JPS6164125A - 不純物拡散方法 - Google Patents
不純物拡散方法Info
- Publication number
- JPS6164125A JPS6164125A JP18583684A JP18583684A JPS6164125A JP S6164125 A JPS6164125 A JP S6164125A JP 18583684 A JP18583684 A JP 18583684A JP 18583684 A JP18583684 A JP 18583684A JP S6164125 A JPS6164125 A JP S6164125A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica glass
- inp
- diffusion
- doped
- substrate
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
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】
産業上の利用分野
本発明は、ＩｎＰ系化合物半導体への不純物拡散方法に
関するものである。
関するものである。
従来例の構成とその問題点
第１図に示すのは、Ｇ ａ Ａ ｓへのＳ（イオウ）の
拡散に関する従来の実施例である。図中１は拡散源とな
るＳ結晶粒、２は封管用石英アンプル、３はＧ ａ Ａ
ｓ基板であり、石英アンプル２の内部は１ ｘ １０
−’ ｔｏｒｒ程度の真空に保たれている。拡散を行う
ためには通常石英アンプル２を１０００℃程度の高温で
数時間熱処理する。しかしこのような従来の拡散方法で
は、次にあげるような欠点があった。まず第１に、Ｓの
Ｇ ａ Ａ ｓ中での拡散速度が遅いために、Ｇ ａ
Ａ ｓの熱分解する温度に近いような高温において長時
間の拡散を行う必要があったため、Ｖ族原素の解離によ
るＧ ａ Ａ ｓ基板表面の荒れが生じ易かったこと。
拡散に関する従来の実施例である。図中１は拡散源とな
るＳ結晶粒、２は封管用石英アンプル、３はＧ ａ Ａ
ｓ基板であり、石英アンプル２の内部は１ ｘ １０
−’ ｔｏｒｒ程度の真空に保たれている。拡散を行う
ためには通常石英アンプル２を１０００℃程度の高温で
数時間熱処理する。しかしこのような従来の拡散方法で
は、次にあげるような欠点があった。まず第１に、Ｓの
Ｇ ａ Ａ ｓ中での拡散速度が遅いために、Ｇ ａ
Ａ ｓの熱分解する温度に近いような高温において長時
間の拡散を行う必要があったため、Ｖ族原素の解離によ
るＧ ａ Ａ ｓ基板表面の荒れが生じ易かったこと。
そして第２には、Ｓの拡散においてはＧａ２Ｓ３等の化
合物が生じることによっても基板表面の劣化が促進され
るという欠点があった。
合物が生じることによっても基板表面の劣化が促進され
るという欠点があった。
このようなｎ形不純物の拡散における基板表面の劣化は
、Ｇ ａ Ａ ｓ Ｋ１１Ｉｉらず多くの化合物半導体
で観測されており、特にＩｎＰ系化合物半導体へのＳの
拡散においては、Ｉｎ とＳが反応してＩｎ２Ｓ３が形
成されるために基板表面は著しく破壊され、第１図に示
すような従来の封管拡散法では、安定な拡散を行うこと
は不可能であった。
、Ｇ ａ Ａ ｓ Ｋ１１Ｉｉらず多くの化合物半導体
で観測されており、特にＩｎＰ系化合物半導体へのＳの
拡散においては、Ｉｎ とＳが反応してＩｎ２Ｓ３が形
成されるために基板表面は著しく破壊され、第１図に示
すような従来の封管拡散法では、安定な拡散を行うこと
は不可能であった。
発明の目的
本発明はこのような従来の欠点を除去するものであり、
不純物をドープしたシリカガラスと封管法を用いること
によって、基板表面を劣化させること無（ＩｎＰ系化合
物半導体へＳを拡散することを目的としている。
不純物をドープしたシリカガラスと封管法を用いること
によって、基板表面を劣化させること無（ＩｎＰ系化合
物半導体へＳを拡散することを目的としている。
発明の構成
本発明の不純物拡散方法は、ＩｎＰ系化合物半導体基板
上に、Ｓをドープしたシリカガラスを堆積した後に、上
記Ｓドープシリカガラス上にＰ（リン）をドープしたシ
リカガラスを堆積する工程と、上記の工程によって作製
されたＩｎＰ系化合物半導体基板の試料を、Ｐ雰囲気中
で熱処理する工程とによって、上記ＩｎＰ系化合物半導
体基板中にＳを拡散することを特徴としており、基板の
表面を劣化させることなく安定にＩｎＰ系化合物半導体
基板へＳを拡散することができるものである。
上に、Ｓをドープしたシリカガラスを堆積した後に、上
記Ｓドープシリカガラス上にＰ（リン）をドープしたシ
リカガラスを堆積する工程と、上記の工程によって作製
されたＩｎＰ系化合物半導体基板の試料を、Ｐ雰囲気中
で熱処理する工程とによって、上記ＩｎＰ系化合物半導
体基板中にＳを拡散することを特徴としており、基板の
表面を劣化させることなく安定にＩｎＰ系化合物半導体
基板へＳを拡散することができるものである。
実施例の説明
以下本発明の実施例を図を参照して説明する。
第２図に示すのは本発明を利用したＩｎＰ単結晶へのＳ
拡散方法である。第２図４はＰ圧を加えるためのＰ結晶
粒、５は封管用石英アンプル、６は試料である。試料６
は第３図に示すように半絶縁性Ｆｅ ドープＩｎＰ基板
７の上に、Ｓドープシリカガラス８を厚さ約１０００人
堆積した上に、Ｐドープシリカガラス９を厚さ約１００
０人堆積しである。封管用石英アンプルの容積は約１ｏ
ｃｒｉｌで、約ｌＸ１０ ｔｏｒｒの真空に保たれて
いる。Ｐ圧を加えるために付加するＰの量は約５９であ
る。Ｓドープシリカガラス８はエタノール系の溶剤に溶
かしたものを、約５００ Ｏｒ、ｐｘｎで３０ＳｅＣス
ピンコートシた後にベーキングしである。またＰドープ
シリカガラス９はＣＶＤ法で堆積しである。Ｐドープ／
す力ガラス９とＰ結晶粒４はＩｎＰ基板がらのＰの解離
を防ぐためにＰ圧を加えるだめのものである。このよう
な方法で封管した試料を７００℃で１０時間熱処理する
。と、拡散深さ約１μｍの位置に良好なｐ−ｎ 接合を
形成することができる。
拡散方法である。第２図４はＰ圧を加えるためのＰ結晶
粒、５は封管用石英アンプル、６は試料である。試料６
は第３図に示すように半絶縁性Ｆｅ ドープＩｎＰ基板
７の上に、Ｓドープシリカガラス８を厚さ約１０００人
堆積した上に、Ｐドープシリカガラス９を厚さ約１００
０人堆積しである。封管用石英アンプルの容積は約１ｏ
ｃｒｉｌで、約ｌＸ１０ ｔｏｒｒの真空に保たれて
いる。Ｐ圧を加えるために付加するＰの量は約５９であ
る。Ｓドープシリカガラス８はエタノール系の溶剤に溶
かしたものを、約５００ Ｏｒ、ｐｘｎで３０ＳｅＣス
ピンコートシた後にベーキングしである。またＰドープ
シリカガラス９はＣＶＤ法で堆積しである。Ｐドープ／
す力ガラス９とＰ結晶粒４はＩｎＰ基板がらのＰの解離
を防ぐためにＰ圧を加えるだめのものである。このよう
な方法で封管した試料を７００℃で１０時間熱処理する
。と、拡散深さ約１μｍの位置に良好なｐ−ｎ 接合を
形成することができる。
第４図に拡散時間と拡散深さ１．の関係を示す。
このようにしてＳを拡散した試料のキャリア濃度は１０
備 程度で、ホール移動度は１６００ｃｆＩｌ／Ｖ−気
程度であった。
備 程度で、ホール移動度は１６００ｃｆＩｌ／Ｖ−気
程度であった。
接合の電気的特性を調べるために第６図に示すようなメ
サ形ダイオードを作製した。図中１０は、キャリア濃度
的１×１ｏ１７ｃｉ３のＺｎドープｐ形ＩｎＰ基板、１
１は本発明による拡散法によって形成されたｎ＋のＳ拡
散層、１２はＡｎ−Ｚｎ電極、１３はＡ ｎ −Ｓ ｎ
電極であるちこのようにして作製したｎｐ接合メサ形ダ
イオードの順方向電流電圧特性より求めたｎ値は１．６
程度であシ、逆方向リーク電流は−５■バイアス時で１
０−’Ａ７に４ 程度、ブレイクダウン電圧は約−１２
Ｖであった。
サ形ダイオードを作製した。図中１０は、キャリア濃度
的１×１ｏ１７ｃｉ３のＺｎドープｐ形ＩｎＰ基板、１
１は本発明による拡散法によって形成されたｎ＋のＳ拡
散層、１２はＡｎ−Ｚｎ電極、１３はＡ ｎ −Ｓ ｎ
電極であるちこのようにして作製したｎｐ接合メサ形ダ
イオードの順方向電流電圧特性より求めたｎ値は１．６
程度であシ、逆方向リーク電流は−５■バイアス時で１
０−’Ａ７に４ 程度、ブレイクダウン電圧は約−１２
Ｖであった。
なお本実施例においては、基板材料として、半絶縁性Ｆ
ｅ ドープＩｎＰとｐ形ＺｎドープＩｎＰを用いたが、
他の伝導形の材料であってもかまわない。
ｅ ドープＩｎＰとｐ形ＺｎドープＩｎＰを用いたが、
他の伝導形の材料であってもかまわない。
まだＩｎＰ以外の材料であってもＩｎＧａＡｓ。
ＩｎＧａＡｓＰ等ＩｎＰ系結晶であれば、同様の効果を
得ることができる。またシリカガラスにドープする拡散
源として、Ｓと同様Ｉｎと反応して基板表面を劣化させ
るＴｏ等を用いることも有効である。
得ることができる。またシリカガラスにドープする拡散
源として、Ｓと同様Ｉｎと反応して基板表面を劣化させ
るＴｏ等を用いることも有効である。
発明の効果
以上のように本発明は、ＩｎＰ系化合物半導体基板上に
、Ｓをドープしたシリカガラスを堆積した後に、上記Ｓ
ドープシリカガラス上にＰをドープしたシリカガラスを
堆積する工程と、上記の工程によって作製されたＩｎＰ
系化合物半導体基板の試料を、Ｐ雰囲気中で熱処理する
工程とによって、上記ＩｎＰ系化合物半導体基板中に、
基板表面を劣化させることなく安定にＳを拡散すること
ができるという効果があり、ｎ形不純物の拡散を利用す
るＩｎＰ系化合物半導体装置の製造において、重要な役
割を果たすものである。
、Ｓをドープしたシリカガラスを堆積した後に、上記Ｓ
ドープシリカガラス上にＰをドープしたシリカガラスを
堆積する工程と、上記の工程によって作製されたＩｎＰ
系化合物半導体基板の試料を、Ｐ雰囲気中で熱処理する
工程とによって、上記ＩｎＰ系化合物半導体基板中に、
基板表面を劣化させることなく安定にＳを拡散すること
ができるという効果があり、ｎ形不純物の拡散を利用す
るＩｎＰ系化合物半導体装置の製造において、重要な役
割を果たすものである。
第１図は従来の封管拡散法を示す図、第２図は本発明の
一実施例にかかる封管拡散法を示す図、第３図は本発明
の一実施例にかかる封管拡散に用いる試料の斜視図、第
４図は本発明の拡散方法で、Ｆｅ ドープＩｎＰ基板
へＳを拡散したときの拡散時間と拡散深さとの関係を示
す図、第６図は本発明の拡散方法でＺｎ ドープＩｎＰ
基板へＳを拡散して作製したメサダイオードの断面図で
ある。 ４・・・・・・Ｐ結晶粒、５・・・・・・封管用石英ア
ンプル、６・・・・・・試料、７・・・・・・半絶縁性
Ｆｅ ドープＩｎＰ基板、８・・・・・・Ｓドープシリ
カガラス、９・・・・・・Ｐドープシリカガラス、１０
・・・・・・Ｚｎ ドープｐ形ＩｎＰ基板、１１・・・
・−・ｎ＋ ３拡散層、１２・・・・・・Ａｎ−Ｚｎ
電極、１３・・・・・・Ａ ｎ −Ｓ ｎ電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
一実施例にかかる封管拡散法を示す図、第３図は本発明
の一実施例にかかる封管拡散に用いる試料の斜視図、第
４図は本発明の拡散方法で、Ｆｅ ドープＩｎＰ基板
へＳを拡散したときの拡散時間と拡散深さとの関係を示
す図、第６図は本発明の拡散方法でＺｎ ドープＩｎＰ
基板へＳを拡散して作製したメサダイオードの断面図で
ある。 ４・・・・・・Ｐ結晶粒、５・・・・・・封管用石英ア
ンプル、６・・・・・・試料、７・・・・・・半絶縁性
Ｆｅ ドープＩｎＰ基板、８・・・・・・Ｓドープシリ
カガラス、９・・・・・・Ｐドープシリカガラス、１０
・・・・・・Ｚｎ ドープｐ形ＩｎＰ基板、１１・・・
・−・ｎ＋ ３拡散層、１２・・・・・・Ａｎ−Ｚｎ
電極、１３・・・・・・Ａ ｎ −Ｓ ｎ電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
Claims (1)
- ＩｎＰ系化合物半導体基板上に、Ｓをドープしたシリ
カガラスを堆積した後に、上記Ｓドープシリカガラス上
にＰをドープしたシリカガラスを堆積する工程と、上記
の工程によって作製されたＩｎＰ系化合物半導体基板の
試料を、Ｐ雰囲気中で熱処理する工程とによって、上記
ＩｎＰ系化合物半導体基板中にＳを拡散することを特徴
とする不純物拡散方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18583684A JPS6164125A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 不純物拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18583684A JPS6164125A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 不純物拡散方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164125A true JPS6164125A (ja) | 1986-04-02 |
Family
ID=16177726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18583684A Pending JPS6164125A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 不純物拡散方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6164125A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6806173B1 (en) * | 1999-02-26 | 2004-10-19 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing highly doped semiconductor components |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP18583684A patent/JPS6164125A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6806173B1 (en) * | 1999-02-26 | 2004-10-19 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing highly doped semiconductor components |
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