JPH0758800B2 - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、受光素子の表面安定化に係り、特に暗電流低
減に好適なパツシベーシヨン方法に関する。
減に好適なパツシベーシヨン方法に関する。
従来の長波受光素子のパツシベーシヨンは、昭和59年応
用物理学会春期年会予稿集31P−Ｌ−１や31P−Ｌ−２に
みられるようにSiNxのみが用いられていた。しかし、Si
Nxと半導体との熱膨張係数が異なるため、SiNx単独では
高温エージング時には膜はがれやクラツクが生じ易いこ
と、薄い場合にはピンホールが発生すること等のため、
暗電流が増加してしまう欠点があつた。
用物理学会春期年会予稿集31P−Ｌ−１や31P−Ｌ−２に
みられるようにSiNxのみが用いられていた。しかし、Si
Nxと半導体との熱膨張係数が異なるため、SiNx単独では
高温エージング時には膜はがれやクラツクが生じ易いこ
と、薄い場合にはピンホールが発生すること等のため、
暗電流が増加してしまう欠点があつた。
本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、受光素子に
対して良好な表面不活性化効果を示すパツシベーシヨン
膜を提案し、信頼性の高い半導体受光素子を提供するこ
とにある。
対して良好な表面不活性化効果を示すパツシベーシヨン
膜を提案し、信頼性の高い半導体受光素子を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するため、本発明では受光素子のパツシ
ベーシヨン膜としてSiNx,PSG（リン含有ガラス）,SiO2
の三層構造を採用したことを特徴とする。
ベーシヨン膜としてSiNx,PSG（リン含有ガラス）,SiO2
の三層構造を採用したことを特徴とする。
それにより、高温エージング試験を実施しても、暗電流
が増加したり、時間とともに変化する現象を抑えること
が可能となり、信頼性の高い受光素子を得ることができ
る。
が増加したり、時間とともに変化する現象を抑えること
が可能となり、信頼性の高い受光素子を得ることができ
る。
なお、一般にはSiNx（1.33ｘ２）およびＰ含有率５
モルパーセントのPSGを多用する。
モルパーセントのPSGを多用する。
パツシベーシヨン膜の各層は下記の厚さとするのが好適
である。薄過ぎることにより生じるピンホール及び厚過
ぎることにより生じるクラツクを抑えるために、SiNx10
00〜4000Å,PSG2000〜6000Å,SiO22000〜6000Åを通常
用いる。
である。薄過ぎることにより生じるピンホール及び厚過
ぎることにより生じるクラツクを抑えるために、SiNx10
00〜4000Å,PSG2000〜6000Å,SiO22000〜6000Åを通常
用いる。
以下、本発明を実施例を参照にして詳細に説明する。
実施例 第１図を用いて本発明を説明する。
第１図（ａ）はプレーナ型ホトダイオードを示す。ｎ型
InP基板１の上にｎ型InP層2,n層InGaAsP層3,n層InP層4,
n型InGaAsP層５を結晶成長させる。次にｎ型InP層４にZ
n拡散を行ないｐ型InP層６を形成した後パツシベーシヨ
ン７を行なう。次に、ｎ型電極AuGeNi/Pd/Au9,p型電極T
i/Pt/Au8を形成する。パツシベーシヨン膜７詳細には第
１図（ｂ）に示すように三層構造をとる。第１層はプラ
ズマCVDを用いたシリコン・ナイトライド（SiNx）11を1
000Å被着する。第二層は熱CVD（Chemical Vapour De
position）によつてPSG（リン含有SiO2）12を2000Å被
着する。第三層は熱CVDによつてSiO213を2000Å被着す
る。
InP基板１の上にｎ型InP層2,n層InGaAsP層3,n層InP層4,
n型InGaAsP層５を結晶成長させる。次にｎ型InP層４にZ
n拡散を行ないｐ型InP層６を形成した後パツシベーシヨ
ン７を行なう。次に、ｎ型電極AuGeNi/Pd/Au9,p型電極T
i/Pt/Au8を形成する。パツシベーシヨン膜７詳細には第
１図（ｂ）に示すように三層構造をとる。第１層はプラ
ズマCVDを用いたシリコン・ナイトライド（SiNx）11を1
000Å被着する。第二層は熱CVD（Chemical Vapour De
position）によつてPSG（リン含有SiO2）12を2000Å被
着する。第三層は熱CVDによつてSiO213を2000Å被着す
る。
上記のように作製したホトダイオードの高温エージング
試験（125℃,30Vバイアス）を行なうと、1000時間以上
でも暗電流の劣化は生じなかつた。
試験（125℃,30Vバイアス）を行なうと、1000時間以上
でも暗電流の劣化は生じなかつた。
従来のパツシベーシヨン法（SiNx単独、あるいはSiO
2等）で作成した素子の上記試験では、100時間を経過す
ると暗電流特性に劣化が見られるのに対し、本発明によ
り安定化できた。
2等）で作成した素子の上記試験では、100時間を経過す
ると暗電流特性に劣化が見られるのに対し、本発明によ
り安定化できた。
第１図を用いて実施例を述べたが、第１図で３のInGaAs
P層をInGaAsにした場合、５のInGaAsP層がなく直接4,6
層上にパツシベーシヨン膜を形成した場合においても、
本発明の本質をそこなうものではない。
P層をInGaAsにした場合、５のInGaAsP層がなく直接4,6
層上にパツシベーシヨン膜を形成した場合においても、
本発明の本質をそこなうものではない。
また、第２図に示すようなホモジヤンクシヨン素子、第
３図に示すようなGaAsを利用した素子の場合、あるいは
他の化合物半導体材料素子においても本発明が適用でき
ることは明らかである。
３図に示すようなGaAsを利用した素子の場合、あるいは
他の化合物半導体材料素子においても本発明が適用でき
ることは明らかである。
第２図はホモ接合ホトダイオードを示す。
ｎ型InP基板21の上にn-−InP層22,n-−InGaAs層23を結
晶成長させる。
晶成長させる。
次に、InGaAs層23にZn拡散を行ない、ｐ−InGaAs層24を
形成した後、プラズマCVDSiNx,熱CVD PSG,熱CVD SiO2
三層構造を持つパツシベーシヨン25を行なう。次に、ｐ
型電極Ti/Pt/Au26,n電極AuGeNi/Pd/Au27を形成する。
形成した後、プラズマCVDSiNx,熱CVD PSG,熱CVD SiO2
三層構造を持つパツシベーシヨン25を行なう。次に、ｐ
型電極Ti/Pt/Au26,n電極AuGeNi/Pd/Au27を形成する。
第３図はGaAs基板上に作製したホトダイオードを示す。
GaAs基板31上にｎ−GaAs層（32）,n-−GaAs層（33）,n-
−GaAlAs層（34）,n-−GaAs層（36）を結晶成長させ
る。
−GaAlAs層（34）,n-−GaAs層（36）を結晶成長させ
る。
次に、n-−GaAlAs窓層にZn拡散を行ない、ｐ−GaAlAs層
（35）を形成する。ひき続きプラズマCVD SiNx/PSG/SiO
2三層構造のパツシベーシヨン膜（37）を形成する。最
後にｐ型電極としてTi/Pt/Au（38）、ｎ型電極としてAu
GeNi/Cr/Auを形成する。
（35）を形成する。ひき続きプラズマCVD SiNx/PSG/SiO
2三層構造のパツシベーシヨン膜（37）を形成する。最
後にｐ型電極としてTi/Pt/Au（38）、ｎ型電極としてAu
GeNi/Cr/Auを形成する。
本発明によれば、高温エージング試験に十分耐え得る信
頼性の高い半導体受光素子が得られる。素子の信頼性の
向上に伴ない、歩留りも改善され、その経済的利益は大
きい。
頼性の高い半導体受光素子が得られる。素子の信頼性の
向上に伴ない、歩留りも改善され、その経済的利益は大
きい。
受光素子の高速動作を実現するには寄生容量、特にパツ
ド容量を低減することが必要である。ｐ型電極８に対応
するパツド容量はパツシベーシヨン膜の厚さに逆比例す
る。従来用いられてきた方法ではクラツクが発生するた
めにSiNxの厚さの上限は約0.5μｍであつた。本発明の
三層構造を用いるとパツシベーシヨン膜厚を1.5μｍに
することが可能であり、パツド容量を1/3に低減するこ
とができる。
ド容量を低減することが必要である。ｐ型電極８に対応
するパツド容量はパツシベーシヨン膜の厚さに逆比例す
る。従来用いられてきた方法ではクラツクが発生するた
めにSiNxの厚さの上限は約0.5μｍであつた。本発明の
三層構造を用いるとパツシベーシヨン膜厚を1.5μｍに
することが可能であり、パツド容量を1/3に低減するこ
とができる。
第１図（ａ）はInP系PINホトダイオードの断面図、第１
図（ｂ）は第１部７のパツシベーシヨン膜部の断面図で
ある。第２図はGaxIn1-xAs（ｘ0.47）ホモ接合PINホ
トダイオードを示す断面図、第３図はGaAlAs/GaAsヘテ
ロ接合PINホトダイオードを示す断面図である。 １……n+−InP基板、２……ｎ−InP（1.5μｍ）、３…
…ｎ−InGaAsP（1.5μｍ）、４……ｎ−InP（２μ
ｍ）、５……ｎ−InGaAsP（0.3μｍ）、６……ｐ−In
P、７……SiO2/PSG/SiNx（0.6μｍ）、８……ｐ電極（T
i/Pt/Au）、９……ｎ電極（AuGeNi/Pd/Au）、11……SiN
x（0.15μｍ）、12……PSG（0.25μｍ）、13……SiO
2（0.2μｍ）、21……n+−InP基板、22……n-−InP（1.
5μｍ）、23……n-−In0.53Ga0.47As（1.5μｍ）、24…
…ｐ−In0.53Ga0.47As、25……SiO2/PSG/SiNx（0.6μ
ｍ）、26……ｐ電極（Ti/Pt/Au）、27……ｎ電極（AuGe
Ni/Pd/Au）、31……n+−GaAs基板、32……n-−GaAs（２
μｍ）、33……n-−GaAs（２μｍ）、34……n-GaAlAs
（1.5μｍ）、35……ｐ−GaAlAs、36……n-−GaAs（0.5
μｍ）、37……SiO2/PSG/SiNx（0.6μｍ）、38……ｐ電
極（Ti/Pt/Au）、39……ｎ電極（AuGeAu/Cr/Au）。
図（ｂ）は第１部７のパツシベーシヨン膜部の断面図で
ある。第２図はGaxIn1-xAs（ｘ0.47）ホモ接合PINホ
トダイオードを示す断面図、第３図はGaAlAs/GaAsヘテ
ロ接合PINホトダイオードを示す断面図である。 １……n+−InP基板、２……ｎ−InP（1.5μｍ）、３…
…ｎ−InGaAsP（1.5μｍ）、４……ｎ−InP（２μ
ｍ）、５……ｎ−InGaAsP（0.3μｍ）、６……ｐ−In
P、７……SiO2/PSG/SiNx（0.6μｍ）、８……ｐ電極（T
i/Pt/Au）、９……ｎ電極（AuGeNi/Pd/Au）、11……SiN
x（0.15μｍ）、12……PSG（0.25μｍ）、13……SiO
2（0.2μｍ）、21……n+−InP基板、22……n-−InP（1.
5μｍ）、23……n-−In0.53Ga0.47As（1.5μｍ）、24…
…ｐ−In0.53Ga0.47As、25……SiO2/PSG/SiNx（0.6μ
ｍ）、26……ｐ電極（Ti/Pt/Au）、27……ｎ電極（AuGe
Ni/Pd/Au）、31……n+−GaAs基板、32……n-−GaAs（２
μｍ）、33……n-−GaAs（２μｍ）、34……n-GaAlAs
（1.5μｍ）、35……ｐ−GaAlAs、36……n-−GaAs（0.5
μｍ）、37……SiO2/PSG/SiNx（0.6μｍ）、38……ｐ電
極（Ti/Pt/Au）、39……ｎ電極（AuGeAu/Cr/Au）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 和弘 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大内 博文 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−88337（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−14532（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】化合物半導体から成る受光素子部と、上記
受光素子部の受光面側の所定部分に設けられたパッシベ
ーション膜とを備えた半導体受光素子において、上記パ
ッシベーション膜は、上記受光素子部を形成する化合物
半導体の上部に直に接して順次形成されたSiNx/PSG/SiO
2の三層構造から成ることを特徴とする半導体受光素
子。 - 【請求項２】上記受光素子は少なくともInxGa1-xAsyP
1-y（０ｘ1,0ｙ１）を受光用活性領域に用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体受
光素子。 - 【請求項３】上記三層構造の厚さは各々SiNxが1000〜40
00Å、PSGが2000〜6000Å、SiO2が2000〜6000Åである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233160A JPH0758800B2 (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233160A JPH0758800B2 (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 半導体受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61112386A JPS61112386A (ja) | 1986-05-30 |
| JPH0758800B2 true JPH0758800B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=16950657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59233160A Expired - Lifetime JPH0758800B2 (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758800B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101964378A (zh) * | 2010-04-20 | 2011-02-02 | 常州天合光能有限公司 | 实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法 |
| CN110911499A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-03-24 | 北京时代民芯科技有限公司 | 一种玻封电压调整二极管、管芯及其制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588337A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-04 | Nippon Denso Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5617025A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-18 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| JPS57139930A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-30 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP59233160A patent/JPH0758800B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61112386A (ja) | 1986-05-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |