JPS62224927A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS62224927A
JPS62224927A JP61067331A JP6733186A JPS62224927A JP S62224927 A JPS62224927 A JP S62224927A JP 61067331 A JP61067331 A JP 61067331A JP 6733186 A JP6733186 A JP 6733186A JP S62224927 A JPS62224927 A JP S62224927A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zinc
diffused
group
specified
compound
Prior art date
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Pending
Application number
JP61067331A
Other languages
English (en)
Inventor
Chikao Kimura
親夫 木村
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New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by New Japan Radio Co Ltd filed Critical New Japan Radio Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は化合物半導体の亜鉛拡散方法に関する。
(従来の技術) 近年光半導体或はマイクロ波半導体の領域で化合物半導
体が多用される様になっていることは周知の所であるが
一般に化合物半導体に於てはN形不純物の拡散係数がP
形不純物の拡散係数に比べて著しく小さいためにN形不
純物はもっばらエピタキシアル成長時に導入するか或は
イオン注入によって導入する方法がとられている。一方
P形拡散は主としてII族元素を用いることで行われて
いるが中でも亜鉛が多用されている。亜鉛の拡散を行う
には主として次の様な二通りの方法が利用されている。
先ず■−■族化合物半導体は不純物拡散を行う温度では
一般にV族元素の解離圧が高い為亜鉛の蒸気圧を印加す
ると同時に■族元素の圧力を解離圧以上に印加しながら
拡散を行う方法がある。この時亜鉛の蒸気圧は亜鉛のV
族元素との化合物によって供給することが多い。又別の
方法゛として亜鉛の表面濃度を下げる為に例えばGaの
融液中に亜鉛を加えて蒸気圧を制御する方法がとられる
こともある。しかしこれらの方法には次の様な欠点があ
る。即ち一般にV族元素の解離圧が高い為に亜鉛の拡散
に於ては亜鉛と■族元素との化合物を亜鉛の拡散源とす
る外に解離を防ぐ目的で■族元素を同時に加え所謂封管
拡散法によって拡散を実施するがこの時被拡散IH−V
族化合物半導体基板と拡散源及びV族元素を同一の例え
ば石英管のような空間内に密封したのち所定の温度捷で
昇温し、所望の拡散深さのえられるまでの時間保持した
のち、冷却し封管を切断開管して拡散された基板を取り
出す。この時には冷却過程に細心の注意を払って管内の
各成分が固体として析出する以前に封管の一端を他の部
分より急速に冷却しなければならない。この様にしない
と管内の各成分は到る所で固体として析出してしまうこ
とになり当然被拡散基板上にも析出することになる。多
くの場合被拡散基板は単結晶である為に亜鉛の■族元素
との化合物も部分的に単結晶として析出してしまう。こ
のような単結晶は後工程の表面処理過程で除去しに〈〈
オーム性電極の形成に障害となることが多い。特にゾレ
ーナ拡散の場合には第一図に示すように被拡散基板1上
に形成された拡散保護膜2を周知の写真蝕刻技術で窓明
けをし被拡散領域を形成する。しかるのち拡散を実施す
るが、拡散後の冷却時に窓の端部に拡散源の析出物3が
発生することが多い。この様な析出物は後工程で除去し
にくいため後の電極形成時の写真蝕刻時にガラス・マス
クを傷つけやすいばかりでなくオーム性電極金属と反応
して信頼性を害う原因ともなる。
以上の様な欠点を避ける為に拡散源としてGaと亜鉛の
合金を亜鉛の拡散源として用いV族元素圧を印加しない
方法がとられることがある。この場合の欠点はV族元素
圧がないために拡散中に被拡散基板のV族元素が解離蒸
発してGaが残り、これが不均一に分布する為に接合面
が平坦に形成されず最終的な素子の性能の低下、劣化を
生ずる原因となる。更に別の方法として亜鉛を含有する
シラノール系の液体を被拡散基板上にコートし、熱分解
によって亜鉛含有酸化硅素皮膜を形成して、この皮膜よ
り固相−固相拡散によって亜鉛の拡散を行う方法がとら
れる。この場合には数マイクロメートルの浅い接合の形
成に際しては有効であるが被着酸化硅素膜中の亜鉛が蒸
発によって失われる為に拡散前縁部の平坦性がえにくい
欠点がある。
さらにこれを防ぐ為に、スパッター等によって形成した
緻密な酸化硅素皮膜で被拡散基板を被った場合は、数マ
イクロメートルの深さまで平坦な接合が形成される。し
かしこの方法によっても10マイクロメートルを越える
様な深い接合を形成するには十分でない。その理由は亜
鉛を含む酸化硅素皮膜を厚く形成すると拡散中に皮膜に
亀裂が入りやすい為である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は以上の欠点を除去し、特に10マイクロメート
ルを越える深い拡散に於ても十分に平坦な接合を形成し
、且つ表面に亜鉛のV族元素化合物の析出も作らない方
法を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明の半導体装置の製造方法は、N型III −V族
化合物半導体の表面に、酸化硅素を10係以上の割合で
含有する酸化亜鉛皮膜を、ス・ソノタ法で1マイクロメ
ートル以下の厚さに被着したのち、周辺に亜鉛及びV族
元素圧を印加しながら亜鉛を拡散するようにしたもので
ある。
(発明の実施例) 先ず被拡散化合物半導体基板上に酸化亜鉛粉末と酸化硅
素粉末とを混合焼結してなるスパッタ・ターケ゛ノドよ
り不活性雰囲気或は不活性雰囲気に微量の水素ガスを含
む雰囲気中でスパッタを行うことにより、酸化亜鉛と酸
化硅素とを同時に含む皮膜を1マイクロメートル以下の
厚さで形成する。
この基板を封管内に置き、同時に亜鉛のV族元素化合物
を封入して所定温度で所望の接合深さかえられる時間拡
散するならば封管内の亜鉛蒸気は該被着膜を拡散したの
ち所期の化合物半導体基板表面に到達し、更に化合物半
導体基板内に向って拡散することになる。この結果被拡
散化合物半導体基板上に形成された酸化亜鉛と酸化硅素
とを同時に含む皮膜中の亜鉛の濃度は拡散時間中に低下
することはないので被拡散化合物半導体基板上の亜鉛の
表面濃度は一定に保たれ従って拡散によって形成された
接合面は平坦なものとなる。所望の深さまで拡散したの
ち冷却し開管ののち該皮膜を後工程で除去するならば皮
膜上に形成された亜鉛の■族元素化合物は同時に除去す
ることが出来、オーム性電極形成に障害を生じることは
ない。また該皮膜は解離の高いV族元素の解離蒸発を防
ぐ作用も併せ有するので本方法10マイクロメートルを
越える深い拡散を実施する上で極めて有効である。例え
ば酸化亜鉛を90係酸化硅素を10係含む皮膜をアルゴ
ンガス雰囲気で0.1マイクロメートル被着したN形砒
化ガリウム基板をZnAs 2と同時に石英管に封じた
のち50マイクロメートルの深さまで拡散した結果では
基板の周辺を除き接合の深さに検知出来る程の変動は見
出されなかった。
以上により本発明の主旨は明らかとなったと思われるが
拡散源の酸化物を酸化硅素の他に■族元素の酸化物を添
加するが如きの小変更は本発明の主旨を逸脱するもので
ないことは云うまでもない。
(発明の効果) 以上説明したことから明らかなように、本発明による製
造方法を用いれば、化合物半導体のN型不純物拡散の接
合面を、平坦にかつ深く拡散することができるので、精
度の良いマイクロ波半導体装置を歩留り・よく製造する
ことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の一例を示す断面図である。 1・・・半導体基板、2・・・保護膜、3・・・析出物

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. N型III−V族化合物半導体の表面に酸化硅素を10%
    以上の割合で含有する酸化亜鉛皮膜をスパッタ法で1マ
    イクロメートル以下の厚さに被着したのち周辺に亜鉛及
    びV族元素圧を印加しながら亜鉛を拡散することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP61067331A 1986-03-27 1986-03-27 半導体装置の製造方法 Pending JPS62224927A (ja)

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