JPH06244452A - 光電子集積回路 - Google Patents
光電子集積回路Info
- Publication number
- JPH06244452A JPH06244452A JP5051564A JP5156493A JPH06244452A JP H06244452 A JPH06244452 A JP H06244452A JP 5051564 A JP5051564 A JP 5051564A JP 5156493 A JP5156493 A JP 5156493A JP H06244452 A JPH06244452 A JP H06244452A
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- JP
- Japan
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- photodiode
- layer
- integrated circuit
- semi
- doped
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造工程が簡単化するフォトダイオードとＨ
ＥＭＴを含む光電子集積回路を提供する。 【構成】 半絶縁性化合物半導体基板１１上に、ショッ
トキーバリア型フォトダイオードと高移動度トランジス
タを形成した光電子集積回路において、半絶縁性化合物
半導体基板１１面は平坦で部分的にｎ型領域１２を有
し、該ｎ型領域１２上にショットキーバリア型フォトダ
イオードを形成し、他の部分に高移動度トランジスタを
形成する。
ＥＭＴを含む光電子集積回路を提供する。 【構成】 半絶縁性化合物半導体基板１１上に、ショッ
トキーバリア型フォトダイオードと高移動度トランジス
タを形成した光電子集積回路において、半絶縁性化合物
半導体基板１１面は平坦で部分的にｎ型領域１２を有
し、該ｎ型領域１２上にショットキーバリア型フォトダ
イオードを形成し、他の部分に高移動度トランジスタを
形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトダイオードを含
む光電子集積回路に関する。
む光電子集積回路に関する。
【０００２】
【従来技術】ショットキーバリア型フォトダイオードと
トランジスタを含む光電子集積回路としては、フォトダ
イオードとＭＥＳＦＥＴ（Metal-Semiconductor FET)を
集積化したものが実現している。例えば、図２に示すよ
うに、半絶縁性ＩｎＰ基板上に長波長系のショットキー
バリア型フォトダイオードとＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡ
ｓ系ＭＥＳＦＥＴを形成している（文献１参照）。この
光電子集積回路は以下のようにして製作される。即ち、 １）先ず、半絶縁性ＩｎＰ基板１上にＭＢＥ法で、フォ
トダイオードの光吸収層となり、また、ＭＥＳＦＥＴの
チャンネル層となる、厚さ０．５〜１μｍのｎ型ＩｎＧ
ａＡｓ層２、およびコンタクト層であるノンドープＩｎ
ＡｌＡｓ層３を順次積層する。ついで、Ａｌ層を蒸着す
る。 ２）次いで、フォトリソグラフィを用いて、フォトダイ
オードのショットキー電極４、ＭＥＳＦＥＴのゲート電
極５の部分を残してＡｌ層を除去する。次いで、フォト
ダイオードのｎ側リング電極部、ＭＥＳＦＥＴのソース
電極部およびドレイン電極部に相当する位置のノンドー
プＩｎＡｌＡｓ層３を除去する。 ３）次いで、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉを蒸着して、フォトダイ
オードのｎ側リング電極６とＭＥＳＦＥＴのソース電極
７およびドレイン電極８を形成する。 ４）最後に、素子間分離を行う。
トランジスタを含む光電子集積回路としては、フォトダ
イオードとＭＥＳＦＥＴ（Metal-Semiconductor FET)を
集積化したものが実現している。例えば、図２に示すよ
うに、半絶縁性ＩｎＰ基板上に長波長系のショットキー
バリア型フォトダイオードとＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡ
ｓ系ＭＥＳＦＥＴを形成している（文献１参照）。この
光電子集積回路は以下のようにして製作される。即ち、 １）先ず、半絶縁性ＩｎＰ基板１上にＭＢＥ法で、フォ
トダイオードの光吸収層となり、また、ＭＥＳＦＥＴの
チャンネル層となる、厚さ０．５〜１μｍのｎ型ＩｎＧ
ａＡｓ層２、およびコンタクト層であるノンドープＩｎ
ＡｌＡｓ層３を順次積層する。ついで、Ａｌ層を蒸着す
る。 ２）次いで、フォトリソグラフィを用いて、フォトダイ
オードのショットキー電極４、ＭＥＳＦＥＴのゲート電
極５の部分を残してＡｌ層を除去する。次いで、フォト
ダイオードのｎ側リング電極部、ＭＥＳＦＥＴのソース
電極部およびドレイン電極部に相当する位置のノンドー
プＩｎＡｌＡｓ層３を除去する。 ３）次いで、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉを蒸着して、フォトダイ
オードのｎ側リング電極６とＭＥＳＦＥＴのソース電極
７およびドレイン電極８を形成する。 ４）最後に、素子間分離を行う。
【０００３】また、フォトダイオードとＨＥＭＴ（高移
動度トランジスタ）を集積化したものとしては、図３に
示すものがある。図中、３１は半絶縁性ＩｎＰ基板、３
２は吸収層となるｎ−ＩｎＧａＡｓ層、３３はＨＥＭＴ
のバッファ層となるノンドープＩｎＧａＡｓ層であり、
ＨＥＭＴの作製のためにフォトダイオード中にも挿入さ
れているが、フォトダイオードにおいては特別な機能は
有していない。３４はフォトダイオードのコンタクト層
となり、ＨＥＭＴの活性層となるノンドープＩｎＡｌＡ
ｓ層、３５はＨＥＭＴのキャリア供給層となるＳｉドー
プｎ型ＩｎＡｌＡｓ層、３６はＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉからな
るオーミック電極、３７はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるシ
ョットキーリング電極、３８はおよび４０それぞれＡｕ
／Ｇｅ／Ｎｉからなるソース電極およびドレイン電極、
３９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるゲート電極、４１はＡ
ｕ透明電極である。 文献１： European Conference on Optical Communica
tion,'86 TuA4, p123.
動度トランジスタ）を集積化したものとしては、図３に
示すものがある。図中、３１は半絶縁性ＩｎＰ基板、３
２は吸収層となるｎ−ＩｎＧａＡｓ層、３３はＨＥＭＴ
のバッファ層となるノンドープＩｎＧａＡｓ層であり、
ＨＥＭＴの作製のためにフォトダイオード中にも挿入さ
れているが、フォトダイオードにおいては特別な機能は
有していない。３４はフォトダイオードのコンタクト層
となり、ＨＥＭＴの活性層となるノンドープＩｎＡｌＡ
ｓ層、３５はＨＥＭＴのキャリア供給層となるＳｉドー
プｎ型ＩｎＡｌＡｓ層、３６はＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉからな
るオーミック電極、３７はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるシ
ョットキーリング電極、３８はおよび４０それぞれＡｕ
／Ｇｅ／Ｎｉからなるソース電極およびドレイン電極、
３９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるゲート電極、４１はＡ
ｕ透明電極である。 文献１： European Conference on Optical Communica
tion,'86 TuA4, p123.
