JPS6053455B2 - 化合物半導体の拡散法 - Google Patents
化合物半導体の拡散法Info
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- JPS6053455B2 JPS6053455B2 JP68177A JP68177A JPS6053455B2 JP S6053455 B2 JPS6053455 B2 JP S6053455B2 JP 68177 A JP68177 A JP 68177A JP 68177 A JP68177 A JP 68177A JP S6053455 B2 JPS6053455 B2 JP S6053455B2
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- Japan
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- diffusion
- wafer
- compound semiconductor
- diffused
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化合物半導体の拡散法に関し、特に成分元素の
蒸気圧が大きい化合物半導体の拡散法に関する。
蒸気圧が大きい化合物半導体の拡散法に関する。
従来化合物半導体例えばＧａＡｓ） ＧａＰ）ＧａＡｓ
、−ｘＰｘなどの■−Ｖ化合物への亜鉛（Ｚｎ）拡散で
は、拡散中に蒸気圧が高いり属元素が蒸発し、拡散を行
なう化合物半導体ウエーハス表面が■属元素の成分比が
大きい状態になるため、拡散を停止する際蒸発したり属
元素および拡散不純物との化合物又は混合物が拡散され
た化合物半導体ウエーハス上に析出する。
、−ｘＰｘなどの■−Ｖ化合物への亜鉛（Ｚｎ）拡散で
は、拡散中に蒸気圧が高いり属元素が蒸発し、拡散を行
なう化合物半導体ウエーハス表面が■属元素の成分比が
大きい状態になるため、拡散を停止する際蒸発したり属
元素および拡散不純物との化合物又は混合物が拡散され
た化合物半導体ウエーハス上に析出する。
この析出物は酸やアルカリに容易に溶けないため化合物
半導体の表面状態を著しく悪化し、半導体素子の歩留り
を著しく低下する欠点がある。一方上記九色が除かれる
拡散法として酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜を拡散する化合
物半導体表面に付加し、酸化ケイ素膜を通して拡散する
方法が知られている。
半導体の表面状態を著しく悪化し、半導体素子の歩留り
を著しく低下する欠点がある。一方上記九色が除かれる
拡散法として酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜を拡散する化合
物半導体表面に付加し、酸化ケイ素膜を通して拡散する
方法が知られている。
この拡散法では表面に析出した前記化合物又は混合物が
酸化ケイ素膜をエッチングする際除去されるため、良好
な拡散表面が得られるが、酸化ケイ素膜を通しての拡散
では、結晶表面に直接拡散する方法に比べ、高い拡散温
度が必要であるが、拡散温度が高いと結晶が熱力学的な
変化を受け特性や信頼度が低下する欠点となる。
酸化ケイ素膜をエッチングする際除去されるため、良好
な拡散表面が得られるが、酸化ケイ素膜を通しての拡散
では、結晶表面に直接拡散する方法に比べ、高い拡散温
度が必要であるが、拡散温度が高いと結晶が熱力学的な
変化を受け特性や信頼度が低下する欠点となる。
又酸化ケイ素膜を通して拡散する場合、結晶表面に直接
拡散する方法に比べ、拡散表面濃度が低いため、仕事関
数の一致しない金属で電極を形成する場合、電極の接触
抵抗が大きくなる九色がある。本発明の目的は、前記従
来の拡散法の九色を除き、簡単でかつ実用的な拡散方法
を提供することである。又本発明の他の目的は拡散する
化合物半導体結晶の表面の悪化を防ぎかつ拡散表面濃度
を低下させない拡散方法を提供することにある。本発明
前記目的は石英封管内に拡散を行なう化合物半導体ウエ
ーハスと同時に前記化合物半導体ウエーハスよりも加熱
分解しやすい他の化合物半導体ウエーハスを拡散不純物
とともに封入し拡散することで実現される。本発明の方
法によれば拡散時に加熱分解した成分元素および拡散不
純物の化合物もしくは混合物・が拡散停止の際、分解し
やすい方の結晶面に積極的に析出するため、拡散を行な
う化合物半導体結晶表面に析出することが抑えられ、表
面の変化が防止され、結晶表面状態を悪化することなく
、表面濃度の大きな拡散を行なうことができる。
拡散する方法に比べ、拡散表面濃度が低いため、仕事関
数の一致しない金属で電極を形成する場合、電極の接触
抵抗が大きくなる九色がある。本発明の目的は、前記従
来の拡散法の九色を除き、簡単でかつ実用的な拡散方法
を提供することである。又本発明の他の目的は拡散する
化合物半導体結晶の表面の悪化を防ぎかつ拡散表面濃度
を低下させない拡散方法を提供することにある。本発明
前記目的は石英封管内に拡散を行なう化合物半導体ウエ
ーハスと同時に前記化合物半導体ウエーハスよりも加熱
分解しやすい他の化合物半導体ウエーハスを拡散不純物
とともに封入し拡散することで実現される。本発明の方
法によれば拡散時に加熱分解した成分元素および拡散不
純物の化合物もしくは混合物・が拡散停止の際、分解し
やすい方の結晶面に積極的に析出するため、拡散を行な
う化合物半導体結晶表面に析出することが抑えられ、表
面の変化が防止され、結晶表面状態を悪化することなく
、表面濃度の大きな拡散を行なうことができる。
次に本発明の実施例を第１図を参照して説明する。液相
エピタキシャル成長で窒素（Ｎ）をドープしてＰＮ接合
が形成された緑色発光ダイオード用ＧａＰエピタキシヤ
ルウエーハス１を硝酸と塩酸の混合液で１〜２μエッチ
ングし用意する。作業工程で不良となつたＧａＡｓｌ−
ＸＰｘ又はＧａＡｓウエーハス２を硫酸一過酸化水素一
水のエッチング液でエッチングし清浄にして用意する。
亜鉛３は封管内５容積に対して０．５ｍ９１ｃｃの割合
であらかじめエッチングされたものを秤量する。所定の
条件で洗浄し、真空引きしながら焼成して清浄にした石
英封管５内に、前記ＧａＰエピタキシヤルウエーハス１
を２０〜５敗とＧａＡｓｌ−ＸＰｘ又はＧａＡｓウエー
ハス２を石英製ウエーハス立て４に立てて、拡散剤の亜
鉛３とともに入れ、１×１０−５ｔ０ｒｒより良い真空
度に排気して真空封入する。
エピタキシャル成長で窒素（Ｎ）をドープしてＰＮ接合
が形成された緑色発光ダイオード用ＧａＰエピタキシヤ
ルウエーハス１を硝酸と塩酸の混合液で１〜２μエッチ
ングし用意する。作業工程で不良となつたＧａＡｓｌ−
ＸＰｘ又はＧａＡｓウエーハス２を硫酸一過酸化水素一
水のエッチング液でエッチングし清浄にして用意する。
亜鉛３は封管内５容積に対して０．５ｍ９１ｃｃの割合
であらかじめエッチングされたものを秤量する。所定の
条件で洗浄し、真空引きしながら焼成して清浄にした石
英封管５内に、前記ＧａＰエピタキシヤルウエーハス１
を２０〜５敗とＧａＡｓｌ−ＸＰｘ又はＧａＡｓウエー
ハス２を石英製ウエーハス立て４に立てて、拡散剤の亜
鉛３とともに入れ、１×１０−５ｔ０ｒｒより良い真空
度に排気して真空封入する。
ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ又はＧａ，Ａｓウエーハス２は亜鉛
３の蒸気を析出させるためウエーハス立て４に並べられ
たＧａＰウエーハス１の両端に立てる。
３の蒸気を析出させるためウエーハス立て４に並べられ
たＧａＰウエーハス１の両端に立てる。
上記真空封入された石英封管５を７５０℃に設定された
通常の拡散炉に入れ、約１時間加熱拡散する。
通常の拡散炉に入れ、約１時間加熱拡散する。
拡散後炉ロへ石英封管５を引き出し、冷却するとともに
石英封管５の先端を水冷して蒸発した拡散剤の亜鉛およ
び分解した燐（Ｐ）および砒素（Ａｓ）を凝固させ、除
々に石英封管５全体を冷却する。拡散後封管はカッター
で切断して拡散したウエーハス１を取り出す。
石英封管５の先端を水冷して蒸発した拡散剤の亜鉛およ
び分解した燐（Ｐ）および砒素（Ａｓ）を凝固させ、除
々に石英封管５全体を冷却する。拡散後封管はカッター
で切断して拡散したウエーハス１を取り出す。
拡散したＧａＰウエーハス１の表面には析出物はきわめ
て少ないのに対して共存させたＧａＡｓｌ−ＸＰｘ又は
ＧａＡｓウエーハス２には両面に亜鉛と燐又は砒素の化
合物もしくは混合物と見られる析出物がウエーハス面積
の５０〜６０％に．付着されている。ＧａＰウエーハス
１の表面に付着した析出物はＧａＰウエーハス１のみで
拡散した場合に比べ、きわめて少なく、通常５〜６枚の
ウエーハスでは使用できない部分が２０％程度発生する
のに対して、ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ又はＧａＡｓウエーハ
ス２を共存させた拡散では使用できないウエーハス１は
無く、一部の素子が不良となる程度であり大巾な歩留り
の向上が計られる。上記本発明の拡散方法によつて表面
濃度を増大させたウエーハスのＰ型エピタキシャル層表
面に通常の真空蒸着法でアルミニウム系電極を蒸着シン
ターして形成する。
て少ないのに対して共存させたＧａＡｓｌ−ＸＰｘ又は
ＧａＡｓウエーハス２には両面に亜鉛と燐又は砒素の化
合物もしくは混合物と見られる析出物がウエーハス面積
の５０〜６０％に．付着されている。ＧａＰウエーハス
１の表面に付着した析出物はＧａＰウエーハス１のみで
拡散した場合に比べ、きわめて少なく、通常５〜６枚の
ウエーハスでは使用できない部分が２０％程度発生する
のに対して、ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ又はＧａＡｓウエーハ
ス２を共存させた拡散では使用できないウエーハス１は
無く、一部の素子が不良となる程度であり大巾な歩留り
の向上が計られる。上記本発明の拡散方法によつて表面
濃度を増大させたウエーハスのＰ型エピタキシャル層表
面に通常の真空蒸着法でアルミニウム系電極を蒸着シン
ターして形成する。
アルミニウム系電極の二電極間にカーブトレーサチェッ
ク針を立て電極間の抵抗を測定したところ約２０Ωであ
り、この値はＧａＰウエーハスのみで拡散した場合の接
触抵抗とａ同等である。一方酸化ケイ素膜を付加して拡
散したＧａＰウエーハスに対しては前記電極間抵抗は比
直線性を示し２０ＴｒＬ，Ａ通電したときの抵抗は約１
００Ωであり、発光ダイオードとして必要な低抵抗接触
の電極をアルミニウム系電極で形成することは困難であ
る。尚アルミニウム系電極は発光ダイオード組立てのボ
ンディング工程で金線のボンディングを容易にするため
に有効である。以上詳細に説明したように本発明によれ
ば拡散する化合物半導体ウエーハスの表面を悪化するこ
となしに、仕事関数の異なる金属で低抵抗接触が得られ
る表面濃度の高い拡散を行なうことができる。
ク針を立て電極間の抵抗を測定したところ約２０Ωであ
り、この値はＧａＰウエーハスのみで拡散した場合の接
触抵抗とａ同等である。一方酸化ケイ素膜を付加して拡
散したＧａＰウエーハスに対しては前記電極間抵抗は比
直線性を示し２０ＴｒＬ，Ａ通電したときの抵抗は約１
００Ωであり、発光ダイオードとして必要な低抵抗接触
の電極をアルミニウム系電極で形成することは困難であ
る。尚アルミニウム系電極は発光ダイオード組立てのボ
ンディング工程で金線のボンディングを容易にするため
に有効である。以上詳細に説明したように本発明によれ
ば拡散する化合物半導体ウエーハスの表面を悪化するこ
となしに、仕事関数の異なる金属で低抵抗接触が得られ
る表面濃度の高い拡散を行なうことができる。
本発明の実施例では拡散するウエーハスにＧａＰこれと
共存させる化合物半導体としてＧａＡｓｌ−０Ｐｘ又は
ＧａＡｓの組み合わせた場合について説明したが、Ｇａ
隙板にＧａＭｌ−０Ｐｘをエピタキシャル成長したウエ
ーハスへの不純物拡散に際し、ＧａＡｓもしくはＧａＡ
ｓ基板上にＧａＡｓｌ−ＸＰｘがエピタキシャル成長さ
れたウエーハスを共存させても効果があることが確かめ
られている。
共存させる化合物半導体としてＧａＡｓｌ−０Ｐｘ又は
ＧａＡｓの組み合わせた場合について説明したが、Ｇａ
隙板にＧａＭｌ−０Ｐｘをエピタキシャル成長したウエ
ーハスへの不純物拡散に際し、ＧａＡｓもしくはＧａＡ
ｓ基板上にＧａＡｓｌ−ＸＰｘがエピタキシャル成長さ
れたウエーハスを共存させても効果があることが確かめ
られている。
第１図は本発明の製造方法の一工程を示す断面図である
。 １●旧●●ＧａＰウエーハス、２・旧●●ＧａＡｓ又は
ＧａＡｓＰウエーハス、３・・・・・・亜鉛、４・・・
・・石英ウェーハス立て、５・・・・・・石英封管。
。 １●旧●●ＧａＰウエーハス、２・旧●●ＧａＡｓ又は
ＧａＡｓＰウエーハス、３・・・・・・亜鉛、４・・・
・・石英ウェーハス立て、５・・・・・・石英封管。
Claims (1)
- １ 石英封管内に拡散をするための第１の化合物半導体
の他に前記第１の化合物半導体よりも拡散温度の加熱で
分解しやすい第２の化合物半導体を共存させて拡散する
ことを特徴とする化合物半導体の拡散法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP68177A JPS6053455B2 (ja) | 1977-01-06 | 1977-01-06 | 化合物半導体の拡散法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP68177A JPS6053455B2 (ja) | 1977-01-06 | 1977-01-06 | 化合物半導体の拡散法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5386159A JPS5386159A (en) | 1978-07-29 |
| JPS6053455B2 true JPS6053455B2 (ja) | 1985-11-26 |
Family
ID=11480489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP68177A Expired JPS6053455B2 (ja) | 1977-01-06 | 1977-01-06 | 化合物半導体の拡散法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053455B2 (ja) |
-
1977
- 1977-01-06 JP JP68177A patent/JPS6053455B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5386159A (en) | 1978-07-29 |
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