JPS61191082A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPS61191082A JPS61191082A JP60031948A JP3194885A JPS61191082A JP S61191082 A JPS61191082 A JP S61191082A JP 60031948 A JP60031948 A JP 60031948A JP 3194885 A JP3194885 A JP 3194885A JP S61191082 A JPS61191082 A JP S61191082A
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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
- 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、特にアバランシェ・フ
ォト・ダイオードのガード・リング構造に関する。
ォト・ダイオードのガード・リング構造に関する。
最近、１２ｍ光通信用の受光素子としてＩｎＰ／ＧａＩ
ｎＡ＋ｓまたはＩｎＰ／ ＧａＩｎＡｓＰ ヘテロ構造
のアバランシェ・フォト・ダイオード（以下ＡＰＤ ）
の開発が進められている。
ｎＡ＋ｓまたはＩｎＰ／ ＧａＩｎＡｓＰ ヘテロ構造
のアバランシェ・フォト・ダイオード（以下ＡＰＤ ）
の開発が進められている。
従来のＩｎｋ／ Ｇａ ＩｎＡｓ （Ｐ） ＡＰＤを第
２図と第３図に示し、特にガード・リング構造について
以下に説明する。
２図と第３図に示し、特にガード・リング構造について
以下に説明する。
第２図参照
図は、Ｂｅ中のイオン注入による傾斜接合９と低濃度の
ｎ−−ＩｎＰ層５を組合せたガード・リング構造を示す
ものでｐ型拡散層８が前記低濃度のｎ−−ＩｎＰ層５に
形成されており、その下方に比較的高濃度なｎ−ＩｎＰ
ｎ種層増倍層）が形成されている。
ｎ−−ＩｎＰ層５を組合せたガード・リング構造を示す
ものでｐ型拡散層８が前記低濃度のｎ−−ＩｎＰ層５に
形成されており、その下方に比較的高濃度なｎ−ＩｎＰ
ｎ種層増倍層）が形成されている。
さらに下方には光吸収層等が備えられるが、ここでは図
示していない。本例では傾斜接合９は、ｐ型拡散層８０
周辺と曲率犬なる接合先端部を覆うように構成される。
示していない。本例では傾斜接合９は、ｐ型拡散層８０
周辺と曲率犬なる接合先端部を覆うように構成される。
しかし、傾斜接合が濃度が高いｎ ＩｎＰｎ着層接し
ているので、 ｐ型拡散層８との間に形成される接合平
坦部との耐圧差が大きくとれないという欠点がある。
ているので、 ｐ型拡散層８との間に形成される接合平
坦部との耐圧差が大きくとれないという欠点がある。
第３図は、耐圧差をとるために傾斜接合９をｎ−ＩｎＰ
ｎ着層ら離した例であるが、この場合はガード・リング
の耐圧は上がるが、接合先端部の曲率Ｒの部分が傾斜接
合で覆われないので、該曲率８部に電界が集中し、この
部分でブレークダウンが生じる欠点がある。
ｎ着層ら離した例であるが、この場合はガード・リング
の耐圧は上がるが、接合先端部の曲率Ｒの部分が傾斜接
合で覆われないので、該曲率８部に電界が集中し、この
部分でブレークダウンが生じる欠点がある。
本発明は、上述の従来のＡＰＤのガード・リング構造で
は、周辺部での局部的ななだれ増倍を防いで受光面全面
で一様な増倍を行なわせることが困難であったシ、逆バ
イアスを大きくかけることができないといった問題を解
決するものである。
は、周辺部での局部的ななだれ増倍を防いで受光面全面
で一様な増倍を行なわせることが困難であったシ、逆バ
イアスを大きくかけることができないといった問題を解
決するものである。
本発明においては、ＡＰＤの接合を形成する半導体層の
受光部に相補する部分に穴を堀シ、且つ該穴の周辺の斜
面をなだらかな緩斜面となし、該穴の斜面に沿った拡散
接合を形成することにより、接合、の曲率を大きくし、
それにより曲率に起因する電界集中を抑えるものである
。
受光部に相補する部分に穴を堀シ、且つ該穴の周辺の斜
面をなだらかな緩斜面となし、該穴の斜面に沿った拡散
接合を形成することにより、接合、の曲率を大きくし、
それにより曲率に起因する電界集中を抑えるものである
。
上記において、なだらかが緩斜面に沿った拡散接合は、
その周辺において曲率が十分大にでき、かつ、穴によっ
て接合の中央の平坦部を濃度の高い増倍層に近づけるこ
とができ、他方周辺部は濃度の高い増倍層から離すこと
が可能となる。したがって、従来の接合の曲率に起因す
る耐圧の低下の問題を解決することができると共に、接
合周辺部に形成する傾斜接合を濃度が高い増倍層から離
れた上部に形成することにより耐圧を上げることができ
る。
その周辺において曲率が十分大にでき、かつ、穴によっ
て接合の中央の平坦部を濃度の高い増倍層に近づけるこ
とができ、他方周辺部は濃度の高い増倍層から離すこと
が可能となる。したがって、従来の接合の曲率に起因す
る耐圧の低下の問題を解決することができると共に、接
合周辺部に形成する傾斜接合を濃度が高い増倍層から離
れた上部に形成することにより耐圧を上げることができ
る。
第１図（Ａ）〜（Ｅ）により、以下に本発明の実施例の
ＡＰＤについて説明する。
ＡＰＤについて説明する。
第１図（Ａ）参照
■ ｎ”−ＩｎＰ基板１上にＧａＩｎＡｓ光吸収層２．
ＧａＩｎＡｓＰ緩和層３ ＊ ｎ ＩｎＰ増倍層４．
及びｎ−ＩｎＰのガード・リング用低濃度層５を順に成
長する。なお緩和層３はＧａ１ｎＡｓ ２とｎＩｎＰ４
との界面にキャリアが滞るのを防止し、動作速度の低下
を防ぐものである。ｎ−ＩｎＰ増倍層４は１〜２Ｘ１０
ａｍ 。
ＧａＩｎＡｓＰ緩和層３ ＊ ｎ ＩｎＰ増倍層４．
及びｎ−ＩｎＰのガード・リング用低濃度層５を順に成
長する。なお緩和層３はＧａ１ｎＡｓ ２とｎＩｎＰ４
との界面にキャリアが滞るのを防止し、動作速度の低下
を防ぐものである。ｎ−ＩｎＰ増倍層４は１〜２Ｘ１０
ａｍ 。
ｎ−ＩｎＰ５は１〜５Ｘ１０ Ｃｍ のキャリア濃度
に形成され、ＧａＩｎＡａＰ緩和層３ ＊ ＧａＩｎＡ
ｓ光吸収層２は１０１６ｃｍ−１１程度にドープされる
。
に形成され、ＧａＩｎＡａＰ緩和層３ ＊ ＧａＩｎＡ
ｓ光吸収層２は１０１６ｃｍ−１１程度にドープされる
。
第１図（Ｂ）参照
■ ＡＺレジスト６を１〜３μｍの膜厚に形成し、受光
部に相当する箇所に開口を形成する。
部に相当する箇所に開口を形成する。
第１図（Ｃ）参照
■ １４０℃〜２００℃でベーキングを行ない、Ａｚレ
ジスト６の形状をなだらかにする。
ジスト６の形状をなだらかにする。
第１図（Ｄ）参照
■ 基板を１Ｏｒｐｍ程度に回転せしめながら、θ＝７
０〜８０°の角度でイオンビームを照射し、イオン・エ
ッチを行い穴１３を形成する。
０〜８０°の角度でイオンビームを照射し、イオン・エ
ッチを行い穴１３を形成する。
イオン種：アルゴン（Ａｒ“）
イオン・エネルギ： ５００ ｅＶ
レジスト６のなだらかな形状を写してエツチング表面は
なだらかで大の周辺の曲率は大きい。
なだらかで大の周辺の曲率は大きい。
第１図（Ｅ）参照
■ 穴１３は深さｄで中央にｌｌの幅の平坦底部１周辺
に！！の幅の傾斜周辺部を有している。ＡＺレジスト６
を除去した後、傾斜周辺部の外側に拡散マスク（Ｓｉｎ
ｓ） ７を形成する。なお、これに先だちベリリウム（
Ｂｅ”）イオンｆｃ１４０ ＫｅＶ ＊ ５ Ｘ １０
”ａｍ−”で注入し、傾斜接合９用の領域を形成してお
く。
に！！の幅の傾斜周辺部を有している。ＡＺレジスト６
を除去した後、傾斜周辺部の外側に拡散マスク（Ｓｉｎ
ｓ） ７を形成する。なお、これに先だちベリリウム（
Ｂｅ”）イオンｆｃ１４０ ＫｅＶ ＊ ５ Ｘ １０
”ａｍ−”で注入し、傾斜接合９用の領域を形成してお
く。
その後、カドミウム（Ｃｄ）を５５０℃で１〜１．５時
間拡散せしめ、表面濃度Ｎａ＝’ｉ〜２Ｘ１０ ａｍ
＋ 深さ２／Ｊｍのｐ型拡散層８を形成する。拡散層
８は、なだらかな穴１３の形状を反映して形成され、そ
の周辺部の最大曲率は略穴１３の表面のそれと同程度に
なる。本実施例では、穴１３の深さｄ＝ １〜２μｍ。
間拡散せしめ、表面濃度Ｎａ＝’ｉ〜２Ｘ１０ ａｍ
＋ 深さ２／Ｊｍのｐ型拡散層８を形成する。拡散層
８は、なだらかな穴１３の形状を反映して形成され、そ
の周辺部の最大曲率は略穴１３の表面のそれと同程度に
なる。本実施例では、穴１３の深さｄ＝ １〜２μｍ。
傾斜周辺部の幅１ｚ＝１０〜２０ ｐｍ ＋平坦底部の
幅ｌ１＝８０μｍに形成し、低濃度のｎ−−ＩｎＰ層５
の膜厚は、３〜４μｍにしている。接合のわん曲部の最
大曲率は略々傾斜周辺部の幅ｉｔと深さｄとの比に比例
し、本実施例では従来の穴を形成しない場合よりはるか
に曲率を犬にできる。
幅ｌ１＝８０μｍに形成し、低濃度のｎ−−ＩｎＰ層５
の膜厚は、３〜４μｍにしている。接合のわん曲部の最
大曲率は略々傾斜周辺部の幅ｉｔと深さｄとの比に比例
し、本実施例では従来の穴を形成しない場合よりはるか
に曲率を犬にできる。
第１図（Ｆ）参照
■ 酸化膜７を除去し、新たに保護絶縁膜（Ｓｉｎｓま
たはＳｉＮ ） １Ｇを堆積し、電極部に孔ｆ、あけ、
。
たはＳｉＮ ） １Ｇを堆積し、電極部に孔ｆ、あけ、
。
型電極１１１例えばＡｕＺｎ／ ＡｕまたはＴｉＰｔＡ
ｕを形成する。さらに、基板側にはｎ型電極１２、例え
ばＡｕＧｏ／Ａｕを形成する。
ｕを形成する。さらに、基板側にはｎ型電極１２、例え
ばＡｕＧｏ／Ａｕを形成する。
本発明によれば、受光部に穴を形成し、紋穴の周辺の斜
面をなだらかな緩斜面となすことにより、ＡＰＤの接合
の周辺部の曲率を大きくなし、且つ接合の周辺部に形成
するガード・リングの傾斜接合を増倍層の高濃度層から
離して形成することによって、曲率に起因する電界集中
を抑え、且つ、接合の周辺部と中央部との耐圧差を大き
くすることができる。それにより、高耐圧で、受光面で
一様な増倍が可能なＡＰＤが提供される。
面をなだらかな緩斜面となすことにより、ＡＰＤの接合
の周辺部の曲率を大きくなし、且つ接合の周辺部に形成
するガード・リングの傾斜接合を増倍層の高濃度層から
離して形成することによって、曲率に起因する電界集中
を抑え、且つ、接合の周辺部と中央部との耐圧差を大き
くすることができる。それにより、高耐圧で、受光面で
一様な増倍が可能なＡＰＤが提供される。
第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例の製造工程図、
第２図、第３図はそれぞれ従来のＡＰＤの要部断面図。
１・・・ｎ−ＩｎＰ（基板）
２ ・−ＧａＩｎＡｓ （光吸収量）
３− ＧａＩｎＡａＰ （緩和層）
４・・・ｎ−ＩｎＰ（増倍層）
５・・・ｎ’−ＩｎＰ
６・・・（ＡＺ）レジスト
７・・・Ｓｉｎｇ （拡散ｉスフ）
８・・・ｐ型拡散層
９・・・傾斜接合
１０・・・保護絶縁膜
１１・・・ｐ型電極
■・・・ｎ型電極
１３・・・穴
笥 １ 図
第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板上に光吸収層及び増倍層の各半導体層を備え、該
増倍層の上に該増倍層の半導体層より低濃度な半導体層
が形成され、 受光部の該低濃度な半導体層に周辺がなだらかな緩斜面
となつている穴が備えられ、 該穴の表面に略沿つた形状のｐ−ｎ接合が形成されてお
り、 且つ、前記増倍層から離れた該ｐ−ｎ接合部分は傾斜接
合となつている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 |
|---|---|---|---|
| JP60031948A JPS61191082A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031948A JPS61191082A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191082A true JPS61191082A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=12345183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60031948A Pending JPS61191082A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61191082A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4814847A (en) * | 1986-11-21 | 1989-03-21 | Bell Communications Research, Inc. | Ingaas semiconductor structures |
| US4992386A (en) * | 1988-12-14 | 1991-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor light detector |
| JPH03293780A (ja) * | 1990-04-11 | 1991-12-25 | Toshiba Corp | 半導体受光素子 |
| US6492239B2 (en) * | 2000-06-29 | 2002-12-10 | Samsung Electronic Co, Ltd | Method for fabricating avalanche photodiode |
| WO2010057835A3 (de) * | 2008-11-21 | 2010-09-16 | Ketek Gmbh | Strahlungsdetektor, verwendung eines strahlungsdetektors und verfahren zur herstellung eines strahlungsdetektors |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP60031948A patent/JPS61191082A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4814847A (en) * | 1986-11-21 | 1989-03-21 | Bell Communications Research, Inc. | Ingaas semiconductor structures |
| US4992386A (en) * | 1988-12-14 | 1991-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor light detector |
| US5144381A (en) * | 1988-12-14 | 1992-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light detector utilizing an avalanche effect and having an improved guard ring structure |
| JPH03293780A (ja) * | 1990-04-11 | 1991-12-25 | Toshiba Corp | 半導体受光素子 |
| US5157473A (en) * | 1990-04-11 | 1992-10-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Avalanche photodiode having guard ring |
| US6492239B2 (en) * | 2000-06-29 | 2002-12-10 | Samsung Electronic Co, Ltd | Method for fabricating avalanche photodiode |
| WO2010057835A3 (de) * | 2008-11-21 | 2010-09-16 | Ketek Gmbh | Strahlungsdetektor, verwendung eines strahlungsdetektors und verfahren zur herstellung eines strahlungsdetektors |
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