JPH10261813A - 長波長受光素子用基板及びエピタキシャルウエハ - Google Patents
長波長受光素子用基板及びエピタキシャルウエハInfo
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- JPH10261813A JPH10261813A JP9066238A JP6623897A JPH10261813A JP H10261813 A JPH10261813 A JP H10261813A JP 9066238 A JP9066238 A JP 9066238A JP 6623897 A JP6623897 A JP 6623897A JP H10261813 A JPH10261813 A JP H10261813A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長波長受光素子に適用するときに暗電流を抑
制できる基板を高い歩留りで提供可能とするＳドープＩ
ｎＰ基板、及び、該基板を用いたエピタキシャルウエハ
を提供しようとするものである。 【解決手段】 ＬＥＣ法で製造した長波長受光素子用の
ＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃度
が５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．３以上
のものを用いるか、ＶＣＺ法で製造した長波長受光素子
用のＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア
濃度が３．５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが
０．４以上のものを用いた長波長受光素子用基板、及
び、該基板を用いた長波長受光素子用エピタキシャルウ
エハである。
制できる基板を高い歩留りで提供可能とするＳドープＩ
ｎＰ基板、及び、該基板を用いたエピタキシャルウエハ
を提供しようとするものである。 【解決手段】 ＬＥＣ法で製造した長波長受光素子用の
ＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃度
が５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．３以上
のものを用いるか、ＶＣＺ法で製造した長波長受光素子
用のＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア
濃度が３．５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが
０．４以上のものを用いた長波長受光素子用基板、及
び、該基板を用いた長波長受光素子用エピタキシャルウ
エハである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、長波長受光素子に
用いるＳドープＩｎＰ基板及び該基板上に成長させたエ
ピタキシャルウエハに関する。
用いるＳドープＩｎＰ基板及び該基板上に成長させたエ
ピタキシャルウエハに関する。
【０００２】
【従来の技術】長波長受光素子として、ｎ+ 型ＩｎＰ基
板上にｎ型ＩｎＰバッファ層、ｎ- 型ＧａＩｎＡｓ受光
層、ｎ型ＩｎＰ窓層を順次形成したものが知られている
（ELECTRONICS, LETTERS 3rd March 1988 Vol.24, No.
5, p252参照）。
板上にｎ型ＩｎＰバッファ層、ｎ- 型ＧａＩｎＡｓ受光
層、ｎ型ＩｎＰ窓層を順次形成したものが知られている
（ELECTRONICS, LETTERS 3rd March 1988 Vol.24, No.
5, p252参照）。
【０００３】そして、受光素子用のＩｎＰ基板は、Ｓを
ドーピングした基板で、キャリア濃度が１×１０19ｃｍ
-3以下のものが使用されている。また、ヒューバーエッ
チャントによるエッチピット密度についても、５０００
ｃｍ-2以下のものが用いられている。Ｓをドーピングし
たＩｎＰ結晶中のキャリア濃度と欠陥密度の間には、キ
ャリア濃度を高くすれば欠陥密度が下がるという、いわ
ゆる不純物硬化が知られている。
ドーピングした基板で、キャリア濃度が１×１０19ｃｍ
-3以下のものが使用されている。また、ヒューバーエッ
チャントによるエッチピット密度についても、５０００
ｃｍ-2以下のものが用いられている。Ｓをドーピングし
たＩｎＰ結晶中のキャリア濃度と欠陥密度の間には、キ
ャリア濃度を高くすれば欠陥密度が下がるという、いわ
ゆる不純物硬化が知られている。
【０００４】ところで、基板に用いるＩｎＰ単結晶は一
般的にＬＥＣ法で製造される。ＬＥＣ法は、ＩｎＰ多結
晶原料をるつぼに入れ、Ｂ2 Ｏ3 等の液体封止剤で封止
し、これを窒素ガスや不活性ガス等の高圧ガス雰囲気を
保持した高圧容器内にセットしてＰの揮発を防止しなが
ら、原料を抵抗加熱で加熱融解する。この融液に種結晶
を浸漬し、るつぼと種結晶を回転させながら種結晶を引
き上げることによりＩｎＰ単結晶を製造するものであ
る。
般的にＬＥＣ法で製造される。ＬＥＣ法は、ＩｎＰ多結
晶原料をるつぼに入れ、Ｂ2 Ｏ3 等の液体封止剤で封止
し、これを窒素ガスや不活性ガス等の高圧ガス雰囲気を
保持した高圧容器内にセットしてＰの揮発を防止しなが
ら、原料を抵抗加熱で加熱融解する。この融液に種結晶
を浸漬し、るつぼと種結晶を回転させながら種結晶を引
き上げることによりＩｎＰ単結晶を製造するものであ
る。
【０００５】また、ＶＣＺ法は、Ｐガスを印加した雰囲
気とすることにより、低温度勾配下で単結晶成長を可能
にした製造方法でた、ＬＥＣ法より低い欠陥密度の単結
晶を製造することができる。
気とすることにより、低温度勾配下で単結晶成長を可能
にした製造方法でた、ＬＥＣ法より低い欠陥密度の単結
晶を製造することができる。
【０００６】ＬＥＣ法で受光素子用のＳをドーピングし
たＩｎＰ基板を製造するときには、キャリア濃度とエッ
チピットの関係を考慮して、成長開始直後のキャリア濃
度が４×１０18ｃｍ-3となるように、Ｓのるつぼへのチ
ャージ量を決めている。これは偏析現象の関係で２イン
チ加工ができる部分の最後部のキャリア濃度が１×１０
19ｃｍ-3となり、最も効率的に製品を製造できるからで
ある。
たＩｎＰ基板を製造するときには、キャリア濃度とエッ
チピットの関係を考慮して、成長開始直後のキャリア濃
度が４×１０18ｃｍ-3となるように、Ｓのるつぼへのチ
ャージ量を決めている。これは偏析現象の関係で２イン
チ加工ができる部分の最後部のキャリア濃度が１×１０
19ｃｍ-3となり、最も効率的に製品を製造できるからで
ある。
【０００７】一方、受光素子用基板の光吸収の度合いを
少なくし、Ｓのエピタキシャル層への拡散を低減するた
めに、同じ欠陥密度でキャリア濃度の低い基板のニーズ
が高まっている。ＶＣＺ法は、このニーズに対応するた
め、成長開始直後のキャリア濃度が３×１０18ｃｍ-3と
なるようにＳのるつぼへのチャージ量を決めている。
少なくし、Ｓのエピタキシャル層への拡散を低減するた
めに、同じ欠陥密度でキャリア濃度の低い基板のニーズ
が高まっている。ＶＣＺ法は、このニーズに対応するた
め、成長開始直後のキャリア濃度が３×１０18ｃｍ-3と
なるようにＳのるつぼへのチャージ量を決めている。
【０００８】しかし、上記の製造方法では、ウエハ周辺
部に結晶欠陥が入りやすく、該周辺部における暗電流が
高いため、受光素子用基板を採取する歩留りが低下する
という問題があった。
部に結晶欠陥が入りやすく、該周辺部における暗電流が
高いため、受光素子用基板を採取する歩留りが低下する
という問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記の問題を解消し、長波長受光素子に適用するときに暗
電流を抑制できる基板を高い歩留りで提供可能とするＳ
ドープＩｎＰ基板、及び、該基板を用いたエピタキシャ
ルウエハを提供しようとするものである。
記の問題を解消し、長波長受光素子に適用するときに暗
電流を抑制できる基板を高い歩留りで提供可能とするＳ
ドープＩｎＰ基板、及び、該基板を用いたエピタキシャ
ルウエハを提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成を
採用することにより、上記の課題の解決に成功したもの
である。 (1) ＬＥＣ法で製造した長波長受光素子用のＳドープＩ
ｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃度が５×１０
18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．３以上のものを用
いたことを特徴とする長波長受光素子用基板。
採用することにより、上記の課題の解決に成功したもの
である。 (1) ＬＥＣ法で製造した長波長受光素子用のＳドープＩ
ｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃度が５×１０
18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．３以上のものを用
いたことを特徴とする長波長受光素子用基板。
【００１１】(2) ＬＥＣ法で製造した長波長受光素子用
のＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃
度が６×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．５以
上のものを用いたことを特徴とする長波長受光素子用基
板。
のＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃
度が６×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．５以
上のものを用いたことを特徴とする長波長受光素子用基
板。
【００１２】(3) ＶＣＺ法で製造した長波長受光素子用
のＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃
度が３．５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．
４以上のものを用いたことを特徴とする長波長受光素子
用基板。
のＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃
度が３．５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．
４以上のものを用いたことを特徴とする長波長受光素子
用基板。
【００１３】(4) 上記(1) 〜(3) のいずれか１つに記載
の長波長受光素子用基板の上に、キャリア濃度が１×１
０14〜１×１０18ｃｍ-3で、厚みが０．１〜５．０μｍ
のＩｎＰバッファ層、キャリア濃度が１×１０14〜１×
１０17ｃｍ-3で、厚みが１〜６μｍのＩｎＧａＡｓ受光
層、及び、キャリア濃度が１×１０14〜１×１０18ｃｍ
-3で、厚みが０．０１〜６．０μｍのＩｎＰ窓層を順次
積層してなることを特徴とする長波長受光素子用エピタ
キシャルウエハ。
の長波長受光素子用基板の上に、キャリア濃度が１×１
０14〜１×１０18ｃｍ-3で、厚みが０．１〜５．０μｍ
のＩｎＰバッファ層、キャリア濃度が１×１０14〜１×
１０17ｃｍ-3で、厚みが１〜６μｍのＩｎＧａＡｓ受光
層、及び、キャリア濃度が１×１０14〜１×１０18ｃｍ
-3で、厚みが０．０１〜６．０μｍのＩｎＰ窓層を順次
積層してなることを特徴とする長波長受光素子用エピタ
キシャルウエハ。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１はＬＥＣ法でＳドープＩｎＰ
単結晶を製造する装置の概念図である。この装置は、下
軸に支持されたルツボにドーパントのＳ及びＩｎＰ多結
晶原料を投入し、その上に液体封止剤のＢ2 Ｏ3 を入
れ、ヒータで加熱してこれらを溶融して液体封止剤で原
料融液を覆い、上軸で支持された種結晶を原料融液に浸
漬した後、ＳドープのＩｎＰ単結晶を引き上げるもので
ある。
単結晶を製造する装置の概念図である。この装置は、下
軸に支持されたルツボにドーパントのＳ及びＩｎＰ多結
晶原料を投入し、その上に液体封止剤のＢ2 Ｏ3 を入
れ、ヒータで加熱してこれらを溶融して液体封止剤で原
料融液を覆い、上軸で支持された種結晶を原料融液に浸
漬した後、ＳドープのＩｎＰ単結晶を引き上げるもので
ある。
【００１５】ＬＥＣ法でＳドープＩｎＰ単結晶を製造す
るとき、結晶欠陥を低減するために、Ｓを高濃度で添加
する。一方、長波長受光素子用基板は、キャリア濃度が
１×１０19ｃｍ-3以下の部分が用いられるので、ＬＥＣ
法で成長開始直後のキャリア濃度が４×１０18ｃｍ-3に
なるように、Ｓのチャージ量を調整することが好まし
い。このキャリア濃度を３×１０18ｃｍ-3まで下げると
Ｓの不純物硬化現象が薄れ、濃度が低い部分で結晶欠陥
が多くなり、エッチピット密度が５０００ｃｍ-2を超え
るので、長波長受光素子用基板として使用できなくな
る。
るとき、結晶欠陥を低減するために、Ｓを高濃度で添加
する。一方、長波長受光素子用基板は、キャリア濃度が
１×１０19ｃｍ-3以下の部分が用いられるので、ＬＥＣ
法で成長開始直後のキャリア濃度が４×１０18ｃｍ-3に
なるように、Ｓのチャージ量を調整することが好まし
い。このキャリア濃度を３×１０18ｃｍ-3まで下げると
Ｓの不純物硬化現象が薄れ、濃度が低い部分で結晶欠陥
が多くなり、エッチピット密度が５０００ｃｍ-2を超え
るので、長波長受光素子用基板として使用できなくな
る。
【００１６】図４は、ＬＥＣ法で成長開始直後のキャリ
ア濃度が４×１０18ｃｍ-3になるようにＳのチャージ量
を調整して単結晶を引き上げたときの、固化率とキャリ
ア濃度の関係を示した図である。図５は、それぞれの固
化率（Ｘ／Ｌ）に対応してウエハを切りだし、該ウエハ
のキャリア濃度を測定し、かつ、該ウエハを基板として
用いてピンフォトダイオードを作製し、該ピンフォトダ
イオードの電流−電圧曲線を求めて−５Ｖの電圧を印加
したときの電流を測定して暗電流とし、暗電流が１００
ｐＡ以下の良品（○）と１ｎＡ以下の不良品（×）の基
板を区別してグラフ化したものである。
ア濃度が４×１０18ｃｍ-3になるようにＳのチャージ量
を調整して単結晶を引き上げたときの、固化率とキャリ
ア濃度の関係を示した図である。図５は、それぞれの固
化率（Ｘ／Ｌ）に対応してウエハを切りだし、該ウエハ
のキャリア濃度を測定し、かつ、該ウエハを基板として
用いてピンフォトダイオードを作製し、該ピンフォトダ
イオードの電流−電圧曲線を求めて−５Ｖの電圧を印加
したときの電流を測定して暗電流とし、暗電流が１００
ｐＡ以下の良品（○）と１ｎＡ以下の不良品（×）の基
板を区別してグラフ化したものである。
【００１７】図２は、ＶＣＺ法でＳドープＩｎＰ単結晶
を製造する装置の概念図である。この装置は、図１の装
置に対して、燐ガス圧を保持できる成長室を設け、該成
長室内に下軸に支持されたルツボを配置し、その中にド
ーパントのＳ及びＩｎＰ多結晶原料を投入し、その上に
液体封止剤のＢ2 Ｏ3 を入れ、ヒータで加熱してこれら
を溶融して液体封止剤で原料融液を覆い、成長室を貫通
する上軸で支持された種結晶を原料融液に浸漬し、燐ガ
ス雰囲気の下でＳドープのＩｎＰ単結晶を引き上げるも
のである。成長室内に燐を収容して専用のヒータを設け
て燐ガス圧を維持するようにしてもよい。
を製造する装置の概念図である。この装置は、図１の装
置に対して、燐ガス圧を保持できる成長室を設け、該成
長室内に下軸に支持されたルツボを配置し、その中にド
ーパントのＳ及びＩｎＰ多結晶原料を投入し、その上に
液体封止剤のＢ2 Ｏ3 を入れ、ヒータで加熱してこれら
を溶融して液体封止剤で原料融液を覆い、成長室を貫通
する上軸で支持された種結晶を原料融液に浸漬し、燐ガ
ス雰囲気の下でＳドープのＩｎＰ単結晶を引き上げるも
のである。成長室内に燐を収容して専用のヒータを設け
て燐ガス圧を維持するようにしてもよい。
【００１８】ＶＣＺ法でＳドープＩｎＰ単結晶を製造す
るとき、キャリア濃度を低減しても結晶欠陥の低い結晶
が得られるため、成長開始直後のキャリア濃度が３×１
０18ｃｍ-3となるようにＳのチャージ量を調節すればよ
い。図４には、ＶＣＺ法で成長開始直後のキャリア濃度
が３×１０18ｃｍ-3になるようにＳのチャージ量を調整
して単結晶を引き上げたときの、固化率とＳ濃度の関係
も併記した。
るとき、キャリア濃度を低減しても結晶欠陥の低い結晶
が得られるため、成長開始直後のキャリア濃度が３×１
０18ｃｍ-3となるようにＳのチャージ量を調節すればよ
い。図４には、ＶＣＺ法で成長開始直後のキャリア濃度
が３×１０18ｃｍ-3になるようにＳのチャージ量を調整
して単結晶を引き上げたときの、固化率とＳ濃度の関係
も併記した。
【００１９】本発明の長波長受光素子用エピタキシャル
ウエハは、上記のＳドープ単結晶から切りだした基板上
にＩｎＰバッファ層、ＩｎＧａＡｓ受光層及びＩｎＰ窓
層を順次積層したものである。
ウエハは、上記のＳドープ単結晶から切りだした基板上
にＩｎＰバッファ層、ＩｎＧａＡｓ受光層及びＩｎＰ窓
層を順次積層したものである。
【００２０】図３は、上記の基板上にクロライドＶＰＥ
法により長波長受光素子用エピタキシャルウエハを成長
する装置の概念図である。成長炉は横型で反応管の上流
側を２室に分離し、上室をＩｎＧａＡｓエピタキシャル
成長室、下室をＩｎＰエピタキシャル成長室とし、さら
に、上室はＧａ金属のボートとＩｎ金属のボートをそれ
ぞれ載置する室に分離し、それぞれのボート上にＨ2 と
ＡｓＣｌ3 の混合ガスを供給する供給系を反応管の上流
端部に接続した。下室にはＩｎ金属のボートを載置し、
該ボート上にＨ2 とＰＣｌ3 の混合ガスを供給する供給
系を反応管の上流端部に接続した。反応管の下流側には
ＩｎＰ基板を配置し、基板の支持手段を駆動して基板を
ＩｎＧａＡｓ成長室とＩｎＰ成長室の間を移動可能とし
た。そして、反応管の周囲には、基板を成長温度に保持
するヒータと、Ｇａ金属及びＩｎ金属を加熱溶融するヒ
ータを設けた。
法により長波長受光素子用エピタキシャルウエハを成長
する装置の概念図である。成長炉は横型で反応管の上流
側を２室に分離し、上室をＩｎＧａＡｓエピタキシャル
成長室、下室をＩｎＰエピタキシャル成長室とし、さら
に、上室はＧａ金属のボートとＩｎ金属のボートをそれ
ぞれ載置する室に分離し、それぞれのボート上にＨ2 と
ＡｓＣｌ3 の混合ガスを供給する供給系を反応管の上流
端部に接続した。下室にはＩｎ金属のボートを載置し、
該ボート上にＨ2 とＰＣｌ3 の混合ガスを供給する供給
系を反応管の上流端部に接続した。反応管の下流側には
ＩｎＰ基板を配置し、基板の支持手段を駆動して基板を
ＩｎＧａＡｓ成長室とＩｎＰ成長室の間を移動可能とし
た。そして、反応管の周囲には、基板を成長温度に保持
するヒータと、Ｇａ金属及びＩｎ金属を加熱溶融するヒ
ータを設けた。
【００２１】エピタキシャル成長は、まず、ＩｎＰ基板
をＩｎＰ成長室に配置してヒータで基板を加熱しなが
ら、反応管の上流側からＰＣｌ3 を水素キャリアガスと
ともに供給し、基板表面の酸化膜等を除去する。そし
て、上流側のヒータでＩｎ金属を加熱溶融し、上記のＰ
Ｃｌ3 及び水素の混合ガスを下室のＩｎ金属上に供給し
てＩｎと反応させ、ＩｎＣｌとＰ4 を発生させ、ＩｎＰ
基板上にＩｎＰバッファ層を成長する。
をＩｎＰ成長室に配置してヒータで基板を加熱しなが
ら、反応管の上流側からＰＣｌ3 を水素キャリアガスと
ともに供給し、基板表面の酸化膜等を除去する。そし
て、上流側のヒータでＩｎ金属を加熱溶融し、上記のＰ
Ｃｌ3 及び水素の混合ガスを下室のＩｎ金属上に供給し
てＩｎと反応させ、ＩｎＣｌとＰ4 を発生させ、ＩｎＰ
基板上にＩｎＰバッファ層を成長する。
【００２２】次いで、基板をＩｎＧａＡｓ成長室に移動
し、上室のＧａ金属及びＩｎ金属上にＡｓＣｌ3 及び水
素の混合ガスを供給してＧａ及びＩｎとそれぞれ反応さ
せ、ＧａＣｌ、ＩｎＣｌ及びＡｓ4 を発生させ、ＩｎＰ
基板のＩｎＰバッファ層の上にＩｎＧａＡｓ受光層を成
長する。
し、上室のＧａ金属及びＩｎ金属上にＡｓＣｌ3 及び水
素の混合ガスを供給してＧａ及びＩｎとそれぞれ反応さ
せ、ＧａＣｌ、ＩｎＣｌ及びＡｓ4 を発生させ、ＩｎＰ
基板のＩｎＰバッファ層の上にＩｎＧａＡｓ受光層を成
長する。
【００２３】その後、基板をＩｎＰ成長室に再び移動
し、下室のＩｎ金属上にＰＣｌ3 及び水素の混合ガスを
供給してＩｎと反応させ、ＩｎＣｌ及びＰ4 を発生さ
せ、ＩｎＰ基板のＩｎＧａＡｓ受光層の上にＩｎＰ窓層
を成長し、次いで、ヒーターを止めて室温まで降温す
る。
し、下室のＩｎ金属上にＰＣｌ3 及び水素の混合ガスを
供給してＩｎと反応させ、ＩｎＣｌ及びＰ4 を発生さ
せ、ＩｎＰ基板のＩｎＧａＡｓ受光層の上にＩｎＰ窓層
を成長し、次いで、ヒーターを止めて室温まで降温す
る。
【００２４】
【実施例】 〔実施例１〕基板は、ＬＥＣ法で成長したＳドープＩｎ
Ｐバルク単結晶から、固化率０．１〜０．９の範囲から
切り出したキャリア濃度４〜８×１０18ｃｍ-3の４５枚
のウエハ、及び、ＶＣＺ法で成長したＳドープＩｎＰバ
ルク単結晶から、固化率０．１〜０．７の範囲から切り
出したキャリア濃度３〜５．５×１０18ｃｍ-3の４９枚
のウエハを用い、該ウエハを基板としてＩｎＰバッファ
層、ＩｎＧａＡｓ受光層及びＩｎＰ窓層からなる長波長
受光素子用エピタキシャルウエハを作製した。
Ｐバルク単結晶から、固化率０．１〜０．９の範囲から
切り出したキャリア濃度４〜８×１０18ｃｍ-3の４５枚
のウエハ、及び、ＶＣＺ法で成長したＳドープＩｎＰバ
ルク単結晶から、固化率０．１〜０．７の範囲から切り
出したキャリア濃度３〜５．５×１０18ｃｍ-3の４９枚
のウエハを用い、該ウエハを基板としてＩｎＰバッファ
層、ＩｎＧａＡｓ受光層及びＩｎＰ窓層からなる長波長
受光素子用エピタキシャルウエハを作製した。
【００２５】まず、上記の基板を成長装置のＩｎＰ成長
室に置き、基板を約７００℃に加熱し、ＰＣｌ3 液中に
水素ガスを導入してバブリングさせ、流量１００ｓｃｃ
ｍのＰＣｌ3 ガスと流量１０００ｓｃｃｍの水素ガスを
ＩｎＰ成長室に供給して基板上の酸化物を除去した。
室に置き、基板を約７００℃に加熱し、ＰＣｌ3 液中に
水素ガスを導入してバブリングさせ、流量１００ｓｃｃ
ｍのＰＣｌ3 ガスと流量１０００ｓｃｃｍの水素ガスを
ＩｎＰ成長室に供給して基板上の酸化物を除去した。
【００２６】そして、成長室を約８００℃に加熱してＩ
ｎＰ成長室のＩｎ金属を溶融し、該溶融金属上に流量１
００ｓｃｃｍのＰＣｌ3 ガスと流量１０００ｓｃｃｍの
水素ガスを供給してＩｎと反応させ、ＩｎＣｌ及びＰ4
を発生させて基板上に移送し、２０分間かけてＩｎＰバ
ッファ層を成長させた。
ｎＰ成長室のＩｎ金属を溶融し、該溶融金属上に流量１
００ｓｃｃｍのＰＣｌ3 ガスと流量１０００ｓｃｃｍの
水素ガスを供給してＩｎと反応させ、ＩｎＣｌ及びＰ4
を発生させて基板上に移送し、２０分間かけてＩｎＰバ
ッファ層を成長させた。
【００２７】次いで、該基板をＩｎＧａＡｓ成長室に移
動し、ＩｎＧａＡｓ成長室のＩｎ溶融金属上に流量１０
００ｓｃｃｍのＡｓＣｌ3 ガス、Ｇａ溶融金属上に流量
１００ｓｃｃｍのＡｓＣｌ3 ガス、及び、流量１０００
ｓｃｃｍの水素ガスを供給して反応させ、ＩｎＣｌ、Ｇ
ａＣｌ、及びＡｓ4 を発生させて基板上に移送し、３０
分間かけてＩｎＰバッファ層上にＩｎＧａＡｓ受光層を
成長させた。
動し、ＩｎＧａＡｓ成長室のＩｎ溶融金属上に流量１０
００ｓｃｃｍのＡｓＣｌ3 ガス、Ｇａ溶融金属上に流量
１００ｓｃｃｍのＡｓＣｌ3 ガス、及び、流量１０００
ｓｃｃｍの水素ガスを供給して反応させ、ＩｎＣｌ、Ｇ
ａＣｌ、及びＡｓ4 を発生させて基板上に移送し、３０
分間かけてＩｎＰバッファ層上にＩｎＧａＡｓ受光層を
成長させた。
【００２８】さらに、該基板をＩｎＰ成長室に再び移動
し、ＩｎＰ成長室のＩｎ溶融金属上に流量１００ｓｃｃ
ｍのＰＣｌ3 ガスと流量１０００ｓｃｃｍの水素ガスを
供給して反応させ、ＩｎＣｌ及びＰ4 を発生させて基板
上に移送し、２０分間かけてＩｎＧａＡｓ受光層上にＩ
ｎＰ窓層を成長させた。その後、ヒータを止めて室温ま
で冷却した。
し、ＩｎＰ成長室のＩｎ溶融金属上に流量１００ｓｃｃ
ｍのＰＣｌ3 ガスと流量１０００ｓｃｃｍの水素ガスを
供給して反応させ、ＩｎＣｌ及びＰ4 を発生させて基板
上に移送し、２０分間かけてＩｎＧａＡｓ受光層上にＩ
ｎＰ窓層を成長させた。その後、ヒータを止めて室温ま
で冷却した。
【００２９】成長装置から取り出したエピタキシャルウ
エハは、全ての基板において、膜厚２μｍのＩｎＰバッ
ファ層、３．５μｍのＩｎＧａＡｓ受光層、及び、１．
８μｍのＩｎＰ窓層からなるエピタキシャル膜が形成さ
れた。
エハは、全ての基板において、膜厚２μｍのＩｎＰバッ
ファ層、３．５μｍのＩｎＧａＡｓ受光層、及び、１．
８μｍのＩｎＰ窓層からなるエピタキシャル膜が形成さ
れた。
【００３０】上記のエピタキシャルウエハから２００μ
ｍ径の窓を有するピンフォトダイオードを作製し、該ピ
ンフォトダイオードの電流−電圧曲線を求めて、−５Ｖ
の電圧を印加したときの電流を測定して暗電流とした。
この暗電流が１００ｐＡ以下のものを良品（○）、１ｎ
Ａ以上のものを不良品（×）と定義し、ＩｎＰ基板のキ
ャリア濃度、固化率（Ｘ／Ｌ）及び暗電流との相関を調
べた。
ｍ径の窓を有するピンフォトダイオードを作製し、該ピ
ンフォトダイオードの電流−電圧曲線を求めて、−５Ｖ
の電圧を印加したときの電流を測定して暗電流とした。
この暗電流が１００ｐＡ以下のものを良品（○）、１ｎ
Ａ以上のものを不良品（×）と定義し、ＩｎＰ基板のキ
ャリア濃度、固化率（Ｘ／Ｌ）及び暗電流との相関を調
べた。
【００３１】図５は、ＬＥＣ法で成長させた基板のキャ
リア濃度及び固化率（Ｘ／Ｌ）の関係に暗電流の評価を
加えて図示したものである。図５から明らかなように、
ＬＥＣ法の基板から得たウエハは、キャリア濃度が５×
１０18ｃｍ-3以上で、固化率が０．３以上、好ましくは
キャリア濃度が６×１０18ｃｍ-3以上で、固化率が０．
５以上のものが暗電流の低い良好なものであることが分
かる。
リア濃度及び固化率（Ｘ／Ｌ）の関係に暗電流の評価を
加えて図示したものである。図５から明らかなように、
ＬＥＣ法の基板から得たウエハは、キャリア濃度が５×
１０18ｃｍ-3以上で、固化率が０．３以上、好ましくは
キャリア濃度が６×１０18ｃｍ-3以上で、固化率が０．
５以上のものが暗電流の低い良好なものであることが分
かる。
【００３２】図６は、ＶＣＺ法で成長させた基板のキャ
リア濃度及び固化率（Ｘ／Ｌ）と暗電流の関係を図示し
たものである。図６より明らかなように、ＶＣＺ法で得
たウエハは、キャリア濃度が３．５×１０18ｃｍ-3以上
で、固化率が０．４以上の領域で暗電流の低い良好なフ
ォトダイオードが得られた。また、この暗電流の良否
は、上記の３層構造のエピタキシャルウエハだけでな
く、その上にＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等のコンタ
クト層を形成したエピタキシャルウエハにおいても同様
であった。
リア濃度及び固化率（Ｘ／Ｌ）と暗電流の関係を図示し
たものである。図６より明らかなように、ＶＣＺ法で得
たウエハは、キャリア濃度が３．５×１０18ｃｍ-3以上
で、固化率が０．４以上の領域で暗電流の低い良好なフ
ォトダイオードが得られた。また、この暗電流の良否
は、上記の３層構造のエピタキシャルウエハだけでな
く、その上にＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等のコンタ
クト層を形成したエピタキシャルウエハにおいても同様
であった。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用し、Ｓドー
プＩｎＰウエハの使用範囲を固化率とキャリア濃度によ
り選定することにより、暗電流特性の優れた受光素子用
エピタキシャルウエハを容易に提供することが可能にな
った。
プＩｎＰウエハの使用範囲を固化率とキャリア濃度によ
り選定することにより、暗電流特性の優れた受光素子用
エピタキシャルウエハを容易に提供することが可能にな
った。
【図１】ＬＥＣ法でＳドープＩｎＰバルク単結晶を成長
する装置の概念図である。
する装置の概念図である。
【図２】ＶＣＺ法でＳドープＩｎＰバルク単結晶を成長
する装置の概念図である。
する装置の概念図である。
【図３】基板上に受光素子用エピタキシャルウエハを成
長するためのクロライドＶＰＥ装置の概念図である。
長するためのクロライドＶＰＥ装置の概念図である。
【図４】ＬＥＣ法及びＶＣＺ法で得たＳドープＩｎＰバ
ルク単結晶から切りだしたウエハの固化率（Ｘ／Ｌ）と
キャリア濃度の関係を示したグラフである。
ルク単結晶から切りだしたウエハの固化率（Ｘ／Ｌ）と
キャリア濃度の関係を示したグラフである。
【図５】ＬＥＣ法で得たバルク単結晶から切りだしたウ
エハの固化率（Ｘ／Ｌ）とキャリア濃度の関係に暗電流
の評価を加えたグラフである。
エハの固化率（Ｘ／Ｌ）とキャリア濃度の関係に暗電流
の評価を加えたグラフである。
【図６】ＶＣＺ法で得たバルク単結晶から切りだしたウ
エハの固化率（Ｘ／Ｌ）とキャリア濃度の関係に暗電流
の評価を加えたグラフである。
エハの固化率（Ｘ／Ｌ）とキャリア濃度の関係に暗電流
の評価を加えたグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＬＥＣ法で製造した長波長受光素子用の
ＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃度
が５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．３以上
のものを用いたことを特徴とする長波長受光素子用基
板。 - 【請求項２】 ＬＥＣ法で製造した長波長受光素子用の
ＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃度
が６×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．５以上
のものを用いたことを特徴とする長波長受光素子用基
板。 - 【請求項３】 ＶＣＺ法で製造した長波長受光素子用の
ＳドープＩｎＰ基板において、前記基板のキャリア濃度
が３．５×１０18ｃｍ-3以上で、固化率Ｘ／Ｌが０．４
以上のものを用いたことを特徴とする長波長受光素子用
基板。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の長
波長受光素子用基板の上に、キャリア濃度が１×１０14
〜１×１０18ｃｍ-3で、厚みが０．１〜５．０μｍのＩ
ｎＰバッファ層、キャリア濃度が１×１０14〜１×１０
17ｃｍ-3で、厚みが１〜６μｍのＩｎＧａＡｓ受光層、
及び、キャリア濃度が１×１０14〜１×１０18ｃｍ
-3で、厚みが０．０１〜６．０μｍのＩｎＰ窓層を順次
積層してなることを特徴とする長波長受光素子用エピタ
キシャルウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066238A JPH10261813A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 長波長受光素子用基板及びエピタキシャルウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066238A JPH10261813A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 長波長受光素子用基板及びエピタキシャルウエハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261813A true JPH10261813A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13310090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9066238A Pending JPH10261813A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 長波長受光素子用基板及びエピタキシャルウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10261813A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015079763A1 (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 住友電気工業株式会社 | 受光素子 |
| CN109382333A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-02-26 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led外延片的选片方法 |
| WO2023040395A1 (zh) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | 华润微电子（重庆）有限公司 | 一种平面型InP基SPAD及其应用 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9066238A patent/JPH10261813A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015079763A1 (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 住友電気工業株式会社 | 受光素子 |
| JPWO2015079763A1 (ja) * | 2013-11-27 | 2017-03-16 | 住友電気工業株式会社 | 受光素子 |
| CN109382333A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-02-26 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led外延片的选片方法 |
| WO2023040395A1 (zh) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | 华润微电子（重庆）有限公司 | 一种平面型InP基SPAD及其应用 |
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