[发明专利]雪崩光电二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及雪崩光电二极管及其制造方法。

背景技术

以往，例如，如日本特开2004-31707号公报所公开的那样，已知具备雪崩倍增层、由p型半导体构成的电场缓冲层以及p型半导体的光吸收层的雪崩光电二极管。在该现有技术中，通过使用p型半导体的电场缓冲层，并且进一步在电场缓冲层和光吸收层之间插入带隙倾斜层来谋求特性改善。关于具体的材料构成，有如下记载：p型半导体的光吸收层为InGaAsP混合晶，带隙倾斜层为InGaAsP混合晶或InGaAlAs混合晶，雪崩倍增层及p型半导体的电场缓冲层的至少1层为InP或InAlAs混合晶。

专利文献1：日本特开2004-31707号公报

专利文献2：日本特表2005-516414号公报。

发明内容

在雪崩光电二极管中，一般进行的是在电场衰减层应用掺杂的半导体层，而有时以获得必要的载流子浓度为目的，在低温下进行电场衰减层的晶体生长。另一方面，为了获得良好的结晶性，希望使光吸收层在相对高温下生长。在电场衰减层生长后光吸收层生长的情况下，由于光吸收层和电场衰减层的生长温度不同，所以需要在生长中进行升温，由于该生长中的升温，电场衰减层的表面会受到热损伤。由于该热损伤，存在着在与其后生长的光吸收层的界面产生缺陷这一问题。

本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于：提供抑制生长中的升温导致的热损伤而具有良好的晶体生长界面的雪崩光电二极管及其制造方法。

本发明所涉及的雪崩光电二极管的制造方法的特征在于，具备：

在半导体衬底上，使倍增层生长的工序；

在所述倍增层上，使电场衰减层生长的工序；

以覆盖所述电场衰减层的上表面的方式，使过渡层生长的工序；

在用所述过渡层覆盖所述电场衰减层的上表面后进行升温，在所述过渡层上在比所述电场衰减层的生长温度更高的温度下使光吸收层生长的工序，

所述过渡层的生长温度为比所述光吸收层的生长温度更低的温度，

所述过渡层由在处于比所述电场衰减层的生长温度更高的温度时比所述电场衰减层更难以产生表面缺陷的半导体材料构成。

本发明所涉及的雪崩光电二极管的特征在于，具备：

半导体衬底；

在所述半导体衬底上生长的倍增层；

在所述倍增层上生长的电场衰减层；

以覆盖所述电场衰减层的上表面的方式生长的过渡层；

在所述过渡层上生长的光吸收层，

所述过渡层的带隙为所述过渡层和所述光吸收层的中间，

所述过渡层由在比所述光吸收层的生长温度更低的温度下生长的半导体材料构成，

所述过渡层由在处于所述光吸收层的生长温度时比所述电场衰减层更难以产生表面缺陷的半导体材料构成。

依据本发明，能够提供抑制生长中的升温导致的热损伤而具有良好的晶体生长界面的雪崩光电二极管及其制造方法。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的雪崩光电二极管的结构的截面图。

图2是示出作为比较例示出的电场衰减层、吸收层接合部的传导带及价电子带中的能量分布的图。

图3是用于说明本发明的实施方式的作用效果的图，是示出在电场衰减层、吸收层接合部插入过渡层的情况下的传导带及价电子带中的能量分布的图。

图4是示出作为比较例示出的使用碳掺杂AlInAs电场衰减层的雪崩光电二极管生长顺序的图。

图5是示出本发明的实施方式所涉及的雪崩光电二极管生长顺序的图，是追加了过渡层的使用碳掺杂AlInAs电场衰减层的雪崩光电二极管生长顺序的图。

图6是本发明的实施方式所涉及的雪崩光电二极管的制造方法的流程图。

附图标记说明

1：n电极；2：n型InP衬底；3：n型InP缓冲层；4：i型AlInAs雪崩倍增层；5：p型AlInAs电场衰减层；6：n-型InGaAsP第1过渡层；7：n-型InGaAsP第2过渡层；8：n-型InGaAsP第3过渡层；9：n-型InGaAs光吸收层；10：n-型InP窗层；11：p型InGaAs接触层；12：p电极；13：SiNx表面保护防反射膜；14：p型导电区域；20：雪崩光电二极管。

具体实施方式

实施方式的装置的结构.