JPS6244710B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6244710B2 JPS6244710B2 JP54124975A JP12497579A JPS6244710B2 JP S6244710 B2 JPS6244710 B2 JP S6244710B2 JP 54124975 A JP54124975 A JP 54124975A JP 12497579 A JP12497579 A JP 12497579A JP S6244710 B2 JPS6244710 B2 JP S6244710B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- layer
- convex
- semiconductor
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000098 azimuthal photoelectron diffraction Methods 0.000 description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 241001156002 Anthonomus pomorum Species 0.000 description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- PWOSZCQLSAMRQW-UHFFFAOYSA-N beryllium(2+) Chemical compound [Be+2] PWOSZCQLSAMRQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は逆バイアス動作で使用する半導体装置
の製造方法に関するものであり、特に光通信用検
出器として高速、高感度、低暗電流、低雑音で信
頼性の高いフオトダイオード（以下PDと呼ぶ）
あるいはアバランシ・フオトダイオード（以下
APDと呼ぶ）の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものであり、特に光通信用検
出器として高速、高感度、低暗電流、低雑音で信
頼性の高いフオトダイオード（以下PDと呼ぶ）
あるいはアバランシ・フオトダイオード（以下
APDと呼ぶ）の製造方法に関するものである。
半導体光検出器のなかでPDあるいはAPDは高
速、かつ高感度で光通信システムにおける光検出
器として重要なものであり、光源である半導体レ
ーザと共にその開発が活発に進められている。半
導体レーザの発振波長は0.8μｍから1.4μｍのも
の、たとえばGaAs−GaAlAs系あるいは
InGaAsP−InP系などによる半導体レーザがその
主流であり盛んに研究開発が行なわれている。現
在、GaAs−GaAlAs系レーザの主な発振波長域
0.8μｍから0.87μｍに対する光通信用検出器と
してはSi単結晶を用いたPDあるいはAPDが最も
広く使われており優れた特性を示している。しか
しながら、Si材料を用いた光検出器では１μｍ以
上の波長光を検出することは困難であり、光フア
イバーの伝送損失の低い1.1μｍ〜1.6μｍ波長域
では使用することができない。また1.1μｍ以上
の波長用としてGe−APDもあるが暗電流と過剰
雑音が大きいために光通信用としては最適な光検
出器ではなく、−族化合物半導体材料等によ
るAPDの開発が要求されている。しかしながら
化合物半導体材料では結晶成長技術や表面安定化
技術の発達が未熟であり、アバランシ動作を行な
わしめるに必要な高い逆バイアス電圧に耐えられ
ないのが現状である。
速、かつ高感度で光通信システムにおける光検出
器として重要なものであり、光源である半導体レ
ーザと共にその開発が活発に進められている。半
導体レーザの発振波長は0.8μｍから1.4μｍのも
の、たとえばGaAs−GaAlAs系あるいは
InGaAsP−InP系などによる半導体レーザがその
主流であり盛んに研究開発が行なわれている。現
在、GaAs−GaAlAs系レーザの主な発振波長域
0.8μｍから0.87μｍに対する光通信用検出器と
してはSi単結晶を用いたPDあるいはAPDが最も
広く使われており優れた特性を示している。しか
しながら、Si材料を用いた光検出器では１μｍ以
上の波長光を検出することは困難であり、光フア
イバーの伝送損失の低い1.1μｍ〜1.6μｍ波長域
では使用することができない。また1.1μｍ以上
の波長用としてGe−APDもあるが暗電流と過剰
雑音が大きいために光通信用としては最適な光検
出器ではなく、−族化合物半導体材料等によ
るAPDの開発が要求されている。しかしながら
化合物半導体材料では結晶成長技術や表面安定化
