JPH03104287A - 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

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JPH03104287A
JPH03104287A JP1243026A JP24302689A JPH03104287A JP H03104287 A JPH03104287 A JP H03104287A JP 1243026 A JP1243026 A JP 1243026A JP 24302689 A JP24302689 A JP 24302689A JP H03104287 A JPH03104287 A JP H03104287A
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JP
Japan
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layer
inp
conductivity type
semiconductor layer
semiconductor
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JP1243026A
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English (en)
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Yutaka Kishi
岸 豊
Atsushi Goto
敦 後藤
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Quantum Devices Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Fujitsu Quantum Devices Ltd
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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】 〔概要〕 半導体受光素子の製造方法の改良に関し、pn接合位置
を正確にコントロールすることによって、所定の特性を
有する受光素子を安定して製造することができ、ウェー
ハ内に形成される各素子相互間に特性のばらつきが発生
しないようにする半導体受光素子の製造方法を提供する
ことを目的とし、 半絶縁性の半導体基板上に一導電型の半導体層を形成し
、この一導電型の半導体層をパターニングして、前記の
半絶縁性の半導体基板の一部領域上に残留し、このパタ
ーニングされた一導電型の半導体層を囲んで反対導電型
の半導体層を形成し、この反対導電型の半導体層と前記
のパターニングされた一導電型の半導体層との上に反対
導電型の半導体層と反対導電型を有し、前記の半導体よ
り禁制帯幅の大きな第2の半導体の層とを順次形成し、
前記の半導体基板を選択的にエッチングして、前記の一
導電型の半導体層に対応する領域に光入射窓を形戒し、
前記の反対導電型の第2の半導体の層上に反対極性側の
電極を形成し、前記の半導体基板上に前記の一導電型の
層の周縁部に接触して一極性側の電極を形戒するように
構戒する.〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体受光素子の製造方法の改良に関する.
特に、アバランシフォトダイオードのpn接合位置を正
確にコントロールできるようにする改良に関する. (従来の技術) InP/lnGaAsヘテロ構造を有するアバランシフ
ォトダイオードの従来の代表的な製造方法について以下
に説明する. 第6図参照 n中−1nP基板101上にn−1nPよりなるバッフ
ァ層102とn− −1nGaAsよりなる光吸収層1
03とn− −InGaAsPlよりなる中間1104
とn−InPよりなる増倍層105とn−−1nPJi
l06とを液相エビタキシャル或長法を使用して順次形
成し、nInP層106にカドミウム、亜鉛等を熱拡散
するか、または、ベリリウムをイオン注入してp゛−拡
敗層109を形戒し、p゛一拡散層109の周縁部の電
界強度を低くするためp゛一拡敗層109を囲んでp−
ガードリング108を形成する,n−−1nP層106
上に二酸化シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜107を
