JPH01220822A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置の製造方法Info
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- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
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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〕
この発明は化合物半導体装置の製造方法に関し、特にド
ーパント濃度が均一で基板間の再現性に優れた導電層を
つくり込む方法に関するものである。
ーパント濃度が均一で基板間の再現性に優れた導電層を
つくり込む方法に関するものである。
第3図(a)、 (blは従来の化合物半導体装置の製
造方法を示す工程断面図である。図において、1は半絶
縁性GaAs基板、2はレジスト、5はSiイオン、6
はSiイオン5が注入された領域、7はSiイオン注入
層6をアニールすることによって得られたn型導電層で
ある。
造方法を示す工程断面図である。図において、1は半絶
縁性GaAs基板、2はレジスト、5はSiイオン、6
はSiイオン5が注入された領域、7はSiイオン注入
層6をアニールすることによって得られたn型導電層で
ある。
次に製造方法について説明する。
まず、半絶縁性GaAS基板1上にレジスト2でパター
ンを形成し、選択的にSiイオン5を注入する(第3図
(a))。次にレジスト除去後800℃前後でアニール
を行いSiイオン5を活性化し、n型導電層7を形成す
る(第3図(b))。選択イオン注入とアニールを組み
合わせたこの方法によれば、半絶縁性GaAs基板1中
の任意の位置に簡便にn型導電層7を形成することがで
きる。
ンを形成し、選択的にSiイオン5を注入する(第3図
(a))。次にレジスト除去後800℃前後でアニール
を行いSiイオン5を活性化し、n型導電層7を形成す
る(第3図(b))。選択イオン注入とアニールを組み
合わせたこの方法によれば、半絶縁性GaAs基板1中
の任意の位置に簡便にn型導電層7を形成することがで
きる。
ここで、第5図の斜線部分は、ウェハ面内において、上
述のアニールによるSiイオンの活性化の過程でGaA
s結晶基板1の転移が起こり易い部分を示し、また第4
図(b)は第5図のA−A”方向におけるn型導電層7
の電気伝導率のウェハ面内分布を示す図である。第4図
(b)、第5図かられかるように、ウェハ面内のGaA
s基板転移が生じやすい部分ではn型導電層7の電気伝
導率が増加しており、第5図のウェハ面内のA−A’力
方向おいてはW型の電気伝導率を示すようになる。
述のアニールによるSiイオンの活性化の過程でGaA
s結晶基板1の転移が起こり易い部分を示し、また第4
図(b)は第5図のA−A”方向におけるn型導電層7
の電気伝導率のウェハ面内分布を示す図である。第4図
(b)、第5図かられかるように、ウェハ面内のGaA
s基板転移が生じやすい部分ではn型導電層7の電気伝
導率が増加しており、第5図のウェハ面内のA−A’力
方向おいてはW型の電気伝導率を示すようになる。
これは、結晶の成長のいかんにかかわらず一般に結晶中
に存在する点欠陥が、結晶が転移を起こした際に転移部
分にゲッタリングされ、これにより導電層のキャリア濃
度が変化するためと考えられている。
に存在する点欠陥が、結晶が転移を起こした際に転移部
分にゲッタリングされ、これにより導電層のキャリア濃
度が変化するためと考えられている。
従来の化合物半導体装置の製造方法によれば、上述のよ
うに、n型導電層はアニールによるSiイオンの活性化
の過程で半絶縁性GaAs基板の転移等の影響を強く受
け、キャリア濃度分布が不均一となり、ウェハ面内径方
向においてW型の電気伝導率を示すようになるという問
題点があった。
うに、n型導電層はアニールによるSiイオンの活性化
の過程で半絶縁性GaAs基板の転移等の影響を強く受
け、キャリア濃度分布が不均一となり、ウェハ面内径方
向においてW型の電気伝導率を示すようになるという問
題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、アニールの工程で、半絶縁性GaAs基板の
転移等の影響を受けずにキャリア濃度分布が均一で、か
つ基板間の再現性に優れた化合物半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
たもので、アニールの工程で、半絶縁性GaAs基板の
転移等の影響を受けずにキャリア濃度分布が均一で、か
つ基板間の再現性に優れた化合物半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
この発明に係る化合物半導体装置の製造方法は、導電層
に該導電層に対して電気的に不活性な元素を注入した後
アニールを施すようにするか、あるいは半絶縁性GaA
s基板にn型またはp型のドーパントをイオン注入した
後アニールを行ってn型またはp型の導電層を形成する
際、ドーパント注入の前に予め半絶縁性GaAs基板に
GaAsに対して電気的に不活性な元素を注入するよう
にしたものである。
に該導電層に対して電気的に不活性な元素を注入した後
アニールを施すようにするか、あるいは半絶縁性GaA
s基板にn型またはp型のドーパントをイオン注入した
後アニールを行ってn型またはp型の導電層を形成する
際、ドーパント注入の前に予め半絶縁性GaAs基板に
GaAsに対して電気的に不活性な元素を注入するよう
にしたものである。
本発明の化合物半導体装置の製造方法によれば、導電層
に電気的に不活性な元素を注入してアニールを施すよう
にしたので、導電層のキャリア濃度が均一になる。また
、半絶縁性GaAs基板にn型またはp型のドーパント
を注入する前の・段階でGaAsに対して電気的に不活
性な元素をイオン注入しておく方法では、アニールの工
程での半絶縁性GaAs基板内の転移の影響が低減し、
導電層のキャリア濃度のバラツキが緩和され、導電層の
電気伝導率が均一になり、しかもキャリアプロファイル
を急峻に形成できる。
に電気的に不活性な元素を注入してアニールを施すよう
にしたので、導電層のキャリア濃度が均一になる。また
、半絶縁性GaAs基板にn型またはp型のドーパント
を注入する前の・段階でGaAsに対して電気的に不活
性な元素をイオン注入しておく方法では、アニールの工
程での半絶縁性GaAs基板内の転移の影響が低減し、
導電層のキャリア濃度のバラツキが緩和され、導電層の
電気伝導率が均一になり、しかもキャリアプロファイル
を急峻に形成できる。
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の第1の実施例による化合物半導体装置
の製造方法を示す断面図である0図において、1は半絶
縁性GaAs基板、3はF(フッ素)イオン、8はn型
Siエピタキシャル成長層である。
の製造方法を示す断面図である0図において、1は半絶
縁性GaAs基板、3はF(フッ素)イオン、8はn型
Siエピタキシャル成長層である。
本実施例の製造方法は、導電性基板であるn型Siエピ
タキシャル成長層8に電気的に不活性な元素であるFイ
オンを注入し、その後アニールを施すものである。この
ようにアニールを施す前にFイオンを注入しておくこと
により、転移の影響によるエピタキシャル成長層8のキ
ャリア濃度分布をなくすことができ、電気伝導率の均一
性を向上できる。
タキシャル成長層8に電気的に不活性な元素であるFイ
オンを注入し、その後アニールを施すものである。この
ようにアニールを施す前にFイオンを注入しておくこと
により、転移の影響によるエピタキシャル成長層8のキ
ャリア濃度分布をなくすことができ、電気伝導率の均一
性を向上できる。
なお、ここで上記実施例の導電性基板はエピタキシャル
成長層8に限らず、他にn型GaAs基板などでもよく
、同様の効果を奏する。
成長層8に限らず、他にn型GaAs基板などでもよく
、同様の効果を奏する。
次に、第2図(a)〜(C)は本発明の第2の実施例に
よる化合物半導体装置の製造方法を示す工程断面図であ
る0図において、1は半絶縁性GaAs基板、2はレジ
スト、3はFイオン、4はFイオン3が注入された領域
、5はSiイオン、6はSiイオン5が注入された領域
、7はSiイオン注入N6をアニールすることによって
得られたn型導電層である。
よる化合物半導体装置の製造方法を示す工程断面図であ
る0図において、1は半絶縁性GaAs基板、2はレジ
スト、3はFイオン、4はFイオン3が注入された領域
、5はSiイオン、6はSiイオン5が注入された領域
、7はSiイオン注入N6をアニールすることによって
得られたn型導電層である。
次に第2図(a)〜(C)の製造方法について説明する
。
。
まず半絶縁性GaAs半導体基板l上にレジスト2のパ
ターンを形成し、GaAsに対して電気的に不活性な元
素であるFイオン3を選択的に注入する(第2図(a)
)、続いて、GaAs基板1のFイオン3を注入した部
分にn型のドーパントであるSiイオン5を注入しく第
2図(1)))、レジスト2除去後、800℃前後のア
ニールを行いSiイオン5を活性化し、n型導電層7を
形成する。
ターンを形成し、GaAsに対して電気的に不活性な元
素であるFイオン3を選択的に注入する(第2図(a)
)、続いて、GaAs基板1のFイオン3を注入した部
分にn型のドーパントであるSiイオン5を注入しく第
2図(1)))、レジスト2除去後、800℃前後のア
ニールを行いSiイオン5を活性化し、n型導電層7を
形成する。
第4図(a)は上記実施例によるn型導電層7のウェハ
面内径方向の導電率分布を示す図である。従来技術によ
るn型導電層の導電率分布がW型を示している(第4図
(b))のに対し、本発明によるn型導電層7の導電率
分布はフラットである。即ち、ドーパントを注入する前
にGaAsに対して電気的に不活性な元素を予め注入し
ておくと、従来問題となっていたGaAs基板の転移の
影響が緩和され、n型導電層のキャリア濃度分布を均一
に形成できる。
面内径方向の導電率分布を示す図である。従来技術によ
るn型導電層の導電率分布がW型を示している(第4図
(b))のに対し、本発明によるn型導電層7の導電率
分布はフラットである。即ち、ドーパントを注入する前
にGaAsに対して電気的に不活性な元素を予め注入し
ておくと、従来問題となっていたGaAs基板の転移の
影響が緩和され、n型導電層のキャリア濃度分布を均一
に形成できる。
また、上記実施例によって形成されたn型導電層7のG
aAs基板1内における深さ方向のキャリアプロファイ
ルを第6図(a)に示す。比較のため、従来技術による
キャリアプロファイルを第6図(b)に示す。従来技術
においてはSiイオン5注入に際してSiイオン5がG
aAs結晶格子の間を自由に拡散することができ、基板
内深さ方向へ拡散しやすいので第6図(b)に示すよう
にキャリアプロファイルのテイルを急峻にするのは困難
である。
aAs基板1内における深さ方向のキャリアプロファイ
ルを第6図(a)に示す。比較のため、従来技術による
キャリアプロファイルを第6図(b)に示す。従来技術
においてはSiイオン5注入に際してSiイオン5がG
aAs結晶格子の間を自由に拡散することができ、基板
内深さ方向へ拡散しやすいので第6図(b)に示すよう
にキャリアプロファイルのテイルを急峻にするのは困難
である。
しかし、本発明のようにFイオン3を注入すると、Ga
As基板の結晶格子が崩れSiイオンの拡散がこれによ
り阻害され、Siイオンが深さ方向に自由に拡散できな
くなる。従って、キャリアプロファイルの表面近傍での
ピーク濃度は増大し、−方テイルは急峻となる。
As基板の結晶格子が崩れSiイオンの拡散がこれによ
り阻害され、Siイオンが深さ方向に自由に拡散できな
くなる。従って、キャリアプロファイルの表面近傍での
ピーク濃度は増大し、−方テイルは急峻となる。
なお、上記実施例では基板として半絶縁性GaA3基板
lを用いたが、他の化合物半導体基板を用いてもよい。
lを用いたが、他の化合物半導体基板を用いてもよい。
また、Siイオンの代わりにSe(セレン)等の他のn
型イオン、またはMg (マグネシウム)。
型イオン、またはMg (マグネシウム)。
Be(ベリリウム)等のp型イオンを用いてもよい。
さらに上記両実施例において、導電層であるGaAsに
対して電気的に不活性な元素としてはフッ素の他に■族
、■族、■族、0族の元素があり、これらの元素を用い
ても上記実施例と同様の効果を奏する。但し、これらの
元素のうちAsよりも重い元素はアニールの工程段階に
おいて結晶性を回復するのが困難であるため、Asより
軽い元素を用いるのが望ましい。
対して電気的に不活性な元素としてはフッ素の他に■族
、■族、■族、0族の元素があり、これらの元素を用い
ても上記実施例と同様の効果を奏する。但し、これらの
元素のうちAsよりも重い元素はアニールの工程段階に
おいて結晶性を回復するのが困難であるため、Asより
軽い元素を用いるのが望ましい。
以上のようにこの発明によれば、導電層に該導を層に対
して電気的に不活性な元素をイオン注入してアニールを
行うようにしたので、導電層のキャリア濃度分布を均一
にでき、基板間の再現性に優れた導電層を形成すること
ができる。また、半絶縁性GaAs基板にn型またはp
型のドーパントを注入し、アニールを行ってn型導電層
を形成する方法では、ドーパントを注入する前にGaA
Sに対して電気的に不活性な元素をイオン注入するよう
にしたので、導電層のキャリア濃度分布が均一で基板間
の再現性に優れ、しかも急峻なキャリアプロファイルを
有する導電層を形成することができる。
して電気的に不活性な元素をイオン注入してアニールを
行うようにしたので、導電層のキャリア濃度分布を均一
にでき、基板間の再現性に優れた導電層を形成すること
ができる。また、半絶縁性GaAs基板にn型またはp
型のドーパントを注入し、アニールを行ってn型導電層
を形成する方法では、ドーパントを注入する前にGaA
Sに対して電気的に不活性な元素をイオン注入するよう
にしたので、導電層のキャリア濃度分布が均一で基板間
の再現性に優れ、しかも急峻なキャリアプロファイルを
有する導電層を形成することができる。
第1図は本発明の第1の実施例による化合物半導体装置
の製造方法を示す断面図、第2図(a)〜(C)は本発
明の第2の実施例による化合物半導体装置の製造方法を
示す工程断面図、第3図(a)、 (b)は本発明の第
2の実施例の従来技術による化合物半導体装置の製造方
法を示す工程断面図、第4図(a)は本発明の第2の実
施例によるn型導電層のウェハ径方向の伝導率分布を示
す図、第4図中)は第2の実施例の従来技術によるn型
導電層のウェハ径方向の伝導率分布を示す図、第5図は
従来技術によるn型導電層のウェハ面内における転移分
布を示す図、第6図(a)は本発明の第2の実施例によ
るn型導電層のGaAs基板内深さ方向のキャリアプロ
ファイルを示す図、第6図中)は第2の実施例の従来技
術によるn型導電層のGaAs基板内深さ方向のキャリ
アプロファイルを示す図である=、1は半絶縁性GaA
s基板、2はレジスト、3はFイオン、4はFイオン注
入領域、5はSiイオン、6はSiイオン注入領域、7
はn型導電層、8はn型Stエピタキシャル成長層であ
る。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第1図 1 : I’1e19JI3:GaAsJ&3:F−1
7ン 8;nfi/S i It’j’ 7”/7v/1y−
fJ−Ll第2図 第3図 りLグψにlグ’;Qr’FIICrnm)ジグガψτ
−夕〉句シク(mm) 瀉6図 jfご(pm) 手続主甫正書 (自発) 1、事件の表示 特願昭63−47335号 2、発明の名称 化合物半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名称
(601)三菱電機株式会社 代表者 志岐守哉 4、代理人 郵便番号 532 住 所 大阪市淀用区宮原4丁目1番45号5、補正
の対称 明細書の発明の詳細な説明の欄、及び図面の簡単な説明
の欄 6、補正の内容 (1) 明細書第3頁第5行、第18行、第4頁第3
行、第5頁第5行、第20行、第7頁第11行。 及び第10頁第9行の「転移」を「転位」に訂正する。 (2)同第2頁第19行〜第3頁第2行の「ウェハ面内
において、・・・・・・部分を示し、」を「ウェハ面内
において、GaAs結晶基板1に転位が存在している部
分を示し、」に訂正する。 (3)同第3頁第9行〜第11行の「これは、・・・・
・・ゲッタリングされ、」を「これは、一般に結晶中に
存在する不純物等が結晶の転位部分にゲッタリングされ
、」に訂正する。 (4)同第7頁第19行〜第20行、及び第8頁第6行
の「自由に」を削除する。 (5)同第9頁第11行の「n型導電層」を「n型また
はp整導電層」に訂正する。 (6) 同第10頁第10行〜第14行の「第6図(
a)は・・・・・・を示す図である。」を「第6図は本
発明の第2の実施例、及び従来例によるn型導電層のG
aAs基板内深さ方向のキャリアプロファイルを示す図
である。」に訂正する。 以 上
の製造方法を示す断面図、第2図(a)〜(C)は本発
明の第2の実施例による化合物半導体装置の製造方法を
示す工程断面図、第3図(a)、 (b)は本発明の第
2の実施例の従来技術による化合物半導体装置の製造方
法を示す工程断面図、第4図(a)は本発明の第2の実
施例によるn型導電層のウェハ径方向の伝導率分布を示
す図、第4図中)は第2の実施例の従来技術によるn型
導電層のウェハ径方向の伝導率分布を示す図、第5図は
従来技術によるn型導電層のウェハ面内における転移分
布を示す図、第6図(a)は本発明の第2の実施例によ
るn型導電層のGaAs基板内深さ方向のキャリアプロ
ファイルを示す図、第6図中)は第2の実施例の従来技
術によるn型導電層のGaAs基板内深さ方向のキャリ
アプロファイルを示す図である=、1は半絶縁性GaA
s基板、2はレジスト、3はFイオン、4はFイオン注
入領域、5はSiイオン、6はSiイオン注入領域、7
はn型導電層、8はn型Stエピタキシャル成長層であ
る。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第1図 1 : I’1e19JI3:GaAsJ&3:F−1
7ン 8;nfi/S i It’j’ 7”/7v/1y−
fJ−Ll第2図 第3図 りLグψにlグ’;Qr’FIICrnm)ジグガψτ
−夕〉句シク(mm) 瀉6図 jfご(pm) 手続主甫正書 (自発) 1、事件の表示 特願昭63−47335号 2、発明の名称 化合物半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名称
(601)三菱電機株式会社 代表者 志岐守哉 4、代理人 郵便番号 532 住 所 大阪市淀用区宮原4丁目1番45号5、補正
の対称 明細書の発明の詳細な説明の欄、及び図面の簡単な説明
の欄 6、補正の内容 (1) 明細書第3頁第5行、第18行、第4頁第3
行、第5頁第5行、第20行、第7頁第11行。 及び第10頁第9行の「転移」を「転位」に訂正する。 (2)同第2頁第19行〜第3頁第2行の「ウェハ面内
において、・・・・・・部分を示し、」を「ウェハ面内
において、GaAs結晶基板1に転位が存在している部
分を示し、」に訂正する。 (3)同第3頁第9行〜第11行の「これは、・・・・
・・ゲッタリングされ、」を「これは、一般に結晶中に
存在する不純物等が結晶の転位部分にゲッタリングされ
、」に訂正する。 (4)同第7頁第19行〜第20行、及び第8頁第6行
の「自由に」を削除する。 (5)同第9頁第11行の「n型導電層」を「n型また
はp整導電層」に訂正する。 (6) 同第10頁第10行〜第14行の「第6図(
a)は・・・・・・を示す図である。」を「第6図は本
発明の第2の実施例、及び従来例によるn型導電層のG
aAs基板内深さ方向のキャリアプロファイルを示す図
である。」に訂正する。 以 上
Claims (2)
- (1)化合物半導体装置の製造方法において、導電層に
該導電層に対して電気的に不活性な元素をイオン注入す
る第1の工程と、 上記導電層にアニールを施す第2の工程とを含むことを
特徴とする化合物半導体装置の製造方法。 - (2)化合物半導体装置の製造方法において、半絶縁性
GaAs基板にGaAsに対して電気的に不活性な元素
をイオン注入する第1の工程と、上記半絶縁性GaAs
基板にn型またはp型のドーパントをイオン注入する第
2の工程と、上記ドーパントを活性化させるためにGa
As基板にアニールを施す第3の工程とを含むことを特
徴とする化合物半導体装置の製造方法。
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JP63047335A JPH01220822A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 化合物半導体装置の製造方法 |
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-
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- 1988-08-08 GB GB8818768A patent/GB2215516B/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-20 FR FR8816835A patent/FR2627901B1/fr not_active Expired - Fee Related
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FR2627901B1 (fr) | 1994-04-29 |
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FR2627901A1 (fr) | 1989-09-01 |
GB2215516A (en) | 1989-09-20 |
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