JPS5846630A - 化合物半導体ｐｎ接合の形成方法 - Google Patents
化合物半導体ｐｎ接合の形成方法Info
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- JPS5846630A JPS5846630A JP56145315A JP14531581A JPS5846630A JP S5846630 A JPS5846630 A JP S5846630A JP 56145315 A JP56145315 A JP 56145315A JP 14531581 A JP14531581 A JP 14531581A JP S5846630 A JPS5846630 A JP S5846630A
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化合物半導体ＰＮ接合の形成方法に関する。
最近の化合物半導体光デバイスの発達、特に単一の化合
物半導体結晶基板上に電界効果トラ７ジスタ（ＰＦｌｉ
Ｔ）などの電子デバイス、光導波路光検水器１発光ダイ
オード（ＩＪＤ）等の光デバイスを機能的に一体化して
形成し九光電集積回路が関心を集めるにつれて化合物半
導体単結晶、特にガリウム砒素単結晶の表面の一部また
は全部にＰＮ接合を形成する技術の重要性が高まってい
る。
物半導体結晶基板上に電界効果トラ７ジスタ（ＰＦｌｉ
Ｔ）などの電子デバイス、光導波路光検水器１発光ダイ
オード（ＩＪＤ）等の光デバイスを機能的に一体化して
形成し九光電集積回路が関心を集めるにつれて化合物半
導体単結晶、特にガリウム砒素単結晶の表面の一部また
は全部にＰＮ接合を形成する技術の重要性が高まってい
る。
従来、ガリウム砒素表面上にＰＮ接合を形成するために
は、液相エピタキシアル成長法によって融液中より亜鉛
（Ｚｎ）など璽族の元素を結晶中にとり入れさせる成長
法によるか、Ｔｏるいは１族の元素を気相あるいは固相
の供給源から拡散による拡散法による方法が知られてい
たが比較的最近では不純物原子の空間的分布と濃度がよ
シ容易に制御できるイオン注入法による製作法に関心が
集まっている。現状において亜鉛あるいはベリリウム（
Ｂｅ）が主としてヒの目的のために用いられているが、
しかし、Ｚｎの場合原子量が大きいため注入の際に結晶
が損傷を受ける度合が大きいため。
は、液相エピタキシアル成長法によって融液中より亜鉛
（Ｚｎ）など璽族の元素を結晶中にとり入れさせる成長
法によるか、Ｔｏるいは１族の元素を気相あるいは固相
の供給源から拡散による拡散法による方法が知られてい
たが比較的最近では不純物原子の空間的分布と濃度がよ
シ容易に制御できるイオン注入法による製作法に関心が
集まっている。現状において亜鉛あるいはベリリウム（
Ｂｅ）が主としてヒの目的のために用いられているが、
しかし、Ｚｎの場合原子量が大きいため注入の際に結晶
が損傷を受ける度合が大きいため。
たとえばＬＥＤあるいは光検出器として使用したとき性
能が低下するのが避けられずまた加熱してアニールを行
なう際に再拡散が起りやすく１分布形状を正確に保つこ
とが困難であった。一方、 Ｂｅは毒性が甚だ大である
ため取扱上不便であるなどの欠点を有しているため一般
に広く使用されるに到らなかった。このように従来の方
法では、化合物半導体に損傷を与えることなく、シかも
不純物分布形状を正確に保ってＰＮ接合を形成すること
は困難であるという欠点があった。
能が低下するのが避けられずまた加熱してアニールを行
なう際に再拡散が起りやすく１分布形状を正確に保つこ
とが困難であった。一方、 Ｂｅは毒性が甚だ大である
ため取扱上不便であるなどの欠点を有しているため一般
に広く使用されるに到らなかった。このように従来の方
法では、化合物半導体に損傷を与えることなく、シかも
不純物分布形状を正確に保ってＰＮ接合を形成すること
は困難であるという欠点があった。
本発明は上記欠点を除き、不純物の分布形状を容重に制
御でき、損傷を受ける度合が格段に小さく、シかも取扱
の容易な化合物半導体ＰＮ接合の形成方法を提供するも
のである。
御でき、損傷を受ける度合が格段に小さく、シかも取扱
の容易な化合物半導体ＰＮ接合の形成方法を提供するも
のである。
本発明の化合物半導体ＰＮ接合の形成方法は。
Ｎ型の電気伝導特性を有するＩ−Ｖ族化合物単結晶の１
部または全部にｌＯα 以上の濃度でシリコン原子をイ
オン注入法によって打ちこんだの。
部または全部にｌＯα 以上の濃度でシリコン原子をイ
オン注入法によって打ちこんだの。
ち、真空中、ｌｌｂ族金属蒸気中、あるいはｌｌｂ族Ｐ
ｍ電導層を形成することを特徴とする。
ｍ電導層を形成することを特徴とする。
本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図は本発明の一実施例を説明するための化合物半導体の
断面図である。
断面図である。
１０”ｃＩＬ−”以上のドナー密度を有するｎ＋ガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）単結晶ｌ上に約５μｍの厚さノ１０
傷 程度の低いドナー密度を有するｎガリウム砒素（
ＧａＡｓ）単結晶層２をエピタキシアル成長させた単一
結晶を基板として使用し、約２００ ＫｅＶ （Ｄ ｘ
ネルギー”ｔ’ １０”ｃｍ−”Ｏ密度ｆ’）＝ｙｙ（
８１）原子のイオノ注入を一般の結晶方位から行なうと
、厚さ０．５μｍの深さにわたり１０”乃至ｌＯα の
８１濃度をもつ８１原子打込み層３が得られる。
ム砒素（ＧａＡｓ）単結晶ｌ上に約５μｍの厚さノ１０
傷 程度の低いドナー密度を有するｎガリウム砒素（
ＧａＡｓ）単結晶層２をエピタキシアル成長させた単一
結晶を基板として使用し、約２００ ＫｅＶ （Ｄ ｘ
ネルギー”ｔ’ １０”ｃｍ−”Ｏ密度ｆ’）＝ｙｙ（
８１）原子のイオノ注入を一般の結晶方位から行なうと
、厚さ０．５μｍの深さにわたり１０”乃至ｌＯα の
８１濃度をもつ８１原子打込み層３が得られる。
従来行なわれていたようｇ、Ｓｔ、Ｎ４などの被覆層を
用いるかあるいはＡｓＨ３の雰囲気中でアニールを行な
い別原子の活性化を行なった場合にはＳｔ原子はガリウ
ム（Ｇａ）格子点に置換しＮ型の電導性を助長せしめる
作用をなす。しかしＧａＡｓ中において別は両性不純？
でありアニール時の条件如何によりては旧の一部または
大部分を砒素（Ａｓ）格子点に置換せしめアクセプタと
しての作用をもたせると七が可能である。これを実現す
るために、真空に吸引したカプセル中にイオノ注入し九
〇ａＡｓ単結晶を単独またはガリウム金属とともに収容
封止し真空、ガリウム蒸気あるいはガリウム融液中にお
いて８００Ｃあるいは以れ以下の比較的低い温度で１時
間以上の比較的長時間加熱を行なうことによってＳｔ含
有層の大部分をＰ型層５に転化せしめることが可能とな
り、仁のような処理によってＰＮ接合４を結晶中に形成
することが可能となる。
用いるかあるいはＡｓＨ３の雰囲気中でアニールを行な
い別原子の活性化を行なった場合にはＳｔ原子はガリウ
ム（Ｇａ）格子点に置換しＮ型の電導性を助長せしめる
作用をなす。しかしＧａＡｓ中において別は両性不純？
でありアニール時の条件如何によりては旧の一部または
大部分を砒素（Ａｓ）格子点に置換せしめアクセプタと
しての作用をもたせると七が可能である。これを実現す
るために、真空に吸引したカプセル中にイオノ注入し九
〇ａＡｓ単結晶を単独またはガリウム金属とともに収容
封止し真空、ガリウム蒸気あるいはガリウム融液中にお
いて８００Ｃあるいは以れ以下の比較的低い温度で１時
間以上の比較的長時間加熱を行なうことによってＳｔ含
有層の大部分をＰ型層５に転化せしめることが可能とな
り、仁のような処理によってＰＮ接合４を結晶中に形成
することが可能となる。
このような熱処理を行なう際に温度を高めると相対的に
８ｉがＧａ格子点に置換される割合が高くなってＰＮ接
合形成上不利となる。また処理温度が低い関係から高温
に保つ時間を１時間以上長くすることが充分表活性化を
行なう上に必要である。
８ｉがＧａ格子点に置換される割合が高くなってＰＮ接
合形成上不利となる。また処理温度が低い関係から高温
に保つ時間を１時間以上長くすることが充分表活性化を
行なう上に必要である。
仁のような方法によって得られたガリウム砒素ＰＮ接合
は損傷の程度も軽微で充分低いシート比抵抗を示すため
ＬＢＤあるいは光検出器をはじめとする光デバイスはも
とよシ接合ＦＥＴなどの電子デバイスをも含む広い用途
に適用しうるものである。
は損傷の程度も軽微で充分低いシート比抵抗を示すため
ＬＢＤあるいは光検出器をはじめとする光デバイスはも
とよシ接合ＦＥＴなどの電子デバイスをも含む広い用途
に適用しうるものである。
上記実施例はＧａＡｓの場合であったが１本発明は他の
■−■族化合物あるいは混晶、たとえばガリウム・アル
電ニウム砒素の如き材料に対してもほとんど同様にして
適用することができる。このような効果はｓｉ＠子の打
込み濃度が低い時でも相当な効果はある、が充分低いシ
ート抵抗を実現するためには１０ α 以上の濃度の旧
原子の打込みが必要である。
■−■族化合物あるいは混晶、たとえばガリウム・アル
電ニウム砒素の如き材料に対してもほとんど同様にして
適用することができる。このような効果はｓｉ＠子の打
込み濃度が低い時でも相当な効果はある、が充分低いシ
ート抵抗を実現するためには１０ α 以上の濃度の旧
原子の打込みが必要である。
以上詳細、に説明したように１本発明によれば。
不純物の分布形状を容易に制御でき、損傷を受ける度合
が格段に小さく、シかも取扱いの容易な化合物半導体Ｐ
Ｎ接合の形成方法が得られるのでその効果は大きい。
が格段に小さく、シかも取扱いの容易な化合物半導体Ｐ
Ｎ接合の形成方法が得られるのでその効果は大きい。
図は本発明の一実施例を説明するための化合物半導体の
断面図である。 １・・・・・・ｎ ガリウム砒素単結晶、２・川・・ｎ
ガリラム砒素単結晶層、３・・・・・・８１原子打込み
層、４・・・・・・ＰＮ接合、５・・・・・・Ｐ型層。 ４
断面図である。 １・・・・・・ｎ ガリウム砒素単結晶、２・川・・ｎ
ガリラム砒素単結晶層、３・・・・・・８１原子打込み
層、４・・・・・・ＰＮ接合、５・・・・・・Ｐ型層。 ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｎ型の電気伝導特性を有する■−■族化合物単結晶の表
面の全部あるいは一部に１ａＩＩあたり１０１８個以上
の濃度のシリコ／原子をイオン注入法によって打込んだ
のち、真空中、ｌ［ｂ族金属雰気中。 しめてＰ型層を形成することを特徴とする化合物半導体
ＰＮ接合の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145315A JPS5846630A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 化合物半導体ｐｎ接合の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145315A JPS5846630A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 化合物半導体ｐｎ接合の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5846630A true JPS5846630A (ja) | 1983-03-18 |
Family
ID=15382311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56145315A Pending JPS5846630A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 化合物半導体ｐｎ接合の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5846630A (ja) |
-
1981
- 1981-09-14 JP JP56145315A patent/JPS5846630A/ja active Pending
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