JPS62224927A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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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
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067331A JPS62224927A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067331A JPS62224927A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224927A true JPS62224927A (ja) | 1987-10-02 |
Family
ID=13341926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61067331A Pending JPS62224927A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224927A (ja) |
-
1986
- 1986-03-27 JP JP61067331A patent/JPS62224927A/ja active Pending
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