形成し、これをパターニングしてp′″拡散層109の
周縁部に対応する領域に開口を形成し、この開口に接触
してp!it極110を形成し、n”−1nP基板10
1上にn側電極111を形或する.〔発明が解決しよう
とするI111) ところで、p型不純物を熱拡散するか、または、イオン
注入してn−−1nP層106中にp′″拡散層109
を形或する場合に、拡散深さを正確に制御することは現
在の技術をもってしてはlnlliであるため、p′″
拡散層109とn−−1nP層106との間に形或され
るpn接合の位置を正確にコントロールすることは困雛
となり、所定の特性を有する受光素子を安定して製造す
ることは難しい.また、n−−1nPIil06内にp
n接合を形成するためには、n−−1nP層106をか
なり厚く形成しなければならないが、エビタキシャル或
長膜厚が厚くなるとウェーハ面内における或長II厚に
ばらつきが生じ、ウェーハ内に形或される各受光素子相
互間の特性にばらつきが発生する. 本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
pn接合位置を正確にコントロールすることによって、
所定の特性を有する受光素子を安定して製造することが
でき、ウェーハ内に形戊される各素子相互間に特性のば
らつきが発生しないようにする半導体受光素子の製造方
法を提供することにある. 〔課題を解決するための手段〕 上記の目的は、半絶縁性の半導体基板(1)上に一導電
型の半導体層(2)を形成し、この一導電型の半導体層
(2)をパターニングして、前記の半絶縁性の半導体基
板(1)の一部領域上に残留し、このパターニングされ
た一導電型の半導体層(2)を囲んで反対導電型の半導
体層(4)を形成し、この反対導電型の半導体層(4)
と前記のパターニングされた一導電型の半導体11 (
2)との上に反対導電型の半導体層(5)と反対導電型
であり、前記の半導体より禁制帯幅の大きな第2の半導
体の層(7)とを順次形成し、前記の半導体基板(1)
を選択的にエッチングして、前記の一導電型の半導体層
(2)に対応する領域に光入射窓(13)を形成し、前
記の反対導電型の第2の半導体の層(7)上に反対極性
側の電極(10)を形戒し、前記の半導体基板(1)上
に前記の一導電型の半導体層(2)の周縁部に接触して
一極性側の電極(1l)を形戒する工程を有する半導体
受光素子の製造方法によって達威される.〔作用〕 本発明に係る半導体受光素子の製造方法においては、半
導体受光素子を構或する各層がすべてエビタキシャル或
長法を使用して形成されるので、pn接合位置は一導電
型の半導体層(p型のInP層)2から反対導電型であ
り前記の半導体より禁制帯幅の大きな第2の半導体より
なる光吸収層(n型のI nCraAs光吸収層)7ま
での間に形成される各エビタキシャル戒長層の膜厚によ
って決定される.従来技術において必要であった熱拡散
等によるP’−1nP層(受光部を構威し、逆バイアス
の印加によって光非照射時空乏層を発生するpn接合を
形戒する層)の形成工程が不要であるので、エビタキシ
ャル威長層の膜厚を従来に比べて薄くすることができる
.したがって、エビタキシャル威長層の膜厚は正確に制
御することができるので、pn接合位置を正確にコント
ロールすることが可能である。また、ウェーハ面内にお
けるエビタキシャル或長膜厚のばらつきが少なくなって
ウエーハ内に形或される素子相互間の特性のばらつきも
少なくなる. 〔実施例〕 以下、図面を参照しつ\、本発明の一実施例に係る半導
体受光素子の製造方法について説明する.第2図参照 300〜350n厚程度の半絶縁性1nP基板1上に、
液相エビタキシャル成長法を使用して不純物濃度I X
 1 0 ”cta−”程度のp−1nP層2を2n厚
程度に形戒する.なお、導入するp型の不純物としては
カドミウム等が適当である.CVD法を使用して二酸化
シリコン等の[1膜を2,000人厚程度に形成し、こ
れをパターニングしてpn接合形成領域に対応する領域
に幅5(1+n程度の絶緑II!3を形戒する. 第3図参照 絶縁11I3をマスクとして、フェリシアン系エッチャ
ント等を使用してp−1nP層2をエッチングする. 第4図参照 絶縁M3を除去し、液相エピタキシャル或長法を使用し
て、p−1nP層2の周囲に不純物濃度5 X I Q
 ’ S O− s程度のn−−1nP層4を1.54
厚程度に形成してp−1nP層2を埋め込む.この時、
