JPH04312986A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04312986A
JPH04312986A JP3061745A JP6174591A JPH04312986A JP H04312986 A JPH04312986 A JP H04312986A JP 3061745 A JP3061745 A JP 3061745A JP 6174591 A JP6174591 A JP 6174591A JP H04312986 A JPH04312986 A JP H04312986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
hbt
type semiconductor
semiconductor crystal
crystal layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3061745A
Other languages
English (en)
Inventor
Koki Nagahama
長浜 弘毅
Teruyuki Shimura
輝之 紫村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3061745A priority Critical patent/JPH04312986A/ja
Publication of JPH04312986A publication Critical patent/JPH04312986A/ja
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  • Element Separation (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホトダイオ−ド(以下
、PDと略す)とヘテロ接合バイポ−ラトランジスタ(
以下、HBTと略す)を集積した半導体装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来から知られているPDとHB
Tを同一基板上に形成した光電子集積回路(OEICと
略す)の断面構造図の一例である。図中、左側がPD、
右側がHBTとなっている。図4において、1bはn+
 型(n+ −)InP基板、5はZn拡散P+ 領域
、6はPD用のp型電極、21はアンド−プInGaA
s(i−InGaAs)層、22はアンド−プInP(
i−InP)層であり、9はHBTのベ−ス電極、10
はエミッタ電極、15はコレクタ・PD共通の裏面のn
型電極、24はn+ −InGaAs層、25はn−I
nGaAs層、26はp+−InGaAs層、27はn
−InAlAs層またはn−InP層、28はn+−I
nGaAs層である。
【0003】図5(a)〜(c)および図6(a)〜(
d)は、図4のOEICを作製するプロセスの流れを示
している。図5(a)でPD用の結晶成長を行った後、
絶縁膜30をマスクにして不要の部分を除去した後(図
5(b))、HBT用の結晶成長を行う(図5(c))
。この後、絶縁膜30を除去し(図6(a))、PD,
HBTの各電極を形成し(図6(b),(c))、基板
の薄化処理を行って(図6(d))、n型電極15を形
成し、素子を作製する流れとなっている。なお、31は
不要なポリ結晶体を示す。
【0004】図4のPDでは、上面から入射した光はi
−InP層22の窓層を通過してi−InGaAs層2
1で吸収されて電気信号に変換される。Zn拡散p+ 
 領域5の形成によりp−i−nダイオ−ドが構成され
ているので、p型電極6とn型電極15間に発生する電
気信号として出力が得られる。一方、HBTでは、エミ
ッタ電極10とn型電極15間を流れる電流をベ−ス電
極9を流れるベ−ス電流で変調して増幅作用を実現する
。 例えば、PDで得られた電気信号をベ−ス電極に加える
ことにより、光検出と増幅作用を有するOEICが実現
できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置では、PDとHBTを構成するために必要な結晶層
が異なっているために、図5,図6に示した方法によっ
て作製されてきたが、この製造方法では、PDとHBT
のそれぞれに必要な結晶層を成長するために、結晶成長
を2回行う必要があるうえ、2回目の結晶成長時の前処
理,成長条件,不要部分のポリ結晶体31の除去等多く
の技術が必要で、製作工程も複雑である。このため、従
来では安定して素子を作製することが困難であり、素子
の性能も再現性・制御性の点で問題点があった。
【0006】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、PDとHBTに用いる結晶構造
を共通にし、1回の結晶成長でPDとHBTの構造を備
えた半導体装置を得ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るPDとHB
Tを集積した半導体装置は、同一構造の結晶層を用いて
PDとHBTとを形成したものである。
【0008】
【作用】本発明におけるPDとHBTは、いずれもn型
半導体結晶層/p+ 型半導体結晶層/n型半導体結晶
層の構造を有する結晶を用いて作製される。PDでは、
n型半導体結晶層を光吸収層とし、n型半導体結晶層中
にp+ 拡散領域を下層のp+ 型半導体結晶層に達す
るように形成してPDを構成する。一方、HBTではn
型半導体結晶層をコレクタ層,p+ 型半導体結晶層を
ベ−ス層,前記コレクタ層と異なるn型半導体結晶層を
エミッタ層としてnpn型のHBTを構成する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図1は本発明により実現したPDとHBTを集積し
たOEICの構造例を示す断面図である。ここでも、左
側がPD,右側がHBTとなっている。図1において、
1aは半絶縁性InP基板、2はn−InGaAs層、
3はp+ −InGaAs層、4はn−InP層である
。 また、5はp+ 拡散領域、6〜10はPDとHBTの
それぞれの電極、11はPDとHBTのアイソレ−ショ
ン領域である。
【0010】図2(a)〜(c),図3(a),(b)
は、図1の構造のPDとHBTを集積したOEICの製
造工程の流れを示す断面図である。すなわち、図2(a
)のように半絶縁性InP基板1a上にn−InGaA
s層2,p+ −InGaAs層3,n−InP層4の
結晶成長を行った後、図2(b)に示すように、PDに
必要なp+ 拡散領域5を形成し、さらにHBTのエミ
ッタ電極10を形成する。その後、図2(c)に示すよ
うに、ベ−スとなるp+ −InGaAs層3の面出し
エッチングを行って、ベ−スとPD用のp型電極6およ
び9を形成する。同様に、n−InGaAs層2が出る
まで図3(a)に示すように、p+ −InGaAs層
3をエッチングしてPD用n型電極7とHBTのコレク
タ電極8を形成する。次に図3(b)に示すように、P
DとHBTを分離するアイソレ−ション領域11を形成
することにより、図1に示すOEICが完成する。ここ
で、InPはInGaAs層よりバンドギャップが大き
いので、ワイドバンドギャップエミッタのHBTが構成
できる。
【0011】本発明では、HBTのコレクタ層をn−I
nGaAs層2,ベ−ス層をp+ −InGaAs層3
,エミッタ層をn−InP層4で構成し、この層構造を
利用して、n−InP層4中にZnを拡散してp+ 拡
散領域5を形成することにより、p+ −InPとn−
InGaAsのp−n接合ダイオ−ドによるPDを構成
したので、同一の結晶を用いてPDとHBTが形成可能
となっている。図2,図3に示すように、従来問題とな
っていた結晶成長の工程は1回に抑えることができ、素
子製作工程と性能の安定化を図ることが可能となる。
【0012】なお、上記実施例では、半絶縁性InP基
板1a上にPDとHBTを形成する場合について述べた
が、HBTのコレクタとPDのn型電極を接続する場合
には、n−InP基板を用いる構造とすることもできる
。また、InP基板を用いる場合の層構造としては、実
施例で示したn−InGaAs/p+ −InGaAs
/n−InPの構造以外にn−InP/p+ −InP
/n−InAlAsやn−InGaAs/p+ −In
GaAs/n−InAlAsの構造でも同様の素子が実
現できる。
【0013】また、以上の説明でInGaAs,InA
lAsと記した結晶については、いずれもInP基板に
格子整合するIn0.53Ga0.47As,In0.
52Al0.48Asの組成の混晶を意味している。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集積するPDとHBTを同一構造の結晶で作製したので
、製造工程上問題であった2回の結晶成長工程が1回に
減り、かつ工程の安定化が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるPDとHBTを集積し
たOEICの断面構造を示す図である。
【図2】図1の構造のOEICを作製する工程フロ−図
である。
【図3】図2に続く一連の工程を示す断面図である。
【図4】従来のPDとHBTを集積したOEICの断面
構造を示す図である。
【図5】図4の構造のOEICを作製する工程フロ−図
である。
【図6】図5に続く一連の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
1a  半絶縁性InP基板 2    n−InGaAs層 3    p+ −InGaAs層 4    n−InP層 5    Zn拡散p+ 領域 6    PD用p型電極 7    PD用n型電極 8    コレクタ電極 9    ベ−ス電極 10  エミッタ電極 11  アイソレ−ション領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホトダイオ−ドとヘテロ接合バイポ−ラト
    ランジスタとを同一基板上に作成した半導体装置におい
    て、前記ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタのコレクタ
    層をn型半導体結晶層、ベ−ス層をp+ 型半導体結晶
    層、エミッタ層を前記コレクタ層と異なるn型半導体結
    晶層で構成し、前記ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタ
    に用いたものと同一の半導体結晶層を用いて、エミッタ
    層に相当するn型半導体結晶層中の一部分をp+ 領域
    に変更して、ベ−ス層に相当するp+ 型半導体結晶層
    に接続し、p+ 領域およびp+ 型半導体結晶層とコ
    レクタ層に相当するn型半導体結晶層との間でp−n接
    合型のホトダイオ−ドを構成して前記ヘテロ接合バイポ
    −ラトランジスタとホトダイオ−ドを少なくともそれぞ
    れ1個以上有するようにチップを構成したことを特徴と
    する半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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