技術の発達が未熟であり、アバランシ動作を行な
わしめるに必要な高い逆バイアス電圧に耐えられ
ないのが現状である。
現在、この1.1μｍ〜1.6μｍ波長域の光検出用
としてInGaAs、InGaAsP、GaAlSb、GaAlAsSb
等の―族多元混晶により光吸収領域と増倍領
域を同一組成半導体領域内に有するメサ構造ある
いはプレナー構造の報告例があるが、現状では低
増倍で暗電流も大きく高い信頼性の要求される光
通信システム用光検出器としては、はなはだ不満
足なものしか得られない。上述のような欠点を克
服する目的で特願昭53−87850にみられるような
構造の光検出器が提案された。すなわち、凸部領
域を有する半導体上に、この半導体よりも不純物
濃度が低く、かつ禁制帯幅が広い第１導電型の第
２の半導体層を、前記凸部領域を包み込むように
して形成し、この第２の半導体層に、前記の凸部
領域よりも広い面積を有する第２導電型を示す領
域を設けてpn接合を形成した光検出器が出現し
た。しかし、この構造を実現するには製造プロセ
ス中にエツチング工程が入り、１度、半導体層を
空中にさらし、この後、再びエピタキシヤル成長
するというように、エピタキシヤル成長を最低２
回行なう必要がある。このため第２の半導体層の
質が悪く、光検出器の特性の劣化を招く欠点があ
つた。
としてInGaAs、InGaAsP、GaAlSb、GaAlAsSb
等の―族多元混晶により光吸収領域と増倍領
域を同一組成半導体領域内に有するメサ構造ある
いはプレナー構造の報告例があるが、現状では低
増倍で暗電流も大きく高い信頼性の要求される光
通信システム用光検出器としては、はなはだ不満
足なものしか得られない。上述のような欠点を克
服する目的で特願昭53−87850にみられるような
構造の光検出器が提案された。すなわち、凸部領
域を有する半導体上に、この半導体よりも不純物
濃度が低く、かつ禁制帯幅が広い第１導電型の第
２の半導体層を、前記凸部領域を包み込むように
して形成し、この第２の半導体層に、前記の凸部
領域よりも広い面積を有する第２導電型を示す領
域を設けてpn接合を形成した光検出器が出現し
た。しかし、この構造を実現するには製造プロセ
ス中にエツチング工程が入り、１度、半導体層を
空中にさらし、この後、再びエピタキシヤル成長
するというように、エピタキシヤル成長を最低２
回行なう必要がある。このため第２の半導体層の
質が悪く、光検出器の特性の劣化を招く欠点があ
つた。
本発明の目的は１回のエピタキシヤル成長で光
検出器の構成に必要な全半導体層を形成し、特性
及び信頼性に優れた前記構造の光検出器を得る製
造方法を提供するものである。
検出器の構成に必要な全半導体層を形成し、特性
及び信頼性に優れた前記構造の光検出器を得る製
造方法を提供するものである。
本発明の光検出器の製造方法は一平面に凸部状
台地を有する第１の半導体層上に前記第１の半導
体層と同一導電型で第１の半導体層の禁制帯幅よ
り禁制帯幅の狭い第２の半導体層を前記第１の半
導体層の凸部状台地の形状を引きつぐ形に設け、
該第２の半導体層上に第２の半導体層の禁制帯幅
より禁制帯幅の広い、第１および第２に半導体層
と同一導電型の第３の半導体層を前記第３の半導
体層の凸部領域が埋没するように設け、この第３
の半導体層中に第１および第２および第３の半導
体層の導電型とは異なる第２の導電型を示す領域
を選択的に設けてpn接合を第３の半導体層中に
形成することを特徴としている。
台地を有する第１の半導体層上に前記第１の半導
体層と同一導電型で第１の半導体層の禁制帯幅よ
り禁制帯幅の狭い第２の半導体層を前記第１の半
導体層の凸部状台地の形状を引きつぐ形に設け、
該第２の半導体層上に第２の半導体層の禁制帯幅
より禁制帯幅の広い、第１および第２に半導体層
と同一導電型の第３の半導体層を前記第３の半導
体層の凸部領域が埋没するように設け、この第３
の半導体層中に第１および第２および第３の半導
体層の導電型とは異なる第２の導電型を示す領域
を選択的に設けてpn接合を第３の半導体層中に
形成することを特徴としている。
次に本発明の優れた利点について一実施例にも
とづいて説明する。第１図は本発明の製造方法に
より得られたAPDの横断面図である。この実施
例ではInP−InGaAsP系材料を用いたものであ
り、まず（100）面を有するn+型InP基板１１の
一平面上にフオトレジスト技術を用いて円状フオ
トレジストパターンを形成し、円状パターンのフ
オトレジストを選択エツチングマスクとして円状
パターンの外部InP層を例えば容量比３％の臭素
を含んだメタノール液（以下Bv−メタノール液
と呼ぶ）で30秒前後エツチングして２μｍ厚程度
の凸部円状台地１１′を形成する。次にこのn+型
InP基板上にエピタキシヤル成長法（例えば液相
エピタキシヤル成長法）により不純物濃度約２×
