JPS61131574A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPS61131574A JPS61131574A JP59254365A JP25436584A JPS61131574A JP S61131574 A JPS61131574 A JP S61131574A JP 59254365 A JP59254365 A JP 59254365A JP 25436584 A JP25436584 A JP 25436584A JP S61131574 A JPS61131574 A JP S61131574A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
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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
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体受光素子に係シ、特に、ｍ−ｖ族化合物
半導体によって構成し、有効なガードリングを構成する
ため２段階の成長によって受光部を埋め込んだ構造を有
する半導体受光素子に関する。
半導体によって構成し、有効なガードリングを構成する
ため２段階の成長によって受光部を埋め込んだ構造を有
する半導体受光素子に関する。
第４図（Ａ）に、従来の２回成長法により作成され九受
光素子の構造を示す。ｎ”−１％Ｐ基板１の上に順にｓ
−１％Ｐバッフ１層２１％−Ｉ％Ｇａ Ａｓ光吸収層３
、％−Ｉ％０６ Ａｍ Ｐの価電子帯不連続の緩和層４
゜％−１％Ｐ増倍層５（１回目成長層）が形成され、更
に外−−Ｉ％Ｐ層６Ｃ２回目成長層）＋＋十十数散層７
Ｂ−イオン注入による傾斜接合領域８．が備見られて−
る。このような素子において、アバランシ増借金生じさ
せる埋込み部の増倍層５の耐圧が、２回目成長によって
形成し九七の周辺の５−−１％Ｐ層６、所謂ガードリン
グ部の耐圧より低くなる様に設計される。なお、図（Ａ
）におりて、 ９ＢＡｓＧａ電極、１０はＡｓ／ｆｆ
ｓ電極、２１は８４Ｎ無反射コーティングである。
光素子の構造を示す。ｎ”−１％Ｐ基板１の上に順にｓ
−１％Ｐバッフ１層２１％−Ｉ％Ｇａ Ａｓ光吸収層３
、％−Ｉ％０６ Ａｍ Ｐの価電子帯不連続の緩和層４
゜％−１％Ｐ増倍層５（１回目成長層）が形成され、更
に外−−Ｉ％Ｐ層６Ｃ２回目成長層）＋＋十十数散層７
Ｂ−イオン注入による傾斜接合領域８．が備見られて−
る。このような素子において、アバランシ増借金生じさ
せる埋込み部の増倍層５の耐圧が、２回目成長によって
形成し九七の周辺の５−−１％Ｐ層６、所謂ガードリン
グ部の耐圧より低くなる様に設計される。なお、図（Ａ
）におりて、 ９ＢＡｓＧａ電極、１０はＡｓ／ｆｆ
ｓ電極、２１は８４Ｎ無反射コーティングである。
ところが、上記におｉて、２回成長法によるガードリン
グ構造の形成、さらにはＩｋ （ベリリ為りム）イオン
注入による傾斜接合領域８による接合端面の電界集中の
防止手段を施しても、依然とじ ９て所期の耐圧が得ら
れず、所期のアバランシ増倍が生ずる前にプレークダク
７が起こる場合が観測される。
グ構造の形成、さらにはＩｋ （ベリリ為りム）イオン
注入による傾斜接合領域８による接合端面の電界集中の
防止手段を施しても、依然とじ ９て所期の耐圧が得ら
れず、所期のアバランシ増倍が生ずる前にプレークダク
７が起こる場合が観測される。
これについて種々検討の結果法のようなことが判明した
。すなわち、１回目成長部のｓｒ％Ｐ増倍層５と２回目
成長部のガードリングの５−−１％２層６の界面部の表
面形状あるφは結晶構造等が種々にバラツキ、例えば第
４図（Ｂ）に示すようにくぼみ１１が発生し九）、ある
いはここで結晶学的不連続が発生したりしていることが
わかった。これは轟初全く気がつかなかった程度で６つ
九が、階段 、−状接合を形成するためのＩｎ＠る−は
Ｃｄの拡散によるｐ十数散層７の形成の際、この１回目
成長と２回目成長の界面１２を通して２％やＣｄが異常
拡散し、階Ｒ接合に凹凸部１ｓが形成される。そのため
電界が凹凸部１５に集中し、該部付近でプシークダクン
が起とＪ７島くなる。ｒＭｉ凸部１３の形成は種々にバ
ラツキ、したがって耐圧も種々バラツクことになっ３．
、 て、素子の製造歩留りが劣化しておプ
、また、凹凸部１３における電界の集中は、素子の動作
上好ましくなりプリブレークダウンを引きおこし、素子
特性を劣化９例えば増倍率の低下、雑音の増大等の原因
となる。
。すなわち、１回目成長部のｓｒ％Ｐ増倍層５と２回目
成長部のガードリングの５−−１％２層６の界面部の表
面形状あるφは結晶構造等が種々にバラツキ、例えば第
４図（Ｂ）に示すようにくぼみ１１が発生し九）、ある
いはここで結晶学的不連続が発生したりしていることが
わかった。これは轟初全く気がつかなかった程度で６つ
九が、階段 、−状接合を形成するためのＩｎ＠る−は
Ｃｄの拡散によるｐ十数散層７の形成の際、この１回目
成長と２回目成長の界面１２を通して２％やＣｄが異常
拡散し、階Ｒ接合に凹凸部１ｓが形成される。そのため
電界が凹凸部１５に集中し、該部付近でプシークダクン
が起とＪ７島くなる。ｒＭｉ凸部１３の形成は種々にバ
ラツキ、したがって耐圧も種々バラツクことになっ３．
、 て、素子の製造歩留りが劣化しておプ
、また、凹凸部１３における電界の集中は、素子の動作
上好ましくなりプリブレークダウンを引きおこし、素子
特性を劣化９例えば増倍率の低下、雑音の増大等の原因
となる。
本発明は上記従来の欠点を解決するものであり、以下の
受光素子を提供する。
受光素子を提供する。
（１）２回成長法によシ、キャリア密度もしくは禁制帯
幅の異なる層を埋め込んだ構造を有する受光素子にお−
て、１回目成長部と２回目成長部との界面を横断する傾
斜接合を有し、かつ１回目成長部のみに階段屋接合が形
成されて―ることを＃＃徴とする半導体受光素子。
幅の異なる層を埋め込んだ構造を有する受光素子にお−
て、１回目成長部と２回目成長部との界面を横断する傾
斜接合を有し、かつ１回目成長部のみに階段屋接合が形
成されて―ることを＃＃徴とする半導体受光素子。
（２）前記階段型接合の接合深さが、傾斜接合の深さ程
度でめる事ｔ−特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
載の半導体受光素子。
度でめる事ｔ−特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
載の半導体受光素子。
上記（１）、 （２１の構成によシ、成長界Ｗｉを横断
するのは傾斜接合のみであシ、階段層接合は１回目成長
部のみに形成されるから、たとえ成長界面の影響がでて
も核部には傾斜接合のみしか形成されな−から、電界の
集中が大幅に緩和される。
するのは傾斜接合のみであシ、階段層接合は１回目成長
部のみに形成されるから、たとえ成長界面の影響がでて
も核部には傾斜接合のみしか形成されな−から、電界の
集中が大幅に緩和される。
第１図に訃−て、先に示し永第４図と共通部分九同一番
号をつけているので特にこれらにクーでは説明しなめ。
号をつけているので特にこれらにクーでは説明しなめ。
本例にお−ては１回目成長部（ｇ＆−ｈ＆Ｐ ） ５と
２回目成長部（ｎ−−１ｎＰン６との界［１２を横断す
る形で傾＃）鑞接合１８が、例えばＢ−のイオン注入法
で形成されて−る。ｔた受光部となるＣａ等の拡散で作
られる１層１７は１回目成長層５の中のみに配置嬶れる
。
２回目成長部（ｎ−−１ｎＰン６との界［１２を横断す
る形で傾＃）鑞接合１８が、例えばＢ−のイオン注入法
で形成されて−る。ｔた受光部となるＣａ等の拡散で作
られる１層１７は１回目成長層５の中のみに配置嬶れる
。
第２図は本発明の他の実施例でありて、傾斜型接合２８
ｔ−１回目、２回目成長層５．６に連続的に形成したも
のである。階Ｒ麗接合１７は第１図、第２図とも、略傾
斜鳳接合１８Ｘ、は２８と同じ深さに形成してｉる。
ｔ−１回目、２回目成長層５．６に連続的に形成したも
のである。階Ｒ麗接合１７は第１図、第２図とも、略傾
斜鳳接合１８Ｘ、は２８と同じ深さに形成してｉる。
第５図に本発明の実施例の製造工＠を示す。
図（Ａ）にお−て；
一−Ｉ％Ｐ基板１上に、弊−Ｉ％Ｐバッフ１層２＋、％
−Ｉ％（ｍＡ−光吸収、層３１％−Ｉ％ｑａＡａＰ価電
子帯不連続の緩和層４１％−１ｖ＋Ｐ増倍層５となる各
成長層を一連の成長グロセスとして形成する。
−Ｉ％（ｍＡ−光吸収、層３１％−Ｉ％ｑａＡａＰ価電
子帯不連続の緩和層４１％−１ｖ＋Ｐ増倍層５となる各
成長層を一連の成長グロセスとして形成する。
その後、窒化膜３０ｆ：堆積・バターニングで形成する
。
。
図ＣＢ）におりて：窒化膜５０ｔ−マスクに用−て悴−
ｒｓＰ５の一部を残してメルトバックし、新たに＠−−
１ｓ１６ ｋ堆積す・る。窒化膜５ｏｔＲ去する。
ｒｓＰ５の一部を残してメルトバックし、新たに＠−−
１ｓ１６ ｋ堆積す・る。窒化膜５ｏｔＲ去する。
図＜Ｃ＞にお９て；イオン注入法でＢ−イオン等を注入
し、領域１８の九めの不純物導入を行なう。
し、領域１８の九めの不純物導入を行なう。
次にＣｄの拡散で階ＲＷｋ接合１７ｉ作製する。
Ｂ＃＋注入；
ドーズ量、 ｌＸ１Ｇ”〜ｌ Ｘ １０” ａｍ−
”打込みエネルギ、 ｔｏｏｚ〜１４０ ＫｍＶ熱
飽理、 次の拡散時 Ｃｄ拡散； 拡散源、 Ｃ４Ｆ６ 拡散温度、 ５５Ｇ’Ｃ 拡散時間、ＬＬ５〜１．５ｈ なお、図（Ｃ）にお埴て、階段屋接合１７の曲率を持り
てｉる周辺部デが煩斜星接合１８とフラットにつながる
ようにはば両者の深さを同じにすると良い。
”打込みエネルギ、 ｔｏｏｚ〜１４０ ＫｍＶ熱
飽理、 次の拡散時 Ｃｄ拡散； 拡散源、 Ｃ４Ｆ６ 拡散温度、 ５５Ｇ’Ｃ 拡散時間、ＬＬ５〜１．５ｈ なお、図（Ｃ）にお埴て、階段屋接合１７の曲率を持り
