JPS6156410A - 液相成長方法 - Google Patents
液相成長方法Info
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- JPS6156410A JPS6156410A JP59178616A JP17861684A JPS6156410A JP S6156410 A JPS6156410 A JP S6156410A JP 59178616 A JP59178616 A JP 59178616A JP 17861684 A JP17861684 A JP 17861684A JP S6156410 A JPS6156410 A JP S6156410A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガリウム・アンチモン（ＧａＳｂ）ｉ板上に成
長させた埋め込み型受光素子の液相成長に係り、特にメ
ルトバックによるメザ構造の形成と、メザ構造の形成に
使用したマスクの除去を成長工程に含める方法に関する
。
長させた埋め込み型受光素子の液相成長に係り、特にメ
ルトバックによるメザ構造の形成と、メザ構造の形成に
使用したマスクの除去を成長工程に含める方法に関する
。
この受光素子は、波長帯域１．０−１．６５μｍの光通
ａ用の半心体受光装置に用いられ、その（，１）造は雪
崩型光ダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄ
ｉｏｄｅ、以下ＡＰＤと略記）で、入射光によるキャリ
アの増倍作用を利用した光検知装置である。
ａ用の半心体受光装置に用いられ、その（，１）造は雪
崩型光ダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄ
ｉｏｄｅ、以下ＡＰＤと略記）で、入射光によるキャリ
アの増倍作用を利用した光検知装置である。
（従来の技術〕
第２図（ａ）乃至（ｄ）は従来の埋め込み構造のＡＰＤ
の成長方法を工程順に示す断面図である。
の成長方法を工程順に示す断面図である。
第２図（ａ）図において、１はｎ°型ガリウム・アンチ
モン（ＧａＳｂ）基板で、この上に第１回目成長を行い
、バッファ層としてｎ型Ｇａ５ｂＪｉ２と、光吸収層お
よびキャリア増倍層となるｎ−型アルミニウム・ガリウ
ム・アンチモン（’Ａｌｏ、 ０６ｃａＯ，ｑ＜Ｓｂ）
層３を順次堆積する。
モン（ＧａＳｂ）基板で、この上に第１回目成長を行い
、バッファ層としてｎ型Ｇａ５ｂＪｉ２と、光吸収層お
よびキャリア増倍層となるｎ−型アルミニウム・ガリウ
ム・アンチモン（’Ａｌｏ、 ０６ｃａＯ，ｑ＜Ｓｂ）
層３を順次堆積する。
つぎに、その上に二酸化珪素（ＳｉＯｚ）膜、あるいは
窒化珪素（Ｓ４３Ｎ＋）膜４を被着し、通常のりソゲラ
フイエ程を用いてバターニングして受光領域を残す。
窒化珪素（Ｓ４３Ｎ＋）膜４を被着し、通常のりソゲラ
フイエ程を用いてバターニングして受光領域を残す。
バッファ層は動作機能上不要であるが、バッファ層とし
てエピタキシャル層を１層入れることにより、つぎに堆
積される層の結晶性を良くするものである。
てエピタキシャル層を１層入れることにより、つぎに堆
積される層の結晶性を良くするものである。
第２図（ｂｌにおいて、ＳｉＯ□膜、あるいはＳｉ３Ｎ
４膜４をマスクにして化学工・ノチングによりメサを形
成する。
４膜４をマスクにして化学工・ノチングによりメサを形
成する。
第２図（Ｃ）において、Ｓｉ０ｇ膜、あるいは５ｉＪ４
膜４を被着したまま、第２回目の成長を行いウィンドウ
層としてアルミニウム・ガリウム・砒素・アンチモン（
Ａｌｏ、 ３Ｇｆｌｉｏ、 ？ＡＳＯ，ｏｔｓｂｏ、
ｑｂ）層５をメサ部周辺のめに堆積する。
膜４を被着したまま、第２回目の成長を行いウィンドウ
層としてアルミニウム・ガリウム・砒素・アンチモン（
Ａｌｏ、 ３Ｇｆｌｉｏ、 ？ＡＳＯ，ｏｔｓｂｏ、
ｑｂ）層５をメサ部周辺のめに堆積する。
第２図（ｄｌにおいて、Ｓｉ０ｇ膜、あるいはＳｉＪ、
膜４を除去し、受光領域のノサ状のｒビ型ＡＩＯ，。、
Ｇａ０、・、、ｓｂｌ： ３の表面よりＺｎを拡散しｐ
領域を形成し、ｐｎ接合を構成する。
膜４を除去し、受光領域のノサ状のｒビ型ＡＩＯ，。、
Ｇａ０、・、、ｓｂｌ： ３の表面よりＺｎを拡散しｐ
領域を形成し、ｐｎ接合を構成する。
このような構造をもつＡＰＤの上部より人射さ１
れた光は、光吸収層および４・ヤリア増倍層となる
ｎ−型Ａｌ ６． ｏａＧａｏ、 ｑａＳｂ 層３に吸
収されて電子−正孔対を発生し、受光領域のｐｎ接合に
加えられた電界により電子は基板方向に、正孔はキャリ
ア増倍居中をｐｎ接合に向かって流れる。このとき正札
はキャリア増倍層において増倍される。
れた光は、光吸収層および４・ヤリア増倍層となる
ｎ−型Ａｌ ６． ｏａＧａｏ、 ｑａＳｂ 層３に吸
収されて電子−正孔対を発生し、受光領域のｐｎ接合に
加えられた電界により電子は基板方向に、正孔はキャリ
ア増倍居中をｐｎ接合に向かって流れる。このとき正札
はキャリア増倍層において増倍される。
この方法では、第２回目の成長後の基板表面の平坦性が
悪く、受光領域の周辺部と中央部に感度差を生じ、また
第２回目の成長前の昇温時に結晶表面が熱劣化を起こし
ＡＰＤの暗電流が増加するという欠点があった。
悪く、受光領域の周辺部と中央部に感度差を生じ、また
第２回目の成長前の昇温時に結晶表面が熱劣化を起こし
ＡＰＤの暗電流が増加するという欠点があった。
そのために結晶表面を僅かにメルトハックさせる方法が
採られている。
採られている。
第３図（ａ）乃至ｆｄ）はメルトバックを用いた従来の
埋め込み構造のＡＰＤの成長方法を工程順に示す断面図
である。
埋め込み構造のＡＰＤの成長方法を工程順に示す断面図
である。
第３図（８１図において、１はｎ′″型ＧａＳｂ基板で
、この上にバッファ層としてｎ 型ＧａＳｂ Ｆｊ２と
、光吸収層およびキャリア増倍層となるｎ−型Ａ１゜。
、この上にバッファ層としてｎ 型ＧａＳｂ Ｆｊ２と
、光吸収層およびキャリア増倍層となるｎ−型Ａ１゜。
・・６°・・・・３ｂ［３を順次堆積する・
１つぎに、その上に５ｉＯｚ膜、あ
るいはＳｉ３Ｎ、膜４を被着し、通常のりソゲラフイエ
程を用いてパターニングして受光領域を残す。
１つぎに、その上に５ｉＯｚ膜、あ
るいはＳｉ３Ｎ、膜４を被着し、通常のりソゲラフイエ
程を用いてパターニングして受光領域を残す。
第３図ｆｂ）において、ＳｉＯ□膜、あるいはＳｉ Ｊ
４膜４をマスクにして化学エツチングによりメサを形成
する。
４膜４をマスクにして化学エツチングによりメサを形成
する。
第３図（Ｃ１において、ＳｉＯ□膜、あるいは５ｉＪｎ
膜、ｔを除去し、第２回目の成長によりＡＩ。、 ３Ｇ
ａｏ、 ？Ａｓｏ、 ｏａＳｂｏ、 ｑｂ朋５を堆積す
る前に、ｎ−型Ａ１６． ｏｈＧａｏ、 、＋４ｓｂ５
３の表面を僅かにメルトバックして表面の熱劣化層を除
去する。
膜、ｔを除去し、第２回目の成長によりＡＩ。、 ３Ｇ
ａｏ、 ？Ａｓｏ、 ｏａＳｂｏ、 ｑｂ朋５を堆積す
る前に、ｎ−型Ａ１６． ｏｈＧａｏ、 、＋４ｓｂ５
３の表面を僅かにメルトバックして表面の熱劣化層を除
去する。
第３図（ｄｌにおいて、ウィンドウ層として＾１０．。
Ｇａｏ、 ７ＡＳ（＋、 。４．Ｓｂｏ、 Ｑｈ ５５
をメサを覆ッて堆積する。
をメサを覆ッて堆積する。
つぎにこの厄の表面より受光領域に、ｎ−型 Ａｌ。、
。６Ｇａｏ、ｑ４ｓｂＦＵ ３のメサ上面に達するよう
にＺｎを拡１ｎＩｉ、シｐ領域を形成する。
。６Ｇａｏ、ｑ４ｓｂＦＵ ３のメサ上面に達するよう
にＺｎを拡１ｎＩｉ、シｐ領域を形成する。
しかしこの方法においても、受光領域の周辺部と中央部
に感度差を生じ、またＧａＳｂ系の結晶では成長温度が
高いため熱劣化が大きく、熱劣化層は（面かのメルトバ
ックでは除去されデ（（＜、またｌμｒｎ以下のメルト
バック制御は極めて難しいという欠点があった。
に感度差を生じ、またＧａＳｂ系の結晶では成長温度が
高いため熱劣化が大きく、熱劣化層は（面かのメルトバ
ックでは除去されデ（（＜、またｌμｒｎ以下のメルト
バック制御は極めて難しいという欠点があった。
メルトハック制御が難しい理由は、ＧａＳｂ結晶は融点
が７１２℃で、この温度に近い成長温度６００℃ではＧ
ａ中に溶けるｓｂの量が極めて多く、そのため精密な温
度調節を必要とするからである。
が７１２℃で、この温度に近い成長温度６００℃ではＧ
ａ中に溶けるｓｂの量が極めて多く、そのため精密な温
度調節を必要とするからである。
埋め込み型ＡＰＤの結晶成長工程で、結晶に熱劣化を生
じ、暗電流を増加させる。
じ、暗電流を増加させる。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点の解決は、アルミニウム・ガリウム・アンチ
モン結晶上に二酸化珪素膜あるいは窒化珪素膜を被着し
、該二酸化珪素膜あるいは該窒化珪素膜をマスクにして
未飽和状態のガリウｌ、・アンチモン２元溶液により該
アルミニウム・ガリウム・アンチモン結晶を選択的にメ
ルトバック除去し、つぎに飽和状態のアルミニウム・ガ
リウム・アンチモン３元溶液により゛該二酸化珪素膜あ
るいは該窒化珪素膜を除去した後、アルミニウム・ガリ
ウム・砒素・アンチモン結晶を成長する本発明による結
晶成長方法により達成される。
モン結晶上に二酸化珪素膜あるいは窒化珪素膜を被着し
、該二酸化珪素膜あるいは該窒化珪素膜をマスクにして
未飽和状態のガリウｌ、・アンチモン２元溶液により該
アルミニウム・ガリウム・アンチモン結晶を選択的にメ
ルトバック除去し、つぎに飽和状態のアルミニウム・ガ
リウム・アンチモン３元溶液により゛該二酸化珪素膜あ
るいは該窒化珪素膜を除去した後、アルミニウム・ガリ
ウム・砒素・アンチモン結晶を成長する本発明による結
晶成長方法により達成される。
本発明はＳｉ０ｇ膜、あるいはＳｉ、Ｎ、膜よりなる受
光領域をＬｒＬう°？マスクＧａ−３ｂ２元溶液には熔
けないで、ＡＩを多量に含んだＡｌ−Ｇａ−５ｂ ３元
溶液には、ＡＩの還元作用が大きいため溶けることを利
用したもので、Ｇａ−５ｂ ２元溶液でメサ形成のため
にｎ−型Ａｔ。、。、、Ｇａｏ、 、、Ｓｂ層のメルト
バックを行った後に、Ａｌ−Ｇａ−５ｂ ３元溶液でマ
スクを除去し、続いてＡｌ−Ｇａ−Ａｓ−５ｂ ４元溶
液により、ウィンド層を成長することにより埋め込み構
造を実現させる方法である。
光領域をＬｒＬう°？マスクＧａ−３ｂ２元溶液には熔
けないで、ＡＩを多量に含んだＡｌ−Ｇａ−５ｂ ３元
溶液には、ＡＩの還元作用が大きいため溶けることを利
用したもので、Ｇａ−５ｂ ２元溶液でメサ形成のため
にｎ−型Ａｔ。、。、、Ｇａｏ、 、、Ｓｂ層のメルト
バックを行った後に、Ａｌ−Ｇａ−５ｂ ３元溶液でマ
スクを除去し、続いてＡｌ−Ｇａ−Ａｓ−５ｂ ４元溶
液により、ウィンド層を成長することにより埋め込み構
造を実現させる方法である。
この方法によると、第２回目の成長の昇温時およびメル
トバック時にＳｉＯ□膜、あるいは５ｉＪ４膜により受
光領域が保護されているため、結晶に熱劣化を生じるこ
となく、従って暗電流は増加しない。
トバック時にＳｉＯ□膜、あるいは５ｉＪ４膜により受
光領域が保護されているため、結晶に熱劣化を生じるこ
となく、従って暗電流は増加しない。
第１図（ａｌ乃至（ｄｌは本発明による埋め込み構造Ａ
ＰＤの成長方法を工程順に示す断面図である。
ＰＤの成長方法を工程順に示す断面図である。
１はテルル（Ｔｅ）をドープした面指数（１００）のｎ
゛型ＧａＳｂ基１反を２％の臭化メタノールでエツチン
グした後に、この上に第１回目成長を行い、バンファ尼
としてキャリア濃度ｎ ” （２〜３）ＸＩＯ”ｃｍ
弓で厚さ３μｍのｎ型ＧａＳｂ層２と、光吸収層および
キャリア増倍層となるｎ−２ＸＩＯ”ｃｍ−’で厚さ３
μｍのｎ−型Ａｌｏ、 ｏｂＧａｏ、 ｑ４ｓｂｌｉａ
３を５００ ”Ｃの液相成長で順次堆積する。
゛型ＧａＳｂ基１反を２％の臭化メタノールでエツチン
グした後に、この上に第１回目成長を行い、バンファ尼
としてキャリア濃度ｎ ” （２〜３）ＸＩＯ”ｃｍ
弓で厚さ３μｍのｎ型ＧａＳｂ層２と、光吸収層および
キャリア増倍層となるｎ−２ＸＩＯ”ｃｍ−’で厚さ３
μｍのｎ−型Ａｌｏ、 ｏｂＧａｏ、 ｑ４ｓｂｌｉａ
３を５００ ”Ｃの液相成長で順次堆積する。
つぎに、その上に気相成長（ＣＶＤ）により、厚す１０
００ 人（７） ５ｉＯｚ膜（アルイハＳｉ：＋Ｎｔｌ
ｌＪ） ４ 全被着し、通常のりソゲラフイエ程を用い
てパターニングして受光領域を残す。
００ 人（７） ５ｉＯｚ膜（アルイハＳｉ：＋Ｎｔｌ
ｌＪ） ４ 全被着し、通常のりソゲラフイエ程を用い
てパターニングして受光領域を残す。
第１図ｆｂｌにおいて、第２回目の成長を行い、６００
′Ｃで未飽和度ΔＴ＝−１０°ＣのＧａ−５ｂ未飽和？
８ ？（Ｅｌ。
′Ｃで未飽和度ΔＴ＝−１０°ＣのＧａ−５ｂ未飽和？
８ ？（Ｅｌ。
（５９０℃で飽和する溶液を６００°Ｃに上げた状態）
で５ｉＯｚ膜４をマスクにしてｎ−型内ｌｏ、 ｕａＧ
ａｏ、 、４ｓｂＦｉ３を２μｍメルトバックしてメサ
を形成する。
で５ｉＯｚ膜４をマスクにしてｎ−型内ｌｏ、 ｕａＧ
ａｏ、 、４ｓｂＦｉ３を２μｍメルトバックしてメサ
を形成する。
第１図（Ｃ）において、メサを形成後引き続いてＸ ’
ａ−〜０．８９． Ｘ ’ＡＬ 〜０．０１３゜８′・
・″０・０９７・ １の３元溶
液により５ｉ（ｈ膜を除去した後、さらに引き続いて、 ＸＬＧ−”０．８９０４． ＸＬＡＬ＝０．０１３３
゜ＸＬｓ、〜０．０９５２． Ｘ’ａｓ＝０．００１
１゜の４元溶液でウィンドウ層としてＡｌｏ、３ Ｇａ
ｏ、７＾Ｓ。、。４ＳｂＯ，ｑｂＦｊ ５を成長を成長
する。成長条件は５９８°Ｃより０．５℃／ｍｉｎで降
温する。
ａ−〜０．８９． Ｘ ’ＡＬ 〜０．０１３゜８′・
・″０・０９７・ １の３元溶
液により５ｉ（ｈ膜を除去した後、さらに引き続いて、 ＸＬＧ−”０．８９０４． ＸＬＡＬ＝０．０１３３
゜ＸＬｓ、〜０．０９５２． Ｘ’ａｓ＝０．００１
１゜の４元溶液でウィンドウ層としてＡｌｏ、３ Ｇａ
ｏ、７＾Ｓ。、。４ＳｂＯ，ｑｂＦｊ ５を成長を成長
する。成長条件は５９８°Ｃより０．５℃／ｍｉｎで降
温する。
第１図（ｄ）において、Ａｌｏ、 ３ Ｇａ、）、 ？
ＡＳＯ，ｏ４Ｓｂｏ、 ９６層５の表面より受光領域に
、ｎ−型 Ａｌｅ、 ｏｂＧａｏ。
ＡＳＯ，ｏ４Ｓｂｏ、 ９６層５の表面より受光領域に
、ｎ−型 Ａｌｅ、 ｏｂＧａｏ。
、、、５ｂ５３のメサ上面に達するようにＺｎを５００
℃で拡ｆｉｓ！ シル領域６を形成し、受光部の周囲に
［ｌｅをイオン注入してｐ領域のガードリング７をＡ１
゜、３Ｇａｏ、 ７ｓｂｏ、 Ｑ６ＡＳ０．０４ Ｎ
５内に形成する。
℃で拡ｆｉｓ！ シル領域６を形成し、受光部の周囲に
［ｌｅをイオン注入してｐ領域のガードリング７をＡ１
゜、３Ｇａｏ、 ７ｓｂｏ、 Ｑ６ＡＳ０．０４ Ｎ
５内に形成する。
この素子でＱ、９ ＶＢ （Ｖａはブレークダウン電圧
で、ｎ ＝ Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−″のときＶ＋＋ ＝
９０〜１００ Ｖ）での暗電流Ｉｎは１００ｎＡ以下に
なり、償れたガードリング効果をもったＡＰＤが得られ
た。
で、ｎ ＝ Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−″のときＶ＋＋ ＝
９０〜１００ Ｖ）での暗電流Ｉｎは１００ｎＡ以下に
なり、償れたガードリング効果をもったＡＰＤが得られ
た。
以上詳細に説明したように本発明によれば、埋め込み型
ＡＰＤの結晶成長工程において、結晶に熱劣化を生じる
ことなく、従って暗電流は増加しない。さらに受光領域
の周辺部と中央部に感度差を生じない
ＡＰＤの結晶成長工程において、結晶に熱劣化を生じる
ことなく、従って暗電流は増加しない。さらに受光領域
の周辺部と中央部に感度差を生じない
第１図（ａ）乃至（ｄｌは本発明による埋め込み構造Ａ
ＰＤの成長方法を工程順に示す断面図、第２図（ａｌ乃
至（ｄ）は従来の埋め込み構造のＡＰＤの成長方法を工
程順に示す断面図、 第３図（ａｌ乃至（ｄ）はメルトバックを用いた従来の
埋め込み構造のＡＰＤの成長方法を工程順に示す断面図
である。 図において、 １はｎ°型ＧａＳｂ基板、 ２はバッファ層となるｎ型Ｇ１１Ｓｂ１５．３は光吸収
層兼キャリア増イざ層となるｎ−型内１ ｏ、ｏ６Ｇ
ａｏ、ｑｔｓｂ ｌｉ、４はＳｉ０ｇ膜（あるいは５
ｉＪ４膜）、５はウィンドウ層となる Ａｔ（１，３Ｇａｏ、 Ｊｓｏ、 ｏ４Ｓｂｏ、 ＋１
（Ｉ＋ 、６はｐ領域、 ７はガードリング を示す。 Ｙ−１ｚ
ＰＤの成長方法を工程順に示す断面図、第２図（ａｌ乃
至（ｄ）は従来の埋め込み構造のＡＰＤの成長方法を工
程順に示す断面図、 第３図（ａｌ乃至（ｄ）はメルトバックを用いた従来の
埋め込み構造のＡＰＤの成長方法を工程順に示す断面図
である。 図において、 １はｎ°型ＧａＳｂ基板、 ２はバッファ層となるｎ型Ｇ１１Ｓｂ１５．３は光吸収
層兼キャリア増イざ層となるｎ−型内１ ｏ、ｏ６Ｇ
ａｏ、ｑｔｓｂ ｌｉ、４はＳｉ０ｇ膜（あるいは５
ｉＪ４膜）、５はウィンドウ層となる Ａｔ（１，３Ｇａｏ、 Ｊｓｏ、 ｏ４Ｓｂｏ、 ＋１
（Ｉ＋ 、６はｐ領域、 ７はガードリング を示す。 Ｙ−１ｚ
Claims (1)
- アルミニウム・ガリウム・アンチモン結晶上に二酸化珪
素膜あるいは窒化珪素膜を被着し、該二酸化珪素膜ある
いは該窒化珪素膜をマスクにして未飽和状態のガリウム
・アンチモン２元溶液により該アルミニウム・ガリウム
・アンチモン結晶を選択的にメルトバック除去し、つぎ
に飽和状態のアルミニウム・ガリウム・アンチモン３元
溶液により該二酸化珪素膜あるいは該窒化珪素膜を除去
した後、アルミニウム・ガリウム・砒素・アンチモン結
晶を成長することを特徴とする液相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59178616A JPS6156410A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 液相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59178616A JPS6156410A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 液相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156410A true JPS6156410A (ja) | 1986-03-22 |
Family
ID=16051556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59178616A Pending JPS6156410A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 液相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6156410A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140116U (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-14 | ||
| JPS63140117U (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-14 |
-
1984
- 1984-08-28 JP JP59178616A patent/JPS6156410A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140116U (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-14 | ||
| JPS63140117U (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-14 |
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