JPH05136447A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH05136447A JPH05136447A JP3328121A JP32812191A JPH05136447A JP H05136447 A JPH05136447 A JP H05136447A JP 3328121 A JP3328121 A JP 3328121A JP 32812191 A JP32812191 A JP 32812191A JP H05136447 A JPH05136447 A JP H05136447A
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- Japan
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- semiconductor layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高歩留りに製造することができるボンディン
グパッド容量の低減した半導体受光素子を得る。 【構成】 半絶縁性ＩｎＰ基板１上にエピタキシャル成
長により形成されたｎ−ＩｎＰバッファ層２，ｎ- −Ｉ
ｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ-−ＩｎＰ窓層４からなるｎ
型半導体層に、ｐ型不純物拡領域８と、このｐ型不純物
拡領域８の周囲を囲むように半導体層表面から半絶縁性
ＩｎＰ基板１に達するｐ型または絶縁性の不純物拡散領
域９を形成し、次いで、ｐ型不純物拡領域８とその周囲
のｎ型半導体層とにそれぞれ接合するｐ型及びｎ型のボ
ンディングパッド６，７を形成する。
グパッド容量の低減した半導体受光素子を得る。 【構成】 半絶縁性ＩｎＰ基板１上にエピタキシャル成
長により形成されたｎ−ＩｎＰバッファ層２，ｎ- −Ｉ
ｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ-−ＩｎＰ窓層４からなるｎ
型半導体層に、ｐ型不純物拡領域８と、このｐ型不純物
拡領域８の周囲を囲むように半導体層表面から半絶縁性
ＩｎＰ基板１に達するｐ型または絶縁性の不純物拡散領
域９を形成し、次いで、ｐ型不純物拡領域８とその周囲
のｎ型半導体層とにそれぞれ接合するｐ型及びｎ型のボ
ンディングパッド６，７を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体受光素子に関
し、特に、半絶縁性基板を用いた半導体受光素子の素子
構造の改良に関するものである。
し、特に、半絶縁性基板を用いた半導体受光素子の素子
構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、（S.MIURA AND O.WADA, “Plan
ar Embedded InP/InGaAs pin Photodiode for Very Hig
h Speed Operation ”, J. Lightwave Tech., Vol. LT-
5, No.10, pp1371-1376, Oct. 1987) に記載された、従
来の半絶縁性基板を用いボンディングパッド容量の低減
が図られたｐｉｎ型半導体受光素子（以下、ｐｉｎ−Ｐ
Ｄと称す）の構造を示す断面図であり、図において、１
はＩｎＰ半絶縁性基板、２はｎ−ＩｎＰバッファ層、３
はｎ- −ＩｎＧａＡｓ光吸収層、４はｎ- −ＩｎＰ窓
層、５はＳｉＮ絶縁膜、６はｐ側電極ボンディングパッ
ド、７はｎ側電極ボンディングパッド、８はＺｎ，Ｃｄ
等が拡散したｐ型不純物拡散領域である。
ar Embedded InP/InGaAs pin Photodiode for Very Hig
h Speed Operation ”, J. Lightwave Tech., Vol. LT-
5, No.10, pp1371-1376, Oct. 1987) に記載された、従
来の半絶縁性基板を用いボンディングパッド容量の低減
が図られたｐｉｎ型半導体受光素子（以下、ｐｉｎ−Ｐ
Ｄと称す）の構造を示す断面図であり、図において、１
はＩｎＰ半絶縁性基板、２はｎ−ＩｎＰバッファ層、３
はｎ- −ＩｎＧａＡｓ光吸収層、４はｎ- −ＩｎＰ窓
層、５はＳｉＮ絶縁膜、６はｐ側電極ボンディングパッ
ド、７はｎ側電極ボンディングパッド、８はＺｎ，Ｃｄ
等が拡散したｐ型不純物拡散領域である。
【０００３】以下、上記ｐｉｎ−ＰＤの製造工程を説明
する。図４は、図２に示すｐｉｎ−ＰＤの製造工程を示
す工程別断面図であり、図において、５ｂはＳｉＮ膜パ
ターン、１０ａ，１０ｂ，１０ｃはレジストである。
する。図４は、図２に示すｐｉｎ−ＰＤの製造工程を示
す工程別断面図であり、図において、５ｂはＳｉＮ膜パ
ターン、１０ａ，１０ｂ，１０ｃはレジストである。
【０００４】先ず、図４(a) に示すように、ＩｎＰ半絶
縁性基板１表面にウエットまたはドライエッチング技術
を用いて逆台形形状の穴を形成する。次に、このＩｎＰ
半絶縁性基板１上に気相成長法により順次ｎ−ＩｎＰバ
ッファ層２，ｎ- −ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ- −Ｉ
ｎＰ窓層４をエピタキシャル成長し、更に、図４(b)に
示すように、穴部にレジスト１０ｃを塗布する。次に、
図４(c) に示すように、ＩｎＰ半絶縁性基板１が表面に
露出して平坦化されるようにＡｒ+ 等によるイオンビー
ムエッチングを行う。次に、図４(d) に示すように、常
法により、このＩｎＰ半絶縁性基板１の表面にＳｉＮ膜
パターン５ｂを形成し、このＳｉＮ膜パターン５ｂを拡
散窓としてＺｎをｎ- −ＩｎＰ窓層４及びｎ- −ＩｎＧ
ａＡｓ光吸収層３内に拡散し、ｐ型不純物拡散領域８を
形成する。次に、レジスト塗布し、通常の写真製版技術
によって、図４(e) に示すように、レジストパターン１
０ａを形成し、これをマスクとしてＡｕＧｅを蒸着して
下地層を形成し、更にＡｕを蒸着して上地層を形成する
ことによりｎ側電極ボンディングパッド７を形成する。
次に、上記レジストパターン１０ａを除去した後、再度
レジストを塗布し、上記と同様にして、図４(e) に示す
ように、レジストパターン１０ｂを形成し、このレジス
トパターン１０ｂをマスクとしてＴｉを蒸着して下地層
を形成し、更にＡｕを蒸着して上地層を形成することに
よりｐ側電極ボンディングパッド６を形成する。そし
て、レジストパターン１０ｂを除去すると、図２に示す
ような受光部が半導体絶縁性基板内に埋め込まれて形成
されたｐｉｎ−ＰＤが得られる。
縁性基板１表面にウエットまたはドライエッチング技術
を用いて逆台形形状の穴を形成する。次に、このＩｎＰ
半絶縁性基板１上に気相成長法により順次ｎ−ＩｎＰバ
ッファ層２，ｎ- −ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ- −Ｉ
ｎＰ窓層４をエピタキシャル成長し、更に、図４(b)に
示すように、穴部にレジスト１０ｃを塗布する。次に、
図４(c) に示すように、ＩｎＰ半絶縁性基板１が表面に
露出して平坦化されるようにＡｒ+ 等によるイオンビー
ムエッチングを行う。次に、図４(d) に示すように、常
法により、このＩｎＰ半絶縁性基板１の表面にＳｉＮ膜
パターン５ｂを形成し、このＳｉＮ膜パターン５ｂを拡
散窓としてＺｎをｎ- −ＩｎＰ窓層４及びｎ- −ＩｎＧ
ａＡｓ光吸収層３内に拡散し、ｐ型不純物拡散領域８を
形成する。次に、レジスト塗布し、通常の写真製版技術
によって、図４(e) に示すように、レジストパターン１
０ａを形成し、これをマスクとしてＡｕＧｅを蒸着して
下地層を形成し、更にＡｕを蒸着して上地層を形成する
ことによりｎ側電極ボンディングパッド７を形成する。
次に、上記レジストパターン１０ａを除去した後、再度
レジストを塗布し、上記と同様にして、図４(e) に示す
ように、レジストパターン１０ｂを形成し、このレジス
トパターン１０ｂをマスクとしてＴｉを蒸着して下地層
を形成し、更にＡｕを蒸着して上地層を形成することに
よりｐ側電極ボンディングパッド６を形成する。そし
て、レジストパターン１０ｂを除去すると、図２に示す
ような受光部が半導体絶縁性基板内に埋め込まれて形成
されたｐｉｎ−ＰＤが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
半絶縁性基板を用い、ボンディングパッド容量の低減化
を図った半導体受光素子は、エッチングにより半絶縁性
ＩｎＰ基板の一部に穴を開ける工程，この穴を埋込むよ
うに半導体層をエピタキシャル成長する工程，及び、イ
オンビームエッチングによってこれら半絶縁性ＩｎＰ基
板とエピタキシャル層の平坦化を行う工程などの煩雑な
工程を経て形成されるため、高歩留りに製造することが
できないという問題点があった。
半絶縁性基板を用い、ボンディングパッド容量の低減化
を図った半導体受光素子は、エッチングにより半絶縁性
ＩｎＰ基板の一部に穴を開ける工程，この穴を埋込むよ
うに半導体層をエピタキシャル成長する工程，及び、イ
オンビームエッチングによってこれら半絶縁性ＩｎＰ基
板とエピタキシャル層の平坦化を行う工程などの煩雑な
工程を経て形成されるため、高歩留りに製造することが
できないという問題点があった。
【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、高歩留りに製造することがで
きるボンディングパッド容量の低減化が図られた半導体
