JPH06188214A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH06188214A JPH06188214A JP33843192A JP33843192A JPH06188214A JP H06188214 A JPH06188214 A JP H06188214A JP 33843192 A JP33843192 A JP 33843192A JP 33843192 A JP33843192 A JP 33843192A JP H06188214 A JPH06188214 A JP H06188214A
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- Japan
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- gaas substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板面内でのチャネリングの発生を均一に
し、注入イオンの深さ方向の分布の面内均一性向上を目
的とする。 【構成】 先ず半絶縁性ＧａＡｓ基板表面を窒素元素を
含むプラズマガス中にさらし、ＧａＡｓ結晶表面のＧａ
Ａｓ層を改質し、窒化させる。その後ＧａＡｓ結晶に対
しドナーやアクセプターとなりうる不純物をイオン注入
する。 【効果】 不純物イオン注入前にＧａＡｓ基板表面を窒
化させることにより、ＧａＡｓ基板の表面層は元の結晶
構造から変化し非晶質状態に近づくため、この状態でイ
オン注入を行うと、イオンは基板表面の非晶質層を通過
する過程で、進行方向が完全に不規則となる。この効果
により基板面内でのチャネリングの起こり方が均一にな
り、その結果注入イオンの深さ方向の分布の面内均一性
向上を図ることが可能となる。
し、注入イオンの深さ方向の分布の面内均一性向上を目
的とする。 【構成】 先ず半絶縁性ＧａＡｓ基板表面を窒素元素を
含むプラズマガス中にさらし、ＧａＡｓ結晶表面のＧａ
Ａｓ層を改質し、窒化させる。その後ＧａＡｓ結晶に対
しドナーやアクセプターとなりうる不純物をイオン注入
する。 【効果】 不純物イオン注入前にＧａＡｓ基板表面を窒
化させることにより、ＧａＡｓ基板の表面層は元の結晶
構造から変化し非晶質状態に近づくため、この状態でイ
オン注入を行うと、イオンは基板表面の非晶質層を通過
する過程で、進行方向が完全に不規則となる。この効果
により基板面内でのチャネリングの起こり方が均一にな
り、その結果注入イオンの深さ方向の分布の面内均一性
向上を図ることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体能動素子の能動層を形成する方法
の一つにイオン注入によるものがある。ＧａＡｓ能動素
子の能動層形成にもこのイオン注入による方法が最もよ
く使われている。すなわちＧａＡｓ結晶に対しドナーや
アクセプターとなりうる不純物元素をイオン化し、この
イオン化した不純物元素ビームを静電的に加速、偏向し
半絶縁性ＧａＡｓ基板上を走査させることにより、不純
物イオンを結晶中に打ち込む手段である。
の一つにイオン注入によるものがある。ＧａＡｓ能動素
子の能動層形成にもこのイオン注入による方法が最もよ
く使われている。すなわちＧａＡｓ結晶に対しドナーや
アクセプターとなりうる不純物元素をイオン化し、この
イオン化した不純物元素ビームを静電的に加速、偏向し
半絶縁性ＧａＡｓ基板上を走査させることにより、不純
物イオンを結晶中に打ち込む手段である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしＧａＡｓ結晶の
結晶構造は異方性を有する遷亜鉛鉱形結晶構造で、打ち
込むイオンビームの入射方向が微かに変わるだけで結晶
中で打ち込まれたイオンがエネルギーを失い停止する深
さが大きく変化してしまう。いわゆるチャネリングが発
生してしまう。これは従来のように半絶縁性ＧａＡｓ基
板表面に直接イオン注入する場合に、図１に模式的に示
すように注入されたイオンの深さ方向の分布が基板面内
でばらつく主原因となっている。
結晶構造は異方性を有する遷亜鉛鉱形結晶構造で、打ち
込むイオンビームの入射方向が微かに変わるだけで結晶
中で打ち込まれたイオンがエネルギーを失い停止する深
さが大きく変化してしまう。いわゆるチャネリングが発
生してしまう。これは従来のように半絶縁性ＧａＡｓ基
板表面に直接イオン注入する場合に、図１に模式的に示
すように注入されたイオンの深さ方向の分布が基板面内
でばらつく主原因となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の製造方法では注入前に半絶縁性ＧａＡｓ基
板を窒素元素を含むプラズマガス中にさらし基板表面の
ＧａＡｓ層を改質し、窒化させる。その後ＧａＡｓ結晶
面に対しドナーやアクセプターとなりうる不純物をイオ
ン注入する。
めに本発明の製造方法では注入前に半絶縁性ＧａＡｓ基
板を窒素元素を含むプラズマガス中にさらし基板表面の
ＧａＡｓ層を改質し、窒化させる。その後ＧａＡｓ結晶
面に対しドナーやアクセプターとなりうる不純物をイオ
ン注入する。
【０００５】
【作用】上記の様に注入前にＧａＡｓ基板表面をプラズ
マガスにさらすことにより、ＧａＡｓ基板の表面層は元
の結晶構造から変化し非晶質状態に近づく。この状態で
イオン注入を行なうことにより注入されたイオンは基板
表面の薄い非晶質層を通過する過程で、進行方向が完全
に不規則となる。この効果によりチャネリング自身は防
止されないものの基板面内でのチャネリングの起こり方
が均一になり図２に示すように注入イオンの深さ方向の
分布の面内均一性向上を図ることが可能となる。
マガスにさらすことにより、ＧａＡｓ基板の表面層は元
の結晶構造から変化し非晶質状態に近づく。この状態で
イオン注入を行なうことにより注入されたイオンは基板
表面の薄い非晶質層を通過する過程で、進行方向が完全
に不規則となる。この効果によりチャネリング自身は防
止されないものの基板面内でのチャネリングの起こり方
が均一になり図２に示すように注入イオンの深さ方向の
分布の面内均一性向上を図ることが可能となる。
【０００６】
【実施例】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を示
す工程図で、半絶縁性ＧａＡｓ基板の表面を窒素プラズ
マにさらしてからイオン注入することにより導電層を形
成する工程図である。
す工程図で、半絶縁性ＧａＡｓ基板の表面を窒素プラズ
マにさらしてからイオン注入することにより導電層を形
成する工程図である。
【０００７】図３（ａ）に示すように、半絶縁性ＧａＡ
ｓ基板１を窒素ガスプラズマ中にさらし基板表面にＧａ
Ａｓの窒化層２を３０±５Åだけ形成する。本実施例で
は、窒素ガスを用いたがアンモニアガスを用いても良
い。またＧａＡｓ基板表面を３０±５Å窒化させたが、
これは、Ｓｉイオンの加速電圧７０ＫｅＶに適合させた
ものである。Ｓｉイオンより質量の小さいイオンを注入
したり、注入の加速電圧が本実施例より高い場合は更に
窒化層厚を増加させればよい。次に図３（ｂ）に示すよ
うに前記ＧａＡｓ基板１のうち活性層を形成しない部分
を誘電体膜３で被いＳｉイオン７０ＫｅＶの加速電圧で
誘電体膜３を部分的に形成したＧａＡｓ基板１上から注
入する。次に図３（ｃ）に示す様に誘電体膜３を除去し
続いてＧａＡｓ窒化層３を硫酸系エッチング液にて除去
した。ここでは硫酸系エッチング液を使用したが、エッ
チング液は、これに限ったものではなく燐酸系のエッチ
ング液を用いても良い。次に活性化熱処理を行なうこと
により図３（ｄ）に示すようにＧａＡｓ基板中に不純物
の深さ方向分布が均一な活性層が形成される。
ｓ基板１を窒素ガスプラズマ中にさらし基板表面にＧａ
Ａｓの窒化層２を３０±５Åだけ形成する。本実施例で
は、窒素ガスを用いたがアンモニアガスを用いても良
い。またＧａＡｓ基板表面を３０±５Å窒化させたが、
これは、Ｓｉイオンの加速電圧７０ＫｅＶに適合させた
ものである。Ｓｉイオンより質量の小さいイオンを注入
したり、注入の加速電圧が本実施例より高い場合は更に
窒化層厚を増加させればよい。次に図３（ｂ）に示すよ
うに前記ＧａＡｓ基板１のうち活性層を形成しない部分
を誘電体膜３で被いＳｉイオン７０ＫｅＶの加速電圧で
誘電体膜３を部分的に形成したＧａＡｓ基板１上から注
入する。次に図３（ｃ）に示す様に誘電体膜３を除去し
続いてＧａＡｓ窒化層３を硫酸系エッチング液にて除去
した。ここでは硫酸系エッチング液を使用したが、エッ
チング液は、これに限ったものではなく燐酸系のエッチ
ング液を用いても良い。次に活性化熱処理を行なうこと
により図３（ｄ）に示すようにＧａＡｓ基板中に不純物
の深さ方向分布が均一な活性層が形成される。