てｉる周辺部デが煩斜星接合１８とフラットにつながる
ようにはば両者の深さを同じにすると良い。
本発明によれば素子中で最も電界の高くなるのは平面と
なるｐ土層の下部となシ、その他の部分でのブレークダ
ウンは生じなくなり、容易に実用的な素子を提供できる
利点がらる。そして、素子の製造歩留シも大きく向上で
きる。
なるｐ土層の下部となシ、その他の部分でのブレークダ
ウンは生じなくなり、容易に実用的な素子を提供できる
利点がらる。そして、素子の製造歩留シも大きく向上で
きる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明の実施例の素子断面図
、第５図（Ａｌ−＜ｃ）は本発明の実施例の製造工程図
、第４図（Ａ） ｌ （Ｊ）はそれぞれ従来の素子断面
図及び従来の素子部分断面図でめる。 １・・・外−Ｉ％Ｐ基板 ２・・・鴇−Ｉ％Ｐ（バッフ１層） ｓ −５−１ｎＧａＡａ （光吸収層ン４・・・ｎ −
１％ＧａＡａＰＣ価電子帯不連続の緩和層）５・・・指
−Ｉ％Ｐ（増倍層） ６・・・ｓ−１％Ｐ（層） ９・・・ＡｓＧｇ電極 １０・・Ａｔ＆／Ｚｎ電極 １１・・・くぼみ １２・・・（成長ン界面 １３・・・凹凸部 １７・・・階段型接合 １８・・・傾斜型接合 ２１・・・ＳｔＮ無反射コーティング ２８・・・傾斜型接合 ５０・・・窒化膜
、第５図（Ａｌ−＜ｃ）は本発明の実施例の製造工程図
、第４図（Ａ） ｌ （Ｊ）はそれぞれ従来の素子断面
図及び従来の素子部分断面図でめる。 １・・・外−Ｉ％Ｐ基板 ２・・・鴇−Ｉ％Ｐ（バッフ１層） ｓ −５−１ｎＧａＡａ （光吸収層ン４・・・ｎ −
１％ＧａＡａＰＣ価電子帯不連続の緩和層）５・・・指
−Ｉ％Ｐ（増倍層） ６・・・ｓ−１％Ｐ（層） ９・・・ＡｓＧｇ電極 １０・・Ａｔ＆／Ｚｎ電極 １１・・・くぼみ １２・・・（成長ン界面 １３・・・凹凸部 １７・・・階段型接合 １８・・・傾斜型接合 ２１・・・ＳｔＮ無反射コーティング ２８・・・傾斜型接合 ５０・・・窒化膜
Claims (2)
- （１）２回成長法により、キャリア密度もしくは禁制帯
幅の異なる層を埋め込んだ構造を有する受光素子におい
て、１回目成長部と２回目成長部との界面を横断する傾
斜接合を有し、かつ１回目成長部のみに階段型接合が形
成されていることを特徴とする半導体受光素子。 - （２）前記階段型接合の接合深さが、傾斜接合の深さ程
度である事を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載
の半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254365A JPS61131574A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254365A JPS61131574A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61131574A true JPS61131574A (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=17263973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59254365A Pending JPS61131574A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61131574A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02177570A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Toshiba Corp | 半導体素子及びその製造方法 |
| US8946599B2 (en) | 2006-06-28 | 2015-02-03 | Catem Gmbh & Co. Kg | Electric heating device |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP59254365A patent/JPS61131574A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02177570A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Toshiba Corp | 半導体素子及びその製造方法 |
| US8946599B2 (en) | 2006-06-28 | 2015-02-03 | Catem Gmbh & Co. Kg | Electric heating device |
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