JPH07335550A

JPH07335550A - 化合物半導体薄膜の横方向ｐ−ｉ−ｎ接合形成方法

Info

Publication number: JPH07335550A
Application number: JP13205794A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takamori; 毅高森; Takeshi Kamijo; 健上條
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】拡散工程を経ずに、容易にｐ−ｉ−ｎ接合を
形成する方法の提供。【構成】ＧａＡｓ基板１０に対してエッチングを行う
ことにより、面方位（Ｎ１１）のＮが０≦Ｎ≦３を満た
す第１面１６と、この第１面１６と接しかつ面方位（Ｎ
１１）のＮがＮ≒４を満たす第２面１８と、この第２面
１８と接しかつ面方位（Ｎ１１）のＮが５≦Ｎを満たす
第３面２０とを形成する。第１〜第３面は、各面同士が
接する境界線２２ａおよび２２ｂで屈折して連なってい
る。次に、第１〜第３面上に、ＭＢＥ法を用いて、両極
性不純物としてのＳｉドープした、ＧａＡｓ層又はＡｌ
ＧａＡｓ層２４を成長させて、第１面１６上にｐ型層２
６、第２面１８上に低キャリア濃度層（ｉ型層）２８お
よび第３面２０上にｎ型層３０を一度に形成する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、化合物半導体薄膜デ
バイスにおける横方向のｐ−ｉ−ｎ接合の形成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】異なる導電型の層を、積層せずに横方向
に接合させたデバイスの一例が、文献：「アプライド・
フィジックス・レターズ（Applied Physics Letters ）
ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．２，Ｊｕｌｙ１９８８，ｐｐ．
１２５−１２７」開示されている。特に、この文献の第
１２５頁の第１図には、この文献に開示の技術によって
形成されたＬＥＤ素子の断面図が示されている。このＬ
ＥＤ素子は、Ｓｉ基板上の断面中央部分にｎｉｐｉ活性
層を具え、この活性層の両側にそれぞれｐコンタクト層
（以下、ｐ型層と称する）およびｎコンタクト層（以
下、ｎ型層と称する）を具えている。これらのｐ型層お
よびｎ型層は、半導体基板の表面からｎ型不純物および
ｐ型不純物の拡散をそれぞれ選択的に拡散させることに
よって形成される。そして、不純物、例えば硫黄（Ｓ）
の拡散にあたっては８５０℃の温度での熱処理を行って
いる。また、不純物を選択的に拡散させるためには、複
数のマスクパターンを不純物の種類毎に形成することが
必要となる。

【０００３】尚、例えば、この活性層の代わりに半絶縁
型（いわゆるｉ型）層を形成すれば、横方向のｐーｉー
ｎ接合を形成することができる。このように、横方向に
接合を形成すると、ｎ型層およびｐ型層の両方を基板の
主表面側に露出させることができる。このため、コンタ
クトホールを設けなくとも容易にｎ型層およびｐ型層に
対するコンタクトをとることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、選択的
拡散によりｎ型層およびｐ型層を形成して横方向のｐ−
ｉ−ｎ接合を形成する場合、各選択的拡散を行う毎にマ
スクパターンを形成しなければならず、複雑なプロセス
が必要となる。その結果、プロセスが複雑となる程、歩
留が低下するという問題点があった。

【０００５】また、拡散工程では、不純物を拡散させる
ために高温での熱処理が必要となる。例えば、上述の従
来例では８５０℃で硫黄を拡散させている。このように
高温での熱処理を行うと、歩留が低下するだけでなく、
ｐ−ｉ−ｎ接合を形成した素子の信頼性が低下するとい
う問題点があった。

【０００６】このため、拡散工程を経ずに、容易にｐ−
ｉ−ｎ接合を形成する方法の実現が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この出願に係る第１の発
明の化合物半導体薄膜の横方向ｐーｉーｎ接合形成方法
によれば、基板に、互いに面方位の異なる第１面および
第３面と、この第１面とこの第３面との間でこの両面に
接しかつこの両面のそれぞれの傾きの中間の傾きを有す
る第２面とを形成する工程と、第１〜３面上に、ＭＢＥ
法（分子線結晶成長法）を用いて、薄膜が成長する面の
面方位によってこの薄膜の導電型が決まるように両極性
不純物が添加された、化合物半導体薄膜を成長させるこ
とにより、一度の工程でそれぞれ、第１面上に第１導電
型層を形成し、第３面上に第２導電型層を形成し、第２
面上に第１および第２導電型層に接合した低キャリア濃
度層を形成する工程とを含むことを特徴とする。

【０００８】また、この出願に係る第２の発明の化合物
半導体薄膜の横方向ｐーｉーｎ接合形成方法によれば、
ＧａＡｓ基板上の一部分に、エッチングマスクを形成す
る工程と、ＧａＡｓ基板に対して、このエッチングマス
クを介して、このＧａＡｓ基板のＡ面に対するエッチン
グ速度がこのＧａＡｓ基板のＢ面に対するエッチング速
度よりも遅いエッチング液を用いて、エッチングを行う
ことにより、面方位を表すミラー指数（Ｎ１１）のＮが
０≦Ｎ≦３を満たす第１面と、この第１面と接しかつ面
方位（Ｎ１１）のＮがＮ≒４を満たす第２面と、この第
２面と接しかつ面方位を表すミラー指数（１ＭＭ）のＭ
が、０≦Ｍ≦０．２５を満たす第３面とを形成する工程
と、エッチングマスクを除去する工程と、第１〜第３面
上に、ＭＢＥ法を用いて、両極性不純物としてＳｉをド
ープした、ＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡｓ層を成長させ
て、第１面上にｐ型層、第２面上に低キャリア濃度層お
よび第３面上にｎ型層を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。

【０００９】また、この出願に係る第３の発明の化合物
半導体薄膜の横方向ｐーｉーｎ接合形成方法によれば、
基板上の一部分に傾斜面を形成する工程と、この傾斜面
を形成した基板上に、ＭＢＥ法を用いてＧａＡｓ層を成
長させ、この傾斜面上に、この傾斜面の自由エネルギー
よりもエネルギー的に安定な面である、面方位（Ｎ１
１）のＮが０≦Ｎ≦３を満たす第１面とこの第１面と接
しかつ面方位（Ｎ１１）のＮがＮ≒４を満たす第２面と
を形成し、かつ、非傾斜面上に、この第２面と接しかつ
面方位（１ＭＭ）のＭが、０≦Ｍ≦０．２５を満たす第
３面を形成する工程と、第１〜第３面上に、ＭＢＥ法を
用いて、両極性不純物としてＳｉをドープした、ＧａＡ
ｓ層又はＡｌＧａＡｓ層を成長させて、第１面上にｐ型
層、第２面上に低キャリア濃度層および第３面上にｎ型
層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

【００１０】但し、第１〜第３の発明において、ｉ層は
低キャリア濃度層を意味する。従って、ｉ層は半絶縁型
層のみでなく、例えば低濃度のｎ型層であるｎ^- 層や低
濃度のｐ型層であるｐ^- 層となる場合も含む。

【００１１】但し、第１の発明において、第１導電型と
は、ｎ型又はｐ型のいずれか一方の導電型を意味し、第
２導電型は第１導電型でない方の導電型を意味する。

【００１２】但し、第２および第３の発明において、第
３面の面方位（１ＭＭ）のＭが０≦Ｍ≦０．２５を満た
すということは、別の表記をすれば、面方位（Ｎ１１）
のＮが５≦Ｎを満たす場合に相当する。

【００１３】

【作用】この出願に係る第１の発明の化合物半導体薄膜
の横方向ｐ−ｉ−ｎ接合の形成方法によれば、ＭＢＥ法
を用いて、薄膜が成長する面の面方位によってこの薄膜
の導電型が決まるように両極性不純物が添加された、化
合物半導体薄膜を成長させる。このような化合物半導体
薄膜を形成する面として、基板に、互いに面方位の異な
る第１面および第３面と、この第１面とこの第３面との
間でこの両面に接しかつこの両面のそれぞれの傾きの中
間の傾きを有する第２面とを形成する。そして、この上
に化合物半導体薄膜を形成すると、一度の工程でそれぞ
れ、第１面上に第１導電型層を形成し、第３面上に第２
導電型層を形成し、第２面上に第１および第２導電型層
に接合した低キャリア濃度層を形成することができる。

【００１４】また、この出願に係る第２の発明の化合物
半導体薄膜の横方向ｐ−ｉ−ｎ接合の形成方法によれ
ば、ＭＢＥ法を用いて、両極性不純物としてＳｉをドー
プした、ＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡｓ層の薄膜を成長さ
せることにより、横方向のｐ−ｉ−ｎ接合を形成する。
この薄膜の導電型は、薄膜が成長する面の面方位によっ
て決めることができる。第２発明では、薄膜の導電型が
それぞれｐ型、ｉ型およびｎ型になる面方位として、面
方位（Ｎ１１）のＮが０≦Ｎ≦３を満たす第１面と、こ
の第１面と接しかつ面方位（Ｎ１１）のＮがＮ≒４を満
たす第２面と、この第２面と接しかつ面方位（１ＭＭ）
のＭが、０≦Ｍ≦０．２５を満たす第３面とを形成す
る。これら第１〜第３面は、ＧａＡｓ基板上の一部分に
形成したエッチングマスクを介して、基板をエッチング
して形成する。このエッチングに際して、ＧａＡｓ基板
のＡ面（Ｇａが表面に出ている面）に対するエッチング
速度がＧａＡｓ基板のＢ面（Ａｓが表面に出ている面）
に対するエッチング速度よりも遅いエッチング液を用い
ることにより、上述の面方位を有する第１〜第３面を形
成することができる。

【００１５】そしてこれら第１〜第３面上に、ＭＢＥ法
を用いて、両極性不純物としてＳｉをドープした、Ｇａ
Ａｓ層又はＡｌＧａＡｓ層の薄膜を成長させると、後述
の第１実施例でも述べるように、第１面上にｐ型層、第
２面上に低キャリア濃度層および第３面上にｎ型層を形
成することができる。

【００１６】また、この出願に係る第３の発明の化合物
半導体薄膜の横方向ｐ−ｉ−ｎ接合の形成方法によれ
ば、ＭＢＥ法を用いて、両極性不純物としてＳｉをドー
プした、ＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡｓ層の薄膜を成長さ
せることにより、横方向のｐ−ｉ−ｎ接合を形成する。
この薄膜の導電型は、薄膜が成長する面の面方位によっ
て決めることができる。第２発明では、薄膜の導電型が
それぞれｐ型、ｉ型およびｎ型になる面方位として、面
方位（Ｎ１１）のＮが０≦Ｎ≦３を満たす第１面と、こ
の第１面と接しかつ面方位（Ｎ１１）のＮがＮ≒４を満
たす第２面と、この第２面と接しかつ面方位（１ＭＭ）
のＭが、０≦Ｍ≦０．２５を満たす第３面とを形成す
る。第３の発明では、これら第１〜第３面を形成するに
あたり、先ず、基板上の一部分に傾斜面を形成する。そ
して、この傾斜面を形成した基板上に、ＭＢＥ法を用い
てＧａＡｓ層を成長させれば、この傾斜面の自由エネル
ギーよりもエネルギー的に安定な面である第１および第
２面を傾斜面上に形成することができる。また、非傾斜
面上には第３面を同時に形成することができる。

【００１７】そしてこれら第１〜第３面上に、ＭＢＥ法
を用いて、両極性不純物としてＳｉをドープした、Ｇａ
Ａｓ層又はＡｌＧａＡｓ層の薄膜を成長させると、後述
の第１実施例でも述べるように、第１面上にｐ型層、第
２面上に低キャリア濃度層および第３面上にｎ型層を形
成することができる。

【００１８】従って、この出願に係る第１〜第３の発明
によれば、拡散工程を経ずに、容易に化合物半導体薄膜
の横方向ｐ−ｉ−ｎ接合を形成することができる。

【００１９】その結果、拡散工程を行わないので、各選
択的拡散を行う毎にマスクパターンを形成する必要がな
く、マスクパターンを形成する回数を減らすことができ
る。このため、プロセスを簡略化することができるの
で、歩留の低下を抑制することが期待できる。また、拡
散工程を行わないので、従来例のように高温で熱処理を
行う必要がない。このため、熱処理による歩留が低下を
抑制することが期待できるだけでなく、ｐ−ｉ−ｎ接合
を形成した素子の信頼性の低下を抑制することができ
る。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して、この出願に係る第１
〜第３の発明の一例について説明する。尚、図面は、こ
の発明が理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状お
よび配置関係を概略的に示してあるにすぎない。従っ
て、この発明はこの図示例にのみ限定されるものでない
ことは明らかである。

【００２１】＜第１実施例＞第１実施例では、第１およ
び第２の発明の一例について併せて説明する。図１の
（Ａ）および（Ｂ）は、第１実施例の説明に供する前半
の工程図である。図２の（Ａ）および（Ｂ）は、図１の
（Ｂ）に続く後半の工程図である。

【００２２】第２の発明では、先ず、半絶縁性のＧａＡ
ｓ基板１０の（１００）面１２上の一部分に、フォトレ
ジストからなるエッチングマスク１４を形成する。第１
実施例では、ＧａＡｓ基板１０の＜０−１１＞方向に沿
った縁１４ａを有するエッチングマスク１４を形成する
（図１の（Ａ））。

【００２３】尚、このＧａＡｓ基板１０は第１の発明の
基板に相当する。

【００２４】次に、ＧａＡｓ基板１０に対して、このエ
ッチングマスク１４を介して、化学エッチングを行うこ
とにより、面方位（Ｎ１１）のＮが０≦Ｎ≦３を満たす
第１面１６と、この第１面１６と接しかつ面方位（Ｎ１
１）のＮがＮ≒４を満たす第２面１８と、この第２面１
８と接しかつ面方位（Ｎ１１）のＮが５≦Ｎを満たす第
３面２０とを形成する。

【００２５】第１面１６および第２面１８の形成にあた
っては、このＧａＡｓ基板１０のＡ面に対するエッチン
グ速度がこのＧａＡｓ基板１０のＢ面に対するエッチン
グ速度よりも遅いエッチング液を用いる。ここでは、エ
ッチング液として、リン酸と水と過酸化水素水との混合
液を用いる。このエッチング液は、この混合液の混合比
を変えることによって、エッチングにより形成される面
の面方位を変えることができる。従って、２種類の混合
比のエッチング液で順次にエッチングを行うことによ
り、第１面１６および第２面１８を形成することができ
る。また、ここでは、エッチングマスク１４の下の一部
分のＧａＡｓ基板面に残存した（１００）面をそのまま
第３面２０として使う。また、ここでは、第１面１６の
先の、エッチングマスク１４から離れた領域には、エッ
チングにより新たな（１００）面３６が形成される（図
１の（Ｂ））。

【００２６】ここで、図３のグラフに、エッチングによ
って形成される傾斜面の角度の、エッチング液の過酸化
水素水の相対比率に対する依存性を示す。図３のグラフ
の横軸は、リン酸に対する過酸化水素水の相対比率を表
す。また、縦軸は、傾斜面の（１００）面に対する傾斜
角度を表す。グラフ中の折れ線Ｉは、各測定点のプロッ
トを結んだものである。

【００２７】尚、この実施例の第１〜第３面はそれぞ
れ、第１の発明の第１〜第３面、即ち、互いに面方位の
異なる第１面および第３面と、この第１面とこの第３面
との間でこの両面に接しかつこの両面のそれぞれの傾き
の中間の傾きを有する第２面に相当する。

【００２８】次に、エッチングマスク１４を有機洗浄に
より除去する。このようにして得られた第１〜第３面１
６、１８および２０は、各面同士が接する境界線２２ａ
および２２ｂで屈折して連なった連続屈折傾斜面３８を
形成している。また、第１〜第３面は、この実施例では
平面パターンで見て直線上に並んでいる。エッチングマ
スク１４を除去した基板の断面斜視図を図２の（Ａ）に
示す。

【００２９】次に、第１〜第３面上に、ＭＢＥ法を用い
て、両極性不純物としてのＳｉ（シリコン）ドープし
た、ＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡｓ層（薄膜とも称する）
２４を成長させる。ここでは、通常のＭＢＥ成長条件と
同じ条件で薄膜２４を成長させ、成長温度を５００〜７
００℃程度とし、Ｓｉ不純物の添加濃度を１０¹⁶〜１０
¹⁹個／ｃｍ^-3程度とする。また、成長にあたっては、Ｖ
族のＡｓ（ヒ素）の原料ガスとIII 族のＧａ（ゲルマニ
ウム）の原料ガスの供給量の比であるＶ/III比を１〜
１．５程度とする。ここでは、Ｖ/III比は１よりも大き
くかつ１に近い値であることが望ましい。

【００３０】III-Ｖ族の化合物半導体であるＧａＡｓや
ＡｌＧａＡｓの層に、ＳｉのようなIV族の不純物を添加
すると、この不純物は両極性不純物として働く。このた
め、この層の導電型はｐ型にもｎ型にもなる。例えば、
ＧａＡｓ基板の主表面として一般に用いられる（１０
０）面上に、Ｓｉを添加したＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓ
の薄膜をＭＢＥ法を用いて成長させると、この薄膜は通
常ｎ型の導電型の電気特性を示す。一方、（１００）面
とは異なる面方位の面上に薄膜を成長させた場合は必ず
しもｎ型にはならない。例えば、面方位（Ｎ１１）のＡ
面（但し、Ｎは実数）で０≦Ｎ≦３を満足する面上に成
長させた場合は、薄膜はｐ型の導電型を示す。また、面
方位（Ｎ１１）のＡ面でＮ≒４を満足する場合は、薄膜
はキャリア濃度の低い低キャリア濃度層（ｉ型層）とな
り、例えば半絶縁型、ｎ^- 型、ｐ⁻型を示す。

【００３１】従って、上述したこの実施例でのＭＢＥ法
による成長条件で、薄膜２４を形成することにより、第
１面１６上にｐ型層２６、第２面１８上に低キャリア濃
度層（ｉ型層）２８および第３面２０上にｎ型層３０を
一度に一括して形成することができる。これらｐ型層２
６、ｉ型層２８およびｎ型層３０は各層の表面に沿った
方向即ち横方向ｐ−ｉ−ｎ接合４０を形成している（図
２の（Ｂ））。

【００３２】尚、ここでは、ｐ型が第１の発明の第１の
導電型に相当し、ｎ型が第１の発明の第２の導電型に相
当する。

【００３３】＜第２実施例＞第２実施例では、第１およ
び第３の発明の一例について併せて説明する。図４の
（Ａ）および（Ｂ）は、第２実施例の説明に供する前半
の工程図である。図５の（Ａ）および（Ｂ）は、図４の
（Ｂ）に続く後半の工程図である。

【００３４】第３の発明では、先ず、基板上の一部分に
傾斜面を形成する。第３実施例では、基板としてＧａＡ
ｓ基板１０を用いる。そして、ＧａＡｓ基板１０上の一
部分に、フォトレジストからなるエッチングマスク１４
を形成する。第２実施例では、第１実施例と同様に、Ｇ
ａＡｓ基板１０の＜０−１１＞方向に沿った縁１２を有
するエッチングマスク１４を形成する。但し、＜０−１
１＞の「−１」は、通常、１のバー（ｂａｒ）で表記
されているものを便宜的に表している。そして、この実
施例では、このエッチングマスク１４を介してエッチン
グを行って傾斜面３２を形成する。この傾斜面３２は、
面方位（Ｎ１１）のＮが３の近傍の値となるように形成
する。この傾斜面３２は、後述するこの実施例の第１面
１６および第２面１８よりも自由エネルギーが高く、比
較的不安定な面となる。また、この傾斜面３２先の、エ
ッチングマスク１４から離れた領域には、エッチングに
より新たな（１００）面３６が形成される。このように
して得られた第１〜第３面１６、１８および２０は、各
面同士が接する境界線２２ａおよび２２ｂで屈折して連
なった連続屈折傾斜面３８を形成している。また、第１
〜第３面は、この実施例では平面パターンで見て直線上
に並んでいる。

【００３５】この傾斜面３２を形成するために、ここで
は、エッチング液としてリン酸と水と過酸化水素水の混
合液を用いる。この混合液の混合比は、第１実施例にお
いて第１面１６および第２面１８をそれぞれ形成したと
きの各混合比の間の混合比とする（図４の（Ａ））。

【００３６】次に、エッチングマスク１４を有機洗浄で
除去した後、この傾斜面２４を形成した基板１０ｂ上
に、ＭＢＥ法を用いてＧａＡｓ層３４を成長させる。こ
こでは、成長温度が６００℃、Ｖ/III比が１．５程度、
成長速度が０．５μｍ／時間程度の条件下で、不純物の
Ｓｉを２×１０¹⁸個／ｃｍ^-3程度添加して、１μｍ程の
厚さに成長させる。

【００３７】このようにしてＧａＡｓ層３４を成長させ
ると、この傾斜面３４の自由エネルギーよりもエネルギ
ー的に安定な面である、面方位（Ｎ１１）のＮが０≦Ｎ
≦３を満たす第１面１６とこの第１面１６と接しかつ面
方位（Ｎ１１）のＮがＮ≒４を満たす第２面１８とが自
動的に形成される。また、ここでは、非傾斜面上に、こ
の第２面１８と接しかつ面方位（１ＭＭ）のＭが、０≦
Ｍ≦０．２５を満たす第３面２０が形成される（図４の
（Ｂ））。

【００３８】次に、第１〜第３面２０上に、ＭＢＥ法を
用いて、両極性不純物としてＳｉをドープした、ＧａＡ
ｓ層又はＡｌＧａＡｓ層からなる薄膜２４を成長させ
て、第１面１６上にｐ型層２６、第２面１８上に低キャ
リア濃度層１８および第３面２０上にｎ型層３０を一度
に形成する。薄膜２４の成長の条件は、第１実施例にお
けるＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡｓ層２４の成長時の条件
と同一とする。これらｐ型層２６、ｉ型層２８およびｎ
型層３０は各層の表面に沿った方向即ち横方向ｐ−ｉ−
ｎ接合４０を構成する（図５）。

【００３９】尚、ここでは、ｐ型が第１の発明の第１の
導電型に相当し、ｎ型が第１の発明の第２の導電型に相
当する。

【００４０】上述した各実施例では、この発明を特定の
材料を使用し、特定の条件で形成した例について説明し
たが、この発明は多くの変更および変形を行うことがで
きる。例えば、上述した第１実施例では、基板の（１０
０）面をエッチングして、第１〜第３面を得たが、第１
および第２の発明では、例えば、面方位（Ｎ１１）で０
≦Ｎ≦３の基板面をエッチングして、第１〜第３面を得
ることもできる。また、第１〜第３の発明では、全ての
Ｂ面を第３面として利用することができる。

【００４１】また、上述した各実施例では、エッチング
マスクとしてフォトレジストを用いたが、例えば、Ｓｉ
Ｏ₂ 等の誘電体膜をパターニングしたものをエッチング
マスクとして用いても良い。

【００４２】また、上述した実施例では、第１〜第３面
を平面パターンで見て直線上に並べて設けたが、この出
願に係る各発明では、第１〜第３面を平面パターンで見
て必ずしも直線上に並べて設ける必要はない。

【００４３】また、上述した各実施例では、いずれもIV
族の不純物を添加したIII-Ｖ族の化合物半導体薄膜の横
方向のｐ−ｉ−ｎ接合を形成したが、各発明では、II-V
I 族、例えばＩｎＰの化合物半導体薄膜の横方向のｐ−
ｉ−ｎ接合を形成しても良い。

【００４４】また、上述した実施例では、エッチング液
として、リン酸と水と過酸化水素水との混合液を用いた
が、エッチング液は所望の面方位が得られるものならば
良く、例えば、フッ酸と過酸化水素水との混合液を用い
ても良い。この混合液もフッ酸と過酸化水素水との混合
比を変えることにより、エッチングにより形成される面
方位を変えることができる。

【００４５】また、第２実施例では、基板として、Ｇａ
Ａｓ基板を用いたが、第３の発明では、基板として必ず
しも化合物半導体を使用しなくとも良く、例えば、等方
性の材料であるＳｉ基板を使用することもできる。

【００４６】

【発明の効果】この出願に係る第１〜第３の発明によれ
ば、拡散工程を経ずに、容易に化合物半導体薄膜の横方
向ｐ−ｉ−ｎ接合を形成することができる。

【００４７】その結果、拡散工程を行わないので、各選
択的拡散を行う毎にマスクパターンを形成する必要がな
く、マスクパターン（この発明ではエッチングマスク）
を形成する回数を減らすことができる。このため、プロ
セスを簡略化することができるので、歩留の低下を抑制
することが期待できる。また、拡散工程を行わないの
で、従来例のように高温で熱処理を行う必要がない。こ
のため、熱処理による歩留の低下を抑制することが期待
できるだけでなく、ｐ−ｉ−ｎ接合を形成した素子の信
頼性が低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、第１実施例の説明に供
する前半の工程図である。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、図１の（Ｂ）に続く、
後半の工程図である。

【図３】傾斜角度のエッチング液の混合比に対する依存
性を示すグラフである。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、第２実施例の説明に供
する前半の工程図である。

【図５】図４の（Ｂ）に続く、後半の工程図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ、１０ｂ：ＧａＡｓ基板１２：（１００）面１４：エッチングマスク１６：第１面１８：第２面２０：第３面２２ａ、２２ｂ：境界線２４：薄膜（ＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡｓ層）２６：ｐ型層２８：ｉ型層（低キャリア濃度層）３０：ｎ型層３２：傾斜面３４：ＧａＡｓ層３６：（１００）面３８：連続屈折傾斜面４０：横方向ｐ−ｉ−ｎ接合

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に、互いに面方位の異なる第１面お
よび第３面と、該第１面と該第３面との間で当該両面に
接しかつ該両面のそれぞれの傾きの中間の傾きを有する
第２面とを形成する工程と、前記第１〜３面上に、ＭＢＥ法を用いて、薄膜が成長す
る面の面方位によって該薄膜の導電型が決まるように両
極性不純物が添加された、化合物半導体薄膜を成長させ
ることにより、一度の工程でそれぞれ、前記第１面上に
第１導電型層を形成し、前記第３面上に第２導電型層を
形成し、前記第２面上に前記第１および第２導電型層に
接合した低キャリア濃度層を形成する工程とを含むこと
を特徴とする化合物半導体薄膜の横方向ｐ−ｉ−ｎ接合
形成方法。
【請求項２】半絶縁性のＧａＡｓ基板上の一部分に、
エッチングマスクを形成する工程と、該ＧａＡｓ基板に対して、該エッチングマスクを介し
て、該ＧａＡｓ基板のＡ面に対するエッチング速度が該
ＧａＡｓ基板のＢ面に対するエッチング速度よりも遅い
エッチング液を用いて、エッチングを行うことにより、
面方位（Ｎ１１）のＮが０≦Ｎ≦３を満たす第１面と、
該第１面と接しかつ面方位（Ｎ１１）のＮがＮ≒４を満
たす第２面と、該第２面と接しかつ面方位（１ＭＭ）の
Ｍが０≦Ｍ≦０．２５を満たす第３面とを形成する工程
と、前記エッチングマスクを除去する工程と、前記第１〜第３面上に、ＭＢＥ法を用いて、両極性不純
物としてＳｉをドープした、ＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡ
ｓ層を成長させて、第１面上にｐ型層、第２面上に低キ
ャリア濃度層および第３面上にｎ型層を形成する工程
と、を含むことを特徴とする化合物半導体薄膜の横方向
ｐ−ｉ−ｎ接合形成方法。
【請求項３】基板上の一部分に傾斜面を形成する工程
と、該傾斜面を形成した基板上に、ＭＢＥ法を用いてＧａＡ
ｓ層を成長させ、該傾斜面上に、当該傾斜面の自由エネ
ルギーよりもエネルギー的に安定な面である、面方位
（Ｎ１１）のＮが０≦Ｎ≦３を満たす第１面と該第１面
と接しかつ面方位（Ｎ１１）のＮがＮ≒４を満たす第２
面とを形成し、かつ、非傾斜面上に、該第２面と接しか
つ面方位（１ＭＭ）のＭが０≦Ｍ≦０．２５を満たす第
３面を形成する工程と、前記第１〜第３面上に、ＭＢＥ法を用いて、両極性不純
物としてＳｉをドープした、ＧａＡｓ層又はＡｌＧａＡ
ｓ層を成長させて、第１面上にｐ型層、第２面上に低キ
ャリア濃度層および第３面上にｎ型層を形成する工程
と、を含むことを特徴とする化合物半導体薄膜の横方向
ｐ−ｉ−ｎ接合形成方法。