JPH0554256B2 - - Google Patents
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- JPH0554256B2 JPH0554256B2 JP58100076A JP10007683A JPH0554256B2 JP H0554256 B2 JPH0554256 B2 JP H0554256B2 JP 58100076 A JP58100076 A JP 58100076A JP 10007683 A JP10007683 A JP 10007683A JP H0554256 B2 JPH0554256 B2 JP H0554256B2
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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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、半導体装置の製造法に関し、特に
−Ｖ族化合物半導体の表面にZnが拡散されてい
る場合において、メタライゼーシヨンの前処理と
しての前記表面の処理法に関する。
−Ｖ族化合物半導体の表面にZnが拡散されてい
る場合において、メタライゼーシヨンの前処理と
しての前記表面の処理法に関する。
（従来技術とその問題点）
−Ｖ族化合物半導体を用いた発光素子を製造
する場合、Ｐ型半導体層にオーミツク電極を形成
する必要がある。ところでＰ型半導体に良好なオ
ーミツク電極を形成するためには、一般に半導体
のキヤリヤ濃度を少くとも１×1010cm-3以上まで
高くすることが望ましいが、そのために封管法に
よる亜鉛（Zn）の拡散法が広く用いられている。
する場合、Ｐ型半導体層にオーミツク電極を形成
する必要がある。ところでＰ型半導体に良好なオ
ーミツク電極を形成するためには、一般に半導体
のキヤリヤ濃度を少くとも１×1010cm-3以上まで
高くすることが望ましいが、そのために封管法に
よる亜鉛（Zn）の拡散法が広く用いられている。
このような製造法を用いた半導体装置の代表的
な例としてガリウムアルミニウム砒素
（GaAlAs）ダブルヘテロ接合型発光ダイオード
が挙げられる。以下発光ダイオードの製造への実
施例を用いて本発明を詳細に説明する。第１図は
光通信用高輝度発光ダイオードの断面を示す概念
図である。砒化ガリウム（GaAs）基板１上に活
性層３を含んだ四つのエピタキシヤル層２，３，
４，５が形成されており、ダブルヘテロ接合とな
るために、所定のアルミニウムや不純物が添加さ
れている。エピタキシヤル層５の上に電流注入用
の窓孔を有する二酸化シリコン（SiO2）膜６が
形成されており、窓孔部下のエピタキシヤル層
（GaAlAs）に亜鉛（Zn）が拡散されたP+層７を
有している。亜鉛拡散層上には、前記窓孔を通し
てオーミツクコンタクトされた電極金属膜８が形
成されており、前記二酸化シリコン膜６上にも同
時に形成されている。基板１の反対の面にも電極
金属９が形成されている。そして基板には、発光
した光を外部へ取り出すための窓あけが行われて
おり、エピタキシヤル層２が露出している。
な例としてガリウムアルミニウム砒素
（GaAlAs）ダブルヘテロ接合型発光ダイオード
が挙げられる。以下発光ダイオードの製造への実
施例を用いて本発明を詳細に説明する。第１図は
光通信用高輝度発光ダイオードの断面を示す概念
図である。砒化ガリウム（GaAs）基板１上に活
性層３を含んだ四つのエピタキシヤル層２，３，
４，５が形成されており、ダブルヘテロ接合とな
るために、所定のアルミニウムや不純物が添加さ
れている。エピタキシヤル層５の上に電流注入用
の窓孔を有する二酸化シリコン（SiO2）膜６が
形成されており、窓孔部下のエピタキシヤル層
（GaAlAs）に亜鉛（Zn）が拡散されたP+層７を
有している。亜鉛拡散層上には、前記窓孔を通し
てオーミツクコンタクトされた電極金属膜８が形
成されており、前記二酸化シリコン膜６上にも同
時に形成されている。基板１の反対の面にも電極
金属９が形成されている。そして基板には、発光
した光を外部へ取り出すための窓あけが行われて
おり、エピタキシヤル層２が露出している。
このような構造を有する発光ダイオードの製造
工程の中で本発明に関係する部分を示すと次のよ
うになる。
工程の中で本発明に関係する部分を示すと次のよ
うになる。
SiO2膜の開孔部を形成した後、亜鉛（乙ｎ）
と砒素あるいは砒化亜鉛（ZnAs2）をソースとし
て石英アンプル内に真空封入して600〜700℃程度
に加熱し、封管による拡散を行い、P+層７を形
成する。しかる後に、オーミツクコンタクトのた
めのメタライゼーシヨン工程を行う。
と砒素あるいは砒化亜鉛（ZnAs2）をソースとし
て石英アンプル内に真空封入して600〜700℃程度
に加熱し、封管による拡散を行い、P+層７を形
成する。しかる後に、オーミツクコンタクトのた
めのメタライゼーシヨン工程を行う。
しかるに、亜鉛（Zn）が拡散されたエピタキ
シヤル層の表面に何の処理もせずにメタライゼー
シヨンを行うと、オーミツク電極の接触抵抗が著
しく高くなつて順方向電圧の高い素子となつた
り、電極８の密着性が弱いために、後の組立工程
において前記電極がはがれるために歩留りが著し
く低下することが、しばしば生じる。
シヤル層の表面に何の処理もせずにメタライゼー
シヨンを行うと、オーミツク電極の接触抵抗が著
しく高くなつて順方向電圧の高い素子となつた
り、電極８の密着性が弱いために、後の組立工程
において前記電極がはがれるために歩留りが著し
く低下することが、しばしば生じる。
この原因としては、結晶表面に拡散ソースによ
つて何らかの薄膜層が付着していることもあるが
拡散ソース、拡散時間、拡散温度、結晶などの違
いによつて結晶の表面が変質し何らかの変成層も
形成されるためと考えられる。
つて何らかの薄膜層が付着していることもあるが
拡散ソース、拡散時間、拡散温度、結晶などの違
いによつて結晶の表面が変質し何らかの変成層も
形成されるためと考えられる。
変成層の厚さは500Å以下である。
このような変成層を除去するための方法として
は、従来化学エツチングが行われていた。しかし
この方法には次のような欠点がある。変成層の組
成、厚さは不均一であり、ピンホールも多くある
ために、変成層のエツチングが進む段階で、変質
していない結晶面が露出すると、変成層の方が耐
エツチング性に強いために変質していない結晶の
方が速くエツチングされてしまい、結晶の表面に
凹凸が生じ、拡散層がエツチングされてしまうこ
とになる。この凹凸の量は一定せず、多いときに
は３〜5μｍになることがある。
は、従来化学エツチングが行われていた。しかし
この方法には次のような欠点がある。変成層の組
成、厚さは不均一であり、ピンホールも多くある
ために、変成層のエツチングが進む段階で、変質
していない結晶面が露出すると、変成層の方が耐
エツチング性に強いために変質していない結晶の
方が速くエツチングされてしまい、結晶の表面に
凹凸が生じ、拡散層がエツチングされてしまうこ
とになる。この凹凸の量は一定せず、多いときに
は３〜5μｍになることがある。
また酸素プラズマによる表面処理は当出願人に
よつて特許が出願されているが、この方法では、
結晶に変成層が生じている場合には、効果は少な
い。
よつて特許が出願されているが、この方法では、
結晶に変成層が生じている場合には、効果は少な
い。
以下に示す本発明は、薄膜層と変成層を同じよ
うにエツチングすることができるので、以下の説
明では変成層に限ることにする。
うにエツチングすることができるので、以下の説
明では変成層に限ることにする。
（発明の目的）
本発明の目的は、封管法により亜鉛（Zn）が
拡散された化合物半導体の結晶表面変成層を容易
に取除き良好なメタラゼーシヨンを行うことによ
り、信頼度の高い製品を歩留りよく製造する事の
できる新規な製造法を提供することにある。
拡散された化合物半導体の結晶表面変成層を容易
に取除き良好なメタラゼーシヨンを行うことによ
り、信頼度の高い製品を歩留りよく製造する事の
できる新規な製造法を提供することにある。
（発明の内容）
本発明の内容を実施例について説明する。ただ
し、本発明とは直接関係しない工程については省
略する。
し、本発明とは直接関係しない工程については省
略する。
第２図は、本発明の半導体表面の処理法を示す
概念図である。
概念図である。
亜鉛（Zn）の拡散を行つた後、高周波スパツ
タ装置内で、逆スパツタを行う。このとき変成層
の表面にアルゴンイオン（Ar+）があたるように
セツトする。例えば真空度は10-1torrで0.1〜0.2μ
ｍエツチングする。この後、メタライゼーシヨン
を行う。このような逆スパツタにより変成層が除
かれた試料では、良好なオーミツクコンタクトが
得られ、電極のはがれも生じなかつた。逆スパツ
タを用いると、この方法が物理的にエツチングさ
れるため、変成層と変質していない層とのエツチ
ングレートの差が少いために、化学エツチングで
生じたような凹凸は生じないという利点がある。
タ装置内で、逆スパツタを行う。このとき変成層
の表面にアルゴンイオン（Ar+）があたるように
セツトする。例えば真空度は10-1torrで0.1〜0.2μ
ｍエツチングする。この後、メタライゼーシヨン
を行う。このような逆スパツタにより変成層が除
かれた試料では、良好なオーミツクコンタクトが
得られ、電極のはがれも生じなかつた。逆スパツ
タを用いると、この方法が物理的にエツチングさ
れるため、変成層と変質していない層とのエツチ
ングレートの差が少いために、化学エツチングで
生じたような凹凸は生じないという利点がある。
なお、本発明ではSiO2膜の窓孔から拡散を行
い、その後逆スパツタを行つたが、SiO2膜のあ
