ｃｍ−３のｎ型ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層３、濃度Ｉ Ｘ １０１９ｃｒｙ−’のｐ
型１ｎＰウィンドウ層４をＨ−Ｖ Ｐ Ｅ法にてエピタ
キシャル成長する事により光吸収層３とウィンドウ層４
の界面にヘテロｐｎ接合を形成した。ウィンドウ層の濃
度はＰ側オーミックが十分取れる様に１×１０＋９ｃｆ
ｆｉ−３と高濃度とした。又、逆バイアスで素子を動作
させた場合、空乏層は濃度の低い光吸収層３に十分法が
る事となる（図１−ａ）。上記構造のエピタキシャル成
長のウェハに５ｉ０２膜６をマスクとして受光部以外に
Ｓｔのイオン注入・アニールを行ない、ｐ型ウィンドウ
層（Ｓｉイオン注入領域５）をＮ型に反転させる事によ
り受光部のみにエピタキシャル成長で形成したｐｎ接合
を残したく図１−ｂ）、Ｓｔのイオン注入マスクとして
使っなＳｉＯ２膜を除去した後、反射防止膜としての役
割を果す様に１９００ＡのＳ ｉ Ｎｘ膜７をパッシベ
ーション膜として形成し、Ｐ側片−ミック電極８、Ｎ側
オーミック電極９を受光素子とした（図１−〇）。
本実施例では、受光領域のｐ ｒｌ接合はエピタキシャ
ル成長により形成しているため、ウィンドウ層４と光吸
収層３の界面に正確に形成でき前述の応答速度に対する
問題点を解消する事ができた。
ル成長により形成しているため、ウィンドウ層４と光吸
収層３の界面に正確に形成でき前述の応答速度に対する
問題点を解消する事ができた。
〔実施例２〕
図２は本発明の実施例２の製造工程概略図である。基板
濃度Ｉ Ｘ １０１８ｃｍ−３のＰ型ＩｎＰ基板１上に
、濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−’のＰ型ＩｎＰバッファ
層２、濃度Ｉ Ｘ １０ ”ｃｍ−’のＰ型Ｉ ｎＧａ
ＡｓＧａＡｓ光吸収度３ Ｘ １０１９ｃｍ−’のＮ型
１ｎＰウィンドウ層４をＨ−ＶＰＥ法にて形成する事に
より光吸収層３とウィンドウ層４の界面にｐｎへテロ接
合を形成したく図２−ａ）。この実施例は実施例１とは
基板の導電型が異なるため、光吸収領域の導電型も異な
りこのため少数キャリアは正孔となるが、基本的な動作
は実施例１と同様である・。
濃度Ｉ Ｘ １０１８ｃｍ−３のＰ型ＩｎＰ基板１上に
、濃度Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−’のＰ型ＩｎＰバッファ
層２、濃度Ｉ Ｘ １０ ”ｃｍ−’のＰ型Ｉ ｎＧａ
ＡｓＧａＡｓ光吸収度３ Ｘ １０１９ｃｍ−’のＮ型
１ｎＰウィンドウ層４をＨ−ＶＰＥ法にて形成する事に
より光吸収層３とウィンドウ層４の界面にｐｎへテロ接
合を形成したく図２−ａ）。この実施例は実施例１とは
基板の導電型が異なるため、光吸収領域の導電型も異な
りこのため少数キャリアは正孔となるが、基本的な動作
は実施例１と同様である・。
上記構造のエピタキシャル成長のウェハにＳｉＯ２膜６
をマスクとして受光部以外にＺｎ拡散を行ないＺｎ拡散
領域１０を形成してＮ型ウィンドウ層をＰ型に反転させ
て実施例１と同様に受光部のみにエピタキシャル成長で
形成したｐｎ接合を残したく図２−ｂ）。Ｚｎ拡散マス
クとして使ったｓｉｏｚＭを除去した後、実施例１と同
様にＳｉＮｘ膜７、Ｎ側オーミック電極９、Ｐ側オーミ
ック電極８を形成して受光素子を作成したく図２−〇）
。
をマスクとして受光部以外にＺｎ拡散を行ないＺｎ拡散
領域１０を形成してＮ型ウィンドウ層をＰ型に反転させ
て実施例１と同様に受光部のみにエピタキシャル成長で
形成したｐｎ接合を残したく図２−ｂ）。Ｚｎ拡散マス
クとして使ったｓｉｏｚＭを除去した後、実施例１と同
様にＳｉＮｘ膜７、Ｎ側オーミック電極９、Ｐ側オーミ
ック電極８を形成して受光素子を作成したく図２−〇）
。
本実施例でも、実施例１と同様に受光領域のｐｎ接合は
エピタキシャル成長により形成しているため、応答速度
に対する問題点を解消する事ができた。
エピタキシャル成長により形成しているため、応答速度
に対する問題点を解消する事ができた。
以上説明したように本発明は、あらかじめウィンドウ層
と光吸収層の界面にエピタキシャル成長によりｐｎへテ
ロ接合を形成した後、受光領域以外に不純物を導入する
ことにより、応答速度に対する問題点が解消された任意
の受光径を有するブレーナ型受晃素子を製造できる効果
がある。
と光吸収層の界面にエピタキシャル成長によりｐｎへテ
ロ接合を形成した後、受光領域以外に不純物を導入する
ことにより、応答速度に対する問題点が解消された任意
の受光径を有するブレーナ型受晃素子を製造できる効果
がある。
図１は本発明の第１の実施例の製造工程を示す図、図２
は第２の実施例の製造工程を示す図、第３は従来の受光
素子の製造方法を示す図である。 １・・・ＩｎＰ基板、２・・・バッファ層、３・・・光
吸収層、４・・・ウィンドウ層、５・・・Ｓｉイオン注
入領域、６・・・５ｉ０２膜、７・・・５ｉＮＸ膜、８
・・・Ｐ側オーミック電極、９・・・Ｎ側オーミック電
極、１０・・・Ｚｎ拡散領域。 図 １ 図 ２ 手続補正書 （方式） 事件の表示 昭和６３年 願第２７２１９０号 発明の名称 レーナ型受光素子 ３、補正をする者 事件との関係
は第２の実施例の製造工程を示す図、第３は従来の受光
素子の製造方法を示す図である。 １・・・ＩｎＰ基板、２・・・バッファ層、３・・・光
吸収層、４・・・ウィンドウ層、５・・・Ｓｉイオン注
入領域、６・・・５ｉ０２膜、７・・・５ｉＮＸ膜、８
・・・Ｐ側オーミック電極、９・・・Ｎ側オーミック電
極、１０・・・Ｚｎ拡散領域。 図 １ 図 ２ 手続補正書 （方式） 事件の表示 昭和６３年 願第２７２１９０号 発明の名称 レーナ型受光素子 ３、補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 第１導電型半導体層から成る光吸収層上に前記光吸収層
よりもバンドギャップが大きい第２導電型半導体層から
成るウィンド層を積層した構造を備え、前記ウィンド層
の受光領域を包囲して第１導電型領域を設けたことを特
徴とするプレーナ型受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272190A JPH02249282A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | プレーナ型受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272190A JPH02249282A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | プレーナ型受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249282A true JPH02249282A (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=17510343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63272190A Pending JPH02249282A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | プレーナ型受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02249282A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106328752A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-01-11 | 南通大学 | 一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片 |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP63272190A patent/JPH02249282A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106328752A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-01-11 | 南通大学 | 一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片 |
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