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ショッ
トキーバリア型フォトダイオードとＭＥＳＦＥＴとから
なる光電子集積回路は、基板上に一回のＭＢＥ法による
積層により、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層から始まる化合物半導
体層を積層することで容易に製作することができた。と
ころで、より高速な特性を有するＨＥＭＴ（高移動度ト
ランジスタ）は、基板上にノンドープの化合物半導体層
が積層されている。従って、ショットキーバリア型フォ
トダイオードとＨＥＭＴは、基板に接する化合物半導体
層の性質が異なるため、ＨＥＭＴの構造を積層した後、
フォトダイオードを形成する部分のＨＥＭＴの積層体を
除去し、ＨＥＭＴの上をマスキングして、フォトダイオ
ードの構造を再度積層する。このように、ショットキー
バリア型フォトダイオードとＨＥＭＴとからなる光電子
集積回路は、化合物半導体の積層工程が複雑になるとい
う問題があった。
トキーバリア型フォトダイオードとＭＥＳＦＥＴとから
なる光電子集積回路は、基板上に一回のＭＢＥ法による
積層により、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層から始まる化合物半導
体層を積層することで容易に製作することができた。と
ころで、より高速な特性を有するＨＥＭＴ（高移動度ト
ランジスタ）は、基板上にノンドープの化合物半導体層
が積層されている。従って、ショットキーバリア型フォ
トダイオードとＨＥＭＴは、基板に接する化合物半導体
層の性質が異なるため、ＨＥＭＴの構造を積層した後、
フォトダイオードを形成する部分のＨＥＭＴの積層体を
除去し、ＨＥＭＴの上をマスキングして、フォトダイオ
ードの構造を再度積層する。このように、ショットキー
バリア型フォトダイオードとＨＥＭＴとからなる光電子
集積回路は、化合物半導体の積層工程が複雑になるとい
う問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した光電子集積回路を提供するもので、半絶縁性化合
物半導体基板上に、ショットキーバリア型フォトダイオ
ードと高移動度トランジスタを形成した光電子集積回路
において、半絶縁性化合物半導体基板面は平坦で部分的
にｎ型領域を有し、該ｎ型領域上にショットキーバリア
型フォトダイオードを形成し、他の部分に高移動度トラ
ンジスタを形成したことを特徴とするものである。
決した光電子集積回路を提供するもので、半絶縁性化合
物半導体基板上に、ショットキーバリア型フォトダイオ
ードと高移動度トランジスタを形成した光電子集積回路
において、半絶縁性化合物半導体基板面は平坦で部分的
にｎ型領域を有し、該ｎ型領域上にショットキーバリア
型フォトダイオードを形成し、他の部分に高移動度トラ
ンジスタを形成したことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上述のように、半絶縁性化合物半導体基板面は
平坦で部分的にｎ型領域を有し、該ｎ型領域上にショッ
トキーバリア型フォトダイオードを形成し、他の部分に
高移動度トランジスタを形成すると、次のような利点が
ある。即ち、基板のｎ型領域をフォトダイオードの光吸
収層として利用し、基板上にノンドープのＨＥＭＴのバ
ファ層を積層することからはじめて、順次、フォトダイ
オードとＨＥＭＴの各層を同時に積層することができる
ので、積層工数を少なくすることができるという利点が
ある。ここで、ＨＥＭＴのバファ層に相当するノンドー
プ層がフォトダイオード中に形成されるが、この層はフ
ォトダイオード中では特別な機能は持っていない。
平坦で部分的にｎ型領域を有し、該ｎ型領域上にショッ
トキーバリア型フォトダイオードを形成し、他の部分に
高移動度トランジスタを形成すると、次のような利点が
ある。即ち、基板のｎ型領域をフォトダイオードの光吸
収層として利用し、基板上にノンドープのＨＥＭＴのバ
ファ層を積層することからはじめて、順次、フォトダイ
オードとＨＥＭＴの各層を同時に積層することができる
ので、積層工数を少なくすることができるという利点が
ある。ここで、ＨＥＭＴのバファ層に相当するノンドー
プ層がフォトダイオード中に形成されるが、この層はフ
ォトダイオード中では特別な機能は持っていない。
【０００７】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる光電子集積回
路の一実施例の断面図である。図中、１１は半絶縁性Ｉ
ｎＰ基板、１２はフォトダイオードの光吸収層となるｎ
−ＩｎＧａＡｓ層、１３はＨＥＭＴのバッファ層となる
ノンドープＩｎＧａＡｓ層、１４はフォトダイオードの
コンタクト層となり、ＨＥＭＴの活性層となるノンドー
プＩｎＡｌＡｓ層、１５はＨＥＭＴのキャリア供給層と
なるＳｉドープｎ型ＩｎＡｌＡｓ層、１６はＡｕ／Ｇｅ
／Ｎｉからなるオーミック電極、１７はＴｉ／Ｐｔ／Ａ
ｕからなるショットキーリング電極、１８および２０は
それぞれＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉからなるソース電極およびド
レイン電極、１９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるゲート電
極、２１はＡｕ透明電極である。本実施例は、以下のよ
うにして製作した。即ち、 １）先ず、半絶縁性ＩｎＰ基板１をエッチングにより段
差状に加工する。 ２）次いで、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法などを用いて、マ
スクを施して段差下面のみにｎ−ＩｎＧａＡｓ層１２を
積層し、段差をなくしてフラットにする。次いでマスク
を外し、ノンドープＩｎＧａＡｓ層１３、ノンドープＩ
ｎＡｌＡｓ層１４、Ｓｉドープｎ型ＩｎＡｌＡｓ層１５
を順次積層する。 ３）次いで、フォトリソグラフィーを用いて、ショット
キーバリア型フォトダイオードとなる部分およびＨＥＭ
Ｔのゲート電極となる部分のＳｉドープｎ型ＩｎＡｌＡ
ｓ層１５を除去する。次いで、表面に現れたノンドープ
ＩｎＡｌＡｓ層１４上に、ショットキーリング電極１７
およびゲート電極１９を蒸着する。 ４）次いで、ショットキーバリア型フォトダイオードと
なる部分の両脇をｎ−ＩｎＧａＡｓ層１２まで除去し、
ｎ−ＩｎＧａＡｓ層１２上にオーミック電極１６、さら
にＳｉドープｎ型ＩｎＡｌＡｓ層１５上にソース電極１
８およびドレイン電極２０を蒸着する。最後に、プロト
ン打ち込みあるいはメサエッチで素子間分離を行う。
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる光電子集積回
路の一実施例の断面図である。図中、１１は半絶縁性Ｉ
ｎＰ基板、１２はフォトダイオードの光吸収層となるｎ
−ＩｎＧａＡｓ層、１３はＨＥＭＴのバッファ層となる
ノンドープＩｎＧａＡｓ層、１４はフォトダイオードの
コンタクト層となり、ＨＥＭＴの活性層となるノンドー
プＩｎＡｌＡｓ層、１５はＨＥＭＴのキャリア供給層と
なるＳｉドープｎ型ＩｎＡｌＡｓ層、１６はＡｕ／Ｇｅ
／Ｎｉからなるオーミック電極、１７はＴｉ／Ｐｔ／Ａ
ｕからなるショットキーリング電極、１８および２０は
それぞれＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉからなるソース電極およびド
レイン電極、１９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるゲート電
極、２１はＡｕ透明電極である。本実施例は、以下のよ
うにして製作した。即ち、 １）先ず、半絶縁性ＩｎＰ基板１をエッチングにより段
差状に加工する。 ２）次いで、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法などを用いて、マ
スクを施して段差下面のみにｎ−ＩｎＧａＡｓ層１２を
積層し、段差をなくしてフラットにする。次いでマスク
を外し、ノンドープＩｎＧａＡｓ層１３、ノンドープＩ
ｎＡｌＡｓ層１４、Ｓｉドープｎ型ＩｎＡｌＡｓ層１５
を順次積層する。 ３）次いで、フォトリソグラフィーを用いて、ショット
キーバリア型フォトダイオードとなる部分およびＨＥＭ
Ｔのゲート電極となる部分のＳｉドープｎ型ＩｎＡｌＡ
ｓ層１５を除去する。次いで、表面に現れたノンドープ
ＩｎＡｌＡｓ層１４上に、ショットキーリング電極１７
およびゲート電極１９を蒸着する。 ４）次いで、ショットキーバリア型フォトダイオードと
なる部分の両脇をｎ−ＩｎＧａＡｓ層１２まで除去し、
ｎ−ＩｎＧａＡｓ層１２上にオーミック電極１６、さら
にＳｉドープｎ型ＩｎＡｌＡｓ層１５上にソース電極１
８およびドレイン電極２０を蒸着する。最後に、プロト
ン打ち込みあるいはメサエッチで素子間分離を行う。
【０００８】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
原理的に様々な変形が考えられる。例えば、最初に基板
面に半絶縁性部分とｎ型部分とを形成するが、この工程
を、基板に部分的にイオン注入を行うことによりｎ型領
域を形成してもよい。また、このｎ型領域を多層反射膜
とすると、ショットキーバリア型フォトダイオードの効
率高める上で有効である（文献２参照）。また、化合物
半導体の組成は、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓを中心に
して述べたが、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰなどの他の組み合
わせでもよい。さらに、ショットキーバリアを高くする
ために、フォトダイオードのショットキーリング電極と
ノンドープＩｎＡｌＡｓ層の間に多重量子バリア構造を
導入してもよい。 文献２：J. Appl. Phys. 29(1990) L1130
原理的に様々な変形が考えられる。例えば、最初に基板
面に半絶縁性部分とｎ型部分とを形成するが、この工程
を、基板に部分的にイオン注入を行うことによりｎ型領
域を形成してもよい。また、このｎ型領域を多層反射膜
とすると、ショットキーバリア型フォトダイオードの効
率高める上で有効である（文献２参照）。また、化合物
半導体の組成は、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓを中心に
して述べたが、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰなどの他の組み合
わせでもよい。さらに、ショットキーバリアを高くする
ために、フォトダイオードのショットキーリング電極と
ノンドープＩｎＡｌＡｓ層の間に多重量子バリア構造を
導入してもよい。 文献２：J. Appl. Phys. 29(1990) L1130
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
絶縁性化合物半導体基板上に、ショットキーバリア型フ
ォトダイオードと高移動度トランジスタを形成した光電
子集積回路において、半絶縁性化合物半導体基板面は平
坦で部分的にｎ型領域を有し、該ｎ型領域上にショット
キーバリア型フォトダイオードを形成し、他の部分に高
移動度トランジスタを形成するため、製造工程が簡単化
するという優れた効果がある。
絶縁性化合物半導体基板上に、ショットキーバリア型フ
ォトダイオードと高移動度トランジスタを形成した光電
子集積回路において、半絶縁性化合物半導体基板面は平
坦で部分的にｎ型領域を有し、該ｎ型領域上にショット
キーバリア型フォトダイオードを形成し、他の部分に高
移動度トランジスタを形成するため、製造工程が簡単化
するという優れた効果がある。
【図１】本発明にかかる光電子集積回路の一実施例の断
面図である。
面図である。
【図２】フォトダイオードとＭＥＳＦＥＴを含む光電子
集積回路の断面図である。
集積回路の断面図である。
【図３】フォトダイオードとＨＥＭＴを含む従来の光電
子集積回路の断面図である。
子集積回路の断面図である。
１１ 半絶縁性ＩｎＰ基板 １２ ｎ−ＩｎＧａＡｓ層 １３ ノンドープＩｎＧａＡｓ層 １４ ノンドープＩｎＡｌＡｓ層 １５ Ｓｉドープｎ型ＩｎＡｌＡｓ層 １６ オーミック電極 １７ ショットキーリング電極 １８ ソース電極 １９ ゲート電極 ２０ ドレイン電極 ２１ Ａｕ透明電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/812 27/095 7376−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 29/80 Ｈ 7376−4Ｍ Ｅ
Claims (1)
- 【請求項１】 半絶縁性化合物半導体基板上に、ショッ
トキーバリア型フォトダイオードと高移動度トランジス
タを形成した光電子集積回路において、半絶縁性化合物
半導体基板面は平坦で部分的にｎ型領域を有し、該ｎ型
領域上にショットキーバリア型フォトダイオードを形成
し、他の部分に高移動度トランジスタを形成したことを
特徴とする光電子集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051564A JPH06244452A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 光電子集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051564A JPH06244452A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 光電子集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244452A true JPH06244452A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12890469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051564A Pending JPH06244452A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 光電子集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06244452A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8415713B2 (en) | 2008-02-25 | 2013-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Photo-field effect transistor and its production method |
-
1993
- 1993-02-17 JP JP5051564A patent/JPH06244452A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8415713B2 (en) | 2008-02-25 | 2013-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Photo-field effect transistor and its production method |
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