JPS5942470B2 - ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ - Google Patents
ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウInfo
- Publication number
- JPS5942470B2 JPS5942470B2 JP50149896A JP14989675A JPS5942470B2 JP S5942470 B2 JPS5942470 B2 JP S5942470B2 JP 50149896 A JP50149896 A JP 50149896A JP 14989675 A JP14989675 A JP 14989675A JP S5942470 B2 JPS5942470 B2 JP S5942470B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- group
- semiconductor
- ion implantation
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Ｉ族元素の全部または一部分がガリウムＧａ
元素により構成されている■−Ｖ族化合物半導体もしく
は１１−Ｖ族化合物混晶半導体からなる基板（以下、簡
単のためにこれらの化合物半導体及び化合物混晶半導体
を総称して■（Ｇａ）−Ｖ族半導体との呼称を用いるこ
とにする）を用いた半導体装置の製造方法に関するもの
である。
元素により構成されている■−Ｖ族化合物半導体もしく
は１１−Ｖ族化合物混晶半導体からなる基板（以下、簡
単のためにこれらの化合物半導体及び化合物混晶半導体
を総称して■（Ｇａ）−Ｖ族半導体との呼称を用いるこ
とにする）を用いた半導体装置の製造方法に関するもの
である。
１１（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板を用いた半導体装置の製
造工程において、ドナーもしくはアクセプタ不純物元素
の選択熱拡散もしくはイオン注入後のアニール等を行う
場合、通常６００℃以上の高温で行われている。
造工程において、ドナーもしくはアクセプタ不純物元素
の選択熱拡散もしくはイオン注入後のアニール等を行う
場合、通常６００℃以上の高温で行われている。
これらの高温熱処理に際して、選択熱拡散用マスクある
いはアニール時の■（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板表面層の
分解等による変質を防止するために、■（Ｇａ）−Ｖ族
半導体基板表面の一部分または全面に二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ０）膜の堆積を行う場合が多い。二酸化ケイ素膜は
、比較的低温で堆積でき、かつ、弗酸により容易に溶解
され加工性は優れている等の特徴を有するが、■（Ｇａ
）−Ｖ族化合物半導体基板の高温熱処理に対する変質防
止機能は完全なものではない。すなわち、■（Ｇａ）−
Ｖ族化合物半導体基板の高温熱処理に際し、変質防止膜
として二酸化ケイ素膜を半導体基板表面に堆積して熱処
理を行つても、■（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板表面近傍層
の光学的あるいは電気的特性の劣化を完全には防止でき
ない。（たとえば、１９７１年発行のザ・ジャーナル・
オブ・ザ・ジャパン・ソサイアテイ・オブ・アプライド
・フィジクズ（ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＪａｐ
ａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｅ
）誌増刊号５３頁掲載のエイツチ・ナカシマ（ Ｈ、Ｎ
ａにａｓｈｉｍａ）氏著の論文には、ヒ化ガリウム（Ｇ
ａＡｓ）基板表面に二酸化ケイ素膜を堆積して熱処理を
行つた場合のホトルミネッセンス特性の劣化が報告され
ている。また、１９７１年春季の第２１回応用物理学関
係連合講演会講演予稿集第２巻２８２頁掲載の清宮氏ら
による講演予稿には、電子濃度分布への悪影響について
記述されている。）これらの劣化の機構はまだ完全には
明らかにされてはいないが、二酸化ケイ素膜中に■（Ｇ
ａ）−Ｖ族半導体基板表面層のＧａ原子が抜け出すこと
が報告されており、（例えば、アプライド・フィジクズ
・レターズ（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅ
ｒｓ）誌第１７巻８号３３２頁掲載のジエイ・ギユライ
（Ｊ、Ｇｙｕｌａｉ）氏ら著の論文）、この事実も一因
と考えられる。さらに、半導体基板の処理工程中（たと
えば、上述の熱処理工程中）に半導体基板に導入される
欠陥の他に、結晶成長された（Ｇａ）−族半導体基板そ
のものにも多数のガリウム空孔やガリウム空孔の関与し
た複合欠陥の如き欠陥が存在するとされている。
いはアニール時の■（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板表面層の
分解等による変質を防止するために、■（Ｇａ）−Ｖ族
半導体基板表面の一部分または全面に二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ０）膜の堆積を行う場合が多い。二酸化ケイ素膜は
、比較的低温で堆積でき、かつ、弗酸により容易に溶解
され加工性は優れている等の特徴を有するが、■（Ｇａ
）−Ｖ族化合物半導体基板の高温熱処理に対する変質防
止機能は完全なものではない。すなわち、■（Ｇａ）−
Ｖ族化合物半導体基板の高温熱処理に際し、変質防止膜
として二酸化ケイ素膜を半導体基板表面に堆積して熱処
理を行つても、■（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板表面近傍層
の光学的あるいは電気的特性の劣化を完全には防止でき
ない。（たとえば、１９７１年発行のザ・ジャーナル・
オブ・ザ・ジャパン・ソサイアテイ・オブ・アプライド
・フィジクズ（ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＪａｐ
ａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｅ
）誌増刊号５３頁掲載のエイツチ・ナカシマ（ Ｈ、Ｎ
ａにａｓｈｉｍａ）氏著の論文には、ヒ化ガリウム（Ｇ
ａＡｓ）基板表面に二酸化ケイ素膜を堆積して熱処理を
行つた場合のホトルミネッセンス特性の劣化が報告され
ている。また、１９７１年春季の第２１回応用物理学関
係連合講演会講演予稿集第２巻２８２頁掲載の清宮氏ら
による講演予稿には、電子濃度分布への悪影響について
記述されている。）これらの劣化の機構はまだ完全には
明らかにされてはいないが、二酸化ケイ素膜中に■（Ｇ
ａ）−Ｖ族半導体基板表面層のＧａ原子が抜け出すこと
が報告されており、（例えば、アプライド・フィジクズ
・レターズ（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅ
ｒｓ）誌第１７巻８号３３２頁掲載のジエイ・ギユライ
（Ｊ、Ｇｙｕｌａｉ）氏ら著の論文）、この事実も一因
と考えられる。さらに、半導体基板の処理工程中（たと
えば、上述の熱処理工程中）に半導体基板に導入される
欠陥の他に、結晶成長された（Ｇａ）−族半導体基板そ
のものにも多数のガリウム空孔やガリウム空孔の関与し
た複合欠陥の如き欠陥が存在するとされている。
そして、これらのガリウム空孔やガリウム空孔の関与し
た複合欠陥が、（Ｇａ）一族半導体基板、したがつて、
該半導体基板を用いて製造された半導体装置の光学的あ
るいは電気的特性の低下を誘起していることは良く知ら
れている。しかるに、（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板中にも
ともと存在しているこれらの欠陥を半導体装置の製造工
程中で有効に減少せしめ、（Ｇａ）一族半導体基板の光
学的あるいは電気的等の特性改善を達成するのは容易な
ことではなかつた。本発明の目的は、前述の従来方法の
半導体装置製造工程中の熱処理工程において誘起される
光学的あるいは電気的等の特性の劣化の発生の大巾な抑
制もしくは防止の達成のみならず、さらにそれらの特性
の改善をも容易に達成し得る新規なかつ有効な（Ｇａ）
一族半導体装置の製造方法を提供することである。大発
明は、１１（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板を用いた半導体装
置の製造工程であつて、熱拡散やイオン注入等の方法に
よりドナーもしくはアクセプタ不純物元素の該半導体基
板表面への局部的選択導入を行わない表面領域をも含む
該半導体基板の一部分または全面に族イオンをイオン注
入する工程と、該半導体基板を６５０℃以上の温度で熱
処理する工程（ホツト・インプランテーシヨンをも含む
）とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法に関
するものである。
た複合欠陥が、（Ｇａ）一族半導体基板、したがつて、
