JPS58115873A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPS58115873A JPS58115873A JP56211249A JP21124981A JPS58115873A JP S58115873 A JPS58115873 A JP S58115873A JP 56211249 A JP56211249 A JP 56211249A JP 21124981 A JP21124981 A JP 21124981A JP S58115873 A JPS58115873 A JP S58115873A
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 21
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L31/08—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
不発ＬＡはアバクンシェフオドダイオード−（以下ＡＰ
Ｄと略す）の改嵐に係り、籍にＡＰＤのチャンネルスト
ッパの構造に関するものである。
Ｄと略す）の改嵐に係り、籍にＡＰＤのチャンネルスト
ッパの構造に関するものである。
（２）技術の背景
今日の光通信技術においては、受信レベルの向上が要求
されている。そのためには受信レベルの大きさを決める
一つのファクターであるＡＰＤの暗電流の低減化が望ま
れる。
されている。そのためには受信レベルの大きさを決める
一つのファクターであるＡＰＤの暗電流の低減化が望ま
れる。
（３）従来従術の問題点
従来のＡＰＩ）のチャンネルストシバは、ガードリング
部からやや離れ−た基板表面付近をｎ 又はｐ＋の高濃
度層で覆うものであった。この理由はｎ＋又はｐ 層か
らなるチャンネルストッパとガードリング部とを接続す
るとチャンネルストッパ部でブレークダウンしてしまう
ためである。しかし、従来のこの構造では、ガードリン
グ部とチャンネルストッパの間に反転層が広がるため、
表面のリークによる暗電流が増大するという欠点が６・
シ、暗電流の下限値は５ないし１０７ｍＡ程度であった
０ （４）発明の目的 本発明の目的は、ＡＰＤのガードリング部外側の基板表
面付近を間隙なくチ°ヤンネルス）ｙパで覆い、しかも
チャンネルストッパ内に濃度差をつけることによｐ１素
子の表面リーク電流を低減し、且つチャンネルストッパ
部でのプレークダクｙを防ぎ、受光部で有効にブレーク
ダウンが起こるようにしたチャンネルメトツバの構造を
提供することにある。
部からやや離れ−た基板表面付近をｎ 又はｐ＋の高濃
度層で覆うものであった。この理由はｎ＋又はｐ 層か
らなるチャンネルストッパとガードリング部とを接続す
るとチャンネルストッパ部でブレークダウンしてしまう
ためである。しかし、従来のこの構造では、ガードリン
グ部とチャンネルストッパの間に反転層が広がるため、
表面のリークによる暗電流が増大するという欠点が６・
シ、暗電流の下限値は５ないし１０７ｍＡ程度であった
０ （４）発明の目的 本発明の目的は、ＡＰＤのガードリング部外側の基板表
面付近を間隙なくチ°ヤンネルス）ｙパで覆い、しかも
チャンネルストッパ内に濃度差をつけることによｐ１素
子の表面リーク電流を低減し、且つチャンネルストッパ
部でのプレークダクｙを防ぎ、受光部で有効にブレーク
ダウンが起こるようにしたチャンネルメトツバの構造を
提供することにある。
（５） 発明の構成
本発明においては、素子のガードリング部外側の基板表
面付近をすべてチャンネルストッパで覆う構造をもつこ
とを特徴とする。このため反転層の発生が抑制され、表
面リーク電流が減少する。
面付近をすべてチャンネルストッパで覆う構造をもつこ
とを特徴とする。このため反転層の発生が抑制され、表
面リーク電流が減少する。
又、ガードリング近傍Ｏチャ／ネルストタパ濃度を基板
濃度よりはやや高いが通常Ｏｎ 又はｐ＋の濃度よりは
低目にすることによｐ１ガードリングとチャンネルスト
ッパ間の接合が傾斜層とな９、耐圧が高くなるためガー
ドリングとチャンネルストッパ間のブレークダウン電圧
よ）４、受光部でのブレークダウン電圧が低くなるよう
にしたｔのである。
濃度よりはやや高いが通常Ｏｎ 又はｐ＋の濃度よりは
低目にすることによｐ１ガードリングとチャンネルスト
ッパ間の接合が傾斜層とな９、耐圧が高くなるためガー
ドリングとチャンネルストッパ間のブレークダウン電圧
よ）４、受光部でのブレークダウン電圧が低くなるよう
にしたｔのである。
（６）発明の実施例
本発明による半導体受光素子の実施例を第１図によ）説
明す為。不純物Ｉｌ嵐が５Ｘ１０ ａｔ のｎ−Ｉ
ＬＧｅｌの表面の所定の領域にＡｍイオンを注入してｎ
＠不純物層２を形成する（第１図（ａ））。
明す為。不純物Ｉｌ嵐が５Ｘ１０ ａｔ のｎ−Ｉ
ＬＧｅｌの表面の所定の領域にＡｍイオンを注入してｎ
＠不純物層２を形成する（第１図（ａ））。
ｂｏ注入量は８ｘｌＯ’ａｆｌ、注入エネルギーは１１
０に＠Ｖとし、注入後７００℃、１時間熱処通する。こ
の条件のもとでａｌｌ不純物層’ｏ＠ｗ濃度は器ＸＩＧ
−ないしｌＸｌ０”−“１．深さは＃２岸−となるＯ 次に受光領域を形成すべ（Ｉ鳳をイオン注入（２ＸＩＧ
″―−”、９０に＠Ｖ ）１．、、ｐｉｉｉ不純物注入
層３を形成し、ひき続きガードリング領域を形成すべく
上記Ｉｎのイオン注入層の周辺の領域にＢ・イオン注入
（ＩＸＩＯａｍ 、１００に＠Ｖ）してＰｆｆｉ不純
物注入層４を形成する（第１図伽））。
０に＠Ｖとし、注入後７００℃、１時間熱処通する。こ
の条件のもとでａｌｌ不純物層’ｏ＠ｗ濃度は器ＸＩＧ
−ないしｌＸｌ０”−“１．深さは＃２岸−となるＯ 次に受光領域を形成すべ（Ｉ鳳をイオン注入（２ＸＩＧ
″―−”、９０に＠Ｖ ）１．、、ｐｉｉｉ不純物注入
層３を形成し、ひき続きガードリング領域を形成すべく
上記Ｉｎのイオン注入層の周辺の領域にＢ・イオン注入
（ＩＸＩＯａｍ 、１００に＠Ｖ）してＰｆｆｉ不純
物注入層４を形成する（第１図伽））。
次に上記Ｂ・イオン注入層の周辺の領域にムｌをイオン
注入する。この場合、Ｂ・イオン注入層に直接接すゐ周
辺の領域５（以下第一の領域という）と、第一の領域よ
シ周辺の領域６（以下第二〇領域という）とでムＳの注
入条件を異にしておこな５（第１１！（ｅ））。
注入する。この場合、Ｂ・イオン注入層に直接接すゐ周
辺の領域５（以下第一の領域という）と、第一の領域よ
シ周辺の領域６（以下第二〇領域という）とでムＳの注
入条件を異にしておこな５（第１１！（ｅ））。
すなわち、第一〇領域５においてはムｇｏイオン注入量
を１０１！ないしＩ Ｑｌｌ ｇ−１とし、第二の領域
６においては、ひとけたもしくはそれ以上の注入量であ
るＩＸＩＧ″−’ｓ＊のムｌイオンを注入すゐ。注入エ
ネルギーはいずれの場合４ｔｓｏｘ＠ｖとする。
を１０１！ないしＩ Ｑｌｌ ｇ−１とし、第二の領域
６においては、ひとけたもしくはそれ以上の注入量であ
るＩＸＩＧ″−’ｓ＊のムｌイオンを注入すゐ。注入エ
ネルギーはいずれの場合４ｔｓｏｘ＠ｖとする。
次に上記のプロセスを施し九半導体基板を熱処理するこ
とによって、注入されたイオンを活性化し、かつ接合を
形成させる。すなわち、イオン注入された第１図の３．
４，５．６の領域において熱処理によって半導体基極内
部方向にそれぞれのイオンが拡散し、ｐ＋層？、Ｐ層８
．ｎ層９．ｎ＋層１０が形成される（ｊｉｌＦＩＡ（２
））。熱も現は６００Ｃ，１時間でおこなう。
とによって、注入されたイオンを活性化し、かつ接合を
形成させる。すなわち、イオン注入された第１図の３．
４，５．６の領域において熱処理によって半導体基極内
部方向にそれぞれのイオンが拡散し、ｐ＋層？、Ｐ層８
．ｎ層９．ｎ＋層１０が形成される（ｊｉｌＦＩＡ（２
））。熱も現は６００Ｃ，１時間でおこなう。
この条件のもとで！１面不純物績度および深さは受光部
となるｐ＋層７において、１０〜１０ ｍおよびＱ、２
７１５ｍ％ガードリング層であるｐ層ｇＩＣＩＰいて、
２〜５ＸＩＯｍおよび５ｊ−、チャンネルストッパとな
る第一０ｉＫ域である１層ｓＫＰ訃いて５Ｘ １ Ｇ”
＠Ｉｍ−”ＪＰよびＬＯｓ ａｓ嬉二の領域Ｏｎ層１０
において、１Ｇ”−１０″ｉｓおよびＬＯ声鄭楊直とな
る。
となるｐ＋層７において、１０〜１０ ｍおよびＱ、２
７１５ｍ％ガードリング層であるｐ層ｇＩＣＩＰいて、
２〜５ＸＩＯｍおよび５ｊ−、チャンネルストッパとな
る第一０ｉＫ域である１層ｓＫＰ訃いて５Ｘ １ Ｇ”
＠Ｉｍ−”ＪＰよびＬＯｓ ａｓ嬉二の領域Ｏｎ層１０
において、１Ｇ”−１０″ｉｓおよびＬＯ声鄭楊直とな
る。
本発明における半導体受光素子においては、チャンネル
メトツバを不純物濃度の異なる第一の領域９と第二の領
域１０とに分けて形成していることを特徴として−る。
メトツバを不純物濃度の異なる第一の領域９と第二の領
域１０とに分けて形成していることを特徴として−る。
前記の実施例でのべた如く、本発明においては、第一の
領域９は第二の領域ｌＯに比べて不純物濃度がひとけた
程度低くとっておｐｌその表置濃度値は５ｘｔｏ”ａｔ
−”１１度である。
領域９は第二の領域ｌＯに比べて不純物濃度がひとけた
程度低くとっておｐｌその表置濃度値は５ｘｔｏ”ａｔ
−”１１度である。
チャンネルメトツバとなる第一の領域のｎ層９０ｆＩｋ
度の最適値を決めるにあたりては、リーク電流を押える
という観点からは高濃度であること−が望ましいが、２
層８をｎ層９との接合における耐圧が受光部７で決まる
耐圧よ〕大きくなる程度に濃度を押えるという配慮が必
要である。
度の最適値を決めるにあたりては、リーク電流を押える
という観点からは高濃度であること−が望ましいが、２
層８をｎ層９との接合における耐圧が受光部７で決まる
耐圧よ〕大きくなる程度に濃度を押えるという配慮が必
要である。
本発明においては、ガードリング部である２層８とチャ
ンネルストッパとなる第一〇領域ｏｎ層９とは共にイオ
ン注入にようて形成される丸め、表頁に沿りた横方向の
接合における不純物濃度の分布は傾斜型となる。この丸
め、２層８と鳳層９との接合による耐圧が高くとれると
いう４Ｉ黴をもっている。１１！１Ｇ＠にＢ＠をイオン
注入（ＩＸＩＯａ１００に＠Ｖ ）後、熱処理（６００
℃、ＩＨ）したと自の耐圧ｖ１のＵ型不純物濃度Ｎ依存
性を第２図に示す。
ンネルストッパとなる第一〇領域ｏｎ層９とは共にイオ
ン注入にようて形成される丸め、表頁に沿りた横方向の
接合における不純物濃度の分布は傾斜型となる。この丸
め、２層８と鳳層９との接合による耐圧が高くとれると
いう４Ｉ黴をもっている。１１！１Ｇ＠にＢ＠をイオン
注入（ＩＸＩＯａ１００に＠Ｖ ）後、熱処理（６００
℃、ＩＨ）したと自の耐圧ｖ１のＵ型不純物濃度Ｎ依存
性を第２図に示す。
通常Ｇｏ受光素子の受光部における耐圧は５０Ｖ程度で
あるので、２層８とｎ層９との接合による耐圧ｖ冨は６
０Ｖ程度確保する必要がある。第２図によれば、耐圧ｖ
１が６０Ｖとなる１１ｍ！不純ｅ１１度はおよそ４ＸＩ
Ｑ”ｃｓ＋−’でアリ、チャンネルストッパとなる第一
の領域のｎ層の最適濃度値が決定される０ （７）発明の効果 本発明によれば、素子の基板表面での反転層の発生が抑
制されるため、ａｍのリーク電流が低減化される効果が
ある。本発明の実施例によシ、耐圧５０Ｖの受光素子に
おいて印字電圧４５Ｖにおける暗電流が１〜２ＪＡ＠Ｉ
ＩＫ押えられ九、この１ ため従来の受
光素子の暗電流５ｍＡ＠ｊｌｏ％のにくらべてシステム
の受光レベルが１１１以上向上した・
あるので、２層８とｎ層９との接合による耐圧ｖ冨は６
０Ｖ程度確保する必要がある。第２図によれば、耐圧ｖ
１が６０Ｖとなる１１ｍ！不純ｅ１１度はおよそ４ＸＩ
Ｑ”ｃｓ＋−’でアリ、チャンネルストッパとなる第一
の領域のｎ層の最適濃度値が決定される０ （７）発明の効果 本発明によれば、素子の基板表面での反転層の発生が抑
制されるため、ａｍのリーク電流が低減化される効果が
ある。本発明の実施例によシ、耐圧５０Ｖの受光素子に
おいて印字電圧４５Ｖにおける暗電流が１〜２ＪＡ＠Ｉ
ＩＫ押えられ九、この１ ため従来の受
光素子の暗電流５ｍＡ＠ｊｌｏ％のにくらべてシステム
の受光レベルが１１１以上向上した・
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明による受光素子の実施を
示す断面図、ｔａｇ図は最適濃度値を決定するための耐
圧−濃度依存性をあられす・ ｌは！Ｌ型Ｇ＠、２はｎ！！１不純物層、３．４はｐｍ
不純物注入層、５，６はｎｊｌｌ不純物注入層、７はｐ
電層、８はｐ層、９はｎ層、１０はｎ電層をあられす。 第１図 第 ２ 図
示す断面図、ｔａｇ図は最適濃度値を決定するための耐
圧−濃度依存性をあられす・ ｌは！Ｌ型Ｇ＠、２はｎ！！１不純物層、３．４はｐｍ
不純物注入層、５，６はｎｊｌｌ不純物注入層、７はｐ
電層、８はｐ層、９はｎ層、１０はｎ電層をあられす。 第１図 第 ２ 図
Claims (1)
- アバランシェフォトダイオードに於いて、素子の〃−ド
リンク部外真の基板表面付近を間隙なくアヤンネルスト
ッパで扱い、かつチャンネルストッパ内部の（５１ａ
′にガードリング部と接する周辺の−礪（１）は、１穢
の不純響磯嵐より高い不純智績ｋをもち、かつガードリ
ング部から離れた領域（１）と接する周辺の一城（２）
では、領域（１）の不純−績嵐よ如高い不純＠ＷＩＭＬ
をｔつことを脣徴とするアバランシェフォトダイオード
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56211249A JPS58115873A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56211249A JPS58115873A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115873A true JPS58115873A (ja) | 1983-07-09 |
| JPS6259904B2 JPS6259904B2 (ja) | 1987-12-14 |
Family
ID=16602766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56211249A Granted JPS58115873A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115873A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857982A (en) * | 1988-01-06 | 1989-08-15 | University Of Southern California | Avalanche photodiode with floating guard ring |
| US5272364A (en) * | 1991-07-01 | 1993-12-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor photodetector device with short lifetime region |
| KR100371457B1 (ko) * | 1997-09-30 | 2003-02-07 | 인텔 코오퍼레이션 | 암전류 감소 가드링 |
| JP2007036221A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-02-08 | Infineon Technologies Ag | チャネル阻止ゾーンを有する半導体部品 |
| CN106711274A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-24 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种雪崩光电二极管及其制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54141596A (en) * | 1978-04-26 | 1979-11-02 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56211249A patent/JPS58115873A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54141596A (en) * | 1978-04-26 | 1979-11-02 | Nec Corp | Semiconductor device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857982A (en) * | 1988-01-06 | 1989-08-15 | University Of Southern California | Avalanche photodiode with floating guard ring |
| US5272364A (en) * | 1991-07-01 | 1993-12-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor photodetector device with short lifetime region |
| KR100371457B1 (ko) * | 1997-09-30 | 2003-02-07 | 인텔 코오퍼레이션 | 암전류 감소 가드링 |
| JP2007036221A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-02-08 | Infineon Technologies Ag | チャネル阻止ゾーンを有する半導体部品 |
| CN106711274A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-24 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种雪崩光电二极管及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6259904B2 (ja) | 1987-12-14 |
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