p−1nP層2上にはn− −InP層は殆ど戒長しな
い。
引き続き、液相エビタキシャル戒長法を使用して、不純
物濃度5X10”程度、厚さ0. 3 n程度のn−I
nP増倍115と不v@@IJ濃度5XlO”程度、厚
さ0. 4 n程度のn−−1nlCaAsP中間層6
と不純物濃度5X10”程度、厚さ1.5,IFm程度
のn− −InGaAs光吸収層7と不純物濃度5X1
0lS程度、厚さ0.5n程度のn−−InGaAs 
P層8と不純物濃度3X10”程度、厚さ0. 5 n
程度のn−1nPIi9とを順次形戊する.なお、導入
するn型の不純物としては錫等が適当である. 上記の液相エピタキシャル戒長過程における加熱によっ
て、p−InP層2に導入されているp型不純物がn−
−1nP層4中に同相拡散し、n−−1nP層4のp−
1nP層2に隣接する頷域12がp型に反転する.この
p型に反転した領域12はガードリングとして機能する
. 第5図参照 InP基板1を研磨により、100n厚程度に蒲<シた
後、レジストマスクとフェリシアン系エッチャントとを
使用してなすフォトリソグラフィー法を使用して選択的
にエッチングをなし、p−1nPJi2に対応する領域
に光入射窓13を形戒する. 第1図参照 n−1nP層9上に金/ゲルマニウム等を蒸着してn側
電極10を形成し、光入射窓13の側壁を含むInP基
板1上にp−InP層2の周縁部に接触して金/亜鉛等
を蒸着してp側電極11を形成する. 〔発明の効果〕 以上説明せるとおり、本発明に係る半導体受光素子の製
造方法においては、受光素子を構或するすべての層をエ
ビタキシャル戒蚕法を使用して形成し、各エビタキシャ
ル戒長層の膜厚を薄くすることができるので、エビタキ
シャル或長による或長膜厚の制御が正確にできることか
ら、pn接合位置を正確にコントロールすることができ
、所定の特性を有する受光素子を安定して製造すること
ができる.また、ウェーハ面内における、エビタキシャ
ル或長膜厚のばらつきが小さくなり、ウェーハ内に形成
される素子相互間の特性のばらつきが小さくなる.また
、p−1nP層は受光領域のみに形成されるのでpn接
合領域の面積は十分小さくなり、したがって、接合容量
が小さくなって高速応答が可能になる.
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る半導体1受光素子の
製造方法を使用して製造された半導体受光素子の断面図
である. 第2図〜第5図は、本発明の一実施例に係る半導体受光
素子の製造方法を説明する工程図である.第6図は、従
来技術に係る半導体受光素子の製造方法を説明する断面
図である. 半絶縁性1nP基板、 p−InP層、 絶縁膜、 n−−fnP層、 n−1nP増倍層、 n− −1nCaAsP中間層、 n−−InGaAs光吸収層、 n−−1nGaAsP層、 n−1nP層、 n側電極、 pgg電極、 p型反転領域、 光入射窓、 ・n”−1nP基板、 ・n−1nPバッファ層、 ・n−−1nGaAs光吸収層、 ・n−−1nGaAsP中間層、 ・n−1nP増倍層、 ・n−−1nP層、 ・絶縁膜、 ・p−ガードリング、 ・p゛拡散層、 ・p側電極、 ・n側電極.

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半絶縁性の半導体基板(1)上に一導電型の半導体層(
    2)を形成し、 該一導電型の半導体層(2)をパターニングして、前記
    半絶縁性の半導体基板(1)の一部領域上に残留し、 該パターニングされた一導電型の半導体層(2)を囲ん
    で反対導電型の半導体層(4)を形成し、該反対導電型
    の半導体層(4)と前記パターニングされた一導電型の
    半導体層(2)との上に反対導電型の半導体層(5)と
    反対導電型を有し、前記半導体より禁制帯幅の大きな第
    2の半導体の層(7)とを順次形成し、 前記半導体基板(1)を選択的にエッチングして、前記
    一導電型の半導体層(2)に対応する領域に光入射窓(
    13)を形成し、 前記反対導電型の第2の半導体の層(7)上に前記反対
    極性側の電極(10)を形成し、前記半導体基板(1)
    上に前記一導電型の半導体層(2)の周縁部に接触して
    前記一極性側の電極(11)を形成する工程を有する ことを特徴とする半導体受光素子の製造方法。
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