JPS6052018A - 砒化ガリウム高抵抗パタ−ン形成方法 - Google Patents

砒化ガリウム高抵抗パタ−ン形成方法

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JPS6052018A
JPS6052018A JP15981483A JP15981483A JPS6052018A JP S6052018 A JPS6052018 A JP S6052018A JP 15981483 A JP15981483 A JP 15981483A JP 15981483 A JP15981483 A JP 15981483A JP S6052018 A JPS6052018 A JP S6052018A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砒化ガリウム高抵抗パターン形成方法に関する
。砒化ガリウム（ＧａＡｓ）デバイスは、高速動作や高
出力の利点をもち、今後、高集積化の方向に向かってい
る。
砒化ガリウムデバイスの集積化には、素子間分離が必須
である。砒化ガリウムデバイスＩＣの素子間分離は、従
来次の様な方法が行なわれていた。
第１図は従来素子の一例を示す概略断面図である。
第１図において、砒化ガリウム基板１１の上に電導性の
Ｎ型砒化ガリウム層１２を設け、エツチングにより素子
分離領域１３を形成する。素子領域１４には、ソース１
５．ゲート１６．ドレイン１７が形成される。この場合
、素子間の分離は基板の抵抗が高いことを利用している
。基板の抵抗は砒化ガリウム基板にドープされているＣ
ｒ濃度に依存しているが、素子形成時の熱処理により基
表面のＣｒ濃度が下がり、素子間分離の抵抗が下がって
しまう問題点があった。なお、第１図の構造では素子分
離領域１３と素子領域１４の間に膜厚段差があるが、イ
オン注入法によれば、平坦化が可能である。
第２図はイオン注入法を用いた従来素子の概略断面図で
ある。第２図の場合、素子領域にイオン注入してＮ型領
域２６を形成し、ゲートパターン１６を設けた後、更に
イオン注入してＮ領域を設ける。
素子間の分離領域１３は基板の非注入部分である。
イオン注入法の場合でも熱処理により、素子分離領域の
基板の抵抗が下がる問題があった。このため素子分離領
域を小さく出来ず、素子の高集積化が難しい間頌点があ
った。素子分離抵抗が下がる問題の改善のためには、素
子分離領域にＣｒイオンまたはＧａＡｓにドープしたと
き、Ｃｒと同様にＧａＡｓが絶縁性を示すイオンを付加
すればよい。素子分離領域の高抵抗化のためには、従来
、マスクを用いて絶縁性イオンをイオン注入する方法が
行なわれていたが、マスクの作成が必要な点等工程が長
くなる問題があった。
本発明は、従来問題になっていた砒化ガリウムＩＣの素
子間分離の問題を改善し、高集積化を可能にし、マスク
を用いる必要のない素子分離パターン形成方法を提″供
することが目的である。
本発明によれば、表面にＮ型砒化ガリウム層が形成され
た砒化ガリウム基板を、砒化ガリウム結晶中に拡散した
とき深い不純物レベルを形成する元素を構成元素として
含み、しかも電子ビームとの相互作用で前記元素を析出
するガス雰囲気中に置き、前記基板の所望の部分に電子
ビームを照射して前記元素の薄膜を堆積し、次に加熱処
理を行ない、前記元素を前記砒化ガリウムに拡散するこ
とを特徴とする砒化ガリウム高抵抗パターン形成方法が
得られる。
電子ビームによれば、マスクなしで、しかも微細なパタ
ーンが直接描画でき、短時間にしかも高集積にパターン
を形成できる。
次に、本発明に用いられる電子ビームデポジション技術
の原理と作用について第３図を用いて説明する。デポジ
ションさせるべき材料を含んだガス分子３３の雰囲気中
に被デポジション基板３１を設置すると、デポジション
させるべき材料を含んだガス分子３３が被デポジション
基板３１の表面−ヒに吸着する。３２がその吸着ガス分
子を示している。
電子ビームを被デポジション基板３１上に照射すると、
照射された雰囲気ガスの吸着分子３２が電子ビーム３６
のエネルギーになり雰囲気ガス吸着分子３２に含まれる
デポジション材料元素３４と揮発性材料分子３５に分解
し、デポジション材料元素３４は基板表面に析出する。
揮発性材料分子３５は排出される。以上の様な原理によ
り被デポジション基板３１表面上に電子ビーム照射によ
り、直接雰囲気ガス中に含まれるデポジション材を析出
させバターニングする。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第４図に実１１ｍ例に用いた電子ビームデポジション
装置の構成図を示す。本装置は電子ビーム照射糸４１０
．試料室４０８．副試料室４０６．及び雰囲気ガス材料
収納室４０１とから構成されている。
本実施例においては、クロムＣｒを成分として含むビス
ベンゼンクロムＣｒ　（Ｃｏ　Ｈａ　）２を雰囲気ガス
トシて用い集束された電子ビーム照射によりＳｉ基板上
にＣｒをデポジションさせた。Ｃｒ（Ｃ，Ｈａ）ｔ　４
０２を雰゛　囲気ガス材料収納室４０１に入れ、Ｃｒを
デポジションさせるＳｉ基板４０５を試料台４０４にセ
ットする。
電子ビーム照射系４１０と試料室４０８を１０　Ｔｏｒ
ｒ程度以上の高真空に排気する。副試料室４０６に設置
されたピンホール４０７は副試料室４０６内部と外部と
の差圧を保つためと、電子ビーム４１２を基板４０５上
に照射するための通路として設置されている。
副試料室４０６ど雰囲気ガス材料収納室４０１とは配管
４０３によって接続されており、試料室４０８を真室排
気することにより、ピンホール４０７を通シて副試料室
４０６内部および雰囲気ガス材料収納室４０１内部が真
空排気される。雰囲気ガス材料であるＣｒ（ＣａＨｓ）
ｔは大気中では固体であるが真空にひくことにより、容
易に昇華し配管４０３を通り、副チェンバー４０６内部
が雰囲気ガスであるＣｒ（Ｃ，Ｈ，）、で充満される。
このようにして基板４０５の周辺の雰囲気カビスベンゼ
ンクロムとなす、電子ヒーＡ　４１２がピンホール４０
７を通って基板４０５表面上に照射されることにより、
Ｓｉ基板４０５表面上に吸着されたＣｒ（Ｃ，Ｈ，）、
を分離する。その分解の結果ビスベンゼンクロムは、Ｃ
ｒとベンゼンＣ，Ｈ６に分かれる。
ＣｒはＳｉ基板４０５上に析出する。Ｃ６Ｈ，は揮発性
ガスであるので排出さｈる。この様にしてＣ「がＳｉ基
板４０５表面−ヒにデポジションされる。
第５図は電子ビームデポジション装置を用いて素子分離
を折力った砒化ガリウム素子の蛯断面図を示す。通常の
様に絶縁性の砒化ガリウム基板１１の上に約０．１μｍ
のＮ型砒化ガリウム層をエピタキシャル成長した。その
後、Ｃｒ　（Ｃａ　Ｈａ　）ｔガスを流して電子ビーム
照射により幅０．５μｍ、厚さ０．０５μｍのＣｒパタ
ーン５１を形成し、Ｃｒ（ＣａＨａ）２ガスを止めて電
子ビームによるアニールで４０　（）−５００℃程度に
加熱してＣｒの拡散パターン５２を形成した。拡散パタ
ーン５２の幅は１μｍていどで、深さは基板に達してい
る。本実施例の方法では簡単に高抵抗の素子分離パター
ンが出来、しかも素子分離パターン幅を微細に出来るた
め％素子の高集積化が可能である。
本実施例ではデポジション材料としてＣｒヲ訃Ｃｒ（Ｃ
，Ｈ６）、を雰囲気ガスとして用いたが、Ｍｏを含むＭ
Ｏ（Ｃ６Ｈ６）２．Ｂを含む。例えばジボランＢＩＨ６
等を用いても同様な効果を示す。
以上説明した様に、本発明は砒化ガリウム素子の素子間
分離に用いられる高抵抗パターンを従来に比べ簡単に、
しかも微細に出来、砒化ガリウム素子の集積化にきわめ
て有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、従来の末子分離方法を用いた砒
化ガリウム素子の餞略断面図、第３図は本発明に用いら
れる電子ビームデポジション技術の原理図、第４図は電
子ビームデポジション装置の概略図、第５図は本発明の
一実腕例を示す概略断面図である。 １１・−・・・・・・基板、１２・・・・・・・・・Ｎ
型１−１１３・・・・・・・・・素子分離領域、１４・
・・・・・・・・素子領域、１５・・・・・・・・・ソ
ース、１６・・・十 ・・・・・・・・・ゲート、１７・・・・・・・・・ド
レイン、２５．２７・・・・・・・・・Ｎ領域、２６・
・・・・・・・・Ｎ領域、５】・・・・・・・・・Ｃｒ
パターン、５２・・・・・・・・・・・・Ｃｒ拡散パタ
ーン、３１・・・・・・・・・基板、３２・・・・・・
・・・吸着分子、３３・・・・・・・・・零位気ガス分
子、３４・・・・・・・・・析出元素、３５・・・・・
・・・・揮発性分子、３６・・・・・曲電子ビーム、４
０１・・・・・・・・雰囲気ガス材料収納室４０２・・
・・・・・・・デポジション材料を含む雰囲気ガス材料
４０３・・・・・・・・・配管 ４０４・・・・・・・・・試料台、 ４０５・・・・・・・・・デポジションさせる基板・４
０６・・・・・・・・・副チェンバー、４０７・・・・
・・・・・ピンホール、４０８・・・・・・・・・試料
室、 ４０９・・・・・・・・・電子ビーム収束レンズ、４１
０・・・・・・・・・電子ビーム鏡筒、４１１・・・・
・・・・・電子ビームガン。 代理人弁理士内　原　晋 ７５開昭ＧＯ−５２０１８（４）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 表面にＮ型砒化ガリウム層が形成された砒化ガリウム基
    板を、砒化ガリウム結晶中に拡散したとき深い不純物レ
    ベルを形成する元素を構成元素として含み、しかも電子
    ビームとの相互作用で前記元素を析出するガス雰囲気中
    に置き、前記基板の所望の部分に電子ビームを照射して
    前記元素の薄膜を堆積し１次に加熱処理を行ない前記元
    素を前記砒化ガリウムに拡散することを特徴とする砒化
    ガリウム高抵抗パターン形成方法。
JP15981483A 1983-08-22 1983-08-31 砒化ガリウム高抵抗パタ−ン形成方法 Granted JPS6052018A (ja)

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