JPS63202975A - Manufacture of phototransistor - Google Patents

Manufacture of phototransistor

Info

Publication number
JPS63202975A
JPS63202975A JP62035041A JP3504187A JPS63202975A JP S63202975 A JPS63202975 A JP S63202975A JP 62035041 A JP62035041 A JP 62035041A JP 3504187 A JP3504187 A JP 3504187A JP S63202975 A JPS63202975 A JP S63202975A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
base layer
growth
radiation amount
composition
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.)
Pending
Application number
JP62035041A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoji Morizaki
森崎 元司
Yuzaburo Ban
雄三郎 伴
Minoru Kubo
実 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62035041A priority Critical patent/JPS63202975A/en
Priority to US07/156,525 priority patent/US4885260A/en
Publication of JPS63202975A publication Critical patent/JPS63202975A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a base layer having an inclination type energy band gap, with superior controllability and reproducibility, by performing a vapor phase epitaxy changing the radiation amount of light. CONSTITUTION:On an n-type GaAs substrate 1, a collector layer 2 of an n-type GaAs layer is grown, and thereon, a p-type AlxGa1-xAs (x<=0.2) base layer 3 is grown while the radiation amount of KrF eximer laser light 4 is gradually increased. In this process, the Al composition (x) of the growth layer increases up to 0.2 in proportion to the increase of radiation amount of the laser light 4. The energy band gap gradually varies with the change of the composition. By forming the base layer 3 in the manner in which a vapor growth or especially an organic metal vapor growth is applied, while the radiation amount of light projected on the epitaxial growth surface is changed, the base layer whose composition gradually changes can be formed with excellent controllabily and reproduciablity.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光信号を電気信号に変換することのできるフォ
トトランジスタの製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a phototransistor capable of converting an optical signal into an electrical signal.

従来の技術 ベース層に光を受けることによシ、ベース・エミッタ間
のポテンシャルが下がシ、電流増幅作用が生じることを
利用して光信号を電気信号に変換するフォトトランジス
タがある。このフォトトランジスタのベース層のエネル
ギーバンドギャップを第2図に示すようにコレクタ層か
らエミッタ層に向けて徐々に広がっていくような傾斜状
にすることによシ、キャリアのベース領域の通過時間を
短縮することができ、したがって高速応答が可能となる
。このような傾斜状バンドギャップフォトトランジスタ
の製造方法として従来、分子線エピタキシー法を用いて
各層をエピタキシャル成長して形成していた。特にベー
ス層の形成においては、3 べ−7 格子整合させながら組成が徐々に変化するように、原料
の入ったセルの温度を徐々に変えて供給量、すなわち分
子線量を変えてエピタキシャル成長を行ない、コレクタ
層から、エミッタ層へ向けてエネルギーバンドギャップ
が徐々に広がっていくような傾斜状バンドギャップをも
つ半導体層としていた。
2. Description of the Related Art There is a phototransistor that converts an optical signal into an electrical signal by utilizing the fact that when a base layer receives light, the potential between the base and emitter is lowered and a current amplification effect occurs. By making the energy bandgap of the base layer of this phototransistor sloped so that it gradually widens from the collector layer to the emitter layer as shown in Figure 2, we can reduce the carrier transit time through the base region. Therefore, a high-speed response becomes possible. Conventionally, such a graded bandgap phototransistor has been manufactured by epitaxially growing each layer using a molecular beam epitaxy method. In particular, in the formation of the base layer, epitaxial growth is performed by gradually changing the temperature of the cell containing the raw material and changing the supply amount, that is, the molecular dose, so that the composition gradually changes while lattice matching is achieved. The semiconductor layer has a graded bandgap in which the energy bandgap gradually widens from the collector layer to the emitter layer.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、セルの温度を制御よく、再現性よく変化
させることは困難であるだめ、組成が制御よく、再現性
よく変化させることが困難となっている。このため、成
長毎に素子特性がバラつく原因ともなっている。
Problems to be Solved by the Invention However, it is difficult to change the temperature of the cell with good control and good reproducibility, and it is also difficult to change the composition with good control and good reproducibility. This also causes variations in device characteristics with each growth.

更にエピタキシャル成長そのものが、高真空度を要する
分子線エピタキシー法であるため、成長装置の維持管理
が難かしく、また高価であり、他の成長方法に比べて一
般に量産性がないため、素子の製造コストが高くなって
しまうといった問題があった。
Furthermore, epitaxial growth itself is a molecular beam epitaxy method that requires a high degree of vacuum, making it difficult and expensive to maintain the growth equipment, and generally not being mass-producible compared to other growth methods, resulting in lower device manufacturing costs. There was a problem that the price would become high.

本発明はかかる点を鑑みてなされたもので、ベース層の
組成を制御よく、再現性よく、変化させることができ、
かつ製造コストが安価となる傾斜状バンドギャップフォ
トトランジスタの製造方法を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made in view of these points, and allows the composition of the base layer to be changed with good control and reproducibility.
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a graded bandgap phototransistor that is inexpensive to manufacture.

問題点を解決するための手段 前述の問題点を解決するための本発明の技術的手段は、
−導電型を有する半導体からなるコレクタ層と前記コレ
クタ層と同一導電型を有する半導体からなるエミッタ層
とにはさまれ、前記コレクタ層と逆導電型を有する半導
体からなり5かつエネルギーギャップが前記コレクタ層
から前記エミッタ層へ向けて傾斜状に変化するように組
成が徐々に変化した半導体からなるベース層を、光の照
射量を変化させながら気相成長法で形成する工程を有し
ていることである。
Means for Solving the Problems The technical means of the present invention for solving the above problems are as follows:
- sandwiched between a collector layer made of a semiconductor having a conductivity type and an emitter layer made of a semiconductor having the same conductivity type as the collector layer; The method includes the step of forming a base layer made of a semiconductor whose composition gradually changes from the layer toward the emitter layer by a vapor phase growth method while changing the amount of light irradiation. It is.

作  用 この技術的手段による作用は次のようになる。For production The effect of this technical means is as follows.

ベース層の形成を、エピタキシャル成長面に照射する光
の照射量を変化させながら気相成長法、特に有機金属気
相成長法で行うととにより、光の照5、、。
The base layer is formed by vapor phase epitaxy, particularly organometallic vapor phase epitaxy, while varying the amount of light irradiated onto the epitaxial growth surface.

対重に依存して成長層の組成を変化させることが可能で
ある。したがって、分子線エピタキシー成長装置よシ藺
便で、維持管理が容易で、安価で、量産性のある気相成
長方法でエピタキシャル成長することができ、かつ光の
照射量を変化させるだけで制御よく、再、1性よく組成
が徐々に変化するべ一スノ薪を形成することができる。
It is possible to vary the composition of the grown layer depending on the weight. Therefore, epitaxial growth can be performed using a vapor phase growth method that is easy to maintain, inexpensive, and suitable for mass production using a molecular beam epitaxy apparatus, and can be easily controlled by simply changing the amount of light irradiation. Again, it is possible to form base firewood whose composition gradually changes.

実施例 以下、本発明の一実施例として傾斜状のバンドギャップ
をもつA IGa A s系フォトトランジスタの製造
方法を第1図とともに説明する。なおエピタキシャル成
長法としては光励起有機金属気相成長法(光励起MOV
PE法)を用いた。Al、Ga。
EXAMPLE Hereinafter, as an example of the present invention, a method of manufacturing an AIGaAs phototransistor having a sloped bandgap will be described with reference to FIG. The epitaxial growth method is optically excited metal organic vapor phase epitaxy (photoexcited MOV).
PE method) was used. Al, Ga.