1016cm-3のｎ型In0.79Ga0.21As0.47P0.53（以下
InGaAsP層と呼ぶ）１２を凸部状台地の上で約
３μｍ厚エピタキシヤル成長し、次に不純物濃度
１〜２×1016cm-3のｎ型InP層１３を凸部領域上
で膜厚約５μｍエピタキシヤル成長し、凸部領域
を埋没させる。上記の様にして作製したウエーハ
の表面に気相成長法やスパツタ法等によりSi3N4
あるいはSiO2膜１４を形成しフオトレジスト、
目合せ技術等を用いて、前記１１および１２の凸
部領域と中心軸をそろえて、凸部領域上をおおう
Si3N4あるいはSiO2膜を選択的に円状に除去す
る。次にCd3P2を拡散源として排気した閉管中に
上記ウエーハと共に配し、566℃の熱処理を加え
てCdの選択拡散することによりInP層１３の凸部
状領域上の１３′の領域をCd拡散領域１５とし、
ｐ−ｎ接合１６を得る。ここで熱処理時間は約３
時間行ないpn接合面１６をInGaAsP層１２とInP
層１３凸部界面から約１μｍ離れたInP層１３中
に形成した。次に再び前記したと同様な方法によ
りSi3N4あるいはSiO2膜１４′を形成し、前記Cd
の拡散層１５領域上内に位置するSi3N4あるいは
SiO2膜をフオトレジスト技術を用いて、リング
状に除去する。
とづいて説明する。第１図は本発明の製造方法に
より得られたAPDの横断面図である。この実施
例ではInP−InGaAsP系材料を用いたものであ
り、まず（100）面を有するn+型InP基板１１の
一平面上にフオトレジスト技術を用いて円状フオ
トレジストパターンを形成し、円状パターンのフ
オトレジストを選択エツチングマスクとして円状
パターンの外部InP層を例えば容量比３％の臭素
を含んだメタノール液（以下Bv−メタノール液
と呼ぶ）で30秒前後エツチングして２μｍ厚程度
の凸部円状台地１１′を形成する。次にこのn+型
InP基板上にエピタキシヤル成長法（例えば液相
エピタキシヤル成長法）により不純物濃度約２×
1016cm-3のｎ型In0.79Ga0.21As0.47P0.53（以下
InGaAsP層と呼ぶ）１２を凸部状台地の上で約
３μｍ厚エピタキシヤル成長し、次に不純物濃度
１〜２×1016cm-3のｎ型InP層１３を凸部領域上
で膜厚約５μｍエピタキシヤル成長し、凸部領域
を埋没させる。上記の様にして作製したウエーハ
の表面に気相成長法やスパツタ法等によりSi3N4
あるいはSiO2膜１４を形成しフオトレジスト、
目合せ技術等を用いて、前記１１および１２の凸
部領域と中心軸をそろえて、凸部領域上をおおう
Si3N4あるいはSiO2膜を選択的に円状に除去す
る。次にCd3P2を拡散源として排気した閉管中に
上記ウエーハと共に配し、566℃の熱処理を加え
てCdの選択拡散することによりInP層１３の凸部
状領域上の１３′の領域をCd拡散領域１５とし、
ｐ−ｎ接合１６を得る。ここで熱処理時間は約３
時間行ないpn接合面１６をInGaAsP層１２とInP
層１３凸部界面から約１μｍ離れたInP層１３中
に形成した。次に再び前記したと同様な方法によ
りSi3N4あるいはSiO2膜１４′を形成し、前記Cd
の拡散層１５領域上内に位置するSi3N4あるいは
SiO2膜をフオトレジスト技術を用いて、リング
状に除去する。
しかる後に、ｐ型オーミツク電極１７を真空蒸
着等により形成した後、第１図に示すようにフオ
トレジスト等の技術を用いて前記リングをおおう
形状に電極１７を形成する。
着等により形成した後、第１図に示すようにフオ
トレジスト等の技術を用いて前記リングをおおう
形状に電極１７を形成する。
又、この電極金属は、光の入射をさえぎらない
様に前記リング内では取り除かれている。また、
ｎ型オーミツク電極１８も、前記ｐ型オーミツク
電極と相前後して形成される。
様に前記リング内では取り除かれている。また、
ｎ型オーミツク電極１８も、前記ｐ型オーミツク
電極と相前後して形成される。
上記のようにして作製したウエーハをペレツト
に切断することにより図に示したヘテロ接合光検
出器を得ることができる。
に切断することにより図に示したヘテロ接合光検
出器を得ることができる。
次に別の実施例として光の入射方向をInP基板
側とした一実施例を第２図に示す。この実施例で
は第１図で説明したｐ型電極１７形成時に光の入
射窓を考慮する必要がないため、円状のパターニ
ング工程でｐ型オーミツク電極を形成できる。ま
たｎ型電極は、Cd拡散領域の中心軸とある程度
軸をそろえたパターニングを行なうフオトレジス
ト工程が入るが、その他の点では前記第１図の実
施例と同様の工程により第２図に示した構造の光
検出器が得られる。
側とした一実施例を第２図に示す。この実施例で
は第１図で説明したｐ型電極１７形成時に光の入
射窓を考慮する必要がないため、円状のパターニ
ング工程でｐ型オーミツク電極を形成できる。ま
たｎ型電極は、Cd拡散領域の中心軸とある程度
軸をそろえたパターニングを行なうフオトレジス
ト工程が入るが、その他の点では前記第１図の実
施例と同様の工程により第２図に示した構造の光
検出器が得られる。
また別の実施例として、第１図において説明し
たInP基板１１に凸部状台地を形成する方法とし
て、凹部リング状に選択エツチングを行なうこと
により凸部円状台地を設ける場合について説明す
る。第３図がその一実施例であり、InP基板１１
の一平面にフオトレジスト技術を用いて、選択的
にリング状エツチングをを行なう。この工程自体
は、前記した第１図の１１′を作製する工程と同
様である。
たInP基板１１に凸部状台地を形成する方法とし
て、凹部リング状に選択エツチングを行なうこと
により凸部円状台地を設ける場合について説明す
る。第３図がその一実施例であり、InP基板１１
の一平面にフオトレジスト技術を用いて、選択的
にリング状エツチングをを行なう。この工程自体
は、前記した第１図の１１′を作製する工程と同
様である。
その他の工程も第１図で説明したと同様である
が、ただ注意すべき点は、Cd拡散領域１５を得
る工程であり、この工程における拡散マスクとし
てのSi3N4あるいはSiO2１４にCd拡散窓として
Si3N4あるいはSiO2を取り除く場合に、前記リン
グの内径、外径の中間値径以内になるようなマス
クを用いて拡散窓を作製する必要があることであ
る。
が、ただ注意すべき点は、Cd拡散領域１５を得
る工程であり、この工程における拡散マスクとし
てのSi3N4あるいはSiO2１４にCd拡散窓として
Si3N4あるいはSiO2を取り除く場合に、前記リン
グの内径、外径の中間値径以内になるようなマス
クを用いて拡散窓を作製する必要があることであ
る。
次に、この発明の製法により得られる優れた特
性と特性向上の理由について説明する。前述のヘ
テロ接合APDにおいて基板に形成する凸部状台
地１１′作製用マスクの径として100μφまたはリ
ング状凹部マスク部での内径100μφ、外径180μ
φにより作製したウエーハにCdの拡散マスク部
１４の径130μφのヘテロ接合APDにおいて、暗
電流数100pAでブレークダウン電圧約50Vできわ
めて急峻なブレークダウン特性を有しており、ア
バランシ増倍率が104以上というきわめて高い値
を示した。これら本発明の優れた特性は次に示す
理由により理解できる。第１図、第２図、第３図
とも同様であるので以下第１図を用いて説明す
る。すなわち逆バイアスの印加により凸部状台地
１１′上に位置する空気層がInGaAsP層１２に拡
がるpn接合の凸部状台地領域外上に位置する空
気層はInP層１３中にとどまつている。
性と特性向上の理由について説明する。前述のヘ
テロ接合APDにおいて基板に形成する凸部状台
地１１′作製用マスクの径として100μφまたはリ
ング状凹部マスク部での内径100μφ、外径180μ
φにより作製したウエーハにCdの拡散マスク部
１４の径130μφのヘテロ接合APDにおいて、暗
電流数100pAでブレークダウン電圧約50Vできわ
めて急峻なブレークダウン特性を有しており、ア
バランシ増倍率が104以上というきわめて高い値
を示した。これら本発明の優れた特性は次に示す
理由により理解できる。第１図、第２図、第３図
とも同様であるので以下第１図を用いて説明す
る。すなわち逆バイアスの印加により凸部状台地
１１′上に位置する空気層がInGaAsP層１２に拡
がるpn接合の凸部状台地領域外上に位置する空
気層はInP層１３中にとどまつている。
一般にブレークダウン電圧ＶBは禁制帯幅Ｅgの
1.5乗に比例するという周知の関係を考慮すると
上記の空気層がInGaAsP層１２へ拡がる領域
と、InP１３層中にとどまる領域に低バイアス時
（実験結果から素子のブレークダウン電圧の半分
程度以下のバイアスであることが判明した）で分
離されるならばInP中のpn接合がブレナー端で曲
率を有していてもなおかつ、InGaAsP層に空気
層が拡がる。つまり凸部領域上に位置するpn接
合により、pn接合の周辺部の影響を受けること
なく均一にブレークダウンするためである。この
効果は、pn接合１６がInGaAsP１２から離れす
ぎた場合にはいわゆるエツジブレークダウンが起
り均一な増倍が得られない。又、InGaAsP層１
２が凸部状に設けられていないとpn接合ブレナ
ー周辺部の曲率を有する領域の空乏層が逆バイア
ス増加に伴いInGaAsP層中に拡がりエツジブレ
ークダウンを起こすために均一増倍領域が限定さ
れる。またpn接合面がInGaAsP層中に入つた場
合には曲率を有するpn接合周辺部もInGaAsP層
中に入るためエツジブレークダウンが起こり増倍
率が低下する。本発明はすなわち、１回の連続成
