JPS61255075A - 漏洩電流の低いｐｉｎフォトダイオード及びその製造方法 - Google Patents

漏洩電流の低いｐｉｎフォトダイオード及びその製造方法

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JPS61255075A
JPS61255075A JP61098399A JP9839986A JPS61255075A JP S61255075 A JPS61255075 A JP S61255075A JP 61098399 A JP61098399 A JP 61098399A JP 9839986 A JP9839986 A JP 9839986A JP S61255075 A JPS61255075 A JP S61255075A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は低い漏洩電流を有するＰＴＮフォトダイオー
ドに関するもので、これはｎ９にドープされ、かつその
第１表面上にｎ−にドープされているインジウムｙ４　
（ｒｎＰ）の層が形成され、がっｎ−にドープされてい
るガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層によ
って形成されているメサ構造がその上に配置されている
インジウムＲ（ＩｎＰ）の基板を具え、 メサ構造の縁部に沿う表面においておよび周辺に沿って
形成されたｐ＋層を具え、さらに基板の第２表面上に形
成された金属接触およびｎ◆層の一部分に形成されたオ
ーミック接触を具えている。
この発明は１μ曽と１．７μｍの間の波長範囲の放射の
検波、もっと詳しくは例えば電気通信の分野の通用にお
いて、波長１．３μｍと１．５５μｍで使用されている
。
その様なフォトダイオードは、長谷用カツヤ等の「固態
装置と材料に関する第１６回国際会議の補充された抄録
（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ａｂｓｔｒａｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈ
ｅ　１６ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ　ｏｎ　５ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｄｅｖｉｃ
ｅａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ｊ　、神戸、１９８５
年、頁５７９，５８２．　Ｃ−１０−１の「低暗電流の
１ｎＧａＡｓ　ＰＩＮフォトダイオード（ＩｎＧａＡｓ
　ＰＩＮ　ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ　ｗｉｔｈ　Ｌｏｗ−
ＤａｒｋＣｕｒｒｅｎｔ）　Ｊと題目の付けられた刊行
物による従前の技術から既知である。
この文書は、ｎ＋にドープされ、そしてその第１表面上
にインジウム燐（ｘｎＰ）の層が液相からのエピタキシ
ーによって形成され、その層はｎ−にドープされ、かつ
その電荷担体（ｃｈａｒｇｅ　ｃａｒｒｉｅｒ）の濃度
が５・１０”／３’のオーダーであるインジウムｅｐ　
（ＩｎＰ）の基板によって構成されたＰＩＮフォトダイ
オードを説明している。ｎ−にドープされ、かつその電
荷担体の濃度がまた５・１０　”　／　ｃｆｆｉ”のオ
ーダーであるガリウム・インジウムひ素の層が、メサ構
造を形成するためにエッチされたｎ−型のインジウム燐
（ｔｎＰ）の層の上で液相からのエピタキシーの同じプ
ロセスによって析出（ｄｅｐｏｓ　ｉ　ｔｅ）されてい
る。ｐ“型の層は、メサ構造の表面におけるのみならず
、また縁部および全周辺に沿ってＺｎイオンの拡散によ
って形成されている。拡散の深さはＩｎＰ層の中のメサ
構造の表面において０．５μｍである。円環状のオーミ
ック接触がメサ構造の表面でＴｉ／Ａｕ合金によって形
成され、一方、Ａｕ／Ｓｎ／Ａｕの金属接触がメサ構造
の反対側の基板の表面上に形成されている。最後に、反
射防止被覆としてまた役立つ窒化シリコン（ＳｉＪｎ）
の不活性層がメサ構造の表面における円環状オーミック
接触の中心において、そしてメサ構造の縁部と周辺に沿
って析出されている。
これ等のフォトダイオードは従前の装置に対して３つの
利点を有している。第１に、ｐ゛領域外縁がＩｎＰの層
の表面に位置しているから、漏洩電流が減少されている
ことである。第２に、ダイオードの周辺に拡がった窒化
シリコンの層による不活性化は高い量子効率とダイオー
ドの好ましい寿命時間を得ることを許容している。第３
に、メサ構造の周りの比較的厚いｐ°層の形成は簡単な
構造の保護環を構成させ、かつトンネル効果を減少させ
ていることである。
■−■族の半導体によって得られたフォトダイオードは
１μｍと１．７μ鴎の間にある波長範囲で動作する光学
的あるいは電気光学的装置において実際に大きな工業的
重要性がある。波長１，３μｍと１．５μｍが利用され
ている電気通信の分野における適用に対して、かなり厳
しい要求条件は前述の文書で説明されたダイオードによ
って得られた結果を更に改善する。
事実、これ等の既知のダイオードは上述の品質の他にい
くつかの欠点を有している。さらに詳しくは、接合の劣
化を避けるためにオーミック接触が形成されている表面
（この場合、メサのＩｎＧａＡｓの層の表面）と接合と
の間に少なくとも０．５μ謡の厚さを持つ必要がある。
しかし、この距離は大きいから、ｐ゛型のＩｎＧａＡｓ
材料による吸収はまた大きく、従って効率は低い。更に
、ダイオードの固有容量は高い。最後に、液相からエピ
タキシーによって得られた層では、ｎ−ドーピングを制
御することは困難であり、そして一般にｎ−ドーピング
は、ＩｎＧａＡｓ０層の中で得られたｎ−ドーピングよ
り高いことが証明されているところのＩｎＦ３層の中で
得られている。
この発明はこれ等の問題の解決法を与えることをその目
的としている。この発明によると、冒頭の記述で規定さ
れた種類のＰＩＮフォトダイオードは、インジウム燐（
ＩｎＰ）の層のｎ−ドーピングがガリウム・インジウム
ひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層のｎ−ドーピングより低いこ
と、およびメサ構造の周辺に沿ってインジウム燐（Ｉｎ
Ｐ）の層の中に位置しているｐ９帯域（ｚｏｎｅ）の一
部分にオーミック接触が形成されていることを特徴とし
ている。
この発明によるダイオードの固有容量は、その上にオー
ミック接触が形成されているＩｎＰの屡のｎ”　　ドー
ピングがメサ構造を構成するＩｎ１ｌ；ａＡｓの層のｎ
−ドーピングより低いと言う事実によって前述の従前の
技術に比べて減少されている。
この発明の好ましい実施例によると、このフォトダイオ
ードは更に、ガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ
）の層の表面において形成されたｐ゛層の厚さがインジ
ウムＲ（ｉｎＰ）の層におけるオーミック接触の下に形
成されたｐ゛帯域厚さより小さいことを特徴としている
。
従前の技術による場合の様に、オーミック接触が最早や
メサの頂上に配置されないと言う事実により、オーミッ
ク接触の下のｐ゛層の厚さはメサ上のｐ＋層の厚さから
異なる様にでき、そしてこれ等の厚さは最適化できる。
この実施例によると、ガリウム・インジウムひ素の層の
表面におけるｐ゛層の厚さは減少でき、これはダイオー
ドの効率が増大されると言う利点を与えている。と言う
のは、ｐ９ガリウム・インジウムひ素材料が狙った波長
範囲で強く吸収しているからである。これに反し、オー
ミック接触の下のインジウム燐のｐ゛層の厚さは、接触
の形成を簡単化しかつ接触の長期安定度を増大するため
に充分大きくできる。
この好ましい実施例の変形によると、このフォトダイオ
ードは、この様に形成されたメサ構造がｐ１型インジウ
ムＲ（ＩｎＰ）の層を備えていることを更に特徴として
いる。
これ等の好ましい実施例によるフォトダイオードは、ｎ
−型のインジウムＲ（ＩｎＰ）の層の厚さおよびガリウ
ム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層の厚さが３μ
ｌのオーダーであること、インジウム燐（ＩｎＰ）の層
のｎ−ドーピングが約２　・１０”／ｃｍ”であり、一
方、ガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層の
ｎ−ドーピングが１ないし２・１０　”　／　ｃｓａ　
３のオーダーであること、およびメサ構造の周辺に沿っ
てインジウム燐（ＩｎＰ）の層の中に形成されたｐ１帯
域の厚さが０．５　μ糟より大きく、一方、ｎ−型のガ
リウム・インジウムひ素の層の表面に形成されたｐ゛型
のガリウム・インジウムひ素の層の厚さが０．１ないし
０．２μｍのオーダーであることを特徴とすることがで
きる。
フォトダイオードのこの実施例において、ドーピングの
すべての値と層の厚さは最適であり、かつ可能な最低の
容量、最適効率および可能な最高の量子効率を得ること
を許容する。
この発明はまたこの様なフォトダイオードを作成する方
法にも関係している。この方法によって得られたフォト
ダイオードは、低い暗電流、低い接合容量、高い量子効
率および長い寿命時間を有している。
発明の上記の変形に従ってフォトダイオードを得ること
のできる第２の製造方法がまた提案されている。この方
法によって得られたフォトダイオードはとりわけ簡単な
構造を有している。メサの頂上にｐ゛型のインジウム燐
の層が存在することにより、この層は狙った１μ請から
１．７°μｍまでの波長を有する放射に対して完全に透
明であり、それ自身これ等の波長に対し強く吸収するガ
リウム・インジウムひ素の層の表面におけるｐ゛層の厚
さは容易に制御され、従ってもっと適当に制限される。
他方、この方法によると、メサの周辺に沿うオーミック
接触の下のｐｎ接合の位置もまた容易に制御される。
この発明を容易に実施するために、この発明は添付の図
面を参照してさらに充分説明されよう。
第（ａ図の断面図に示された様に、この発明によるＰＩ
Ｎフォトダイオードは、ｎ１型のインジウム燐（ＩｎＰ
）の基板１０、基板の第１表面１上に形成されたｎ−型
のインジウム燐（Ｉｎｐ）の層ＩＬ　ｎ−型のガリウム
・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層から形成された
メサ構造１２、ρｎ接合および２つの接触を形成する様
にｎ−帯域に形成されたｐ゛型の層１３．１１３　、２
１３を具え、ここで２つの接触の一方（２１）はｐ′帯
域２１３上に形成され、他方（２２）は基板１０の第２
表面上に形成されている。
このＰＩＮフォトダイオードはメサ構造の上側表面上で
放射Φを受ける。使用されたＩｎＰ　／ＩｎＧａＡｓ材
料は１μ憚と１．７μ論との間の波長、もっと詳しくは
１．３μｍと１．５５μ■のごとき電気通信で利用され
る波長の範囲でダイオードの利用を可能にする。
ｐ゛型の層１３．１１３　、２１３は、それが（部分１
３に対し）表面を、（部分１１３に対して）縁部を、（
部分２１３に対して）メサの周辺をカバーする様に形成
されている。これ等の条件の下で、当業者にとって既知
の多くの装置で慣例となっている様に、ｐｎ接合の縁部
はインジウムｎ　（ＩｎＰ）の層１１の中に現われ、か
つガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層１２
の中には現われず、一方、この発明によるダイオードの
形状は漏洩電流が特に低いことを保証している。この利
点は前述の技術刊行物から既に良く知られている。
しかしこの発明によると、インジウム燐（ＩｎＰ）の層
１１のドーピングは、それがガリウム・インジウムひ素
（ｉｎＧａＡｓ）の層１２のドーピングより低く、一方
これに反し、オーミック接触２１がメサの周辺に沿って
位置しているｐゝ帯域２１３の表面に形成される様に選
ばれている。ＩｎＰの層１１のドーピングは２・１ＱＩ
４電荷担体／　ｃｍ　”のオーダーであり、一方、Ｉｎ
ＧａＡｓの層１２のドーピングは好ましくは１ないし２
・１０１５電荷担体／ｃＩＩ１３のオーダーであろう。
このドーピング濃度は前述の従前の技術文書で説明され
たフォトダイオードの層のドーピング濃度（ここでは濃
度は２つの層で近似的に同等であり、５・１０”電荷担
体／　ｃｒｓ　’のオーダーである）に対して非常に異
なっている。この発明に従って所望のドーピング濃度を
得るために、従前の技術によって使用された液相からの
エピタキシャル成長の方法の代わりに、有機金属材料の
気相からの成長方法が選ばれるのが好ましい。この方法
によると、事実１ｎＰとＩｎＧａＡｓそれぞれの各層の
残留ドーピング（ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｄｏｐｉｎｇ）濃
度は正確に所望の濃度のオーダーであり、それはこの発
明の特に適当な使用を導いている。それに反し、従前の
技術による液相からの成長方法は、そのドーピング濃度
がこの発明によるフォトダイオードを構成する層に対し
て所望されたものと一般に反対である様な層を与えてい
る。
そのドーピングがＩｎＧａＡｓ０層のドーピングより低
いＩｎＰの層の上にオーミック接触２１が形成されてい
ると言う事実により、この様にして得られたフォトダイ
オードの接合容量は従前の技術によるフォトダイオード
容量に比べて著しく減少されている。
更に、オーミック接触２１がメサの周辺に沿って配置さ
れている場合、２つの付随した利点が得られる。
第１に、高い量子効率が容易に得られることである。第
２に、メサの表面のｐ＋ＩＨ３の厚さと結び付いている
ことである。非常に高い量子効率が１〜２μｍのオーダ
ーのこの層の厚さに対して得られている。
従前の技術によると、メサの表面におけるｐ′″層は接
触がそこに配置されていると言う理由で少なくとも０．
５μｍの厚さを持たなければならない。
この配置はｐ　”　ＩｎＧａＡｓ材料かダイオードの動
作波長（ｉないし１．７μｍ）に対し丁度高い吸収を持
っていると言う事実による欠点を含んでいる。従って、
ｐ０型のＩｎＧａＡｓの層がメサの表面で０．５μｍの
厚さを有するものを使用しなくてはならぬことは非常に
不利である。
従って、この発明によると、例えば、ｐゝ拡散がＩｎＰ
材料中よりもＩｎＧａＡｓ材料中でもっと急速に進行し
、ｐ゛拡散ＩｎＰ中の信頼性あるオーミック接触の形成
に必要な０．５μｍを越える厚さに到達する場合に、メ
サの表面においてＩｎＧａＡｓ中のｐ゛拡散厚さが約０
．１ないし０．２μｍしかなく、その結果吸収が減少さ
れかつ効率が改善される様な態様でｐ゛拡散実行される
ことで所望の構造が得られている。
この発明による実施例において、メサを形成するＩｎＧ
ａＡｓ材料の成分の濃度は、この材料が弐Ｉｎｏ、　ｓ
＋Ｇａｏ、　ａＪｓに対応する様なものである。ＩｎＰ
とＩｎＧａＡｓの各層の厚さは３μｍのオーダーの厚さ
である。オーミック接触２１はクローム／白金／金ある
いは白金／チタン／金の重畳層（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓ
ｉｎｇｌａｙｅｒ）によって形成されている。基板の表
面２の上に形成された接触２２は金／ゲルマニウム／ニ
ッケルの重畳層によって形成されている。
更に、誘電体層がメサ構造の表面に形成され、この誘電
体層はフォトダイオードの動作波長の範囲に対して反射
防止層１４を形成するのに適当な厚さを有している。こ
の誘電体材料は、例えば２酸化シリコン（Ｓｔ（ｈ）あ
るいは窒化シリコン（ＳｉｉＮ４）であろう。最後に、
誘電体層１５がメサ構造の縁部に形成され、この誘電体
層は装置の不活性層の形成を狙っている。この誘電体材
料は、例えば２酸化シリコン（Ｓｔ（ｈ）、窒化シリコ
ン（ＳｉＪ４）あるいはポリイミドであろう。
これ等の条件において、この発明によるフォトダイオー
ドは上述の従前の技術の利点（すなわち、非常に低い漏
洩電流、好ましい寿命時間および低いトンネル効果）を
持つのみならず、この発明による特徴ある構造による付
随の利点（すなわち、より低い接合容量、高い量子効率
および使用波長における高い効率）もまた有している。
実例によって、第（ａ図に対応するフォトダイオードの
製造方法が提案されている。第３ａ−３１図によって示
されたこの方法は以下の各ステップを含んでいる。すな
わち （ａ）　　例えば硫黄原子Ｓ＋によってｎ・　ドープさ
れたインジウムＲ（ＩｎＰ）の基板１０を作成すること
。
この材料は例えばチョクラルスキー（ｃｚｏｃｈｏ−ｒ
ａｌｓｋｉ）成長法によって得られる（第３ａ図）。
（ｂｌ　　約３μｍの厚さを有するｎ−型のインジウム
燐（ＩｎＰ）の層１１をこの基板の第１表面上に析出す
ること。好ましいドーピングレベルは２・１０１電荷担
体／　ｅｌｍ　３のオーダーで、そしてＩｎＰの層が有
機金属材料の気相からエピタキシャル成長法によって処
理される場合に残留ドーピングとして得ることができる
（第３ｂ図）。
（９）　　その格子パラメータが、約３μｍの厚さを有
するｎ−型の前記の層の格子パラメータに適合されてい
るガリウム・インジウムひ素（例えばＩｎ＋、　５ｚＧ
ａｏ、　４？Ａ３）の層１２をＩｎＰの層１１の上に析
出すること。好ましいドーピングレベルは１ないし２・
１０１Ｓのオーダーであり、そしてＩｎＧａＡｓの層が
有機金属材料の気相からエピタキシャル成長法によって
処理される場合に得られた残留ドーピングによって形成
できる。すべての場合において、ＩｎＰの層のドーピン
グレベルは、完成した素子の接合容量を減少させるため
に、Ｉ　ｎＧａＡｓ　（７）　Ｊｉ（７）ドーピングレ
ベルより低く選ばれなくてはならない（第３Ｃ図）。
（ｄ）　　例えばマスク３０によってメサを形成しよう
とする表面を保護すること、およびＩｎＧａＡｓの層１
２の保護部分によって構成されたメサの周りにＩｎＰＯ
層１１が現われる様に保護帯域の外部でガリウム・イン
ジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層を選択的にエッチする
こと（第３ｄ図）、および引き続いてマスク３０を除去
すること。ＩｎＧａＡｓ材料を選択的にエツチングする
ステップは硫酸溶液により、そしてその後で水で洗うこ
とにより化学的に実行できる。
（ｃ）　　メサの周りのメサの直径より大きい直径を有
する開口を規定する誘電体層３１をインジウム燐（Ｉｎ
Ｐ）の層１１の上に析出すること。この開口はｐ″領域
拡散を制限しようとするものである。
誘電体材料は２酸化シリコン（Ｓｉ（ｈ）あるいは窒化
シリコン（ＳｉＪ４）であり、この化合物は限定されな
い例によって与えられている（第３ｅ図）、。
（ｆｌ　　その層がメサの表面で参照番号１３により、
縁部で参照番号１１３により、そしてメサの周辺に沿っ
て参照番号２１３によって示されたｐ゛層を形成するた
めに、メサの表面のＩｎＧａＡｓの層の中の拡散の厚さ
がメサの周辺に沿うＩｎＰの層の中の拡散の深さより小
さい様に封入されたアンプル（ｓｅａｌｅｄ　ａｎ＋ｐ
ｕｌｌａ）を用いる方法によって、例えばＺｎ原子のご
とき原子を誘電体層３１の開口に拡散すること。メサの
周辺に沿うＩｎＰの層の中の拡散の深さは少なくとも０
．５μｍに達し、一方、メサの表面におけるＩｎＧａＡ
ｓの層の中の拡散の深さは０．１ないし０．２μｍの尤
−ダーであることが好ましい（第３ｆ図）。
（ｇ）　　例えば、層の重畳構造を形成するために、金
、ゲルマニウムおよびニッケルの引き続く蒸着によって
基板１０の裏面２上に金属接触２２を形成すること（第
３ｇ図）。
（ｈｌ　　メサの周辺に沿ってＩｎＰ層の中に位置して
いるｐ゛帯域部分２１３にオーミック接触２１を形成す
ること。この接触は、重畳層を形成するために、クロー
ム、白金および金かあるいは白金、チタンおよび金の引
き続く蒸着によって得ることができる（第３ｈ図）。
（ｉ）　　例えば２酸化シリ、コン（ＳｉＯ□）あるい
は窒化シリコン（ＳｉＪ４）のごとき誘電体材料によっ
てメサの表面に反射防止層１４を形成することであって
、この層の厚さはフォトダイオードの動作波長の範囲で
最大の伝達となっている（第３１図）。
０１　　フォトダイオードに対して不活性層を形成する
誘電体層１５をメサの縁部に形成すること。この層は反
射防止層と同様であるかあるいは両立可能な材料からな
っている（第３１図）。従ってこの材料は、例えば２酸
化シリコン、窒化シリコンあるいはポリイミドであろう
。
この製造方法は実例によってのみ与えられている。と言
うのは全く明らかなことだが、ｐ゛型のガリウム・イン
ジウムひ素の層１３．１１３　。
２１３は、一部分では（層１３）エピタキシャル成長と
、他方では（ｉ１３および２１３）拡散との組合せによ
って形成されるからである。
ｐｎ接合の位置がもっと容易に制御できるフォトダイオ
ードを得るために、この発明によるダイオードの好まし
い実施例が提案されている。この好ましい実施例は第１
ｂ図に示されている。
この実施例によると、ｐ°型のガリウム・インジウムひ
素の層１３はメサの平坦表面においてｐ０型のインジウ
ムｔａ　（ＩｎＰ）の層１３０の層で被覆されている。
フォトダイオードが使用されている波長領域、すなわち
工ないし１．７μｍで、ｐ゛型のｌｎＰ材料は放射に対
し完全に透明になっており、一方上に述べられてきた様
に、ｐ　”　ＩｎＧａＡｓ材料は高度に吸収的である。
従って、ｐ゛型のＩｎＧａＡｓの層１３の厚さをできる
限り減少し、そして、とにかく正確に制御することは極
めて重要である。ｐ゛型のＩｎＰの層１３０の存在はｐ
゛型のＩｎＧａＡｓの層の厚さを最大量だけ減少するこ
とを許容している。第１ｂ図に示されたこの変形は、そ
の方法に従ってｐｎ接合の位置が容易に制御できるとこ
ろの方法によってそれが得られると言う利点を与えてい
る。この製造方法は以下の実例によって与えられている
。
先づ前に説明された方法のステップ（ａ）、　（ｂ）、
　（ｃ）と全く同一の（ａｌ、　　（ｂ’）、　　（ｃ
’）によって示されたステップを含んでいる。これ等の
ステップ（ａ’）、（ｂ’）、（ｃ’）は第４ａ図、第
４ｂ図および第４ｃ図によってそれぞれ示されており、
この方法の層１１はインジウムｍ　（ＩｎＰ）の第１層
を構成している。これ等の操作は以下の各ステップを具
えている。
（ｄ’）ｎ−型のガリウム・インジウムひ素。
（ＩｎＧａＡｓ）の前記の層（ｉ２）の上に約０．１な
いし０．２μｍの厚さを有するｐ゛型のガリウム・イン
ジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層を例えば気相からのエ
ピタキシャル成長によって（ドーパントは例えば亜鉛で
ある）析出すること（第４ｄ図）。
（ｅ′）約１μ論の厚さを有するｐ゛型のインジウムｇ
３　（ＩｎＰ）の層１３０の第２層を例えば気相からの
エピタキシーによって（ドーパントは例えば亜鉛である
）析出すること（第４ｅ図）。
（ｆ′）例えばマスク４０によってメサを構成する表面
を保護すること、およびインジウム燐（ＩｎＰ）の第２
層１３０とインジウム・ガリウムひ素（ｌｎＧａＡｓ）
の層１２．１３を（例えば化学的に）選択エツチングす
ること（第４ｆ図）。
（ｇ′）メサの周りのメサの直径より大きな直径を存す
る開口を規定する例えば２酸化シリコン（Ｓｉｆｔ）あ
るいは窒化シリコン（ＳｉＪ４）の誘電体層３１をイン
ジウム燐の第１層１１上に析出すること（第４ｇ図）。
（ｈ′）メサの縁部およびメサの表面に少なくとも０．
５　μｍの厚さ以上にメサの周りでインジウムＲ（Ｉｎ
Ｐ）の第１Ｎ１１に、封入されたアンプルで例えば亜鉛
原子の様な原子を拡散することであって、この操作は縁
部の１１３によって、および前に形成された誘電体層３
１の開口にメサの周辺に沿って２１３によって示された
ｐ＋型の層を生成している（第４ｈ図）、。
（ｉ’）　例、ｔば金／ゲルマニウム／ニッケル（Ａｕ
／Ｇｅ／Ｎｉ）の重畳層構造によって基板の裏面に金属
化被覆２２を形成すること（第４１図）。
（ｊ′）メサの周辺に沿ってインジウム燐　（ＩｎＰ）
の第１層１１に形成されたｐ゛型の帯域２１３上に、例
えばクローム／白金／金あるいは白金／チタン／金の重
畳層の構造によってオーミック接触２１を形成すること
（第４ｊ図）。
（ｋ′）例えば２酸化シリコン（Ｓｉｎｇ）あるいは窒
化シリコン（ＳｉｓＮｔ）の誘電体によって、メサの表
面に反射防止層１４を形成することであって、この層は
フォトダイオードの動作波長に中心が置かれている。
（ｉ′）反射防止層を構成する誘電体に類似しかつ両立
可能な誘電体によってメサの縁部に不活性層１５を形成
すること（第１ｂ図）。従って、この誘電体は２酸化シ
リコン（Ｓｔ（ｈ）、窒化シリコン（ＳｉｓＮ４）ある
いはポリイミドであろう。
第２図は、第（ａ図と第１ｂ図それぞれで断面図として
示されたダイオードの１つあるいは他方の平面図を示し
ている。接触２１が円環形状を有することに注意すべき
である。この形状は、その接触がしばしば困難性を生起
するものとして知られているところのＩｎＰ材料上の接
触を改善するために好ましいものである。
このメサ構造は円形で、そして直径は約１００　μｌで
ある。オーミック接触２１は円形で、約６０μｍの直径
を有している。それはＩｎＰの層の上に形成される様に
メサに対し偏心的に配置されている。接触２１上に位置
し、かつメサの周辺に沿って位置しているｐ゛型の帯域
２１３は、この様にして保護環（ｇｕａｒｄ　ｒｉｎｇ
）を形成している。
実例によって説明された製造方法は、なかんずくマスク
０析出法（ｍａｓｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ　ｍｅｔｈ−ｏｄｓ）を利用しており、それについ
てはここで説明しない。と言うのは、それ等はこの発明
に関連しておらず、そして当業者にとって容易に近付き
得るかあるいは既知のものであるからである。
この発明によるフォトダイオードを得るために実例によ
って与えられた方法と材料は限定的でなく、かつ同等な
材料および類似の製造方法はこの発明の範囲を逸脱する
ことなくこのフォトダイオードを得るために使用されよ
う。
（要約） 低い漏洩電流を有するＰＩＮフォトダイオードであって
、これはｎ＋にドープされているインジウムｔａｐ　（
ＩｎＰ）の基板を具え、かつその第１表面上にｎ−にド
ープされたインジウム燐（ＩｎＰ）の層（ｉ１）が形成
され、そしてｎ−にドープされかつ更にメサ構造の表面
、縁部においておよびその周辺に沿って形成されたｐ゛
型の層（ｉ３，１１３、２１３）によって構成されてい
るガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層（ｉ
２）によって形成されたメサ構造がその上に配列されて
おり、そして更にまた基板の第２表面上に形成された金
属接触（２２）とｐ゛層の一部分に形成されたオーミッ
ク接触（２１）を具えている。この発明は、インジウム
燐（ＩｎＰ）の層（ｌｌ）のｎ−ドーピングがガリウム
・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）のＮ　（ｉ２）のｎ
−ドーピングより低く選ばれていること、およびメサ構
造の周辺に沿ってインジウム燐（ＩｎＰ）の層（ｉ１）
の中に位置しているｐ゛帯域一部分（２１３）にオーミ
ック接触（２１）が形成されていることを特徴としてい
る。
この装置は電気通信に適用されている。
【図面の簡単な説明】
第（ａ図は、この発明によるフォトダイオードの断面図
を示し、 第１ｂ図は、この発明の変形によるフォトダイオードの
断面図を示し、 第２図は、第（ａ図および第１ｂ図のフォトダイオード
の平面図を示し、 第３ａ−３ｉ図は、第（ａ図に示されたダイオードに対
応するダイオードを得ることができる製造方法の種々の
ステップを示し、 第４ａ−４ｊ図は、第１ｂ図に示されたダイオードに対
応するダイオードを得ることのできる製造方法の種々の
ステップを示している。 ■・・・第１表面 ２・・・第２表面（あるいは裏面） ｌＯ・・・基板 １１・・・層 １２・・・層（あるいはメサ構造） １３．１１３．２１３・・・ｐ１型ｗｉ（あるいはｐ゛
帯域１４・・・反射防止層 １５・・・誘電体層（あるいは不活性層）２１．２２・
・・オーミック接触 ３０・・・マスク ３１・・・誘電体層 ４０・・・マスク １３０−＝　ｐ、”型１ｎＰ層 同　　　　弁理士　　杉　　　　村　　　　興　　　　
作ＦＩＧ、２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ｎ＾＋型インジウム燐（ＩｎＰ）の基板を具え、そ
    の第１表面上にｎ＾−型のインジウム燐（ＩｎＰ）の層
    が形成され、その上にｎ＾−型のガリウム・インジウム
    ひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層で形成されたメサ構造が配置
    され、 メサ構造の表面、縁部においておよび周辺に沿って形成
    されたｐ＾＋層を具え、かつ第１表面の反対側の基板の
    第２表面上に形成された金属接触とｐ＾＋層の一部に形
    成されたオーミック接触を具えるものにおいて、 インジウム燐（ＩｎＰ）層のｎ＾−ドーピング濃度がガ
    リウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層のｎ＾−
    ドーピング濃度より低いこと、および メサ構造の周辺に沿ってｎ＾−型のインジウム燐（Ｉｎ
    Ｐ）層に位置しているｐ＾＋帯域の一部にオーミック接
    触が形成されていること、 を特徴とする漏洩電流の少ないＰＩＮフォトダイオード
    。 ２、ｎ＾−型のガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡ
    ｓ）の層の表面に形成されたｐ＾＋層の厚さがメサの周
    辺に沿ってｎ＾−型のインジウム燐（ＩｎＰ）層の中の
    オーミック接触の下に形成されたｐ＾＋帯域の厚さより
