JPH06101480B2 - 化合物半導体の絶縁層形成方法 - Google Patents
化合物半導体の絶縁層形成方法Info
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- JPH06101480B2 JPH06101480B2 JP14174185A JP14174185A JPH06101480B2 JP H06101480 B2 JPH06101480 B2 JP H06101480B2 JP 14174185 A JP14174185 A JP 14174185A JP 14174185 A JP14174185 A JP 14174185A JP H06101480 B2 JPH06101480 B2 JP H06101480B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化合物半導体の絶縁層形成方法に関する。
現在超高速砒化ガリウム、LSIの開発が急速に進められ
ており、基本素子としてより高性能な単体FETが嘱望さ
れている。導電層の形成方法としては半絶縁性砒化ガリ
ウムに選択的にシリコンなどの不純物をイオン注入する
方法が現在一般的であるが、基本素子であるFETの相互
コンダクタンスを向上させる為に、より薄く、高濃度な
導電層が必要とされ、エピタキシャル技術によって半絶
縁性基板の上に成長させた薄く高濃度な導電層の検討が
始められている。この際、単体素子間の素子分離技術が
重要となるが、素子微細化に伴ない、プレーナー化の要
請は強くなり、制御性及び信頼性の点からも従来のエッ
チングによる素子分離技術に代りイオン注入による素子
分離技術の重要性が認識されてきている。又、この技術
は砒化ガリウムLSIのみならず、化合物半導体のヘテロ
接合を用いたデバイス及び同一基板上に光素子群と電子
素子群とを集積化した光電子集積回路にとっても非常に
重要な技術である。
ており、基本素子としてより高性能な単体FETが嘱望さ
れている。導電層の形成方法としては半絶縁性砒化ガリ
ウムに選択的にシリコンなどの不純物をイオン注入する
方法が現在一般的であるが、基本素子であるFETの相互
コンダクタンスを向上させる為に、より薄く、高濃度な
導電層が必要とされ、エピタキシャル技術によって半絶
縁性基板の上に成長させた薄く高濃度な導電層の検討が
始められている。この際、単体素子間の素子分離技術が
重要となるが、素子微細化に伴ない、プレーナー化の要
請は強くなり、制御性及び信頼性の点からも従来のエッ
チングによる素子分離技術に代りイオン注入による素子
分離技術の重要性が認識されてきている。又、この技術
は砒化ガリウムLSIのみならず、化合物半導体のヘテロ
接合を用いたデバイス及び同一基板上に光素子群と電子
素子群とを集積化した光電子集積回路にとっても非常に
重要な技術である。
これまで、イオン注入による砒化ガリウム導電層の絶縁
化の試みは数多くなされてきており、プロトン、ヘリウ
ム、酸素、砒素、ボロン等のイオンによって絶縁化が可
能である事が報告されているが、700℃を越える高温の
熱処理に対しても安定な絶縁層の形成は、酸素、砒素、
ボロンに限られていた。
化の試みは数多くなされてきており、プロトン、ヘリウ
ム、酸素、砒素、ボロン等のイオンによって絶縁化が可
能である事が報告されているが、700℃を越える高温の
熱処理に対しても安定な絶縁層の形成は、酸素、砒素、
ボロンに限られていた。
又、次世代のイオン注入技術として最近、急速に研究が
進められている技術に集束イオンビーム技術があるが、
この技術を用いた絶縁層形成の検討も始められている。
集束イオンビームを用いる事によって、マスクレスで微
細なイオン注入が可能となるために、大巾なプロセスの
簡略化等種々の利点が生ずる。
進められている技術に集束イオンビーム技術があるが、
この技術を用いた絶縁層形成の検討も始められている。
集束イオンビームを用いる事によって、マスクレスで微
細なイオン注入が可能となるために、大巾なプロセスの
簡略化等種々の利点が生ずる。
しかしながらこれを絶縁層形成技術として見た場合に
