JPS63300570A - 砒化ガリウム超階段バラクタダイオ−ドの製造方法 - Google Patents
砒化ガリウム超階段バラクタダイオ−ドの製造方法Info
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- JPS63300570A JPS63300570A JP13723287A JP13723287A JPS63300570A JP S63300570 A JPS63300570 A JP S63300570A JP 13723287 A JP13723287 A JP 13723287A JP 13723287 A JP13723287 A JP 13723287A JP S63300570 A JPS63300570 A JP S63300570A
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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。
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〕
本発明は砒化ガリウム超階段バラクタダイオードの製造
方法に関する。
方法に関する。
砒化ガリウム超階段バラクタ（以下ＧａＡｓ超階段バラ
クタと呼ぶ）は第３図に示すように低比抵抗ｎ＋基板３
１の上に例えば気相成長法により基板と同導電型で低比
抵抗のエピタキシャルｎ＋層３２、同じく基板と同導電
型で電子濃度が３〜５ Ｘ １０ ”ａｍ−’程度のエ
ピタキシャルのｎ一層３３を順次形成し、イオン注入法
により基板と同導電型のｎイオン注入層３４を形成し、
拡散法により基板と逆導電型で高濃度なＰ＋拡散層３５
を形成し、この半導体基板上に金属電極３６を蒸着法、
ＰＲ法、イオンミリング法により形成した後、ＰＲ法及
び化学的蝕刻法によりメサ部３７を形成することにより
Ｐ−ｎ接合部を形成しこの接合にかける逆方向電圧によ
る空乏層の厚さ即ち接合容量の変化を利用している。
クタと呼ぶ）は第３図に示すように低比抵抗ｎ＋基板３
１の上に例えば気相成長法により基板と同導電型で低比
抵抗のエピタキシャルｎ＋層３２、同じく基板と同導電
型で電子濃度が３〜５ Ｘ １０ ”ａｍ−’程度のエ
ピタキシャルのｎ一層３３を順次形成し、イオン注入法
により基板と同導電型のｎイオン注入層３４を形成し、
拡散法により基板と逆導電型で高濃度なＰ＋拡散層３５
を形成し、この半導体基板上に金属電極３６を蒸着法、
ＰＲ法、イオンミリング法により形成した後、ＰＲ法及
び化学的蝕刻法によりメサ部３７を形成することにより
Ｐ−ｎ接合部を形成しこの接合にかける逆方向電圧によ
る空乏層の厚さ即ち接合容量の変化を利用している。
上述した従来のＧａＡｓ超階段バラクタの構造はメサ形
で保護膜が無いため例えばチップで使用する場合ＩＣ基
板にマウント、ボンディングする際にメサの肩部が機械
的、物理的な力により傷付いたり割れたりするため特性
変化をもたらしたり信頼度が悪くなったりするという欠
点がある。
で保護膜が無いため例えばチップで使用する場合ＩＣ基
板にマウント、ボンディングする際にメサの肩部が機械
的、物理的な力により傷付いたり割れたりするため特性
変化をもたらしたり信頼度が悪くなったりするという欠
点がある。
又５パツケージに組込む場合にも同様な不具合が生ずる
。
。
又、容量のコントロール性の向上や、リーク電流による
信頼度低下が少く、二重ブレークダウン等による逆方向
電流の増加を防ぐことができるより優れた砒化ガリウム
超階段バラクタダイオードの製造方法が望まれていた。
信頼度低下が少く、二重ブレークダウン等による逆方向
電流の増加を防ぐことができるより優れた砒化ガリウム
超階段バラクタダイオードの製造方法が望まれていた。
本発明の目的は、物理的１機械的に強く傷付いたり割れ
なりすることがなく、それによる特性変化や信頼度低下
を生ずることがなく、かつ従来のものより容量のコント
ロール性がよく、リーク電流がすくなく、かつ二重ブレ
ークダウン等による逆方向電流の増加も防ぐことができ
る砒化ガリウム超階段バラクタダイオードの製造方法を
提供することにある。
なりすることがなく、それによる特性変化や信頼度低下
を生ずることがなく、かつ従来のものより容量のコント
ロール性がよく、リーク電流がすくなく、かつ二重ブレ
ークダウン等による逆方向電流の増加も防ぐことができ
る砒化ガリウム超階段バラクタダイオードの製造方法を
提供することにある。