Asの原料としては、それぞれトリメチルアルミニウム
(TMAlj : Al(CH3) 3 ) 、)リメ
チルガリウA (TiVG ; G a (CHs )
 s )−アルタy (A s Hs )であシ、また
n型、p型不純物原料としては、それぞれセレン化水素
(H2S e )−ジメチル亜鉛(DMZn;z21(
CH3) 2)を用い、またキャリアガスとして水素(
H2)ffi用いた。照射用光源としてK r Fエキ
6 ・\ シマレーザ(波長249nm)i用いた。各成長層のな
お全流量は5 l/min、成長時の結晶成長炉内の圧
力は100 Torrの減圧である。成長時の基板の温
度は高周波加熱によ)760°Cに加熱していもまずn
型G a A s基板1上にn型G a A s層のコ
レクタ層2を1.4μm成長する(第1図a)。次KP
型AA’xGa1−.As(x=≦0.2)ベース層3
′!1−KrFzキシマレーザ光4の照射量ヲ徐々に増
しながら0.4μm成長する(第1図b)。A/の原料
であるTMAIはレーザ光4の照射にょシ熱分解が促進
されるため、レーザ光4の照射量の増加に比例して、7
ヘー/゛ 成長層のA4の組成Xは0.2まで増加する。この組成
の変化に伴ってエネルギーバンドギャップも徐々に変化
することになる。レーザ光4の照射量の変化は、レーザ
光4が、パルス照射であるため、パルス周期を0〜70
1−2.の範囲で徐々に増すことによシ行ない、レーザ
光4の照射量を最大1.4W/6F!まで変化させた。
As raw materials for As, trimethylaluminum (TMAlj: Al(CH3) 3 ) and )limethylgalium A (TiVG; Ga (CHs)) are used, respectively.
s )-Altay (A s Hs ), and as n-type and p-type impurity raw materials, hydrogen selenide (H2S e )-dimethylzinc (DMZn; z21(
CH3) 2) and hydrogen (CH3) 2) as the carrier gas.
H2) ffi was used. As a light source for irradiation, a KrFex6.\simmer laser (wavelength: 249 nm) was used. The total flow rate of each growth layer was 5 l/min, and the pressure inside the crystal growth furnace during growth was reduced to 100 Torr. The temperature of the substrate during growth is n
A collector layer 2 of an n-type GaAs layer is grown to a thickness of 1.4 μm on a GaAs-type substrate 1 (FIG. 1a). Next KP
Type AA'xGa1-. As(x=≦0.2) base layer 3
′! The 1-KrFz ximer laser beam 4 grows by 0.4 μm while gradually increasing the irradiation amount of the ximer laser beam 4 (FIG. 1b). Thermal decomposition of TMAI, which is the raw material for A/, is accelerated by irradiation with laser light 4, so the amount of TMAI that is the raw material for A/ is
The composition X of A4 in the growth layer increases to 0.2. Along with this change in composition, the energy band gap also gradually changes. The irradiation amount of the laser beam 4 is changed by changing the pulse period from 0 to 70, since the laser beam 4 is a pulse irradiation.
1-2. By gradually increasing the irradiation amount of laser beam 4 within the range of 1.4W/6F! changed to.

次にレーザ光f1.4W/cr!照射しながらn型A1
1o 、 45Gao、5sAS :r−ミッタ層6を
1.4μm1更にレーザ光を止めてn+型G a A 
sコンタクト層6をO,OSμm順次成長する(第1図
C)。
Next, laser light f1.4W/cr! While irradiating n-type A1
1o, 45Gao, 5sAS: The r-mitter layer 6 is 1.4μm1 and the laser beam is stopped and the n+ type GaA
The s-contact layer 6 is sequentially grown to a thickness of O and OS μm (FIG. 1C).

その後、エミッタ層5、ベース層3を順次選択エツチン
グして、電極形成するため、コレクタ層2、ベース層3
の表面の一部を露出させる(第1図d)。そしてnfi
GaAs層であるコレクタ層2、およびコンタクト層6
の表面にn型電極7、ベース層3の表面にp型電極を形
成した(第1図e)。
After that, the emitter layer 5 and the base layer 3 are selectively etched in order to form electrodes.
(Figure 1d). and nfi
Collector layer 2, which is a GaAs layer, and contact layer 6
An n-type electrode 7 was formed on the surface of the base layer 3, and a p-type electrode was formed on the surface of the base layer 3 (FIG. 1e).

以上のような製造方法によれば、ベース層3はエネルギ
ーギャップがG a A sの1.42evからAIo
 、2G ao、 aA 8の1.8eVまでコレクタ
層2からエミッタ層5へ向けて徐々に変化することとな
シ、傾斜状のエネルギーバンドギャップをもつベース層
を制御よく、再現性よく形成することが可能となった。
According to the manufacturing method described above, the base layer 3 has an energy gap ranging from 1.42ev of GaAs to AIo
, 2G ao, aA 8 to 1.8 eV gradually changing from the collector layer 2 to the emitter layer 5, and forming a base layer having a graded energy band gap with good control and high reproducibility. became possible.

更に、成長法がMOVPE法であるため、分子線エピタ
キシー法よシ装置が簡便で維持管理が容易であり、安価
であシ、量産性に優れているため、製造コストは低減し
た。
Furthermore, since the growth method is the MOVPE method, compared to the molecular beam epitaxy method, the equipment is simple and easy to maintain, is inexpensive, and is excellent in mass production, so the manufacturing cost has been reduced.

以上のようにして製造した傾斜状バンドギャップフォト
トランジスタの光検知の応答速度は印加電圧がOvのと
き約20 ps であシ、従来に比べ素子特性上はとん
ど差は見られなかった。
The photodetection response speed of the graded bandgap phototransistor manufactured as described above was about 20 ps when the applied voltage was Ov, and there was almost no difference in device characteristics compared to the conventional one.

以上、述べた実施例においては、エピタキシャル成長に
光励起MOVPE法を用いた場合について述べたが、本
発明は、光励起V P E (Vapor Phase
Epitaxy)法を用いた場合でも実現可能である。
In the embodiments described above, a case was described in which a photoexcited MOVPE method was used for epitaxial growth.
This can also be achieved using the Epitaxy method.

更に、ベース層のみ光の照射量を変化させながら気相成
長を行ない、他の成長層は、別の成長方法例えば液相成
長法でもよい。また照射用光源としてKrFエキシマレ
ーザ光を用いたが、Arレーザ。
Furthermore, only the base layer may be grown in a vapor phase while changing the amount of light irradiation, and the other growth layers may be grown by another growth method, such as a liquid phase growth method. In addition, KrF excimer laser light was used as the irradiation light source, but Ar laser was used.

CO2レーザ、He−CdレーザやArF+XeF等の
KrF以外のエキシマレーザ元を用いてもよい。ま9 
A 、− た、照射量の変化をパルス周期を変化させることによ)
行ったが、パルス強度を変化させてもよへ更に以上の実
施例ではAj?GaAs系のフォトトランジスタの場合
について説明したが、InGaAsP系、AlGaIn
P系等の他のm−v族化合物半導体を用いた傾斜状バン
ドギャップンオトトランジスタやZnSSe系のU−W
族化合物半導体を用いた傾斜状バンドギャップフォトト
ランジスタの場合についても適用可能である。
Excimer laser sources other than KrF, such as CO2 laser, He-Cd laser, and ArF+XeF, may also be used. Ma9
A, - the irradiation dose can be changed by changing the pulse period)
However, in the above embodiments, Aj? Although the case of a GaAs-based phototransistor has been explained, InGaAsP-based and AlGaIn
Graded bandgap transistors using other m-v group compound semiconductors such as P-based semiconductors and U-W of ZnSSe-based
The present invention is also applicable to graded bandgap phototransistors using group compound semiconductors.

発明の効果 以上のように本発明によれば、光の照射量を変化させな
がら気相成長することによシ、傾斜状のエネルギーバン
ドギャップをもつベース層を制御よく、再現性よく形成
することが可能とな)、素子の特性のバラツキが低減で
きる。また、エピタキシャル成長法も光を照射するもの
の気相成長法であるため、従来の分子線エピタキシー法
に比べ、装置が簡便で維持管理しやすく、装置コストが
安価であシ、量産性に優れているため、製造コストが低
減できるため、産業上の効果は大きい。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a base layer having a graded energy band gap can be formed with good control and reproducibility by performing vapor phase growth while changing the amount of light irradiation. ), and variations in device characteristics can be reduced. In addition, although the epitaxial growth method also uses light irradiation, it is a vapor phase growth method, so compared to the conventional molecular beam epitaxy method, the equipment is simpler and easier to maintain and manage, the equipment cost is lower, and it is superior in mass production. Therefore, manufacturing costs can be reduced, which has a great industrial effect.

10、、−710,,-7

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における傾斜状バンドギャッ
プフォトトランジスタの製造工程断面図、第2図は傾斜
状バンドギャップフォトトランジスタのエネルギーバン
ドの模式図である。 2・・・・・・コレクタ層、3・・・・・・ベース層、
4・・・・・・レーザ光、5・・・・・・エミッタ層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図
FIG. 1 is a cross-sectional view of the manufacturing process of a graded bandgap phototransistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of the energy band of the graded bandgap phototransistor. 2... Collector layer, 3... Base layer,
4... Laser light, 5... Emitter layer. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一導電型を有する半導体からなるコレクタ層と、
前記コレクタ層と同一導電型を有する半導体からなるエ
ミッタ層とにはさまれ、前記コレクタ層と逆導電型を有
する半導体からなり、かつエネルギーギャップが前記コ
レクタ層から前記エミッタ層へ向けて傾斜状に変化する
ように組成が徐々に変化した半導体からなるベース層を
、光の照射量を変化させながら気相成長法で形成する工
程を有することを特徴とするフォトトランジスタの製造
方法。
(1) a collector layer made of a semiconductor having one conductivity type;
The emitter layer is sandwiched between an emitter layer made of a semiconductor having the same conductivity type as the collector layer, and is made of a semiconductor having a conductivity type opposite to the collector layer, and the energy gap is inclined from the collector layer to the emitter layer. 1. A method for manufacturing a phototransistor, comprising the step of forming a base layer made of a semiconductor whose composition gradually changes so that the composition changes, by a vapor phase growth method while changing the amount of light irradiation.
(2)気相成長法が有機金属を原料として用いる有機金
属気相成長法であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のフォ トトランジスタの製造方法。
(2) The method for manufacturing a phototransistor according to claim 1, wherein the vapor phase growth method is a metal organic vapor phase growth method using an organic metal as a raw material.
(3)光照射に用いる光源が、レーザ光源であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のフォトトランジ
スタの製造方法。
(3) The method for manufacturing a phototransistor according to claim 1, wherein the light source used for light irradiation is a laser light source.
JP62035041A 1987-02-17 1987-02-18 Manufacture of phototransistor Pending JPS63202975A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62035041A JPS63202975A (en) 1987-02-18 1987-02-18 Manufacture of phototransistor
US07/156,525 US4885260A (en) 1987-02-17 1988-02-16 Method of laser enhanced vapor phase growth for compound semiconductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62035041A JPS63202975A (en) 1987-02-18 1987-02-18 Manufacture of phototransistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63202975A true JPS63202975A (en) 1988-08-22

Family

ID=12430959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62035041A Pending JPS63202975A (en) 1987-02-17 1987-02-18 Manufacture of phototransistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63202975A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2163000A (en) Apparatus for forming crystal of semiconductor
DenBaars et al. Atomic layer epitaxy of compound semiconductors with metalorganic precursors
US6334901B1 (en) Apparatus for forming semiconductor crystal
WO1998056091A1 (en) LONG WAVELENGTH DH, SCH AND MQW LASERS BASED ON Sb
JP3288741B2 (en) Manufacturing method of semiconductor light receiving element
JPH04144185A (en) Semiconductor laser
JPS63202975A (en) Manufacture of phototransistor
JPH03294830A (en) Nonlinear optical material and production thereof
JPS5737827A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2735190B2 (en) Molecular beam epitaxy growth method and growth apparatus
JP3194327B2 (en) Metalorganic vapor phase epitaxy
JP3052399B2 (en) Method for manufacturing compound semiconductor film
JP2937342B2 (en) Manufacturing method of avalanche light receiving element
JPH02188912A (en) Selective growth method of iii-v compound semiconductor
JPH0251497A (en) Formation of semiconductor thin film
JPH01184981A (en) Manufacture of semiconductor laser
JPS5986281A (en) Visible light semiconductor laser
JPH01215019A (en) Formation of ohmic electrode
JPS6134982A (en) Manufacture of semiconductor diode
JPH03245585A (en) Manufacture of semiconductor laser
JPS6114753A (en) Manufacture of composite photosemiconductor element
JPH01120085A (en) Manufacture of semiconductor laser
JPS6262581A (en) Manufacture of semiconductor light emitting device
JPS6134987A (en) Manufacture of semiconductor laser
JPS61276390A (en) Manufacture of semiconductor light-emitting device