受光素子を得ることを目的とする。
るためになされたもので、高歩留りに製造することがで
きるボンディングパッド容量の低減化が図られた半導体
受光素子を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
受光素子は、半絶縁性基板上に設けられた半導体層に受
光部とこの受光部を他の半導体層領域から電気的に分離
する不純物拡散領域を形成するようにしたものである。
受光素子は、半絶縁性基板上に設けられた半導体層に受
光部とこの受光部を他の半導体層領域から電気的に分離
する不純物拡散領域を形成するようにしたものである。
【０００８】
【作用】この発明においては、半絶縁性基板上に形成さ
れた半導体層に不純物を拡散するだけで、受光部が他の
領域から電気的に絶縁された素子構造を形成することが
できるため、従来のように半導体絶縁性基板に穴を開
け、この穴部に受光部を形成するというような面倒な作
業を行うことなく、受光素子を得ることができる。
れた半導体層に不純物を拡散するだけで、受光部が他の
領域から電気的に絶縁された素子構造を形成することが
できるため、従来のように半導体絶縁性基板に穴を開
け、この穴部に受光部を形成するというような面倒な作
業を行うことなく、受光素子を得ることができる。
【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、この発明の一実施例によるｐｉｎ−ＰＤの
素子構造を示す断面図であり、図において、図３と同一
符号は同一または相当する部分を示し、９はｐ型または
絶縁性の不純物拡散領域である。
る。図１は、この発明の一実施例によるｐｉｎ−ＰＤの
素子構造を示す断面図であり、図において、図３と同一
符号は同一または相当する部分を示し、９はｐ型または
絶縁性の不純物拡散領域である。
【００１０】以下、製造工程を説明する。図２は、図１
に示すｐｉｎ−ＰＤの製造工程を示す工程別断面図であ
り、図において、図４と同一符号は同一または相当する
部分であり、５ａはＳｉＮ膜パターンじある。
に示すｐｉｎ−ＰＤの製造工程を示す工程別断面図であ
り、図において、図４と同一符号は同一または相当する
部分であり、５ａはＳｉＮ膜パターンじある。
【００１１】先ず、図２(a) に示すように、半絶縁Ｉｎ
Ｐ基板１上に順次、気相成長法によりｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層２，ｎ- −ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ- −ＩｎＰ
窓層４をエピタキシャル成長する。次に、図２(b) に示
すように、ｎ- −ＩｎＰ窓層４上にＳｉＮ膜を形成し、
通常の写真製版，エッチング技術によりリング状の開孔
が形成されたＳｉＮ膜パターン５ａを形成し、そして、
このＳｉＮ膜パターン５ａをマスクとしてＺｎ，Ｃｄ，
Ｂｅ等のｐ型不純物またはＦｅ等の絶縁性不純物を拡散
またはイオン注入し、ｎ- −ＩｎＰ窓層４表面から半絶
縁ＩｎＰ基板１内に到達する円筒状のｐ型または絶縁性
の不純物領域９を形成する。次に、上記ＳｉＮ膜パター
ン５ａを除去した後、新たにｎ- −ＩｎＰ窓層４上にＳ
ｉＮ膜を形成し、上記と同様に通常の写真製版，エッチ
ング技術によりＳｉＮ膜パターン５ｂを形成し、図２
(c) に示すように、このＳｉＮ膜パターン５ｂをマスク
としてＺｎを拡散し、ｎ- −ＩｎＰ窓層４表面からｎ-
−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３に到達するｐ型不純物拡散領
域８を形成する。次に、上記ＳｉＮ膜パターン５ｂを除
去した後、新たにｎ- −ＩｎＰ窓層４上にＳｉＮ膜を形
成し、上記と同様に通常の写真製版，エッチング技術に
よりＳｉＮ膜パターン５ｃを形成する。次に、図２(d)
に示すように、ＳｉＮ膜パターン５ｃ上にレジストパタ
ーン１０ａを形成し、このレジストパターン１０ａをマ
スクとしてＡｕＧｅを蒸着し、更にこの上層にＡｕを蒸
着してｎ側電極ボンディングパッド７を形成する。次
に、レジストパターン１０ａを除去し、ＳｉＮ膜パター
ン５ｃ上に新たにレジストパターン１０ｂを形成し、図
２(e) に示すように、このレジストパターン１０ｂをマ
スクとしてＴｉを蒸着し、更にこの上層にＡｕを蒸着し
てｐ側電極ボンディングパッド６を形成する。そして、
この後、レジストパターン１０ｂを除去すると図１に示
すｐｉｎ−ＰＤが形成される。
Ｐ基板１上に順次、気相成長法によりｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層２，ｎ- −ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ- −ＩｎＰ
窓層４をエピタキシャル成長する。次に、図２(b) に示
すように、ｎ- −ＩｎＰ窓層４上にＳｉＮ膜を形成し、
通常の写真製版，エッチング技術によりリング状の開孔
が形成されたＳｉＮ膜パターン５ａを形成し、そして、
このＳｉＮ膜パターン５ａをマスクとしてＺｎ，Ｃｄ，
Ｂｅ等のｐ型不純物またはＦｅ等の絶縁性不純物を拡散
またはイオン注入し、ｎ- −ＩｎＰ窓層４表面から半絶
縁ＩｎＰ基板１内に到達する円筒状のｐ型または絶縁性
の不純物領域９を形成する。次に、上記ＳｉＮ膜パター
ン５ａを除去した後、新たにｎ- −ＩｎＰ窓層４上にＳ
ｉＮ膜を形成し、上記と同様に通常の写真製版，エッチ
ング技術によりＳｉＮ膜パターン５ｂを形成し、図２
(c) に示すように、このＳｉＮ膜パターン５ｂをマスク
としてＺｎを拡散し、ｎ- −ＩｎＰ窓層４表面からｎ-
−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３に到達するｐ型不純物拡散領
域８を形成する。次に、上記ＳｉＮ膜パターン５ｂを除
去した後、新たにｎ- −ＩｎＰ窓層４上にＳｉＮ膜を形
成し、上記と同様に通常の写真製版，エッチング技術に
よりＳｉＮ膜パターン５ｃを形成する。次に、図２(d)
に示すように、ＳｉＮ膜パターン５ｃ上にレジストパタ
ーン１０ａを形成し、このレジストパターン１０ａをマ
スクとしてＡｕＧｅを蒸着し、更にこの上層にＡｕを蒸
着してｎ側電極ボンディングパッド７を形成する。次
に、レジストパターン１０ａを除去し、ＳｉＮ膜パター
ン５ｃ上に新たにレジストパターン１０ｂを形成し、図
２(e) に示すように、このレジストパターン１０ｂをマ
スクとしてＴｉを蒸着し、更にこの上層にＡｕを蒸着し
てｐ側電極ボンディングパッド６を形成する。そして、
この後、レジストパターン１０ｂを除去すると図１に示
すｐｉｎ−ＰＤが形成される。
【００１２】このような本実施例のｐｉｎ−ＰＤの製造
工程では、半絶縁性のＩｎＰ基板１上にエピタキシャル
成長によって形成されたｎ−ＩｎＰバッファ層２，ｎ-
−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ- −ＩｎＰ窓層４からな
るｎ型半導体層に、ｐ型不純物拡散領域８と、このｐ型
不純物拡散領域８とその周囲を他の半導体層領域から電
気的に分離するｐ型または絶縁性の不純物領域９とを形
成することにより、受光部が他の領域から電気的に絶縁
されるため、従来のように半絶縁性基板に穴を開け、こ
の穴に受光部を形成するという面倒な作業を行うことな
く素子構造を得ることができ、そして、この状態で上記
ｐ型不純物拡散領域８とその周囲のｎ型半導体層とにそ
れぞれ接合するｐ側電極ボンディングパッド６とｎ側電
極ボンディングパッド７とを形成することにより、ボン
ディングパッド容量が低減した半導体受光素子を得るこ
とができる。
工程では、半絶縁性のＩｎＰ基板１上にエピタキシャル
成長によって形成されたｎ−ＩｎＰバッファ層２，ｎ-
−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ- −ＩｎＰ窓層４からな
るｎ型半導体層に、ｐ型不純物拡散領域８と、このｐ型
不純物拡散領域８とその周囲を他の半導体層領域から電
気的に分離するｐ型または絶縁性の不純物領域９とを形
成することにより、受光部が他の領域から電気的に絶縁
されるため、従来のように半絶縁性基板に穴を開け、こ
の穴に受光部を形成するという面倒な作業を行うことな
く素子構造を得ることができ、そして、この状態で上記
ｐ型不純物拡散領域８とその周囲のｎ型半導体層とにそ
れぞれ接合するｐ側電極ボンディングパッド６とｎ側電
極ボンディングパッド７とを形成することにより、ボン
ディングパッド容量が低減した半導体受光素子を得るこ
とができる。
【００１３】尚、本実施例において、上記ｎ- −ＩｎＧ
ａＡｓ光吸収層３，ｎ- −ＩｎＰ窓層４のバンドギャッ
プが異なる場合は、信号電荷がｎ側電極ボンディングパ
ッド７へに速やかに移行できるように、これらの層の間
に中間のバンドギャップをもつｎ型半導体層を形成する
か、あるいは、バンドギャップが大きい層の他方の層に
接触する側のキャリア濃度を１０16cm-3オーダーまで高
めるのが好ましい。
ａＡｓ光吸収層３，ｎ- −ＩｎＰ窓層４のバンドギャッ
プが異なる場合は、信号電荷がｎ側電極ボンディングパ
ッド７へに速やかに移行できるように、これらの層の間
に中間のバンドギャップをもつｎ型半導体層を形成する
か、あるいは、バンドギャップが大きい層の他方の層に
接触する側のキャリア濃度を１０16cm-3オーダーまで高
めるのが好ましい。
【００１４】また、上記実施例では、不純物拡散領域９
を円筒状に形成したが、これは円筒状に限定されるもの
ではなく、不純物拡散領域によって半導体層が２つの領
域に電気的に仕切られるものであれば何れの形状に形成
しけもよい。
を円筒状に形成したが、これは円筒状に限定されるもの
ではなく、不純物拡散領域によって半導体層が２つの領
域に電気的に仕切られるものであれば何れの形状に形成
しけもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半絶
縁性基板上の半導体層内に不純物を拡散して受光部とこ
の受光部を他の半導体層領域から電気的に分離する不純
物拡散領域を形成するようにしたので、従来のように半
絶縁性基板に穴を開け、この穴部に受光部を形成すると
いうような煩雑な作業を行うことなく、受光部が他の領
域から電気的に絶縁された素子構造を得ることができ、
その結果、ボンディングパッド容量が低減した半導体受
光素子を高歩留りに製造することができる効果がある。
縁性基板上の半導体層内に不純物を拡散して受光部とこ
の受光部を他の半導体層領域から電気的に分離する不純
物拡散領域を形成するようにしたので、従来のように半
絶縁性基板に穴を開け、この穴部に受光部を形成すると
いうような煩雑な作業を行うことなく、受光部が他の領
域から電気的に絶縁された素子構造を得ることができ、
その結果、ボンディングパッド容量が低減した半導体受
光素子を高歩留りに製造することができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例による半導体受光素子の素子
構造を示す断面図。
構造を示す断面図。
【図２】図１に示す半導体受光素子の製造工程を示す工
程別断面図。
程別断面図。
【図３】従来の半導体受光素子の素子構造を示す断面
図。
図。
【図４】図３の半導体受光素子の製造工程を示す工程別
断面図。
断面図。
１ ＩｎＰ半絶縁性基板 ２ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ３ ｎ- −ＩｎＧａＡｓ光吸収層 ４ ｎ- −ＩｎＰ窓層 ５ａ，５ｂ，５ｃ ＳｉＮ膜パターン ６ ｐ側電極ボンディングパッド ７ ｎ側電極ボンディングパッド ８ ｐ型不純物領域 ９ ｐ型または絶縁性の不純物拡散領域 １０ａ，１０ｂ レジストパターン
Claims (1)
- 【請求項１】 半絶縁性基板上に形成された第１導電型
半導体層と、 上記第１導電型半導体層表面から該半導体層の内部に第
２導電型不純物を拡散して形成された第２導電型不純物
拡散領域と、 上記第２導電型不純物拡散領域とその周囲とを囲むよう
に上記第１導電型半導体層表面から上記半絶縁性基板内
に向けて第２導電型または絶縁性不純物を拡散して形成
された不純物拡散領域とを備え、 上記不純物拡散領域により、上記第２導電型不純物拡散
領域とその周囲とを含む受光部が他の半導体層領域から
電気的に絶縁されていることを特徴とする半導体受光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328121A JPH05136447A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328121A JPH05136447A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136447A true JPH05136447A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=18206719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3328121A Pending JPH05136447A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05136447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016025095A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 三菱電機株式会社 | 受光素子 |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP3328121A patent/JPH05136447A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016025095A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 三菱電機株式会社 | 受光素子 |
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