上述した従来のメサ形で保護膜の無いＧａＡｓ超階段バ
ラクタダイオードの製造技術ではウェーハ全面にＰ−ｎ
接合を形成してからＰＲ法と化学的又は機械的な蝕刻法
により電気的特性を決める大きさにＰ−ｎ接合面積をコ
ントロールするという方法をとっている。これに対し本
発明では６５０〜１０００人の厚さを有するＣＶＤ窒化
膜をマスクにＰ−ｎ接合を形成するという方法をとって
いる。
ラクタダイオードの製造技術ではウェーハ全面にＰ−ｎ
接合を形成してからＰＲ法と化学的又は機械的な蝕刻法
により電気的特性を決める大きさにＰ−ｎ接合面積をコ
ントロールするという方法をとっている。これに対し本
発明では６５０〜１０００人の厚さを有するＣＶＤ窒化
膜をマスクにＰ−ｎ接合を形成するという方法をとって
いる。
本発明の砒化ガリウム超階段バラクタタイオードの製造
方法は、砒化ガリウム半導体基板に３〜５ Ｘ １０
”Ｃ１１−’の電子濃度を有するｎ一層を形成する工程
と、ｎ一層を形成した前記基板にＰＲ法とイオン注入法
を用いてシリコンイオンを注入する工程と、該基板をＣ
ＶＤ酸化膜でおおった後８０ｃｍ程度で高温アニールし
てシリコンを活性化せしめｎイオン注入層を形成する工
程と、前記ＣＶＤ酸化膜を前面除去した後前記基板上に
厚さ６５０〜１０００人のＣＶＤ窒化膜を形成し、ＰＲ
法により選択的に拡散窓を形成する工程と、石英封管中
で閉管法により５００〜７５０℃でＺｎを拡散してＰ１
拡散層を形成する工程と、ＣＶＤ窒化膜を全面除去し、
該基板上にＣＶＤ酸化膜を形成する工程と、該ＣＶＤ酸
化膜にＰＲ法で開孔部を設けた後蒸着法、ＰＲ法により
電極を形成する工程とを含んで構成される。
方法は、砒化ガリウム半導体基板に３〜５ Ｘ １０
”Ｃ１１−’の電子濃度を有するｎ一層を形成する工程
と、ｎ一層を形成した前記基板にＰＲ法とイオン注入法
を用いてシリコンイオンを注入する工程と、該基板をＣ
ＶＤ酸化膜でおおった後８０ｃｍ程度で高温アニールし
てシリコンを活性化せしめｎイオン注入層を形成する工
程と、前記ＣＶＤ酸化膜を前面除去した後前記基板上に
厚さ６５０〜１０００人のＣＶＤ窒化膜を形成し、ＰＲ
法により選択的に拡散窓を形成する工程と、石英封管中
で閉管法により５００〜７５０℃でＺｎを拡散してＰ１
拡散層を形成する工程と、ＣＶＤ窒化膜を全面除去し、
該基板上にＣＶＤ酸化膜を形成する工程と、該ＣＶＤ酸
化膜にＰＲ法で開孔部を設けた後蒸着法、ＰＲ法により
電極を形成する工程とを含んで構成される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例を説明するために工
程順に示した半導体素子の縦断面図である。
（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例を説明するために工
程順に示した半導体素子の縦断面図である。
まず、第１図（ａ）に示すように２〜３ Ｘ １０”０
の電子、濃度を有する低比抵抗ＧａＡｓ基板１１上に
、３〜５μｍの層厚でｎ−３ Ｘ １０１８ｃｍの電子
濃度を有するエピタキシャルｎ＋層１２と２．５へ３．
５μｍの層厚で３ Ｎ５ Ｘ １０ ”ｃｍ−’の電子
濃度を有するエピタキシャルｎ一層１３とを順次形成す
る。
の電子、濃度を有する低比抵抗ＧａＡｓ基板１１上に
、３〜５μｍの層厚でｎ−３ Ｘ １０１８ｃｍの電子
濃度を有するエピタキシャルｎ＋層１２と２．５へ３．
５μｍの層厚で３ Ｎ５ Ｘ １０ ”ｃｍ−’の電子
濃度を有するエピタキシャルｎ一層１３とを順次形成す
る。
次に、第１図（ｂ）に示すように、ＰＲ法によりイオン
注入マスクとなるフォトレジスト１４とフォトレジスト
開孔部１５を形成しな後Ｓｔのダブルチャージイオンを
３５０ ”ｖで１０１３ｃｍ−”打ち込む。
注入マスクとなるフォトレジスト１４とフォトレジスト
開孔部１５を形成しな後Ｓｔのダブルチャージイオンを
３５０ ”ｖで１０１３ｃｍ−”打ち込む。
次に、第１図（ｃ）に示すように、この基板の表面をＣ
ＶＤ酸化膜１６で覆ったのち８００℃で高温アニールを
することによりシリコンイオンを活性化せしめｎイオン
注入層１７を形成する。
ＶＤ酸化膜１６で覆ったのち８００℃で高温アニールを
することによりシリコンイオンを活性化せしめｎイオン
注入層１７を形成する。
次に、第１図（ｄ）に示すように、ＣＶＤ酸化膜を全面
除去してこの基板の表面に厚さ６５０〜１０００人のＣ
ＶＤ窒化膜１８を形成した後、ＰＲ法により拡散窓１９
を形成する。次に、石英管による真空封止を行い閉管法
によりＺｎを６１０℃で２時間はど拡散してＰ＋拡散層
１１０を形成し、Ｐ−ｎ接合面からｎ一層に向って電子
濃度がなだらかに減少し、かつＰ−ｎ接合近傍のｎ層電
子濃度とｎ一層のうちＰ−ｎ接合から充分離れたところ
の部分の電子濃度との比が５〜１５程度に変化する如く
して、ゆるやかな傾斜を有する電子濃度を持たせる。
除去してこの基板の表面に厚さ６５０〜１０００人のＣ
ＶＤ窒化膜１８を形成した後、ＰＲ法により拡散窓１９
を形成する。次に、石英管による真空封止を行い閉管法
によりＺｎを６１０℃で２時間はど拡散してＰ＋拡散層
１１０を形成し、Ｐ−ｎ接合面からｎ一層に向って電子
濃度がなだらかに減少し、かつＰ−ｎ接合近傍のｎ層電
子濃度とｎ一層のうちＰ−ｎ接合から充分離れたところ
の部分の電子濃度との比が５〜１５程度に変化する如く
して、ゆるやかな傾斜を有する電子濃度を持たせる。
次に、ＣＶＤ窒化膜を化学的に全面エツチングして除去
した後、ＣＶＤ法により４５００〜５０００人の厚さの
ＣＶＤ膜１１１を形成し、ＰＲ法により酸化膜開孔部１
１２を設ける。
した後、ＣＶＤ法により４５００〜５０００人の厚さの
ＣＶＤ膜１１１を形成し、ＰＲ法により酸化膜開孔部１
１２を設ける。
次に、第１図（ｆ）に示すように、蒸着法、ＰＲ法によ
り電極１１３を形成する。
り電極１１３を形成する。
前述した第１の実施例では縦方向で動作するＧａＡｓ超
階段バラクタダイオードの製造方法について述べた。次
に横方向で動作するＧａＡｓ超階段バラクタダイオード
の製造方法について説明する。
階段バラクタダイオードの製造方法について述べた。次
に横方向で動作するＧａＡｓ超階段バラクタダイオード
の製造方法について説明する。
第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施例を説明する
ために工程順に示した素子の断面図である。
ために工程順に示した素子の断面図である。
まず、第２図（ａ）、（ｂ）に示すように、高比抵抗Ｇ
ａＡｓ基板２１の上にエピタキシャル法により電子濃度
３〜５ Ｘ １０ ”Ｃ１１−’で所望の厚さのエピタ
キシャルｎ−１２２を形成する。これにＰＲ法によりフ
ォトレジスト２３に開孔部２４を設けてＳｉのイオン注
入し、更にＰＲ法によりフォトレジスト２５に開孔部２
６を設けてＳｉのイオン注入を行う。
ａＡｓ基板２１の上にエピタキシャル法により電子濃度
３〜５ Ｘ １０ ”Ｃ１１−’で所望の厚さのエピタ
キシャルｎ−１２２を形成する。これにＰＲ法によりフ
ォトレジスト２３に開孔部２４を設けてＳｉのイオン注
入し、更にＰＲ法によりフォトレジスト２５に開孔部２
６を設けてＳｉのイオン注入を行う。
次に、第２図（Ｃ）に示すように、レジストを除去した
後この半導体基板上をＣＶＤ酸化膜２７で覆ったのち８
００℃で高温アニールをすることによりＳｉイオンを活
性化せしめ厚さがｎ一層より少し厚いｎイオン注３１２
８と厚さがｎ一層の半分位のｎ′″イオン注入層２９を
形成する。
後この半導体基板上をＣＶＤ酸化膜２７で覆ったのち８
００℃で高温アニールをすることによりＳｉイオンを活
性化せしめ厚さがｎ一層より少し厚いｎイオン注３１２
８と厚さがｎ一層の半分位のｎ′″イオン注入層２９を
形成する。
次に、第２図（ｄ）に示すように、ＣＶＤ酸化膜２７を
全面除去して、この基板の表面に厚さ６５０〜１０００
人のＣＶＤ窒化膜２１０を形成した後ＰＲ法により拡散
窓２１１を形成する０次に、石英管により真空封止を行
い、閉管法によりＺｎを６１０℃で所望の時間拡散して
厚さがｎイオン注入層２８よりやや薄いＰ＋拡散層２１
２を形成する。
全面除去して、この基板の表面に厚さ６５０〜１０００
人のＣＶＤ窒化膜２１０を形成した後ＰＲ法により拡散
窓２１１を形成する０次に、石英管により真空封止を行
い、閉管法によりＺｎを６１０℃で所望の時間拡散して
厚さがｎイオン注入層２８よりやや薄いＰ＋拡散層２１
２を形成する。
次に、第２図（ｅ）に示すように、ＣＶＤ窒化膜を化学
的に全面エツチングして除去した後ＣＶＤ法により４５
００〜５０００人の厚さのＣＶＤ酸化膜２１３を形成し
ＰＲ法により開孔部２１４．２１５を設けた後蒸着法、
ＰＲ法により電極２１６．２１７を形成する。
的に全面エツチングして除去した後ＣＶＤ法により４５
００〜５０００人の厚さのＣＶＤ酸化膜２１３を形成し
ＰＲ法により開孔部２１４．２１５を設けた後蒸着法、
ＰＲ法により電極２１６．２１７を形成する。
この実施例では横型のＧａＡｓ超階段バラクタであるた
めビームリード素子にも適用でき、浮遊容量の少ないＧ
ａＡｓ超階段バラクタチップのハイブリッドＩＣ基板へ
の直接搭載が可能となる。
めビームリード素子にも適用でき、浮遊容量の少ないＧ
ａＡｓ超階段バラクタチップのハイブリッドＩＣ基板へ
の直接搭載が可能となる。
またｎ一層２２をイオン注入で形成すれば現在開発が進
められているＧａＡｓモノリシックＩＣへの応用を考え
た場合従来の縦型ダイオードでは配線が難しい欠点を有
していたが、この点が改善されるのは、大きな利点であ
る。
められているＧａＡｓモノリシックＩＣへの応用を考え
た場合従来の縦型ダイオードでは配線が難しい欠点を有
していたが、この点が改善されるのは、大きな利点であ
る。
以上説明したように本発明では、まず、Ｚｎの拡散マス
クとして厚さ６５０〜１０００人のＣＶＤ窒化膜を使用
しているため拡散の横ひろがりが少なく容量が設計値よ
り大きくならない（制御性はよく容量をコントロールで
きる〉。
クとして厚さ６５０〜１０００人のＣＶＤ窒化膜を使用
しているため拡散の横ひろがりが少なく容量が設計値よ
り大きくならない（制御性はよく容量をコントロールで
きる〉。
次に、厚さ６５０〜１０００人のＣＶＤ窒化膜をＺｎ拡
散マスクとして用いることにより形成されたダイオード
の逆方向耐圧がハードになりリーク電流により信頼度低
下や二重ブレークダウン等による逆方向電流の増加を防
ぐことができる。
散マスクとして用いることにより形成されたダイオード
の逆方向耐圧がハードになりリーク電流により信頼度低
下や二重ブレークダウン等による逆方向電流の増加を防
ぐことができる。
又、本発明によるダイオードはプレーナ構造となってお
りメサ形に比べ、物理的、機械的な力に強くビンセット
等によってチップの移動をする際に傷がつきにくくハイ
ブリッドＩＣ基板へのチップの直接搭載が可能である。
りメサ形に比べ、物理的、機械的な力に強くビンセット
等によってチップの移動をする際に傷がつきにくくハイ
ブリッドＩＣ基板へのチップの直接搭載が可能である。
又、横型のＧａＡｓ超階段バラクタの製造も可能になる
ので、ビームリードタイプでも基板への搭載が可能であ
るし、ＧａＡｓ集積回路として他の素子と同一チップ上
で製造することもでき、又、その上での配線も容易であ
る。
ので、ビームリードタイプでも基板への搭載が可能であ
るし、ＧａＡｓ集積回路として他の素子と同一チップ上
で製造することもでき、又、その上での配線も容易であ
る。
第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例を説明するた
めに工程順に示した素子の断面図、第２図（ａ）〜（ｅ
）は本発明の他の実施例を説明するために工程順に示し
た素子の断面図、第３図は従来のＧａＡｓ超階段バラク
タダイオードの断面図である。 １１．３１・・・低比抵抗ＧａＡｓ基板、１２゜３２・
・・エピタキシャルｎ＋層、１３．２２．３３・・・エ
ピタキシャルｎ一層、１４，２３．２５・・・フォトレ
ジスト、１５．２４．２６・・・フォトレジスト開孔部
、１６，１１１，２７，２１３・・・ＣＶＤ酸化膜、１
７，２８．３４・・・ｎイオン注入層、１８．２１０・
・・ＣＶＤ窒化膜、１９．２１１・・・拡散窓、１１０
，２１２．３５・・・Ｐ＋拡散層、２１ ・・・高比抵
抗ＧａＡｓ基板、１１２，２１４゜２１５・・・酸化膜
開孔部、２９・・・ｎ＋イオン注入層、１３，１１３，
２１６，２１７・・・電極、３７・・・メサ部。 第７Ｉ２１１ 晃２ 図
めに工程順に示した素子の断面図、第２図（ａ）〜（ｅ
）は本発明の他の実施例を説明するために工程順に示し
た素子の断面図、第３図は従来のＧａＡｓ超階段バラク
タダイオードの断面図である。 １１．３１・・・低比抵抗ＧａＡｓ基板、１２゜３２・
・・エピタキシャルｎ＋層、１３．２２．３３・・・エ
ピタキシャルｎ一層、１４，２３．２５・・・フォトレ
ジスト、１５．２４．２６・・・フォトレジスト開孔部
、１６，１１１，２７，２１３・・・ＣＶＤ酸化膜、１
７，２８．３４・・・ｎイオン注入層、１８．２１０・
・・ＣＶＤ窒化膜、１９．２１１・・・拡散窓、１１０
，２１２．３５・・・Ｐ＋拡散層、２１ ・・・高比抵
抗ＧａＡｓ基板、１１２，２１４゜２１５・・・酸化膜
開孔部、２９・・・ｎ＋イオン注入層、１３，１１３，
２１６，２１７・・・電極、３７・・・メサ部。 第７Ｉ２１１ 晃２ 図
Claims (1)
- 砒化ガリウム半導体基板に３〜５×１０＾１＾５ｃｍ＾
−＾３の電子濃度を有するｎ＾−層を形成する工程と、
ｎ＾−層を形成した前記基板にＰＲ法とイオン注入法を
用いてシリコンイオンを注入する工程と、該基板をＣＶ
Ｄ酸化膜でおおった後８００℃程度で高温アニールして
シリコンを活性化せしめｎイオン注入層を形成する工程
と、前記ＣＶＤ酸化膜を前面除去した後前記基板上に厚
さ６５０〜１０００ÅのＣＶＤ窒化膜を形成し、ＰＲ法
により選択的に拡散窓を形成する工程と、石英封管中で
閉管法により５００〜７５０℃でＺｎを拡散してＰ＾＋
拡散層を形成する工程と、ＣＶＤ窒化膜を全面除去し、
該基板上にＣＶＤ酸化膜を形成する工程と、該ＣＶＤ酸
化膜にＰＲ法で開孔部を設けた後蒸着法、ＰＲ法により
電極を形成する工程とを含むことを特徴とする砒化ガリ
ウム超階段バラクタダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137232A JPH06105788B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 砒化ガリウム超階段バラクタダイオ−ドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137232A JPH06105788B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 砒化ガリウム超階段バラクタダイオ−ドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300570A true JPS63300570A (ja) | 1988-12-07 |
| JPH06105788B2 JPH06105788B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=15193870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62137232A Expired - Lifetime JPH06105788B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 砒化ガリウム超階段バラクタダイオ−ドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105788B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7183628B2 (en) | 2004-01-23 | 2007-02-27 | International Business Machines Corporation | Structure and method of hyper-abrupt junction varactors |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60189270A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | Nec Corp | 化合物半導体装置の製造方法 |
| JPS60229378A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可変容量ダイオ−ドの製造方法 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62137232A patent/JPH06105788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS60189270A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | Nec Corp | 化合物半導体装置の製造方法 |
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| US7700453B2 (en) | 2004-01-23 | 2010-04-20 | International Business Machines Corporation | Method for forming hyper-abrupt junction varactors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06105788B2 (ja) | 1994-12-21 |
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