JPH0644614B2 - 光電子集積回路の製造方法 - Google Patents
光電子集積回路の製造方法Info
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- JPH0644614B2 JPH0644614B2 JP63046901A JP4690188A JPH0644614B2 JP H0644614 B2 JPH0644614 B2 JP H0644614B2 JP 63046901 A JP63046901 A JP 63046901A JP 4690188 A JP4690188 A JP 4690188A JP H0644614 B2 JPH0644614 B2 JP H0644614B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体の光素子と電子素子を一つの基板上に
集積した光電子集積回路(OEIC:Opto-electronic
integrated circuit)に関するものである。
集積した光電子集積回路(OEIC:Opto-electronic
integrated circuit)に関するものである。
光電子集積回路として、 InP基板1上にVPE法を用いて光素子であるフォ
トダイオード(PD)を形成した後、このPDに隣接し
たInP基板1上にGaAs層を形成し、その上に電子
素子である電界効果トランジスタ(FET)を形成した
もの(昭和62年電子情報通信学会 半導体材料部門全
国大会、講演番号S9−1)や、 InP基板1上に凹部を形成し、この凹部にVPE法
によりフォトダイオード(PD)を形成した後FET形
成予定領域のPD用成長層を除去し、ついで、FET用
のエピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層上
にFETを形成したもの(昭和62年電子情報通信学会
半導体材料部門全国大会、講演番号S9−3)や、 InP基板1上に接合型電界効果トランジスタ(J−
FET)用のn型InP層、PD用のエピタキシャル成
長層をそれぞれ形成した後、Beイオン注入によりp領
域を形成してPDおよびJ−FETを形成したもの(昭
和62年電子情報通信学会 半導体材料部門全国大会、
講演番号S9−2)などがある。
トダイオード(PD)を形成した後、このPDに隣接し
たInP基板1上にGaAs層を形成し、その上に電子
素子である電界効果トランジスタ(FET)を形成した
もの(昭和62年電子情報通信学会 半導体材料部門全
国大会、講演番号S9−1)や、 InP基板1上に凹部を形成し、この凹部にVPE法
によりフォトダイオード(PD)を形成した後FET形
成予定領域のPD用成長層を除去し、ついで、FET用
のエピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層上
にFETを形成したもの(昭和62年電子情報通信学会
半導体材料部門全国大会、講演番号S9−3)や、 InP基板1上に接合型電界効果トランジスタ(J−
FET)用のn型InP層、PD用のエピタキシャル成
長層をそれぞれ形成した後、Beイオン注入によりp領
域を形成してPDおよびJ−FETを形成したもの(昭
和62年電子情報通信学会 半導体材料部門全国大会、
講演番号S9−2)などがある。
しかし、第1および第2の方法では、PD用のエピタキ
シャル成長を行った後に不用部を除去し、その後FET
用のエピタキシャル層を再成長する必要があり、製作工
程が複雑になることから、再成長において高純度結晶を
得にくく、良好な特性を有するFETを再現性良く得る
ことが困難であるという問題があった。
シャル成長を行った後に不用部を除去し、その後FET
用のエピタキシャル層を再成長する必要があり、製作工
程が複雑になることから、再成長において高純度結晶を
得にくく、良好な特性を有するFETを再現性良く得る
ことが困難であるという問題があった。
また、第3の方法では、p領域形成のためにBeイオン
注入工程およびアニール工程が必要である点で製作工程
が複雑になる。しかも、アニール工程を経るためウエハ
に反りが生じ、その後の工程で用いられるリソグラフィ
の精度の低下をもたらすという問題があった。しかも、
この第3の方法では、高周波特性があまり良好でないJ
−FETをFETとして用いざるを得ない。
注入工程およびアニール工程が必要である点で製作工程
が複雑になる。しかも、アニール工程を経るためウエハ
に反りが生じ、その後の工程で用いられるリソグラフィ
の精度の低下をもたらすという問題があった。しかも、
この第3の方法では、高周波特性があまり良好でないJ
−FETをFETとして用いざるを得ない。
本発明の課題は、このような問題点を解消することにあ
る。
る。
上記課題を解決するために本発明の光電子集積回路の製
造方法は、InP基板上にGaInAs層、n型AlI
nAs層、n型InP層、不純物無添加GaInAs層
およびp型GaInAs層若しくはp型InP層をエピ
タキシャル成長により順次形成する工程と、フォトダイ
オード形成予定領域内のp電極形成予定領域を残してp
型GaInAs層若しくはp型InP層および不純物無
添加GaInAs層を除去しn型InP層を露出する工
程と、p型GaInAs層上に前記フォトダイオードの
アノード電極を形成すると共に前記フォトダイオード形
成領域内のn型InP層上にそのカソード電極を形成
