JP2002170981A - 化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法及び光半導体装置 - Google Patents
化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法及び光半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法及び
光半導体装置に関し、格子間不純物に起因して少なくと
も素子形成領域の表面にｐ+ 型領域が形成されることを
防止する。 【解決手段】 化合物半導体結晶２中の空孔濃度を制御
するための熱処理を行ったのち、空孔を不純物で置換し
て化合物半導体結晶２中に不純物をドープするともに不
純物をドープした化合物半導体結晶２の表面を除去し、
次いで、再加熱を行って格子間に存在する不純物を表面
に集積させたのち、表面の高不純物濃度層４を除去す
る。
光半導体装置に関し、格子間不純物に起因して少なくと
も素子形成領域の表面にｐ+ 型領域が形成されることを
防止する。 【解決手段】 化合物半導体結晶２中の空孔濃度を制御
するための熱処理を行ったのち、空孔を不純物で置換し
て化合物半導体結晶２中に不純物をドープするともに不
純物をドープした化合物半導体結晶２の表面を除去し、
次いで、再加熱を行って格子間に存在する不純物を表面
に集積させたのち、表面の高不純物濃度層４を除去す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体結晶の
不純物濃度制御方法及び光半導体装置に関するものであ
り、特に、光起電力（ＰＶ：Ｐｈｏｔｏ Ｖｏｌｔａｉ
ｃ）型Ｈｇ系半導体赤外線光検知装置における表面不純
物濃度の制御方法に特徴のある化合物半導体結晶の不純
物濃度制御方法及び光半導体装置に関するものである。
不純物濃度制御方法及び光半導体装置に関するものであ
り、特に、光起電力（ＰＶ：Ｐｈｏｔｏ Ｖｏｌｔａｉ
ｃ）型Ｈｇ系半導体赤外線光検知装置における表面不純
物濃度の制御方法に特徴のある化合物半導体結晶の不純
物濃度制御方法及び光半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、１０μｍ帯近傍の赤外線を検知す
る赤外線検知装置としては、Ｃｄ組成比が０．２近傍、
例えば、Ｃｄ組成比が０．２２のＨｇＣｄＴｅ層に形成
したｐｎ接合ダイオードをフォトダイオードとしたもの
を用い、このフォトダイオードを一次元アレイ状或いは
二次元アレイ状に配置すると共に、読出回路との電気的
なコンタクトをとるために、赤外線フォトダイオードア
レイ基板及びＳｉ信号処理回路基板を、双方に形成した
Ｉｎ等の金属のバンプで貼り合わせる構造が採用されて
いる。
る赤外線検知装置としては、Ｃｄ組成比が０．２近傍、
例えば、Ｃｄ組成比が０．２２のＨｇＣｄＴｅ層に形成
したｐｎ接合ダイオードをフォトダイオードとしたもの
を用い、このフォトダイオードを一次元アレイ状或いは
二次元アレイ状に配置すると共に、読出回路との電気的
なコンタクトをとるために、赤外線フォトダイオードア
レイ基板及びＳｉ信号処理回路基板を、双方に形成した
Ｉｎ等の金属のバンプで貼り合わせる構造が採用されて
いる。
【０００３】ここで、図１１を参照して従来のフォトダ
イオードアレイの製造工程を説明する。 図１１（ａ）参照 まず、閉管チッピング法を用いて、ＴｅリッチのＨｇ−
Ｃｄ−Ｔｅ溶液中でＣｄＺｎＴｅ基板５１上にＨｇ空孔
濃度が１０17ｃｍ-3程度のノン・ドープのｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層を液相エピタキシャル成長させたのち、Ｈｇ蒸気
中における２００〜４００℃の温度での熱処理により、
Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋めることによって、ｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層の正孔濃度を約２×１０16ｃｍ-3に制御する。
イオードアレイの製造工程を説明する。 図１１（ａ）参照 まず、閉管チッピング法を用いて、ＴｅリッチのＨｇ−
Ｃｄ−Ｔｅ溶液中でＣｄＺｎＴｅ基板５１上にＨｇ空孔
濃度が１０17ｃｍ-3程度のノン・ドープのｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層を液相エピタキシャル成長させたのち、Ｈｇ蒸気
中における２００〜４００℃の温度での熱処理により、
Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋めることによって、ｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層の正孔濃度を約２×１０16ｃｍ-3に制御する。
【０００４】次いで、表面平坦化、及び、厚みの均一化
のためにアルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層
の厚さを１５〜２５μｍ、例えば、２０μｍに薄層化し
たのち、ブロムメタノールを用いてｐ型ＨｇＣｄＴｅ層
を軽くエッチングすることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層の表面に形成されている自然酸化膜等を除去して、表
面を清浄化する。
のためにアルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層
の厚さを１５〜２５μｍ、例えば、２０μｍに薄層化し
たのち、ブロムメタノールを用いてｐ型ＨｇＣｄＴｅ層
を軽くエッチングすることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層の表面に形成されている自然酸化膜等を除去して、表
面を清浄化する。
【０００５】次いで、過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）、水
（Ｈ2 Ｏ）、硝酸銀（ＡｇＮＯ3 ）、及び、コロイダル
シリカからなるＡｇ含有溶液中にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層を
浸漬して、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層中の空孔をＡｇで埋め込
むことによってＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層５２を形
成したのち、ブロムメタノールを用いてＡｇドープｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層５２の表面を１μｍ程度のエッチングす
る。
（Ｈ2 Ｏ）、硝酸銀（ＡｇＮＯ3 ）、及び、コロイダル
シリカからなるＡｇ含有溶液中にｐ型ＨｇＣｄＴｅ層を
浸漬して、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層中の空孔をＡｇで埋め込
むことによってＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層５２を形
成したのち、ブロムメタノールを用いてＡｇドープｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層５２の表面を１μｍ程度のエッチングす
る。
【０００６】次いで、厚さが３００ｎｍのＺｎＳ膜５３
を蒸着したのち、レジストパターン５４をマスクとして
Ｂイオン５５を選択的にイオン注入することによって、
キャリア濃度が、例えば、１０18ｃｍ-3オーダーのｎ+
型領域５６を形成する。
を蒸着したのち、レジストパターン５４をマスクとして
Ｂイオン５５を選択的にイオン注入することによって、
キャリア濃度が、例えば、１０18ｃｍ-3オーダーのｎ+
型領域５６を形成する。
【０００７】図１１（ｂ）参照 次いで、レジストパターン５４を除去したのち、窒素雰
囲気下で、８０〜１８０℃の温度において３０〜９０分
間熱処理することによって、イオン注入によって格子位
置からはじき出されたＨｇ原子をＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層５２へ拡散し、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層
５２中のＨｇ空孔をＨｇ原子によって埋めることによっ
てｎ- 型領域５７を形成する。
囲気下で、８０〜１８０℃の温度において３０〜９０分
間熱処理することによって、イオン注入によって格子位
置からはじき出されたＨｇ原子をＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層５２へ拡散し、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層
５２中のＨｇ空孔をＨｇ原子によって埋めることによっ
てｎ- 型領域５７を形成する。
【０００８】図１１（ｃ）参照 次いで、新たなレジストパターン（図示せず）を用いて
ＺｎＳ膜５３にコンタクトホールを設けたのち、ｎ+ 型
領域５６に対してはＩｎからなるｎ側電極５９を設け、
一方、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層５２に対してはＡ
ｕからなるｐ側電極６０を設け、最後に、ｎ側電極５９
及びｐ側電極６０上にＩｎバンプ６１を設けることによ
ってｐ／ｎ- ／ｎ+ 接合構造のフォトダイオードアレイ
からなる赤外線検知装置が得られる。
ＺｎＳ膜５３にコンタクトホールを設けたのち、ｎ+ 型
領域５６に対してはＩｎからなるｎ側電極５９を設け、
一方、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層５２に対してはＡ
ｕからなるｐ側電極６０を設け、最後に、ｎ側電極５９
及びｐ側電極６０上にＩｎバンプ６１を設けることによ
ってｐ／ｎ- ／ｎ+ 接合構造のフォトダイオードアレイ
からなる赤外線検知装置が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＨｇＣ
ｄＴｅ赤外線検知装置においては、Ａｇドープｐ型Ｈｇ
ＣｄＴｅ層５２中には、空孔を埋め込んだＡｇ以外に格
子間に多数のＡｇが残留しているため、図１１（ｂ）等
の熱処理工程において、格子間に残留するＡｇが表面に
移動してｐ+ 型領域５８を形成する。
ｄＴｅ赤外線検知装置においては、Ａｇドープｐ型Ｈｇ
ＣｄＴｅ層５２中には、空孔を埋め込んだＡｇ以外に格
子間に多数のＡｇが残留しているため、図１１（ｂ）等
の熱処理工程において、格子間に残留するＡｇが表面に
移動してｐ+ 型領域５８を形成する。
【００１０】そして、このｐ+ 型領域５８の存在により
表面のｎ- 型領域５７は消失し、フォトダイオードを構
成するｎ+ 型領域５６はｐ+ 型領域５８と直接接してｐ
+ ／ｎ+ 接合を形成することになり、耐圧が低下した
り、デバイス特性が変化するという問題がある。
表面のｎ- 型領域５７は消失し、フォトダイオードを構
成するｎ+ 型領域５６はｐ+ 型領域５８と直接接してｐ
+ ／ｎ+ 接合を形成することになり、耐圧が低下した
り、デバイス特性が変化するという問題がある。
【００１１】したがって、本発明は、格子間不純物に起
因して少なくとも素子形成領域の表面にｐ+ 型領域が形
成されることを防止することを目的とする。
因して少なくとも素子形成領域の表面にｐ+ 型領域が形
成されることを防止することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１（ａ）乃至（ｄ）参照 上述の目的を達成するために、本発明は、化合物半導体
結晶２の不純物濃度制御方法において、化合物半導体結
晶２中の空孔濃度を制御するための熱処理を行なう工程
（ａ）、空孔を不純物で置換して化合物半導体結晶２中
に不純物をドープする工程（ｂ）、不純物をドープした
化合物半導体結晶２の表面を除去する工程、再加熱を行
って、特に、真空中、不活性ガス中、窒素ガス中、或い
は、水素ガス中のいずれか１つの雰囲気中で、デバイス
形成工程における処理温度より高く、且つ、空孔制御温
度より低い温度で再加熱を行って格子間に存在する不純
物を表面に集積させた（ｃ）のち、表面の高不純物濃度
層４を除去する工程（ｄ）を有することを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１（ａ）乃至（ｄ）参照 上述の目的を達成するために、本発明は、化合物半導体
結晶２の不純物濃度制御方法において、化合物半導体結
晶２中の空孔濃度を制御するための熱処理を行なう工程
（ａ）、空孔を不純物で置換して化合物半導体結晶２中
に不純物をドープする工程（ｂ）、不純物をドープした
化合物半導体結晶２の表面を除去する工程、再加熱を行
って、特に、真空中、不活性ガス中、窒素ガス中、或い
は、水素ガス中のいずれか１つの雰囲気中で、デバイス
形成工程における処理温度より高く、且つ、空孔制御温
度より低い温度で再加熱を行って格子間に存在する不純
物を表面に集積させた（ｃ）のち、表面の高不純物濃度
層４を除去する工程（ｄ）を有することを特徴とする。
【００１３】この様に、デバイス形成工程の前に再加熱
処理を行って格子間不純物を表面に集積させたのち、表
面を除去して化合物半導体結晶２中の不純物濃度を減少
させることによって、デバイス形成工程において表面に
高不純物濃度層４が形成されることがなく、耐圧や他の
デバイス特性が劣化することがない。
処理を行って格子間不純物を表面に集積させたのち、表
面を除去して化合物半導体結晶２中の不純物濃度を減少
させることによって、デバイス形成工程において表面に
高不純物濃度層４が形成されることがなく、耐圧や他の
デバイス特性が劣化することがない。
【００１４】この場合、再加熱処理の温度は、デバイス
形成工程における処理温度より高く、且つ、空孔制御温
度より低い温度で再加熱を行う必要があり、デバイス形
成工程における処理温度より低いと、デバイス形成工程
において不純物が表面に再集積する虞があり、また、空
孔制御温度より高い温度で再加熱を行うと空孔が発生し
てキャリア濃度が変化する。
形成工程における処理温度より高く、且つ、空孔制御温
度より低い温度で再加熱を行う必要があり、デバイス形
成工程における処理温度より低いと、デバイス形成工程
において不純物が表面に再集積する虞があり、また、空
孔制御温度より高い温度で再加熱を行うと空孔が発生し
てキャリア濃度が変化する。
【００１５】なお、再加熱処理を行う雰囲気は、真空
中、不活性ガス中、窒素ガス中、或いは、水素ガス等の
非酸化性雰囲気で、且つ、ガスを構成する原子が化合物
半導体結晶２中に取り込まれないガスであれば良い。
中、不活性ガス中、窒素ガス中、或いは、水素ガス等の
非酸化性雰囲気で、且つ、ガスを構成する原子が化合物
半導体結晶２中に取り込まれないガスであれば良い。
【００１６】また、再加熱工程に先立って、不純物をド
ープした化合物半導体結晶２の表面に、プラズマを照射
する工程、イオンを注入する工程、レーザ光を照射する
工程、ランプアニールする工程、或いは、硫酸溶液等の
電解液中で不純物をドープした化合物半導体結晶２を正
極として電圧を印加して不純物を化合物半導体結晶２の
表面に移動させたのち表面の高不純物濃度層４を除去す
る工程のいずれか１つの工程を行うことが望ましい。
ープした化合物半導体結晶２の表面に、プラズマを照射
する工程、イオンを注入する工程、レーザ光を照射する
工程、ランプアニールする工程、或いは、硫酸溶液等の
電解液中で不純物をドープした化合物半導体結晶２を正
極として電圧を印加して不純物を化合物半導体結晶２の
表面に移動させたのち表面の高不純物濃度層４を除去す
る工程のいずれか１つの工程を行うことが望ましい。
【００１７】例えば、不純物をドープした化合物半導体
結晶２の表面にプラズマを照射、イオンを注入、或い
は、レーザ光を照射した場合には、表面に結晶２欠陥が
でき、この結晶２欠陥に格子間不純物が効果的にゲッタ
リングされるので、格子間不純物を効果的に除去するこ
とができる。
結晶２の表面にプラズマを照射、イオンを注入、或い
は、レーザ光を照射した場合には、表面に結晶２欠陥が
でき、この結晶２欠陥に格子間不純物が効果的にゲッタ
リングされるので、格子間不純物を効果的に除去するこ
とができる。
【００１８】また、不純物をドープした化合物半導体結
晶２の表面にランプアニール、特に、近赤外光を用いた
ランプアニールを施した場合には、表面に高濃度の空孔
ができ、この空孔に格子間不純物が効果的にゲッタリン
グされるので、格子間不純物を効果的に除去することが
できる。
晶２の表面にランプアニール、特に、近赤外光を用いた
ランプアニールを施した場合には、表面に高濃度の空孔
ができ、この空孔に格子間不純物が効果的にゲッタリン
グされるので、格子間不純物を効果的に除去することが
できる。
【００１９】また、硫酸溶液等の電解液中で不純物をド
ープした化合物半導体結晶２を正極として電圧を印加す
ることによって、不純物を電界によって化合物半導体結
晶２の表面に移動させることができるので、格子間不純
物を効果的に除去することができる。
ープした化合物半導体結晶２を正極として電圧を印加す
ることによって、不純物を電界によって化合物半導体結
晶２の表面に移動させることができるので、格子間不純
物を効果的に除去することができる。
【００２０】なお、上記の格子間不純物の除去工程は、
化合物半導体結晶２の表面のデバイス形成領域に対して
選択的に行っても良いものであり、それによって、除去
工程を施さなかった領域の表面にデバイス形成工程にお
いて高不純物濃度領域が形成され、この高不純物濃度領
域がチャネル・ストップとして作用することになる。
化合物半導体結晶２の表面のデバイス形成領域に対して
選択的に行っても良いものであり、それによって、除去
工程を施さなかった領域の表面にデバイス形成工程にお
いて高不純物濃度領域が形成され、この高不純物濃度領
域がチャネル・ストップとして作用することになる。
【００２１】また、化合物半導体結晶２としては、Ａを
Ｃｄ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｆｅのいずれか、ＢをＳｅまたは
Ｓ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１とした場合、Ｈｇx Ａ1-X
ＴｅyＢ1-y で表される化合物半導体結晶２、特に、Ｈ
ｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＴｅ、或いは、ＨｇＣｄＺｎＴｅ
が好適である。
Ｃｄ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｆｅのいずれか、ＢをＳｅまたは
Ｓ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１とした場合、Ｈｇx Ａ1-X
ＴｅyＢ1-y で表される化合物半導体結晶２、特に、Ｈ
ｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＴｅ、或いは、ＨｇＣｄＺｎＴｅ
が好適である。
【００２２】この様な格子間不純物の除去工程は、Ｐや
Ａｓ等の蒸気圧の高い元素を構成要素とするIII-Ｖ族化
合物半導体に対しても有効であるが、Ｈｇ系ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体に対して特に効果的である。
Ａｓ等の蒸気圧の高い元素を構成要素とするIII-Ｖ族化
合物半導体に対しても有効であるが、Ｈｇ系ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体に対して特に効果的である。
【００２３】また、上記成長基板１としては、ＣｄＴ
ｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＴｅＳｅ、或いは、ＣｄＭｎＴ
ｅのいずれか、または、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、Ｃｄ
ＴｅＳｅ、或いは、ＣｄＭｎＴｅをサファイア、Ｓｉ、
酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、ＧａＡｓ、或い
は、ＡｌＭｇＯ4 のいずれかの上に成長させた成長基板
１が好適である。
ｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＴｅＳｅ、或いは、ＣｄＭｎＴ
ｅのいずれか、または、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、Ｃｄ
ＴｅＳｅ、或いは、ＣｄＭｎＴｅをサファイア、Ｓｉ、
酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、ＧａＡｓ、或い
は、ＡｌＭｇＯ4 のいずれかの上に成長させた成長基板
１が好適である。
【００２４】
【発明の実施の形態】ここで、図２及び図３を参照して
本発明の第１の実施の形態のフォトダイオードアレイの
製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、従来と同様に、閉管チッピング法を用いて、Ｈｇ
0.1614Ｃｄ0.0089Ｔｅ 0.8297のＴｅリッチのＨｇ−Ｃｄ
−Ｔｅメルトを用い、ＺｎＴｅが３モル％で３０ｍｍ×
２５ｍｍ×１ｍｍのＣｄＺｎＴｅ基板１１上にＨｇ空孔
濃度が１０17ｃｍ-3程度のノン・ドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１２（表面のＣｄ比０．２２５）を、例えば、３５
μｍの厚さに液相エピタキシャル成長させる。なお、こ
の場合の成長条件は、例えば、ＣｄＺｎＴｅ基板１１上
のメルトの厚さを３ｍｍとし、降温速度を０．０５℃／
分、成長開始温度を４８０℃とし、１５０分間成長を行
う。
本発明の第１の実施の形態のフォトダイオードアレイの
製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、従来と同様に、閉管チッピング法を用いて、Ｈｇ
0.1614Ｃｄ0.0089Ｔｅ 0.8297のＴｅリッチのＨｇ−Ｃｄ
−Ｔｅメルトを用い、ＺｎＴｅが３モル％で３０ｍｍ×
２５ｍｍ×１ｍｍのＣｄＺｎＴｅ基板１１上にＨｇ空孔
濃度が１０17ｃｍ-3程度のノン・ドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１２（表面のＣｄ比０．２２５）を、例えば、３５
μｍの厚さに液相エピタキシャル成長させる。なお、こ
の場合の成長条件は、例えば、ＣｄＺｎＴｅ基板１１上
のメルトの厚さを３ｍｍとし、降温速度を０．０５℃／
分、成長開始温度を４８０℃とし、１５０分間成長を行
う。
【００２５】次いで、Ｈｇ溜の温度を、例えば、２４０
℃とし、Ｈｇ蒸気処理部における温度を３７０℃とした
状態で２４時間熱処理を行うことによって、Ｈｇ空孔を
Ｈｇ原子で埋めるてノン・ドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１
２のＨｇ空孔濃度を５×１０ 15〜１×１０17ｃｍ-3、例
えば、２．０×１０16ｃｍ-3に制御する。
℃とし、Ｈｇ蒸気処理部における温度を３７０℃とした
状態で２４時間熱処理を行うことによって、Ｈｇ空孔を
Ｈｇ原子で埋めるてノン・ドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１
２のＨｇ空孔濃度を５×１０ 15〜１×１０17ｃｍ-3、例
えば、２．０×１０16ｃｍ-3に制御する。
【００２６】次いで、結晶表面の清浄化のために、１モ
ル％のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことに
よって、ノン・ドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２の表面
を、例えば、１μｍ除去する。
ル％のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことに
よって、ノン・ドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１２の表面
を、例えば、１μｍ除去する。
【００２７】図２（ｂ）参照 次いで、過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）、水（Ｈ2 Ｏ）、硝
酸銀（ＡｇＮＯ3 ）、及び、コロイダルシリカからなる
Ａｇ含有溶液１３、例えば、１×１０-5Ｎ（規定）のＡ
ｇを含む硝酸銀水溶液：過酸化水素水：コロイダルシリ
カ液＝１：１：１（重量比）からなるＡｇ含有溶液１３
中にウェハを３０分間浸漬して、ノン・ドープｐ型Ｈｇ
ＣｄＴｅ層１２中の空孔をＡｇで埋め込むことによって
Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４を形成したのち、流
水中で超音波洗浄を６０分間行い、次いで、窒素ガンを
用いてウェハを乾燥させる。
酸銀（ＡｇＮＯ3 ）、及び、コロイダルシリカからなる
Ａｇ含有溶液１３、例えば、１×１０-5Ｎ（規定）のＡ
ｇを含む硝酸銀水溶液：過酸化水素水：コロイダルシリ
カ液＝１：１：１（重量比）からなるＡｇ含有溶液１３
中にウェハを３０分間浸漬して、ノン・ドープｐ型Ｈｇ
ＣｄＴｅ層１２中の空孔をＡｇで埋め込むことによって
Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４を形成したのち、流
水中で超音波洗浄を６０分間行い、次いで、窒素ガンを
用いてウェハを乾燥させる。
【００２８】次いで、Ａｇドープ工程後、２４時間経過
した後、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面を、例えば、１μｍ除去することによっ
て、表面のＡｇ高濃度層（図示を省略）を除去する。
した後、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面を、例えば、１μｍ除去することによっ
て、表面のＡｇ高濃度層（図示を省略）を除去する。
【００２９】図２（ｃ）参照 次いで、ウェハを水素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内
において、後述するデバイス形成工程における熱処理温
度よりも高い温度で、且つ、空孔制御処理における温度
よりも低い温度で、例えば、１５０℃で１時間熱処理を
行ったのち、室温まで冷却する。この再加熱工程におい
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の結晶格子間に
存在するＡｇは表面に移動して集積し、Ａｇドープｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが１μｍ程度のＡｇ高
濃度層１５が形成される。
において、後述するデバイス形成工程における熱処理温
度よりも高い温度で、且つ、空孔制御処理における温度
よりも低い温度で、例えば、１５０℃で１時間熱処理を
行ったのち、室温まで冷却する。この再加熱工程におい
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の結晶格子間に
存在するＡｇは表面に移動して集積し、Ａｇドープｐ型
ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが１μｍ程度のＡｇ高
濃度層１５が形成される。
【００３０】図２（ｄ）参照 次いで、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。
【００３１】図３（ｅ）参照 以降は、従来のフォトダイオードの形成工程と同様に、
加熱蒸着法を用いてＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４
上に厚さが、例えば、３００ｎｍのＺｎＳ膜１６を保護
絶縁膜として堆積させたのち、例えば、３０μｍ□の開
口部を有するレジストパターン１７をマスクとしてＢイ
オン１８を１３０〜１８０ｋｅＶ、例えば、１５０ｋｅ
Ｖの加速エネルギーで、１．０×１０13〜１．０×１０
15ｃｍ-2、例えば、５．０×１０14ｃｍ-2のドーズ量で
選択的にイオン注入することによってｎ+ 型領域１９を
形成する。
加熱蒸着法を用いてＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４
上に厚さが、例えば、３００ｎｍのＺｎＳ膜１６を保護
絶縁膜として堆積させたのち、例えば、３０μｍ□の開
口部を有するレジストパターン１７をマスクとしてＢイ
オン１８を１３０〜１８０ｋｅＶ、例えば、１５０ｋｅ
Ｖの加速エネルギーで、１．０×１０13〜１．０×１０
15ｃｍ-2、例えば、５．０×１０14ｃｍ-2のドーズ量で
選択的にイオン注入することによってｎ+ 型領域１９を
形成する。
【００３２】図３（ｆ）参照 次いで、レジストパターン１７を除去したのち、窒素雰
囲気中において、８０〜１８０℃、例えば、１２０℃の
温度において、３０〜９０分間、例えば、４５分間熱処
理を行うことによってｎ- 型領域２０を形成する。
囲気中において、８０〜１８０℃、例えば、１２０℃の
温度において、３０〜９０分間、例えば、４５分間熱処
理を行うことによってｎ- 型領域２０を形成する。
【００３３】図３（ｇ）参照 次いで、ＺｎＳ膜１６にコンタクトホールを設けたの
ち、ｎ+ 型領域１９に対してはＩｎからなるｎ側電極２
１を設け、一方、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４に
対してはＡｕからなるｐ側電極２２を設け、最後に、ｎ
側電極２１及びｐ側電極２２上にＩｎバンプ２３を設け
ることによってｐ／ｎ- ／ｎ+ 接合構造のフォトダイオ
ードアレイが得られる。
ち、ｎ+ 型領域１９に対してはＩｎからなるｎ側電極２
１を設け、一方、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４に
対してはＡｕからなるｐ側電極２２を設け、最後に、ｎ
側電極２１及びｐ側電極２２上にＩｎバンプ２３を設け
ることによってｐ／ｎ- ／ｎ+ 接合構造のフォトダイオ
ードアレイが得られる。
【００３４】この様に、本発明の第１の実施の形態にお
いては、デバイス形成工程の前に、デバイス形成工程に
おける熱処理温度より高い温度で再加熱処理を行い、再
加熱処理によって格子間に存在するＡｇを表面に集積さ
せ、集積したＡｇ高濃度層１５を除去してＡｇドープｐ
型ＨｇＣｄＴｅ層１４中における格子間Ａｇの濃度を低
減しているので、デバイス形成工程において、ＡｇがＡ
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に再集積するこ
とがなく、所期のデバイスの特性を得ることが可能にな
る。
いては、デバイス形成工程の前に、デバイス形成工程に
おける熱処理温度より高い温度で再加熱処理を行い、再
加熱処理によって格子間に存在するＡｇを表面に集積さ
せ、集積したＡｇ高濃度層１５を除去してＡｇドープｐ
型ＨｇＣｄＴｅ層１４中における格子間Ａｇの濃度を低
減しているので、デバイス形成工程において、ＡｇがＡ
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に再集積するこ
とがなく、所期のデバイスの特性を得ることが可能にな
る。
【００３５】次に、図４を参照して、本発明の第２の実
施の形態の製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
施の形態の製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
【００３６】図４（ｂ）参照 次いで、例えば、ガス比Ａｒ：Ｈ2 ＝１：１で、１×１
０-3Ｔｏｒｒの真空度のＥＣＲプラズマエッチング装置
（反応室の容積＝３００００ｃｃ）において、マイクロ
波パワーを１００Ｗ、ＲＦパワーを１００Ｗ印加した状
態で、１分間エッチングを行うことによって、Ａｇドー
プｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面を約０．１μｍエッチ
ングする。
０-3Ｔｏｒｒの真空度のＥＣＲプラズマエッチング装置
（反応室の容積＝３００００ｃｃ）において、マイクロ
波パワーを１００Ｗ、ＲＦパワーを１００Ｗ印加した状
態で、１分間エッチングを行うことによって、Ａｇドー
プｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面を約０．１μｍエッチ
ングする。
【００３７】このプラズマエッチング工程において、Ａ
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、Ａｒプラ
ズマ２４による結晶欠陥等のダメージ２５が発生する。
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、Ａｒプラ
ズマ２４による結晶欠陥等のダメージ２５が発生する。
【００３８】図４（ｃ）参照 次いで、上記の第１の実施の形態と同様に、ウェハを水
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、ダメージ２５によって効率的にトラップされ
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが
１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、ダメージ２５によって効率的にトラップされ
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが
１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
【００３９】図４（ｄ）参照 次いで、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
【００４０】この本発明の第２の実施の形態において
は、再加熱処理の前にプラズマ処理を行って、表面にダ
メージ２５を形成しているので、格子間のＡｇの表面へ
の移動が容易になるとともに、表面に移動したＡｇはダ
メージ２５に効率的にゲッタリングされるので、過剰な
格子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能に
なる。
は、再加熱処理の前にプラズマ処理を行って、表面にダ
メージ２５を形成しているので、格子間のＡｇの表面へ
の移動が容易になるとともに、表面に移動したＡｇはダ
メージ２５に効率的にゲッタリングされるので、過剰な
格子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能に
なる。
【００４１】次に、図５を参照して、本発明の第３の実
施の形態の製造工程を説明する。 図５（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４を得る。
施の形態の製造工程を説明する。 図５（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４を得る。
【００４２】図５（ｂ）参照 次いで、イオン注入装置を用いて、例えば、１４０ｋｅ
Ｖの加速エネルギーで、１×１０14ｃｍ-2のドーズ量
で、Ｂイオン２６をＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４
にイオン注入する。このイオン注入工程において、Ａｇ
ドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、Ｂイオン２
６による結晶欠陥等のダメージ２５が発生する。
Ｖの加速エネルギーで、１×１０14ｃｍ-2のドーズ量
で、Ｂイオン２６をＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４
にイオン注入する。このイオン注入工程において、Ａｇ
ドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、Ｂイオン２
６による結晶欠陥等のダメージ２５が発生する。
【００４３】図５（ｃ）参照 次いで、上記の第１の実施の形態と同様に、ウェハを水
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、ダメージ２５によって効率的にトラップされ
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが
１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、ダメージ２５によって効率的にトラップされ
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが
１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
【００４４】図５（ｄ）参照 次いで、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
【００４５】この本発明の第３の実施の形態において
は、再加熱処理の前にイオン注入を行って、表面にダメ
ージ２５を形成しているので、格子間のＡｇの表面への
移動が容易になるとともに、表面に移動したＡｇはダメ
ージ２５に効率的にゲッタリングされるので、過剰な格
子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能にな
る。なお、この場合、注入するＢイオン２６の濃度は低
く、且つ、後に表面をエッチングにより除去するので、
Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面がｎ型化する
ことはない。
は、再加熱処理の前にイオン注入を行って、表面にダメ
ージ２５を形成しているので、格子間のＡｇの表面への
移動が容易になるとともに、表面に移動したＡｇはダメ
ージ２５に効率的にゲッタリングされるので、過剰な格
子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能にな
る。なお、この場合、注入するＢイオン２６の濃度は低
く、且つ、後に表面をエッチングにより除去するので、
Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面がｎ型化する
ことはない。
【００４６】次に、図６を参照して、本発明の第４の実
施の形態の製造工程を説明する。 図６（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
施の形態の製造工程を説明する。 図６（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
【００４７】図６（ｂ）参照 次いで、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４が吸収でき
る０．８μｍ以下の波長のレーザ光、例えば、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザを用いて、波長が０．６３３μｍのレーザ光２
７を、１Ｗのパルス出力として１００ｍ秒間、Ａｇドー
プｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に照射する。このレー
ザ照射工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１
４の表面には、結晶欠陥等のダメージ２８が発生する。
る０．８μｍ以下の波長のレーザ光、例えば、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザを用いて、波長が０．６３３μｍのレーザ光２
７を、１Ｗのパルス出力として１００ｍ秒間、Ａｇドー
プｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に照射する。このレー
ザ照射工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１
４の表面には、結晶欠陥等のダメージ２８が発生する。
【００４８】図６（ｃ）参照 次いで、上記の第１の実施の形態と同様に、ウェハを水
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、ダメージ２８によって効率的にトラップされ
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが
１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、ダメージ２８によって効率的にトラップされ
て、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが
１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
【００４９】図６（ｄ）参照 次いで、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
【００５０】この本発明の第４の実施の形態において
は、再加熱処理の前にレーザ照射を行って、表面にダメ
ージ２８を形成しているので、格子間のＡｇの表面への
移動が容易になるとともに、表面に移動したＡｇはダメ
ージ２８に効率的にゲッタリングされるので、過剰な格
子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能にな
る。
は、再加熱処理の前にレーザ照射を行って、表面にダメ
ージ２８を形成しているので、格子間のＡｇの表面への
移動が容易になるとともに、表面に移動したＡｇはダメ
ージ２８に効率的にゲッタリングされるので、過剰な格
子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能にな
る。
【００５１】次に、図７を参照して、本発明の第５の実
施の形態の製造工程を説明する。 図７（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
施の形態の製造工程を説明する。 図７（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
【００５２】図７（ｂ）参照 次いで、波長が例えば、１．２μｍにピーク強度を有す
るハロゲンランプを用いて、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面が瞬間的に、４００℃以上になるように
近赤外光２９を照射する。このランプアニール工程にお
いて、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、
１×１０17ｃｍ-3以上の空孔３０が発生する。
るハロゲンランプを用いて、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面が瞬間的に、４００℃以上になるように
近赤外光２９を照射する。このランプアニール工程にお
いて、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、
１×１０17ｃｍ-3以上の空孔３０が発生する。
【００５３】図７（ｃ）参照 次いで、上記の第１の実施の形態と同様に、ウェハを水
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、空孔３０によって効率的にトラップされて、
Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが１μ
ｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、空孔３０によって効率的にトラップされて、
Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さが１μ
ｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
【００５４】図７（ｄ）参照 次いで、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
【００５５】この本発明の第５の実施の形態において
は、再加熱処理の前にランプアニールを行って、表面に
高濃度の空孔３０を形成しているので、表面に移動した
Ａｇは空孔３０に効率的にゲッタリングされ、過剰な格
子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能にな
る。
は、再加熱処理の前にランプアニールを行って、表面に
高濃度の空孔３０を形成しているので、表面に移動した
Ａｇは空孔３０に効率的にゲッタリングされ、過剰な格
子間のＡｇを効率良く捕獲して除去することが可能にな
る。
【００５６】次に、図８を参照して、本発明の第６の実
施の形態の製造工程を説明する。 図８（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
施の形態の製造工程を説明する。 図８（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
【００５７】次いで、ウェハを、電解液、例えば、０．
１ｍｏｌ／リットルのＨ2 ＳＯ4 水溶液４２中に浸漬す
るとともに、Ｐｔ対極４３との間に、電源４４によっ
て、ＡｇドープＨｇＣｄＴｅ層１４側が正極になるよう
に、例えば、１Ｖの電圧を印加して、３時間保持する。
１ｍｏｌ／リットルのＨ2 ＳＯ4 水溶液４２中に浸漬す
るとともに、Ｐｔ対極４３との間に、電源４４によっ
て、ＡｇドープＨｇＣｄＴｅ層１４側が正極になるよう
に、例えば、１Ｖの電圧を印加して、３時間保持する。
【００５８】この電圧印加工程において、格子間のＡｇ
イオン（Ａｇ+ ）は負のＰｔ対極４３側に引かれて、Ａ
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面にＡｇ高濃度層
３１が形成される。
イオン（Ａｇ+ ）は負のＰｔ対極４３側に引かれて、Ａ
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面にＡｇ高濃度層
３１が形成される。
【００５９】図８（ｂ）参照 次いで、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッチング
を行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１
４の表面に形成されたＡｇ高濃度層３１を除去する。
を行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１
４の表面に形成されたＡｇ高濃度層３１を除去する。
【００６０】図８（ｃ）参照 次いで、上記の第１の実施の形態と同様に、ウェハを水
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に
厚さが１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行ったのち、室温まで冷却す
る。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動し
て集積し、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に
厚さが１μｍ程度のＡｇ高濃度層１５が形成される。
【００６１】図８（ｄ）参照 次いで、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液中でエッ
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
チングを行うことによって、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層１５を除去す
る。以降は、図３（ｅ）乃至（ｇ）の工程を経ることに
よって、フォトダイオードアレイの基本構成が完成す
る。
【００６２】この本発明の第６の実施の形態において
は、バイアス印加と加熱のＡｇ高濃度層の形成工程とそ
れに伴う除去工程とを２度ずつ行っているので、過剰な
格子間のＡｇを確実にして除去して、Ａｇドープｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層１４中の格子間Ａｇ濃度を低減することが
できる。
は、バイアス印加と加熱のＡｇ高濃度層の形成工程とそ
れに伴う除去工程とを２度ずつ行っているので、過剰な
格子間のＡｇを確実にして除去して、Ａｇドープｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層１４中の格子間Ａｇ濃度を低減することが
できる。
【００６３】次に、図９及び図１０を参照して本発明の
第７の実施の形態のフォトダイオードアレイの製造工程
を説明する。 図９（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
第７の実施の形態のフォトダイオードアレイの製造工程
を説明する。 図９（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によっ
て、Ａｇドープ工程後、２４時間経過した後、１モル％
のＢｒメタノール溶液中でエッチングを行うことによっ
て、表面を１μｍ程度の除去したＡｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４を得る。
【００６４】図９（ｂ）参照 次いで、例えば、ガス比Ａｒ：Ｈ2 ＝１：１で、１×１
０-3Ｔｏｒｒの真空度のＥＣＲプラズマエッチング装置
（反応室の容積＝３００００ｃｃ）において、マイクロ
波パワーを１００Ｗ、ＲＦパワーを１００Ｗ印加した状
態で、１分間エッチングを行うことによって、Ａｇドー
プｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の露出表面を約０．１μｍエ
ッチングする。
０-3Ｔｏｒｒの真空度のＥＣＲプラズマエッチング装置
（反応室の容積＝３００００ｃｃ）において、マイクロ
波パワーを１００Ｗ、ＲＦパワーを１００Ｗ印加した状
態で、１分間エッチングを行うことによって、Ａｇドー
プｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の露出表面を約０．１μｍエ
ッチングする。
【００６５】このプラズマエッチング工程において、Ａ
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、Ａｒプラ
ズマ３２による結晶欠陥等のダメージ３３が形成され
る。
ｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面には、Ａｒプラ
ズマ３２による結晶欠陥等のダメージ３３が形成され
る。
【００６６】図９（ｃ）参照 次いで、上記の第１の実施の形態と同様に、ウェハを水
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行い、次いで、室温まで冷却
する。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動
して集積し、ダメージ３３によって効率的にトラップさ
れて、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さ
が１μｍ程度のＡｇ高濃度層３４が形成される。
素を１００ｓｃｃｍ流した加熱炉内において、デバイス
形成工程における熱処理温度よりも高い温度で、且つ、
空孔制御処理における温度よりも低い温度で、例えば、
１５０℃で１時間熱処理を行い、次いで、室温まで冷却
する。この再加熱工程において、Ａｇドープｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１４の結晶格子間に存在するＡｇは表面に移動
して集積し、ダメージ３３によって効率的にトラップさ
れて、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４の表面に厚さ
が１μｍ程度のＡｇ高濃度層３４が形成される。
【００６７】図９（ｄ）参照 次いで、チャネル・ストップとなる領域を覆う形状のレ
ジストパターン３５を設け、このレジストパターン３５
をマスクとして、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液
中でエッチングを行うことによって、Ａｇドープｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層３４
を選択的にエッチング除去し、残った領域をチャネル・
ストップとなるＡｇ高濃度領域３６とする。
ジストパターン３５を設け、このレジストパターン３５
をマスクとして、再び、１モル％のＢｒメタノール溶液
中でエッチングを行うことによって、Ａｇドープｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層１４の表面に形成されたＡｇ高濃度層３４
を選択的にエッチング除去し、残った領域をチャネル・
ストップとなるＡｇ高濃度領域３６とする。
【００６８】図１０（ｅ）参照 以降は、レジストパターン３５を除去したのち、従来の
フォトダイオードの形成工程と同様に、加熱蒸着法を用
いてＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４上に厚さが、例
えば、３００ｎｍのＺｎＳ膜１６を保護絶縁膜として堆
積させたのち、素子形成領域に対応する、例えば、３０
μｍ□の開口部を有するレジストパターン１７をマスク
としてＢイオン１８を１３０〜１８０ｋｅＶ、例えば、
１５０ｋｅＶの加速エネルギーで、１．０×１０13〜
１．０×１０15ｃｍ-2、例えば、５．０×１０14ｃｍ-2
のドーズ量で選択的にイオン注入することによってｎ+
型領域１９を形成する。
フォトダイオードの形成工程と同様に、加熱蒸着法を用
いてＡｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４上に厚さが、例
えば、３００ｎｍのＺｎＳ膜１６を保護絶縁膜として堆
積させたのち、素子形成領域に対応する、例えば、３０
μｍ□の開口部を有するレジストパターン１７をマスク
としてＢイオン１８を１３０〜１８０ｋｅＶ、例えば、
１５０ｋｅＶの加速エネルギーで、１．０×１０13〜
１．０×１０15ｃｍ-2、例えば、５．０×１０14ｃｍ-2
のドーズ量で選択的にイオン注入することによってｎ+
型領域１９を形成する。
【００６９】図１０（ｆ）参照 次いで、レジストパターン１７を除去したのち、窒素雰
囲気中において、８０〜１８０℃、例えば、１２０℃の
温度において、３０〜９０分間、例えば、４５分間熱処
理を行うことによってｎ- 型領域２０を形成する。
囲気中において、８０〜１８０℃、例えば、１２０℃の
温度において、３０〜９０分間、例えば、４５分間熱処
理を行うことによってｎ- 型領域２０を形成する。
【００７０】図１０（ｇ）参照 次いで、ＺｎＳ膜１６にコンタクトホールを設けたの
ち、ｎ+ 型領域１９に対してはＩｎからなるｎ側電極２
１を設け、一方、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４に
対してはＡｕからなるｐ側電極（図示を省略）を設け、
最後に、ｎ側電極２１及びｐ側電極上にＩｎバンプ（図
示を省略）を設けることによってｐ／ｎ-／ｎ+ 接合構
造のフォトダイオードアレイが得られる。
ち、ｎ+ 型領域１９に対してはＩｎからなるｎ側電極２
１を設け、一方、Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１４に
対してはＡｕからなるｐ側電極（図示を省略）を設け、
最後に、ｎ側電極２１及びｐ側電極上にＩｎバンプ（図
示を省略）を設けることによってｐ／ｎ-／ｎ+ 接合構
造のフォトダイオードアレイが得られる。
【００７１】この様に、本発明の第７の実施の形態にお
いては、本来除去すべきＡｇ高濃度層の一部を選択的に
残存させたＡｇ高濃度領域３６からなるｐ+ 型領域を設
け、このｐ+ 型領域が電子に対するシンクになるので素
子間分離が確実になりフォトダイオード間のクロストー
クを防止することが可能になる。即ち、格子間Ａｇの除
去工程を利用して、チャネル・ストップの形成を行って
いるので、製造工程数を簡素化することが可能になる。
いては、本来除去すべきＡｇ高濃度層の一部を選択的に
残存させたＡｇ高濃度領域３６からなるｐ+ 型領域を設
け、このｐ+ 型領域が電子に対するシンクになるので素
子間分離が確実になりフォトダイオード間のクロストー
クを防止することが可能になる。即ち、格子間Ａｇの除
去工程を利用して、チャネル・ストップの形成を行って
いるので、製造工程数を簡素化することが可能になる。
【００７２】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成・条件に限
られるものでなく、各種の変更が可能である。例えば、
上記の各実施の形態においては、Ａｇドープ処理を、過
酸化水素水及びコロイダルシリカ液を添加したＡｇ含有
溶液を用いて行っているが、過酸化水素水及びコロイダ
ルシリカ液は必ずしも必要はないものであり、例えば、
３×１０-7Ｎ（規定）のＡｇを含んだＡｇＮＯ3 水溶液
を用いても良いものである。
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成・条件に限
られるものでなく、各種の変更が可能である。例えば、
上記の各実施の形態においては、Ａｇドープ処理を、過
酸化水素水及びコロイダルシリカ液を添加したＡｇ含有
溶液を用いて行っているが、過酸化水素水及びコロイダ
ルシリカ液は必ずしも必要はないものであり、例えば、
３×１０-7Ｎ（規定）のＡｇを含んだＡｇＮＯ3 水溶液
を用いても良いものである。
【００７３】また、上記の各実施の形態においては、エ
ピタキシャル成長後のａｓ−ｇｒｏｗｎ結晶を用いてそ
のまま処理しているが、従来例において説明したよう
に、エピタキシャル成長後に、エッチング或いはアルミ
ナ研磨等によって表面平坦化するともに、所望の厚さに
薄層化してから、所定の処理を開始しても良いもので
あ。
ピタキシャル成長後のａｓ−ｇｒｏｗｎ結晶を用いてそ
のまま処理しているが、従来例において説明したよう
に、エピタキシャル成長後に、エッチング或いはアルミ
ナ研磨等によって表面平坦化するともに、所望の厚さに
薄層化してから、所定の処理を開始しても良いもので
あ。
【００７４】また、上記の各実施の形態においては、再
加熱処理を水素ガス雰囲気中で行っているが、雰囲気は
水素ガスに限られるものではなく、Ｎ2 ガス、Ａｒ等の
不活性ガスを用いても良いものであり、さらには、真空
中で行っても良いものである。
加熱処理を水素ガス雰囲気中で行っているが、雰囲気は
水素ガスに限られるものではなく、Ｎ2 ガス、Ａｒ等の
不活性ガスを用いても良いものであり、さらには、真空
中で行っても良いものである。
【００７５】また、上記の各実施の形態の説明において
は、フォトダイオードを形成するための半導体はＣｄＺ
ｎＴｅ基板上にエピタキシャル成長させたｐ型Ｈｇ
0.775 Ｃｄ0.225 Ｔｅとして説明しているが、Ｈｇ
0.775 Ｃｄ0.225 Ｔｅに限られるものではなく、他の組
成比のＨｇＣｄＴｅでも良く、例えば、Ｃｄ比を０．６
０程度にすることによってＡＰＤを形成しても良いもの
である。さらには、ＨｇＣｄＴｅエピタキシャル層に限
られるものではなく、ＨｇＣｄＴｅ基板自体を用いても
良いものである。
は、フォトダイオードを形成するための半導体はＣｄＺ
ｎＴｅ基板上にエピタキシャル成長させたｐ型Ｈｇ
0.775 Ｃｄ0.225 Ｔｅとして説明しているが、Ｈｇ
0.775 Ｃｄ0.225 Ｔｅに限られるものではなく、他の組
成比のＨｇＣｄＴｅでも良く、例えば、Ｃｄ比を０．６
０程度にすることによってＡＰＤを形成しても良いもの
である。さらには、ＨｇＣｄＴｅエピタキシャル層に限
られるものではなく、ＨｇＣｄＴｅ基板自体を用いても
良いものである。
【００７６】さらには、ＨｇＣｄＴｅに限られるもので
はなく、ＡをＣｄ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｆｅのいずれか、Ｂを
Ｓｅ，Ｓ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１とした場合、Ｈｇx
Ａ1- X Ｔｅy Ｂ1-y で表されるＨｇ系ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いても良いものである。
はなく、ＡをＣｄ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｆｅのいずれか、Ｂを
Ｓｅ，Ｓ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１とした場合、Ｈｇx
Ａ1- X Ｔｅy Ｂ1-y で表されるＨｇ系ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いても良いものである。
【００７７】また、上記の各実施の形態においては、成
長基板としてＣｄＺｎＴｅ基板を用いているが、ＣｄＺ
ｎＴｅ基板に限られるものではなく、ＣｄＴｅ基板、Ｃ
ｄＴｅＳｅ基板、或いは、ＣｄＭｎＴｅ基板を用いても
良いものである。
長基板としてＣｄＺｎＴｅ基板を用いているが、ＣｄＺ
ｎＴｅ基板に限られるものではなく、ＣｄＴｅ基板、Ｃ
ｄＴｅＳｅ基板、或いは、ＣｄＭｎＴｅ基板を用いても
良いものである。
【００７８】さらには、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、Ｃｄ
ＴｅＳｅ、或いは、ＣｄＭｎＴｅをサファイア、Ｓｉ、
酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、ＧａＡｓ、或い
は、ＡｌＭｇＯ4 のいずれかの上に成長させたＣｄＴｅ
／Ｓｉ、ＣｄＺｎＴｅ／Ｓｉ、ＣｄＴｅ／サファイア、
或いは、ＣｄＺｎＴｅ／サファイア等のエピタキシャル
成長基板を用いても良いものである。
ＴｅＳｅ、或いは、ＣｄＭｎＴｅをサファイア、Ｓｉ、
酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、ＧａＡｓ、或い
は、ＡｌＭｇＯ4 のいずれかの上に成長させたＣｄＴｅ
／Ｓｉ、ＣｄＺｎＴｅ／Ｓｉ、ＣｄＴｅ／サファイア、
或いは、ＣｄＺｎＴｅ／サファイア等のエピタキシャル
成長基板を用いても良いものである。
【００７９】さらには、本発明は、Ｈｇ系ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体に限られるものではなく、蒸気圧の高いＰ
或いはＡｓを構成元素とするIII-Ｖ族化合物半導体にも
適用されるものである。
化合物半導体に限られるものではなく、蒸気圧の高いＰ
或いはＡｓを構成元素とするIII-Ｖ族化合物半導体にも
適用されるものである。
【００８０】また、上記の各実施の形態においては、表
面保護膜としてはＺｎＳ膜を用いているが、ＺｎＳ膜に
限られるものではなく、ＣｄＴｅ膜、或いは、Ｓｉ3 Ｎ
4 膜を用いても良いものである。
面保護膜としてはＺｎＳ膜を用いているが、ＺｎＳ膜に
限られるものではなく、ＣｄＴｅ膜、或いは、Ｓｉ3 Ｎ
4 膜を用いても良いものである。
【００８１】また、上記の各実施の形態においては、ｎ
+ 型領域をＢイオンの注入によって形成しているが、Ｂ
のイオン注入に限られるものではなく、例えば、Ｉｎを
拡散法によって導入しても良いものである。
+ 型領域をＢイオンの注入によって形成しているが、Ｂ
のイオン注入に限られるものではなく、例えば、Ｉｎを
拡散法によって導入しても良いものである。
【００８２】また、上記の各実施の形態においては、フ
ォトダイオードアレイの製造工程として説明している
が、この場合のアレイは１次元アレイまたは２次元アレ
イのいずれでも良く、さらには、アレイに限られるもの
ではなく、単体の赤外線フォトダイオードにも適用され
るものである。
ォトダイオードアレイの製造工程として説明している
が、この場合のアレイは１次元アレイまたは２次元アレ
イのいずれでも良く、さらには、アレイに限られるもの
ではなく、単体の赤外線フォトダイオードにも適用され
るものである。
【００８３】ここで、再び、図１を参照して、本発明の
詳細な特徴を説明する。 図１（ａ）乃至（ｄ）参照 （付記１） 化合物半導体結晶２中の空孔濃度を制御す
るための熱処理を行なう工程、空孔を不純物で置換して
前記化合物半導体結晶２中に不純物をドープする工程、
前記不純物をドープした化合物半導体結晶２の表面を除
去する工程、再加熱を行って格子間に存在する前記不純
物を表面に集積させたのち、前記表面の高不純物濃度層
４を除去する工程を有することを特徴とする化合物半導
体結晶の不純物濃度制御方法。 （付記２） 上記再加熱の温度が、デバイス形成工程に
おける処理温度より高く、且つ、上記空孔制御温度より
低い温度であることを特徴とする付記１記載の化合物半
導体結晶の不純物濃度制御方法。 （付記３） 上記再加熱を、真空中、不活性ガス中、窒
素ガス中、或いは、水素ガス中のいずれか１つの雰囲気
中で行うことを特徴とする付記２記載の化合物半導体結
晶の不純物濃度制御方法。 （付記４） 上記再加熱工程に先立って、上記不純物を
ドープした化合物半導体結晶２の表面に、プラズマを照
射する工程、イオンを注入する工程、レーザ光を照射す
る工程、ランプアニールする工程、或いは、電解液中で
前記不純物をドープした化合物半導体結晶２を正極とし
て電圧を印加して不純物を化合物半導体結晶２の表面に
移動させたのち表面の高不純物濃度層４を除去する工程
のいずれか１つの工程を行うことを特徴とする付記１乃
至３のいずれか１に記載の化合物半導体結晶の不純物濃
度制御方法。 （付記５） 上記再加熱工程後に行うエッチング工程に
おいて、上記不純物をドープした化合物半導体結晶２の
表面を選択的にエッチングすることを特徴とする付記４
記載の化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法。 （付記６） 上記化合物半導体結晶２が、成長基板１上
に成長させたエピタキシャル成長層であることを特徴と
する付記１乃至５のいずれか１に記載の化合物半導体結
晶の不純物濃度制御方法。 （付記７） 上記化合物半導体結晶２が、ＡをＣｄ，Ｍ
ｎ，Ｚｎ，Ｆｅのいずれか、ＢをＳｅ，Ｓ、０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１とした場合、Ｈｇx Ａ1-X ＴｅyＢ1-y
で表されることを特徴とする付記６記載の化合物半導体
結晶の不純物濃度制御方法。 （付記８） 付記１乃至７のいずれか１に記載の方法に
より不純物濃度制御した化合物半導体結晶２の表面に、
少なくとも一つのｐｎ接合を設けたことを特徴とする光
半導体装置。
詳細な特徴を説明する。 図１（ａ）乃至（ｄ）参照 （付記１） 化合物半導体結晶２中の空孔濃度を制御す
るための熱処理を行なう工程、空孔を不純物で置換して
前記化合物半導体結晶２中に不純物をドープする工程、
前記不純物をドープした化合物半導体結晶２の表面を除
去する工程、再加熱を行って格子間に存在する前記不純
物を表面に集積させたのち、前記表面の高不純物濃度層
４を除去する工程を有することを特徴とする化合物半導
体結晶の不純物濃度制御方法。 （付記２） 上記再加熱の温度が、デバイス形成工程に
おける処理温度より高く、且つ、上記空孔制御温度より
低い温度であることを特徴とする付記１記載の化合物半
導体結晶の不純物濃度制御方法。 （付記３） 上記再加熱を、真空中、不活性ガス中、窒
素ガス中、或いは、水素ガス中のいずれか１つの雰囲気
中で行うことを特徴とする付記２記載の化合物半導体結
晶の不純物濃度制御方法。 （付記４） 上記再加熱工程に先立って、上記不純物を
ドープした化合物半導体結晶２の表面に、プラズマを照
射する工程、イオンを注入する工程、レーザ光を照射す
る工程、ランプアニールする工程、或いは、電解液中で
前記不純物をドープした化合物半導体結晶２を正極とし
て電圧を印加して不純物を化合物半導体結晶２の表面に
移動させたのち表面の高不純物濃度層４を除去する工程
のいずれか１つの工程を行うことを特徴とする付記１乃
至３のいずれか１に記載の化合物半導体結晶の不純物濃
度制御方法。 （付記５） 上記再加熱工程後に行うエッチング工程に
おいて、上記不純物をドープした化合物半導体結晶２の
表面を選択的にエッチングすることを特徴とする付記４
記載の化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法。 （付記６） 上記化合物半導体結晶２が、成長基板１上
に成長させたエピタキシャル成長層であることを特徴と
する付記１乃至５のいずれか１に記載の化合物半導体結
晶の不純物濃度制御方法。 （付記７） 上記化合物半導体結晶２が、ＡをＣｄ，Ｍ
ｎ，Ｚｎ，Ｆｅのいずれか、ＢをＳｅ，Ｓ、０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１とした場合、Ｈｇx Ａ1-X ＴｅyＢ1-y
で表されることを特徴とする付記６記載の化合物半導体
結晶の不純物濃度制御方法。 （付記８） 付記１乃至７のいずれか１に記載の方法に
より不純物濃度制御した化合物半導体結晶２の表面に、
少なくとも一つのｐｎ接合を設けたことを特徴とする光
半導体装置。
【００８４】
【発明の効果】本発明によれば、不所望な格子間不純物
を除去するために、不純物ドープ後にデバイス形成工程
における熱処理温度より高い温度で再加熱処理を行うと
ともに、再加熱処理に伴って形成された表面の高不純物
濃度層を除去しているので、デバイス形成工程において
表面に高不純物濃度層が形成されることはなく、それに
よって、デバイス特性が劣化することはないので、赤外
線フォトダイオードアレイ等の光半導体装置の性能向上
に寄与するところが大きい。
を除去するために、不純物ドープ後にデバイス形成工程
における熱処理温度より高い温度で再加熱処理を行うと
ともに、再加熱処理に伴って形成された表面の高不純物
濃度層を除去しているので、デバイス形成工程において
表面に高不純物濃度層が形成されることはなく、それに
よって、デバイス特性が劣化することはないので、赤外
線フォトダイオードアレイ等の光半導体装置の性能向上
に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図７】本発明の第５の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図８】本発明の第６の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図９】本発明の第７の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態の図９以降の製造
工程の説明図である。
工程の説明図である。
【図１１】従来のフォトダイオードアレイの製造工程の
説明図である。
説明図である。
１ 成長基板 ２ 化合物半導体結晶 ３ 除去部 ４ 高不純物濃度領域 ５ 除去部 １１ ＣｄＺｎＴｅ基板 １２ ノン・ドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 １３ Ａｇ含有溶液 １４ Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 １５ Ａｇ高濃度層 １６ ＺｎＳ膜 １７ レジストパターン １８ Ｂイオン １９ ｎ+ 型領域 ２０ ｎ- 型領域 ２１ ｎ側電極 ２２ ｐ側電極 ２３ Ｉｎバンプ ２４ Ａｒプラズマ ２５ ダメージ ２６ Ｂイオン ２７ レーザ光 ２８ ダメージ ２９ 近赤外光 ３０ 空孔 ３１ Ａｇ高濃度層 ３２ Ａｒプラズマ ３３ ダメージ ３４ Ａｇ高濃度層 ３５ レジストパターン ３６ Ａｇ高濃度領域 ４１ 処理槽 ４２ Ｈ2 ＳＯ4 水溶液 ４３ Ｐｔ対極 ４４ 電源 ５１ ＣｄＺｎＴｅ基板 ５２ Ａｇドープｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 ５３ ＺｎＳ膜 ５４ レジストパターン ５５ Ｂイオン ５６ ｎ+ 型領域 ５７ ｎ- 型領域 ５８ ｐ+ 型領域 ５９ ｎ側電極 ６０ ｐ側電極 ６１ Ｉｎバンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/326 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ａ 31/0264 31/08 Ｎ Ｆターム(参考） 5F049 MA02 MB01 MB12 PA02 PA10 PA11 PA12 PA14 PA20 RA02 SS01 WA01 5F088 AA02 AB09 AB17 CB02 CB10 CB11 CB12 CB14 CB20 EA03 EA04 GA03 LA01
Claims (5)
- 【請求項１】 化合物半導体結晶中の空孔濃度を制御す
るための熱処理を行なう工程、空孔を不純物で置換して
前記化合物半導体結晶中に不純物をドープする工程、前
記不純物をドープした化合物半導体結晶の表面を除去す
る工程、再加熱を行って格子間に存在する前記不純物を
表面に集積させたのち、前記表面の高不純物濃度層を除
去する工程を有することを特徴とする化合物半導体結晶
の不純物濃度制御方法。 - 【請求項２】 上記再加熱の温度が、デバイス形成工程
における処理温度より高く、且つ、上記空孔制御温度よ
り低い温度であることを特徴とする請求項１記載の化合
物半導体結晶の不純物濃度制御方法。 - 【請求項３】 上記再加熱を、真空中、不活性ガス中、
窒素ガス中、或いは、水素ガス中のいずれか１つの雰囲
気中で行うことを特徴とする請求項２記載の化合物半導
体結晶の不純物濃度制御方法。 - 【請求項４】 上記再加熱工程に先立って、上記不純物
をドープした化合物半導体結晶の表面に、プラズマを照
射する工程、イオンを注入する工程、レーザ光を照射す
る工程、ランプアニールする工程、或いは、電解液中で
前記不純物をドープした化合物半導体結晶を正極として
電圧を印加して不純物を化合物半導体結晶の表面に移動
させたのち表面の高不純物濃度層を除去する工程のいず
れか１つの工程を行うことを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の化合物半導体結晶の不純物濃度
制御方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
方法により不純物濃度制御した化合物半導体結晶の表面
に、少なくとも一つのｐｎ接合を設けたことを特徴とす
る光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000368450A JP2002170981A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法及び光半導体装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000368450A JP2002170981A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法及び光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002170981A true JP2002170981A (ja) | 2002-06-14 |
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|---|---|---|---|
| JP2000368450A Withdrawn JP2002170981A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 化合物半導体結晶の不純物濃度制御方法及び光半導体装置 |
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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