JPH0322478A - ホトダイオード・電界効果トランジスタ組み合わせ体 - Google Patents
ホトダイオード・電界効果トランジスタ組み合わせ体Info
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- JPH0322478A JPH0322478A JP2141202A JP14120290A JPH0322478A JP H0322478 A JPH0322478 A JP H0322478A JP 2141202 A JP2141202 A JP 2141202A JP 14120290 A JP14120290 A JP 14120290A JP H0322478 A JPH0322478 A JP H0322478A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
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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】
［産業上の利用分野］
この発明は、吸収層、第１の導電形にドープされたチャ
ネル層、ゲートとしてのカバー層、ドレーン電極、ソー
ス電極、ゲート電極、ホトダイオードのための第１の電
極及び第２の電極を備え一基板上にモノリシックに集積
されたホトダイオード●電界効果トランジスタ組み合わ
せ体に関する。
ネル層、ゲートとしてのカバー層、ドレーン電極、ソー
ス電極、ゲート電極、ホトダイオードのための第１の電
極及び第２の電極を備え一基板上にモノリシックに集積
されたホトダイオード●電界効果トランジスタ組み合わ
せ体に関する。
［従来の技術］
光データ伝送システムの開発は光学要素と電子要素との
結合のためにオブトエレクトロニク集積回路を使用する
ところまで進んでいる．受信器側では光検出器と前置増
幅器との集積の問題が生じている．種々の要素のために
必要な半導体層と製造技術との良好な両立性が要求され
る。半導体基板上にホトダイオードと電界効果トランジ
スタとを備えドーピング濃度及び層厚についての種々の
要求を考慮しモノリシックに集積されたプレーナ形モジ
ュールは、アルブレヒ｝ （Ｈ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ）
，ラウテルバ−７ ハ（Ｏｈ． Ｌａｕｔｅｒｂａｃｈ
）の論文「モノリシックに集積されたＩｎＧａＡ ｓ
／ Ｉ ｎ Ｐ ： Ｆ ｅホトダイオード●接合電界
効果トランジスタ組み合わせ体（Ｎｏｎｏｌｉｔｈｉｃ
ａｌｌｙＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ
：Ｆｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ−ＪｕｎｃｔｉｏｎＦｉ
ｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｃｏｍ
ｂｉｎａｔｉｏｎ ） Ｊ、シーメンス社研究開発報告
書、第１７巻、第１９５〜１９８ページ、（１９８８年
）に記載されている． 最適化されたホトダイオードは高い外部量子効率のため
に残留ドーピングの少ないｎ−ＩｎＧａＡｓから成り十
分な厚さの吸収層を必要とする。
結合のためにオブトエレクトロニク集積回路を使用する
ところまで進んでいる．受信器側では光検出器と前置増
幅器との集積の問題が生じている．種々の要素のために
必要な半導体層と製造技術との良好な両立性が要求され
る。半導体基板上にホトダイオードと電界効果トランジ
スタとを備えドーピング濃度及び層厚についての種々の
要求を考慮しモノリシックに集積されたプレーナ形モジ
ュールは、アルブレヒ｝ （Ｈ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ）
，ラウテルバ−７ ハ（Ｏｈ． Ｌａｕｔｅｒｂａｃｈ
）の論文「モノリシックに集積されたＩｎＧａＡ ｓ
／ Ｉ ｎ Ｐ ： Ｆ ｅホトダイオード●接合電界
効果トランジスタ組み合わせ体（Ｎｏｎｏｌｉｔｈｉｃ
ａｌｌｙＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ
：Ｆｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ−ＪｕｎｃｔｉｏｎＦｉ
ｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｃｏｍ
ｂｉｎａｔｉｏｎ ） Ｊ、シーメンス社研究開発報告
書、第１７巻、第１９５〜１９８ページ、（１９８８年
）に記載されている． 最適化されたホトダイオードは高い外部量子効率のため
に残留ドーピングの少ないｎ−ＩｎＧａＡｓから成り十
分な厚さの吸収層を必要とする。
この名目上ドーピングされていないＩｎＧａＡＳ層は小
さいキャパシタンス並びに小さい暗電流そしてその結果
として良好なノイズ特性のための前提である。ＩｎＰ：
Ｆｅ基板上の高ドーピングｎ導電形半導体層（例えばＩ
ｎＧａＡｓ又はＩｎＡＩＡｓ又はＩｎｋ）はホトダイオ
ードの直列抵抗及び走行時間効果すなわちキャリャ走行
時間を低減する。
さいキャパシタンス並びに小さい暗電流そしてその結果
として良好なノイズ特性のための前提である。ＩｎＰ：
Ｆｅ基板上の高ドーピングｎ導電形半導体層（例えばＩ
ｎＧａＡｓ又はＩｎＡＩＡｓ又はＩｎｋ）はホトダイオ
ードの直列抵抗及び走行時間効果すなわちキャリャ走行
時間を低減する。
電界効果トランジスタは高い相互コンダクタンスのため
に高ドープされたｎ・−ＩｎＧａＡｓ層を必要とし、こ
の層は電界効果トランジスタの良好なピンチオフ特性の
ために相応に薄くなければならない。ｎ−ＩｎＰ又はｎ
−ＩｎＡＩＡｓから或るカバー層はＩｎＧａＡｓに対し
ヘテロバリヤを形威して、ゲートとしての阻止性の金属
半導体接合の実現又はｐ拡散又はｐ注入と共にバリヤ層
●ゲートの形威を可能にする。このカバー層は更にＩｎ
ＧａＡｓに比べて高いＩｎＰ又はＩｎＡ．ｌ Ａ ｓの
バンドギャップに基づき、デバイス表面でのｐｎ接合の
不活性化が長期間安定性を高め漏れ電流を減少するとい
う長所を有する．この長所はホトダイオードに対してば
かりでなく電界効果トランジス，タに対しても生じる． ［発明が解決しようとする課題］ この発明の課題は、簡単な加工性及び良好な機能に対し
て同様に最適化された半導体層構造を備えモノリシック
に集積されたホトダイオード●電界効果トランジスタ組
み合わせ体を提供することにある。
に高ドープされたｎ・−ＩｎＧａＡｓ層を必要とし、こ
の層は電界効果トランジスタの良好なピンチオフ特性の
ために相応に薄くなければならない。ｎ−ＩｎＰ又はｎ
−ＩｎＡＩＡｓから或るカバー層はＩｎＧａＡｓに対し
ヘテロバリヤを形威して、ゲートとしての阻止性の金属
半導体接合の実現又はｐ拡散又はｐ注入と共にバリヤ層
●ゲートの形威を可能にする。このカバー層は更にＩｎ
ＧａＡｓに比べて高いＩｎＰ又はＩｎＡ．ｌ Ａ ｓの
バンドギャップに基づき、デバイス表面でのｐｎ接合の
不活性化が長期間安定性を高め漏れ電流を減少するとい
う長所を有する．この長所はホトダイオードに対してば
かりでなく電界効果トランジス，タに対しても生じる． ［発明が解決しようとする課題］ この発明の課題は、簡単な加工性及び良好な機能に対し
て同様に最適化された半導体層構造を備えモノリシック
に集積されたホトダイオード●電界効果トランジスタ組
み合わせ体を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
この課題はこの発明に基づき、吸収層が面全体に成長さ
せられ、この吸収層上に第２の電極と逆の第２の導電形
にドープされたホトダイオード層とがかぶせられ、ホト
ダイオードの領域ではこのホトダイオード層上に第１の
電極がリング状に取り付けられ、このリング状の第１の
電極の内部には反射防止層がホトダイオード層上にかぶ
せられ、電界効果ト゛ランジスタの領域にはホトダイオ
ード層上にチャネル層がまたその上にカバー層がかぶせ
られ、ホトダイオードと電界効果トランジスタとが分離
溝により分離されているホトダイオード●電界効果トラ
ンジスタ組み合わせ体により解決される。
せられ、この吸収層上に第２の電極と逆の第２の導電形
にドープされたホトダイオード層とがかぶせられ、ホト
ダイオードの領域ではこのホトダイオード層上に第１の
電極がリング状に取り付けられ、このリング状の第１の
電極の内部には反射防止層がホトダイオード層上にかぶ
せられ、電界効果ト゛ランジスタの領域にはホトダイオ
ード層上にチャネル層がまたその上にカバー層がかぶせ
られ、ホトダイオードと電界効果トランジスタとが分離
溝により分離されているホトダイオード●電界効果トラ
ンジスタ組み合わせ体により解決される。
［発明の効果］
この発明に基づく半導体層構造は、平面の半絶縁性Ｉｎ
Ｐ基板結晶上のすべての必要なドーピング及び層厚が、
面全体に例えば気相エビタキシアル法、右機金属気相エ
ビタキシアル法、分子線エビタキシアル法又はガスソー
ス分子線エビタキシアル法のようなエビタキシアル法に
よリーエ程で製作できるという長所を有する。
Ｐ基板結晶上のすべての必要なドーピング及び層厚が、
面全体に例えば気相エビタキシアル法、右機金属気相エ
ビタキシアル法、分子線エビタキシアル法又はガスソー
ス分子線エビタキシアル法のようなエビタキシアル法に
よリーエ程で製作できるという長所を有する。
下記のチップ技術の場合には、目指す所定の層を露出さ
せ接触させるために、種々の混晶層の選択性エッチング
特性が利用される。従って両デバイスに対し最適な層配
列の場合に、例えば拡散又はイオン注入のような選択性
ドーピング工程を層のエビタキシアル成長の後にもはや
必要とせず、従ってエビタキシアル威長させられたヘテ
ロ層及びドーピング断面の特性を劣化させるおそれのあ
る高温処理が省略される。
せ接触させるために、種々の混晶層の選択性エッチング
特性が利用される。従って両デバイスに対し最適な層配
列の場合に、例えば拡散又はイオン注入のような選択性
ドーピング工程を層のエビタキシアル成長の後にもはや
必要とせず、従ってエビタキシアル威長させられたヘテ
ロ層及びドーピング断面の特性を劣化させるおそれのあ
る高温処理が省略される。
［実施例］
次にこの発明に基づくホトダイオード・電界効果トラン
ジスタ組み合わせ体の一実施例を示す図面により、この
発明を詳細に説明する。
ジスタ組み合わせ体の一実施例を示す図面により、この
発明を詳細に説明する。
この発明に基づくホトダイオード・電界効果トランジス
タ組み合わせ体の特に有利な構造の場合には、例えば半
絶縁性インジウムリンから成る基板１上に次々に第１の
バリヤ層２と第２のバリヤ層３とが成長させられる。こ
れらのバリヤ層２、３はそれぞれＩｎＰ又はＩｎＡＩＡ
ｓ又はＩｎＧａＡＩＡｓから戒ることができる。第１の
バリヤ層２はＮＡ ＝ １ ０ １５ 〜１ ０ １８
ｃ ｍ−３ノアクセブタ密度をもたせてｐ形にドープ
されており、第２のバリヤ層３はｎ形にドープされＮＤ
＝１０１６〜１０１８ｃｍ−３のドナー密度を有する。
タ組み合わせ体の特に有利な構造の場合には、例えば半
絶縁性インジウムリンから成る基板１上に次々に第１の
バリヤ層２と第２のバリヤ層３とが成長させられる。こ
れらのバリヤ層２、３はそれぞれＩｎＰ又はＩｎＡＩＡ
ｓ又はＩｎＧａＡＩＡｓから戒ることができる。第１の
バリヤ層２はＮＡ ＝ １ ０ １５ 〜１ ０ １８
ｃ ｍ−３ノアクセブタ密度をもたせてｐ形にドープ
されており、第２のバリヤ層３はｎ形にドープされＮＤ
＝１０１６〜１０１８ｃｍ−３のドナー密度を有する。
第１のバリヤ層は約０．２〜２ｇ．ｍの厚さを有し、第
２のバリヤ層３は約０．２〜３ＪＬｍの厚さを有する。
２のバリヤ層３は約０．２〜３ＪＬｍの厚さを有する。
これらのバリヤ層２、３は阻止性のｐｎ接合を形成し、
この接合は、ホトダイオードと電界効果トランジスタと
の間に設けられ基板１の内部にまで達する分離溝１４と
共に、半絶縁性基板ｌを経由する漏れ電流を低減する。
この接合は、ホトダイオードと電界効果トランジスタと
の間に設けられ基板１の内部にまで達する分離溝１４と
共に、半絶縁性基板ｌを経由する漏れ電流を低減する。
加えるに第２のバリヤ層３はホトダイオードでの走行時
間効果と直列抵抗とを低減する。
間効果と直列抵抗とを低減する。
この第２のバリヤ層３上には吸収層４が面全体に成長さ
せられる。この吸収層４は例えばＩｎＧａＡｓから威り
、名目上ドープされておらず（ドナー密度Ｎｏ ＜２
＊ １ ０’５ｃｍ−３） １ 〜３ｇｍの厚さを有す
る。この吸収層４はホトダイオードのための吸収層とし
て用いられる。吸収層４上にはＮＡ ＝ １ ０１６
〜１ ０１８ｃｍ−３のアクセプタ密度と０．２〜ｌｐ
ｍの厚さとを有しｐ形にドープされたＩｎＰ又はＩｎＡ
ＩＡｓ又はＩｎＧａＡＩＡｓから威るホトダイオード層
５が成長させられる。このホトダイオード層５は同様に
面全体に成長させられ、一方ではホトダイオードのＰ領
城を形威し、他方ではその阻止特性によりホトダイオー
ド層全体をその上に隣接する電界効果トランジスタ層か
ら電気的に分離する。電界効果トランジスタのピンチオ
フ特性はバッファ層として下に置かれたこのホトダイオ
ード層５により更に補助的に良い影響を与えられる（シ
ュタイナ（Ｋ． Ｓｔｅｉｎｅｒ） ．ザイラ（Ｕ．
Ｓｅｉｌｅｒ ） ， ハイメ（Ｋ， Ｈｅｉｍｅ）の
論文ｒｐ−ＩｎＰバリヤ層のサブミクロンＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＰ接合電界効果トランジスタに与える影響（Ｉｎ
ｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐ−ＩｎＰ ｂｕｆｆｅｒ
ｌａｙｅｒｓ ｏｎ ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ Ｉ
ｎＧａＡｓ／ＩｎＰｊｕｎｃｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ−ｅ
ｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ） Ｊ ，アブ
ライド フィジックス レターズ（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ． ） ．第５３巻、第２５１３ 〜２５
１５ページ（１９Ｂ８年）参照）。このホトダイオード
層５はホトダイオード１６の領域では、吸収層４上に電
極を取り付けるために必要であるような範囲で吸収層４
の表面が露出されるまでエッチングして除かれる。
せられる。この吸収層４は例えばＩｎＧａＡｓから威り
、名目上ドープされておらず（ドナー密度Ｎｏ ＜２
＊ １ ０’５ｃｍ−３） １ 〜３ｇｍの厚さを有す
る。この吸収層４はホトダイオードのための吸収層とし
て用いられる。吸収層４上にはＮＡ ＝ １ ０１６
〜１ ０１８ｃｍ−３のアクセプタ密度と０．２〜ｌｐ
ｍの厚さとを有しｐ形にドープされたＩｎＰ又はＩｎＡ
ＩＡｓ又はＩｎＧａＡＩＡｓから威るホトダイオード層
５が成長させられる。このホトダイオード層５は同様に
面全体に成長させられ、一方ではホトダイオードのＰ領
城を形威し、他方ではその阻止特性によりホトダイオー
ド層全体をその上に隣接する電界効果トランジスタ層か
ら電気的に分離する。電界効果トランジスタのピンチオ
フ特性はバッファ層として下に置かれたこのホトダイオ
ード層５により更に補助的に良い影響を与えられる（シ
ュタイナ（Ｋ． Ｓｔｅｉｎｅｒ） ．ザイラ（Ｕ．
Ｓｅｉｌｅｒ ） ， ハイメ（Ｋ， Ｈｅｉｍｅ）の
論文ｒｐ−ＩｎＰバリヤ層のサブミクロンＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＰ接合電界効果トランジスタに与える影響（Ｉｎ
ｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐ−ＩｎＰ ｂｕｆｆｅｒ
ｌａｙｅｒｓ ｏｎ ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ Ｉ
ｎＧａＡｓ／ＩｎＰｊｕｎｃｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ−ｅ
ｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ） Ｊ ，アブ
ライド フィジックス レターズ（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ． ） ．第５３巻、第２５１３ 〜２５
１５ページ（１９Ｂ８年）参照）。このホトダイオード
層５はホトダイオード１６の領域では、吸収層４上に電
極を取り付けるために必要であるような範囲で吸収層４
の表面が露出されるまでエッチングして除かれる。
ホトダイオード層５上には電界効果トランジスタ１５の
領域に例えばＩ ｎＧａＡｓから威るチャネル層６が威
長させられる。電界効果トランジスタのこのチャネル層
６はＮＤ＝ＩＱ１６〜１０’８ｃｍ−３のドナー密度を
持たせてｎ導電形にドープされ０．０５〜２ｇｍの厚さ
を有する。このチャネル層６の厚さとドーピングとによ
り電界効果トランジスタの相互コンダクタンス及びピン
チオフ特性が決定される。
領域に例えばＩ ｎＧａＡｓから威るチャネル層６が威
長させられる。電界効果トランジスタのこのチャネル層
６はＮＤ＝ＩＱ１６〜１０’８ｃｍ−３のドナー密度を
持たせてｎ導電形にドープされ０．０５〜２ｇｍの厚さ
を有する。このチャネル層６の厚さとドーピングとによ
り電界効果トランジスタの相互コンダクタンス及びピン
チオフ特性が決定される。
電界効果トランジスタのゲートとしてＩｎＰ又はＩｎＡ
ＩＡｓ又はＩ ｎＧａＡ ＩＡｓから或るカバー層７が
成長させられる。このカバー層はＮＡ ＝ １ ０１６
〜１ ０１８ｃ ｍ−３のアクセプタ密度を持たせて
ｐ導電形にドープされ０．２〜ＩＪＬｍの厚さを有する
。このカバー層７は接合電界効果トランジスタに対する
ヘテロゲートを形成する。変形案としてこの層を約０．
５ｇｍの厚さでＮＤ ＝１ ０１４ 〜１ ０１６ｃ
ｍ−３ノドナー密度を持たせてｎ導電形にドープするこ
とができる。それによりこのカバー層７上に取り付けら
れたゲート電極に対して適当な電極材料を選択した場合
にＭＥＳ電界効果トランジスタを実現することができる
。
ＩＡｓ又はＩ ｎＧａＡ ＩＡｓから或るカバー層７が
成長させられる。このカバー層はＮＡ ＝ １ ０１６
〜１ ０１８ｃ ｍ−３のアクセプタ密度を持たせて
ｐ導電形にドープされ０．２〜ＩＪＬｍの厚さを有する
。このカバー層７は接合電界効果トランジスタに対する
ヘテロゲートを形成する。変形案としてこの層を約０．
５ｇｍの厚さでＮＤ ＝１ ０１４ 〜１ ０１６ｃ
ｍ−３ノドナー密度を持たせてｎ導電形にドープするこ
とができる。それによりこのカバー層７上に取り付けら
れたゲート電極に対して適当な電極材料を選択した場合
にＭＥＳ電界効果トランジスタを実現することができる
。
チャネル層６とカバー層７とは電界効果トランジスタ１
５の領域にだけ成長させられるか、又はホトダイオード
１６の領域では選択的エッチングにより除去される。電
界効果トランジスタ１５のゲート領域及びホトダイオー
ド１６のｐ領城すなわちホトダイオード１６の領域に残
ってぃるホトダイオード層５の部分の実現は、自動調整
技術例えばＴゲート技術（ウェイク（Ｄ． Ｗａｋｅ
） ．リビングストーン（Ａ． Ｗ． Ｌｉｖｉｎｇｓ
ｔｏｎｅ ） ．アンドリュウス（Ｄ． Ａ． Ａｎｄ
ｒｅｗｓ ） ，デービス（Ｇ． Ｊ．Ｄａｖｉｅｓ）
の論文「分子線エビタキシーにより成長させられた自動
調整ＩｎＧａＡｓ接合電界効果トランジスタ（Ａ Ｓｅ
ｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ ＩｎＧａＡｓ Ｊｕｎｃｔｉｏ
ｎＦｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ
Ｇｒｏｗｎ ｂｙ ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ Ｅｐ
ｉｔａｘｙ） Ｊ ，アイトリプルイー（Ｉ ＥＥＥ）
、第ＥＤＬ−５巻、第２８５〜２８７ページ、（１９８
４年）参照）により行うことができる。
５の領域にだけ成長させられるか、又はホトダイオード
１６の領域では選択的エッチングにより除去される。電
界効果トランジスタ１５のゲート領域及びホトダイオー
ド１６のｐ領城すなわちホトダイオード１６の領域に残
ってぃるホトダイオード層５の部分の実現は、自動調整
技術例えばＴゲート技術（ウェイク（Ｄ． Ｗａｋｅ
） ．リビングストーン（Ａ． Ｗ． Ｌｉｖｉｎｇｓ
ｔｏｎｅ ） ．アンドリュウス（Ｄ． Ａ． Ａｎｄ
ｒｅｗｓ ） ，デービス（Ｇ． Ｊ．Ｄａｖｉｅｓ）
の論文「分子線エビタキシーにより成長させられた自動
調整ＩｎＧａＡｓ接合電界効果トランジスタ（Ａ Ｓｅ
ｌｆ−ａｌｉｇｎｅｄ ＩｎＧａＡｓ Ｊｕｎｃｔｉｏ
ｎＦｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ
Ｇｒｏｗｎ ｂｙ ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ Ｅｐ
ｉｔａｘｙ） Ｊ ，アイトリプルイー（Ｉ ＥＥＥ）
、第ＥＤＬ−５巻、第２８５〜２８７ページ、（１９８
４年）参照）により行うことができる。
あらゆる場合にｐ導電゛形にドープされた面全体にわた
る層（ホトダイオード層５）がパターンを形威される。
る層（ホトダイオード層５）がパターンを形威される。
この発明に基づくホトダイオード・電界効果トランジス
タ組み合わせ体には、リング状に形成された第１の電極
９がホトダイオード１６の領域に残っているホトダイオ
ード層５の部分上にかぶせられ、第２の電極１２がホト
ダイオード１６の領域で吸収層４上にかぶせられ、ゲー
ト電極８がカバー層７上にかぶせられ、ドレーン電極１
０がチャネル層６上にまたソース電極１ｌがチャネル層
６上にそれぞれドレーン又はソースの領域でか１ｌ ぶせられる。ホトダイオード１６のリング状の第１の電
極９の内部にかぶせられた反射防止層１３はホトダイオ
ードの効率を約３０％高める。
タ組み合わせ体には、リング状に形成された第１の電極
９がホトダイオード１６の領域に残っているホトダイオ
ード層５の部分上にかぶせられ、第２の電極１２がホト
ダイオード１６の領域で吸収層４上にかぶせられ、ゲー
ト電極８がカバー層７上にかぶせられ、ドレーン電極１
０がチャネル層６上にまたソース電極１ｌがチャネル層
６上にそれぞれドレーン又はソースの領域でか１ｌ ぶせられる。ホトダイオード１６のリング状の第１の電
極９の内部にかぶせられた反射防止層１３はホトダイオ
ードの効率を約３０％高める。
ホトダイオード１６と電界効果トランジスタ１５とは、
エビタキシアル層２、３、４、５、６全体を貫いて基板
ｌの中まで延びる分離溝１４により分離されている。
エビタキシアル層２、３、４、５、６全体を貫いて基板
ｌの中まで延びる分離溝１４により分離されている。
バリヤ層２、３を被覆する代わりに基板ｌの絶縁特性を
改善するために、半絶縁性ＩｎＰ基板１の中への全面的
なｐ拡散又はｐ注入をエビタキシーの前に実施すること
ができる。
改善するために、半絶縁性ＩｎＰ基板１の中への全面的
なｐ拡散又はｐ注入をエビタキシーの前に実施すること
ができる。
基板ｌの半絶縁特性が十分であるか、又は前記の拡散又
は注入により基板１の絶縁特性の十分な改善が達威され
るときには、電界効果トランジスタ１５の基本的な機能
を損なうことなくバリヤ層２、３を省略することができ
る。
は注入により基板１の絶縁特性の十分な改善が達威され
るときには、電界効果トランジスタ１５の基本的な機能
を損なうことなくバリヤ層２、３を省略することができ
る。
ホトダイオード・電界効果トランジスタ組み合わせ体の
この発明に基づく構威は、（例えば赤堀（Ｙ． Ａｋａ
ｈｏｒｉ） ．畑（Ｓ． Ｈａｔａ ）ほかの論文「ガ
スソース分子線エビタキシアル成長させられた結１ ２ 晶を用いたモノリシックＩｎｋ／ＧａＩｎＡｓｐｉｎ電
界効果トランジスタ受信器（ＮｏｎｏｌｙｔｈｉｃＩｎ
Ｐ／ＧａｌｎＡｓ ｐｉｎＦＥＴ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ
ｕｓｉｎｇ ＮＯＭＢＥ−ＧｒｏｗｎＣｒｙｓｔａｌ
）Ｊ ．エレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） ，第２５巻、第３７
〜３８ページ、（１９８９年）に記載されているような
）従来の技術に比べて、μｍ及びサブＩＬｍ領域におけ
る加工困難なパターンを有する電界効果トランジスタ層
がこの発明に基づ〈構威によれば最も上部に置かれ、従
ってホトリソグラフィーの際に接触露光が可能であり、
それに対して僅かだけ低いところにあるホトダイオード
パターンは非常に大きい公差により問題なく製作できる