該半導体基板を用いて製造された半導体装置の光学的あ
るいは電気的特性の低下を誘起していることは良く知ら
れている。しかるに、（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板中にも
ともと存在しているこれらの欠陥を半導体装置の製造工
程中で有効に減少せしめ、（Ｇａ）一族半導体基板の光
学的あるいは電気的等の特性改善を達成するのは容易な
ことではなかつた。本発明の目的は、前述の従来方法の
半導体装置製造工程中の熱処理工程において誘起される
光学的あるいは電気的等の特性の劣化の発生の大巾な抑
制もしくは防止の達成のみならず、さらにそれらの特性
の改善をも容易に達成し得る新規なかつ有効な（Ｇａ）
一族半導体装置の製造方法を提供することである。大発
明は、１１（Ｇａ）−Ｖ族半導体基板を用いた半導体装
置の製造工程であつて、熱拡散やイオン注入等の方法に
よりドナーもしくはアクセプタ不純物元素の該半導体基
板表面への局部的選択導入を行わない表面領域をも含む
該半導体基板の一部分または全面に族イオンをイオン注
入する工程と、該半導体基板を６５０℃以上の温度で熱
処理する工程（ホツト・インプランテーシヨンをも含む
）とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法に関
するものである。
以下、実施例を挙げ図を用いて本発明を詳細に説明する
。第１番目の実施例として、赤色発光ダイオード製造に
用いられているテルル（Ｔｅ）を含んだｎ型ヒ化リン化
ガリウム（ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ（Ｘ゜Ｏ．３８））半導
体基板（以下、簡単のためにＧａＡｓＰと称する）に、
該ＧａＡｓＰ基板に対しては電気的に不活性である元素
イオンをイオン注入した後、ＧａＡＳＰ基板表面に二酸
化ケイ素膜を高周波スパツタ法により約０．３５μｍの
厚さに堆積し、更に窒素ガス雰囲気中で熱処理を行なつ
た場合のおよそ０．６６μｍにピーク波長を有するバン
ド間遷移によるホトルミネツセンス効率と熱処理温度と
の関係を第１図および第２図に示す。
。第１番目の実施例として、赤色発光ダイオード製造に
用いられているテルル（Ｔｅ）を含んだｎ型ヒ化リン化
ガリウム（ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ（Ｘ゜Ｏ．３８））半導
体基板（以下、簡単のためにＧａＡｓＰと称する）に、
該ＧａＡｓＰ基板に対しては電気的に不活性である元素
イオンをイオン注入した後、ＧａＡＳＰ基板表面に二酸
化ケイ素膜を高周波スパツタ法により約０．３５μｍの
厚さに堆積し、更に窒素ガス雰囲気中で熱処理を行なつ
た場合のおよそ０．６６μｍにピーク波長を有するバン
ド間遷移によるホトルミネツセンス効率と熱処理温度と
の関係を第１図および第２図に示す。
第１図は本発明にいう族元素イオン（ガリウムＧａおよ
びホウ素Ｂ）をイオン注入した場合の結果であり、第２
図はＶ族元素イオン（ヒ素Ａｓ）および不活性ガスイオ
ン（アルゴンＡｒ）をイオン注入した場合の結果である
。さらに、それぞれの図には、イオン注入は行わないが
、二酸化ケイ素膜を堆積し、イオン注入した試料同様に
熱処理した試料（以下、比較試料と呼称する）に対する
結果（第１図曲線１１、第２図曲線２１）も示してある
。Ｂイオン注入は、５０ｋｅＶと１００ｋｅＶで等量づ
つ行つたが、Ｂ以外のイオン注入はすべて１００ｋｅＶ
で行つた。第１図および第２図の縦軸は、何らの処理を
も施していない状態でのホトルミネツセンス効率に対す
る各処理工程後のホトルミネツセンス効率の比を示した
ものである。第１図において、６００℃以下の熱処理温
度では、イオン注入によつて生じた一次欠陥が充分回復
していないためにイオン注入した試料のホトルミネツセ
ンス効率は比較試料よりも低い値を示している。また、
比較試料の相対ホトルミネツセンス効率は１以下に低下
している。６５０〜８００℃の熱処理温度範囲において
は、１ｄ当り５×１０１２個、及び１×１０１３個の族
元素イオン注入を行つた試料（曲線１３，１４，１５）
のホトルミネツセンス効率は、イオン注入を行わない比
較試料（曲線１１）のホトルミネツセンス効率よりも高
い値を示している。
びホウ素Ｂ）をイオン注入した場合の結果であり、第２
図はＶ族元素イオン（ヒ素Ａｓ）および不活性ガスイオ
ン（アルゴンＡｒ）をイオン注入した場合の結果である
。さらに、それぞれの図には、イオン注入は行わないが
、二酸化ケイ素膜を堆積し、イオン注入した試料同様に
熱処理した試料（以下、比較試料と呼称する）に対する
結果（第１図曲線１１、第２図曲線２１）も示してある
。Ｂイオン注入は、５０ｋｅＶと１００ｋｅＶで等量づ
つ行つたが、Ｂ以外のイオン注入はすべて１００ｋｅＶ
で行つた。第１図および第２図の縦軸は、何らの処理を
も施していない状態でのホトルミネツセンス効率に対す
る各処理工程後のホトルミネツセンス効率の比を示した
ものである。第１図において、６００℃以下の熱処理温
度では、イオン注入によつて生じた一次欠陥が充分回復
していないためにイオン注入した試料のホトルミネツセ
ンス効率は比較試料よりも低い値を示している。また、
比較試料の相対ホトルミネツセンス効率は１以下に低下
している。６５０〜８００℃の熱処理温度範囲において
は、１ｄ当り５×１０１２個、及び１×１０１３個の族
元素イオン注入を行つた試料（曲線１３，１４，１５）
のホトルミネツセンス効率は、イオン注入を行わない比
較試料（曲線１１）のホトルミネツセンス効率よりも高
い値を示している。
すなわち、この処理条件において、二酸化ケイ素膜堆積
と、熱処理によるホトルミネツセンス効率の低化が大巾
に減少している。さらに、７００〜７５０℃の熱処理温
度範囲においては、５×１０１２ＣＴ１１−２および１
×１０１３Ｃ７ｎ−２個の族元素イオンをイオン注入し
た試料（曲線１３，１４，１５）の相対ホトルミネツセ
ンス効率は、比較試料（曲線１１）と比較して大きいだ
けにとどまらず、１より大きくなつている、換言すれば
元の未処理状態よりも高効率化されている、すなわち、
この条件では、二酸化ケイ素膜堆積や熱処理によるホト
ルミネツセンス効率の低下を防止するだけでなく、Ｇａ
ＡｓＰ半導体基板の光学的性質の改善が達成されている
。８５『Ｃ以上の温度での熱処理に対してイオン注入の
効果が観測できないのは、二酸化ケイ素膜の変質防止機
能の著しい低下によるものと考えられる。
と、熱処理によるホトルミネツセンス効率の低化が大巾
に減少している。さらに、７００〜７５０℃の熱処理温
度範囲においては、５×１０１２ＣＴ１１−２および１
×１０１３Ｃ７ｎ−２個の族元素イオンをイオン注入し
た試料（曲線１３，１４，１５）の相対ホトルミネツセ
ンス効率は、比較試料（曲線１１）と比較して大きいだ
けにとどまらず、１より大きくなつている、換言すれば
元の未処理状態よりも高効率化されている、すなわち、
この条件では、二酸化ケイ素膜堆積や熱処理によるホト
ルミネツセンス効率の低下を防止するだけでなく、Ｇａ
ＡｓＰ半導体基板の光学的性質の改善が達成されている
。８５『Ｃ以上の温度での熱処理に対してイオン注入の
効果が観測できないのは、二酸化ケイ素膜の変質防止機
能の著しい低下によるものと考えられる。
Ｖ族元素のヒ素（Ａｓ）もしくは不活性ガス元素のアル
ゴン（Ａｒ）をイオン注入した場合には、第２図に示し
た如く、ホトルミネツセンス効率は、元の未処理状態で
の効率より低くなるにとどまらず、比較試料の効率より
も低下している。従つて、これらの結果より、族元素イ
オン注入によるホトルミネツセンス効率の低下の緩和、
もしくは高効率化は、熱処理によつてガリウムが二酸化
ケイ素膜中に抜け出すために形成されたり、あるいは、
半導体基板中にもともと存在していたと考えられるガリ
ウム空孔あるいはその複合欠陥等の非発光中心を形成す
ると考えられている欠陥の濃度低下によるものと考えら
れる。第３図は、前述のＧａｌＯｌ３（１−JモV１−２
イオン注入（第１図曲線１４参照）によつてホトルミネ
ツセンスの高効率化が達成されている処理条件での相対
ホトルミネツセンス効率の深さ方向分布を示したもので
ある。この図には、比較試料の結果（曲線３１）も示し
てあるが、イオン注入を行わない比較試料の場合、Ｇａ
ＡｓＰ基板表面からおよそ０．５μｍの深さまでの範囲
でのホトルミネツセンス効率が元の未処理状態での値よ
り低下しているのに対し、Ｇａイオン注入により高効率
化した試料（曲線３２）では、Ｇａの飛程（約０．０４
μｍ）よりはるかに深い２μｍ近くまでホトルミネツセ
ン効率の高効率化が生じている。詳しい機構は未だ明ら
かではないが、何らかの原因によりイオン注入されたＧ
ａの増速拡散が生じているものと考えられる。この様に
、比較的低いイオンエネルギーで基板表面から極く浅い
領域に族元素イオン注入を行つても、その好ましい効果
が数μｍの深さまで及ぶことは、半導体装置製造への応
用上極めて望ましい事である。第４図は、前述“（第３
図参照）のＧａｌＯｌ３ＣＴｌＬ−２イオン注入によつ
てホトルミネツセンスの高効率化が達成されている処理
条件に対する自由電子濃度の深さ方向分布（曲線４２）
を示したもので、イオン注入を行つていない比較試料に
対する結果（曲線４１）も同時に示してある。自由電子
濃度の測定は、シヨツトキ障壁ダイオードを用いて微分
容量法で行なつた。従つて基板表面の極近傍の自由電子
濃度は測定し得ないが、その領域での平均自由電子濃度
を求めて曲線４２に対しては実線のまた曲線４１に対し
ては破線の両端矢印で示してある。比較試料の場合は、
基板表面から約０．４μの範囲にわたつて元の未処理状
態での自由電子濃度（約７×１０１６ＣＩＩＬ−３）よ
り減少しているのに対し、Ｇａを１０１３ＣＴｎ−２イ
オン注入してホトルミネツセンスの高効率化が達成され
ている条件で処理した試料では、二酸化ケイ素膜堆積及
び熱処理による自由電子濃度の減少は基板表面から約０
．２μｍの範囲に限られており、かつその減少の割合も
小さい。次に第２番目の実施例として、テルルＴｅを含
んだｎ型ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）に対する効果を説明
する。
ゴン（Ａｒ）をイオン注入した場合には、第２図に示し
た如く、ホトルミネツセンス効率は、元の未処理状態で
の効率より低くなるにとどまらず、比較試料の効率より
も低下している。従つて、これらの結果より、族元素イ
オン注入によるホトルミネツセンス効率の低下の緩和、
もしくは高効率化は、熱処理によつてガリウムが二酸化
ケイ素膜中に抜け出すために形成されたり、あるいは、
半導体基板中にもともと存在していたと考えられるガリ
ウム空孔あるいはその複合欠陥等の非発光中心を形成す
ると考えられている欠陥の濃度低下によるものと考えら
れる。第３図は、前述のＧａｌＯｌ３（１−JモV１−２
イオン注入（第１図曲線１４参照）によつてホトルミネ
ツセンスの高効率化が達成されている処理条件での相対
ホトルミネツセンス効率の深さ方向分布を示したもので
ある。この図には、比較試料の結果（曲線３１）も示し
てあるが、イオン注入を行わない比較試料の場合、Ｇａ
ＡｓＰ基板表面からおよそ０．５μｍの深さまでの範囲
でのホトルミネツセンス効率が元の未処理状態での値よ
り低下しているのに対し、Ｇａイオン注入により高効率
化した試料（曲線３２）では、Ｇａの飛程（約０．０４
μｍ）よりはるかに深い２μｍ近くまでホトルミネツセ
ン効率の高効率化が生じている。詳しい機構は未だ明ら
かではないが、何らかの原因によりイオン注入されたＧ
ａの増速拡散が生じているものと考えられる。この様に
、比較的低いイオンエネルギーで基板表面から極く浅い
領域に族元素イオン注入を行つても、その好ましい効果
が数μｍの深さまで及ぶことは、半導体装置製造への応
用上極めて望ましい事である。第４図は、前述“（第３
図参照）のＧａｌＯｌ３ＣＴｌＬ−２イオン注入によつ
てホトルミネツセンスの高効率化が達成されている処理
条件に対する自由電子濃度の深さ方向分布（曲線４２）
を示したもので、イオン注入を行つていない比較試料に
対する結果（曲線４１）も同時に示してある。自由電子
濃度の測定は、シヨツトキ障壁ダイオードを用いて微分
容量法で行なつた。従つて基板表面の極近傍の自由電子
濃度は測定し得ないが、その領域での平均自由電子濃度
を求めて曲線４２に対しては実線のまた曲線４１に対し
ては破線の両端矢印で示してある。比較試料の場合は、
基板表面から約０．４μの範囲にわたつて元の未処理状
態での自由電子濃度（約７×１０１６ＣＩＩＬ−３）よ
り減少しているのに対し、Ｇａを１０１３ＣＴｎ−２イ
オン注入してホトルミネツセンスの高効率化が達成され
ている条件で処理した試料では、二酸化ケイ素膜堆積及
び熱処理による自由電子濃度の減少は基板表面から約０
．２μｍの範囲に限られており、かつその減少の割合も
小さい。次に第２番目の実施例として、テルルＴｅを含
んだｎ型ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）に対する効果を説明
する。
第５図は、ヒ化ガリウム基板にＩ族イオンとしてアルミ
ニウムＡｌを１００ｋｅのエネルギーでイオン注入した
後、変質防止膜を堆積せしめて熱処理した場合に、第１
番目の実施例と同様に、バンド間遷移によるホトルミネ
ツセンスの高効率化が達成されることを示したものであ
る。第５図にはＡｌのイオン注入量として、１（１１７
７ｆ当り１０１２個、および５×１０１２個に対する結
果（曲膜５１および５２）を示してある。また、この実
施例では、変質防止膜として、化学蒸着法によつて堆積
された窒化ケイ素Ｓｌ３Ｎ４膜と二酸化ケイ素ＳｉＯ２
膜よりなる二層構造を用いた。この実施例においても、
７００℃の熱処理によつてホトルミネツセンスの高効率
化が達成されており、しかも、Ａｌ，５×１０１２ＣＴ
！Ｌ−２イオン注入の場合、８００℃以上の熱処理を行
つても、依然としてその高効率化の効果が持続されてい
る。この理由は、この実施例においては、（Ｇａ）−Ｖ
族半導体基板の変質防止膜として、第１の実施例で用い
た二酸化ケイ素単独膜より優れていると考えられる、窒
化ケイ素膜と二酸化ケイ素膜との二層構造を用いたため
であると推定される。以上実施例を用いて詳細に説明し
た如く、本発明の方法を用いれば（Ｇａ）−Ｖ族半導体
基板の熱処理により誘起される光学的あるいは電気的等
の特性の劣化が大巾に抑制あるいは防止されるだけでな
く、それらの特性の改善をも達成することができ、発光
あるいは受光用もしくは超高周波用等として用いられて
いるｌ（Ｇａ）−族化合物半導体装置製造におよぼす効
果は甚大である。
ニウムＡｌを１００ｋｅのエネルギーでイオン注入した
後、変質防止膜を堆積せしめて熱処理した場合に、第１
番目の実施例と同様に、バンド間遷移によるホトルミネ
ツセンスの高効率化が達成されることを示したものであ
る。第５図にはＡｌのイオン注入量として、１（１１７
７ｆ当り１０１２個、および５×１０１２個に対する結
果（曲膜５１および５２）を示してある。また、この実
施例では、変質防止膜として、化学蒸着法によつて堆積
された窒化ケイ素Ｓｌ３Ｎ４膜と二酸化ケイ素ＳｉＯ２
膜よりなる二層構造を用いた。この実施例においても、
７００℃の熱処理によつてホトルミネツセンスの高効率
化が達成されており、しかも、Ａｌ，５×１０１２ＣＴ
！Ｌ−２イオン注入の場合、８００℃以上の熱処理を行
つても、依然としてその高効率化の効果が持続されてい
る。この理由は、この実施例においては、（Ｇａ）−Ｖ
族半導体基板の変質防止膜として、第１の実施例で用い
た二酸化ケイ素単独膜より優れていると考えられる、窒
化ケイ素膜と二酸化ケイ素膜との二層構造を用いたため
であると推定される。以上実施例を用いて詳細に説明し
た如く、本発明の方法を用いれば（Ｇａ）−Ｖ族半導体
基板の熱処理により誘起される光学的あるいは電気的等
の特性の劣化が大巾に抑制あるいは防止されるだけでな
く、それらの特性の改善をも達成することができ、発光
あるいは受光用もしくは超高周波用等として用いられて
いるｌ（Ｇａ）−族化合物半導体装置製造におよぼす効
果は甚大である。
なお、以上説明した実施例においては、熱拡散やイオン
注入等の方法によつてドナーもしくはアクセプタ不純物
元素の導入が半導体基板成長後には行われていない領域
への族元素イオン注入と熱処理による効果を詳細に説明
した。しかし、ドナ一もしくはアクセプタ不純物のｌ（
Ｇａ）−Ｖ族半導体基板へのイオン注入を行う場合、そ
れらの不純物イオンだけでなく、Ｉ（Ｇａ）−Ｖ族半導
体基板構成元素イオンとの二重イオン注入によつてイオ
ン注入された不純物イオンの電気的活性化率を増大させ
得ることが知られており、本発明の方法を適用して半導
体装置の製造を行う場合に、ドナーもしくはアクセプタ
不純物元素が半導体基板成長後に導入された領域もしく
は導入されようとする領域にも族元素イオン注入を行つ
ても本発明の効果が失われるものでないことは明白であ
る。なお、上述の不純物イオンと基板構成元素イオンと
の二重イオン注入効果に関しては、たとえば、次の文献
（ベルリンのシユプリングーフエルラータ（Ｓｐｒｉｎ
ｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ）社１９７１年刊、アイオン・イ
ンプランテイシヨン・イン・セミコンダクターズ（１゛
０ｎＩｍｐ１ａｎｔａｔｉ０ｎｉｎＳｅｍｉｃ０ｎｄｕ
ｃｔ０ｒｓ（アイ０ルーゲ（１・Ｒｕｇｅ）およびジエ
イ・グラウル（Ｊ．Ｇｒａｕｌ）両氏編）中１６８頁掲
載のテイ・イトウ（Ｔ・ＩｔＯｈ）およびワイ・クシロ
（Ｙ−ＫｕｓｈｉｒＯ）両氏著の論文、並びに、１９７
５年発刊のエレクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒ
ＯｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）誌第１１巻１５号３１４頁
掲載のテイ・アムブリツジ（Ｔ−Ａｍｂｒｉｄｇｅ）氏
ら著の論文。）
注入等の方法によつてドナーもしくはアクセプタ不純物
元素の導入が半導体基板成長後には行われていない領域
への族元素イオン注入と熱処理による効果を詳細に説明
した。しかし、ドナ一もしくはアクセプタ不純物のｌ（
Ｇａ）−Ｖ族半導体基板へのイオン注入を行う場合、そ
れらの不純物イオンだけでなく、Ｉ（Ｇａ）−Ｖ族半導
体基板構成元素イオンとの二重イオン注入によつてイオ
ン注入された不純物イオンの電気的活性化率を増大させ
得ることが知られており、本発明の方法を適用して半導
体装置の製造を行う場合に、ドナーもしくはアクセプタ
不純物元素が半導体基板成長後に導入された領域もしく
は導入されようとする領域にも族元素イオン注入を行つ
ても本発明の効果が失われるものでないことは明白であ
る。なお、上述の不純物イオンと基板構成元素イオンと
の二重イオン注入効果に関しては、たとえば、次の文献
（ベルリンのシユプリングーフエルラータ（Ｓｐｒｉｎ
ｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ）社１９７１年刊、アイオン・イ
ンプランテイシヨン・イン・セミコンダクターズ（１゛
０ｎＩｍｐ１ａｎｔａｔｉ０ｎｉｎＳｅｍｉｃ０ｎｄｕ
ｃｔ０ｒｓ（アイ０ルーゲ（１・Ｒｕｇｅ）およびジエ
イ・グラウル（Ｊ．Ｇｒａｕｌ）両氏編）中１６８頁掲
載のテイ・イトウ（Ｔ・ＩｔＯｈ）およびワイ・クシロ
（Ｙ−ＫｕｓｈｉｒＯ）両氏著の論文、並びに、１９７
５年発刊のエレクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒ
ＯｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）誌第１１巻１５号３１４頁
掲載のテイ・アムブリツジ（Ｔ−Ａｍｂｒｉｄｇｅ）氏
ら著の論文。）
第１図、第２図、第３図、第４図および第５図は、本発
明による方法の効果を説明するための図で、第１図から
第４図に至る４つの図はｎ型ヒ化リン化ガリウムに対す
る効果を、第５図はｎ型ヒ化ガリウムに対する効果を本
発明のほんの一例として示したものである。
明による方法の効果を説明するための図で、第１図から
第４図に至る４つの図はｎ型ヒ化リン化ガリウムに対す
る効果を、第５図はｎ型ヒ化ガリウムに対する効果を本
発明のほんの一例として示したものである。
Claims (1)
- １ III族元素の全部または一部分がガリウム（Ｇａ）
元素により構成されている、III−Ｖ族化合物半導体も
しくはIII−Ｖ族化合物混晶半導体からなる基板を用い
た半導体装置の製造方法であつて、ドナーもしくはアク
セプタ不純物元素の該半導体基板表面への局部的選択導
入が行われない表面領域をも含む該半導体基板表面の一
部分または全面にIII族元素イオンをイオン注入する工
程と、該半導体基板を６５０℃以上の温度で熱処理する
工程とを含む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 |
|---|---|---|---|
| JP50149896A JPS5942470B2 (ja) | 1975-12-15 | 1975-12-15 | ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50149896A JPS5942470B2 (ja) | 1975-12-15 | 1975-12-15 | ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5273673A JPS5273673A (en) | 1977-06-20 |
| JPS5942470B2 true JPS5942470B2 (ja) | 1984-10-15 |
Family
ID=15484976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50149896A Expired JPS5942470B2 (ja) | 1975-12-15 | 1975-12-15 | ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942470B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4472206A (en) * | 1982-11-10 | 1984-09-18 | International Business Machines Corporation | Method of activating implanted impurities in broad area compound semiconductors by short time contact annealing |
| JPH0653639B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1994-07-20 | 株式会社ジャパンエナジー | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
-
1975
- 1975-12-15 JP JP50149896A patent/JPS5942470B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5273673A (en) | 1977-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu | Excitation‐dependent emission in Mg‐, Be‐, Cd‐, and Zn‐implanted GaAs | |
| JPS61201425A (ja) | ＧａＡｓ基板の処理方法 | |
| Eisen | Ion implantation in III–V compounds | |
| US20150064882A1 (en) | Process for producing semiconductor device and semiconductor device | |
| EP0128724B2 (en) | Preparation of photodiodes | |
| US4819039A (en) | Devices and device fabrication with borosilicate glass | |
| Eisen et al. | Tellurium implantation in GaAs | |
| US4385938A (en) | Dual species ion implantation into GaAs | |
| Pearton et al. | Unintentional hydrogenation of GaN and related alloys during processing | |
| US3856588A (en) | Stabilizing insulation for diffused group iii-v devices | |
| Sealy | Ion implantation doping of semiconductors | |
| JPS5942470B2 (ja) | ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ | |
| Magee et al. | Alloying of Au layers and redistribution of Cr in GaAs | |
| JPH08107223A (ja) | 炭化けい素半導体素子の製造方法 | |
| EP0996972B1 (de) | Verfahren zur gezielten herstellung von n-leitenden bereichen in diamantschichten mittels ionenimplantation | |
| JPS6154619A (ja) | 砒化ガリウムｐ型伝導層の形成方法 | |
| Koji et al. | Sidewall penetration of dislocations in ion‐implanted bipolar transistors | |
| JPS5992997A (ja) | 分子線エピタキシヤル成長法を用いた薄膜の形成方法 | |
| JPH06101480B2 (ja) | 化合物半導体の絶縁層形成方法 | |
| Olego et al. | Optoelectronic properties of ZnSe GaAs interfaces: Role of interface chemistry and structural defects | |
| KR100358172B1 (ko) | 화합물반도체소자의오믹접촉및그형성방법 | |
| Fukada et al. | Formation of ohmic contacts to n-GaAs by solid phase epitaxy of evaporated and ion implanted Ge films | |
| KR950013798B1 (ko) | 갈륨비소 전계효과 트랜지스터의 채널 활성화방법 | |
| CA1088193A (en) | Method of fabrication of optoelectric devices by ion implantation | |
| Okabayashi | Effects of electrically inactive ion implantation in GaAs1− x P x (x≃ 0.38) on photoluminescence intensity |