JPS5810851B2 - フジユンブツノセンタクカクサンホウ

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【発明の詳細な説明】本発明は不純物の選択拡散法に関する。

−従来、半導体、誘電体、磁性体等の結晶に選択拡散を
する際、その拡散用マスクとしては酸化膜あるいは窒化
膜が用いられていた。

その一例としてｎ型ＧａＡｓにＺｎを拡散する方法を第
１図について説明する。

先ず基板ｎＷＧａＡＢ１に酸化シリコン膜２を約５００
ＯＡ付ける（ａ図）。

この酸化膜２にフォトエツチングの技術を用いて１０μ
巾の窓あけを行なう（ｂ図）。

次にＺｎＡｓ２を拡散用ソースとしてこれにＺｎ拡散を
行なう（０図）。

この方法は簡単であるが、次のような欠点がある。

すなわち、基板ＧａＡｓ１と酸化膜２との熱膨張係数の
差によりそれらの界面に非常に大きな歪が加わる。

従ってＺｎ拡散をした場合、拡散深さと同程度の大きさ
の界面へ沿っての異常拡散が生ずる。

この界面へ沿っての拡散は不要なものであって、これは
ダイオードにした場合の逆耐圧を下げるなどの悪影響を
及ぼす。

また電極付けを行い、アロイイングの処理を行なう時な
どのように高温処理の際、熱歪により酸化膜が浮いてし
まうなどの不都合も生じる。

本発明はかかる従来の欠点を除去するためになされたも
ので、拡散マスクとして、先基板と格子定数や熱膨張係数の近似したＧａＡｌｘＡｓ
（０．１≦ｘ≦１）を成長させ、その上に酸化膜を成長
させ、この２層を拡散用マスクとして用いる。

ＧａＡＳ基板への拡散の場合、第１層としてＧａ１−ｘ
ＡｌｘＡｓを選んだ理由は、ＧａＡｓと格子定数が等し
いこと、およびエツチングが選択的にできることにある
。

以下に本発明の一実施例を図面とともに説明する。

゛第２図において、先ずｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ｇ
ａ２．５Ａｌ６．５Ａｓ４を２μ液相エピタキシヤル法
で成長する（同図ａ）。

次にその上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜５を５０００
Å付ける（同図ｂ）。

ついでフォトエツチングの技術を用いて酸化膜５及びＧ
ａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ膜４に１０μ巾の窓あけをする
（同図Ｃ）。

その際の選択エツチング液としてはそれぞれぶつ酸とり
ん酸が適している。

この窓あけされた試料に、ＺｎＡｓ２をソースとして拡
散を行なって、基板１に拡散領域６を形成する。

拡散条件としては拡散温度８００℃で６０分間が最適で
ある。

このようにして拡散した時、その拡散方向の深さは約４
μとなる（同図ｄ）。

この場合、ＧａＡｓとＧａ０．５Ａｌ０．５Ａｓとの界
面に沿っての拡散はほとんどない。

これはＧａＡｓとＧａｏ、５Ａｎｏ、、Ａｓとの格子定
数及び熱膨張係数の各位が非常に近いため、拡散条件下
でも歪がほとんどなく、従って界面に沿っての拡散が生
じないためと考えられる。

またＧａ０．５Ａ１０．５Ａｓ４へのＺｎ拡散は酸化膜
５によってさえぎられるため、はとんどない。

拡散深さが浅い場合（１μ以下）は、Ｇａ０．５Ａ１０
．５Ａｓ膜４だけをマスクといて用いて選択拡散しても
よいが、この例のように深くなると、Ｇａ０．５Ａ１０
．５Ａｓ４をこのように厚く成長させるのは実際上困難
であるので、Ｇａ０．５Ａ１０．５Ａｓ４の上に酸化膜
２を付けるのである。

これを素子として利用する際には、拡散後Ｇａ０．５Ａ
１０．５Ａｓ４だけ残して酸化膜５は取り除いて使うと
よい。

例えば注入型発光ダイオードとして用いる際には酸化膜
５を除きＧａ０．５Ａ１０．５Ａｓ４上に全面に金属電
極７を付けた第３図のような構造にするとよい。

この際Ｇａ０．５Ａ１０．５Ａｓ４と電極７との間には
オーミックコンタクトができていないため、注入電流は
すべてｐ型ＧａＡｓ３を通じて流れる。

また用途によっては酸化膜５、Ｇａ０．５Ａ１０．５Ａ
Ｓ４の両方を除いてもよい。

なお、格子定数が±１％の範囲で基板結晶と等しい結晶
を用いると、拡散マスクとして良好に働くことが実験よ
りわかった。

以上説明したように、本発明は不純物の異常拡散や製造
工程中の酸化膜または窒化膜のはく離を防止することが
でき、さらに拡散深さを非常に精密に制御できる不純物
の選択拡散法が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−ｃは従来の不純物の選択拡散法を示す工程図
、第２図ａ−ｄは本発明の不純物の選択拡散法を示す工
程図、第３図は本発明を実施して製作した。 −ｎ発光ダイオードを示す断面図である。１・・・・ｎ型ＧａＡｓ、４・・・・・・ｎ型Ｇａ０．
５Ａ１０．５Ａｓ、５・・・・・・酸化膜（または窒化
膜）。

【特許請求の範囲】