JPS62205673A - アバランシエホトダイオ−ド - Google Patents
アバランシエホトダイオ−ドInfo
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- JPS62205673A JPS62205673A JP61047336A JP4733686A JPS62205673A JP S62205673 A JPS62205673 A JP S62205673A JP 61047336 A JP61047336 A JP 61047336A JP 4733686 A JP4733686 A JP 4733686A JP S62205673 A JPS62205673 A JP S62205673A
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は光伝送システム等に用いる受光素子に係り１
時にアバランシェホトダイオードに関する。
時にアバランシェホトダイオードに関する。
ｐ−ｎ接合に逆バイアスを印加し、光によって生じたキ
ャリアを増倍させて用いる所謂アバランシェホトダイオ
ード（ＡＮＤ）には高速応答、内部増倍作用、高１゛子
効率等の優れた特徴がある。存にｒｎＰ＠科を便つたＡ
ＰＤはＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ材料と組み合わせ
る事により、優れた長波長帝用受元素トとなり、近年研
究開発がさかんに進められている。
ャリアを増倍させて用いる所謂アバランシェホトダイオ
ード（ＡＮＤ）には高速応答、内部増倍作用、高１゛子
効率等の優れた特徴がある。存にｒｎＰ＠科を便つたＡ
ＰＤはＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ材料と組み合わせ
る事により、優れた長波長帝用受元素トとなり、近年研
究開発がさかんに進められている。
４２図は従来のＡＰＤの断面図である。第２図において
、２１は苓［，２２はｎ型ｌｎＰｍ、２３はローＩ ｎ
Ｐ ｌ−１２４はガードリング領域、２５は受光−［
支、２６は絶縁１１何、２７は電電である。以上のり成
において、η縛嘆２６は通常、常圧ある。いは減圧のＣ
Ｖ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
目ｉｏｎ ） 方法によって形成したＳｌｏｗ嘆、あ
るいは、プラズマ補助によるＣＶＤ法によって＠喫した
５ｉｌＮ４１漠を用いている。ＳｉＯｘと５ＩｓＮ４嘆
きを比較した場合＊ Ｓ ’ｓ Ｎ４ ”Ｉ’を絶４ｉ
Ｉ嗅とした構成の方がＡＰＤ特菅生のうち重要な暗゛・
を流が少なく、現在はＳｉ 、Ｎ 、 ＋莫を用いたＡ
ＰＤが主流となっている。
、２１は苓［，２２はｎ型ｌｎＰｍ、２３はローＩ ｎ
Ｐ ｌ−１２４はガードリング領域、２５は受光−［
支、２６は絶縁１１何、２７は電電である。以上のり成
において、η縛嘆２６は通常、常圧ある。いは減圧のＣ
Ｖ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
目ｉｏｎ ） 方法によって形成したＳｌｏｗ嘆、あ
るいは、プラズマ補助によるＣＶＤ法によって＠喫した
５ｉｌＮ４１漠を用いている。ＳｉＯｘと５ＩｓＮ４嘆
きを比較した場合＊ Ｓ ’ｓ Ｎ４ ”Ｉ’を絶４ｉ
Ｉ嗅とした構成の方がＡＰＤ特菅生のうち重要な暗゛・
を流が少なく、現在はＳｉ 、Ｎ 、 ＋莫を用いたＡ
ＰＤが主流となっている。
しかしながら、５ｌｌＮ４嘆の形成には低温形成が可能
なプラズマ補助による方法が一般的に用いられでおり、
プラズマ励起雰囲気にさらされる結晶表面は損傷を強く
受ける。従って、従来のＡＰＤは雑音特性、暗電流特性
が悪い欠点を有しており。
なプラズマ補助による方法が一般的に用いられでおり、
プラズマ励起雰囲気にさらされる結晶表面は損傷を強く
受ける。従って、従来のＡＰＤは雑音特性、暗電流特性
が悪い欠点を有しており。
杷吟暎の数置が望まれていた。特に、あらかじめ形成さ
れたガードリング用ｐ−ｎｉ会力Ｓ嬉出した面所に５ｉ
ｌＮ、嗅を形成する場合、ｅ＠体形成が基本的問題とし
てＡＰＤ開発の障害となっていた。
れたガードリング用ｐ−ｎｉ会力Ｓ嬉出した面所に５ｉ
ｌＮ、嗅を形成する場合、ｅ＠体形成が基本的問題とし
てＡＰＤ開発の障害となっていた。
この発明の目的は、前述の欠点を改善し、良好な素子特
性を有するアバランシェホトダイオードを提供する事に
ある。
性を有するアバランシェホトダイオードを提供する事に
ある。
この発明は、ＩｎＰ＠結晶幕体畏面に非晶質もしくは多
結晶シリコン隊と、３ｉ、Ｎ、模あるいはＳＩｏ、１１
１に９組み合わせてなる絶縁膜を１沢的に形成し、との
絶縁膜をマスクとしてＰ型＠４晴を１択的ＩＣ構成した
ＡＰＤである。
結晶シリコン隊と、３ｉ、Ｎ、模あるいはＳＩｏ、１１
１に９組み合わせてなる絶縁膜を１沢的に形成し、との
絶縁膜をマスクとしてＰ型＠４晴を１択的ＩＣ構成した
ＡＰＤである。
この発明によりて、ＡＰＤの有する高速応答特性、高貴
子効率が保持されなから、従来Ｋｌべてさらに低雑音ｆ
ヒ、および低暗戒流化が可能となった。即ち、ＡＰＤの
素子特性の向上と安定化が達成された事である。これは
、比較的低部でのアモルファスシリコン頃の形成、ある
いは真空ｍ７ｆ方法で形成したシリコン嘆によって、Ｉ
ｎＰ表閣の損傷防止、ＩｎＰ表面準位の緩和、熱膨張率
の緩和に起因すると考えられる。
子効率が保持されなから、従来Ｋｌべてさらに低雑音ｆ
ヒ、および低暗戒流化が可能となった。即ち、ＡＰＤの
素子特性の向上と安定化が達成された事である。これは
、比較的低部でのアモルファスシリコン頃の形成、ある
いは真空ｍ７ｆ方法で形成したシリコン嘆によって、Ｉ
ｎＰ表閣の損傷防止、ＩｎＰ表面準位の緩和、熱膨張率
の緩和に起因すると考えられる。
以ド本発明を＠１図を参照して説明する。第１因はアバ
ランシェホトダイオードの断面図であり以Ｆに述べるよ
うに構成した。まず９口型ＩｎＰ基板１１上に順次口型
ＩｎＰ層１２ 、ｎ ｆＭ ＩｎＧａＡｓ吸収ｎｉ３．
ｎ型ＩｎＧａＡｓＰバッフｙｌ＃１４゜ＩｎＰ増倍４１
５．ＩｎＦ’ガード１４１６．をそれぞれ格子整合する
ように猪夢成斐する。各々のキヤ１１ア濃度は例えば、
１２：１Ｘ１０％＠ｃｍ−ｓ、 １３：３Ｘ１０”ｃ
ｍ−”、 １４ ：ｓ ＸＩＯ”ｃ＋ｎ−” １５ ：
１．５Ｘ１０”ｃｍ−”、 １６ ： ２ＸＩＱ”ｃ
ｍ−”に設定する。なお、 ＩｎＰ増倍１＠１５を形成
した唖円形メサを設け、このメサを埋設するようにＩｎ
Ｐガード−１６を形成することにより９円形メサ部が受
光部となる。以上のようにして基体１００を虜嘱し、こ
の基体において各成長ｆ−のある方を主面とする。
ランシェホトダイオードの断面図であり以Ｆに述べるよ
うに構成した。まず９口型ＩｎＰ基板１１上に順次口型
ＩｎＰ層１２ 、ｎ ｆＭ ＩｎＧａＡｓ吸収ｎｉ３．
ｎ型ＩｎＧａＡｓＰバッフｙｌ＃１４゜ＩｎＰ増倍４１
５．ＩｎＦ’ガード１４１６．をそれぞれ格子整合する
ように猪夢成斐する。各々のキヤ１１ア濃度は例えば、
１２：１Ｘ１０％＠ｃｍ−ｓ、 １３：３Ｘ１０”ｃ
ｍ−”、 １４ ：ｓ ＸＩＯ”ｃ＋ｎ−” １５ ：
１．５Ｘ１０”ｃｍ−”、 １６ ： ２ＸＩＱ”ｃ
ｍ−”に設定する。なお、 ＩｎＰ増倍１＠１５を形成
した唖円形メサを設け、このメサを埋設するようにＩｎ
Ｐガード−１６を形成することにより９円形メサ部が受
光部となる。以上のようにして基体１００を虜嘱し、こ
の基体において各成長ｆ−のある方を主面とする。
次に基体１００の主面にホトレジストを１択的に形成し
９Ｍ１ＩＢｅ等Ｐ型不、■吻をイオン注入し、７５０℃
の温度で熱処理を月こしてＰ型ガードリング１７１８設
ける。ガードリング１７１は受光部の外測に位置するよ
うに設けられｓ ｐ−ｎ接合の一部１７２が主面に一坦
Ａ出する事になる。
９Ｍ１ＩＢｅ等Ｐ型不、■吻をイオン注入し、７５０℃
の温度で熱処理を月こしてＰ型ガードリング１７１８設
ける。ガードリング１７１は受光部の外測に位置するよ
うに設けられｓ ｐ−ｎ接合の一部１７２が主面に一坦
Ａ出する事になる。
次に、４出したｐ−ｎ法会１７２を櫃うように。
且つ受光部上の主面カゴ１冨出するように非晶質シリコ
ン＋９１８１及び酸化９１１３７層１８２を形成し、嘉
ｌの＠縁膜とする。非晶質シリコン層１８１はモノシラ
ンの熱分解あるいは、Ｘ空礪着方法によって５００〜５
０００Ａの厚さに形成し、酸化シリコンは一般的ＣＶＤ
方法によって形成する。なお、非晶質シリコン喘に代わ
って多結晶シリコン、酸化シリコンに代りで窒化シリコ
ンであっても、基体の主面をまずシリコン１−で被覆す
るので、基体の損傷を防止できる事に変わりなく有効で
ある。
ン＋９１８１及び酸化９１１３７層１８２を形成し、嘉
ｌの＠縁膜とする。非晶質シリコン層１８１はモノシラ
ンの熱分解あるいは、Ｘ空礪着方法によって５００〜５
０００Ａの厚さに形成し、酸化シリコンは一般的ＣＶＤ
方法によって形成する。なお、非晶質シリコン喘に代わ
って多結晶シリコン、酸化シリコンに代りで窒化シリコ
ンであっても、基体の主面をまずシリコン１−で被覆す
るので、基体の損傷を防止できる事に変わりなく有効で
ある。
次に、非晶質シリコン１曽と酸化シリコンをマスクとし
てＺｎあるいはＣｄを気相から選択拡牧し。
てＺｎあるいはＣｄを気相から選択拡牧し。
Ｐ型受元面１７３を形成し、訴たに第２のｅ縁；拠１９
及び１９１ 、１９２ ｆ＋Ｆｌ？！ＥＦＪＶＣ形Ｋ
Ｌ／、 Ａ Ｐ Ｄ全５Ｆｊｆｆｌする。
及び１９１ 、１９２ ｆ＋Ｆｌ？！ＥＦＪＶＣ形Ｋ
Ｌ／、 Ａ Ｐ Ｄ全５Ｆｊｆｆｌする。
以上のように構成したＡＰＤに、−坦繕出したｐ−ｎ接
合を損傷させずに良好な絶＠嗅を形成したものであり、
優れたＡＰＤ％性を示した。
合を損傷させずに良好な絶＠嗅を形成したものであり、
優れたＡＰＤ％性を示した。
なお非晶質もしくは多結晶シリコンは、不純物をドープ
しない半ｅ〜性を示す材料、あるいはＰを含むｎ型シリ
コンを材料を用いる事でより漫ルたＡＰＤ特性となった
。又１本発明は非晶質もしくは＄結晶シリコンと、５ｆ
ＯｔあるいはＳ ｌ ｇ Ｎ ４嗅を組み会わせた１泊
級膜を選択拡故マスクとして用いた上記実施例に限るこ
となく１次に述べる構成においても有効である。まず基
体１００の主面にガード＋１ング１７１及び受光部１７
３をイオン注入。
しない半ｅ〜性を示す材料、あるいはＰを含むｎ型シリ
コンを材料を用いる事でより漫ルたＡＰＤ特性となった
。又１本発明は非晶質もしくは＄結晶シリコンと、５ｆ
ＯｔあるいはＳ ｌ ｇ Ｎ ４嗅を組み会わせた１泊
級膜を選択拡故マスクとして用いた上記実施例に限るこ
となく１次に述べる構成においても有効である。まず基
体１００の主面にガード＋１ング１７１及び受光部１７
３をイオン注入。
熱拡散であらかじめ形成し、基体の主面を一坦全面４出
させた陵、前述の組み合わせた絶縁膜を４沢的に形成し
てパブシベーション効果をもたせ。
させた陵、前述の組み合わせた絶縁膜を４沢的に形成し
てパブシベーション効果をもたせ。
最終構造を第１図のごとくした。
６８．１図は本発明のＡＰＤ断面図、君２Ａは従来のＡ
ＰＤ断面図である。 １１．２１−ＩｎＰｉ仮、１２，１５，１６，２２゜２
３・＝ Ｉ ｎｆ’Ｊ、 １３ ・−Ｉ ｎ（ＴａＡｓ
１ｄ、１４−ＩｎＧａＡ＆ｔ’層、１７１，１７３−Ｐ
型置、１８１・・・シ１１コン１−１１８２．１９・・
・絶崎績、２７９１９１＋１９２・・・１！惚。 代理人 ９′Ｐ理士 則 近 毫 重量
竹 花 喜久男栗１図 第 ２ 図
ＰＤ断面図である。 １１．２１−ＩｎＰｉ仮、１２，１５，１６，２２゜２
３・＝ Ｉ ｎｆ’Ｊ、 １３ ・−Ｉ ｎ（ＴａＡｓ
１ｄ、１４−ＩｎＧａＡ＆ｔ’層、１７１，１７３−Ｐ
型置、１８１・・・シ１１コン１−１１８２．１９・・
・絶崎績、２７９１９１＋１９２・・・１！惚。 代理人 ９′Ｐ理士 則 近 毫 重量
竹 花 喜久男栗１図 第 ２ 図
Claims (1)
- ｎ型ＩｎＰ結晶基板上にＩｎＰ第１層、ＩｎＧａＡｓ第
２層、ＩｎＧａＡｓＰ第３層、ＩｎＰ第４層、ＩｎＰ第
５層を形成した基体と、該基体の主面に選択的に形成し
た非晶質もしくは多結晶シリコン膜および窒化シリコン
もしくは酸化シリコン膜からなる絶縁膜と、該絶縁膜を
マスクとして選択的に形成したＰ型結晶層とを具備した
ことを特徴とするアバランシェホトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61047336A JPS62205673A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | アバランシエホトダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61047336A JPS62205673A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | アバランシエホトダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62205673A true JPS62205673A (ja) | 1987-09-10 |
Family
ID=12772359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61047336A Pending JPS62205673A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | アバランシエホトダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62205673A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343055A (en) * | 1988-07-27 | 1994-08-30 | British Telecommunications Public Limited Company | Avalanche photodiode structure with Mg doping and method |
| US5406097A (en) * | 1992-12-04 | 1995-04-11 | Nec Corporation | Avalanche photo-diode for producing sharp pulse signal |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP61047336A patent/JPS62205673A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343055A (en) * | 1988-07-27 | 1994-08-30 | British Telecommunications Public Limited Company | Avalanche photodiode structure with Mg doping and method |
| US5406097A (en) * | 1992-12-04 | 1995-04-11 | Nec Corporation | Avalanche photo-diode for producing sharp pulse signal |
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