【０００８】本発明を実施することにより、従来方法に
よって製作したＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ（電界効果トラ
ンジスタ）の、しきい値電圧Ｖｔｈの分布が−２．８Ｖ
±０．３Ｖであったものが、−２．８Ｖ±０．０５Ｖと
改善された。
よって製作したＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ（電界効果トラ
ンジスタ）の、しきい値電圧Ｖｔｈの分布が−２．８Ｖ
±０．３Ｖであったものが、−２．８Ｖ±０．０５Ｖと
改善された。
【０００９】
【発明の効果】以上のように本発明は、半絶縁性ＧａＡ
ｓ基板を高温で窒素元素を含むプラズマガス中にさら
し、基板表面を窒化させてから、ＧａＡｓ結晶に対しド
ナーやアクセプターとなりうる不純物をイオン注入する
ことにより、チャネリングの発生を面内均一とし、面内
の能動素子の能動層の不純物深さ方向分布を均一にする
ことを可能とするものでその実用的効果は大なるものが
ある。
ｓ基板を高温で窒素元素を含むプラズマガス中にさら
し、基板表面を窒化させてから、ＧａＡｓ結晶に対しド
ナーやアクセプターとなりうる不純物をイオン注入する
ことにより、チャネリングの発生を面内均一とし、面内
の能動素子の能動層の不純物深さ方向分布を均一にする
ことを可能とするものでその実用的効果は大なるものが
ある。
【００１０】なお、今回はＮ2を用いたが、これに限っ
たものではなく酸素、アルゴンあるいはアンモニアガス
を用いても、同様の効果が得られることはいうまでもな
い。
たものではなく酸素、アルゴンあるいはアンモニアガス
を用いても、同様の効果が得られることはいうまでもな
い。
【図１】従来方法による注入イオン分布の断面模式図
【図２】本発明による注入イオン分布の断面模式図
【図３】本発明による半導体装置の製造方法を説明した
工程断面図
工程断面図
１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２ ＧａＡｓの改質層 ３ 誘電体膜
Claims (2)
- 【請求項１】 半絶縁性ＧａＡｓ基板をプラズマガス中
にさらし、ＧａＡｓ層を非晶質化する工程と、前記表面
を非晶質化した半絶縁性ＧａＡｓ基板に、ＧａＡｓ結晶
に対しドナーやアクセプターとなりうる不純物をイオン
注入する工程とからなる半導体装置の能動層の製造方
法。 - 【請求項２】 半絶縁性ＧａＡｓ基板を窒素元素を含む
プラズマガス中にさらし、基板表面のＧａＡｓ層を窒化
させる工程と、前記表面を窒化させた半絶縁性ＧａＡｓ
基板に、ＧａＡｓ結晶に対しドナーやアクセプターとな
りうる不純物をイオン注入する工程とからなる半導体装
置の能動層の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04338431A JP3103693B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04338431A JP3103693B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188214A true JPH06188214A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3103693B2 JP3103693B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=18318090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04338431A Expired - Fee Related JP3103693B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103693B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP04338431A patent/JP3103693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3103693B2 (ja) | 2000-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |