JPS5856481A - ゲルマニウム受光素子の製造方法 - Google Patents
ゲルマニウム受光素子の製造方法Info
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- JPS5856481A JPS5856481A JP56154984A JP15498481A JPS5856481A JP S5856481 A JPS5856481 A JP S5856481A JP 56154984 A JP56154984 A JP 56154984A JP 15498481 A JP15498481 A JP 15498481A JP S5856481 A JPS5856481 A JP S5856481A
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- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 10
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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】
本発明はゲルマニウムＡＰＤに関し、特に１．５ｐｍ帯
での半導体受光素子としてのｐ＋ｎｎ−型Ｇｅ−ＡＰＤ
に関するものである。
での半導体受光素子としてのｐ＋ｎｎ−型Ｇｅ−ＡＰＤ
に関するものである。
１．５μｍ帯の波長の光に対して、Ｑｅは吸収係数が小
さく、その吸収長は１０μｍ程度となる。
さく、その吸収長は１０μｍ程度となる。
従って、Ｇｅ受光素子で１．５μｍ帯光を受光する場合
、光の吸収領域である空乏層幅は約ＩＯμｍが必要とな
り、素子の基板濃度を少なくともｌＸ１０ ｃｍ
以下に下げる必要がある。従来作製されているＧｅ−Ａ
ＰＤはｎ＋１又はｐ十ｎ接合からなるものであるが、こ
れらでｐ又はｎ型の基板濃度をｌＸ１０ ｃｍ 以下と
した場合、素子耐圧が１５０Ｖ以上となり、良好なガー
ドリング効果をもったＡＰＤを実現することが難しくな
るそこで５ｉ−ＡＰＤで報告されているような所謂リー
チスルー型のｐ＋ｎｎ−構造をもったＧｅ・ＡＰＤが必
要になる。従来ｐ＋ｎｎ−型Ｇｅ−ＡＰＤに関する報告
例はなく、従ってｐ十ｎｎ−型の増倍層であるｎ層形成
のための製作条件に関する報告例もない。
、光の吸収領域である空乏層幅は約ＩＯμｍが必要とな
り、素子の基板濃度を少なくともｌＸ１０ ｃｍ
以下に下げる必要がある。従来作製されているＧｅ−Ａ
ＰＤはｎ＋１又はｐ十ｎ接合からなるものであるが、こ
れらでｐ又はｎ型の基板濃度をｌＸ１０ ｃｍ 以下と
した場合、素子耐圧が１５０Ｖ以上となり、良好なガー
ドリング効果をもったＡＰＤを実現することが難しくな
るそこで５ｉ−ＡＰＤで報告されているような所謂リー
チスルー型のｐ＋ｎｎ−構造をもったＧｅ・ＡＰＤが必
要になる。従来ｐ＋ｎｎ−型Ｇｅ−ＡＰＤに関する報告
例はなく、従ってｐ十ｎｎ−型の増倍層であるｎ層形成
のための製作条件に関する報告例もない。
本発明の目的はｐ十ｎｎ−型Ｇｅ−ＡＰＤの増倍層形成
のためのＡｓイオン注入の適正なドーズ量を規定するこ
とにより、受光部耐圧がガードリング部耐圧より低く、
受光部でのみ増倍が起り。
のためのＡｓイオン注入の適正なドーズ量を規定するこ
とにより、受光部耐圧がガードリング部耐圧より低く、
受光部でのみ増倍が起り。
かつ空乏層が素子の基板内部へむかって十分法がるよう
にし、もって１．５μｍ帯の光を受光するのに適した。
にし、もって１．５μｍ帯の光を受光するのに適した。
しかも十分なガードリング効果を有するＧｅ−ＡＰＤを
提供することにある。
提供することにある。
本発明のＧｅ−ＡＰＤは、ｐ＋ｎｎ−型ゲ／Ｌ／？ニウ
ムＡＰＤにおいて、基板ｎ一層のｎ型不純物濃度をｌＸ
ｌ０ ｃｍ 以下とし、Ａｓをドーズ量５ Ｘ １
０” ｃ ｍ−”からＩ Ｘ １０１８ｃ ｍ７２の範
囲でイオン注入して前記ｎ層を形成したことを特徴とす
るものであり、以下これを詳細に説明する。
ムＡＰＤにおいて、基板ｎ一層のｎ型不純物濃度をｌＸ
ｌ０ ｃｍ 以下とし、Ａｓをドーズ量５ Ｘ １
０” ｃ ｍ−”からＩ Ｘ １０１８ｃ ｍ７２の範
囲でイオン注入して前記ｎ層を形成したことを特徴とす
るものであり、以下これを詳細に説明する。
本発明によるＧｅ−ＡＰＤはｐ＋ｎｎ−型であるが、第
１図に示すように、ｎ層の濃度がガードリング効果に重
大な影響をあたえるので、適正な濃度範囲とする必要が
ある。第１図において黒丸は３Ｘ１０ ｃｍ の基
板の場合、白丸はｌＸ１０ ｃｍ の基板の場合の
Ａｓドーズ量に対するブレークダウン電圧の関係を示し
、ｌはガードリング部の耐圧を示す。増倍領域であるｎ
層を形成するＡｓのドーズ量がｌＸｌ０ ｃｍ−”以
上になると、ブレーク・ダウンがｎ層中で起ってしまい
８ ｎ−基板内に空乏層が広がらなくなり、１．５ｃ
ｍ７２以下では、受光部耐圧が１００Ｖ以上となってし
まい、ガードリング部耐圧と同程度となり、十分なガー
ドリング効果が得られず、受光部内で増倍がとれなくな
る。従って、１．５μｍ・帯で良好な動作特性を示すｐ
＋ｎｎ−型Ｇｅ−ＡＰＤを製作するためには、５Ｘ１０
”ｃｍ−２以上ｌＸｌ０ ｃｍ 以下の範囲のＡｓ
ドーズ量が必要となる。
１図に示すように、ｎ層の濃度がガードリング効果に重
大な影響をあたえるので、適正な濃度範囲とする必要が
ある。第１図において黒丸は３Ｘ１０ ｃｍ の基
板の場合、白丸はｌＸ１０ ｃｍ の基板の場合の
Ａｓドーズ量に対するブレークダウン電圧の関係を示し
、ｌはガードリング部の耐圧を示す。増倍領域であるｎ
層を形成するＡｓのドーズ量がｌＸｌ０ ｃｍ−”以
上になると、ブレーク・ダウンがｎ層中で起ってしまい
８ ｎ−基板内に空乏層が広がらなくなり、１．５ｃ
ｍ７２以下では、受光部耐圧が１００Ｖ以上となってし
まい、ガードリング部耐圧と同程度となり、十分なガー
ドリング効果が得られず、受光部内で増倍がとれなくな
る。従って、１．５μｍ・帯で良好な動作特性を示すｐ
＋ｎｎ−型Ｇｅ−ＡＰＤを製作するためには、５Ｘ１０
”ｃｍ−２以上ｌＸｌ０ ｃｍ 以下の範囲のＡｓ
ドーズ量が必要となる。
以下図面を参照して１本発明にるｐ＋ｎｎ−型Ｇｅ−Ａ
ＰＤの製造方法の実施例を詳細に説明する。第２図はｎ
型Ｇｅの基板２ （ｎ型不純物濃度３Ｘ１０”ｃｍ−３
〜ｌＸｌ０”ｃｍ−３）にガードリングパターン用マス
クにより、浅いマーカエソ。
ＰＤの製造方法の実施例を詳細に説明する。第２図はｎ
型Ｇｅの基板２ （ｎ型不純物濃度３Ｘ１０”ｃｍ−３
〜ｌＸｌ０”ｃｍ−３）にガードリングパターン用マス
クにより、浅いマーカエソ。
チング３を形成する工程を示す。つぎに、第３図に示す
ように、フォトレジスト４をマスクとして増倍層形成の
ためのＡｓイオン注入を行なう。５はＡｓのイオン注入
層を示す。ドーズ量は前述の如＜、 ５ Ｘ １０１２
ｃｍ”’ 〜’Ｉ Ｘ １０１３ｃｍ−２（７）範囲内
とする。注入エネルギーは約１３０ＫｅＶである。次に
、°フォトレジスト４を剥離後、７００℃、１時間アニ
ールを行う。次に、第４図に示すように、フォトレジス
ト６をマスクとしてガー大層、８は先の工程で形成され
たＡｓによる増倍層（ｎ層）を示す。第５図にフォトレ
ジスト９をマスクとして受光部を形成するためのＩｎの
イオン注入工程を示す。Ｉｎのドーズ量は２ Ｘ １０
１３ｃｍ−’、注入〆ネルギーは９０ＫｅＶである。
ように、フォトレジスト４をマスクとして増倍層形成の
ためのＡｓイオン注入を行なう。５はＡｓのイオン注入
層を示す。ドーズ量は前述の如＜、 ５ Ｘ １０１２
ｃｍ”’ 〜’Ｉ Ｘ １０１３ｃｍ−２（７）範囲内
とする。注入エネルギーは約１３０ＫｅＶである。次に
、°フォトレジスト４を剥離後、７００℃、１時間アニ
ールを行う。次に、第４図に示すように、フォトレジス
ト６をマスクとしてガー大層、８は先の工程で形成され
たＡｓによる増倍層（ｎ層）を示す。第５図にフォトレ
ジスト９をマスクとして受光部を形成するためのＩｎの
イオン注入工程を示す。Ｉｎのドーズ量は２ Ｘ １０
１３ｃｍ−’、注入〆ネルギーは９０ＫｅＶである。
ＩＯはＩｎのイオン注入層を示す。次にフォトレジスト
９を剥離した後、注入１３ｅ、ｌｎのアニールを６００
℃で１時間行い、以下通常のプロセスでダイオードを作
製する。
９を剥離した後、注入１３ｅ、ｌｎのアニールを６００
℃で１時間行い、以下通常のプロセスでダイオードを作
製する。
本発明によれば、ガードリング効果が十分に得られ、受
光部内のみ増倍が起るため、高い最大増倍率が得られ、
増倍率の面内分布も平坦な素子が得られる。又、空乏層
幅が十分長くなるため。
光部内のみ増倍が起るため、高い最大増倍率が得られ、
増倍率の面内分布も平坦な素子が得られる。又、空乏層
幅が十分長くなるため。
１．５５μｍのパルス光に対しても、立ち下がり時間の
短い良好なパルス特性が得られる。
短い良好なパルス特性が得られる。
第１図はブレークダウン電圧のＡｓドーズ量依存性を示
す図、第２図〜第５図は本発明実施例のｐ＋ｎｎ−型Ｇ
ｅ−ＡＰ’Ｄの製造工程を説明する図である。 ２−−−−−・−ｎｍａｅ基板 ３−−−−−−−−・マーカエツチング部４．６．９〜
・・・−フォトレジスト ５・・−−−−−・・Ａｓイオン注入層７・・−・−・
・Ｂｅイオン注入層 ８・・・−・・−ｎ型増倍層 １０−・−−−−１ｎイオン注入層
す図、第２図〜第５図は本発明実施例のｐ＋ｎｎ−型Ｇ
ｅ−ＡＰ’Ｄの製造工程を説明する図である。 ２−−−−−・−ｎｍａｅ基板 ３−−−−−−−−・マーカエツチング部４．６．９〜
・・・−フォトレジスト ５・・−−−−−・・Ａｓイオン注入層７・・−・−・
・Ｂｅイオン注入層 ８・・・−・・−ｎ型増倍層 １０−・−−−−１ｎイオン注入層
Claims (1)
- ｐ＋ｎｎ−’Ｃ２ゲルマニウムＡＰＤにおいて、基板ｎ
一層のｎ型不純物濃度をＩ Ｘ ｌ Ｏ′Ｅａｍ−’以
下とし、Ａｓをドーズ量５ Ｘ １０１２ｃ ｍ−２か
らｌＸｌ０”ｃｍ−２の範囲でイオン注入して前記ｎ層
を形成したことを特徴とするゲルマニウム受光素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56154984A JPS5856481A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | ゲルマニウム受光素子の製造方法 |
| DE8282305104T DE3278660D1 (en) | 1981-09-30 | 1982-09-28 | Avalanche photodiode |
| EP19820305104 EP0076143B1 (en) | 1981-09-30 | 1982-09-28 | Avalanche photodiode |
| CA000412427A CA1195414A (en) | 1981-09-30 | 1982-09-29 | Avalanche photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56154984A JPS5856481A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | ゲルマニウム受光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856481A true JPS5856481A (ja) | 1983-04-04 |
| JPS6259903B2 JPS6259903B2 (ja) | 1987-12-14 |
Family
ID=15596166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56154984A Granted JPS5856481A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | ゲルマニウム受光素子の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0076143B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5856481A (ja) |
| CA (1) | CA1195414A (ja) |
| DE (1) | DE3278660D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4833509A (en) * | 1983-10-31 | 1989-05-23 | Burr-Brown Corporation | Integrated circuit reference diode and fabrication method therefor |
| CA1301895C (en) * | 1989-01-12 | 1992-05-26 | Robert J. Mcintyre | Silicon avalanche photodiode with low multiplication noise |
| GB8913198D0 (en) * | 1989-06-08 | 1989-07-26 | British Telecomm | Guard ring structure |
| US5477649A (en) * | 1993-04-30 | 1995-12-26 | Airtite Contractors Inc. | Raised floor cable trough system |
| US7341921B2 (en) | 2003-05-14 | 2008-03-11 | University College Cork - National University Of Ireland, Cork | Photodiode |
| CN110098270B (zh) * | 2019-04-18 | 2021-04-23 | 中国科学技术大学 | 雪崩光电二极管扩散结构的制备方法及二极管扩散结构 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5260579A (en) * | 1975-11-11 | 1977-05-19 | Philips Nv | Method of producing semiconductor device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5655080A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Germanium avalanche photodiode |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56154984A patent/JPS5856481A/ja active Granted
-
1982
- 1982-09-28 DE DE8282305104T patent/DE3278660D1/de not_active Expired
- 1982-09-28 EP EP19820305104 patent/EP0076143B1/en not_active Expired
- 1982-09-29 CA CA000412427A patent/CA1195414A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5260579A (en) * | 1975-11-11 | 1977-05-19 | Philips Nv | Method of producing semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1195414A (en) | 1985-10-15 |
| EP0076143A3 (en) | 1984-08-29 |
| JPS6259903B2 (ja) | 1987-12-14 |
| DE3278660D1 (en) | 1988-07-14 |
| EP0076143B1 (en) | 1988-06-08 |
| EP0076143A2 (en) | 1983-04-06 |
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