JPS593920A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS593920A JPS593920A JP57110624A JP11062482A JPS593920A JP S593920 A JPS593920 A JP S593920A JP 57110624 A JP57110624 A JP 57110624A JP 11062482 A JP11062482 A JP 11062482A JP S593920 A JPS593920 A JP S593920A
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Classifications
-
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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
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法、特に■−v族化合物半
導体層の熱処理の方法に係る。
導体層の熱処理の方法に係る。
(2)従来技術と問題点
従来、インジウム・ガリウム・ヒ素Oリン(In。
Ga r A s r P )系の受光半導体素子など
のインジウム・リン(In、P)系半導体層等の熱処理
用保護膜としては、二酸化珪素(8102)膜、窒化シ
リコン(Si3N4・)膜などが用いられている。こう
した熱処理用保護膜は、活性化の為の高温熱処理時に於
いて、外界の雰囲気や膜を通して素子内へ入って来る不
純物から素子を保護し、また内部の素子を構成する元素
の放出を防止する等の目的で使用される。そして、熱処
理稜はパシペーシロン膜として使用されることも多い。
のインジウム・リン(In、P)系半導体層等の熱処理
用保護膜としては、二酸化珪素(8102)膜、窒化シ
リコン(Si3N4・)膜などが用いられている。こう
した熱処理用保護膜は、活性化の為の高温熱処理時に於
いて、外界の雰囲気や膜を通して素子内へ入って来る不
純物から素子を保護し、また内部の素子を構成する元素
の放出を防止する等の目的で使用される。そして、熱処
理稜はパシペーシロン膜として使用されることも多い。
StO膜やSi3N4膜はこれらの目的を一応達成する
が、仙方、熱処理用保S膜に要求されるもう一つの条件
である内部の素子尋に悪い影譬を与えないという観点か
らすると、これらの膜はInP層等と正確に格子整合で
きないので、熱処理時に熱歪が廃生じ、InP層等(及
び保護膜自体)にクラックや微細欠陥が入るなど、熱処
理用保護膜として必ずしも十分なものでは°なかった。
が、仙方、熱処理用保S膜に要求されるもう一つの条件
である内部の素子尋に悪い影譬を与えないという観点か
らすると、これらの膜はInP層等と正確に格子整合で
きないので、熱処理時に熱歪が廃生じ、InP層等(及
び保護膜自体)にクラックや微細欠陥が入るなど、熱処
理用保護膜として必ずしも十分なものでは°なかった。
(3)発明の目的
本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、InP系等の■
−v族化合物半導体層の熱処理に於いて、特に熱歪を原
因とする損傷を防止することによって優れた機能を有す
る保護膜を提供することを目的とする。
−v族化合物半導体層の熱処理に於いて、特に熱歪を原
因とする損傷を防止することによって優れた機能を有す
る保護膜を提供することを目的とする。
(4)発明の構成
そして、本発明は、上記目的を、m−v族化合物半導体
層」二にAZxInl−xAs (x = 0〜1)か
ら成る保護膜を形成し、熱処理することによシ達成され
る。
層」二にAZxInl−xAs (x = 0〜1)か
ら成る保護膜を形成し、熱処理することによシ達成され
る。
本発明に於いて熱処理用保護膜として用いるAtXIn
1−XAB層はそれ自体蒸気圧の高い元素を含まず、し
かも例えばリンψ)、ホウ素中)のような蒸気圧の高い
元素の透過性が低いので、内部の素子環の化学的な劣化
を防止することができ、なおかつ、例えばInP層など
に格子整合することができるので、熱歪の発生もなく、
熱処理用保護膜として優れ、前述の従来技術における間
順点を解決するものである。
1−XAB層はそれ自体蒸気圧の高い元素を含まず、し
かも例えばリンψ)、ホウ素中)のような蒸気圧の高い
元素の透過性が低いので、内部の素子環の化学的な劣化
を防止することができ、なおかつ、例えばInP層など
に格子整合することができるので、熱歪の発生もなく、
熱処理用保護膜として優れ、前述の従来技術における間
順点を解決するものである。
AtXIn7.−XABの結晶構造は閃亜鉛鉱型であり
、■−■族化合物半導体の結晶構造と一致している。
、■−■族化合物半導体の結晶構造と一致している。
寸だ、組成的にx −= 0〜1で変化することによっ
て格子定数はa = 6.0584 X〜5.6605
Xに変化することができる。この場合、AtXIn1
□A8の格子定数aは式(I) a=6.0584 0.3979X (1)で表わ
される。このようなAtXIn1−xAmに格子整合す
る■−■族化合物半導体であれば、本発明に依って、熱
処理用保護膜としてのAtXIn1−XAB層の有利な
特徴を利用することができる。例えば、InP系、Ga
As系、InAs系、AtAs系、I nGaAs系、
GaAsSb系、Ga I nP系、AtI nP系、
AtGaAs i、GaPSb系、InGaAsP系、
InGaAsSb系、GaPAsSb系、AtGaAs
P系、AtInAsSb系、AtGaAaSb系、In
GaPSb系、AtGaPSb系、AtInPSb系等
の二元、三元、四元等の化合物半導体はAAfI nl
−xA 8によって格子整合できる代表的な例である。
て格子定数はa = 6.0584 X〜5.6605
Xに変化することができる。この場合、AtXIn1
□A8の格子定数aは式(I) a=6.0584 0.3979X (1)で表わ
される。このようなAtXIn1−xAmに格子整合す
る■−■族化合物半導体であれば、本発明に依って、熱
処理用保護膜としてのAtXIn1−XAB層の有利な
特徴を利用することができる。例えば、InP系、Ga
As系、InAs系、AtAs系、I nGaAs系、
GaAsSb系、Ga I nP系、AtI nP系、
AtGaAs i、GaPSb系、InGaAsP系、
InGaAsSb系、GaPAsSb系、AtGaAs
P系、AtInAsSb系、AtGaAaSb系、In
GaPSb系、AtGaPSb系、AtInPSb系等
の二元、三元、四元等の化合物半導体はAAfI nl
−xA 8によって格子整合できる代表的な例である。
例えば、光素子によく利用されるInP+GaAs 基
板に成長した。In1−uGauAs、 、Pv層、あ
るいはAtxInl−XAs層自体にも格子整合するこ
とができる。
板に成長した。In1−uGauAs、 、Pv層、あ
るいはAtxInl−XAs層自体にも格子整合するこ
とができる。
更に、AtXIn1−xAl1層は熱処理用保護膜とし
て使用した後、その捷ま別の用途に使用することができ
る。例えば、その大きなエネルギーギャップ(約1.4
5 eV )を利用して受光素子の入射光のウィンド層
をして使用したシ、あるいは蒸気圧の高い成分を含まな
いので熱損傷が少ないことを利用してパッシベーション
膜の下地膜として使用することなどが考えられる。
て使用した後、その捷ま別の用途に使用することができ
る。例えば、その大きなエネルギーギャップ(約1.4
5 eV )を利用して受光素子の入射光のウィンド層
をして使用したシ、あるいは蒸気圧の高い成分を含まな
いので熱損傷が少ないことを利用してパッシベーション
膜の下地膜として使用することなどが考えられる。
(5)発明の実施例
以下、本発明の実施例について説明する。
先ず、第1図を参照すると、InP基板11にそれと格
子整合するAtxI n 1− xA s層12を成長
させた。InPの格子定数はa=5.870Xであり、
これと格子整合するAtXIn1−xAsの組成を決定
するために式(1)にa=5.870iを代入すると、
a−5,870=6.0584−0.3979Xであり
、この方程式を解くと、x=0.48. 即ちAto
、4a I n。52Al+を得る。この組成物の液
相成長のための溶液中の原子分率は、 アルミニウム(At) 0.00065ヒ素(A
s )0.140 インジウム(In) 0.85935である。
子整合するAtxI n 1− xA s層12を成長
させた。InPの格子定数はa=5.870Xであり、
これと格子整合するAtXIn1−xAsの組成を決定
するために式(1)にa=5.870iを代入すると、
a−5,870=6.0584−0.3979Xであり
、この方程式を解くと、x=0.48. 即ちAto
、4a I n。52Al+を得る。この組成物の液
相成長のための溶液中の原子分率は、 アルミニウム(At) 0.00065ヒ素(A
s )0.140 インジウム(In) 0.85935である。
そのために配合比の各成分原料を以下の様にし、これら
を融解し、溶液化した。
を融解し、溶液化した。
A7In 3.5072554In
As 1.2462 ffIn
0.3691p尚、AtInはAt
を0.1 i子数%(0,0235wt%)含む母金属
であシ、InAsは二元化合物を用いた。
As 1.2462 ffIn
0.3691p尚、AtInはAt
を0.1 i子数%(0,0235wt%)含む母金属
であシ、InAsは二元化合物を用いた。
表面をInPの保饅板で保護したInP(100)基板
11上に上記溶液を、成長開始温度778℃。
11上に上記溶液を、成長開始温度778℃。
冷却速度03℃/分、降下幅5℃でAZxInl−xA
aエピタキシャル保護膜12を厚さ05μmに成長させ
た。
aエピタキシャル保護膜12を厚さ05μmに成長させ
た。
成長したAtxInl−xAs保積膜12の特性波長を
フォトルミネッセンス法で測定し、87ooX(1’、
425eV)を得、X線回折法で格子定骸を測定し、5
.863Xを得た。InPとの格子不整合の程度は 0.5863−0.5870 Δa / a =□埃−1,14X10 ’0.587
0 と非常に小さかった。さらに、表面は鏡面状であり、熱
処理膜として使用する上で問題はなかった。
フォトルミネッセンス法で測定し、87ooX(1’、
425eV)を得、X線回折法で格子定骸を測定し、5
.863Xを得た。InPとの格子不整合の程度は 0.5863−0.5870 Δa / a =□埃−1,14X10 ’0.587
0 と非常に小さかった。さらに、表面は鏡面状であり、熱
処理膜として使用する上で問題はなかった。
さらに溶液組成を精密にすれは、完全に格子整合させる
ことが可能であることは言うまでもない。
ことが可能であることは言うまでもない。
このAZx I” + XA s保膿膜12を成長被着
したInP基板11を650℃の温度で5時間熱処理し
た。AtxInl、、−xAs保護膜12の表面には気
相エツチング尋の損傷が存在せず、壕だ、AZx I
n 、。As保護膜12及びInP基板11の各内部に
はクラックの発生が見られず、ミスフィツト転位等の結
晶欠陥も見い田されなかった。以上のことから、A、l
xI n 1− XA a層はInP基板の熱処理用保
護膜として非常に優れていると結論することができた。
したInP基板11を650℃の温度で5時間熱処理し
た。AtxInl、、−xAs保護膜12の表面には気
相エツチング尋の損傷が存在せず、壕だ、AZx I
n 、。As保護膜12及びInP基板11の各内部に
はクラックの発生が見られず、ミスフィツト転位等の結
晶欠陥も見い田されなかった。以上のことから、A、l
xI n 1− XA a層はInP基板の熱処理用保
護膜として非常に優れていると結論することができた。
本発明に従いAtxInl−XAs層を熱処理用保護膜
としてInGaAsP系の受光半導体装置を製造した。
としてInGaAsP系の受光半導体装置を製造した。
第2図を参照すると、n+−InP (100)基板2
1上にn−1nPバツフア一層22(厚さ約3融)、n
−I n 1− 、G a uA a 1− vP
v光吸収層23(厚さ約2μm)、n−InP増倍層2
4(厚さ約1μm)、n−InP層25(厚さ約2μm
)、そしてAlCl28 I n CLs 2 A 8
層26(厚さ約0.5μm)を、順に連続液相成長した
(第2図(イ)参照)。次いで、こうして形成したAt
o48工n。52A8層26の上から、選択的にぺIJ
IJウム(Be)のイオン注入及びカドミニウム(C
a)の熱拡散を行なって、カードリング27及びPN接
合形成のためのP影領域28をそれぞれ形成した。
1上にn−1nPバツフア一層22(厚さ約3融)、n
−I n 1− 、G a uA a 1− vP
v光吸収層23(厚さ約2μm)、n−InP増倍層2
4(厚さ約1μm)、n−InP層25(厚さ約2μm
)、そしてAlCl28 I n CLs 2 A 8
層26(厚さ約0.5μm)を、順に連続液相成長した
(第2図(イ)参照)。次いで、こうして形成したAt
o48工n。52A8層26の上から、選択的にぺIJ
IJウム(Be)のイオン注入及びカドミニウム(C
a)の熱拡散を行なって、カードリング27及びPN接
合形成のためのP影領域28をそれぞれ形成した。
この選択的なイオン注入及び熱拡散のだめのマスクとじ
て用いた密化シリコン(Sl、N4) CVD膜29を
含めてklo 、 413 I n o 、 52 A
11層26を残したitで、カドミウム拡散領域即ち
受光面に二酸化シリコン(SIO2)無反射コーテイン
グ膜30を被漕形成し金・亜鉛(AuZn)*極31を
設置した。n −InP層25には全くクラックがなく
、良好な受光半導体装置が分留りよく製造できた。
て用いた密化シリコン(Sl、N4) CVD膜29を
含めてklo 、 413 I n o 、 52 A
11層26を残したitで、カドミウム拡散領域即ち
受光面に二酸化シリコン(SIO2)無反射コーテイン
グ膜30を被漕形成し金・亜鉛(AuZn)*極31を
設置した。n −InP層25には全くクラックがなく
、良好な受光半導体装置が分留りよく製造できた。
この実施例におけるAto、4alno、52AB層2
6は、イオン注入波のアニール処理(750℃、1〜2
時間)及び熱拡散(650℃、30分)におけるn −
InP層25のための保護膜として有効に働いた後、パ
ッシベーション膜としての窒化シリコン膜29の下地層
として働いている。これは、最上層のエピタキシャル層
にはInPのように蒸気圧の高い元素を含む化合物より
も、AtXIn1−XA8のように蒸気圧の低い元素だ
けを営む化合物を用いた方が熱などによる損傷かより少
なく々ることを利用するものである。
6は、イオン注入波のアニール処理(750℃、1〜2
時間)及び熱拡散(650℃、30分)におけるn −
InP層25のための保護膜として有効に働いた後、パ
ッシベーション膜としての窒化シリコン膜29の下地層
として働いている。これは、最上層のエピタキシャル層
にはInPのように蒸気圧の高い元素を含む化合物より
も、AtXIn1−XA8のように蒸気圧の低い元素だ
けを営む化合物を用いた方が熱などによる損傷かより少
なく々ることを利用するものである。
(6)発明の効果
以上の咋明から明らか力ように、本発明に依わば、熱処
理用表面保護膜をInP、Iii、工n1−uGauA
B1−vPv層などの■−■族化合物半導体層に格子整
合させることができるので、熱処理時の熱歪によるクラ
ックの発生を防止できる。
理用表面保護膜をInP、Iii、工n1−uGauA
B1−vPv層などの■−■族化合物半導体層に格子整
合させることができるので、熱処理時の熱歪によるクラ
ックの発生を防止できる。
第1図は本発明の効果を確認するためInP基板上にA
ZXI n 1□保護膜を被着したものの縦断面図、第
2図は本発明の一実施例の受光半導体装置の縦断面図で
ある。 11− InP基板、12・・・AtxIn1□A8保
護膜、2】・・・基板、22・・・バッファ一層、23
・・・元吸収層、24・・・増倍層、25・・・n一層
、26・・・AtXIn1−、As層、27−ガードリ
ング、28−P領域(カドミウム拡散価域)、29・・
・窒化シリコン膜、30・・・酸化シリコン膜、31・
・・電極。 第1図
ZXI n 1□保護膜を被着したものの縦断面図、第
2図は本発明の一実施例の受光半導体装置の縦断面図で
ある。 11− InP基板、12・・・AtxIn1□A8保
護膜、2】・・・基板、22・・・バッファ一層、23
・・・元吸収層、24・・・増倍層、25・・・n一層
、26・・・AtXIn1−、As層、27−ガードリ
ング、28−P領域(カドミウム拡散価域)、29・・
・窒化シリコン膜、30・・・酸化シリコン膜、31・
・・電極。 第1図
Claims (1)
- i、m−v族化合物半導体層上にアルミニウム・ヒ素又
はインジウム・ヒ素又はアルミニウム・インジウム・ヒ
素から成る保咥膜を形成し、熱処理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 |
---|---|---|---|
JP57110624A JPS593920A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57110624A JPS593920A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS593920A true JPS593920A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14540495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57110624A Pending JPS593920A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS593920A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6154599A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-18 | 松下電工株式会社 | 防災システム |
EP0228624A2 (en) * | 1985-12-19 | 1987-07-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Field effect transistor |
JP2006041458A (ja) * | 2003-10-20 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Iii族元素窒化物結晶半導体デバイス |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP57110624A patent/JPS593920A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6154599A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-18 | 松下電工株式会社 | 防災システム |
JPH0241798B2 (ja) * | 1984-08-25 | 1990-09-19 | ||
EP0228624A2 (en) * | 1985-12-19 | 1987-07-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Field effect transistor |
JP2006041458A (ja) * | 2003-10-20 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Iii族元素窒化物結晶半導体デバイス |
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