JPS61135169A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPS61135169A JPS61135169A JP59257855A JP25785584A JPS61135169A JP S61135169 A JPS61135169 A JP S61135169A JP 59257855 A JP59257855 A JP 59257855A JP 25785584 A JP25785584 A JP 25785584A JP S61135169 A JPS61135169 A JP S61135169A
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Links
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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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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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、光通信等に於て用いられる半導体受光素子、
特にその表面保護膜に関するものである。
特にその表面保護膜に関するものである。
（従来技術とその問題点〕
半導体受光素子は光通信、或いは元情報処理用の受光器
として活発に研究開発並びに実用化が進められている。
として活発に研究開発並びに実用化が進められている。
これらの素子には優れた特性と同時に高い信頼性が要求
される。このため、半導体受光素子には、半導体の表面
状態を安定にし、表面リーク電流を抑え良好な特性ｔ−
実現すると共に高信頼化を計るという目的から表面保護
膜が設けられて−る。
される。このため、半導体受光素子には、半導体の表面
状態を安定にし、表面リーク電流を抑え良好な特性ｔ−
実現すると共に高信頼化を計るという目的から表面保護
膜が設けられて−る。
従来、半導体表面保護膜としてＳｔＯ，が広く用いられ
て来た。しかしＳｉ２０膜は熱処理等の高温下において
Ｇａ、 Ｉｎ等の１族原子の８ｔｏ、中への選択的拡散
が生じ、（アプライド・フィツクス。
て来た。しかしＳｉ２０膜は熱処理等の高温下において
Ｇａ、 Ｉｎ等の１族原子の８ｔｏ、中への選択的拡散
が生じ、（アプライド・フィツクス。
レター（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、）３７（
９） ｌ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９８０を参照）安定な５
ｉＯｚ／ｌ−Ｖ族の界面が得られずデバイスの特性劣化
を招いていた。更に、ＳｔＯ，膜は１０’〜ｌｏ１’ｄ
ｙｎｅ／ｄの圧縮応力を有しているなめ、 ｌ −Ｖ
半導体との界面に印加さルるストレスによる電気的特
性及び信頼性の劣化を招いていた。そこでｓｉｏ、に換
わる表面保護膜としてＳｉＮｘが用いられる様になって
来た。しかし通常の条件で形成したＳｉＮｘ＠は、半導
体表面に非常に大きな引っ張力応力を加える事が知らル
ている。（ジャーナル・オブ・ヴア”？ｓ−−ム・サイ
エンスφアンド働テクノロジー（Ｊ、 Ｖａｃ、 ８ｃ
ｉ。
９） ｌ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９８０を参照）安定な５
ｉＯｚ／ｌ−Ｖ族の界面が得られずデバイスの特性劣化
を招いていた。更に、ＳｔＯ，膜は１０’〜ｌｏ１’ｄ
ｙｎｅ／ｄの圧縮応力を有しているなめ、 ｌ −Ｖ
半導体との界面に印加さルるストレスによる電気的特
性及び信頼性の劣化を招いていた。そこでｓｉｏ、に換
わる表面保護膜としてＳｉＮｘが用いられる様になって
来た。しかし通常の条件で形成したＳｉＮｘ＠は、半導
体表面に非常に大きな引っ張力応力を加える事が知らル
ている。（ジャーナル・オブ・ヴア”？ｓ−−ム・サイ
エンスφアンド働テクノロジー（Ｊ、 Ｖａｃ、 ８ｃ
ｉ。
Ｔｅｃｈｎａｌ、） ２０（Ｑ Ｆｅｂｒｕａｒｙ １