は、前述した高温熱処理に対しても安定な絶縁層形成の
ためのイオン種、酸素、砒素及びボロンは以下に述べる
ように集束イオンビームのイオン源としては必ずしも適
切なイオン源ではなく、実用上には問題が残されてい
た。すなわち、ボロンによる絶縁層形成では、有本らは
ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジ
ックス（Japanese Journal of Applied Physics）23
巻、1984年、L165頁に、砒化ガリウムに対しｎ型のドー
パントとなるシリコンとｐ型のドーパントとなるベリリ
ウム及び絶縁化の為のボロンとを同時に得られるイオン
源を開発し、ｎ型砒化ガリウムにボロンのサブミクロン
線を注入して絶縁化できる事を報告している。しかしな
がら、ボロンは非常に反応性の強い元素であり、イオン
源のエミッタ部を腐蝕し、この為に、このイオン源の寿
命は30時間程度しか得られておらず、実用上には問題が
あった。なお従来技術でこの点を改善する事も可能では
あるが、イオン源のエミッタ部にカーボンを用いるなど
特殊な工夫が必要であった。
は、前述した高温熱処理に対しても安定な絶縁層形成の
ためのイオン種、酸素、砒素及びボロンは以下に述べる
ように集束イオンビームのイオン源としては必ずしも適
切なイオン源ではなく、実用上には問題が残されてい
た。すなわち、ボロンによる絶縁層形成では、有本らは
ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジ
ックス（Japanese Journal of Applied Physics）23
巻、1984年、L165頁に、砒化ガリウムに対しｎ型のドー
パントとなるシリコンとｐ型のドーパントとなるベリリ
ウム及び絶縁化の為のボロンとを同時に得られるイオン
源を開発し、ｎ型砒化ガリウムにボロンのサブミクロン
線を注入して絶縁化できる事を報告している。しかしな
がら、ボロンは非常に反応性の強い元素であり、イオン
源のエミッタ部を腐蝕し、この為に、このイオン源の寿
命は30時間程度しか得られておらず、実用上には問題が
あった。なお従来技術でこの点を改善する事も可能では
あるが、イオン源のエミッタ部にカーボンを用いるなど
特殊な工夫が必要であった。
酸素については、安定動作に超高真空などが必要となる
電界電離型ガスイオン源を用いなければならないが、こ
の型のイオン源は水素及びヘリウムで開発が始まったば
かりであり、酸素については報告例がないのが現状であ
る。
電界電離型ガスイオン源を用いなければならないが、こ
の型のイオン源は水素及びヘリウムで開発が始まったば
かりであり、酸素については報告例がないのが現状であ
る。
砒素については、共晶合金イオン源を用いてイオンが得
られた事が報告されているが、砒素の蒸気圧が高いため
に、わずかな電流量しか得られない事が報告されてお
り、実用的には問題があった。
られた事が報告されているが、砒素の蒸気圧が高いため
に、わずかな電流量しか得られない事が報告されてお
り、実用的には問題があった。
以上のように、絶縁層形成技術として集束イオンビーム
技術を見た場合には、高温熱処理に対しても安定な絶縁
層が形成でき、かつ集束イオンビームのイオン源として
長時間安定して容易に用いる事ができるイオン源は現状
では得られておらず、このようなイオン源が嘱望されて
いた。
技術を見た場合には、高温熱処理に対しても安定な絶縁
層が形成でき、かつ集束イオンビームのイオン源として
長時間安定して容易に用いる事ができるイオン源は現状
では得られておらず、このようなイオン源が嘱望されて
いた。
本発明は、従来、集束イオンビームのイオン源として最
も信頼性が高く、長時間安定して容易に用いる事のでき
るガリウムイオンによって、ｎ型砒化ガリウム導電層に
対して850℃に及ぶ高温熱処理後も安定な絶縁層が形成
できる事を初めて明らかにした実験事実に基づくもので
あるが、この実験は、砒化ガリウムにおける注入不純物
の活性化に対する、ガリウム集束イオンビームの効果を
見るために行なったシリコンイオンと集束ガリウムイオ
ンとの二重注入の実験の延長として実施したものであ
る。このように、化合物半導体の導電層形成の為のイオ
ン注入において、構成元素を同時に注入する事で、化学
量論的組成、及びその結果、活性化率を制御しようとす
る試みは、通常の非集束のイオン注入においては、既に
多くの報告例があった。典型的な例は稲田らがラディエ
イション イフェクツ（Radiaton Effecta）48巻、1980
年91頁に示している、セレンとガリウムの二重注入によ
ってセレン単独でイオン注入した場合の活性化率を改善
した例であるが、本発明のシリコンイオンとガリウムイ
オンの組合せも既に、シュトルがイオン インプランテ
ーション インセミコンダクタ、チャナウら編集、プレ
ナムプレス出版149頁の中で行なっている。しかしなが
ら、この報告では非集束のガリウムイオンを用いている
為に、本発明の効果は顕著な形では見い出されていいな
い。シリコンイオンを250keVで3.0×1013/cm2、ガリウ
ムイオンを250keV1.0×1015/cm2でイオン注入し、850℃
15分間シリコンナイトライド膜を保護膜としてアルゴン
雰囲気中で、アニールした試料においては、確かにガリ
ウムイオンの投影飛程に相当する深さでキャリアの消失
が見られているが、それよりもさらに深い側ではキャリ
アの増大が見られ、結果としてシートキャリア濃度では
変化がなく、むしろ増大している事が示されている。従
って、この報告例から本発明のように、ガリウムイオン
注入によって積極的に絶縁層を形成しようと発想するこ
とは困難である。
も信頼性が高く、長時間安定して容易に用いる事のでき
るガリウムイオンによって、ｎ型砒化ガリウム導電層に
対して850℃に及ぶ高温熱処理後も安定な絶縁層が形成
できる事を初めて明らかにした実験事実に基づくもので
あるが、この実験は、砒化ガリウムにおける注入不純物
の活性化に対する、ガリウム集束イオンビームの効果を
見るために行なったシリコンイオンと集束ガリウムイオ
ンとの二重注入の実験の延長として実施したものであ
る。このように、化合物半導体の導電層形成の為のイオ
ン注入において、構成元素を同時に注入する事で、化学
量論的組成、及びその結果、活性化率を制御しようとす
る試みは、通常の非集束のイオン注入においては、既に
多くの報告例があった。典型的な例は稲田らがラディエ
イション イフェクツ（Radiaton Effecta）48巻、1980
年91頁に示している、セレンとガリウムの二重注入によ
ってセレン単独でイオン注入した場合の活性化率を改善
した例であるが、本発明のシリコンイオンとガリウムイ
オンの組合せも既に、シュトルがイオン インプランテ
ーション インセミコンダクタ、チャナウら編集、プレ
ナムプレス出版149頁の中で行なっている。しかしなが
ら、この報告では非集束のガリウムイオンを用いている
為に、本発明の効果は顕著な形では見い出されていいな
い。シリコンイオンを250keVで3.0×1013/cm2、ガリウ
ムイオンを250keV1.0×1015/cm2でイオン注入し、850℃
15分間シリコンナイトライド膜を保護膜としてアルゴン
雰囲気中で、アニールした試料においては、確かにガリ
ウムイオンの投影飛程に相当する深さでキャリアの消失
が見られているが、それよりもさらに深い側ではキャリ
アの増大が見られ、結果としてシートキャリア濃度では
変化がなく、むしろ増大している事が示されている。従
って、この報告例から本発明のように、ガリウムイオン
注入によって積極的に絶縁層を形成しようと発想するこ
とは困難である。
本発明の目的は化合物半導体砒化ガリウム層の導電層に
対し、集束イオンビームのイオン源として最も信頼性が
高くかつ砒化ガリウムの構成元素の一つであるガリウム
をイオン注入すること事によって、高温熱処理に対して
も安定な絶縁層を形成する形成方法を提供することにあ
る。
対し、集束イオンビームのイオン源として最も信頼性が
高くかつ砒化ガリウムの構成元素の一つであるガリウム
をイオン注入すること事によって、高温熱処理に対して
も安定な絶縁層を形成する形成方法を提供することにあ
る。
本発明の化合物半導体の絶縁層の形成方法は化合物半導
体砒化ガリウム層に集束されたガリウムイオンを注入
し、この注入領域を絶縁層とし、ｎ型導電層中に絶縁層
を形成することを特徴としている。
体砒化ガリウム層に集束されたガリウムイオンを注入
し、この注入領域を絶縁層とし、ｎ型導電層中に絶縁層
を形成することを特徴としている。
本発明はｎ型砒化ガリウム導電層に対し、集束ガリウム
イオンビームを注入する事により850℃に及ぶ高温熱処
理後も安定な絶縁層が形成されることを見い出した新規
な実験事実に基づく、この絶縁化の為に必要なガリウム
のドーズ量はｎ型砒化ガリウム導電層の濃度に依存する
ことが実験的に見出された。例えばｎ型砒化ガリウム導
電層をシリコンのイオン注入によって形成する場合に
は、この絶縁化の為に必要なガリウムイオンのドーズ量
はシリコンのドーズ量に依存する。後に実施例で詳述す
るように、１×1013/cm2以下のシリコンのドーズ量に対
しては１×1014/cm2、１×1014/cm2前後のシリコンのド
ーズ量に対しては〜３×1014/cm2、１×1015/cm2のシリ
コンのドーズ量に対しては３×1015/cm2程度のガリウム
のドーズ量が各々、絶縁層形成の為に必要である。この
ようにイオン注入によって導電層を形成する場合に、ガ
リウムイオンの注入時期については、導電層形成の為の
不純物イオン注入の前後、又、この不純物イオンの活性
化の為のアニールの前後などの機会があるが、いずれの
場合においても、同様の絶縁層が形成されることを実験
的に確認した。ｎ型導電層を気相エピタキシャル成長法
や分子線ビームエピタキシャル法などの結晶成長法によ
り形成した場合でも集束ガリウムイオンビームを注入す
ることにより、高温熱処理に対しても安定な絶縁層が形
成され、この場合にも導電層の濃が高いほど、絶縁化の
ために必要なガリウムのドーズ量は多くなることを確か
めた。
イオンビームを注入する事により850℃に及ぶ高温熱処
理後も安定な絶縁層が形成されることを見い出した新規
な実験事実に基づく、この絶縁化の為に必要なガリウム
のドーズ量はｎ型砒化ガリウム導電層の濃度に依存する
ことが実験的に見出された。例えばｎ型砒化ガリウム導
電層をシリコンのイオン注入によって形成する場合に
は、この絶縁化の為に必要なガリウムイオンのドーズ量
はシリコンのドーズ量に依存する。後に実施例で詳述す
るように、１×1013/cm2以下のシリコンのドーズ量に対
しては１×1014/cm2、１×1014/cm2前後のシリコンのド
ーズ量に対しては〜３×1014/cm2、１×1015/cm2のシリ
コンのドーズ量に対しては３×1015/cm2程度のガリウム
のドーズ量が各々、絶縁層形成の為に必要である。この
ようにイオン注入によって導電層を形成する場合に、ガ
リウムイオンの注入時期については、導電層形成の為の
不純物イオン注入の前後、又、この不純物イオンの活性
化の為のアニールの前後などの機会があるが、いずれの
場合においても、同様の絶縁層が形成されることを実験
的に確認した。ｎ型導電層を気相エピタキシャル成長法
や分子線ビームエピタキシャル法などの結晶成長法によ
り形成した場合でも集束ガリウムイオンビームを注入す
ることにより、高温熱処理に対しても安定な絶縁層が形
成され、この場合にも導電層の濃が高いほど、絶縁化の
ために必要なガリウムのドーズ量は多くなることを確か
めた。
ガリウムのイオン注入によって絶縁層が形成される機構
については高温熱処理後も存在する残留損傷、過剰ガリ
ウムの存在による砒素空孔の生成及び、これらに伴なう
深い不純物準位の生成など考えられるが、従来例で述べ
たように非集束のガリウムイオンビームでは、集束イオ
ンビームほど効率よく絶縁層が形成されないことや、ラ
マン散乱の実験において絶縁層が形成されるガリウムの
ドーズ量から、結晶性が若干悪くなってきているという
結果が得られている事などを考慮すると、残留損傷の影
響が主として原因となっているものと予想されるが、詳
細な機構解明については今後の研究に残されている。
については高温熱処理後も存在する残留損傷、過剰ガリ
ウムの存在による砒素空孔の生成及び、これらに伴なう
深い不純物準位の生成など考えられるが、従来例で述べ
たように非集束のガリウムイオンビームでは、集束イオ
ンビームほど効率よく絶縁層が形成されないことや、ラ
マン散乱の実験において絶縁層が形成されるガリウムの
ドーズ量から、結晶性が若干悪くなってきているという
結果が得られている事などを考慮すると、残留損傷の影
響が主として原因となっているものと予想されるが、詳
細な機構解明については今後の研究に残されている。
以下、図面を用いて本発明の実施例について述べる。
（実施例１） 砒化ガリウムへのシリコンイオンと集束ガリウムイオン
との二重注入層の抵抗測定について第１図〜第３図を用
いて述べる。第１図（ａ）において、本実験の二重注入
は、最初、約0.1μｍにしぼられたガリウムの収束イオ
ンビームを半絶縁性砒化ガリウム基板１上に二酸化シリ
コン（SiO2）３でつくられたホール測定用パターン上に
加速電圧100keVでラスタースキャンする事で３×1012/c
m2から１×1015/cm2までのドーズ量を注入した注入量２
を形成する。その後通常のイオン注入装置でシリコンイ
オンをその飛程がガリウムの注入飛程より短かくなるよ
うに、加速電圧30keVで２×1012、１×1013、１×1
014、１×1015/cm2の４種類のドーズ量で注入した。
（第１図（ｂ））。４はガリウム＋シリコン注入層であ
る。SiO2を除去した後、新たにSiO2保護膜を3000Å被着
して850℃、15分間水素雰囲気中でアニールを行なっ
た。金とゲルマニウム及びニッケルの合金（Ni/AuGe）
６でオーム性接触をとった後、第１図（ｃ）のようにチ
タン（Ti）と金（Au）を蒸着してパッド７を形成し、測
定試料を完成する。得られた試料を測定し求め抵抗値の
ガリウムドーズ量に対する特性図を第２図に示す。第２
図の縦軸は作製した試料の生の抵抗値を示した。第２図
に明らかなように、シリコンのドーズ量が増大するにつ
れて、高抵抗化に必要なガリウムのドーズ量が増大して
いることがわかる。さらにわかりやすく、高抵抗化する
ガリウムのドーズ量とシリコンのドーズ量との関係を示
したものが第３図である。図中の白丸は高抵抗へ遷移す
るガリウムのドーズ量、即ち第２図の曲線において最も
勾配が急なドーズ量を求めて示したものである。
との二重注入層の抵抗測定について第１図〜第３図を用
いて述べる。第１図（ａ）において、本実験の二重注入
は、最初、約0.1μｍにしぼられたガリウムの収束イオ
ンビームを半絶縁性砒化ガリウム基板１上に二酸化シリ
コン（SiO2）３でつくられたホール測定用パターン上に
加速電圧100keVでラスタースキャンする事で３×1012/c
m2から１×1015/cm2までのドーズ量を注入した注入量２
を形成する。その後通常のイオン注入装置でシリコンイ
オンをその飛程がガリウムの注入飛程より短かくなるよ
うに、加速電圧30keVで２×1012、１×1013、１×1
014、１×1015/cm2の４種類のドーズ量で注入した。
（第１図（ｂ））。４はガリウム＋シリコン注入層であ
る。SiO2を除去した後、新たにSiO2保護膜を3000Å被着
して850℃、15分間水素雰囲気中でアニールを行なっ
た。金とゲルマニウム及びニッケルの合金（Ni/AuGe）
６でオーム性接触をとった後、第１図（ｃ）のようにチ
タン（Ti）と金（Au）を蒸着してパッド７を形成し、測
定試料を完成する。得られた試料を測定し求め抵抗値の
ガリウムドーズ量に対する特性図を第２図に示す。第２
図の縦軸は作製した試料の生の抵抗値を示した。第２図
に明らかなように、シリコンのドーズ量が増大するにつ
れて、高抵抗化に必要なガリウムのドーズ量が増大して
いることがわかる。さらにわかりやすく、高抵抗化する
ガリウムのドーズ量とシリコンのドーズ量との関係を示
したものが第３図である。図中の白丸は高抵抗へ遷移す
るガリウムのドーズ量、即ち第２図の曲線において最も
勾配が急なドーズ量を求めて示したものである。
この実施例では集束ガリウムイオンの注入を先に行な
い、後にシリコンイオンを注入しているが、この前後関
係が逆になっても同様の結果が得られる事を確かめた。
又、シリコンを先に注入し、直ちにアニールし活性化を
行なった後に、集束ガリウムイオンを注入し熱処理をし
た場合でも同様の結果が得られた。
い、後にシリコンイオンを注入しているが、この前後関
係が逆になっても同様の結果が得られる事を確かめた。
又、シリコンを先に注入し、直ちにアニールし活性化を
行なった後に、集束ガリウムイオンを注入し熱処理をし
た場合でも同様の結果が得られた。
（実施例２） 第４図（ａ）〜（ｃ）は、ｎ型エピタキシャル層に集束
ガリウムイオンを注入し、抵抗測定を行なった試料の製
作過程を工程順に断面図で模式的に示したものである。
第４図（ａ）において、まず、半絶縁性砒化ガリウム基
板１上に厚さ500Å、キャリア濃度３×1018/cm3のエピ
タキシャル層５を成長させる。第４図（ｂ）において、
オーム性合金作製部にあらかじめSiO2を約3000Å被着
し、これをマスクに、ガリウムイオンを集束イオンビー
ム装置により加速電圧100keVでラスタースキャンし、１
×1013〜３×1015/cm2の範囲のドーズ量をもつ試料を作
製した。２はガリウム注入層、４はガリウム＋シリコン
注入層である。SiO2を除去した後、新たに3000ÅのSiO2
を被着し、これを保護膜として、850℃15分間水素雰囲
気中でアニールを行ない、導電層を分離するために約30
00Åのメサエッチングを行なった後、第４図（ｃ）のよ
うにオーミック合金Ni/AuGe6をレジストリフトオフで被
着、アロイした後、Au/Ti7を電極のパッドとして同じく
レジストリフトオフで形成して試料を完成する。この試
料を測定すると〜３×1015/cm2のガリウムのドーズ量で
高抵抗層が得られることがわかった。ここで用いたエピ
タキシャル層５の濃度は、実施例１で行なったシリコン
のイオン注入では〜1015/cm2のドーズ量で得られる濃度
に対応しており、これを絶縁化するガリウムのドーズ量
も実施例１と実施例２とでは同程度である事がわかる。
ガリウムイオンを注入し、抵抗測定を行なった試料の製
作過程を工程順に断面図で模式的に示したものである。
第４図（ａ）において、まず、半絶縁性砒化ガリウム基
板１上に厚さ500Å、キャリア濃度３×1018/cm3のエピ
タキシャル層５を成長させる。第４図（ｂ）において、
オーム性合金作製部にあらかじめSiO2を約3000Å被着
し、これをマスクに、ガリウムイオンを集束イオンビー
ム装置により加速電圧100keVでラスタースキャンし、１
×1013〜３×1015/cm2の範囲のドーズ量をもつ試料を作
製した。２はガリウム注入層、４はガリウム＋シリコン
注入層である。SiO2を除去した後、新たに3000ÅのSiO2
を被着し、これを保護膜として、850℃15分間水素雰囲
気中でアニールを行ない、導電層を分離するために約30
00Åのメサエッチングを行なった後、第４図（ｃ）のよ
うにオーミック合金Ni/AuGe6をレジストリフトオフで被
着、アロイした後、Au/Ti7を電極のパッドとして同じく
レジストリフトオフで形成して試料を完成する。この試
料を測定すると〜３×1015/cm2のガリウムのドーズ量で
高抵抗層が得られることがわかった。ここで用いたエピ
タキシャル層５の濃度は、実施例１で行なったシリコン
のイオン注入では〜1015/cm2のドーズ量で得られる濃度
に対応しており、これを絶縁化するガリウムのドーズ量
も実施例１と実施例２とでは同程度である事がわかる。
このようにエピタキシャル層の場合でも、イオン注入層
と同様に集束ガリウムイオンの注入で絶縁層が形成でき
る事がわかった。
と同様に集束ガリウムイオンの注入で絶縁層が形成でき
る事がわかった。
（実施例３） 以上実施例１及び２ではガリウムのイオン注入は集束イ
オンビームのラスタースキャンによって行なったが、本
実施例では集束イオンビーム１本のラインスキャンによ
ってガリウムイオン注入を行なった。
オンビームのラスタースキャンによって行なったが、本
実施例では集束イオンビーム１本のラインスキャンによ
ってガリウムイオン注入を行なった。
第５図（ａ）〜（ｃ）は抵抗測定用の試料の製作過程を
工程順に断面図で模式的に示したものである。第５図
（ａ）において、まず半絶縁性砒化ガリウム基板１に30
keVの加速電圧で１×1013/cm2のドーズ量のシリコンイ
オンを注入し、イオン注入層５を形成する。オーム性合
金作製部に第５図（ｂ）のようにあらかじめSiO23を約3
000Å被着し、これを目印にガリウムイオンを集束イオ
ンビーム装置により加速電圧1000keVで１本のラインス
キャンを行ない、１×1013〜１×1015/cm2の範囲のドー
ズ量をもつ試料を作製した。２はガリウム注入層、４は
ガリウム＋シリコン注入層である。SiO2を除去した後、
新たに約3000ÅのSiO2を被着し、これを保護膜として85
0℃、15分間水素雰囲気中でアニールを行ない、導電層
を分離するために約3000Åのメサエッチングを行ない、
第５図（ｃ）のように、オーミック合金Ni/AuGe6でオー
ム性接触をとった後、Au/Ti7を電極のパッドとして蒸着
し、試料を完成した。この試料を測定したところ、１×
1014/cm2のガリウムのドーズ量で高抵抗化し、実施例１
とほぼ同様の結果を得た。又、この絶縁層の線巾は斜め
研磨とステンエッチを行なった試料の評価から約0.4μ
ｍである事が確められたが、このような微細な絶縁層に
もかかわらず、耐圧は30Vと良好であった。
工程順に断面図で模式的に示したものである。第５図
（ａ）において、まず半絶縁性砒化ガリウム基板１に30
keVの加速電圧で１×1013/cm2のドーズ量のシリコンイ
オンを注入し、イオン注入層５を形成する。オーム性合
金作製部に第５図（ｂ）のようにあらかじめSiO23を約3
000Å被着し、これを目印にガリウムイオンを集束イオ
ンビーム装置により加速電圧1000keVで１本のラインス
キャンを行ない、１×1013〜１×1015/cm2の範囲のドー
ズ量をもつ試料を作製した。２はガリウム注入層、４は
ガリウム＋シリコン注入層である。SiO2を除去した後、
新たに約3000ÅのSiO2を被着し、これを保護膜として85
0℃、15分間水素雰囲気中でアニールを行ない、導電層
を分離するために約3000Åのメサエッチングを行ない、
第５図（ｃ）のように、オーミック合金Ni/AuGe6でオー
ム性接触をとった後、Au/Ti7を電極のパッドとして蒸着
し、試料を完成した。この試料を測定したところ、１×
1014/cm2のガリウムのドーズ量で高抵抗化し、実施例１
とほぼ同様の結果を得た。又、この絶縁層の線巾は斜め
研磨とステンエッチを行なった試料の評価から約0.4μ
ｍである事が確められたが、このような微細な絶縁層に
もかかわらず、耐圧は30Vと良好であった。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、集束イオ
ンビームのイオン源として最も長寿命で信頼性の高いガ
リウムのイオンによって砒化ガリウム導電層の絶縁化が
可能であり、微細な絶縁層がマスクレスで形成でき、製
造工程の簡素化及び制御性、信頼性の向上を図ることが
できる効果を有するものである。
ンビームのイオン源として最も長寿命で信頼性の高いガ
リウムのイオンによって砒化ガリウム導電層の絶縁化が
可能であり、微細な絶縁層がマスクレスで形成でき、製
造工程の簡素化及び制御性、信頼性の向上を図ることが
できる効果を有するものである。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための試料製作過程を工程順に示した模式断面図、第
２図は第１の実施例で得られた試料を抵抗測定し求めた
抵抗値とガリウムのドーズ量との関係を示す特性図、第
３図はシリコンのドーズ量に対し、絶縁化するのに必要
なガリウムのドーズ量を示した特性図、第４図（ａ）〜
（ｃ）は第２の実施例を説明するための試料製作過程を
工程順に示した模式断面図、第５図（ａ）〜（ｃ）は第
３の実施例を説明するための試料製作過程を工程順に示
した模式断面図である。 1;半絶縁砒化ガリウム基板、2;ガリウム注入層、3;SiO2
層、4;ガリウム＋シリコン注入層、5;シリコン注入層、
6;Ni/AuGeオーミックアロイ層、7;Au/Tiパッド。
るための試料製作過程を工程順に示した模式断面図、第
２図は第１の実施例で得られた試料を抵抗測定し求めた
抵抗値とガリウムのドーズ量との関係を示す特性図、第
３図はシリコンのドーズ量に対し、絶縁化するのに必要
なガリウムのドーズ量を示した特性図、第４図（ａ）〜
（ｃ）は第２の実施例を説明するための試料製作過程を
工程順に示した模式断面図、第５図（ａ）〜（ｃ）は第
３の実施例を説明するための試料製作過程を工程順に示
した模式断面図である。 1;半絶縁砒化ガリウム基板、2;ガリウム注入層、3;SiO2
層、4;ガリウム＋シリコン注入層、5;シリコン注入層、
6;Ni/AuGeオーミックアロイ層、7;Au/Tiパッド。
Claims (1)
- 【請求項１】化合物半導体砒化ガリウム層に集束された
ガリウムイオンを注入し、この注入領域を絶縁層とし、
ｎ型導電層中に絶縁層を形成することを特徴とする化合
物半導体の絶縁層形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14174185A JPH06101480B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 化合物半導体の絶縁層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14174185A JPH06101480B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 化合物半導体の絶縁層形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622625A JPS622625A (ja) | 1987-01-08 |
| JPH06101480B2 true JPH06101480B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=15299121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14174185A Expired - Lifetime JPH06101480B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 化合物半導体の絶縁層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101480B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4889817A (en) * | 1985-08-08 | 1989-12-26 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing schottky gate field transistor by ion implantation method |
| JPS62130521A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH01129957A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-23 | Toyota Motor Corp | マルエージング鋼の表面処理方法 |
| JPH0210455U (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-23 |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP14174185A patent/JPH06101480B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 第４６回応用物理学会学術講演会講演予稿集，（１９８５−１０−１），Ｐ．３０５，２ａ−Ｑ−６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS622625A (ja) | 1987-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |