JPS58176978A - 受光素子の製造方法 - Google Patents
受光素子の製造方法Info
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- JPS58176978A JPS58176978A JP57059235A JP5923582A JPS58176978A JP S58176978 A JPS58176978 A JP S58176978A JP 57059235 A JP57059235 A JP 57059235A JP 5923582 A JP5923582 A JP 5923582A JP S58176978 A JPS58176978 A JP S58176978A
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Classifications
-
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- 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
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（Ａ） 発明Ｏ技術分野
本発明ハ、ゲルマニウム（Ｇ・）アバランシェ・フォト
・ダイオード（ＡＰＤ）の製造方法に関する０ （ｂ） 技術の背景 ＧｅＡＰＤは１μ−帯の光通信システムにおける受光素
子として使用されているもので＃）り、現状では暗電流
成分の低減が１つの大きな課題になりている。
・ダイオード（ＡＰＤ）の製造方法に関する０ （ｂ） 技術の背景 ＧｅＡＰＤは１μ−帯の光通信システムにおける受光素
子として使用されているもので＃）り、現状では暗電流
成分の低減が１つの大きな課題になりている。
（Ｑ） 従来技術と問題点
従来、Ｇ・・ＡＰＤ （２）製造法は、−例としては受
光層にインジウム（Ｉｎ）のイオン注入（ドーズ量２Ｘ
１０ （至）、９０に・■）、ガードリング層にベリリ
ウム（Ｂ・）のイオン注入（ドーズ量ｌＸｌ０”ａｍ″
３１００に＠Ｖ）ｋ用い、熱感１を６５０℃、１時間行
なりていた。この条件で作成したＧ・・ムＰＤの暗電流
は、受光径３００ｓ−のｆ子で、プＶ−クダクン電圧（
Ｖ藤）の０．９倍の電圧（０，９Ｖｍ ）をｐｎ接合に
印加したときで３〜４βＡであシ、旧来の拡散法を併用
して作成した素子よりはずつと小さいが、更に低減する
ことが望まれている。特にムＩＪＤ動作において増倍効
果を受ける暗電流成分が大きいことは問題であシ、これ
は展造工程中に導入される結晶欠陥に起因しているもの
と推定される。
光層にインジウム（Ｉｎ）のイオン注入（ドーズ量２Ｘ
１０ （至）、９０に・■）、ガードリング層にベリリ
ウム（Ｂ・）のイオン注入（ドーズ量ｌＸｌ０”ａｍ″
３１００に＠Ｖ）ｋ用い、熱感１を６５０℃、１時間行
なりていた。この条件で作成したＧ・・ムＰＤの暗電流
は、受光径３００ｓ−のｆ子で、プＶ−クダクン電圧（
Ｖ藤）の０．９倍の電圧（０，９Ｖｍ ）をｐｎ接合に
印加したときで３〜４βＡであシ、旧来の拡散法を併用
して作成した素子よりはずつと小さいが、更に低減する
ことが望まれている。特にムＩＪＤ動作において増倍効
果を受ける暗電流成分が大きいことは問題であシ、これ
は展造工程中に導入される結晶欠陥に起因しているもの
と推定される。
（ω 発明の目的
本発明の目的とするところは、Ｇ・・ムＰＤ（Ｄ低暗電
流化、特に増倍効果を受ける暗電流成分を低減すること
ができる製造方法を提供することにある。
流化、特に増倍効果を受ける暗電流成分を低減すること
ができる製造方法を提供することにある。
（・）発明の構成
本発明による受光素子の製造方法は、ｎ型ゲルマニクム
基鈑内に少なくともｐ型の受光層とガードリング層とを
有するゲルマニウム受光素子を製造するに際し、受光層
形成領域へはボロンのイオオン注入を２Ｘ１０”〜ｇｘ
ｌＱ”ｏｆ”の範囲内のドーズ量で、ガードリング層形
成領域へはペリリウ＾のイオン注入を５ＸＩＱ”〜２Ｘ
１０’４１Ｉ−”の範囲内０ドーズ量で夫々実施し、し
かる後５ｏｏ〜５ｏｏｃ。
基鈑内に少なくともｐ型の受光層とガードリング層とを
有するゲルマニウム受光素子を製造するに際し、受光層
形成領域へはボロンのイオオン注入を２Ｘ１０”〜ｇｘ
ｌＱ”ｏｆ”の範囲内のドーズ量で、ガードリング層形
成領域へはペリリウ＾のイオン注入を５ＸＩＱ”〜２Ｘ
１０’４１Ｉ−”の範囲内０ドーズ量で夫々実施し、し
かる後５ｏｏ〜５ｏｏｃ。
範囲内の温度で熱処理して前記受光層とガードリング層
の形成を行なうことを特徴とするものである。
の形成を行なうことを特徴とするものである。
一般にイオン注入によシ導入される結晶欠陥はドーズ量
が少ない程少なく表ると考えられているが、実際にドー
ズ量を変化させて偽ダイオードを作成してみたところ、
暗電流が最小となる蛾適ドーズ量範囲が存在することが
判明した。伽へのｐｆＪ不純−としてベリリウム（Ｂ＠
）、インジウム（Ｉｎ）、ボ四ノ＠０３種を用い、ドー
ズ量及び熱処理温度を変えてメナ型ダイオードを作成し
たところ、暗電流（特に増倍効果を受ける暗電流成分）
が小さくなる条件範屈が存在することが確められた。こ
の実験の結果を第１表に示す。
が少ない程少なく表ると考えられているが、実際にドー
ズ量を変化させて偽ダイオードを作成してみたところ、
暗電流が最小となる蛾適ドーズ量範囲が存在することが
判明した。伽へのｐｆＪ不純−としてベリリウム（Ｂ＠
）、インジウム（Ｉｎ）、ボ四ノ＠０３種を用い、ドー
ズ量及び熱処理温度を変えてメナ型ダイオードを作成し
たところ、暗電流（特に増倍効果を受ける暗電流成分）
が小さくなる条件範屈が存在することが確められた。こ
の実験の結果を第１表に示す。
第１表
ドーズ量 ｌＸｌ０’″ ３Ｘ１０” ｌＸ１０″
３×１０″熱処理温度 なし ｘ ｘ 、ｘ ｘ４５０
℃ ｘ ｘ ｘ ｘ７５０ＣΔ
Δ Δ ５５０ｃＸ ＡＸ Ｘ Ｉｎ ｓｓｏ℃ Ｘ ◎ ○ ４７
５０℃ Δ Δ ◎ ０４５０ＣＸ
Ｘ Ｘ Ｘ７５０℃
０ ０（注）×−一 マー１％性が短絡的で
耐圧がとれ含いもＯΔ・−一暗ｌｌＩｃ流が大きいもの Ｑ−一暗電流が小さいもの ０−−−−暗電流が１めて小さいもの ＩｎとＢを比較した場合、Ｂの方がよ〕低温で暗電流最
小の範Ｉｌが現われることからも轟然予期される如＜％
Ｂの方がよりＷ＃電流の小さなｐｎｎ会合形成で暑るこ
とが確められた。従９てｐ＋ｎｆｆ１Ｇ・・ＡＰＤの低
暗電流化のためにはＢのイオン注入を利用し、最適条件
としては４×１０″ｓｉ１のドーズ量で行ない、５５０
℃の熱処理を行壜りで接合を形成するのが有効である。
３×１０″熱処理温度 なし ｘ ｘ 、ｘ ｘ４５０
℃ ｘ ｘ ｘ ｘ７５０ＣΔ
Δ Δ ５５０ｃＸ ＡＸ Ｘ Ｉｎ ｓｓｏ℃ Ｘ ◎ ○ ４７
５０℃ Δ Δ ◎ ０４５０ＣＸ
Ｘ Ｘ Ｘ７５０℃
０ ０（注）×−一 マー１％性が短絡的で
耐圧がとれ含いもＯΔ・−一暗ｌｌＩｃ流が大きいもの Ｑ−一暗電流が小さいもの ０−−−−暗電流が１めて小さいもの ＩｎとＢを比較した場合、Ｂの方がよ〕低温で暗電流最
小の範Ｉｌが現われることからも轟然予期される如＜％
Ｂの方がよりＷ＃電流の小さなｐｎｎ会合形成で暑るこ
とが確められた。従９てｐ＋ｎｆｆ１Ｇ・・ＡＰＤの低
暗電流化のためにはＢのイオン注入を利用し、最適条件
としては４×１０″ｓｉ１のドーズ量で行ない、５５０
℃の熱処理を行壜りで接合を形成するのが有効である。
この最適条件とほぼ同等の効果が得られる範囲はドーズ
量で！Ｘｌ０ＩＬｓｘｌｏ”ｓ＊１．熱処理温度でｓｏ
ｏ−ｗｏｏ℃である。
量で！Ｘｌ０ＩＬｓｘｌｏ”ｓ＊１．熱処理温度でｓｏ
ｏ−ｗｏｏ℃である。
一方、ムＰＤＫ必脣なガードリングを考え喪場合その作
成に上記熱処理と別４１に伴め熱９＆塩が要求されるの
では電工１ｉＫ起因すゐ結晶欠陥を増大してし資い、低
暗電流化の目的達成はおぼつかない。
成に上記熱処理と別４１に伴め熱９＆塩が要求されるの
では電工１ｉＫ起因すゐ結晶欠陥を増大してし資い、低
暗電流化の目的達成はおぼつかない。
１ＩＩｌｌＩＩに戻りてＢ＠０注入結果に着■すゐと、
上記温度間Ｉ！（特に５１・Ｃ）でもｔｘｘｏ”ａｍ−
を同勢範囲は５ＸＩＯ”〜２Ｘ１０″−−８）のドーズ
量であれば暗電流は極小になる。好都合なことに、Ｂ−
社拡散係数大でＩＣ１この注入及び熱処理条件では上記
Ｂの注入、熱処理条件で形成し九Ｂ注入ｐ！！１層と比
較すると、よ）深いｐｆｆｉ層を形成し、従りて周辺部
における曲率半径が十分大きく、傾斜接合渥のｐ型層を
形成し得るので、両者を一括して伽基叛中く形成したと
きにガードリング効果を発揮するｐ型層を形成し得るの
である。これらの事実に基づき、前記したイオン種、ド
ーズ量、熱処理の各条件に特徴を有する受光素子の製造
方法を発明するに至ったのである。
上記温度間Ｉ！（特に５１・Ｃ）でもｔｘｘｏ”ａｍ−
を同勢範囲は５ＸＩＯ”〜２Ｘ１０″−−８）のドーズ
量であれば暗電流は極小になる。好都合なことに、Ｂ−
社拡散係数大でＩＣ１この注入及び熱処理条件では上記
Ｂの注入、熱処理条件で形成し九Ｂ注入ｐ！！１層と比
較すると、よ）深いｐｆｆｉ層を形成し、従りて周辺部
における曲率半径が十分大きく、傾斜接合渥のｐ型層を
形成し得るので、両者を一括して伽基叛中く形成したと
きにガードリング効果を発揮するｐ型層を形成し得るの
である。これらの事実に基づき、前記したイオン種、ド
ーズ量、熱処理の各条件に特徴を有する受光素子の製造
方法を発明するに至ったのである。
（ｆ） 発明の実施例
＃Ｉ１図は本発明実！ａ例のＧ・・ＡＰＤの製造工程を
示すＧ・基板断面図である。偽基＠１としてはｎ塩不軸
物議度１’Ｘ １０”ダ１の（１１１）基板を用いてい
る。先ず、第１図（−の如く、！スフ用しジスト層２を
形成のうえガードリング形成領域へ選択的にベリリウム
（Ｂ・）をイオン注入する。注入条件はドーズ量１×ｌ
Ｑ”ｗ−”、加速エネルギ１００Ｋ＠Ｖである。Ｍいて
、アニール工程を介在させることなしに、新良な注入マ
スク用レジスト層２ を形成のうえ受光部形成領域ヘボ
ロン＠Ｏ選択的イオン注入を行なう（第１図伽））。注
入条件は４ Ｘ １０” ｅｘ−ｑ ４０ ＫｅＶであ
る。次にレジスト層除去後、基ＩＩＫ熱処理を施し、両
注入層の一括ア為−ルを行なう。熱処理条件ｈｓｓｏ℃
、１時間であ）、その結果第４図（＠）に示す如く受光
層３及びガードリング層４が形成される。以降は従来工
程と同じで、第１図（＜００如く、パッジベージ璽ン用
二酸化シリコン（ＳｉＯ嘗）膜５を形成し、アルミ二り
ム（Ｕ）から成る電極６を形成して完成する。ｉた、必
要に応じ反射防止被覆を施してもよい。
示すＧ・基板断面図である。偽基＠１としてはｎ塩不軸
物議度１’Ｘ １０”ダ１の（１１１）基板を用いてい
る。先ず、第１図（−の如く、！スフ用しジスト層２を
形成のうえガードリング形成領域へ選択的にベリリウム
（Ｂ・）をイオン注入する。注入条件はドーズ量１×ｌ
Ｑ”ｗ−”、加速エネルギ１００Ｋ＠Ｖである。Ｍいて
、アニール工程を介在させることなしに、新良な注入マ
スク用レジスト層２ を形成のうえ受光部形成領域ヘボ
ロン＠Ｏ選択的イオン注入を行なう（第１図伽））。注
入条件は４ Ｘ １０” ｅｘ−ｑ ４０ ＫｅＶであ
る。次にレジスト層除去後、基ＩＩＫ熱処理を施し、両
注入層の一括ア為−ルを行なう。熱処理条件ｈｓｓｏ℃
、１時間であ）、その結果第４図（＠）に示す如く受光
層３及びガードリング層４が形成される。以降は従来工
程と同じで、第１図（＜００如く、パッジベージ璽ン用
二酸化シリコン（ＳｉＯ嘗）膜５を形成し、アルミ二り
ム（Ｕ）から成る電極６を形成して完成する。ｉた、必
要に応じ反射防止被覆を施してもよい。
かくして得られたムＰＤは、受光部周辺でのブレークダ
ウンを先に生じたりすることなく正常動作しく即ち、ガ
ードリング効果寧十分発揮されておシ）、暗電流も従来
に比べて号〜イに低減されることが確められ友。上記実
施例に示す条件のうち、受光層形成のＢのドーズ量のみ
変化させて複数種類０ＡＰＤｔ−製作し、０．９Ｖ、印
加時の暗電流値を測定した結果を＄２＠に示す。同図に
て横軸はＢのドーズ量、縦軸は暗電流値を示す。各素子
Ｏ受光部Ｉｌ紘＄ ００ ａｍである。従来値用堪れて
い友注入東件例の場合にα９Ｖｍ印加時に３〜４ｊムの
暗電流を生じていたことを考えると、第２図から本発明
によるＡＰＤにおいては暗電＠０低減が達成されている
ことが判る。
ウンを先に生じたりすることなく正常動作しく即ち、ガ
ードリング効果寧十分発揮されておシ）、暗電流も従来
に比べて号〜イに低減されることが確められ友。上記実
施例に示す条件のうち、受光層形成のＢのドーズ量のみ
変化させて複数種類０ＡＰＤｔ−製作し、０．９Ｖ、印
加時の暗電流値を測定した結果を＄２＠に示す。同図に
て横軸はＢのドーズ量、縦軸は暗電流値を示す。各素子
Ｏ受光部Ｉｌ紘＄ ００ ａｍである。従来値用堪れて
い友注入東件例の場合にα９Ｖｍ印加時に３〜４ｊムの
暗電流を生じていたことを考えると、第２図から本発明
によるＡＰＤにおいては暗電＠０低減が達成されている
ことが判る。
尚、上記実施例工程の説明では省略したが、受光部の外
周をとシ囲むチャネルストップ層を形成しておく七よい
ことは従来同様で６６゜（２）発明の効果 本発明によれば、特別の工程を追加することなしに、暗
電流レベルが従来の数分の１にまで低減されたＧ・・Ａ
ＰＤ ｔ−製造することができるので、その実用効果は
大きい。
周をとシ囲むチャネルストップ層を形成しておく七よい
ことは従来同様で６６゜（２）発明の効果 本発明によれば、特別の工程を追加することなしに、暗
電流レベルが従来の数分の１にまで低減されたＧ・・Ａ
ＰＤ ｔ−製造することができるので、その実用効果は
大きい。
第１図（＆）〜（ｄ）は本発明実施例１桿を示す基板断
面図てあｐ、第２図はその工程中の条件であるＢのドー
ズ量と出来上シ素子の暗電流との関係を示すグツツであ
る。 ３・・・−・受光層 ４・−・・・ガードリング層 第 １ 関
面図てあｐ、第２図はその工程中の条件であるＢのドー
ズ量と出来上シ素子の暗電流との関係を示すグツツであ
る。 ３・・・−・受光層 ４・−・・・ガードリング層 第 １ 関
Claims (1)
- ｎ型ゲルマニウム基板内に少なくともｐ型の受光層とガ
ードリング層とを有するゲルマニウム受光素子を製造す
るに際し、受光層形成領琥へはメロンのイオン注入を２
Ｘ１０”〜８Ｘ １０” ３−め範囲内のドーズ量で、
ガードリング層形成領域へはベリリウムのイオン注入を
５Ｘ１０”〜２Ｘ１０”イ！の範囲内のドーズ量で夫々
実施し、しかる後５００−６００℃の範囲内の温度で熱
処理して前記受光層とガードリング層の形成を行なうこ
とを特徴とする受光素子の製造方法。 −
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57059235A JPS58176978A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57059235A JPS58176978A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 受光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176978A true JPS58176978A (ja) | 1983-10-17 |
