JPS6328349B2 - - Google Patents
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- JPS6328349B2 JPS6328349B2 JP55187345A JP18734580A JPS6328349B2 JP S6328349 B2 JPS6328349 B2 JP S6328349B2 JP 55187345 A JP55187345 A JP 55187345A JP 18734580 A JP18734580 A JP 18734580A JP S6328349 B2 JPS6328349 B2 JP S6328349B2
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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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアバランシフオトダイオードに関す
る。詳しくは、インジユウムガリユウム砒素燐
（InGaAsP）等四元系の化合物半導体よりなる層
を活性層（光吸収層）とし、インジユウム燐
（InP）等二元の化合物半導体よりなる層を増倍
層とするアバランシフオトダイオードの増倍用
PN接合の改良に関する。
る。詳しくは、インジユウムガリユウム砒素燐
（InGaAsP）等四元系の化合物半導体よりなる層
を活性層（光吸収層）とし、インジユウム燐
（InP）等二元の化合物半導体よりなる層を増倍
層とするアバランシフオトダイオードの増倍用
PN接合の改良に関する。
従来、第１図に示す如き層構造を有するアバラ
ンシフオトダイオードが知られている。図におい
て、１は基板でありn+型インジユウム燐（InP）
層よりなり、２は活性層（光吸収層）でありｎ型
インジユウムガリウム砒素燐（InGaAsP）層よ
りなり、３は中間層でありｎ型インジユウム燐
（InP）層よりなり、４は増倍層でありn-型イン
ジユウム燐（InP）層よりなり、増倍用PN接合
５はn-型層中に形成される。６は負電極であり、
正電極は基板１の裏面に設けられる。中間層３の
機能は活性層（光吸収層）２中の電界強度を下げ
て暗電流を低下することにあり、増倍層４をn-
型層とする理由は雑音を低下することにある。
ンシフオトダイオードが知られている。図におい
て、１は基板でありn+型インジユウム燐（InP）
層よりなり、２は活性層（光吸収層）でありｎ型
インジユウムガリウム砒素燐（InGaAsP）層よ
りなり、３は中間層でありｎ型インジユウム燐
（InP）層よりなり、４は増倍層でありn-型イン
ジユウム燐（InP）層よりなり、増倍用PN接合
５はn-型層中に形成される。６は負電極であり、
正電極は基板１の裏面に設けられる。中間層３の
機能は活性層（光吸収層）２中の電界強度を下げ
て暗電流を低下することにあり、増倍層４をn-
型層とする理由は雑音を低下することにある。
ところが、このような層構造において、受光部
領域で均一な応答を得るためには増倍層４のキヤ
リヤ濃度、中間層３のキヤリヤ濃度、中間層３と
増倍層４との界面と増倍用PN接合５との距離と
の３個のパラメータを最適に選択する必要があ
る。更に、周辺のガードリング部におけるPN接
合５の曲線部に電界が集中しやすいため、上記の
パラメータを最適にする範囲が狭く、設計・製造
上甚だ不便であるという欠点がある。
領域で均一な応答を得るためには増倍層４のキヤ
リヤ濃度、中間層３のキヤリヤ濃度、中間層３と
増倍層４との界面と増倍用PN接合５との距離と
の３個のパラメータを最適に選択する必要があ
る。更に、周辺のガードリング部におけるPN接
合５の曲線部に電界が集中しやすいため、上記の
パラメータを最適にする範囲が狭く、設計・製造
上甚だ不便であるという欠点がある。
本発明の目的は、上記の３個のパラメータを２
個に減少し、設計・製造上の自由度が大きく、し
かも低雑音、低暗電流の四元系化合物半導体層と
二元の化合物半導体層群とよりなるアバランシフ
オトダイオードを提供することにあり、その要旨
は、第１図に３で示す中間層を増倍層とし、第１
図に４で示す増倍層を表層とし、増倍用PN接合
を表層と増倍層との界面又は増倍層中に形成する
ことにある。
個に減少し、設計・製造上の自由度が大きく、し
かも低雑音、低暗電流の四元系化合物半導体層と
二元の化合物半導体層群とよりなるアバランシフ
オトダイオードを提供することにあり、その要旨
は、第１図に３で示す中間層を増倍層とし、第１
図に４で示す増倍層を表層とし、増倍用PN接合
を表層と増倍層との界面又は増倍層中に形成する
ことにある。
第１図に示す如き層構造のガードリングが必要
であつた理由は増倍層４のｎ型不純物濃度を５×
1015／cm3以下にすることが困難であつたからであ
る。しかし、本発明の発明者は、ドーピングを意
図しない液相エピタキシヤル成長法を使用してイ
ンジユウム燐（InP）よりなる層を形成する場
合、Ｐ型不純物を補償しながら成長を実行すると
ｎ型不純物濃度を１×1015／cm3程度になしうるこ
とを発見した。この方法を使用して、１×1015／
cm3程度の極度に低濃度の表層を作れば、第１図に
示す層構造によらなくてもガードリングが確保し
うるので、第１図に示す中間層３を増倍層として
使用し、第１図に示す増倍層４をガードリング用
表層として使用することにすれば、上記のパラメ
ータが２個となり、設計・製造上の自由度が大き
く、しかも低雑音、低暗電流のアバランシフオト
ダイオードを提供しうると結論したものである。
であつた理由は増倍層４のｎ型不純物濃度を５×
1015／cm3以下にすることが困難であつたからであ
る。しかし、本発明の発明者は、ドーピングを意
図しない液相エピタキシヤル成長法を使用してイ
ンジユウム燐（InP）よりなる層を形成する場
合、Ｐ型不純物を補償しながら成長を実行すると
ｎ型不純物濃度を１×1015／cm3程度になしうるこ
とを発見した。この方法を使用して、１×1015／
cm3程度の極度に低濃度の表層を作れば、第１図に
示す層構造によらなくてもガードリングが確保し
うるので、第１図に示す中間層３を増倍層として
使用し、第１図に示す増倍層４をガードリング用
表層として使用することにすれば、上記のパラメ
ータが２個となり、設計・製造上の自由度が大き
く、しかも低雑音、低暗電流のアバランシフオト
ダイオードを提供しうると結論したものである。
以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に
係るアバランシフオトダイオードの製造工程を、
ｎ型インジユウム燐（InP）よりなる基板上に、
ｎ型インジユウムガリユウム砒素燐（InGaAsP）
よりなる活性層（光吸収層）とｎ型インジユウム
燐（InP）よりなる増倍層を形成する場合につい
て説明し、本発明の構成と特有の効果とを明らか
にする。
係るアバランシフオトダイオードの製造工程を、
ｎ型インジユウム燐（InP）よりなる基板上に、
ｎ型インジユウムガリユウム砒素燐（InGaAsP）
よりなる活性層（光吸収層）とｎ型インジユウム
燐（InP）よりなる増倍層を形成する場合につい
て説明し、本発明の構成と特有の効果とを明らか
にする。
(1) 第２図参照
1018／cm3程度にｎ型不純物を含むインジユウ
ム燐（InP）よりなる基板８上に、５×1015／
cm3程度にｎ型不純物を含むインジユウムガリユ
ウム砒素燐（InGaAsP）よりなり厚さ2μｍ程
度の活性層９と、同じく５×1015／cm3程度にｎ
型不純物を含むインジユウム燐（InP）よりな
り厚さ４乃至5μｍ程度の増倍層１０と、１×
1015／cm3程度にｎ型不純物を含むインジユウム
燐よりなり厚さ４乃至5μｍ程度の表層１１と
を、液相エピタキシヤル成長法を使用して連続
的に形成する。表層１１の形成にあたつては、
上記のとおり、Ｐ型不純物を補償する。
ム燐（InP）よりなる基板８上に、５×1015／
cm3程度にｎ型不純物を含むインジユウムガリユ
ウム砒素燐（InGaAsP）よりなり厚さ2μｍ程
度の活性層９と、同じく５×1015／cm3程度にｎ
型不純物を含むインジユウム燐（InP）よりな
り厚さ４乃至5μｍ程度の増倍層１０と、１×
1015／cm3程度にｎ型不純物を含むインジユウム
燐よりなり厚さ４乃至5μｍ程度の表層１１と
を、液相エピタキシヤル成長法を使用して連続
的に形成する。表層１１の形成にあたつては、
上記のとおり、Ｐ型不純物を補償する。
その後、二酸化シリコン（SiO2）層１２を
化学的気相成長法を使用してごく薄く形成し、
リソグラフイー法を使用して受光部領域からこ
の二酸化シリコン（SiO2）層１２を除去する。
化学的気相成長法を使用してごく薄く形成し、
リソグラフイー法を使用して受光部領域からこ
の二酸化シリコン（SiO2）層１２を除去する。
(2) 第３図参照
上記の二酸化シリコン（SiO2）層１２をマ
スクとして、受光部領域にＰ型不純物を1018／
cm3程度の高濃度に拡散して、表層１１と増倍層
１０との界面近傍又は、それより更に深く位置
に増倍用PN接合１３を形成する。
スクとして、受光部領域にＰ型不純物を1018／
cm3程度の高濃度に拡散して、表層１１と増倍層
１０との界面近傍又は、それより更に深く位置
に増倍用PN接合１３を形成する。
その後、受光部周辺及び基板裏面に、夫々、
負・正電極１４，１５を被着する。
負・正電極１４，１５を被着する。
以上説明せる工程においては、中間層は存在せ
ず、PN接合面の位置はかなり自由であり、事実
上パラメータは増倍層のキヤリヤ濃度１個で非常
に自由度が大きい。
ず、PN接合面の位置はかなり自由であり、事実
上パラメータは増倍層のキヤリヤ濃度１個で非常
に自由度が大きい。
以上説明せるとおり、本発明によれば、設計・
製造上の自由度が大きく、しかも低雑音、低暗電
流の四元系化合物半導体層と二元の化合物半導体
層群とよりなるアバランシフオトダイオードを提
供することができる。
製造上の自由度が大きく、しかも低雑音、低暗電
流の四元系化合物半導体層と二元の化合物半導体
層群とよりなるアバランシフオトダイオードを提
供することができる。
第１図は、従来技術におけるアバランシフオト
ダイオードの層構造を示す。第２，３図は本発明
の一実施例に係る四元化合物半導体層と二元の化
合物半導体層群とよりなるアバランシフオトダイ
オードの主要な製造工程完了後のウエーハの断面
図である。 ８……基板、９……活性層（光吸収層）、１０
……増倍層、１１……表層、１２……絶縁膜、１
３……PN接合、１４……負電極、１５……正電
極。
ダイオードの層構造を示す。第２，３図は本発明
の一実施例に係る四元化合物半導体層と二元の化
合物半導体層群とよりなるアバランシフオトダイ
オードの主要な製造工程完了後のウエーハの断面
図である。 ８……基板、９……活性層（光吸収層）、１０
……増倍層、１１……表層、１２……絶縁膜、１
３……PN接合、１４……負電極、１５……正電
極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一導電型の四元系化合物半導体よりなる光吸
収層と、 一導電型の二元系化合物半導体よりなる増倍層
と、 表面が平坦であり、かつ、一導電型の不純物を
極めて低濃度に含有する二元系化合物半導体より
なる表層とを具え、 該表層の受光部に形成される増倍用ｐ−ｎ接合
が、その中心部にあつては該増倍層と該表層との
界面近傍に形成されて平坦であり、周縁部にあつ
ては該表層に形成されて弯曲してなり、 該平坦部分をもつて受光領域とし、該弯曲部分
をもつてガードリング領域とする ことを特徴とするアバランシフオトダイオード。 ２ 前記四元系化合物半導体はインジウムガリウ
ムヒ素リンであり、前記二元化合物半導体はイン
ジウムリンであり、前記極めて低濃度の不純物濃
度は約１×1015cm-3であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のアバランシフオトダイオ
ード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55187345A JPS57112084A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Avalanche photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55187345A JPS57112084A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Avalanche photodiode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57112084A JPS57112084A (en) | 1982-07-12 |
| JPS6328349B2 true JPS6328349B2 (ja) | 1988-06-08 |
Family
ID=16204366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55187345A Granted JPS57112084A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Avalanche photodiode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57112084A (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 |
| JPS61172381A (ja) * | 1984-12-22 | 1986-08-04 | Fujitsu Ltd | ＩｎＰ系化合物半導体装置 |
-
1980
- 1980-12-29 JP JP55187345A patent/JPS57112084A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57112084A (en) | 1982-07-12 |
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