という長所を有する。またこの発明に基づく構成によれ
ば電界効果トランジスタとホトダイオードとの間の段差
は通常のドーピング高さの場合に約０．５〜０．６ＪＬ
ｍにすぎず、一方例えばスピア（Ｄ． Ａ． Ｈ． Ｓ
ｐｅａｒ）、ドウ（Ｐ． Ｊ． Ｇ． Ｄａｗｅ）、ア
ンテル（Ｇ． Ｒ． Ａｎｔｅｌ１） ．りー（Ｗ．
Ｓ．Ｌｅｅ ） ，ブランド（Ｓ． Ｗ． Ｂｌａｎｄ
） ＋７）論文「長波長受信器オブトエレクトロニク
集積回路のための新しい製造技術（Ｎｅｗ Ｆａｂｒｉ
ｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ Ｌｏｎｇ
−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ＯＥ［ｓ
） Ｊ ， ｘレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第２５巻、第１５６
〜１５７ページ、（１９８９年）に公表された構造では
２〜３ｇｍの半導体段差が必要である。
この発明に基づく構威は、（例えば赤堀（Ｙ． Ａｋａ
ｈｏｒｉ） ．畑（Ｓ． Ｈａｔａ ）ほかの論文「ガ
スソース分子線エビタキシアル成長させられた結１ ２ 晶を用いたモノリシックＩｎｋ／ＧａＩｎＡｓｐｉｎ電
界効果トランジスタ受信器（ＮｏｎｏｌｙｔｈｉｃＩｎ
Ｐ／ＧａｌｎＡｓ ｐｉｎＦＥＴ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ
ｕｓｉｎｇ ＮＯＭＢＥ−ＧｒｏｗｎＣｒｙｓｔａｌ
）Ｊ ．エレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） ，第２５巻、第３７
〜３８ページ、（１９８９年）に記載されているような
）従来の技術に比べて、μｍ及びサブＩＬｍ領域におけ
る加工困難なパターンを有する電界効果トランジスタ層
がこの発明に基づ〈構威によれば最も上部に置かれ、従
ってホトリソグラフィーの際に接触露光が可能であり、
それに対して僅かだけ低いところにあるホトダイオード
パターンは非常に大きい公差により問題なく製作できる
という長所を有する。またこの発明に基づく構成によれ
ば電界効果トランジスタとホトダイオードとの間の段差
は通常のドーピング高さの場合に約０．５〜０．６ＪＬ
ｍにすぎず、一方例えばスピア（Ｄ． Ａ． Ｈ． Ｓ
ｐｅａｒ）、ドウ（Ｐ． Ｊ． Ｇ． Ｄａｗｅ）、ア
ンテル（Ｇ． Ｒ． Ａｎｔｅｌ１） ．りー（Ｗ．
Ｓ．Ｌｅｅ ） ，ブランド（Ｓ． Ｗ． Ｂｌａｎｄ
） ＋７）論文「長波長受信器オブトエレクトロニク
集積回路のための新しい製造技術（Ｎｅｗ Ｆａｂｒｉ
ｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ Ｌｏｎｇ
−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ＯＥ［ｓ
） Ｊ ， ｘレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第２５巻、第１５６
〜１５７ページ、（１９８９年）に公表された構造では
２〜３ｇｍの半導体段差が必要である。
図面はこの発明に基づくホトダイオード●電界効果トラ
ンジスタ組み合わせ体の一実施例の断面図である。 １・・・基板 ２、３・・・バリヤ層 ４・・・吸収層 ５・・・ホトダイオード層 ６・・・チャネル層 ７・・・カバー層 ８・・・ゲート電極 ９・・・第１の電極 ｉｏ・・・ドレーン電極 １ ５ １・・・ソース電極 ２・・・第２の電極 ３・・・反射防止層 ４・・・分離溝 ５・・・電界効果トランジスタ ６・・・ホトダイオード １ ６
ンジスタ組み合わせ体の一実施例の断面図である。 １・・・基板 ２、３・・・バリヤ層 ４・・・吸収層 ５・・・ホトダイオード層 ６・・・チャネル層 ７・・・カバー層 ８・・・ゲート電極 ９・・・第１の電極 ｉｏ・・・ドレーン電極 １ ５ １・・・ソース電極 ２・・・第２の電極 ３・・・反射防止層 ４・・・分離溝 ５・・・電界効果トランジスタ ６・・・ホトダイオード １ ６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）吸収層（４）、第１の導電形にドープされたチャネ
ル層（６）、ゲートとしてのカバー層（７）、ドレーン
電極（１０）、ソース電極（１１）、ゲート電極（８）
、ホトダイ オード（１６）のための第１の電極（９） 及び第２の電極（１２）を備え一基板（１）上にモノリ
シックに集積されたホトダイ オード・電界効果トランジスタ組み合わせ体において、
吸収層（４）が面全体に成長さ せられ、この吸収層（４）上に第２の電極 （１２）と逆の第２の導電形にドープされたホトダイオ
ード層（５）とがかぶせられ、ホトダイオード（１６）
の領域ではこのホトダイオード層（５）上に第１の電極
（９）がリング状に取り付けられ、このリング状の第１
の電極（９）の内部には反射防止層（１３）がホトダイ
オード層（５）上にかぶせられ、電界効果トランジスタ
（１５）の領域にはホトダイオード層（５）上にチャネ
ル層（６）がまたその上にカバー層（７）がかぶせら れ、ホトダイオード（１６）と電界効果トランジスタ（
１５）とが分離溝（１４）により分離されていることを
特徴とするモノリシックに集積されたホトダイオード・
電界効果トランジスタ組み合わせ体。 ２）基板（１）と吸収層（４）との間に第２の導電形に
ドープされた第１のバリヤ層（２）が成長させられ、こ
の第１のバリヤ層（２）の基板（１）と反対側の面上に
第１の導電形にドープされた第２のバリヤ層（３）が成
長させられることを特徴とする請求項１記載の組み合わ
せ体。 ３）第１の導電形がｎ形であり、第２の導電形がｐ形で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の組み合わせ
体。 ４）第１の導電形がｐ形であり、第２の導電形がｎ形で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の組み合わせ
体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3917703.3 | 1989-05-31 | ||
| DE3917703 | 1989-05-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322478A true JPH0322478A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=6381759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141202A Pending JPH0322478A (ja) | 1989-05-31 | 1990-05-29 | ホトダイオード・電界効果トランジスタ組み合わせ体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5107319A (ja) |
| EP (1) | EP0400399A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0322478A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7496773B2 (en) | 2004-09-22 | 2009-02-24 | Teac Corporation | Data recording/reproducing system using optical disk apparatus |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2553760B2 (ja) * | 1990-11-16 | 1996-11-13 | 住友電気工業株式会社 | 高電子移動度トランジスタ |
| US5453630A (en) * | 1992-11-12 | 1995-09-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Variable gain optical detector |
| DE19640003B4 (de) * | 1996-09-27 | 2005-07-07 | Siemens Ag | Halbleitervorrichtung und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US6005266A (en) * | 1997-03-13 | 1999-12-21 | The Trustees Of Princeton University | Very low leakage JFET for monolithically integrated arrays |
| US6822271B2 (en) * | 1997-08-28 | 2004-11-23 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor photodetector and optical transmitting device |
| EP0965980A1 (en) * | 1998-06-19 | 1999-12-22 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Device for amplifying and converting current signals into voltage signals |
| US6566724B1 (en) * | 2000-12-19 | 2003-05-20 | Northrop Grumman Corporation | Low dark current photodiode |
| US6607951B2 (en) * | 2001-06-26 | 2003-08-19 | United Microelectronics Corp. | Method for fabricating a CMOS image sensor |
| DE102008006987A1 (de) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsempfänger und Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsempfängers |
| SG10201609242RA (en) | 2013-06-12 | 2016-12-29 | Massachusetts Inst Technology | Optical modulator from standard fabrication processing |
| US9766171B2 (en) | 2014-03-17 | 2017-09-19 | Columbia Insurance Company | Devices, systems and method for flooring performance testing |
| WO2017058319A2 (en) | 2015-06-30 | 2017-04-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Waveguide-coupled silicon-germanium photodetectors and fabrication methods for same |
| US11105974B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-08-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Waveguide-coupled silicon-germanium photodetectors and fabrication methods for same |
| GB201709006D0 (en) * | 2017-06-06 | 2017-07-19 | Univ Court Univ Of Glasgow | Method of fabricating a monolithic sensor device from a layered structure |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4447746A (en) * | 1981-12-31 | 1984-05-08 | International Business Machines Corporation | Digital photodetectors |
| US4894703A (en) * | 1982-03-19 | 1990-01-16 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Restricted contact, planar photodiode |
| GB2145279B (en) * | 1983-08-18 | 1987-10-21 | Standard Telephones Cables Ltd | Photodetector integrated circuit |
| US4729000A (en) * | 1985-06-21 | 1988-03-01 | Honeywell Inc. | Low power AlGaAs/GaAs complementary FETs incorporating InGaAs n-channel gates |
-
1990
- 1990-05-16 EP EP19900109257 patent/EP0400399A3/de not_active Withdrawn
- 1990-05-25 US US07/528,551 patent/US5107319A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-29 JP JP2141202A patent/JPH0322478A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7496773B2 (en) | 2004-09-22 | 2009-02-24 | Teac Corporation | Data recording/reproducing system using optical disk apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0400399A2 (de) | 1990-12-05 |
| US5107319A (en) | 1992-04-21 |
| EP0400399A3 (de) | 1991-05-29 |
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