PL179661B1 - Epitaksjalna struktura złączowa fotodiody GalnAs/InP oraz sposób wykonania epitaksjalnej struktury złączowej fotodiody GalnAs/lnP - Google Patents

Abstract

1. Epitaksjalna struktura złączowa fotodiody Ά) GalnAs/InP, oświetlana przez warstwę epitaksjalną z fosforku indu, w której znajduje się złącze p-n wykonane w tym samym procesie epitaksji co pozostałe warstwy tworzące strukturę, znamienna tym, że dolna krawędź wyspy ograniczającej powierzchnię złącza p-n (6) jest oddzielona od warstwy arsenku galowo - indowego (3) cienką warstwą fosforku indu typu n (4). 2. Sposób wykonania epitaksjalnej struktury złączowej fotodiody GalnAs/InP, polegający na wytworzeniu w procesie epitaksji na podłożu z fosforku indu typu n+, warstwy buforowej fosforku indu typu n lub n , niedomieszkowanej warstwy arsenku galowo - indowego typu n lub u, dopasowanej sieciowo do fosforku indu, niedomieszkowanej warstwy fosforku indu typu n oraz domieszkowanej warstwy fosforku indu typu p lub p+, a następnie na formowaniu wysp za pomocą fotolitografii i selektywnego trawienia, znamienny tym, że strawia się całkowicie warstwę fosforku indu typu p+ (5) i tylko część warstwy fosforku indu typu n (4).

Description

Przedmiotem wynalazku jest epitaksjalna struktura złączowa fotodiody GalnAs/InP oraz sposób wykonania epitaksjalnej struktury złączowej fotodiody GalnAs/InP, przeznaczonej do detekcji promieniowania podczerwonego w zakresie długości fali od 1,0 do 1,65 pm.

W znanych z literatury konstrukcjach półprzewodnikowych struktur detekcyjnych zawierających złącze p-n stosuje się konstrukcję typu mesa lub konstrukcję planarną. W obu rodzajach konstrukcji tych struktur spotyka się rozwiązania ze złączem p-n znajdującym się w warstwie absorbującej promieniowanie lub poza nią (IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-17, No. 2 str. 232-239, February 1981, IeEE Electron Device Letters, vol. EDL-1, No. 4, str. 55-57, April 1980, Appl. Phys. Lett. 35(3), str. 251-253, 1 August 1979, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. qE-17, No. 2, str. 243-249, 1981).

Zarówno w konstrukcjach struktur detekcyjnych fotodiod półprzewodnikowych typu mesa jak i w strukturach planarnych do wykonania złączy p-n wykorzystuje się epitaksję, dyfuzję domieszek lub implantację, przy czym domieszkowanie to w przypadku struktur planarnych ma charakter selektywny. Struktury detekcyjne fotodiod ze złączami p-n wykonanymi w procesie epitaksji są z reguły strukturami typu mesa. Znaną z publikacji na temat fotodiod GalnAs/InP najbardziej zbliżoną konstrukcją fotodiody, jest konstrukcja epitaksjalnej fotodiody typu mesa oświetlanej „od góry”, w której warstwa GalnAs absorbująca promieniowanie jest pokryta warstwą epitaksjalną InP ze złączem p-n wykonanych w tej warstwie. W interesującym zakresie pracy fotodiody GalnAs, leżącym poza krawędzią absorpcji międzypasmowej InP, warstwa InP jest praktycznie przezroczysta. Strukturę typu mesa w tym rozwiązaniu wykonuje się przez selektywne wytrawienie warstwy InP aż do granicy warstwy GalnAs. Znane są również konstrukcje fotodiod GalnAs/InP typu mesa i planarne, oświetlane „od dołu” przez warstwę podłożową InP (Simens Forsch-u Entwickl - Ber. Bd. 11, Nr 4, str. 216 - 220, 1982 r), Simens Forsch-u Entwickl - Br. Bd. 14, Nr 6, str. 280 - 283, 1985 r).

Istotą epitaksjalnej struktury złączowej fotodiody, według wynalazku, jest to, że dolna krawędź wyspy ograniczającej powierzchnię złącza p-n jest oddzielona od warstwy arsenku galowo - indowego cienką warstwą fosforku indu typu n. Natomiast sposób wykonania epitaksjalnej struktury złączowej fotodiody, według wynalazku, polega na tym, że strawia się całkowicie warstwę fosforku indu typu p+ i tylko część warstwy fosforku indu typu n.

179 661

W przypadku pasywacji struktury warstwą dielektryka, pozostawienie cienkiej warstwy InP typu n łub u na powierzchni Ga,^ InQ,₅₃ As wpływa korzystnie na właściwości charakterystyki wstecznej struktury złączowej.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania pokazanym na rysunku, który przedstawia konstrukcję omawianej struktury w przekroju poprzecznym. Struktura ta wykonana jest z płytki półprzewodnikowej 1 z fosforku indu typu n+, na której za pomocą epitaksji z fazy gazowej naniesiona została 2 pm warstwa buforowa z fosforku indu (InP) typu n 2 i dwumikrometrowa warstwa arsenku galowo - indowego (GalnAs) typu n 3 oraz 1 pm warstwa fosforku indu typu n 4 i warstwa 0,5 pm fosforku indu typu p+ 5.

Warstwą absorbującą promieniowanie w strukturze tej jest warstwa arsenku galowo - indowego 3 o składzie Ga,,47 In₀,53 As dopasowanego sieciowo do fosforku indu (InP). Grubość warstwy Ga,,^ Ino,73 As wynosi zwykle 2-3 pm, zależnie od przeznaczenia fotodiody. Złącze p - n 6 znajduje się w warstwie InP umiejscowionej nad warstwą Ga_0/(7 Ino₎₅₃ As i jest wykonane w czasie tego samego procesu epitaksji przez osadzanie domieszkowanej cynkiem lub kadmem warstwy p+ InP 5 na niedomieszkowanej warstwie InP 4 o typie przewodnictwa n lub υ. Pożądany kształt i wielkość formowanego obszaru złącza p - n 6 struktur fotodiowych otrzymuje się za pomocą procesów fotolitografii i kontrolowanego trawienia warstw InP 5 i 4.

W odróżnieniu od znanych rozwiązań nie usuwa się całej warstwy InP 4 typu n leżącej na warstwie Ga^ In,^ As 3 lecz tylko jej część, tak jak to pokazano na rysunku. Na tak wykonane struktury nanosi się warstwę dielektryka 7.

179 661

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Epitaksjalna struktura złączowa fotodiody GalnAs/InP, oświetlana przez warstwę epitaksjalną z fosforku indu, w której znajduje się złącze p-n wykonane w tym samym procesie epitaksji co pozostałe warstwy tworzące strukturę, znamienna tym, że dolna krawędź wyspy ograniczającej powierzchnię złącza p-n (6) jest oddzielona od warstwy arsenku galowo - indowego (3) cienką warstwą fosforku indu typu n (4).
2. 2. Sposób wykonania epitaksjalnej struktury złączowej fotodiody GalnAs/InP, polegający na wytworzeniu w procesie epitaksji na podłożu z fosforku indu typu n+, warstwy buforowej fosforku indu typu n lub n+, niedomieszkowanej warstwy arsenku galowo - indowego typu n lub u, dopasowanej sieciowo do fosforku indu, niedomieszkowanej warstwy fosforku indu typu n oraz domieszkowanej warstwy fosforku indu typu p lub p+, a następnie na formowaniu wysp za pomocą fotolitografii i selektywnego trawienia, znamienny tym, że strawia się całkowicie warstwę fosforku indu typu p+ (5) i tylko część warstwy fosforku indu typu n (4).