るなしは、本発明の効果をいささかも損なうもの
ではない。
い、その後逆スパツタを行つたが、SiO2膜のあ
るなしは、本発明の効果をいささかも損なうもの
ではない。
（発明の効果）
本発明によれば、封管法による亜鉛拡散により
変質した結晶表面を均一に除くことができ、しか
も変質していない層をエツチングしすぎることは
ないので、素子の構造を破壊することはない。
変質した結晶表面を均一に除くことができ、しか
も変質していない層をエツチングしすぎることは
ないので、素子の構造を破壊することはない。
本発明により、直列抵抗が低くて信頼度の高い
発光ダイオードが実現される。
発光ダイオードが実現される。
本発明は、GaAlAs材料に限らず、InGaAs、
InGaAs、Inpやその他の化合物半導体素子の製
造において、同様の効果が得られることは言うま
でもない。また発光ダイオード以外の半導体装置
たとえば半導体レーザの製造においても同様の効
果が得られるのは勿論である。
InGaAs、Inpやその他の化合物半導体素子の製
造において、同様の効果が得られることは言うま
でもない。また発光ダイオード以外の半導体装置
たとえば半導体レーザの製造においても同様の効
果が得られるのは勿論である。
第１図は高輝度発光ダイオードの断面構造概念
を示すための図、第２図は本発明による製造法を
示すための図である。 図中１はｎ型GaAs基板、２はｎ型Ga1-X
AlxAsエピタキシヤル層、３はＰ型Ga1-yAlyAs
エピタキシヤル層、４はＰ型Ga1-XAlxAsエピタ
キシヤル層、５はＰ型Gal-ZAlzAsエピタキシヤ
ル層、６はSiO2膜、７はZn拡散層（P+）、８，９
は電極金属膜、１０は光取出し窓、１１は変成
層、１２は薄膜層である。
を示すための図、第２図は本発明による製造法を
示すための図である。 図中１はｎ型GaAs基板、２はｎ型Ga1-X
AlxAsエピタキシヤル層、３はＰ型Ga1-yAlyAs
エピタキシヤル層、４はＰ型Ga1-XAlxAsエピタ
キシヤル層、５はＰ型Gal-ZAlzAsエピタキシヤ
ル層、６はSiO2膜、７はZn拡散層（P+）、８，９
は電極金属膜、１０は光取出し窓、１１は変成
層、１２は薄膜層である。
Claims (1)
- １ 封管法により亜鉛が拡散された−Ｖ族化合
物半導体の表面に電極を形成する工程において、
電極の形成に先だつて、前記化合物半導体の表面
を逆スパツタ法により0.1〜0.2μｍエツチングす
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10007683A JPS59225520A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10007683A JPS59225520A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59225520A JPS59225520A (ja) | 1984-12-18 |
| JPH0554256B2 true JPH0554256B2 (ja) | 1993-08-12 |
Family
ID=14264353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10007683A Granted JPS59225520A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59225520A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5057189A (ja) * | 1973-09-17 | 1975-05-19 | ||
| JPS5595323A (en) * | 1979-01-12 | 1980-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing method of semiconductor device |
-
1983
- 1983-06-03 JP JP10007683A patent/JPS59225520A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5057189A (ja) * | 1973-09-17 | 1975-05-19 | ||
| JPS5595323A (en) * | 1979-01-12 | 1980-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing method of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59225520A (ja) | 1984-12-18 |
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