    小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    フォトダイオード。 ３、形成されたメサ構造がｐ＾＋型のインジウム燐（Ｉ
    ｎＰ）の第２層を具えることを特徴とする特許請求の範
    囲第２項に記載のフォトダイオード。 ４、ｐ＾＋型のガリウム・インジウムひ素の層の表面に
    形成されたｐ＾＋型のインジウム燐の第２層が１μｍの
    オーダーの厚さを持つことを特徴とする特許請求の範囲
    第３項に記載のフォトダイオード。 ５、ｎ＾−型のインジウム燐（ＩｎＰ）の層の厚さおよ
    びｎ＾−型のガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ
    ）の層の厚さが３μｍのオーダーであり、 インジウム燐（ＩｎＰ）の層のｎ＾−ドーピングがｃｍ
    ＾３当たり２・１０＾１＾４オーダーの電荷担体であり
    、 ガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層のｎ＾
    −ドーピングがｃｍ＾３当たり１ないし２・１０＾１＾
    ５オーダーの電荷担体であり、 メサ構造の周辺に沿うｎ＾−型のインジウム燐（ＩｎＰ
    ）の層の中に形成されたｐ＾＋帯域の厚さが０．５μｍ
    より大きく、かつ ｎ＾−型のガリウム・インジウムひ素の層の表面に形成
    されたｐ＾＋型の層の厚さが０．１ないし０．２μｍの
    オーダーであること、 を特徴とする特許請求の範囲第２項、第３項、第４項の
    いずれか１つに記載のフォトダイオード。 ６、以下のステップ、すなわち （ａ）ｎ＾＋型インジウム燐（ＩｎＰ）の基板を形成す
    ること、 （ｂ）約３μｍの厚さを有するｎ＾−型のインジウム燐
    の層を析出すること、 （ｃ）約３μｍの厚さを有するＩｎＰの前記の層よりも
    高いドーピングレベルを有するｎ＾−型のガリウム・イ
    ンジウムひ素の層を析出すること、 （ｄ）メサを形成するために表面をマスクし、ガリウム
    ・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）の層を選択的にエッ
    チし、次にメサの表面からマスクを除去すること、 （ｅ）メサの直径より大きい直径を有する開口をメサの
    周りに規定する誘電体層をｎ＾−型のインジウム燐の層
    の上に析出すること、 （ｆ）ｎ＾−型のインジウム燐（ＩｎＰ）の層の中の拡
    散の深さがガリウム・インジウムひ素の層の中の拡散よ
    り大きく、従ってインジウム燐（ＩｎＰ）における拡散
    の深さが少なくとも０．５μｍに等しく、かつガリウム
    ・インジウムひ素（ＩｎＧａＡｓ）における拡散の深さ
    が０．１ないし０．２μｍのオーダーである様な態様で
    アクセプタ原子を拡散し、この操作は前に形成された誘
    電体層の開口の中でメサの表面、縁部においておよび周
    辺に沿ってｎ＾＋型の層を生成すること、 （ｇ）基板の裏面に金属被覆を形成すること、（ｈ）メ
    サの周辺に沿ってｎ＾−型のインジウム燐（ＩｎＰ）の
    層の中に具えられたｐ＾＋帯域の上にオーミック接触を
    形成すること、 （ｉ）メサの表面に誘電体反射防止層を形成し、この層
    の透明度がフォトダイオードの動作波長に中心が置かれ
    ていること、および （ｊ）メサの縁部に反射防止層を形成する誘電体に類似
    しかつ両立できる誘電体不活性層を形成すること、 を特徴とするフォトダイオードの製造方法。 ７、ステップ（ｃ）と（ｄ）の間に、 （ｋ）ｎ＾−型のガリウム・インジウムひ素（ＩｎＧａ
    Ａｓ）の前記の層の上に約０．１ないし０．２μｍの厚
    さを有するｐ＾＋型のガリウム・インジウムひ素（Ｉｎ
    ＧａＡｓ）の層を析出すること、および （ｌ）エピタキシーによって約１μｍの厚さを有するｐ
    ＾＋型のインジウム燐（ＩｎＰ）の第２層を析出するこ
    と、 の各ステップを具えることを特徴とする特許請求の範囲
    第６項に記載の製造方法。
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