JPWO2006072976A1 - 半導体素子製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板1表面と拡散源3との中間に、前記拡散源3より拡散係数が小さい物質の薄膜からなる拡散制御層2を形成し、前記拡散源3の元素が拡散制御層2を介して熱拡散されるようにしていることから基板の表面部分に形成される基板の導電型と異なる導電型の半導体領域における拡散深さ及び拡散濃度を高精度に制御できることとなり、半導体素子を高精度且つ高機能に製造できる。
【選択図】図1
Description
このように本発明においては、前記拡散制御層が、酸化膜又は窒化膜として形成されることから、酸化膜又は窒化膜の材料物質を選択し、又はその厚みを設定することにより基板と拡散源との間に形成される半導体領域における拡散深さ及び拡散濃度を独立且つ高精度に制御できることとなり、半導体素子を高精度且つ高機能に製造できる。
このように本発明においては、拡散源の元素の固溶源及び拡散係数に応じて、前記拡散制御層の厚みを調整することにより、半導体領域における拡散深さ及び拡散濃度を独立且つ高精度に制御できることとなり、半導体素子を高精度且つ高機能に製造できる。
このように本発明においては、前記拡散制御層の薄膜が、0.1nmから100nmの膜厚で形成されることから薄膜の膜厚を特定して半導体領域における拡散深さ及び拡散濃度を独立且つ高精度に制御できることとなり、半導体素子を高精度且つ高機能に製造できる。
このように本発明においては、前記基板をII−VI族化合物半導体とし、前記拡散源をn型不純物とし、前記拡散制御層をn型不純物より拡散係数が小さい物質からなる薄膜とすることから、発光ダイオードの製造を拡散深さと拡散濃度とを独立且つ高精度に制御できることとなり、純緑色を均一な輝度で、且つ高精度に出力する発光ダイオードを製造できる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体素子製造方法を緑色発光ダイオードの製造に応用した場合について、図1ないし図3に基づいて説明する。この図1は本実施形態に係る半導体素子製造方法の製造動作説明図、図2は図1に記載の半導体素子製造方法の製造処理工程における動作フローチャート、図3は図1に記載の半導体素子製造方法の熱拡散処理におけるAl濃度−拡散深さの特性図、図4は図2記載の特性図に対応する従来の半導体素子製造方法の特性図を示す。
このエッチングされた基板1を真空蒸着装置(図示を省略する。)内にセットし、この装置内に1×10−8Torr以下の圧力まで真空排気する(ステップ2)。この真空状態で基板1を水素ラジカルにより表面のクリーニング処理を実行する(ステップ3)。このクリーニング処理は反射高速電子線回折により処理状態を確認することもできる。
前記クリーニング処理された基板1の表面に酸素ラジカルを照射することにより、この表面の亜鉛Zn及びテルルTeを酸化させて約10nmの酸化膜として拡散制御層2を形成する(ステップ4)。
即ち、拡散制御層2の膜厚等により基板1のp型ZnTeがn型ZnTeとして形成されるためのAlの表面濃度をQ(%)から100(%)の間とするのに対し、従来の半導体素子製造方法ではAl濃度−拡散深さの特性図に示すようにR(%)(R>Q)から100(%)の間という狭い範囲でしか調整できないことが解る。
この熱拡散処理後は基板1の裏面にp型用オーム性電極5としてパラジウムを堆積し、合金化処理を行って発光ダイオードを作成する(ステップ7)。
本発明の他の実施形態に係る半導体素子製造方法として以下の通り各々構成することができる。
前記拡散制御層2は、前記拡散制御層における拡散源3の元素の固溶限が大きくなる程、薄膜の厚みが厚くなるよう形成することもできる。
このように本実施形態においては、酸化膜又は窒化膜の材料物質を選択し、又はその厚みを設定することにより基板1と拡散制御層2との間に形成される半導体領域における拡散深さ及び拡散濃度を独立且つ高精度に制御できることとなり、半導体素子を高精度且つ高機能に製造できる。
また、本実施形態では酸化膜を例に述べたが、酸化膜に限定されるものではなく、Al等のドナー不純物に比べて半導体内における拡散速度の遅い元素で形成される膜、例えば窒化膜で形成することもできる。また、その厚さを制御することにより、拡散源3中の不純物を制御する構成とすることもできる。
なお、本発明の他の実施形態に係る半導体素子製造方法は、拡散源3を構成する任意の導電型の元素が金属Alに限定されるものではなく、Alを含む合金、Ga、In、Cl、Br、I、Bまたは、それらを含む混合物であっても良い。
2 拡散制御層
3 拡散源
5 p型用オーム性電極
101 p型ZnTe単結晶基板
102 拡散源
103,104 拡散層
105 pn接合
Claims (5)
- 一の導電型にする元素からなる半導体結晶の基板表面に、前記一の導電型と異なる他の導電型にする元素からなる拡散源を形成し、当該拡散源を熱拡散によりドーピングして半導体素子を製造する半導体素子製造方法において、
前記基板表面と拡散源との中間に、前記拡散源より半導体結晶における拡散係数が小さい物質の薄膜からなる拡散制御層を形成し、
前記拡散源の元素が拡散制御層を介して熱拡散されることを
特徴とする半導体素子製造方法。 - 前記請求項1に記載の半導体素子製造方法において、
前記拡散制御層が、酸化膜又は窒化膜として形成されることを
特徴とする半導体素子製造方法。 - 前記請求項1又は2に記載の半導体素子製造方法において、
前記拡散制御層における拡散源の元素の固溶限及び拡散係数に応じて、薄膜の厚みを調整するよう形成されることを
特徴とする半導体素子製造方法。 - 前記請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体素子製造方法において、
前記拡散制御層の薄膜が、0.1nmから100nmの膜厚で形成されることを
特徴とする半導体素子製造方法。 - 前記請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体素子製造方法において、
前記基板をII−VI族化合物半導体とし、前記拡散源をn型不純物とし、前記拡散制御層をn型不純物より半導体結晶における拡散係数が小さい物質からなる薄膜とすることを
特徴とする半導体素子製造方法。
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