JP2533078B2 - 不純物拡散方法 - Google Patents

不純物拡散方法

Info

Publication number
JP2533078B2
JP2533078B2 JP59248795A JP24879584A JP2533078B2 JP 2533078 B2 JP2533078 B2 JP 2533078B2 JP 59248795 A JP59248795 A JP 59248795A JP 24879584 A JP24879584 A JP 24879584A JP 2533078 B2 JP2533078 B2 JP 2533078B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion
compound semiconductor
semiconductor substrate
substrate
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP59248795A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61128520A (ja
Inventor
勝 和田
洋二 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP59248795A priority Critical patent/JP2533078B2/ja
Priority to KR1019850007506A priority patent/KR940000500B1/ko
Priority to CN198585109319A priority patent/CN85109319A/zh
Priority to CA000496260A priority patent/CA1263932A/en
Priority to DE19853541798 priority patent/DE3541798A1/de
Priority to GB08529057A priority patent/GB2168194B/en
Priority to FR8517518A priority patent/FR2573918A1/fr
Priority to US06/802,475 priority patent/US4698122A/en
Priority to NL8503292A priority patent/NL8503292A/nl
Publication of JPS61128520A publication Critical patent/JPS61128520A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2533078B2 publication Critical patent/JP2533078B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/223—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
    • H01L21/2233—Diffusion into or out of AIIIBV compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0332—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、不純物拡散方法に関し、特にGaAs（ガリウ
ム砒素）等の化合物半導体を用いた半導体装置の製造に
おける不純物拡散領域の寸法制御を正確に行う方法に関
する。
［従来の技術］ 近年、GaAs等の化合物半導体を用いた半導体装置が実
用化されてきており、このような化合物半導体装置を製
造するに際して、基板に対して選択的に不純物拡散を行
うことが必要とされることがある。
例えば、第４図において、GaAs基板21上にSiO2絶縁膜
22をCVD法等により被着形成し、フォトエッチング処理
等により拡散窓部23を形成し、このSiO2絶縁膜22を選択
拡散マスクとしてZn（亜鉛）等の不純物をGaAs基板21に
拡散して拡散領域24を形成している。このとき、拡散窓
部23周辺のSiO2絶縁膜22とGaAs基板21との界面において
は、上記不純物が横方向に比較的長い距離にわたって拡
散されてしまうようないわゆる異常拡散が生じ、拡散領
域24の寸法制御が困難になるという欠点を有している。
ここで、上記横方向の異常拡散とは、第４図において、
基板との界面近傍における横方向の拡散距離ｘと縦方向
の拡散深さｙとの比α、すなわち、 横方向の拡散距離x/縦方向の拡散深さｙ≡α が１より大きいことを意味し、上記SiO2絶縁膜22の場合
に、αは４程度あるいはそれ以上となってしまう。
これは、選択拡散マスクとしてSiO2膜を用いた場合の
みならず、PSG（燐シリケート・ガラス）膜を用いた場
合や、通常の方法でSi3N4膜（シリコン窒化膜）を被着
形成した場合にも、上記横方向の異常拡散が生じ、従来
においてパターン寸法精度を要求される不純物選択拡散
は出来ないのが常識とされていた。
［発明が解決しようとする問題点］ すなわち、従来においては、GaAs等の化合物半導体基
板にZn等の不純物を選択拡散しようとすると、上述のよ
うな横方向の異常拡散が生じてしまい、パターン精度が
低下するという欠点があった。
そこで本発明は、上記横方向の異常拡散を抑え、化合
物半導体に対しても不純物の選択拡散を高い寸法精度で
可能とするような不純物拡散方法の提供を目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本件発明者等は、上記目的を達成せんものと鋭意研究
の結果、選択拡散マスクに含まれる酸素により化合物半
導体と拡散マスクとの界面に変質層が形成され、この酸
素を含む変質層が上記横方向の異常拡散を起こす最も大
きな原因であることを解明することによって本発明を完
成したものである。
すなわち、本発明に係る不純物拡散方法の特徴は、例
えばGaAs等の化合物半導体基板に選択的にZn等の不純物
を拡散する際に、前記化合物半導体基板の表面の自然酸
化膜を還元性プラズマ雰囲気中で除去した後、この化合
物半導体基板を大気から遮断した状態のまま引き続いて
プラズマCVDを行うことにより、少なくとも前記化合物
半導体基板との接触面に屈折率が2.0±0.07の範囲内に
ある窒化シリコン（SiN）膜を有する拡散マスクを該化
合物半導体基板上に形成し、上記拡散マスクと上記化合
物半導体基板との界面における酸素含有層の厚さを20Å
以下に抑えた状態で不純物拡散を行うことである。
［作用］ 本発明によれば、自然酸化膜の除去からSiN膜の成膜
までの間に化合物半導体基板が大気に曝されることがな
いので、自然酸化膜の再成長が抑制される。また、SiN
膜については、膜質および膜の純度、特に酸素含有量が
屈折率と関連することが知られているが、本発明ではそ
の屈折率を2.0±0.07の範囲内に限定することにより、
極めて酸素含有量の低いSiN膜を成膜する。したがっ
て、本発明では拡散マスクと化合物半導体基板との界面
における酸素含有層の厚さを20Å以下に抑えることが可
能となり、これにより不純物の異常拡散を極めて効果的
に抑制することができる。
［実施例］ 以下、本発明に係る不純物拡散方法の好ましい実施例
について図面を参照しながら説明する。
先ず、本発明の実施例は、化合物半導体の一例である
GaAs（ガリウム砒素）基板に対してZn（亜鉛）を選択拡
散する場合を想定しているが、この他種々のIII−Ｖ族
あるいはII−VI族等の化合物半導体の基板に種々の不純
物を選択拡散する場合も同様であることは勿論である。
第１図において、GaAs基板１に対して自然酸化膜の除
去を含めた前処理を施し、引き続き基板表面に存在する
酸素含有層の厚みを20Å以下に抑えながらSiN（窒化シ
リコン）層２およびSiO2層３をこの順に被着形成する。
ここでは、水素H2ガス雰囲気中でプラズマ放電を行い
ながらアニール処理（例えば850℃,15分）を施すことに
より、GaAs基板１の表面に存在していた自然酸化膜を還
元した後、該基板を大気から遮断した状態のまま引き続
いてプラズマCVDを行い、SiN層２を形成した。このよう
な手法によれば、自然酸化膜を除去した後に基板が大気
に曝されることがないので、自然酸化膜の再成長が抑制
される。なお、かかるプラズマを用いた連続処理は、供
給するガスの種類や放電条件を変更すれば同一の反応容
器内でも行うことが可能であるが、たとえば自然酸化膜
の除去とSiN層２の成膜を行う反応容器を互いに独立と
し、これらの容器間で基板を真空搬送できるような装置
を用いてもよい。
また、上記SiN層２については、膜質および膜の純
度、特に酸素含有量が屈折率と関連している。後工程に
おいて不純物の異常拡散を防止するための条件として
は、SiN層の屈折率を2.0±0.07の範囲内とすることが必
要であり、このとき、後述する酸素含有層の厚みは20Å
以下となる。また、上記屈折率は、2.0±0.05の範囲内
とすることが好ましく、さらに好ましくは2.0±0.03の
範囲内とすることである。
上記SiN層２上のSiO2層３は、必要に応じて設ければ
良く、このSiO2層３を選択拡散マスクとする場合には、
上記SiN層２の膜厚を数十Å程度、たとえば50Åとし、S
iO2層３の膜圧を数百〜数千Å、例えば1000Åとすれば
よい。また、第２図に示すように、SiN層４のみを用
い、SiO2層を用いない場合には、SiN層４の膜厚を数百
〜数千Å、例えば2000Åとすればよい。
次に、拡散のための窓部５をフォトリソグラフィ技術
およびエッチング技術により形成し、SiO2層３およびSi
N層２（あるいはSiN層４のみ）をマスクとして、不純
物、例えばZnをGaAs基板１の表面より拡散し、拡散領域
６を形成する。
ここで、第３図は、本実施例の拡散処理を行うために
用いられる拡散装置の一例を示している。この第３図に
おいて、拡散不純物をZnとし、このZn源として有機金属
化合物の（C2H5）2Zn（ジエチル亜鉛）を用いている。
この（C2H5）2Znが収容された２℃の恒温槽11内にH2ガ
スを導入していわゆるバブリングを行うことにより、
（C2H5）2Znを反応管10に運んでいる。また、AsH3（ア
ルシン）ガスボンベ12からのAsH3ガスは、H2ガスと混合
され、H2ベースの２％AsH3ガスとして反応管10に送って
いる。これらの（C2H5）2Zn流量およびAsH3流量は、流
量制御装置13によってそれぞれ例えば30cc/分に調整さ
れており、反応管10内の基板表面の線速を例えば約14cm
/秒としている。また、反応管10内部における拡散温度
を例えば600℃としている。このような条件において
は、基板表面近傍の不純物濃度が２〜３×1019cm-3とな
り、拡散係数は７×10-14cm2/秒という値が得られる。
なお、反応管10からの排気ガスは、例えばオイル・トラ
ップ14、焼却室15、冷却器16等を介して排出される。
このようにして不純物、例えばZnをGaAs基板１に拡散
した場合には、前述のような異常拡散が生ずることはな
い。すなわち、このときの拡散領域６の基板界面近傍に
おける横方向の拡散距離ｘと縦方向（深さ方向）の拡散
深さｙとの比α（＝x/y）は、0.5〜１程度となり、パタ
ーン寸法精度を要求される不純物選択拡散も可能とな
る。
［発明の効果］ 本発明に係る不純物拡散方法によれば、GaAs等の化合
物半導体の基板に対して、従来のような異常拡散を生ず
ることなく選択拡散処理を施すことができ、パターン寸
法精度の高い不純物選択拡散が行える。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図はそれぞれ本発明の互いに異なる実
施例を説明するための断面図、第３図は本発明の不純物
拡散に使用される拡散装置の一例を示すブロック系統
