JPH05234927A - 半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法 - Google Patents
半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法Info
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- JPH05234927A JPH05234927A JP4033355A JP3335592A JPH05234927A JP H05234927 A JPH05234927 A JP H05234927A JP 4033355 A JP4033355 A JP 4033355A JP 3335592 A JP3335592 A JP 3335592A JP H05234927 A JPH05234927 A JP H05234927A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01L21/225—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 solid phase, e.g. a doped oxide layer
- H01L21/2258—Diffusion into or out of AIIIBV compounds
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体デバイスを構成するエピタキシャル層
中に欠陥を生じさせないようにして、デバイスのリーク
電流を低減する。 【構成】 半導体デバイスを構成する半導体エピタキシ
ャル層2、3、4上に、さらに一層もしくは複数層の熱
膨張係数が上記半導体エピタキシャル層に近似した付加
薄膜層5、6を形成し、ついでその薄膜層上に固相拡散
源となる物質8を載せて熱処理することにより薄膜層を
貫通しデバイスを構成する半導体エピタキシャル層中の
所望の深さまで不純物拡散を行い、その後上記固相拡散
源物質を除去するとともに上記付加薄膜層の全部または
一部を除去する工程を含む方法。
中に欠陥を生じさせないようにして、デバイスのリーク
電流を低減する。 【構成】 半導体デバイスを構成する半導体エピタキシ
ャル層2、3、4上に、さらに一層もしくは複数層の熱
膨張係数が上記半導体エピタキシャル層に近似した付加
薄膜層5、6を形成し、ついでその薄膜層上に固相拡散
源となる物質8を載せて熱処理することにより薄膜層を
貫通しデバイスを構成する半導体エピタキシャル層中の
所望の深さまで不純物拡散を行い、その後上記固相拡散
源物質を除去するとともに上記付加薄膜層の全部または
一部を除去する工程を含む方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、拡散領域を有する半
導体デバイス、例えば、FET、バイポーラトランジス
タ、LED、ダイオード、アバランシェフォトダイオー
ド等の固相拡散による拡散領域の形成方法に関し、特に
低リーク電流の半導体デバイスの製造に有効な方法に関
する。
導体デバイス、例えば、FET、バイポーラトランジス
タ、LED、ダイオード、アバランシェフォトダイオー
ド等の固相拡散による拡散領域の形成方法に関し、特に
低リーク電流の半導体デバイスの製造に有効な方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの拡散領域を形成する方
法として、イオン注入法、気相拡散法、固相拡散法があ
る。イオン注入法による場合は、拡散領域の深さが1μ
m程度と浅くアンニールのための温度が700〜800
℃と高い点に問題があり、気相拡散法による場合は、深
さは十分に得られるが、面積が小さく温度が700〜8
00℃と高い点に問題があり、固相拡散法による場合
は、深さは深くでき、面積も大きくでき、温度も400
〜500℃と低い。従って、半導体デバイスの拡散領域
を形成するには固相拡散法が適している。
法として、イオン注入法、気相拡散法、固相拡散法があ
る。イオン注入法による場合は、拡散領域の深さが1μ
m程度と浅くアンニールのための温度が700〜800
℃と高い点に問題があり、気相拡散法による場合は、深
さは十分に得られるが、面積が小さく温度が700〜8
00℃と高い点に問題があり、固相拡散法による場合
は、深さは深くでき、面積も大きくでき、温度も400
〜500℃と低い。従って、半導体デバイスの拡散領域
を形成するには固相拡散法が適している。
【0003】従来の固相拡散法による拡散領域の形成方
法の1例として、InGaAs/InP系フォトダイオ
ード(以下InGaAs−PDと略記する)について、
図4、図5を用いて説明する。図4(a)〜(d)、図
5(e)〜(h)は連続しており製造過程を段階に分け
て(a)〜(h)の順に示したものである。
法の1例として、InGaAs/InP系フォトダイオ
ード(以下InGaAs−PDと略記する)について、
図4、図5を用いて説明する。図4(a)〜(d)、図
5(e)〜(h)は連続しており製造過程を段階に分け
て(a)〜(h)の順に示したものである。
【0004】先ず、図4(a)の段階では、n+ −In
P基板1上に、n- −InGaAs光吸収層2、n- −
InP窓層3、n- −InGaAsコンタクト層4の各
エピタキシャル層を気相成長法等により均一に成長させ
る。ここでn- −InGaAs光吸収層2、n- −In
GaAsコンタクト層4はその格子整合度差を±0.3
%以内とする。
P基板1上に、n- −InGaAs光吸収層2、n- −
InP窓層3、n- −InGaAsコンタクト層4の各
エピタキシャル層を気相成長法等により均一に成長させ
る。ここでn- −InGaAs光吸収層2、n- −In
GaAsコンタクト層4はその格子整合度差を±0.3
%以内とする。
【0005】次の図4(b)の段階では、n- −InG
aAsコンタクト層4上にSiNマスク膜7をプラズマ
CVD装置等により均一に形成し、固相拡散すべき部分
のみ写真製版技術によりフッ酸等のエッチング液を用い
て開口部Aを形成し、拡散マスクとする。
aAsコンタクト層4上にSiNマスク膜7をプラズマ
CVD装置等により均一に形成し、固相拡散すべき部分
のみ写真製版技術によりフッ酸等のエッチング液を用い
て開口部Aを形成し、拡散マスクとする。
【0006】次の図4(c)の段階では、最上面に均一
にそれぞれ1000Å前後の厚さのZnO拡散源層8、
SiO2 キャップ層9を連続にスパッタリング装置を用
いて形成する。
にそれぞれ1000Å前後の厚さのZnO拡散源層8、
SiO2 キャップ層9を連続にスパッタリング装置を用
いて形成する。
【0007】次の図4(d)の段階では、上記(c)の
段階まで形成した構造物をN2 ガス中にて500℃前後
の温度で、数十分程度熱処理することにより、Znの拡
散(図中点線は拡散フロントを示す)を行い、p形領域
10を形成する。
段階まで形成した構造物をN2 ガス中にて500℃前後
の温度で、数十分程度熱処理することにより、Znの拡
散(図中点線は拡散フロントを示す)を行い、p形領域
10を形成する。
【0008】次に図4(d)のSiO2 層9、SiN膜
7をフッ酸等のエッチング液をもちいて選択的にエッチ
ング除去し、図5(e)に示す構造を得る。
7をフッ酸等のエッチング液をもちいて選択的にエッチ
ング除去し、図5(e)に示す構造を得る。
【0009】次にn- −InGaAsコンタクト層4の
p形に反転した一部であるp形反転層4aが残るよう
に、硝酸等を用いて選択的にエッチングして図5(f)
に示す構造とする。
p形に反転した一部であるp形反転層4aが残るよう
に、硝酸等を用いて選択的にエッチングして図5(f)
に示す構造とする。
【0010】次にその残されたp形反転層4aを除いた
半導体表面をSiN膜11で覆い、図5(g)に示す構
造とする。
半導体表面をSiN膜11で覆い、図5(g)に示す構
造とする。
【0011】最後に、p形反転層4aに接続するように
Au/Ti電極12を形成し、n+−InP基板1の裏
面にはAu/AuGe電極13を形成して図5(h)に
示す構造とする。
Au/Ti電極12を形成し、n+−InP基板1の裏
面にはAu/AuGe電極13を形成して図5(h)に
示す構造とする。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の固相
拡散方法は、直接半導体デバイスを構成するエピタキシ
ャル層上に固相拡散源を蒸着し、熱処理を行っていたた
め、両物質の熱膨張係数等の物理定数の違いから熱歪み
を生じ、半導体デバイスを構成するエピタキシャル層中
に欠陥、例えば転位を生じ、半導体デバイスのリーク電
流を増大させるという問題があった。
拡散方法は、直接半導体デバイスを構成するエピタキシ
ャル層上に固相拡散源を蒸着し、熱処理を行っていたた
め、両物質の熱膨張係数等の物理定数の違いから熱歪み
を生じ、半導体デバイスを構成するエピタキシャル層中
に欠陥、例えば転位を生じ、半導体デバイスのリーク電
流を増大させるという問題があった。
【0013】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、半導体デバイスを構成するエ
ピタキシャル層中に欠陥を生じさせないようにして、デ
バイスのリーク電流を低減できる、半導体デバイスの固
相拡散による拡散領域の形成方法を提供することを目的
とする。
るためになされたもので、半導体デバイスを構成するエ
ピタキシャル層中に欠陥を生じさせないようにして、デ
バイスのリーク電流を低減できる、半導体デバイスの固
相拡散による拡散領域の形成方法を提供することを目的
とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体デバイ
スの固相拡散による拡散領域の形成方法は、半導体デバ
イスを構成する半導体エピタキシャル層上に、さらに一
層もしくは複数層の熱膨張係数が上記半導体エピタキシ
ャル層に近似した付加薄膜層を形成し、ついでその薄膜
層上に固相拡散源となる物質を載せて熱処理することに
より薄膜層を貫通しデバイスを構成する半導体エピタキ
シャル層中の所望の深さまで不純物拡散を行い、その後
上記固相拡散源物質を除去するとともに上記付加薄膜層
の全部または一部を除去する工程を含むことを特徴とす
る。
スの固相拡散による拡散領域の形成方法は、半導体デバ
イスを構成する半導体エピタキシャル層上に、さらに一
層もしくは複数層の熱膨張係数が上記半導体エピタキシ
ャル層に近似した付加薄膜層を形成し、ついでその薄膜
層上に固相拡散源となる物質を載せて熱処理することに
より薄膜層を貫通しデバイスを構成する半導体エピタキ
シャル層中の所望の深さまで不純物拡散を行い、その後
上記固相拡散源物質を除去するとともに上記付加薄膜層
の全部または一部を除去する工程を含むことを特徴とす
る。
【0015】上記方法における上記付加薄膜層は、全部
または一部を任意に除去するために、上記半導体エピタ
キシャル層に対し選択エッチング可能な材料として、エ
ッチングにより除去するのがよい。
または一部を任意に除去するために、上記半導体エピタ
キシャル層に対し選択エッチング可能な材料として、エ
ッチングにより除去するのがよい。
【0016】上記方法における上記付加薄膜層と上記エ
ピタキシャル層の最上層との熱膨張係数差は、3×10
-6/℃以下とするのがよい。
ピタキシャル層の最上層との熱膨張係数差は、3×10
-6/℃以下とするのがよい。
【0017】上記方法における上記付加薄膜層の全厚み
は、あまり薄いと熱歪みが上記半導体エピタキシャル層
に波及するので100Å以上とし、あまり厚いと拡散に
長時間を要するとともに拡散プロファイルの制御が困難
になるので5μm以下とするのがよい。
は、あまり薄いと熱歪みが上記半導体エピタキシャル層
に波及するので100Å以上とし、あまり厚いと拡散に
長時間を要するとともに拡散プロファイルの制御が困難
になるので5μm以下とするのがよい。
【0018】上記方法における上記付加薄膜層は、上記
半導体エピタキシャル層に格子定数のずれによる欠陥を
生じさせないようにするために、半導体エピタキシャル
層で形成して、その層と半導体デバイスを構成するエピ
タキシャル層の最上層との格子定数差を小さくして±
0.3%以内にするのがよい。このような付加薄膜層
は、層内の一部に厚さが500Å以下の半導体超格子層
あるいは歪み超格子層を設けると、よりいっそう欠陥を
生じにくくなる。
半導体エピタキシャル層に格子定数のずれによる欠陥を
生じさせないようにするために、半導体エピタキシャル
層で形成して、その層と半導体デバイスを構成するエピ
タキシャル層の最上層との格子定数差を小さくして±
0.3%以内にするのがよい。このような付加薄膜層
は、層内の一部に厚さが500Å以下の半導体超格子層
あるいは歪み超格子層を設けると、よりいっそう欠陥を
生じにくくなる。
【0019】上記方法における上記付加薄膜層の全ての
部分もしくは最上層のみは、良好な拡散結果を得るため
に、拡散のために加熱する温度領域で上記固相拡散源と
反応物を作りにくい物質とする。固相拡散源に対する付
加薄膜層の好ましい組み合わせは、例えば、ZnO/I
nGaAs、ZnO/InGaAsP、ZnO/GaA
s、Si/GaAsであり、この場合ZnOはスパッタ
蒸着、Siは電子ビーム蒸着できる。
部分もしくは最上層のみは、良好な拡散結果を得るため
に、拡散のために加熱する温度領域で上記固相拡散源と
反応物を作りにくい物質とする。固相拡散源に対する付
加薄膜層の好ましい組み合わせは、例えば、ZnO/I
nGaAs、ZnO/InGaAsP、ZnO/GaA
s、Si/GaAsであり、この場合ZnOはスパッタ
蒸着、Siは電子ビーム蒸着できる。
【0020】上記方法における拡散後に上記付加薄膜層
の一部を除去することは、残される付加薄膜層に別の機
能をもたせて利用するためであり、例えば、付加薄膜層
の固相拡散源と接触する部分およびその近辺のみを除去
し、半導体デバイスを構成するエピタキシャル層表面を
ワイヤボンディングの際の衝撃から保護する衝撃緩和機
能、あるいはフォトダイオードやアバランシェフォトダ
イオードでは周波数応答性を劣化させないようにするた
めに背景光を遮断する機能をもたせることができる。
の一部を除去することは、残される付加薄膜層に別の機
能をもたせて利用するためであり、例えば、付加薄膜層
の固相拡散源と接触する部分およびその近辺のみを除去
し、半導体デバイスを構成するエピタキシャル層表面を
ワイヤボンディングの際の衝撃から保護する衝撃緩和機
能、あるいはフォトダイオードやアバランシェフォトダ
イオードでは周波数応答性を劣化させないようにするた
めに背景光を遮断する機能をもたせることができる。
【0021】上記方法において、上記固相拡散源と接触
する上記付加薄膜層の層厚を徐々に変化させて拡散フロ
ントの形状を制御するようにしてもよい。
する上記付加薄膜層の層厚を徐々に変化させて拡散フロ
ントの形状を制御するようにしてもよい。
【0022】また、上記方法において、上記付加薄膜層
をその中に上記固相拡散源とは別種の第2の固相拡散源
を含むもので形成し、双方の固相拡散源を同時に上記半
導体エピタキシャル層中に拡散するようにしてもよい。
をその中に上記固相拡散源とは別種の第2の固相拡散源
を含むもので形成し、双方の固相拡散源を同時に上記半
導体エピタキシャル層中に拡散するようにしてもよい。
【0023】
【作用】この発明における固相拡散法による拡散領域の
形成方法は、半導体デバイスを構成する半導体エピタキ
シャル層と固相拡散源との間に、拡散後に全部もしくは
一部を除去する付加薄膜層を挿入してあり、その付加薄
膜層は半導体エピタキシャル層との熱膨張係数差が小さ
いから、固相拡散源との熱膨張係数の違いによって生じ
る熱歪みに基づく欠陥が付加薄膜層内にとどまり、半導
体デバイスを構成する半導体エピタキシャル層中への欠
陥導入を防ぐことができる。
形成方法は、半導体デバイスを構成する半導体エピタキ
シャル層と固相拡散源との間に、拡散後に全部もしくは
一部を除去する付加薄膜層を挿入してあり、その付加薄
膜層は半導体エピタキシャル層との熱膨張係数差が小さ
いから、固相拡散源との熱膨張係数の違いによって生じ
る熱歪みに基づく欠陥が付加薄膜層内にとどまり、半導
体デバイスを構成する半導体エピタキシャル層中への欠
陥導入を防ぐことができる。
【0024】上記固相拡散源と接触する上記付加薄膜層
の層厚を徐々に変化させて拡散フロントの形状を制御す
る場合、例えば、拡散マスクで規制される所定拡散領域
の周縁部から内側へ向かって徐々に薄くなるようにして
おくと、拡散フロントの形状の曲率半径が比較的大きく
なり、つまり拡散フロントの形状がなだらかになり、こ
れによって電界集中が起こりにくく、従ってエッジブレ
ークダウンが生じにくくなる。
の層厚を徐々に変化させて拡散フロントの形状を制御す
る場合、例えば、拡散マスクで規制される所定拡散領域
の周縁部から内側へ向かって徐々に薄くなるようにして
おくと、拡散フロントの形状の曲率半径が比較的大きく
なり、つまり拡散フロントの形状がなだらかになり、こ
れによって電界集中が起こりにくく、従ってエッジブレ
ークダウンが生じにくくなる。
【0025】上記付加薄膜層をその中に上記固相拡散源
とは別種の第2の固相拡散源を含むもので形成し、双方
の固相拡散源から同時に上記半導体エピタキシャル層中
に拡散する場合、例えば、n形基体に上記固相拡散源か
らの拡散によりp+ 形領域を形成し、そのp+ 形領域周
辺を第2の固相拡散源からの拡散によりn+ 形領域とし
チャンネルストッパーとして用いることができる。
とは別種の第2の固相拡散源を含むもので形成し、双方
の固相拡散源から同時に上記半導体エピタキシャル層中
に拡散する場合、例えば、n形基体に上記固相拡散源か
らの拡散によりp+ 形領域を形成し、そのp+ 形領域周
辺を第2の固相拡散源からの拡散によりn+ 形領域とし
チャンネルストッパーとして用いることができる。
【0026】
【実施例】この発明の一実施例を図1〜図3を用いて説
明する。この実施例は、従来の固相拡散法による拡散領
域の形成方法の1例として示したInGaAs−PDと
同じものについてこの発明を実施したもので、図1は製
造過程の特徴的段階の拡大断面図であり、図2(a)〜
(d)、図3(e)〜(h)は連続しており製造過程を
段階に分けて(a)〜(h)の順に示したものである。
明する。この実施例は、従来の固相拡散法による拡散領
域の形成方法の1例として示したInGaAs−PDと
同じものについてこの発明を実施したもので、図1は製
造過程の特徴的段階の拡大断面図であり、図2(a)〜
(d)、図3(e)〜(h)は連続しており製造過程を
段階に分けて(a)〜(h)の順に示したものである。
【0027】先ず、図2(a)の段階では、InGaA
s−PDを構成するエピタキシャル層の最上層であるI
nGaAsコンタクト層4上に、同一エピタキシャル成
長工程により連続に、付加薄膜層としてのn- −InP
キャップ層5と、n- −InGaAsキャップ層6を成
長させる。ここでn- −InGaAsコンタクト層4、
n- −InGaAsキャップ層6は、n- −InP窓層
3、n- −InPキャップ層5との格子整合度差を±
0.3%以内とする。そして、n- −InPキャップ層
5、n- −InGaAsキャップ層6と、n- −InG
aAsコンタクト層4との熱膨張係数差は3×10-6/
℃以内である。
s−PDを構成するエピタキシャル層の最上層であるI
nGaAsコンタクト層4上に、同一エピタキシャル成
長工程により連続に、付加薄膜層としてのn- −InP
キャップ層5と、n- −InGaAsキャップ層6を成
長させる。ここでn- −InGaAsコンタクト層4、
n- −InGaAsキャップ層6は、n- −InP窓層
3、n- −InPキャップ層5との格子整合度差を±
0.3%以内とする。そして、n- −InPキャップ層
5、n- −InGaAsキャップ層6と、n- −InG
aAsコンタクト層4との熱膨張係数差は3×10-6/
℃以内である。
【0028】次の図2(b)の段階では、n- −InG
aAsキャップ層6上にSiNマスク膜7をプラズマC
VD装置により均一に形成し、写真製版技術により固相
拡散すべき部分のみフッ酸でエッチングして開口部Aを
形成し、拡散マスクとする。
aAsキャップ層6上にSiNマスク膜7をプラズマC
VD装置により均一に形成し、写真製版技術により固相
拡散すべき部分のみフッ酸でエッチングして開口部Aを
形成し、拡散マスクとする。
【0029】次の図2(c)の段階では、図2(b)の
段階を終わった最上面に均一にそれぞれ厚さ1000Å
前後のZnO拡散源層8、SiO2 キャップ層9を連続
してスパッタリング装置を用いて形成する。
段階を終わった最上面に均一にそれぞれ厚さ1000Å
前後のZnO拡散源層8、SiO2 キャップ層9を連続
してスパッタリング装置を用いて形成する。
【0030】次の図2(d)の段階では、図2(c)の
段階まで形成した構造物を、N2 ガス中にて、500℃
前後の温度で、数十分間程度熱処理をすることにより、
Znの拡散を行いp形領域10を形成する。この図2
(d)の段階が、付加薄膜層であるn- −InGaAs
キャップ層6、n- −InPキャップ層5を貫通して固
相拡散を行う特徴的段階であり、図1に拡大して示して
ある。
段階まで形成した構造物を、N2 ガス中にて、500℃
前後の温度で、数十分間程度熱処理をすることにより、
Znの拡散を行いp形領域10を形成する。この図2
(d)の段階が、付加薄膜層であるn- −InGaAs
キャップ層6、n- −InPキャップ層5を貫通して固
相拡散を行う特徴的段階であり、図1に拡大して示して
ある。
【0031】次の図3(e)の段階では、SiO2 キャ
ップ層9、ZnO拡散源層8、SiNマスク膜7をフッ
酸により選択的にエッチング除去し、さらに、硝酸を用
いてn- −InGaAsキャップ層6を選択エッチング
し、さらに塩酸を用いてn-−InPキャップ層5を選
択エッチングし、図示の構造とする。
ップ層9、ZnO拡散源層8、SiNマスク膜7をフッ
酸により選択的にエッチング除去し、さらに、硝酸を用
いてn- −InGaAsキャップ層6を選択エッチング
し、さらに塩酸を用いてn-−InPキャップ層5を選
択エッチングし、図示の構造とする。
【0032】以下の図3(f)〜(h)に示す段階は、
先に従来例で図5(f)〜(h)を用いて説明した段階
と同じであるから、説明を省略する。
先に従来例で図5(f)〜(h)を用いて説明した段階
と同じであるから、説明を省略する。
【0033】この実施例の方法によれば、InGaAs
−PDを構成するエピタキシャル層の最上層であるn-
−InGaAsコンタクト層4上に、さらに、n- −I
nPキャップ層5とn- −InGaAsキャップ層6を
設けて、さらにその上にZnO拡散源層8を設けたの
で、拡散を行う際に、n- −InGaAsコンタクト層
4、n- −InPキャップ層5、n- −InGaAsキ
ャップ層6の夫々の熱膨張係数が近似しているから、こ
れ等とZnO拡散源層8との熱膨張係数の違いによって
もたらされる欠陥は、ZnO拡散源層8に接するn- −
InGaAsキャップ層6及びn- −InPキャップ層
5内にとどめることができる。従って、欠陥を生じたn
- −InGaAsキャップ層6及びn- −InPキャッ
プ層5を除去することにより、n- −InGaAsコン
タクト層4は勿論のこと、欠陥のないInGaAs−P
Dを得ることができる。
−PDを構成するエピタキシャル層の最上層であるn-
−InGaAsコンタクト層4上に、さらに、n- −I
nPキャップ層5とn- −InGaAsキャップ層6を
設けて、さらにその上にZnO拡散源層8を設けたの
で、拡散を行う際に、n- −InGaAsコンタクト層
4、n- −InPキャップ層5、n- −InGaAsキ
ャップ層6の夫々の熱膨張係数が近似しているから、こ
れ等とZnO拡散源層8との熱膨張係数の違いによって
もたらされる欠陥は、ZnO拡散源層8に接するn- −
InGaAsキャップ層6及びn- −InPキャップ層
5内にとどめることができる。従って、欠陥を生じたn
- −InGaAsキャップ層6及びn- −InPキャッ
プ層5を除去することにより、n- −InGaAsコン
タクト層4は勿論のこと、欠陥のないInGaAs−P
Dを得ることができる。
【0034】また、格子定数差は±0.3%以内に抑え
たので、n- −InPキャップ層5とn- −InGaA
sキャップ層6を付加しても、付加薄膜層であるn- −
InPキャップ層5及びn- −InGaAsキャップ層
6と、InGaAs−PDを構成するエピタキシャル層
の間では、格子定数のずれによる欠陥は生じない。
たので、n- −InPキャップ層5とn- −InGaA
sキャップ層6を付加しても、付加薄膜層であるn- −
InPキャップ層5及びn- −InGaAsキャップ層
6と、InGaAs−PDを構成するエピタキシャル層
の間では、格子定数のずれによる欠陥は生じない。
【0035】また、InGaAs−PDの付加薄膜層と
して、最上層のn- −InGaAsコンタクト層4との
熱膨張係数差3×10-6/℃以下のn- −InPキャッ
プ層5及びn- −InGaAsキャップ層6を用いてい
るため、熱処理による欠陥導入がない。
して、最上層のn- −InGaAsコンタクト層4との
熱膨張係数差3×10-6/℃以下のn- −InPキャッ
プ層5及びn- −InGaAsキャップ層6を用いてい
るため、熱処理による欠陥導入がない。
【0036】また、ZnO拡散源層8と接する付加薄膜
層を、Znと反応しやすいPを含まないn- −InGa
Asキャップ層6で構成しているため、Znの拡散が妨
げられない。
層を、Znと反応しやすいPを含まないn- −InGa
Asキャップ層6で構成しているため、Znの拡散が妨
げられない。
【0037】上記実施例において、n- −InGaAs
キャップ層6及びn- −InPキャップ層5内の一部
に、そのエピタキシャル層の一部を層の厚さが500Å
以下の半導体超格子層、あるいは歪み超格子層とすると
すれば、InGaAs−PD中によりいっそう欠陥を生
じにくくなる。その場合半導体超格子層、あるいは歪み
超格子層とInGaAs−PDを構成するエピタキシャ
ル層との間の格子定数を一致させる必要がない。
キャップ層6及びn- −InPキャップ層5内の一部
に、そのエピタキシャル層の一部を層の厚さが500Å
以下の半導体超格子層、あるいは歪み超格子層とすると
すれば、InGaAs−PD中によりいっそう欠陥を生
じにくくなる。その場合半導体超格子層、あるいは歪み
超格子層とInGaAs−PDを構成するエピタキシャ
ル層との間の格子定数を一致させる必要がない。
【0038】上記実施例において、付加薄膜層の厚みを
一定にしたが、場合によっては上記固相拡散源と接触す
る上記付加薄膜層の層厚を例えば、拡散マスクで規制さ
れる所定拡散領域の周縁部から内側へ向かって段階的に
徐々に薄くなるようにエッチングにより整形しておく
と、拡散フロントの概略形状の曲率半径が比較的大き
く、つまり拡散フロントの形状がなだらかになる。これ
によって電界集中が起こりにくく、従ってエッジブレー
クダウンが生じにくくなる。
一定にしたが、場合によっては上記固相拡散源と接触す
る上記付加薄膜層の層厚を例えば、拡散マスクで規制さ
れる所定拡散領域の周縁部から内側へ向かって段階的に
徐々に薄くなるようにエッチングにより整形しておく
と、拡散フロントの概略形状の曲率半径が比較的大き
く、つまり拡散フロントの形状がなだらかになる。これ
によって電界集中が起こりにくく、従ってエッジブレー
クダウンが生じにくくなる。
【0039】上記実施例において、付加薄膜層は固相拡
散物質、つまり不純物を特別には含まないものとした
が、場合によっては上記固相拡散源のZnO拡散源層8
とは別種の第2の固相拡散物質を含むものとしてもよ
い。例えば、上記実施例のn- −InPキャップ層5内
にS(あるいはSi、Te、Se等)を含有させておく
と、加熱による拡散段階で、図6に他の実施例として示
すように、Znをn- 形基体に拡散して形成されるp+
形領域20周辺を、Sをn- 形基体に拡散して形成され
るn+ 形領域21とすることにより、これをチャンネル
ストッパーとして用いることができる。すなわち、pn
接合が露出する半導体表面は電気的に不安定な場合が多
く、表面に沿って空乏層が異常に延びた場合など、表面
の結晶欠陥等に起因する暗電流が発生することがあり、
チャンネルストッパーはこの空乏層の異常な延びを抑え
て暗電流が発生しないようにする。同図において図1と
同等部分は同一図面符号で示して説明を省略する。
散物質、つまり不純物を特別には含まないものとした
が、場合によっては上記固相拡散源のZnO拡散源層8
とは別種の第2の固相拡散物質を含むものとしてもよ
い。例えば、上記実施例のn- −InPキャップ層5内
にS(あるいはSi、Te、Se等)を含有させておく
と、加熱による拡散段階で、図6に他の実施例として示
すように、Znをn- 形基体に拡散して形成されるp+
形領域20周辺を、Sをn- 形基体に拡散して形成され
るn+ 形領域21とすることにより、これをチャンネル
ストッパーとして用いることができる。すなわち、pn
接合が露出する半導体表面は電気的に不安定な場合が多
く、表面に沿って空乏層が異常に延びた場合など、表面
の結晶欠陥等に起因する暗電流が発生することがあり、
チャンネルストッパーはこの空乏層の異常な延びを抑え
て暗電流が発生しないようにする。同図において図1と
同等部分は同一図面符号で示して説明を省略する。
【0040】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体デバイスを構成するエピタキシャル層中に欠陥が導入
されないため、欠陥に基づくリーク電流が低減される効
果が得られる。
体デバイスを構成するエピタキシャル層中に欠陥が導入
されないため、欠陥に基づくリーク電流が低減される効
果が得られる。
【0041】請求項2記載の発明によれば、上記効果に
加えて、拡散フロントの形状を制御してエッジブレーク
ダウンを生じにくくすることができる。
加えて、拡散フロントの形状を制御してエッジブレーク
ダウンを生じにくくすることができる。
【0042】請求項3記載の発明によれば、上記効果に
加えて、第2の固相拡散源からの拡散により形成される
領域をチャンネルストッパーとして用いることができ、
pn接合が露出する半導体表面に沿う空乏層の異常な延
びを抑えて暗電流が発生しないようにできる。
加えて、第2の固相拡散源からの拡散により形成される
領域をチャンネルストッパーとして用いることができ、
pn接合が露出する半導体表面に沿う空乏層の異常な延
びを抑えて暗電流が発生しないようにできる。
【図1】この発明の一実施例の製造過程の特徴的段階を
示すエピタキシャル層を含む断面拡大図である。
示すエピタキシャル層を含む断面拡大図である。
【図2】(a)〜(d)はそれぞれ同実施例の製造過程
を順次段階的に示す概略断面図である。
を順次段階的に示す概略断面図である。
【図3】(e)〜(h)はそれぞれ同実施例の図2
(d)に続く製造過程を順次段階的に示す概略断面図で
ある。
(d)に続く製造過程を順次段階的に示す概略断面図で
ある。
【図4】従来例であり、(a)〜(d)はそれぞれ半導
体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法の過程
を順次段階的に示す概略断面図である。
体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法の過程
を順次段階的に示す概略断面図である。
【図5】(e)〜(h)はそれぞれ同従来例の図4
(d)に続く製造過程を順次段階的に示す概略断面図で
ある。
(d)に続く製造過程を順次段階的に示す概略断面図で
ある。
【図6】この発明の他の実施例の製造過程の特徴的段階
を示すエピタキシャル層を含む断面拡大図である。
を示すエピタキシャル層を含む断面拡大図である。
1 n+ −InP基板 2 半導体エピタキシャル層(n- −InGaAs光吸
収層) 3 半導体エピタキシャル層(n- −InP窓層) 4 半導体エピタキシャル層(n- −InGaAsコン
タクト層) 5 付加薄膜層(n- −InPキャップ層) 6 付加薄膜層(n- −InGaAsキャップ層) 7 SiNマスク膜 8 固相拡散源物質(ZnO拡散源層) 9 SiO2 キャップ層 10 p形領域 20 p+ 形領域 21 n+ 形領域
収層) 3 半導体エピタキシャル層(n- −InP窓層) 4 半導体エピタキシャル層(n- −InGaAsコン
タクト層) 5 付加薄膜層(n- −InPキャップ層) 6 付加薄膜層(n- −InGaAsキャップ層) 7 SiNマスク膜 8 固相拡散源物質(ZnO拡散源層) 9 SiO2 キャップ層 10 p形領域 20 p+ 形領域 21 n+ 形領域
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体デバイスを構成する半導体エピタ
キシャル層上に、さらに一層もしくは複数層の熱膨張係
数が上記半導体エピタキシャル層に近似した付加薄膜層
を形成し、ついでその薄膜層上に固相拡散源となる物質
を載せて熱処理することにより薄膜層を貫通しデバイス
を構成する半導体エピタキシャル層中の所望の深さまで
不純物拡散を行い、その後上記固相拡散源物質を除去す
るとともに上記付加薄膜層の全部または一部を除去する
工程を含む半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の
形成方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体デバイスの固相拡
散による拡散領域の形成方法において、上記固相拡散源
と接触する上記付加薄膜層の層厚を徐々に変化させて拡
散フロントの形状を制御するようにしたことを特徴とす
る半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方
法。 - 【請求項3】 請求項1および請求項2記載の半導体デ
バイスの固相拡散による拡散領域の形成方法において、
上記付加薄膜層をその中に上記固相拡散源とは別種の第
2の固相拡散源を含むもので形成し、双方の固相拡散源
を同時に上記半導体エピタキシャル層中に拡散すること
を特徴とする半導体デバイスの固相拡散による拡散領域
の形成方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4033355A JPH05234927A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法 |
US08/019,873 US5352628A (en) | 1992-02-20 | 1993-02-19 | Method of forming diffusion region of semiconductor device by solid phase diffusion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4033355A JPH05234927A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05234927A true JPH05234927A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12384278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4033355A Pending JPH05234927A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5352628A (ja) |
JP (1) | JPH05234927A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7282428B2 (en) | 2004-11-16 | 2007-10-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for solid phase diffusion of zinc into an InP-based photodiode and an InP photodiode made with the method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07162086A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
FR2718576B1 (fr) * | 1994-04-06 | 1996-04-26 | Alcatel Nv | Procédé de décalage de longueur d'onde dans une structure semiconductrice à puits quantique. |
JPH0945954A (ja) * | 1995-07-31 | 1997-02-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子,及び半導体素子の製造方法 |
US6489635B1 (en) * | 1999-03-01 | 2002-12-03 | Sensors Unlimited | Epitaxially grown p-type diffusion source for photodiode fabrication |
JP2006344763A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 接合ゲート型電界効果トランジスタの製造方法 |
JP4956944B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2012-06-20 | 三菱電機株式会社 | アバランシェフォトダイオード |
US8178863B2 (en) * | 2009-06-01 | 2012-05-15 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc | Lateral collection architecture for SLS detectors |
US8368159B2 (en) * | 2011-07-08 | 2013-02-05 | Excelitas Canada, Inc. | Photon counting UV-APD |
US9620592B2 (en) * | 2015-02-12 | 2017-04-11 | International Business Machines Corporation | Doped zinc oxide and n-doping to reduce junction leakage |
Citations (2)
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JPS5174572A (en) * | 1974-12-24 | 1976-06-28 | Sharp Kk | Fujunbutsuno kotaikakusanho |
JPS6320878A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | ホトダイオ−ドの製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0775265B2 (ja) * | 1988-02-02 | 1995-08-09 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
JPH02196486A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
JP2752423B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1998-05-18 | 三菱電機株式会社 | 化合物半導体へのZn拡散方法 |
JPH03131083A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4033355A patent/JPH05234927A/ja active Pending
-
1993
- 1993-02-19 US US08/019,873 patent/US5352628A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5352628A (en) | 1994-10-04 |
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