し、電界効果トランジスタ形成領域内のn型InP層上
にそのソース電極およびドレイン電極を形成する工程
と、前記フォトダイオード形成予定領域と前記電界効果
トランジスタ形成予定領域との間にあるn型InP層、
n型AlInAs層、GaInAs層をエッチング除去
して両者を電気的に分離する工程と、前記電界効果トラ
ンジスタ形成予定領域の前記ソース電極およびドレイン
電極間のn型InP層をエッチング除去してn型AlI
nAs層を露出しこの露出部にゲート電極を形成する工
程とを含むものである。
造方法は、InP基板上にGaInAs層、n型AlI
nAs層、n型InP層、不純物無添加GaInAs層
およびp型GaInAs層若しくはp型InP層をエピ
タキシャル成長により順次形成する工程と、フォトダイ
オード形成予定領域内のp電極形成予定領域を残してp
型GaInAs層若しくはp型InP層および不純物無
添加GaInAs層を除去しn型InP層を露出する工
程と、p型GaInAs層上に前記フォトダイオードの
アノード電極を形成すると共に前記フォトダイオード形
成領域内のn型InP層上にそのカソード電極を形成
し、電界効果トランジスタ形成領域内のn型InP層上
にそのソース電極およびドレイン電極を形成する工程
と、前記フォトダイオード形成予定領域と前記電界効果
トランジスタ形成予定領域との間にあるn型InP層、
n型AlInAs層、GaInAs層をエッチング除去
して両者を電気的に分離する工程と、前記電界効果トラ
ンジスタ形成予定領域の前記ソース電極およびドレイン
電極間のn型InP層をエッチング除去してn型AlI
nAs層を露出しこの露出部にゲート電極を形成する工
程とを含むものである。
エピタキシャル成長回数が最小回数の一回であり、再成
長を行う必要がない。また、イオン注入およびアニール
工程が無い。さらに、優れた高周波特性が得られるリセ
ス型の高電子移動型トランジスタ(HEMT:High Ele
ctron Mobirity Transistor)を電子素子として搭載し
た光電子集積回路を得ることができる。
長を行う必要がない。また、イオン注入およびアニール
工程が無い。さらに、優れた高周波特性が得られるリセ
ス型の高電子移動型トランジスタ(HEMT:High Ele
ctron Mobirity Transistor)を電子素子として搭載し
た光電子集積回路を得ることができる。
第1図は本発明の一実施例を示す工程断面図である。な
お、図面の寸法比率は、説明とは必ずしも一致していな
い。
お、図面の寸法比率は、説明とは必ずしも一致していな
い。
FeドープInP基板1上に、たとえば基板温度600
℃、圧力60Torrにおいて、トリメチルインジウム、ト
リエチルガリウム、アルシンおよびフォスフィンを用い
てGaInAs層2を約0.1μm、n型AlInAs
層3を約300Å、n型InP層4を約2000Å、不
純物無添加GaInAs層5を1〜2μm、p型不純物
が添加されたGaInAs層6を0.2μm形成する
(図(A))。
℃、圧力60Torrにおいて、トリメチルインジウム、ト
リエチルガリウム、アルシンおよびフォスフィンを用い
てGaInAs層2を約0.1μm、n型AlInAs
層3を約300Å、n型InP層4を約2000Å、不
純物無添加GaInAs層5を1〜2μm、p型不純物
が添加されたGaInAs層6を0.2μm形成する
(図(A))。
つぎに、公知のエッチング方法により、フォトダイオー
ド(PD)部12のp電極形成予定領域をマスクして、
p型GaInAs層6および不純物無添加GaInAs
層5を表面より順次エッチング除去し、n型InP層4
を露出する。このとき、燐酸を主成分とする選択エッチ
ング液を用いることにより、n型InP層4が露出した
ときに自動的にエッチングを停止させることが可能であ
り、エッチング工程の簡素化を図ることができる。
ド(PD)部12のp電極形成予定領域をマスクして、
p型GaInAs層6および不純物無添加GaInAs
層5を表面より順次エッチング除去し、n型InP層4
を露出する。このとき、燐酸を主成分とする選択エッチ
ング液を用いることにより、n型InP層4が露出した
ときに自動的にエッチングを停止させることが可能であ
り、エッチング工程の簡素化を図ることができる。
そして、PDのp電極層として残されたp型GaInA
s層6上に、AuZn等からなるp型オーミック電極1
0を蒸着し、さらに、露出したn型InP層4上にAu
Geよりなるn型オーミック電極7、8、9を蒸着し、
350℃で1分間合金化を行う。p型オーミック電極1
0はPD部12に形成されるPDのアノード電極とな
り、n型オーミック電極7はそのカソード電極となる。
また、n型オーミック電極8および9はそれぞれFET
部13に形成されるFETのソース電極およびドレイン
電極となる(図(B))。
s層6上に、AuZn等からなるp型オーミック電極1
0を蒸着し、さらに、露出したn型InP層4上にAu
Geよりなるn型オーミック電極7、8、9を蒸着し、
350℃で1分間合金化を行う。p型オーミック電極1
0はPD部12に形成されるPDのアノード電極とな
り、n型オーミック電極7はそのカソード電極となる。
また、n型オーミック電極8および9はそれぞれFET
部13に形成されるFETのソース電極およびドレイン
電極となる(図(B))。
つぎに、PD部12とFET部13の電気的分離のため
に、n型InP層4、n型AlInAs層3、GaIn
