JPS5830167A - 半導体受光素子の製造方法 - Google Patents
半導体受光素子の製造方法Info
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- JPS5830167A JPS5830167A JP56128993A JP12899381A JPS5830167A JP S5830167 A JPS5830167 A JP S5830167A JP 56128993 A JP56128993 A JP 56128993A JP 12899381 A JP12899381 A JP 12899381A JP S5830167 A JPS5830167 A JP S5830167A
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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
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- 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
- H01L31/1075—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 in which the active layers, e.g. absorption or multiplication layers, form an heterostructure, e.g. SAM structure
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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】
本発明は化合物半導体受光素子、特に良好なガードリン
グ効果を有し、かつ低雑音のアバランシェΦフォトダイ
オード（以下ＡＰＤと称する）の製造方法（こ関丁。
グ効果を有し、かつ低雑音のアバランシェΦフォトダイ
オード（以下ＡＰＤと称する）の製造方法（こ関丁。
ＡＰＩ）においては受光部周辺での局部的ななだれ増倍
を防止して一様な増倍を行わせるためにガードリングが
必要とされる。
を防止して一様な増倍を行わせるためにガードリングが
必要とされる。
ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰへｙ 口接合１１造ｅ有ＴルＡ
ＰＤのガードリング構造として第１図に断面図を示す方
法が提案されている。すなわち、ｎ−ＩｎＰ基板！上に
ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層２及びｎ−１ｎＰ層３を順次エ
ビタキシャＩし成長せしめた後、二重のＰ−拡散によっ
てＰ拡散領域４及び５を形成することにより、Ｐｎ接合
とｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層との間（Ｄｎ−ＩｎＰ層の厚ざ
を中央部に比較して周辺部を薄く形成して、中央の受光
部の増倍層の耐電圧に比較してその周囲の耐電圧を高く
してガードリングを構成するものである。
ＰＤのガードリング構造として第１図に断面図を示す方
法が提案されている。すなわち、ｎ−ＩｎＰ基板！上に
ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層２及びｎ−１ｎＰ層３を順次エ
ビタキシャＩし成長せしめた後、二重のＰ−拡散によっ
てＰ拡散領域４及び５を形成することにより、Ｐｎ接合
とｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層との間（Ｄｎ−ＩｎＰ層の厚ざ
を中央部に比較して周辺部を薄く形成して、中央の受光
部の増倍層の耐電圧に比較してその周囲の耐電圧を高く
してガードリングを構成するものである。
この構造は８ｉ−ＡＰＤ等に実施される方法であるが、
ヘテロ接合を用いた化合物半導体ＡＰＤにおいて２回の
Ｐ−拡散を充分に制御して実施することは困難である。
ヘテロ接合を用いた化合物半導体ＡＰＤにおいて２回の
Ｐ−拡散を充分に制御して実施することは困難である。
又前記方法とは異なるガードリング構造として、第２図
（ａｌ乃至１ｃ）に断面図を示す方法が報告されている
。すなわち、第２図（ａ）に示す如（、ｎ −４ＢＰ基
板６１Ｃｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層７、ｎ −ＩｓＰ層８及
びこれによりキャリア濃度の高いｎ−４ｙｌＰ層９を順
次エビタキシャ少成長せしめた後、第２＠（ｂ）に示す
如（ａ−ＩｎＰ層９をメサ型にエツチングし、次いでｗ
