JPS6231179A - 半導体受光素子の製造方法 - Google Patents
半導体受光素子の製造方法Info
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- JPS6231179A JPS6231179A JP60171331A JP17133185A JPS6231179A JP S6231179 A JPS6231179 A JP S6231179A JP 60171331 A JP60171331 A JP 60171331A JP 17133185 A JP17133185 A JP 17133185A JP S6231179 A JPS6231179 A JP S6231179A
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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】
〔概 要〕
InP液相成長層の不純物補償を蒸気圧の非常に小さい
マンガンを用いて行うことによって、該InP層の不純
物補償の再現性を高めてキャリア濃度のばらつきを減少
し、且つ層厚方向のキャリア濃度の分布をなくして、高
僧倍率のアバランシェ・フォトダイオードの製造歩留り
を向上する。
マンガンを用いて行うことによって、該InP層の不純
物補償の再現性を高めてキャリア濃度のばらつきを減少
し、且つ層厚方向のキャリア濃度の分布をなくして、高
僧倍率のアバランシェ・フォトダイオードの製造歩留り
を向上する。
本発明は半導体受光素子の製造方法に係り、特に光吸収
領域にI n+−XGax AS+−y Py (0
≦x<1.0≦y<1)(以下InGaAsと略称する
)を用いるInGaAs−アバランシェ・フォトダイオ
ードの製造方法の改良に関する。
領域にI n+−XGax AS+−y Py (0
≦x<1.0≦y<1)(以下InGaAsと略称する
)を用いるInGaAs−アバランシェ・フォトダイオ
ードの製造方法の改良に関する。
1.3〜1.5μm帯の光通信において、受光素子とし
ては高僧倍率を有するInGaAs−アバランシェ・フ
ォトダイオード(APD)が多く用いられる。゛そして
上記光通信の信頼度を高めるために増倍率が大きく且つ
ばらつきの少ない素子が必要とされ、かかる素子が高歩
留りで得られる製造方法が要望されている。
ては高僧倍率を有するInGaAs−アバランシェ・フ
ォトダイオード(APD)が多く用いられる。゛そして
上記光通信の信頼度を高めるために増倍率が大きく且つ
ばらつきの少ない素子が必要とされ、かかる素子が高歩
留りで得られる製造方法が要望されている。
第3図は、実用されているInGaAs−APDの構造
を模式的に示す平面図(al及びそのA−A矢視断面図
である。
を模式的に示す平面図(al及びそのA−A矢視断面図
である。
同図において、1は(111)A面を有するn゛型(n
”−)InP基板、2はn”−InPバッファ層、3は
InGaAs光吸収層、4はI nGaAsP電位勾配
層、5はn−InPキャリア増倍層、6はn−−InP
ガードリング領域、7はp”−InP受光領域、8はn
電極、9はn電極を示す。
”−)InP基板、2はn”−InPバッファ層、3は
InGaAs光吸収層、4はI nGaAsP電位勾配
層、5はn−InPキャリア増倍層、6はn−−InP
ガードリング領域、7はp”−InP受光領域、8はn
電極、9はn電極を示す。
かかる構造においてn” −InP基板1及びn” −
10Pバッファ層2はIQIllcm−3程度の高いn
型のキャリア濃度を有する低抵抗層であり、InGaA
s光吸収層3及びInGaAsP電位勾配層4電位勾配
−4の高抵抗層である。
10Pバッファ層2はIQIllcm−3程度の高いn
型のキャリア濃度を有する低抵抗層であり、InGaA
s光吸収層3及びInGaAsP電位勾配層4電位勾配
−4の高抵抗層である。
そしてp” −InP受光領域7はIQ18cm−:l
程°度の高いp型キャリア濃度を有する低抵抗領域に形
成され、n−InPキャリア増倍層5は100■程度の
所定の動作電圧を得るために1〜1.8 XIO”cm
−3程度のn型キャリア濃度に、またn−−InPガ
ードリング領域6はp−InP受光領域7との間に動作
電圧より20V程度高い耐圧を有し、且つ良好な結晶性
を維持するために3〜7X10”cm弓程度のn型キャ
リア濃度に制御される。
程°度の高いp型キャリア濃度を有する低抵抗領域に形
成され、n−InPキャリア増倍層5は100■程度の
所定の動作電圧を得るために1〜1.8 XIO”cm
−3程度のn型キャリア濃度に、またn−−InPガ
ードリング領域6はp−InP受光領域7との間に動作
電圧より20V程度高い耐圧を有し、且つ良好な結晶性
を維持するために3〜7X10”cm弓程度のn型キャ
リア濃度に制御される。
ここでキャリア増倍層5及びガードリング領域6を上記
値に制御することが高僧倍率を有するAPDを得るため
に重要なことである。
値に制御することが高僧倍率を有するAPDを得るため
に重要なことである。
上記APDを形成する場合、各層は液相成長法で形成さ
れるが、この際I X1016cm−”以下のキャリア
濃度を有するn−−InP層をノンドープで形成するこ
とは極めて困難である。
れるが、この際I X1016cm−”以下のキャリア
濃度を有するn−−InP層をノンドープで形成するこ
とは極めて困難である。
そのため従来の製造方法においてガードリング領域6に
用いられるキャリア濃度3〜7×工OI5cm弓程度の
n−−InP層は、カドミウム(Cd)を用いて不純物
補償を行いエピタキシャル成長することにより形成して
いた。
用いられるキャリア濃度3〜7×工OI5cm弓程度の
n−−InP層は、カドミウム(Cd)を用いて不純物
補償を行いエピタキシャル成長することにより形成して
いた。
しかし上記従来の不純物補償方法においては、Cdの蒸
気圧が非常に高いことにより、i)成長前のメルト溶融
に際してメルト中からCdが蒸発するため、成長層のキ
ャリア濃度に再現性が得られない、 ii )成長中にもCdの蒸発があるため成長層中にキ
ャリア濃度の勾配ができる、 等の欠点があり、高キヤリア増倍率を有するInGaA
s−APDを歩留りよく製造することが極めて困難であ
った。
気圧が非常に高いことにより、i)成長前のメルト溶融
に際してメルト中からCdが蒸発するため、成長層のキ
ャリア濃度に再現性が得られない、 ii )成長中にもCdの蒸発があるため成長層中にキ
ャリア濃度の勾配ができる、 等の欠点があり、高キヤリア増倍率を有するInGaA
s−APDを歩留りよく製造することが極めて困難であ
った。
c問題点を解決するための手段〕
第1図fa)乃至(e)は本発明の方法の一実施例を示
す工程断面図である。
す工程断面図である。
上記問題点は同図に示すように、
I n+−x G ax A S l−y P y
(0≦x<l、Q≦y<、1)を光吸収領域、InPを
増倍領域及びガードリング領域とする半導体受光素子を
形成する?、[L、て、該InPの不純物補償をマンガ
ン(Mn)を用いて行う本発明による半導体受光素子の
製造方法によって解決される。
(0≦x<l、Q≦y<、1)を光吸収領域、InPを
増倍領域及びガードリング領域とする半導体受光素子を
形成する?、[L、て、該InPの不純物補償をマンガ
ン(Mn)を用いて行う本発明による半導体受光素子の
製造方法によって解決される。
即ち本発明の方法においてはInP層の不純物補償を行
うp型不純物に、成長温度近傍の温度である600℃に
おいて10−’atm程度の高い蒸気圧を有する従来の
Cdに替えて、その1 /109程度である10− ”
a tm程度の極めて低い蒸気圧を有するMnを用い
ることによって、該InP層の不純物補償精度を高める
と共に、第2図のキャリア濃度の層厚方向プロファイル
図にカーブC1で示すように、従来のCdにおいてカー
ブCCaで示すように大きく生じていた層厚方向のキャ
リア濃度の分布を、殆ど皆無にする。
うp型不純物に、成長温度近傍の温度である600℃に
おいて10−’atm程度の高い蒸気圧を有する従来の
Cdに替えて、その1 /109程度である10− ”
a tm程度の極めて低い蒸気圧を有するMnを用い
ることによって、該InP層の不純物補償精度を高める
と共に、第2図のキャリア濃度の層厚方向プロファイル
図にカーブC1で示すように、従来のCdにおいてカー
ブCCaで示すように大きく生じていた層厚方向のキャ
リア濃度の分布を、殆ど皆無にする。
かくて、高キヤリア増倍率を有するAPDを歩留りよく
製造することが可能になる。
製造することが可能になる。
以下本発明の方法を、第1図(a)乃至(e)に示す実
施例を参照し実施例により具体的に説明する。
施例を参照し実施例により具体的に説明する。
第1図(a)参照
本発明の方法によりInGaAs−APDを製造するに
際しては、先ず従来通り通常の液相エピタキシャル成長
方法により、(100)A面を有し11018a −’
程度のキャリア濃度を有するn”−InP基板1上に、
l Q ’ 8am −’程度のキャリア濃度を有する
厚さ3.5μm程度のn” −InPバツフアN2、ノ
ンドープで厚さ2μm程度のrnGaAs光吸酸層3、
ノンドープで厚さ0.5μm程度のInGaAs P電
位勾配層4及びキャリア濃度1〜1.8XIO”am−
3程度で厚さ2.5.czm程度のn−InPキャリア
増倍層5を順次積層成長する。
際しては、先ず従来通り通常の液相エピタキシャル成長
方法により、(100)A面を有し11018a −’
程度のキャリア濃度を有するn”−InP基板1上に、
l Q ’ 8am −’程度のキャリア濃度を有する
厚さ3.5μm程度のn” −InPバツフアN2、ノ
ンドープで厚さ2μm程度のrnGaAs光吸酸層3、
ノンドープで厚さ0.5μm程度のInGaAs P電
位勾配層4及びキャリア濃度1〜1.8XIO”am−
3程度で厚さ2.5.czm程度のn−InPキャリア
増倍層5を順次積層成長する。
ここで各溶液組成は、
n”−InPバッファ層2に対するものIn : In
P=1 g :11.3nvInGaAs光吸収層3に
対するもの In :GaAs : InAs= 1 g :
62.3■: 36.4■InGaAsP電位勾配層4
に対するものIn : InAs :GaAs : I
nP= 1 g : 77.6nw : 12.7■:
3.0■n−InPキャリア増倍層5に対するものIn
: I nP=1 g :9.7 rrcrである。
P=1 g :11.3nvInGaAs光吸収層3に
対するもの In :GaAs : InAs= 1 g :
62.3■: 36.4■InGaAsP電位勾配層4
に対するものIn : InAs :GaAs : I
nP= 1 g : 77.6nw : 12.7■:
3.0■n−InPキャリア増倍層5に対するものIn
: I nP=1 g :9.7 rrcrである。
第1図(′b)参照
次いで上記キャリア増倍層5上に図示しない例えば80
8m中程度の第1の窒化シリコン膜マスクを形成し、例
えばフェリシアン化カリウムと水酸化ナトリウムとの混
液によりキャリア増倍層5のメサエッチングを行った後
、前記窒化シリコン膜マスクを弗酸により除去して、上
記808m中程度の頂上径を有し高さ例えば1.5μm
程度のメサ状のキャリア増倍領域105を形成する。
8m中程度の第1の窒化シリコン膜マスクを形成し、例
えばフェリシアン化カリウムと水酸化ナトリウムとの混
液によりキャリア増倍層5のメサエッチングを行った後
、前記窒化シリコン膜マスクを弗酸により除去して、上
記808m中程度の頂上径を有し高さ例えば1.5μm
程度のメサ状のキャリア増倍領域105を形成する。
第1図(C)参照
次いで2回目の液相エピタキシャル成長によって図示の
ように、メサ状のキャリア増倍領域105の側方を埋め
、且つメサ部上の厚さが0.5〜1μm程度になるn−
−InP埋込成長層106を形成する。
ように、メサ状のキャリア増倍領域105の側方を埋め
、且つメサ部上の厚さが0.5〜1μm程度になるn−
−InP埋込成長層106を形成する。
本発明においてはこのn−−−InP埋込み成長N10
6の不純物補償をMnを用いて行う。
6の不純物補償をMnを用いて行う。
溶液の組成は
In : InP :Mn=1 g :11.3mg:
0.02nwである。
0.02nwである。
Mnの蒸気圧は前述したように極めて低いので、溶液を
溶融形成する際該Mnが蒸発減量することはないので、
成長層のキャリア濃度には極めて良い再現性が得られる
。
溶融形成する際該Mnが蒸発減量することはないので、
成長層のキャリア濃度には極めて良い再現性が得られる
。
そしてこのn−−InP埋込み成長層106のキャリア
濃度は、5X10”am−”となる。
濃度は、5X10”am−”となる。
また成長に際してもMnの蒸発はないので、第2図にカ
ーブC0で示したように成長層106に層厚方向のキャ
リア濃度の分布を生じない。
ーブC0で示したように成長層106に層厚方向のキャ
リア濃度の分布を生じない。
第1図(d)参照
次いで上記n−−InP埋込み成長層106上に前記キ
ャリア増倍領域105の上部を包含する120μm中程
度の開孔を有する第2の窒化シリコン膜マスク10を形
成し、封管中におけるCd拡散を行い、底部がキャリア
増倍領域105内に達する深さ1.5μm程度のp”
−InP受光領域7を形成する。
ャリア増倍領域105の上部を包含する120μm中程
度の開孔を有する第2の窒化シリコン膜マスク10を形
成し、封管中におけるCd拡散を行い、底部がキャリア
増倍領域105内に達する深さ1.5μm程度のp”
−InP受光領域7を形成する。
ここでn型キャリア増倍領域105のキャリア濃度は前
記1〜1.8 XIOlthcm−”程度に厳密に規定
されるので該キャリア増倍領域105とp”−InP受
光領域7との間の耐圧は100V程度の設計値が得られ
、またn−−InP埋込み成長層106も前述したよう
にMnを補償不純物として形成したことによりキャリア
濃度が5 XIOI5am−’程度に厳密に規定され、
且つキャリア濃度の分布がないので、n−−InP埋込
み成長N106とp” −InP受光領域7間の接合深
さは一定し、且つ120V程度の設計通りの耐圧が得ら
れる。
記1〜1.8 XIOlthcm−”程度に厳密に規定
されるので該キャリア増倍領域105とp”−InP受
光領域7との間の耐圧は100V程度の設計値が得られ
、またn−−InP埋込み成長層106も前述したよう
にMnを補償不純物として形成したことによりキャリア
濃度が5 XIOI5am−’程度に厳密に規定され、
且つキャリア濃度の分布がないので、n−−InP埋込
み成長N106とp” −InP受光領域7間の接合深
さは一定し、且つ120V程度の設計通りの耐圧が得ら
れる。
なお上記n−−InP埋込み成長層106はn−−In
Pガードリング領域6となる。
Pガードリング領域6となる。
第1図tel参照
次いで第2の窒化シリコン膜マスク10を除去した後、
通常の方法により基板底面にAuSnよりなるn電極9
を形成し、上記p” −InP受光領域7上に例えば1
00μm中程度の受光用開孔11を有するリング状の、
A u / Z n / A uよりなるp電極8を形
成し、本発明に係るInGaAs−APDが完成する。
通常の方法により基板底面にAuSnよりなるn電極9
を形成し、上記p” −InP受光領域7上に例えば1
00μm中程度の受光用開孔11を有するリング状の、
A u / Z n / A uよりなるp電極8を形
成し、本発明に係るInGaAs−APDが完成する。
以上説明のように本発明の方法においては、InP層を
低キヤリア濃度に補償するために用いる不純物が、In
P層の液相成長工程におけるメルトの溶融及び成長の過
程において蒸発減量することかない。
低キヤリア濃度に補償するために用いる不純物が、In
P層の液相成長工程におけるメルトの溶融及び成長の過
程において蒸発減量することかない。
従って本発明によれば、再現性よく層厚方向に分布のな
い低キヤリア濃度のInP層を得ることができるので、
高キヤリア増倍率を有するInGaAs−APDが歩留
りよく製造できる。
い低キヤリア濃度のInP層を得ることができるので、
高キヤリア増倍率を有するInGaAs−APDが歩留
りよく製造できる。
第1図(a)乃至(e)は本発明の一実施例を示す工程
断面図、 第2図はn−−InP層のキャリア濃度の層厚方向プロ
ファイル図、 第3図は実用されているInGaAs−APDの構造を
模式的に示す平面図(a)及びA−A矢視断面図(bl
である。 図において、 1はn“−InP基板、 2はn” −InPバッフ1ア層、 3はInGaAs光吸収層、 4はInGaAsP電位勾配層、 5はn−1n、Pキャリア増倍層、 6はn−−InPガードリング領域、 7はp”−InP受光領域、 8はn電極、 9はn電極、 10は第2の窒化シリコン膜マスク、 11は受光用開孔、 105はn型キャリア増倍領域 106はn−−InP埋込成長層 を示す。 ス
断面図、 第2図はn−−InP層のキャリア濃度の層厚方向プロ
ファイル図、 第3図は実用されているInGaAs−APDの構造を
模式的に示す平面図(a)及びA−A矢視断面図(bl
である。 図において、 1はn“−InP基板、 2はn” −InPバッフ1ア層、 3はInGaAs光吸収層、 4はInGaAsP電位勾配層、 5はn−1n、Pキャリア増倍層、 6はn−−InPガードリング領域、 7はp”−InP受光領域、 8はn電極、 9はn電極、 10は第2の窒化シリコン膜マスク、 11は受光用開孔、 105はn型キャリア増倍領域 106はn−−InP埋込成長層 を示す。 ス
Claims (1)
- In_1_−_xGa_xAs_1_−_yP_y(0
≦x<1、0≦y<1)を光吸収領域、InPを増倍領
域及びガードリング領域とする半導体受光素子を形成す
るに際して、該InPの不純物補償をマンガンを用いて
行うことを特徴とする半導体受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60171331A JPS6231179A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 半導体受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60171331A JPS6231179A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 半導体受光素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6231179A true JPS6231179A (ja) | 1987-02-10 |
Family
ID=15921249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60171331A Pending JPS6231179A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 半導体受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6231179A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63269119A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Nec Corp | 多重量子井戸構造 |
US6384462B1 (en) * | 2000-12-06 | 2002-05-07 | Nova Crystals, Inc. | Planar hetero-interface photodetector |
KR20030005983A (ko) * | 2001-07-11 | 2003-01-23 | 이승현 | 입체영상 판독용 디스크케이스 |
JP2006295216A (ja) * | 1995-02-02 | 2006-10-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | pin型受光素子およびpin型受光素子の製造方法 |
JP2008270529A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Opnext Japan Inc | 半導体受光装置、光受信モジュールおよび半導体受光装置の製造方法 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP60171331A patent/JPS6231179A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63269119A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Nec Corp | 多重量子井戸構造 |
JP2006295216A (ja) * | 1995-02-02 | 2006-10-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | pin型受光素子およびpin型受光素子の製造方法 |
US6384462B1 (en) * | 2000-12-06 | 2002-05-07 | Nova Crystals, Inc. | Planar hetero-interface photodetector |
KR20030005983A (ko) * | 2001-07-11 | 2003-01-23 | 이승현 | 입체영상 판독용 디스크케이스 |
JP2008270529A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Opnext Japan Inc | 半導体受光装置、光受信モジュールおよび半導体受光装置の製造方法 |
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