長によりウエーハを作製でき、かつ、１回の拡散
プロセスによりpn接合とガードリングとなるpn
接合を広い許容範囲内で再現性よく得ることがで
きプロセスの簡略化とこれに伴う光検出器の信頼
性の向上ならびに製造コストの低下がなされる。
1.5乗に比例するという周知の関係を考慮すると
上記の空気層がInGaAsP層１２へ拡がる領域
と、InP１３層中にとどまる領域に低バイアス時
（実験結果から素子のブレークダウン電圧の半分
程度以下のバイアスであることが判明した）で分
離されるならばInP中のpn接合がブレナー端で曲
率を有していてもなおかつ、InGaAsP層に空気
層が拡がる。つまり凸部領域上に位置するpn接
合により、pn接合の周辺部の影響を受けること
なく均一にブレークダウンするためである。この
効果は、pn接合１６がInGaAsP１２から離れす
ぎた場合にはいわゆるエツジブレークダウンが起
り均一な増倍が得られない。又、InGaAsP層１
２が凸部状に設けられていないとpn接合ブレナ
ー周辺部の曲率を有する領域の空乏層が逆バイア
ス増加に伴いInGaAsP層中に拡がりエツジブレ
ークダウンを起こすために均一増倍領域が限定さ
れる。またpn接合面がInGaAsP層中に入つた場
合には曲率を有するpn接合周辺部もInGaAsP層
中に入るためエツジブレークダウンが起こり増倍
率が低下する。本発明はすなわち、１回の連続成
長によりウエーハを作製でき、かつ、１回の拡散
プロセスによりpn接合とガードリングとなるpn
接合を広い許容範囲内で再現性よく得ることがで
きプロセスの簡略化とこれに伴う光検出器の信頼
性の向上ならびに製造コストの低下がなされる。
以上InP−InGaAsPを材料とするAPDの実施例
について述べたが、本発明の製法が逆バイアスで
動作する半導体装置全てに対してブレークダウン
特性の改善効果を有することは明らかであり、
InP−InGaAs、GaAs−GaAlAs、GaSb−GaAlSb
等の二重ヘテロ構造の半導体装置に適用できるこ
とは言うまでもないことである。またより完全な
ガードリング効果を有するように、例えば、ベリ
リウムのイオン注入技術等を用いてガードリング
を形成する工程を加えることも本発明に適用でき
ることは明らかである。
について述べたが、本発明の製法が逆バイアスで
動作する半導体装置全てに対してブレークダウン
特性の改善効果を有することは明らかであり、
InP−InGaAs、GaAs−GaAlAs、GaSb−GaAlSb
等の二重ヘテロ構造の半導体装置に適用できるこ
とは言うまでもないことである。またより完全な
ガードリング効果を有するように、例えば、ベリ
リウムのイオン注入技術等を用いてガードリング
を形成する工程を加えることも本発明に適用でき
ることは明らかである。
第１図は本発明の製造方法により得られる光検
出器の一実施例を示す概略横断面で、１１と１
１′はn+型（100）面を有するInP基板、１２はｎ
型In0.79G0.21As0.47P0.53エピタキシヤル層、１３
と１３′はｎ型InPエピタキシヤル層、１４と１
４′はSi3N4膜あるいはSiO2膜、１５はCd拡散
層、１６はpn接合面、１７はｐ型電極、１８は
ｎ型電極である。 第２図は、光の入射方向を基板側とした光検出
器の例であり、第３図は本発明の製造方法により
得られるもう１つの光検出器の例である。
出器の一実施例を示す概略横断面で、１１と１
１′はn+型（100）面を有するInP基板、１２はｎ
型In0.79G0.21As0.47P0.53エピタキシヤル層、１３
と１３′はｎ型InPエピタキシヤル層、１４と１
４′はSi3N4膜あるいはSiO2膜、１５はCd拡散
層、１６はpn接合面、１７はｐ型電極、１８は
ｎ型電極である。 第２図は、光の入射方向を基板側とした光検出
器の例であり、第３図は本発明の製造方法により
得られるもう１つの光検出器の例である。
Claims (1)
- １ 第１の導電型を示す第１の半導体表面に凸部
状台地を設ける工程と、この凸部状台地を有する
第１の半導体上に、前記第１の半導体層の禁制帯
幅より禁制帯幅が狭く、かつ第１の導電型を示す
第２の半導体層を前記第１の半導体層の凸部状台
地に即した形に設ける工程と、該第２の半導体層
上に第２の半導体層の禁制帯幅より禁制帯幅の広
い第１の導電型の第３の半導体層を第２の半導体
層の凸部状台地が埋没する様に設ける工程と、該
第３の半導体層に第２の導電型を示す領域を前記
第１あるいは第２半導体層の凸部領域をおおう面
積でプレナー状に選択的に形成してpn接合を第
３の半導体層中に設ける工程とから成ることを特
徴とするヘテロ接合光検出器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12497579A JPS5649581A (en) | 1979-09-28 | 1979-09-28 | Preparation of hetero-junction light detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12497579A JPS5649581A (en) | 1979-09-28 | 1979-09-28 | Preparation of hetero-junction light detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5649581A JPS5649581A (en) | 1981-05-06 |
| JPS6244710B2 true JPS6244710B2 (ja) | 1987-09-22 |
Family
ID=14898839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12497579A Granted JPS5649581A (en) | 1979-09-28 | 1979-09-28 | Preparation of hetero-junction light detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5649581A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0824199B2 (ja) * | 1984-05-31 | 1996-03-06 | 富士通株式会社 | 半導体受光素子の製造方法 |
| US4910154A (en) * | 1988-12-23 | 1990-03-20 | Ford Aerospace Corporation | Manufacture of monolithic infrared focal plane arrays |
-
1979
- 1979-09-28 JP JP12497579A patent/JPS5649581A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5649581A (en) | 1981-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4220688B2 (ja) | アバランシェホトダイオード | |
| US4442444A (en) | Avalanche photodiodes | |
| US4656494A (en) | Avalanche multiplication photodiode having a buried structure | |
| US4840916A (en) | Process for fabricating an avalanche photodiode | |
| US4761383A (en) | Method of manufacturing avalanche photo diode | |
| JPS6016474A (ja) | ヘテロ多重接合型光検出器 | |
| JP4861388B2 (ja) | アバランシェホトダイオード | |
| JPS63955B2 (ja) | ||
| JPS6244709B2 (ja) | ||
| US5656831A (en) | Semiconductor photo detector | |
| JPS6244710B2 (ja) | ||
| JPS6244432B2 (ja) | ||
| JPH04342174A (ja) | 半導体受光素子 | |
| JPH051629B2 (ja) | ||
| JPS6222474B2 (ja) | ||
| JPS6244433B2 (ja) | ||
| JPS59136981A (ja) | 半導体受光装置 | |
| JPS6180875A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS59149070A (ja) | 光検出器 | |
| JPS6157716B2 (ja) | ||
| JPS59103385A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH065785B2 (ja) | 半導体受光素子の製造方法 | |
| JPS63187671A (ja) | １．３μｍ帯半導体受光素子 | |
| Bauer et al. | MONOLITHIC DUAL-PIN-FET COMBINATION FOR COHERENT OPTICAL BALANCED RECEIVERS | |
| JPS62169376A (ja) | フオトダイオ−ド |