| JPS6259898B2 JPS6259898B2 (ja) | 1987-12-14 |
Family
ID=13107513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57059235A Granted JPS58176978A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176978A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5093693A (en) * | 1987-10-15 | 1992-03-03 | Bbc Brown Boveri Ag | Pn-junction with guard ring |
| EP0519268A2 (de) * | 1991-06-17 | 1992-12-23 | TEMIC TELEFUNKEN microelectronic GmbH | Hochspannungstransistor |
| RU221647U1 (ru) * | 2023-07-07 | 2023-11-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр Российской академии наук" | Антиотражающее оптическое покрытие на основе пористого германия |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP57059235A patent/JPS58176978A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5093693A (en) * | 1987-10-15 | 1992-03-03 | Bbc Brown Boveri Ag | Pn-junction with guard ring |
| EP0519268A2 (de) * | 1991-06-17 | 1992-12-23 | TEMIC TELEFUNKEN microelectronic GmbH | Hochspannungstransistor |
| RU221647U1 (ru) * | 2023-07-07 | 2023-11-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр Российской академии наук" | Антиотражающее оптическое покрытие на основе пористого германия |
| RU2817009C1 (ru) * | 2023-07-07 | 2024-04-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр Российской академии наук" | Антиотражающее оптическое покрытие на основе пористого германия |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6259898B2 (ja) | 1987-12-14 |
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