光检测器和光检测器的制造方法技术

本发明专利技术涉及光检测器，本发明专利技术的一实施方式的光检测器（１）具备：ｎ型ＩｎＡｓ基板（１２）；形成在ｎ型ＩｎＡｓ基板（１２）上的ｎ型ＩｎＡｓ缓冲层（１４）；形成在ｎ型ＩｎＡｓ缓冲层（１４）上的ｎ型ＩｎＡｓ光吸收层（１６）；形成在ｎ型ＩｎＡｓ光吸收层（１６）上的ＩｎＡｓ↓［Ｘ］Ｐ↓［Ｙ］Ｓｂ↓［１－Ｘ－Ｙ］顶盖层（１８）（Ｘ≥０，Ｙ＞０）；形成在顶盖层（１８）上且在堆积方向上具有开口部（２０ｈ）的第１无机绝缘膜（２０）；由ｐ型杂质自第１无机绝缘膜（２０）的开口部（２０ｈ）扩散而形成的ｐ型杂质半导体层（２４），其自顶盖层（１８）到达ｎ型ＩｎＡｓ光吸收层（１６）的上层为止；以及形成在第１无机绝缘膜（２０）上及ｐ型杂质半导体层（２４）上的第２无机绝缘膜（２２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种光检测器和该光检测器的制造方法。
技术介绍
作为光检测器已知有光电二极管。在专利文献1中公开了由p型InAsPSb半导体层和n型InAs半导体层而形成pn接合的台面型光电二 极管。专利文献l:日本特开平10-233523号公报
技术实现思路
然而，台面型光电二极管中，pn接合部露出，故因吸湿等而引起 的特性的经时变化较大，可靠性低。另外，pn接合部的露出还会导致 暗电流的增大。因此，本专利技术的目的在于提供一种可提高可靠性且减小暗电流的 光检测器。本专利技术的光检测器具备(a滞1导电型InAs基板；(b)第1导电型 InAs缓冲层，其形成于第1导电型InAs基板上；(c)第1导电型InAs 光吸收层，其形成于第l导电型InAs缓冲层上；(d)顶盖层，其形成于 第1导电型InAs光吸收层上，且由包含As、 P及Sb中的至少两者与 In的InAsxPySbLx.Y(X^0， Y〉0)而构成；(e)第1无机绝缘膜，其形成 于顶盖层上，且在堆积方向上具有开口部；(f)第2导电型杂质半导体 层，其由第2导电型杂质自第1无机绝缘膜的开口部扩散而形成，并 且自顶盖层一直到达第1导电型InAs光吸收层的上层为止；以及(g) 第2无机绝缘膜，其形成于第1无机绝缘膜上及第2导电型杂质半导 体层上。本专利技术的光检测器的制造方法包括以下工序(l)第1堆积工序， 在第1导电型InAs基板上，依次堆积第1导电型InAs缓冲层、第15导电型InAs光吸收层、由包含As、 P及Sb中的至少两者与In的 InAsxPySb,—x.y(X^0， Y〉0)所构成的顶盖层、以及第1无机绝缘膜； (2)开口部形成工序，在第1无机绝缘膜上沿堆积方向形成开口部；(3)扩散工序，使用第1无机绝缘膜的开口部，使第2导电型杂质自顶盖 层一直扩散到第1导电型InAs光吸收层的上层为止，以形成第2导电 型杂质半导体层；以及(4)第2堆积工序，在第1无机绝缘膜上及第2 导电型杂质半导体层上堆积第2无机绝缘膜。根据该光检测器，使用第1无机绝缘膜的开口部使第2导电型杂 质扩散以形成第2导电型杂质半导体层，并且在该第2导电型杂质半 导体层及第1无机绝缘膜上形成第2无机绝缘膜，故由第2导电型杂 质半导体层和第1导电型InAs光吸收层所形成的pn接合部被由耐湿 性优异的无机绝缘膜而覆盖。因此，可提高可靠性，并且可减小暗电 流。另外，除包含受光区域的第2导电型杂质半导体层之外，被第1 无机绝缘膜及第2无机绝缘膜覆盖双层，故可进一步减小暗电流。此处，InAs与InAsxPYSb,.x.y的晶格匹配度高。因此，根据该光检 测器，可提高光吸收层与顶盖层的晶格匹配度，且可减少结晶变形。 进而，根据该光检测器，第2导电型杂质半导体层自顶盖层一直到达 第1导电型InAs光吸收层的上层为止，故可充分确保相对于被检测光 的波长的吸收波长。其结果可提高相对于被检测光的波长的受光灵敏 度。本专利技术的光检测器具备(a)第1导电型InAs基板；(b揮1导电型 InAs缓冲层，其形成于第1导电型InAs基板上；(c)第1导电型InAs 光吸收层，其形成于第1导电型InAs缓冲层上；(d)顶盖层，其形成于 第1导电型InAs光吸收层上，且由包含As、 P及Sb中的至少两者与 In的InAsxPySbLx.y(X^0， Y〉0)而构成；(e)第1无机绝缘膜，其形成 于顶盖层上；(f)第2导电型杂质半导体层，其由第2导电型杂质经由 第1无机绝缘膜进行离子注入而形成，并且自顶盖层一直到达第1导 电型InAs光吸收层的上层为止；以及(g)第2无机绝缘膜，其形成于第 1无机绝缘膜上。本专利技术的光检测器的制造方法包括以下工序(l)第1堆积工序， 在第1导电型InAs基板上，依次堆积第1导电型InAs缓冲层、第1导电型InAs光吸收层、由包含As、 P及Sb中的至少两者与In的 InAsxPYSbbx.y(X^0， Y〉0)所构成的顶盖层、以及第1无机绝缘膜； (2)离子注入工序，将第2导电型杂质经由第1无机绝缘膜自顶盖层直 至第1导电型InAs光吸收层的上层为止进行离子注入，以形成第2导 电型杂质半导体层；以及(3)第2堆积工序，在第l无机绝缘膜上堆积 第2无机绝缘膜。根据该光检测器，将第2导电型杂质经由第1无机绝缘膜进行离 子注入以形成第2导电型杂质半导体层，并且在第1无机绝缘膜上形 成第2无机绝缘膜，故由第2导电型杂质半导体层和第1导电型InAs 光吸收层所形成的pn接合部被耐湿性优异的无机绝缘膜覆盖双层。因 此，可提高可靠性，并且可减小暗电流。如上所述，由于InAs与InAsxPySbbx.y的晶格匹配度高，故该光 检测器也可提高光吸收层与顶盖层的晶格匹配度，且可减少结晶变形。 进而，由于第2导电型杂质半导体层自顶盖层一直到达第1导电型InAs 光吸收层的上层为止，因此该光检测器也可充分确保相对于被检测光 的波长的吸收波长，故可提高相对于被检测光的波长的受光灵敏度。上述顶盖层的厚度优选为0.8 pm以上且1.4 pm以下。本申请专利技术 者根据实验的分析结果发现，顶盖层越厚则暗电流越小。该光检测器 中，由于顶盖层的厚度为0.8(^m以上，故可进一步减小暗电流。另外， 由于顶盖层的厚度为1.4 pm以下，故可抑制在顶盖层中掺杂第2导电 型杂质而形成的第2导电型杂质半导体层中的光吸收的增加，并且可 抑制第2导电型杂质半导体层的扩散时间或离子注入时间的增大，即，可抑制光检测器制造时间的增大。另外，上述第2导电型杂质半导体层的受光区域的厚度优选为， 较顶盖层的厚度薄。由此，可使第2导电型杂质半导体层的受光区域 的厚度变薄，而顶盖层的厚度不会变薄，故可减少第2导电型杂质半 导体层对光的吸收，而不会增加暗电流。另外，优选为，上述顶盖层含有第1导电型杂质，并且顶盖层中 至少下层的一部分的第1导电型杂质的浓度分布倾斜，即，自第1导 电型InAs光吸收层向顶盖层浓度变高。根据该构成，顶盖层中至少下 层的一部分的第1导电型杂质的浓度会连续或阶段性地增加，故能带隙自光吸收层向顶盖层连续或阶段性地变高。因此，可使载流子顺利 地移动，以进行高速动作。根据本专利技术可提高光检测器的可靠性且可减小暗电流。附图说明图1是表示本专利技术第1实施方式的光检测器的图。图2是相对于顶盖层的厚度的暗电流的测量结果。 图3是表示图1所示的光检测器的制造工序的剖面图。 图4是表示本专利技术第2实施方式的光检测器的剖面图。 图5是表示图4所示的光检测器的制造工序的剖面图。 图6是表示本专利技术第3实施方式的光检测器的剖面图。 图7是表示本专利技术第4实施方式的光检测器的剖面图。符号说明1， 1A， 1B， 1C 光检测器12n型InAs基板14n型InAs缓冲层16 n型InAs光吸收层18， 18A n型InAsxPYSbLxw顶盖层20， 20A 第1无机绝缘膜20h开口部22， 22A 第2无机绝缘膜24， 24A， 24B p型杂质半导体层24m受光区域26， 26A， 28 配线电极具体实施例方式以下，参照附图来详细说明本专利技术的优选实施方式。并且，对于 各附图中相同或相当的部分附以相同符号。 [第1实施方式]图1是表示本专利技术第1实施方式的光检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光检测器，其特征在于，具备：　第１导电型ＩｎＡｓ基板；　第１导电型ＩｎＡｓ缓冲层，其形成于所述第１导电型ＩｎＡｓ基板上；　第１导电型ＩｎＡｓ光吸收层，其形成于所述第１导电型ＩｎＡｓ缓冲层上；　顶盖层，其形成于所述 第１导电型ＩｎＡｓ光吸收层上，且由包含Ａｓ、Ｐ及Ｓｂ中的至少两者和Ｉｎ的ＩｎＡｓ↓［Ｘ］Ｐ↓［Ｙ］Ｓｂ↓［１－Ｘ－Ｙ］（Ｘ≧０，Ｙ＞０）构成；　第１无机绝缘膜，其形成于所述顶盖层上，且在堆积方向上具有开口部；　第２导电型杂质半导 体层，其由第２导电型杂质自所述第１无机绝缘膜的开口部扩散而形成，并且自所述顶盖层到达至所述第１导电型ＩｎＡｓ光吸收层的上层为止；以及　第２无机绝缘膜，其形成于所述第１无机绝缘膜上及所述第２导电型杂质半导体层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-8-29 232546/20061. 一种光检测器，其特征在于，具备第1导电型InAs基板；第1导电型InAs缓冲层，其形成于所述第1导电型InAs基板上；第1导电型InAs光吸收层，其形成于所述第1导电型InAs缓冲层上；顶盖层，其形成于所述第1导电型InAs光吸收层上，且由包含As、P及Sb中的至少两者和In的InAsXPYSb1-X-Y(X≧0，Y>0)构成；第1无机绝缘膜，其形成于所述顶盖层上，且在堆积方向上具有开口部；第2导电型杂质半导体层，其由第2导电型杂质自所述第1无机绝缘膜的开口部扩散而形成，并且自所述顶盖层到达至所述第1导电型InAs光吸收层的上层为止；以及第2无机绝缘膜，其形成于所述第1无机绝缘膜上及所述第2导电型杂质半导体层上。2. —种光检测器，其特征在于，具备 第1导电型InAs基板；第1导电型InAs缓冲层，其形成于所述第1导电型InAs基板上； 第1导电型InAs光吸收层，其形成于所述第1导电型InAs缓冲 层上；顶盖层，其形成于所述第1导电型InAs光吸收层上，且由包含 As、 P及Sb中的至少两者和In的InAsxPySbnY(X^0， Y〉0)构成； 第1无机绝缘膜，其形成于所述顶盖层上；第2导电型杂质半导体层，其由第2导电型杂质经由所述第1无 机绝缘膜进行离子注入而形成，并且自所述顶盖层到达至所述第1导 电型InAs光吸收层的上层为止；以及第2无机绝缘膜，其形成于所述第1无机绝缘膜上。3. 如权利要求1或2所述的光检测器，其特征在于，所述顶盖层的厚度为0.8 pm以上且1.4 |am以下。4. 如...

【专利技术属性】
技术研发人员：横井昭仁，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]