JPS637623A - ３−ｖ族化合物半導体材料中に導電形付与物質を拡散する方法 - Google Patents
３−ｖ族化合物半導体材料中に導電形付与物質を拡散する方法Info
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- JPS637623A JPS637623A JP15563787A JP15563787A JPS637623A JP S637623 A JPS637623 A JP S637623A JP 15563787 A JP15563787 A JP 15563787A JP 15563787 A JP15563787 A JP 15563787A JP S637623 A JPS637623 A JP S637623A
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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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/223—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
- H01L21/2233—Diffusion into or out of AIIIBV compounds
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、牛導体材料に関し、特には■−Ｖ族化合物半
導体材料に導電形付与物質を導入する方法と関係する。
導体材料に導電形付与物質を導入する方法と関係する。
従来技術とその問題点
亜鉛はしばしば、■−■族化合物半導体材料にＰ形８％
形を付与するアクセプタ物質として■−Ｖ族化族化合物
半導体材心中入される。■−Ｖ族化族化合物半導体材心
中鉛を導入する一つの従来からのやシ方は、密封アンプ
ル技術ヲ使用する。
形を付与するアクセプタ物質として■−Ｖ族化族化合物
半導体材心中入される。■−Ｖ族化族化合物半導体材心
中鉛を導入する一つの従来からのやシ方は、密封アンプ
ル技術ヲ使用する。
しかし、この方法は面倒であシそして大きな牛導体材料
ウェハを使用しての大規模生産に適さない。
ウェハを使用しての大規模生産に適さない。
成る種の■−ｖ族化合物半導体材料中に亜鉛を拡散する
為オープンチューブ法が開発された・この方法において
は、必要とされる高い亜鉛蒸気圧は、亜鉛を錫或いはガ
リウムのような物質の融体中に溶解することによシ或い
は被処理ウェハに亜鉛含有酸化物を被覆することによシ
得られる。加えて、ウェハ表面の劣化をもたらすウェハ
からのヒ素の損失を防止するために過剰圧力のｌｉｌを
素が必要である０ 発明のｉ要 本発明に従う改善方法によシ■−ｖ族化合物半導体材料
において高ドープＰ膨拡散層が得られる本方法は、■−
■族化合物牛導体材料を、その構成元素である■族元素
を第一構成元素として有し且つその構成元素であるＶ族
元素を第２構成元素として有し且つ該■−Ｖ族化合物半
導体材料に対するアクセプタ元素である元素を第３構成
元素として有するアクセプタ化合物に近接して配置する
ことを基本とする。この組合体が加熱されて、■−Ｖ族
化合物半導体材料及びアクセプタ化合物を熱力学的平衡
状態として第３構成元素を蒸発せしめ、それにより第５
構成元素は■−■族化合物半導体材料中に拡散する。
為オープンチューブ法が開発された・この方法において
は、必要とされる高い亜鉛蒸気圧は、亜鉛を錫或いはガ
リウムのような物質の融体中に溶解することによシ或い
は被処理ウェハに亜鉛含有酸化物を被覆することによシ
得られる。加えて、ウェハ表面の劣化をもたらすウェハ
からのヒ素の損失を防止するために過剰圧力のｌｉｌを
素が必要である０ 発明のｉ要 本発明に従う改善方法によシ■−ｖ族化合物半導体材料
において高ドープＰ膨拡散層が得られる本方法は、■−
■族化合物牛導体材料を、その構成元素である■族元素
を第一構成元素として有し且つその構成元素であるＶ族
元素を第２構成元素として有し且つ該■−Ｖ族化合物半
導体材料に対するアクセプタ元素である元素を第３構成
元素として有するアクセプタ化合物に近接して配置する
ことを基本とする。この組合体が加熱されて、■−Ｖ族
化合物半導体材料及びアクセプタ化合物を熱力学的平衡
状態として第３構成元素を蒸発せしめ、それにより第５
構成元素は■−■族化合物半導体材料中に拡散する。
本発明のより特定した様相において、ＧＩＬＡＪ！
或いはＡｌＧａＡｓ材料がＱａＡｓＺｎに近接して瞳か
れる。
或いはＡｌＧａＡｓ材料がＱａＡｓＺｎに近接して瞳か
れる。
組合体は加熱されて、該材料及びＧａＡｓＺｎ ｆ熱
力学的平衡状態として亜鉛を蒸発化せしめ、それにより
亜鉛はＧａＡｓ或いはＡｌＧａＡｓ中にその侵食を生ず
ることなく拡散する。
力学的平衡状態として亜鉛を蒸発化せしめ、それにより
亜鉛はＧａＡｓ或いはＡｌＧａＡｓ中にその侵食を生ず
ることなく拡散する。
本発明は、拡散によシ、■−■族化合物牛導体材料中に
Ｐ形導電形付与物質即ちアクセプタ物質を導入する技術
と関係する。ＩＩ［−Ｖ族化合物半導体材料としては、
ＧａＡｓ Ｎ ＡｌＧａＡｓ中 ＩｎＧａＡａ ）Ｉｎ
Ｐ ＮＩｎＡｓ及びＩｎＣ）ａＡｓＰ 等が挙げられ
る。これら材料は組となって様々の型式の■−■族ヘテ
ロ接合材料を構成しうる。
Ｐ形導電形付与物質即ちアクセプタ物質を導入する技術
と関係する。ＩＩ［−Ｖ族化合物半導体材料としては、
ＧａＡｓ Ｎ ＡｌＧａＡｓ中 ＩｎＧａＡａ ）Ｉｎ
Ｐ ＮＩｎＡｓ及びＩｎＣ）ａＡｓＰ 等が挙げられ
る。これら材料は組となって様々の型式の■−■族ヘテ
ロ接合材料を構成しうる。
■−Ｖ族化合物半導体材料のウェハは通常の周知の態様
で作製される。ウェハ中に拡散されるべきアクセプタ物
質源は、ウェハの■族元素を第一構成元素として有し且
つウニへの■族元素を第２桝成元素として有し且つアク
セプタ元ｉｔ第３構成元素として有する粒状化合物であ
る。ウェハは、多量の粉末状アクセプタ化合物に近接し
てしかしそこから離間して置かれ、そしてこの組合体は
、不活性ガスを連続的に流したオーブン中に置かれそし
てウェハの■−Ｖ族化合物半導体材料及びアクセプタ化
合物を熱力学的平衡状態としてアクセプタ元素を蒸発せ
しめる為加熱される。アクセプタ構成元素はウェハのｍ
−Ｖ ５化合物半導体材料中に拡散しそして熱力学的
平衡状態下にあるためウェハ表面からのヒ素の蒸発によ
るウェハの侵食は存在しない。
で作製される。ウェハ中に拡散されるべきアクセプタ物
質源は、ウェハの■族元素を第一構成元素として有し且
つウニへの■族元素を第２桝成元素として有し且つアク
セプタ元ｉｔ第３構成元素として有する粒状化合物であ
る。ウェハは、多量の粉末状アクセプタ化合物に近接し
てしかしそこから離間して置かれ、そしてこの組合体は
、不活性ガスを連続的に流したオーブン中に置かれそし
てウェハの■−Ｖ族化合物半導体材料及びアクセプタ化
合物を熱力学的平衡状態としてアクセプタ元素を蒸発せ
しめる為加熱される。アクセプタ構成元素はウェハのｍ
−Ｖ ５化合物半導体材料中に拡散しそして熱力学的
平衡状態下にあるためウェハ表面からのヒ素の蒸発によ
るウェハの侵食は存在しない。
第１図は、熱処理のための様々の部品（材）及び物質の
配列様相を示す。■−Ｖ族化合物半導体材料のウェハ１
０がグラファイ−ト製ボート１１内にその段付部上に置
かれる。多量のアクセプタ源物質１２が、ウェハ１０に
近接するがそこから離間されるようにグラファイト製ボ
ート１１の下方部分における凹所内に置かれる。グ、７
フアイト表カバー１４がグラファイト製ボー）を債って
置かれそしてグラファイト族ねじ１３によシ然るべく保
持される。この組合体が従来型式のオープンチューブ形
石英炉１５内に置かれる。炉１５内の組合体は、不活性
ガスを通流しつつ加熱される。加熱中、アクセプタ源物
質１２からアクセプタ元素が蒸発し、同時に■−ｖ族化
合物半導体材料ウニつ１へとアクセプタ化合物１２との
間で熱力学的平衡状態が確立され石。
配列様相を示す。■−Ｖ族化合物半導体材料のウェハ１
０がグラファイ−ト製ボート１１内にその段付部上に置
かれる。多量のアクセプタ源物質１２が、ウェハ１０に
近接するがそこから離間されるようにグラファイト製ボ
ート１１の下方部分における凹所内に置かれる。グ、７
フアイト表カバー１４がグラファイト製ボー）を債って
置かれそしてグラファイト族ねじ１３によシ然るべく保
持される。この組合体が従来型式のオープンチューブ形
石英炉１５内に置かれる。炉１５内の組合体は、不活性
ガスを通流しつつ加熱される。加熱中、アクセプタ源物
質１２からアクセプタ元素が蒸発し、同時に■−ｖ族化
合物半導体材料ウニつ１へとアクセプタ化合物１２との
間で熱力学的平衡状態が確立され石。
実施例
単結晶半絶縁性ＧａＡａ及びＡｌＧａＡｓ製ウェハ１０
をそれぞれグラファイト製ボート１１内に粉末形態のＧ
ａＡ３Ｚｎ に近接してしかし接触しないようにして
配置した。ＧａＡ３Ｚｎ 粉末とウェハとの離間距離
は約１額であった。各拡散処理過程に対して高純度窒素
の連、続流れ下でグラファイト製ボートをオープンチュ
ーブ形炉１５内に置いた。この組合体を５００〜６５０
℃の温度で約１５分から６時間１５分までの間加熱した
。実際の加熱温度及び時間は所望される亜鉛の特定の拡
散深さに応じて変更される。
をそれぞれグラファイト製ボート１１内に粉末形態のＧ
ａＡ３Ｚｎ に近接してしかし接触しないようにして
配置した。ＧａＡ３Ｚｎ 粉末とウェハとの離間距離
は約１額であった。各拡散処理過程に対して高純度窒素
の連、続流れ下でグラファイト製ボートをオープンチュ
ーブ形炉１５内に置いた。この組合体を５００〜６５０
℃の温度で約１５分から６時間１５分までの間加熱した
。実際の加熱温度及び時間は所望される亜鉛の特定の拡
散深さに応じて変更される。
亜鉛は、ウェハの全面においてそこに拡散されうるし、
別様には拡散中適尚なマスク材料の薄い層で拡散される
べきでない表面部分を保護することによ）ウェハの表面
の一部に選択的に拡散されうる。詳しくは、シリコン或
いはチツ化ケイ素のコーティングがウニへの表面上に付
着されそしてドナー物質を拡散すべきウェハの表面域を
露出する為に周知の技術によシコーティングの一部が選
択的に除去される。つ、エバは、コーティングされた表
面全亜鉛源物質と対面してボート内に伽１かれる。絶縁
コーティングによ装置われた表面域は拡散処理中亜鉛か
ら遮蔽される。
別様には拡散中適尚なマスク材料の薄い層で拡散される
べきでない表面部分を保護することによ）ウェハの表面
の一部に選択的に拡散されうる。詳しくは、シリコン或
いはチツ化ケイ素のコーティングがウニへの表面上に付
着されそしてドナー物質を拡散すべきウェハの表面域を
露出する為に周知の技術によシコーティングの一部が選
択的に除去される。つ、エバは、コーティングされた表
面全亜鉛源物質と対面してボート内に伽１かれる。絶縁
コーティングによ装置われた表面域は拡散処理中亜鉛か
ら遮蔽される。
第２図は、ＧａＡａに対してそしてＡＩ（ｌｏ７Ｇａｌ
ｌｐ３ＡＪに対して、６５０°Ｃの温度でそれぞれ６２
５時間及び４時間処理した結果のキャリヤ濃度分布プ冒
フィルを例示する。両ウェハに対して、亜鉛拡散の分布
状態は比較的平担でそして２００ｎｍの範囲内でほぼ２
桁拡散の先端縁において急激に低下する０ 第３図は、ＧａＡａ及びＡｌＧａＡｍ両方に対して様々
の拡散温度において接合深さくＸ、）と拡散時間の平方
根（ｆｔ）との間の関係を例示するグラフである。第３
図のグラフにより例示されるＸＪと五との間の線形関係
はＧａＡｓＺｎ 源が亜鉛の無限の源として動き、拡
散中消尽しないことを示す。６５０℃において一般に拡
散速度として知られるＸ対重の勾配は、ＧａＡ＋に対し
ては１４３ μｍ／ｈ′２そしてＡｌ［Ｌ２８ＧａｃＬ
７２” に対してはｔ６９μｍ／ｈ／！ である０発
明の効果 本方法は、砒素の侵食による表面の劣化なくＧａＡｓ及
びＡｌＧａＡｓ中にアクセプタ物質、殊に亜鉛をオーブ
ンチューブ方式で拡散する技術を提供する。本方法によ
シ得られたＰ形層は、非常に高品質であシ従って太＃１
１！池や接合電界効果トランジスタのような半導体デバ
イスの作製に適合する。
ｌｐ３ＡＪに対して、６５０°Ｃの温度でそれぞれ６２
５時間及び４時間処理した結果のキャリヤ濃度分布プ冒
フィルを例示する。両ウェハに対して、亜鉛拡散の分布
状態は比較的平担でそして２００ｎｍの範囲内でほぼ２
桁拡散の先端縁において急激に低下する０ 第３図は、ＧａＡａ及びＡｌＧａＡｍ両方に対して様々
の拡散温度において接合深さくＸ、）と拡散時間の平方
根（ｆｔ）との間の関係を例示するグラフである。第３
図のグラフにより例示されるＸＪと五との間の線形関係
はＧａＡｓＺｎ 源が亜鉛の無限の源として動き、拡
散中消尽しないことを示す。６５０℃において一般に拡
散速度として知られるＸ対重の勾配は、ＧａＡ＋に対し
ては１４３ μｍ／ｈ′２そしてＡｌ［Ｌ２８ＧａｃＬ
７２” に対してはｔ６９μｍ／ｈ／！ である０発
明の効果 本方法は、砒素の侵食による表面の劣化なくＧａＡｓ及
びＡｌＧａＡｓ中にアクセプタ物質、殊に亜鉛をオーブ
ンチューブ方式で拡散する技術を提供する。本方法によ
シ得られたＰ形層は、非常に高品質であシ従って太＃１
１！池や接合電界効果トランジスタのような半導体デバ
イスの作製に適合する。
本発明について具体的に説明したが、本発明の精神内で
多くの改変を為しうろことを銘記されたい。
多くの改変を為しうろことを銘記されたい。
第１図は本発明に従う拡散方法の実施態様を示す断面図
である。
である。
第２図は本発明に従って亜鉛拡散処理しｆｃＧａＡｓウ
ニ八及びＡｌへａＡｓウェハのキャリヤ濃度の分布様相
を示すグラフである。
ニ八及びＡｌへａＡｓウェハのキャリヤ濃度の分布様相
を示すグラフである。
第３図は、本発明方法に従って処理されたＧａＡ＋ｓ及
びＡｌＧａＡｓに対する様々の拡散温度の関数として接
合深き対拡散時間の平方根の関係を示すグラフである。
びＡｌＧａＡｓに対する様々の拡散温度の関数として接
合深き対拡散時間の平方根の関係を示すグラフである。
１０：ウェハ
１１ ：ボート
１２ニアクセブタ源１勿質
１３：ねじ
１４：カバー
１５：炉
Ｆ”ｉのｆ。
Ｆ”Ｌｑ ２゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）III−Ｖ族化合物半導体材料中に導電形付与物質を
導入する方法であつて、 III−Ｖ族化合物半導体材料を、該III−Ｖ族化合物半導
体材料の構成元素であるIII族元素を第一構成元素とし
て有し且つ該III−Ｖ族化合物半導体材料の構成元素で
あるＶ族元素を第２構成元素として有し且つ該III−Ｖ
族化合物半導体材料に対するアクセプタ元素である元素
を第３構成元素として有するアクセプタ化合物に近接し
て配置すること、及び前記III−Ｖ族化合物半導体材料
と前記アクセプタ化合物とを熱力学的平衡状態として前
記第３構成元素を蒸発せしめる為加熱を行い、それによ
り該第３構成元素をIII−Ｖ族化合物半導体材料中に拡
散せしめることを包含する方法。 ２）加熱がIII−Ｖ族化合物半導体材料及びアクセプタ
化合物を不活性雰囲気中に置いて実施される特許請求の
範囲第１項記載の方法。 ３）アクセプタ化合物が粒状形態にある特許請求の範囲
第２項記載の方法。 ４）加熱が約５００〜６５０℃の温度において実施され
る特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５）ＧａＡｓ或いはＡｌＧａＡｓ材料をＧａＡｓＺｎに
近接して配置しそして該材料とＧａＡｓＺｎを熱力学的
平衡状態として亜鉛を蒸発せしめるべく加熱を行い、そ
れにより亜鉛をＧａＡｓ或いはＡｌＧａＡｓ材料中に拡
散せしめる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６）ＧａＡｓ或いはＡｌＧａＡｓ材料とＧａＡｓＺｎを
不活性雰囲気に置いて加熱を行う特許請求の範囲第５項
記載の方法。 ７）硫化ガリウムが粒状形態にある特許請求の範囲第６
項記載の方法。 ８）加熱が約５００〜６５０℃の温度において約１５分
〜６１／４時間間行われる特許請求の範囲第７項記載の
方法。 ９）加熱がＧａＡｓ或いはＡｌＧａＡｓ材料とＧａＡｓ
Ｚｎとを通流窒素雰囲気中に配置して行われる特許請求
の範囲第８項記載の方法。 １０）ＧａＡｓ或いはＡｌＧａＡｓ材料の表面に所定の
パターンにおけるシリコンのコーティングを形成し、そ
の後ＧａＡｓＺｎに近接してそこにコーティングが面す
るよう前記材料を配置し、それにより亜鉛をシリコンで
コーティングされていない表面部分においてＧａＡｓ或
いはＡｌＧａＡｓ材料中に拡散せしめる特許請求の範囲
第９項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US87872786A | 1986-06-26 | 1986-06-26 | |
| US878727 | 1986-06-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637623A true JPS637623A (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=25372696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15563787A Pending JPS637623A (ja) | 1986-06-26 | 1987-06-24 | ３−ｖ族化合物半導体材料中に導電形付与物質を拡散する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS637623A (ja) |
| DE (1) | DE3719548A1 (ja) |
| FR (1) | FR2600818A1 (ja) |
-
1987
- 1987-06-04 FR FR8707781A patent/FR2600818A1/fr not_active Withdrawn
- 1987-06-11 DE DE19873719548 patent/DE3719548A1/de not_active Withdrawn
- 1987-06-24 JP JP15563787A patent/JPS637623A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3719548A1 (de) | 1988-01-07 |
| FR2600818A1 (fr) | 1987-12-31 |
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