図、第４図は従来例を説明するための断面図である。 １……GaAs基板 2,4……SiN層 ３……SiO2層 ５……窓部 ６……拡散領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−196016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−80717（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−26966（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】化合物半導体基板に選択的に不純物を拡散
    する不純物拡散方法において、前記化合物半導体基板の
    表面の自然酸化膜を還元性プラズマ雰囲気中で除去した
    後、この化合物半導体基板を大気から遮断した状態のま
    ま引き続いてプラズマCVDを行うことにより、少なくと
    も前記化合物半導体基板との接触面に屈折率が2.0±0.0
    7の範囲内にある窒化シリコン膜を有する拡散マスクを
    該化合物半導体基板上に形成し、上記拡散マスクと上記
    化合物半導体基板との界面における酸素含有層の厚さを
    20Å以下に抑えた状態で不純物拡散を行うことを特徴と
    する不純物拡散方法。
JP59248795A 1984-11-27 1984-11-27 不純物拡散方法 Expired - Fee Related JP2533078B2 (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59248795A JP2533078B2 (ja) 1984-11-27 1984-11-27 不純物拡散方法
KR1019850007506A KR940000500B1 (ko) 1984-11-27 1985-10-12 불순물 확산방법
CA000496260A CA1263932A (en) 1984-11-27 1985-11-26 Method of diffusion of impurities
DE19853541798 DE3541798A1 (de) 1984-11-27 1985-11-26 Verfahren zur diffusion von dotierungen
CN198585109319A CN85109319A (zh) 1984-11-27 1985-11-26 杂质的扩散方法
GB08529057A GB2168194B (en) 1984-11-27 1985-11-26 Methods of selectively diffusing impurities into semiconductors
FR8517518A FR2573918A1 (fr) 1984-11-27 1985-11-27 Procede de diffusion selective d'impuretes dans un support semi-conducteur
US06/802,475 US4698122A (en) 1984-11-27 1985-11-27 Method of diffusion of impurities
NL8503292A NL8503292A (nl) 1984-11-27 1985-11-27 Werkwijze voor doen diffunderen van onzuiverheden.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59248795A JP2533078B2 (ja) 1984-11-27 1984-11-27 不純物拡散方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61128520A JPS61128520A (ja) 1986-06-16
JP2533078B2 true JP2533078B2 (ja) 1996-09-11

Family

ID=17183506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59248795A Expired - Fee Related JP2533078B2 (ja) 1984-11-27 1984-11-27 不純物拡散方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4698122A (ja)
JP (1) JP2533078B2 (ja)
KR (1) KR940000500B1 (ja)
CN (1) CN85109319A (ja)
CA (1) CA1263932A (ja)
DE (1) DE3541798A1 (ja)
FR (1) FR2573918A1 (ja)
GB (1) GB2168194B (ja)
NL (1) NL8503292A (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0257328B1 (de) * 1986-08-11 1991-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Stabilisierung von pn-Übergängen
JPH0719757B2 (ja) * 1987-08-05 1995-03-06 三菱電機株式会社 半導体素子の製造方法
US5015323A (en) * 1989-10-10 1991-05-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Multi-tipped field-emission tool for nanostructure fabrication
US5821567A (en) * 1995-12-13 1998-10-13 Oki Electric Industry Co., Ltd. High-resolution light-sensing and light-emitting diode array
KR100198678B1 (ko) * 1996-02-28 1999-06-15 구본준 금속 배선 구조 및 형성방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1347885A (en) * 1971-08-09 1974-02-27 Anglo Swiss Equip Prod Grills
JPS5428072B2 (ja) * 1972-07-20 1979-09-13
GB1558642A (en) * 1977-04-01 1980-01-09 Standard Telephones Cables Ltd Injection lasers
DE3103177A1 (de) * 1981-01-30 1982-08-26 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen von polysiliziumstrukturen bis in den 1 (my)m-bereich auf integrierte halbleiterschaltungen enthaltenden substraten durch plasmaaetzen
US4361461A (en) * 1981-03-13 1982-11-30 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Hydrogen etching of semiconductors and oxides
JPS58196016A (ja) * 1982-05-12 1983-11-15 Hitachi Ltd 化合物半導体装置の製造方法
NL187373C (nl) * 1982-10-08 1991-09-02 Philips Nv Werkwijze voor vervaardiging van een halfgeleiderinrichting.
JPS6032364A (ja) * 1983-08-01 1985-02-19 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US4698122A (en) 1987-10-06
NL8503292A (nl) 1986-06-16
DE3541798A1 (de) 1986-06-12
CA1263932A (en) 1989-12-19
FR2573918A1 (fr) 1986-05-30
GB8529057D0 (en) 1986-01-02
CN85109319A (zh) 1986-09-10
KR860004453A (ko) 1986-06-23
GB2168194A (en) 1986-06-11
KR940000500B1 (ko) 1994-01-21
JPS61128520A (ja) 1986-06-16
GB2168194B (en) 1988-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960013138B1 (ko) 실리콘 웨이퍼상의 콘텍트 홀내의 자연산화막의 제거방법
US3748198A (en) Simultaneous double diffusion into a semiconductor substrate
JP2533078B2 (ja) 不純物拡散方法
US3661636A (en) Process for forming uniform and smooth surfaces
JPH01270593A (ja) 化合物半導体層形成方法
US3477887A (en) Gaseous diffusion method
US6821874B2 (en) Method for depositing tungsten silicide film and method for preparing gate electrode/wiring
US3901744A (en) Method of making semiconductor devices
US4504330A (en) Optimum reduced pressure epitaxial growth process to prevent autodoping
JPS5837977B2 (ja) 開管式アルミニウム拡散法
JPH0782990B2 (ja) 半導体装置の製造方法
SU451147A1 (ru) Способ получени автоэпитаксиального сло кремни
JPS5935426A (ja) 半導体装置の高濃度不純物拡散法
KR970003836B1 (ko) 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법
JP2830386B2 (ja) 表面に絶縁層を有する化合物半導体結晶の製造方法
JP3282265B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05291134A (ja) エピタキシャル層の形成方法
JPH08250507A (ja) 半導体膜の堆積方法
JPH02172217A (ja) 拡散方法
JPH04352328A (ja) 半導体のガスエッチング方法
JP2634051B2 (ja) 薄膜の成長方法
JPH1187336A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03201435A (ja) 酸化シリコン膜の製造方法
JPS60113928A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07201740A (ja) エピタキシャル成長方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees