JPH0923021A - 化合物半導体近赤外受光素子 - Google Patents
化合物半導体近赤外受光素子Info
- Publication number
- JPH0923021A JPH0923021A JP7169539A JP16953995A JPH0923021A JP H0923021 A JPH0923021 A JP H0923021A JP 7169539 A JP7169539 A JP 7169539A JP 16953995 A JP16953995 A JP 16953995A JP H0923021 A JPH0923021 A JP H0923021A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 結晶表面の損傷を容易に防止することが可能
な化合物半導体受光素子を実現する。 【構成】 III −Ｖ族化合物半導体材料を用いた近赤外
受光素子において、基板上に形成される光吸収層と、こ
の光吸収層の上に形成され窓層として機能する２種類以
上のＶ族元素を含む第１の半導体結晶層と、この第１の
半導体結晶層の上に形成され前記第１の半導体結晶層と
共に窓層構造を構成する１種類のＶ族元素を含む第２の
半導体結晶層とを設ける。
な化合物半導体受光素子を実現する。 【構成】 III −Ｖ族化合物半導体材料を用いた近赤外
受光素子において、基板上に形成される光吸収層と、こ
の光吸収層の上に形成され窓層として機能する２種類以
上のＶ族元素を含む第１の半導体結晶層と、この第１の
半導体結晶層の上に形成され前記第１の半導体結晶層と
共に窓層構造を構成する１種類のＶ族元素を含む第２の
半導体結晶層とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、III −Ｖ族化合物半導
体材料を用いた近赤外受光素子に関し、特に窓層の構造
に関する。
体材料を用いた近赤外受光素子に関し、特に窓層の構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の化合物半導体近赤外受光素
子の一例を示す断面図である。図４において１は光吸収
層であるＧａＩｎＡｓ層、２は窓層であるＩｎＡｓxＰ
1-x層（０≦ｘ＜１）（以下、単にＩｎＡｓＰ層と呼
ぶ。）、３はＧａxＩｎ1-xＡｓyＰ1 -y層（０＜ｘ＜１、
０＜ｙ≦１）（以下、単にＧａＩｎＡｓＰ層と呼ぶ。）
である。
子の一例を示す断面図である。図４において１は光吸収
層であるＧａＩｎＡｓ層、２は窓層であるＩｎＡｓxＰ
1-x層（０≦ｘ＜１）（以下、単にＩｎＡｓＰ層と呼
ぶ。）、３はＧａxＩｎ1-xＡｓyＰ1 -y層（０＜ｘ＜１、
０＜ｙ≦１）（以下、単にＧａＩｎＡｓＰ層と呼ぶ。）
である。
【０００３】ＧａＩｎＡｓ層１の上にはＩｎＡｓＰ層２
が形成され、ＩｎＡｓＰ層２の上にはＧａＩｎＡｓＰ層
３が薄く形成される。実際の製造プロセスでは図４中”
イ”に示すようなｐｎ接合やオーミック電極（以下、単
に電極と呼ぶ。）用の高キャリア濃度層等を不純物拡散
プロセス、イオン注入プロセス等の加熱工程を行うこと
により形成する。
が形成され、ＩｎＡｓＰ層２の上にはＧａＩｎＡｓＰ層
３が薄く形成される。実際の製造プロセスでは図４中”
イ”に示すようなｐｎ接合やオーミック電極（以下、単
に電極と呼ぶ。）用の高キャリア濃度層等を不純物拡散
プロセス、イオン注入プロセス等の加熱工程を行うこと
により形成する。
【０００４】このような構成にすることによって電極を
形成する際にＩｎＡｓＰ層２上に直接形成するのではな
くＧａＩｎＡｓＰ層３上に形成することになるので、電
極とＩｎＡｓＰ層２との接触抵抗と比較して電極とＧａ
ＩｎＡｓＰ層３との接触抵抗が低減されることになる。
形成する際にＩｎＡｓＰ層２上に直接形成するのではな
くＧａＩｎＡｓＰ層３上に形成することになるので、電
極とＩｎＡｓＰ層２との接触抵抗と比較して電極とＧａ
ＩｎＡｓＰ層３との接触抵抗が低減されることになる。
【０００５】但し、上述の不純物拡散プロセス、イオン
注入プロセス等の加熱工程においてＧａＩｎＡｓＰ層３
等の表面が損傷してしまうと表面リーク電流が増加した
り、ｐｎ接合形成の再現性に影響を与えてしまう。
注入プロセス等の加熱工程においてＧａＩｎＡｓＰ層３
等の表面が損傷してしまうと表面リーク電流が増加した
り、ｐｎ接合形成の再現性に影響を与えてしまう。
【０００６】このため、従来では不純物拡散プロセス、
イオン注入プロセス等の加熱工程において複数のＶ族元
素を含む気体の蒸気圧をＧａＩｎＡｓＰ層３等の表面に
かけることによりＧａＩｎＡｓＰ層３等の表面の損傷を
防止していた。
イオン注入プロセス等の加熱工程において複数のＶ族元
素を含む気体の蒸気圧をＧａＩｎＡｓＰ層３等の表面に
かけることによりＧａＩｎＡｓＰ層３等の表面の損傷を
防止していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＧａＩｎＡｓ
Ｐ層３等の表面にかける蒸気圧の間で複数のＶ族元素の
成分比を制御・管理することは実際には極めて困難であ
るといった問題点がある。従って本発明の目的は、結晶
表面の損傷を容易に防止することが可能な化合物半導体
受光素子を実現することにある。
Ｐ層３等の表面にかける蒸気圧の間で複数のＶ族元素の
成分比を制御・管理することは実際には極めて困難であ
るといった問題点がある。従って本発明の目的は、結晶
表面の損傷を容易に防止することが可能な化合物半導体
受光素子を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、III −Ｖ族化合物半導体材料を
用いた近赤外受光素子において、基板上に形成される光
吸収層と、この光吸収層の上に形成され窓層として機能
する２種類以上のＶ族元素を含む第１の半導体結晶層
と、この第１の半導体結晶層の上に形成され前記第１の
半導体結晶層と共に窓層構造を構成する１種類のＶ族元
素を含む第２の半導体結晶層とを備えたことを特徴とす
るものである。
るために、本発明では、III −Ｖ族化合物半導体材料を
用いた近赤外受光素子において、基板上に形成される光
吸収層と、この光吸収層の上に形成され窓層として機能
する２種類以上のＶ族元素を含む第１の半導体結晶層
と、この第１の半導体結晶層の上に形成され前記第１の
半導体結晶層と共に窓層構造を構成する１種類のＶ族元
素を含む第２の半導体結晶層とを備えたことを特徴とす
るものである。
【０００９】
【作用】化合物半導体受光素子の窓層構造の最上部に１
種類のＶ族元素を含む層を設けることにより、結晶表面
の損傷を容易に防止でき、受光素子特性の暗電流の増加
を防止することもできる。
種類のＶ族元素を含む層を設けることにより、結晶表面
の損傷を容易に防止でき、受光素子特性の暗電流の増加
を防止することもできる。
【００１０】
【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る化合物半導体受光素子の一実施例を
示す構成断面図である。図１において４はＩｎＰ層、５
は電極、６はＩｎＰ基板、７はＩｎＰバッファー層、８
は不純物拡散領域である。ここで、１及び２は図４と同
一符号を付してあり、２及び４は窓層構造５０を構成し
ている。
図１は本発明に係る化合物半導体受光素子の一実施例を
示す構成断面図である。図１において４はＩｎＰ層、５
は電極、６はＩｎＰ基板、７はＩｎＰバッファー層、８
は不純物拡散領域である。ここで、１及び２は図４と同
一符号を付してあり、２及び４は窓層構造５０を構成し
ている。
【００１１】ＩｎＰ基板６の上にはＩｎＰバッファー層
７が形成され、ＩｎＰバッファー層７の上にはＧａＩｎ
Ａｓ層１が形成される。また、ＧａＩｎＡｓ層１の上に
はＩｎＡｓＰ層２が形成され、ＩｎＡｓＰ層２の上には
ＩｎＰ層４が非常に薄く形成される。さらに、ＩｎＰ層
４の上には電極５等が形成される。
７が形成され、ＩｎＰバッファー層７の上にはＧａＩｎ
Ａｓ層１が形成される。また、ＧａＩｎＡｓ層１の上に
はＩｎＡｓＰ層２が形成され、ＩｎＡｓＰ層２の上には
ＩｎＰ層４が非常に薄く形成される。さらに、ＩｎＰ層
４の上には電極５等が形成される。
【００１２】不純物拡散領域８には、例えば、ＳｉＯ2
のような誘電体膜をマスクとして用い、不純物としてｐ
形ドーパントであるＺｎを熱拡散させてあり、図１中破
線に示すようなｐｎ接合が形成される。
のような誘電体膜をマスクとして用い、不純物としてｐ
形ドーパントであるＺｎを熱拡散させてあり、図１中破
線に示すようなｐｎ接合が形成される。
【００１３】このような熱拡散プロセスにおいて、窓層
構造５０の表面はＩｎＰ層４で覆われており、結晶表面
におけるＶ族元素はＰの１種類だけであるので、Ｖ族元
素Ｐを含む気体を適当な蒸気圧で結晶表面にかけてやる
だけで容易に結晶表面の損傷を防止することができる。
構造５０の表面はＩｎＰ層４で覆われており、結晶表面
におけるＶ族元素はＰの１種類だけであるので、Ｖ族元
素Ｐを含む気体を適当な蒸気圧で結晶表面にかけてやる
だけで容易に結晶表面の損傷を防止することができる。
【００１４】この結果、化合物半導体受光素子の窓層構
造の最上部に１種類のＶ族元素を含む半導体結晶層を設
けることにより、結晶表面の損傷を容易に防止すること
が可能になる。また、受光素子特性の暗電流の増加を防
止することも可能になる。
造の最上部に１種類のＶ族元素を含む半導体結晶層を設
けることにより、結晶表面の損傷を容易に防止すること
が可能になる。また、受光素子特性の暗電流の増加を防
止することも可能になる。
【００１５】また、図２は本発明に係る化合物半導体受
光素子の他の実施例を示す構成断面図である。図２にお
いて５ａは電極、９はＩｎＧａＡｓＰオーミックコンタ
クト層であり、１，２，４及び６〜８は図１と同一符号
を付してある。また、２，４及び９は窓層構造５０ａを
構成している。
光素子の他の実施例を示す構成断面図である。図２にお
いて５ａは電極、９はＩｎＧａＡｓＰオーミックコンタ
クト層であり、１，２，４及び６〜８は図１と同一符号
を付してある。また、２，４及び９は窓層構造５０ａを
構成している。
【００１６】構造に関しては図１に示す実施例とほぼ同
様であり、異なる点はＩｎＡｓＰ層２とＩｎＰ層４との
間にＩｎＧａＡｓＰオーミックコンタクト層９が形成さ
れ、電極５ａがＩｎＧａＡｓＰオーミックコンタクト層
９に接続される点である。
様であり、異なる点はＩｎＡｓＰ層２とＩｎＰ層４との
間にＩｎＧａＡｓＰオーミックコンタクト層９が形成さ
れ、電極５ａがＩｎＧａＡｓＰオーミックコンタクト層
９に接続される点である。
【００１７】また、図３は光伝導型受光素子に窓層構造
５０を応用した場合の構成断面図である。図３において
５ｂは電極、８ａは不純物拡散領域、１０は半絶縁性Ｉ
ｎＰ基板であり、１，２，４，７及び５０は図１と同一
符号を付してある。
５０を応用した場合の構成断面図である。図３において
５ｂは電極、８ａは不純物拡散領域、１０は半絶縁性Ｉ
ｎＰ基板であり、１，２，４，７及び５０は図１と同一
符号を付してある。
【００１８】構造に関しては図１に示す実施例とほぼ同
様であり、異なる点は半絶縁性ＩｎＰ基板１０上のそれ
ぞれの層が形成され、不純物拡散領域８ａが２つある点
である。但し、光伝導型受光素子の窓層構造５０の場
合、不純物拡散を行うのはｐｎ接合を形成するためでは
なく、電極形成のための高キャリア濃度領域を形成する
ためである。
様であり、異なる点は半絶縁性ＩｎＰ基板１０上のそれ
ぞれの層が形成され、不純物拡散領域８ａが２つある点
である。但し、光伝導型受光素子の窓層構造５０の場
合、不純物拡散を行うのはｐｎ接合を形成するためでは
なく、電極形成のための高キャリア濃度領域を形成する
ためである。
【００１９】図２及び図３の実施例及び応用例では図１
に示す実施例と同様に熱拡散プロセスにおいて、窓層構
造５０若しくは５０ａの表面はＩｎＰ層４で覆われてお
り、結晶表面におけるＶ族元素はＰの１種類だけである
ので、Ｖ族元素Ｐを含む気体を適当な蒸気圧で結晶表面
にかけてやるだけで容易に結晶表面の損傷を防止するこ
とができる。
に示す実施例と同様に熱拡散プロセスにおいて、窓層構
造５０若しくは５０ａの表面はＩｎＰ層４で覆われてお
り、結晶表面におけるＶ族元素はＰの１種類だけである
ので、Ｖ族元素Ｐを含む気体を適当な蒸気圧で結晶表面
にかけてやるだけで容易に結晶表面の損傷を防止するこ
とができる。
【００２０】なお、ＩｎＰ層４のバンドギャップはＩｎ
ＡｓＰ層２のバンドギャップよりも大きいので、窓層構
造５０にＩｎＰ層４を設けたことによる光吸収の増加に
起因する受光感度の低下が生じない。
ＡｓＰ層２のバンドギャップよりも大きいので、窓層構
造５０にＩｎＰ層４を設けたことによる光吸収の増加に
起因する受光感度の低下が生じない。
【００２１】また、ＩｎＰ層４の格子不整合が大きい場
合には、ＩｎＰ層４の膜厚を、例えば５０ｎｍ程度と、
非常に薄くすることにより、格子不整合に起因する結晶
欠陥の発生が低減される。
合には、ＩｎＰ層４の膜厚を、例えば５０ｎｍ程度と、
非常に薄くすることにより、格子不整合に起因する結晶
欠陥の発生が低減される。
【００２２】また、図３に示す応用例にオーミックコン
タクト層を形成してももちろん良い。
タクト層を形成してももちろん良い。
【００２３】また、本願発明の受光素子の窓層構造は熱
拡散による不純物添加のみに係わらず、イオン注入とそ
の後のキャリア活性化の加熱工程を含むプロセスによる
不純物添加を用いて製造される素子にも適用することは
可能である。
拡散による不純物添加のみに係わらず、イオン注入とそ
の後のキャリア活性化の加熱工程を含むプロセスによる
不純物添加を用いて製造される素子にも適用することは
可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。化合物半導体受
光素子の窓層構造の最上部に１種類のＶ族元素を含む半
導体結晶層を設けることにより、結晶表面の損傷を容易
に防止することが可能な化合物半導体受光素子が実現で
きる。
本発明によれば次のような効果がある。化合物半導体受
光素子の窓層構造の最上部に１種類のＶ族元素を含む半
導体結晶層を設けることにより、結晶表面の損傷を容易
に防止することが可能な化合物半導体受光素子が実現で
きる。
【図１】本発明に係る化合物半導体受光素子の一実施例
を示す構成断面図である。
を示す構成断面図である。
【図２】本発明に係る化合物半導体受光素子の他の実施
例を示す構成断面図である。
例を示す構成断面図である。
【図３】光伝導型受光素子に窓層構造を応用した場合の
構成断面図である。
構成断面図である。
【図４】従来の化合物半導体近赤外受光素子の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ ＧａＩｎＡｓ層 ２ ＩｎＡｓＰ層 ３ ＧａＩｎＡｓＰ層 ４ ＩｎＰ層 ５，５ａ，５ｂ 電極 ６ ＩｎＰ基板 ７ ＩｎＰバッファー層 ８，８ａ 不純物拡散領域 ９ ＩｎＧａＡｓＰオーミックコンタクト層 １０ 半絶縁性ＩｎＰ基板 ５０，５０ａ 窓層構造
Claims (1)
- 【請求項１】III −Ｖ族化合物半導体材料を用いた近赤
外受光素子において、 基板上に形成される光吸収層と、 この光吸収層の上に形成され窓層として機能する２種類
以上のＶ族元素を含む第１の半導体結晶層と、 この第１の半導体結晶層の上に形成され前記第１の半導
体結晶層と共に窓層構造を構成する１種類のＶ族元素を
含む第２の半導体結晶層とを備えたことを特徴とする化
合物半導体近赤外受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169539A JPH0923021A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 化合物半導体近赤外受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169539A JPH0923021A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 化合物半導体近赤外受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0923021A true JPH0923021A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15888370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7169539A Withdrawn JPH0923021A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 化合物半導体近赤外受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0923021A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023233721A1 (ja) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP7169539A patent/JPH0923021A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023233721A1 (ja) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040816 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050830 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20051024 |