９８２ ｐｐ１９１−１９４を参照）この様な強いスト
レスは暗電流の劣化の一因となり高信頼性実現の為には
その緩和が強く望まれていた。
９８２ ｐｐ１９１−１９４を参照）この様な強いスト
レスは暗電流の劣化の一因となり高信頼性実現の為には
その緩和が強く望まれていた。
（発明の目的）
本発明は、この様な従来の欠点を除去せしめて半導体表
面に加わるストレスを緩和し、かつ特性。
面に加わるストレスを緩和し、かつ特性。
信頼性に優れた表面保護膜を有する半導体受光素子を提
供する事にある。
供する事にある。
（発明の構成）
本発明によれば、バンドギャップＥ１なる光吸収層とバ
ンドギャップＥｘ（Ｅｚ＞Ｅｘ）なるウィンド層を有し
％ ｐｎｎ金合金光吸収層中有する半導体受光素子、
並びにバンドギャップＥ１ なる光吸収層とバンドギャ
ップＥｘＣＥｘ＞Ｅｓ）なるアバランシェ領域を含むウ
ィンド層を有しｈ ｐ”接合をウィンド層中に有する半
導体受光素子に於て、表面ｖｃプ５ズマＣＶＤ−ＳｉＮ
ｘ［とＣＶＤ−８１０１膜との二層構造から成り、その
合計の層厚が信号光に対して無反射条件を満たしている
表面保護膜を設けた半導体受光素子が得られる。
ンドギャップＥｘ（Ｅｚ＞Ｅｘ）なるウィンド層を有し
％ ｐｎｎ金合金光吸収層中有する半導体受光素子、
並びにバンドギャップＥ１ なる光吸収層とバンドギャ
ップＥｘＣＥｘ＞Ｅｓ）なるアバランシェ領域を含むウ
ィンド層を有しｈ ｐ”接合をウィンド層中に有する半
導体受光素子に於て、表面ｖｃプ５ズマＣＶＤ−ＳｉＮ
ｘ［とＣＶＤ−８１０１膜との二層構造から成り、その
合計の層厚が信号光に対して無反射条件を満たしている
表面保護膜を設けた半導体受光素子が得られる。
（発明の作用・原＠）
本発明は上述の構成をとる事により従来技術の問題点を
解決した。すなわち第２図に示す様に半導体表面に引り
張シ応力を加える５ＩＮｘ膜の上に第３図の様に半導体
表面に圧縮応力を加える５Ｌ０２膜を重ねた二層構造と
する事によって、引っ張り応力と圧縮応力とを相殺させ
、半導体素子表面に加わるストレスを大幅に低減するよ
うにしたものである。
解決した。すなわち第２図に示す様に半導体表面に引り
張シ応力を加える５ＩＮｘ膜の上に第３図の様に半導体
表面に圧縮応力を加える５Ｌ０２膜を重ねた二層構造と
する事によって、引っ張り応力と圧縮応力とを相殺させ
、半導体素子表面に加わるストレスを大幅に低減するよ
うにしたものである。
（実施例）
以下本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例であるＩｎｋ／ＩｎＧａＡｓ
フォトダイオードの断百模式図である。ｎ −ＩｎＰ基
板Ｂ上にエピタキシャル成長によってｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層７． ｎ −ＩｎＧａＡｓ光吸収層、ｎ−ＩｎＰ
ウィンドウ層５を順次設け、その表面に５ｉ０２膜を付
けてフォトレジスト番エツチング技術により窓を設け、
Ｐ形不純物を拡散させてＰ＋拡散領域４を形成する。次
に８ ｉ ０ ｘ ｍ ｔ−除去した後、グツズ−ｒｃ
ＶＤ法によ５ＳｉＮｘ膜ｔ−３００℃、８ｉ’Ｈ４流量
４，３ ｓｃｃｍ、 ＮＨａ流量９ｓｃｃｍ、 Ｎ２流
量９０ｓｃｃｍの条件で１０００人形広し、さらにＣＶ
Ｄ法により８１０ｘ膜ｔ−３７０℃の条件下で１０００
謙層して二層構造の保護膜を得る。Ｐ側電極３ｔ−７オ
トレジス！−−エツチング工程によりＳｉＮｘ膜とｓｉ
ｏ、膜を細いリング状に選択的に除去して形成しフォト
ダイオードは完成する。このように形成された表面保護
膜は正反対の応力を加える膜が重ねられているので引っ
張りＬ力、圧縮応力が打ち消し合いＩｎＰ／ＩｎＧａＡ
ｓに加わるストレスはおよそ１０８ｄｙｎｅ／、ｉ 程
度と従来に比べて約１桁緩和された。
フォトダイオードの断百模式図である。ｎ −ＩｎＰ基
板Ｂ上にエピタキシャル成長によってｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層７． ｎ −ＩｎＧａＡｓ光吸収層、ｎ−ＩｎＰ
ウィンドウ層５を順次設け、その表面に５ｉ０２膜を付
けてフォトレジスト番エツチング技術により窓を設け、
Ｐ形不純物を拡散させてＰ＋拡散領域４を形成する。次
に８ ｉ ０ ｘ ｍ ｔ−除去した後、グツズ−ｒｃ
ＶＤ法によ５ＳｉＮｘ膜ｔ−３００℃、８ｉ’Ｈ４流量
４，３ ｓｃｃｍ、 ＮＨａ流量９ｓｃｃｍ、 Ｎ２流
量９０ｓｃｃｍの条件で１０００人形広し、さらにＣＶ
Ｄ法により８１０ｘ膜ｔ−３７０℃の条件下で１０００
謙層して二層構造の保護膜を得る。Ｐ側電極３ｔ−７オ
トレジス！−−エツチング工程によりＳｉＮｘ膜とｓｉ
ｏ、膜を細いリング状に選択的に除去して形成しフォト
ダイオードは完成する。このように形成された表面保護
膜は正反対の応力を加える膜が重ねられているので引っ
張りＬ力、圧縮応力が打ち消し合いＩｎＰ／ＩｎＧａＡ
ｓに加わるストレスはおよそ１０８ｄｙｎｅ／、ｉ 程
度と従来に比べて約１桁緩和された。
また二層構造をとりでいる事からピンホール防止の面で
も効果がある。この様に半導体に加わるストレスを大幅
に緩和し、またピンホールの無い表面保護膜を得る事に
よって一６■ 印加で暗電流が５０ｐＡ 程度という低
暗電流なフォトダイオードが得られた。更に信頼性も向
上し、２５０℃、−１ｏＶ印加の寿命試験で６０００時
間以上の安定動作が得られる様にな９．１桁以上の改善
が見られた。
も効果がある。この様に半導体に加わるストレスを大幅
に緩和し、またピンホールの無い表面保護膜を得る事に
よって一６■ 印加で暗電流が５０ｐＡ 程度という低
暗電流なフォトダイオードが得られた。更に信頼性も向
上し、２５０℃、−１ｏＶ印加の寿命試験で６０００時
間以上の安定動作が得られる様にな９．１桁以上の改善
が見られた。
尚、ＩｎＰ（屈折率Ｈ＝ａ３．５）に対して５ＩＮｘ（
ｎ＝１．９）ｔ１０００人、８ｉ０ｚ（ｎ＝１．４５）
ｔ １０００人積層する事により光通信で注目を集める
波長１．５５μｍで無反射条件が得られる。この条件で
は１．５５μｍ以外でも波長１．３〜１．７μｍの波長
領域で透過率ＴがＴ＞ｏ、９ｓｔ−満足する。これによ
り外部量子効率９０％以上の静特性が得られた。
ｎ＝１．９）ｔ１０００人、８ｉ０ｚ（ｎ＝１．４５）
ｔ １０００人積層する事により光通信で注目を集める
波長１．５５μｍで無反射条件が得られる。この条件で
は１．５５μｍ以外でも波長１．３〜１．７μｍの波長
領域で透過率ＴがＴ＞ｏ、９ｓｔ−満足する。これによ
り外部量子効率９０％以上の静特性が得られた。
流で高量子効率を有する良好な特性の半導体受光素子が
得られ、かつまたその信頼性も大きく向上することがで
きた。
得られ、かつまたその信頼性も大きく向上することがで
きた。
第１図は本発明による５ＩＮｘ、／８ｉ０２８ｉ０２膜
面保護膜を有するＩｎｋ／ＩｎＧａＡｓフォトダイオ−
ドの断面模式図、第２図、第３図は各々Ｉｎｋ／ＳｉＮ
ｘ、Ｉｎｋ／Ｓｉｎｇ界面の応力の加わり万を示す断面
模式図である。 １、 １０・−・−ＳｉＮｘ膜、２．ｌ １・−・−ｓ
ｔｏｗ膜。 ３・・・・・・Ｐ側電極、４・・・・・・Ｐ＋拡散領域
、５・・・・・・ｎ−ＩｎＰ、６…・−ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓ、７・−−−−＠ｎ−Ｉｎｋ。 ８・・・・・・ｎ −ＩｎＰ基板。 ″二丁、−ン＼ 代理人 弁理士 内 原 晋 ＋＋＋。 目刺電体 峯１場 １２１−Ｆ客数 １２黛２回
峯３Ｖ
面保護膜を有するＩｎｋ／ＩｎＧａＡｓフォトダイオ−
ドの断面模式図、第２図、第３図は各々Ｉｎｋ／ＳｉＮ
ｘ、Ｉｎｋ／Ｓｉｎｇ界面の応力の加わり万を示す断面
模式図である。 １、 １０・−・−ＳｉＮｘ膜、２．ｌ １・−・−ｓ
ｔｏｗ膜。 ３・・・・・・Ｐ側電極、４・・・・・・Ｐ＋拡散領域
、５・・・・・・ｎ−ＩｎＰ、６…・−ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓ、７・−−−−＠ｎ−Ｉｎｋ。 ８・・・・・・ｎ −ＩｎＰ基板。 ″二丁、−ン＼ 代理人 弁理士 内 原 晋 ＋＋＋。 目刺電体 峯１場 １２１−Ｆ客数 １２黛２回
峯３Ｖ
Claims (1)
- バンドギャップＥ＿１なる光吸収層とバンドギャップ
Ｅ＿２（Ｅ＿２＞Ｅ＿１）なるウィンドウ層を有し、ｐ
ｎ接合が該光吸収層中に設けられている半導体受光素子
に於て、受光素子表面にＳｉＮ＿ｘ膜とＳｉＯ＿２膜の
二層構造から成り、その合計の層厚が信号光に対して無
反射条件を満たす表面保護膜を設けたことを特徴とする
半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257855A JPS61135169A (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257855A JPS61135169A (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61135169A true JPS61135169A (ja) | 1986-06-23 |
Family
ID=17312099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59257855A Pending JPS61135169A (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61135169A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180101498A (ko) | 2016-03-10 | 2018-09-12 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 연소기용 패널, 연소기, 연소 장치, 가스 터빈, 및 연소기용 패널의 냉각 방법 |
| CN110491950A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-22 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种控制铟镓砷光敏芯片平面度的平衡层结构 |
| JP2020025098A (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | センサーズ・アンリミテッド・インコーポレーテッド | フォトダイオードのアレイを形成する方法及びフォトダイオードアレイ |
| JP2023516429A (ja) * | 2020-03-06 | 2023-04-19 | レイセオン カンパニー | 窒化アルミニウム撓み防止層を有する半導体デバイス |
-
1984
- 1984-12-06 JP JP59257855A patent/JPS61135169A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180101498A (ko) | 2016-03-10 | 2018-09-12 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 연소기용 패널, 연소기, 연소 장치, 가스 터빈, 및 연소기용 패널의 냉각 방법 |
| US10837365B2 (en) | 2016-03-10 | 2020-11-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combustor panel, combustor, combustion device, gas turbine, and method of cooling combustor panel |
| JP2020025098A (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | センサーズ・アンリミテッド・インコーポレーテッド | フォトダイオードのアレイを形成する方法及びフォトダイオードアレイ |
| CN110491950A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-22 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种控制铟镓砷光敏芯片平面度的平衡层结构 |
| JP2023516429A (ja) * | 2020-03-06 | 2023-04-19 | レイセオン カンパニー | 窒化アルミニウム撓み防止層を有する半導体デバイス |
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