As層2をエッチング除去し(図(C))、続いて、F
ET部13のゲート電極形成予定領域のn型InP層4
を除去してn型AlInAs層3を露出させ、当該露出
部にゲート電極11として、たとえばTi/Pt/Au
を順次蒸着法により形成する(図(D))。ここで、n
型InP層4のエッチング除去を塩酸を主成分とする選
択エッチング液を用いることにより、n型AlInAs
層3が露出したときに自動的にエッチングを停止させる
ことが可能であり、エッチング工程の簡素化を図ること
ができる。
に、n型InP層4、n型AlInAs層3、GaIn
As層2をエッチング除去し(図(C))、続いて、F
ET部13のゲート電極形成予定領域のn型InP層4
を除去してn型AlInAs層3を露出させ、当該露出
部にゲート電極11として、たとえばTi/Pt/Au
を順次蒸着法により形成する(図(D))。ここで、n
型InP層4のエッチング除去を塩酸を主成分とする選
択エッチング液を用いることにより、n型AlInAs
層3が露出したときに自動的にエッチングを停止させる
ことが可能であり、エッチング工程の簡素化を図ること
ができる。
以上の工程により、PD部12にPINフォトダイオー
ドが、また、FET部13にリセス構造のHEMTがそ
れぞれ形成され、最後に必要な配線を行う。
ドが、また、FET部13にリセス構造のHEMTがそ
れぞれ形成され、最後に必要な配線を行う。
以上のように、PDのp電極層はエピタキシャル成長時
にp型不純物が添加されているため、p電極層形成のた
めの拡散・イオン注入工程が不要となっている。また、
HEMTのn型InP層とPDのn型InP層の共通化
が実現されている。
にp型不純物が添加されているため、p電極層形成のた
めの拡散・イオン注入工程が不要となっている。また、
HEMTのn型InP層とPDのn型InP層の共通化
が実現されている。
リセス構造のHEMTは、よく知られているようにソー
ス抵抗の低減が容易であり、しかも、遮断周波数fTが
20GHz以上であるような極めて良好な高周波特性を
有する。
ス抵抗の低減が容易であり、しかも、遮断周波数fTが
20GHz以上であるような極めて良好な高周波特性を
有する。
本実施例によれば、たとえば、PD受光径50μmφ、
FETゲート長1μmにおいて、1Gbpsの光信号に
対しても良好な応答を示す受光型光電子集積回路を再現
性よく作製できる。
FETゲート長1μmにおいて、1Gbpsの光信号に
対しても良好な応答を示す受光型光電子集積回路を再現
性よく作製できる。
なお、本実施例では、PDのp領域としてp型GaIn
As層6を用いているが、これに代えてp型InP層を
用いても良い。その場合には第1図(A)の段階で、p
型GaInAs層6の代わりにp型InP層をエピタキ
シャル成長させれば良い。
As層6を用いているが、これに代えてp型InP層を
用いても良い。その場合には第1図(A)の段階で、p
型GaInAs層6の代わりにp型InP層をエピタキ
シャル成長させれば良い。
また、InP基板1とGaInAs層2の間にInP,
AlInAs層よりなるバッファ層を設けたり、GaI
nAs層2とn型AlInAs層3の間にスペーサ層を
設けたりしてもよい。
AlInAs層よりなるバッファ層を設けたり、GaI
nAs層2とn型AlInAs層3の間にスペーサ層を
設けたりしてもよい。
以上説明したように、本発明の光電子集積回路の製造方
法によれば、エピタキシャル成長工程が一回だけであ
り、再成長を行う必要がないので、高純度結晶が再現性
よく得られる。さらに、イオン注入およびアニール工程
が無いので、工程途中でウエハの反りが生じることがな
く、精度のよいリソグラフィ処理を行うことができる。
また、n型InP層の露出およびFETのゲート電極形
成前のn型AlInAs層の露出の際に選択エッチング
を適用することができるので、エッチング工程を簡素化
することができる。さらに、電子素子として、リセス型
の高電子移動度型トランジスタが形成されるので、高周
波特性の優れた光電子集積回路を得ることができる。
法によれば、エピタキシャル成長工程が一回だけであ
り、再成長を行う必要がないので、高純度結晶が再現性
よく得られる。さらに、イオン注入およびアニール工程
が無いので、工程途中でウエハの反りが生じることがな
く、精度のよいリソグラフィ処理を行うことができる。
また、n型InP層の露出およびFETのゲート電極形
成前のn型AlInAs層の露出の際に選択エッチング
を適用することができるので、エッチング工程を簡素化
することができる。さらに、電子素子として、リセス型
の高電子移動度型トランジスタが形成されるので、高周
波特性の優れた光電子集積回路を得ることができる。
第1図は本発明の一実施例を示す工程断面図である。 1……InP基板、2……GaInAs層、3……n型
AlInAs層、4……n型InP層、5……不純物無
添加GaInAs層、6……p型GaInAs層、7…
…カソード電極、8……ソース電極、9……ドレイン電
極、10……アノード電極、11……ゲート電極、12
……PD部、13……FET部。
AlInAs層、4……n型InP層、5……不純物無
添加GaInAs層、6……p型GaInAs層、7…
…カソード電極、8……ソース電極、9……ドレイン電
極、10……アノード電極、11……ゲート電極、12
……PD部、13……FET部。
Claims (1)
- 【請求項1】InP基板上にGaInAs層、n型Al
InAs層、n型InP層、不純物無添加GaInAs
層およびp型GaInAs層若しくはp型InP層をエ
ピタキシャル成長により順次形成する工程と、 フォトダイオード形成予定領域内のp電極形成予定領域
を残してp型GaInAs層若しくはp型InP層およ
び不純物無添加GaInAs層を除去しn型InP層を
露出する工程と、 p型GaInAs層上に前記フォトダイオードのアノー
ド電極を形成すると共に前記フォトダイオード形成領域
内のn型InP層上にそのカソード電極を形成し、電界
効果トランジスタ形成領域内のn型InP層上にそのソ
ース電極およびドレイン電極を形成する工程と、 前記フォトダイオード形成予定領域と前記電界効果トラ
ンジスタ形成予定領域との間にあるn型InP層、n型
AlInAs層、GaInAs層をエッチング除去して
両者を電気的に分離する工程と、 前記電界効果トランジスタ形成予定領域の前記ソース電
極およびドレイン電極間のn型InP層をエッチング除
去してn型AlInAs層を露出しこの露出部にゲート
電極を形成する工程とを含む光電子集積回路の製造方
法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63046901A JPH0644614B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 光電子集積回路の製造方法 |
CA000591787A CA1301897C (en) | 1988-02-29 | 1989-02-22 | Method for producing an opto-electronic integrated circuit |
US07/313,507 US4996163A (en) | 1988-02-29 | 1989-02-22 | Method for producing an opto-electronic integrated circuit |
EP89103486A EP0331103B1 (en) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | A method for producing an opto-electronic integrated circuit |
DE68918306T DE68918306T2 (de) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | Verfahren zum Herstellen einer integrierten optoelektronischen Schaltung. |
KR1019890002426A KR920003445B1 (ko) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | 광전자집적회로 및 그 제조방법 |
US07/495,768 US5170228A (en) | 1988-02-29 | 1990-03-19 | Opto-electronic integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63046901A JPH0644614B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 光電子集積回路の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01220860A JPH01220860A (ja) | 1989-09-04 |
JPH0644614B2 true JPH0644614B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=12760267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63046901A Expired - Fee Related JPH0644614B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 光電子集積回路の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0644614B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001177060A (ja) | 1999-12-14 | 2001-06-29 | Nec Corp | モノリシック集積回路装置及びその製造方法 |
KR100695306B1 (ko) * | 2001-06-21 | 2007-03-14 | 삼성전자주식회사 | 피아이엔 다이오드의 제조 방법 |
KR100698829B1 (ko) * | 2005-03-11 | 2007-03-23 | 한국과학기술원 | 광 수신기 제조 방법 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046901A patent/JPH0644614B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01220860A (ja) | 1989-09-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |