JPS5913383A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
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- JPS5913383A JPS5913383A JP57122720A JP12272082A JPS5913383A JP S5913383 A JPS5913383 A JP S5913383A JP 57122720 A JP57122720 A JP 57122720A JP 12272082 A JP12272082 A JP 12272082A JP S5913383 A JPS5913383 A JP S5913383A
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- Japan
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- electrode
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- germanium
- semiconductor
- aluminum
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- Pending
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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
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
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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４明は半導体受光装置に関するものである。
アバランシェホトダイオードは高感度、高速度な半導体
受光装置として重要なものである。特に近年は元通信の
発達に伴ない、高い信頼性をもつアバランシェホトダイ
オードが要求されてきている。中でも光通４ｇに使われ
る１、３〜１．５５μｍ長波長帯に感度領域をもつ、ゲ
ルマニューム全母体としたアバランシェホトダイオード
の高信頼性は重要である。
受光装置として重要なものである。特に近年は元通信の
発達に伴ない、高い信頼性をもつアバランシェホトダイ
オードが要求されてきている。中でも光通４ｇに使われ
る１、３〜１．５５μｍ長波長帯に感度領域をもつ、ゲ
ルマニューム全母体としたアバランシェホトダイオード
の高信頼性は重要である。
従来のゲルマニュームのアバランシェホトダイオードは
、ボロンあるいは亜鉛で高濃度にｐ型化された表面にア
ルミニュームを蒸着し熱処理する事によｆｉＰ型オーミ
ック電極を形成するのが通常である。しかしながら、上
に述べた方法によると、電極形成直後においては良好な
逆方向１−Ｖ特性をしているものでも、高温加速試験５
例えば３００’Ｃ，２００時間程度の条件で、逆方向Ｉ
−Ｖ特性がソフトになシ、逆方向耐圧が減少する場合が
ある。
、ボロンあるいは亜鉛で高濃度にｐ型化された表面にア
ルミニュームを蒸着し熱処理する事によｆｉＰ型オーミ
ック電極を形成するのが通常である。しかしながら、上
に述べた方法によると、電極形成直後においては良好な
逆方向１−Ｖ特性をしているものでも、高温加速試験５
例えば３００’Ｃ，２００時間程度の条件で、逆方向Ｉ
−Ｖ特性がソフトになシ、逆方向耐圧が減少する場合が
ある。
第１図はこの実際例を示す図で、第１図（ａ）は加速試
験前、第五図（ｂ）は加速試験後の逆方向１−Ｖ特性の
変化を示す。劣化後の状態では受光器の感度応答速度が
大幅に減少する。この事は海底光通信のように高度の耐
環境性全要求されるシステムに対しては重大な問題であ
る。
験前、第五図（ｂ）は加速試験後の逆方向１−Ｖ特性の
変化を示す。劣化後の状態では受光器の感度応答速度が
大幅に減少する。この事は海底光通信のように高度の耐
環境性全要求されるシステムに対しては重大な問題であ
る。
本発明はこのような高温環境のもとでも特性の変化しな
い半導体受光装置を提供する半金目的とする。
い半導体受光装置を提供する半金目的とする。
本発明者は従来のゲルマニューム−アバランシェホトダ
イオードの耐熱性が弱い原因として、Ｐ側アルミニ＝−
ム電極が高温試験中にガードリング形成部のゲルマニュ
ーム母体結晶内に拡散し、部分的にガードリンクＰＮ接
合部の不完全性をもたらしているものと考皇し念。その
検証として二次イオン質量分析法によって電極設置部に
おける深さ方向のアルミニュームの分布が測定された、
第２図にその結果を示す。第２図１８）は加速試験前ｔ
ｖ 試料のアルミニューム、ゲルマニューム、亜鉛の各
元素の二次イオン強度の深さ方向のプロファイルである