ｉｚ図（Ｃ４１Ｃ示Ｌｔりｐ−１ｎＰ領域１０ＪｉＣｄ
（７）拡散により形成することによって、ｎ−ＩｎＰ層
９及びｎ −ＩｎＰ層８よりなる増倍層の受光部の周囲
にガードリング部を形成する方法である。
（ａｌ乃至１ｃ）に断面図を示す方法が報告されている
。すなわち、第２図（ａ）に示す如（、ｎ −４ＢＰ基
板６１Ｃｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層７、ｎ −ＩｓＰ層８及
びこれによりキャリア濃度の高いｎ−４ｙｌＰ層９を順
次エビタキシャ少成長せしめた後、第２＠（ｂ）に示す
如（ａ−ＩｎＰ層９をメサ型にエツチングし、次いでｗ
ｉｚ図（Ｃ４１Ｃ示Ｌｔりｐ−１ｎＰ領域１０ＪｉＣｄ
（７）拡散により形成することによって、ｎ−ＩｎＰ層
９及びｎ −ＩｎＰ層８よりなる増倍層の受光部の周囲
にガードリング部を形成する方法である。
しかしながら本方法においては、第２図（ｂ）に示した
受光部のメサ形エツチングにおいては等方的なエツチン
グ及びメサの深さの精密な制御が要求され、更に第２図
ｆｃ）に示したＣｄ拡散についても、キャリア濃度の異
なる２層のＩｎＰ層にＣｄを同時に拡散してしかも受光
部人及びガードリング部Ｂの双方の拡散Ｒざの精密な制
御が要求される。一般的にはこれらの要求を満足するこ
とは容易ではなく、メサ外周部での局部的な電界集中な
どを招く結果となって、工業的実施は困難である。
受光部のメサ形エツチングにおいては等方的なエツチン
グ及びメサの深さの精密な制御が要求され、更に第２図
ｆｃ）に示したＣｄ拡散についても、キャリア濃度の異
なる２層のＩｎＰ層にＣｄを同時に拡散してしかも受光
部人及びガードリング部Ｂの双方の拡散Ｒざの精密な制
御が要求される。一般的にはこれらの要求を満足するこ
とは容易ではなく、メサ外周部での局部的な電界集中な
どを招く結果となって、工業的実施は困難である。
また増倍層のキャリア濃度がｎ中３Ｘ１０”／−と若干
高いために、低雑音化が達成し離い欠点がある０ 本発明は、化合物半導体ＡＰＤ ｉζ関して１ガードリ
ングを形成する形状及び構成を有し、かつ低雑音の増倍
層を含むウェハの製造方法を得ることを目的とする。
高いために、低雑音化が達成し離い欠点がある０ 本発明は、化合物半導体ＡＰＤ ｉζ関して１ガードリ
ングを形成する形状及び構成を有し、かつ低雑音の増倍
層を含むウェハの製造方法を得ることを目的とする。
本発明は、液相エビタキシャｔしを実施する基板のＡＰ
Ｄの受光部を形成すべき部分に予め凹部を設けて光吸収
層、キャリア濃度の異なる２層の増倍層等を成長せしめ
、エピタキシヤシ層長層の厚ざが！！１ｍｌで厚くなる
効果を利用して受光部のエピタキシヤシ層、特に光吸収
層上の高キャリア濃度の第一の増倍層をその周囲に比較
して厚く成長せしめ、更にＰｎ接合を形成する第二の増
倍層のキャリア濃度を低くすることにより、一連のエピ
タキシヤシ層長によりてガードリング効果を有しかつ低
雑音のウェハを容易に製造することを特徴とする。
Ｄの受光部を形成すべき部分に予め凹部を設けて光吸収
層、キャリア濃度の異なる２層の増倍層等を成長せしめ
、エピタキシヤシ層長層の厚ざが！！１ｍｌで厚くなる
効果を利用して受光部のエピタキシヤシ層、特に光吸収
層上の高キャリア濃度の第一の増倍層をその周囲に比較
して厚く成長せしめ、更にＰｎ接合を形成する第二の増
倍層のキャリア濃度を低くすることにより、一連のエピ
タキシヤシ層長によりてガードリング効果を有しかつ低
雑音のウェハを容易に製造することを特徴とする。
本発明を第３図（＋１）及び（ｂ）を用い実施例によっ
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
ＩＩＩＥ３図（１２本実施例の液相エピタキシヤシ層長
に用いた基板の断面図である。基板１１はｎ −ＩｎＰ
よりなり、受光部を形成Ｔべき直径約１５０声賜のａＪ
に通択化学エッチ／グを行なって深さ約４μ喝の凹部を
形成する。
に用いた基板の断面図である。基板１１はｎ −ＩｎＰ
よりなり、受光部を形成Ｔべき直径約１５０声賜のａＪ
に通択化学エッチ／グを行なって深さ約４μ喝の凹部を
形成する。
ｋ ３ 濶ｆｂｌは後述する方法によって、この基板１
１上ｌこバッファＪ１となるｎ −ＩｎＰ層１２、光吸
収１χ 、となるｎ −Ｉｎ １ ｘＧａ １ｌＡｓ１−ＹＰ
’ｊ層１３Ｓ倍層となるｎ−ＩｎＰ４１４及びｎ −Ｉ
ｎＰ層１５を順次液相エビタキシャＣし成長せしめた断
面図である。
１上ｌこバッファＪ１となるｎ −ＩｎＰ層１２、光吸
収１χ 、となるｎ −Ｉｎ １ ｘＧａ １ｌＡｓ１−ＹＰ
’ｊ層１３Ｓ倍層となるｎ−ＩｎＰ４１４及びｎ −Ｉ
ｎＰ層１５を順次液相エビタキシャＣし成長せしめた断
面図である。
凹部では周囲の平担部に比較して過冷却度が等価的に増
大するために成長層の厚さが増大している。
大するために成長層の厚さが増大している。
各エビダキシャーし層の成長開始温度は６６０℃、冷却
速度は０．６℃／ ｍ １ ｎで行っている。各層の形
成に用いた溶液はＣｄ補償ｎ −ＩｎＰ層１２について
Ｉｎ ： ＩｎＰ ：Ｃｄ＝１？ ： １２．６■：
７０ｆｉｔ、 Ｃｄ補償ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層１３Ｇ
（”）いてＩｎ ： ＩｎＡｓ ：ＧａＡＪ：＃ＩｎＰ
：Ｃｄ＝１ｆ ：９２．０３１ｖ： １５．６７１１
Ｆ： ３．３５ｓｙ ： ７ Ｑ ｐｔ、 Ｓｎドープ
ｎ−ＩｎＰ層１４についてＩｎ ： ＩｎＰ ：Ｓｎ
＝１？ ： １１．１ｙ： ３５０ｔｓｆ。
速度は０．６℃／ ｍ １ ｎで行っている。各層の形
成に用いた溶液はＣｄ補償ｎ −ＩｎＰ層１２について
Ｉｎ ： ＩｎＰ ：Ｃｄ＝１？ ： １２．６■：
７０ｆｉｔ、 Ｃｄ補償ｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層１３Ｇ
（”）いてＩｎ ： ＩｎＡｓ ：ＧａＡＪ：＃ＩｎＰ
：Ｃｄ＝１ｆ ：９２．０３１ｖ： １５．６７１１
Ｆ： ３．３５ｓｙ ： ７ Ｑ ｐｔ、 Ｓｎドープ
ｎ−ＩｎＰ層１４についてＩｎ ： ＩｎＰ ：Ｓｎ
＝１？ ： １１．１ｙ： ３５０ｔｓｆ。
Ｃｄ補償ｎ −ＩｎＰ層１５４Ｃ”）イてＩｎ ： Ｉ
ｎＰ ： Ｃｄ＝ｌ１１１．５■＝７０μ？とした。こ
の結果ｎ−の濃度は約５ｘｌＯ１５／ｉ、ｎのａｍは約
３Ｘ１０１６／ｊとなっている。
ｎＰ ： Ｃｄ＝ｌ１１１．５■＝７０μ？とした。こ
の結果ｎ−の濃度は約５ｘｌＯ１５／ｉ、ｎのａｍは約
３Ｘ１０１６／ｊとなっている。
各層の成長時間を順次３分、１分、３０秒及び４分とし
、平担部での膜厚は順次２μ溝、１μ簿。
、平担部での膜厚は順次２μ溝、１μ簿。
０．３μ隅及び２μ需を得ている。本実施例について、
受光部丁なわち凹部の中央膠こおいて、ｎ −ＩｎＧａ
ＡｓＰ１ｉｉ１１３上のｎ −ｒｎＰ ＠ １４１７）
Ｊ１ｇハ約０．８ｆｉｔｌｌト！！す、平担部に比較し
て約０．５β謁厚く成長している。
受光部丁なわち凹部の中央膠こおいて、ｎ −ＩｎＧａ
ＡｓＰ１ｉｉ１１３上のｎ −ｒｎＰ ＠ １４１７）
Ｊ１ｇハ約０．８ｆｉｔｌｌト！！す、平担部に比較し
て約０．５β謁厚く成長している。
本実施例において、増倍層を二層構成とし、光吸収層に
接するｎ −ＩｎＰ層１４に比較して、ｐｒｌｌＩ合を
形成するｎ −ＩｎＰ層１５のキャリア濃度を低く設定
したことは、ＡＰＤ素子の側端面における耐電圧の低下
を防止する効果を有する。また前記従来技術によるＡＰ
Ｄに比較して低雑音化が達成される・ 本実施例のウェハについて、ｐ＋領域形成のためにＣｄ
をｎ −ＩｎＰ層１５の表面より深さ約１．５μ響まで
拡散した結果、受光部の耐電圧は約５０Ｖであるのに対
して、受光部以外の耐電圧は約９ＱＶとなり、充分なガ
ードリング効果が得られた。
接するｎ −ＩｎＰ層１４に比較して、ｐｒｌｌＩ合を
形成するｎ −ＩｎＰ層１５のキャリア濃度を低く設定
したことは、ＡＰＤ素子の側端面における耐電圧の低下
を防止する効果を有する。また前記従来技術によるＡＰ
Ｄに比較して低雑音化が達成される・ 本実施例のウェハについて、ｐ＋領域形成のためにＣｄ
をｎ −ＩｎＰ層１５の表面より深さ約１．５μ響まで
拡散した結果、受光部の耐電圧は約５０Ｖであるのに対
して、受光部以外の耐電圧は約９ＱＶとなり、充分なガ
ードリング効果が得られた。
以上説明した本発明の製造方法において、基板１１の凹
部形成は選択的化学エツチングにおいて従来性れている
深゛ざ制御方法番ごて足り、エビタキシャヤ成長層の形
成は溶液組成、温度及び時間の従来程度の制御により可
能である。又、ｐ領域形成のための不純物拡散も前記第
２図（Ｃ）の場合と異な７つ、単一層に実施するもので
あるために制御が容易である。
部形成は選択的化学エツチングにおいて従来性れている
深゛ざ制御方法番ごて足り、エビタキシャヤ成長層の形
成は溶液組成、温度及び時間の従来程度の制御により可
能である。又、ｐ領域形成のための不純物拡散も前記第
２図（Ｃ）の場合と異な７つ、単一層に実施するもので
あるために制御が容易である。
更に前記実施例はＩｎＰ層 ＩｎＧａＡｓＰ系ＡＰＤで
あるが、他の化合物半導体例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ・（）ａ８ｂ／ＧａＡｌＡｓ８ｂ等によるＡＰＤに―
しても本発明を適用して同等の効果を得ることが可能で
あるＯ 本発明は以上説明した如（、化合物半導体ＡＰＤに関し
て、凹部を設けた基板面上に光吸収層及び高キャリア濃
度の第一の増倍層と％Ｐ”擬声を形成する低キヤリア濃
度の第二の増倍層とを′ユ゛連のエビタキシャＩし成長
番こより形成することにより容易にガードリングを形成
する形状及び構成を有し、かつ低雑音の増倍層を含むウ
エノ１を得るものであって、化合物半導体ＡＰＤの製造
に大きい効果を有する。
あるが、他の化合物半導体例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ・（）ａ８ｂ／ＧａＡｌＡｓ８ｂ等によるＡＰＤに―
しても本発明を適用して同等の効果を得ることが可能で
あるＯ 本発明は以上説明した如（、化合物半導体ＡＰＤに関し
て、凹部を設けた基板面上に光吸収層及び高キャリア濃
度の第一の増倍層と％Ｐ”擬声を形成する低キヤリア濃
度の第二の増倍層とを′ユ゛連のエビタキシャＩし成長
番こより形成することにより容易にガードリングを形成
する形状及び構成を有し、かつ低雑音の増倍層を含むウ
エノ１を得るものであって、化合物半導体ＡＰＤの製造
に大きい効果を有する。
第１図、再２図（ａ）乃至（Ｃ）は従来技術を示す断面
図、第３図ｆａｔ及び（ｂ）は本発明の実施例を示す断
面図である。 図において、１はｎ十−ＩｎＰ基板、２はｎ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ響、ａｔ、１ｎ−ＩｎＰ層、４はＰ拡散領域、５
はｐ拡散領域、６ｇ１ｎ”−ＩｎＰ基板、７はｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、８はｎ−ＩｎＰ層、９はｎ −Ｉ ｎ
Ｐ層、１０はＰ＋−ＩｎＰ領域、１１は基板、１２はバ
ッファ層、１３は光吸収層、１４は第一の増倍層、１５
は第二の増倍層を示す。 第 １ 図 第２図（α） 多６２１Ｂ（１）ン 第３肥（α） 弗３ 図（ｂ）
図、第３図ｆａｔ及び（ｂ）は本発明の実施例を示す断
面図である。 図において、１はｎ十−ＩｎＰ基板、２はｎ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ響、ａｔ、１ｎ−ＩｎＰ層、４はＰ拡散領域、５
はｐ拡散領域、６ｇ１ｎ”−ＩｎＰ基板、７はｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、８はｎ−ＩｎＰ層、９はｎ −Ｉ ｎ
Ｐ層、１０はＰ＋−ＩｎＰ領域、１１は基板、１２はバ
ッファ層、１３は光吸収層、１４は第一の増倍層、１５
は第二の増倍層を示す。 第 １ 図 第２図（α） 多６２１Ｂ（１）ン 第３肥（α） 弗３ 図（ｂ）
Claims (1)
- 基板丘ｌこ化合物半導体よりなる光吸収層及び増倍層を
エビダキシャル成長により形成する半導体受光素子の製
造方法において、前記エビタキシャＩし成長による層形
成を凹部を設けた前記基板面上（こ実施し、かつ前記光
吸収層に１する第一の前記増倍層のキャリア濃度に比較
して、Ｐｎ接合を形成する第二の前記増倍層のキャリア
濃度を低くてることを特徴とてろ半導体受光素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128993A JPS5830167A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 半導体受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128993A JPS5830167A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 半導体受光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830167A true JPS5830167A (ja) | 1983-02-22 |
Family
ID=14998472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56128993A Pending JPS5830167A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 半導体受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830167A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009164456A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP56128993A patent/JPS5830167A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009164456A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
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