。アルミニー−ムは電極形成時の熱処理によると思われ
る母体内への侵入？わずかに示している。亜鉛のプロフ
ァイルはガードリング部のＰＮ接合位置を示している。
イオードの耐熱性が弱い原因として、Ｐ側アルミニ＝−
ム電極が高温試験中にガードリング形成部のゲルマニュ
ーム母体結晶内に拡散し、部分的にガードリンクＰＮ接
合部の不完全性をもたらしているものと考皇し念。その
検証として二次イオン質量分析法によって電極設置部に
おける深さ方向のアルミニュームの分布が測定された、
第２図にその結果を示す。第２図１８）は加速試験前ｔ
ｖ 試料のアルミニューム、ゲルマニューム、亜鉛の各
元素の二次イオン強度の深さ方向のプロファイルである
。アルミニー−ムは電極形成時の熱処理によると思われ
る母体内への侵入？わずかに示している。亜鉛のプロフ
ァイルはガードリング部のＰＮ接合位置を示している。
なお、アルミニューム電極は測定前に予め除去されてい
る。第２図（ｂ）は高温加速試験で劣化した試料につい
て、同上元素のプロファイル金示す。明らかに電極のア
ルミニュームがゲルマニューム中を拡ｉし、カードリン
グ部のＰＮ接合を通過している事がわかる。
る。第２図（ｂ）は高温加速試験で劣化した試料につい
て、同上元素のプロファイル金示す。明らかに電極のア
ルミニュームがゲルマニューム中を拡ｉし、カードリン
グ部のＰＮ接合を通過している事がわかる。
更に、アルミニー−ム二次イオン像による平面内分布を
観察すると、アルミニュームは電極部の下からスパイク
状に拡散されている事がわかった。
観察すると、アルミニュームは電極部の下からスパイク
状に拡散されている事がわかった。
これ等の事からゲルマニューム−アバランシェホトダイ
オードにおいてアルミニューム電極ｇＰ型オーミック電
極とする事は高温時の信頼性において非常に不安定であ
る事が結論される。アルミニー−ムに代わる電極材料と
して、金、銀等が考えられるが、そのゲルマニューム中
における拡散係数はアルミニュームに比べ小さいとは言
えず、また経済性の上からも好ましくない。
オードにおいてアルミニューム電極ｇＰ型オーミック電
極とする事は高温時の信頼性において非常に不安定であ
る事が結論される。アルミニー−ムに代わる電極材料と
して、金、銀等が考えられるが、そのゲルマニューム中
における拡散係数はアルミニュームに比べ小さいとは言
えず、また経済性の上からも好ましくない。
本発明はこのような高温環境のもとでも特性の変化しな
い半導体受光装置を提供する事を目的とする。
い半導体受光装置を提供する事を目的とする。
電一方女究荏壽とを特徴とする半導体受光装置が得られ
る。
る。
すなわち本発明者はゲルマニー−ム中のアルミニューム
の速い拡散は両元素の高い反応性にあると考えた。両元
素の合金相図を参照すると、アルミニューム３０ ｓ、
ゲルマニュームフ０％ノ組成で両者は共晶合金全形成す
る。この様にアルミニューム−ゲルマニューム系は非常
に反応し易すい組み合せである事がわかる。しかし逆に
電極形成時に上記組成の合金？使用すれば、既に反応が
終了した後の電極材料であるので、更にゲルマニューム
母体中へアルミニー−ムが侵入する事は軽減される。
の速い拡散は両元素の高い反応性にあると考えた。両元
素の合金相図を参照すると、アルミニューム３０ ｓ、
ゲルマニュームフ０％ノ組成で両者は共晶合金全形成す
る。この様にアルミニューム−ゲルマニューム系は非常
に反応し易すい組み合せである事がわかる。しかし逆に
電極形成時に上記組成の合金？使用すれば、既に反応が
終了した後の電極材料であるので、更にゲルマニューム
母体中へアルミニー−ムが侵入する事は軽減される。
第３図は本発明の一実施例の断面図で、ｎ型ゲルマニュ
ーム（キャリア濃度５×１０ ｃｒｎ ）ｌにボロンを
イオンインプ２ンテイションおよびアニール処理しＰ＋
層（キャリア濃度１ｘｘｏｃｍ）を０゜３μｍ形成し受
光層２とした。更に該受光層２の両端を亜鉛拡散で局部
的にｐ型（キャリア濃度５ Ｘ １０１７ｃｒｎ””）
となし３ Ｊｉｍ （７）’／ −）’！Ｊ ｙり３全
形成した。この時選択拡散に用いた８ｉ０２層４は電極
５の絶縁材として使用される。電極５はアルミニューム
３０％ゲルマニューム７０ ％ （Ｄ合金を局部的に蒸
着する事により得られ、更に適当なアニール処理によシ
良好なオーミック特性が得られた。ｎ型電極６はＰＮ接
合部までの距離が遠いため通常の方法例えば金／アンチ
モンの合金でオーミックコンタクトを設けである。
ーム（キャリア濃度５×１０ ｃｒｎ ）ｌにボロンを
イオンインプ２ンテイションおよびアニール処理しＰ＋
層（キャリア濃度１ｘｘｏｃｍ）を０゜３μｍ形成し受
光層２とした。更に該受光層２の両端を亜鉛拡散で局部
的にｐ型（キャリア濃度５ Ｘ １０１７ｃｒｎ””）
となし３ Ｊｉｍ （７）’／ −）’！Ｊ ｙり３全
形成した。この時選択拡散に用いた８ｉ０２層４は電極
５の絶縁材として使用される。電極５はアルミニューム
３０％ゲルマニューム７０ ％ （Ｄ合金を局部的に蒸
着する事により得られ、更に適当なアニール処理によシ
良好なオーミック特性が得られた。ｎ型電極６はＰＮ接
合部までの距離が遠いため通常の方法例えば金／アンチ
モンの合金でオーミックコンタクトを設けである。
本装置を３００℃、２００時間の高温加速試験をした結
果では、逆方向Ｉ−Ｖ特性の劣化は観察されず、また二
次イオン質量分析計による深さ方向プロファイルの測定
でも、電極材料が母体結晶に侵入している様子はみられ
なかった。
果では、逆方向Ｉ−Ｖ特性の劣化は観察されず、また二
次イオン質量分析計による深さ方向プロファイルの測定
でも、電極材料が母体結晶に侵入している様子はみられ
なかった。
以上ゲルマニューム、アルミニュームの組み合せ全−例
として述べてきたが本発明による電極は必らずしもゲル
マニュームを用いたアバランシェホトダイオードに限ら
れるものでなく、シリコンあるいは化合物半導体を用い
た受光装置に対しても適用され得る。
として述べてきたが本発明による電極は必らずしもゲル
マニュームを用いたアバランシェホトダイオードに限ら
れるものでなく、シリコンあるいは化合物半導体を用い
た受光装置に対しても適用され得る。
本発明は高温環境のもとでも特性の変化しない半導体受
光装置を提供できる。
光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａｌ、 （ｂｌは高温加速試験前および後の従
来型ケルマニーームーアバランシェホトダイオードの逆
方向Ｉ−■特性図、第２図（ａ）、 （１））は高温加
速試験前および後の従来型ゲルマニー−ムーアバラン７
エホトダイオードのガードリング部におけるアルミニュ
ーム、ゲルマニューム亜鉛の深さ方向の分布図、第３図
は本発明の一実施例の断面図２示す図て゛ある。 ■・・・・・・ゲルマニューム基板、２・・・・・受光
部、３・・・・・ガードリング、４・・・・５ｉＯｚ絶
縁層、５・・・・・・Ｐ型電極、６・・・・・・ｎ型電
極。 電圧 Ｖｂ 電圧 Ｖｂ （−一）
（ｂ）阜２倒 ■ ３ 一７７７系 Σツー 一二二一」
来型ケルマニーームーアバランシェホトダイオードの逆
方向Ｉ−■特性図、第２図（ａ）、 （１））は高温加
速試験前および後の従来型ゲルマニー−ムーアバラン７
エホトダイオードのガードリング部におけるアルミニュ
ーム、ゲルマニューム亜鉛の深さ方向の分布図、第３図
は本発明の一実施例の断面図２示す図て゛ある。 ■・・・・・・ゲルマニューム基板、２・・・・・受光
部、３・・・・・ガードリング、４・・・・５ｉＯｚ絶
縁層、５・・・・・・Ｐ型電極、６・・・・・・ｎ型電
極。 電圧 Ｖｂ 電圧 Ｖｂ （−一）
（ｂ）阜２倒 ■ ３ 一７７７系 Σツー 一二二一」
Claims (1)
- ｎ型半導体材料を用いたアバランシェホトダイオードに
おいて、受元部の半導体結晶に対して共晶合金を形成す
る金属と前記半導体結晶と同種の半導体との組み合せに
よる共晶合金によりてＰ型オーミック電極が形成されて
いることを特徴とする半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57122720A JPS5913383A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57122720A JPS5913383A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5913383A true JPS5913383A (ja) | 1984-01-24 |
Family
ID=14842916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57122720A Pending JPS5913383A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5913383A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879466A (en) * | 1987-02-06 | 1989-11-07 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor radiation detector |
-
1982
- 1982-07-14 JP JP57122720A patent/JPS5913383A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879466A (en) * | 1987-02-06 | 1989-11-07 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor radiation detector |
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