JPH0656837B2 - イオン注入による不純物導入法 - Google Patents
イオン注入による不純物導入法Info
- Publication number
- JPH0656837B2 JPH0656837B2 JP12158085A JP12158085A JPH0656837B2 JP H0656837 B2 JPH0656837 B2 JP H0656837B2 JP 12158085 A JP12158085 A JP 12158085A JP 12158085 A JP12158085 A JP 12158085A JP H0656837 B2 JPH0656837 B2 JP H0656837B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明はイオン注入による半導体多層膜への不純物導入
法に関するものである。
法に関するものである。
（従来技術とその問題点） ヘテロ接合を含む半導体多層膜中にＰ形の導電層を形成
する方法として従来からZnの熱拡散法が多く使用されて
きた。この方法は封管法という厄介な方法である上に、
Znの拡散プロファイルの制御が困難であり、かつ選択拡
散の場合マスク端での横方向の拡がりが大きいという問
題があった。この方法の唯一の利点は、Znの熱拡散に促
進されてホスト原子の拡散が起りヘテロ接合近傍の混晶
化が進むという点である。この現象は接合障壁のないオ
ーム性電極を形成する上で有用となる。この方法におけ
るすでに述べたいくつかの欠点を克服する方法としてBe
等のイオン注入による不純物導入法がありすでに試みら
れている（平山祥郎，岡本 紘：第４５回応用物理学会
学術講演会予稿集13P−Ｈ−13（1984年秋季））。しか
し、Beイオンの単一注入の場合、高品質のＰ形導電層が
形成される反面、オーム性電極の形成に有用なヘテロ接
合近傍の混晶化が生じないという問題があった。
する方法として従来からZnの熱拡散法が多く使用されて
きた。この方法は封管法という厄介な方法である上に、
Znの拡散プロファイルの制御が困難であり、かつ選択拡
散の場合マスク端での横方向の拡がりが大きいという問
題があった。この方法の唯一の利点は、Znの熱拡散に促
進されてホスト原子の拡散が起りヘテロ接合近傍の混晶
化が進むという点である。この現象は接合障壁のないオ
ーム性電極を形成する上で有用となる。この方法におけ
るすでに述べたいくつかの欠点を克服する方法としてBe
等のイオン注入による不純物導入法がありすでに試みら
れている（平山祥郎，岡本 紘：第４５回応用物理学会
学術講演会予稿集13P−Ｈ−13（1984年秋季））。しか
し、Beイオンの単一注入の場合、高品質のＰ形導電層が
形成される反面、オーム性電極の形成に有用なヘテロ接
合近傍の混晶化が生じないという問題があった。
（発明の目的） 本発明はこの欠点を解決するためBeイオン注入に加えて
Ｆイオンを注入することにより、ヘテロ接合近傍を混晶
化しかつ高品質のＰ形導電層を形成することを目的とし
たもので、以下図面について詳しく説明する。
Ｆイオンを注入することにより、ヘテロ接合近傍を混晶
化しかつ高品質のＰ形導電層を形成することを目的とし
たもので、以下図面について詳しく説明する。
（発明の構成及び作用） 第１図はBeイオンおよびＦイオンを単一注入およびBeイ
オン、Ｆイオンを２重注入した試料をアニールすること
により混晶化が進行する様子をフォトルミネセンス法に
より評価した結果である。実験の手順および第１図の読
み方を以下に記す。まず、GaAsおよびAlAsからなる超格
子構造を有機金属気相エピタキシ（MOVPE）法により作
成した（GaAs井戸幅LZ＝８０Å，AlAs障壁幅LB＝８０
Å）。次に、この超格子構造に対し上記のイオン種（Be
４０KeV８×１０-13cm-2，Ｆ１２５KeV８×１０-18c
m-2）を注入した後７５０℃のアニールにより注入欠陥
の回復を行った。イオン注入前の超格子は上記の構造に
特有のフォトルミネセンス（発光エネルギ1.5eV）を示
す。第１図はイオン注入試料をアニールした場合のフォ
トルミネセンス発光エネルギの変化量とアニール時間と
の関係を示したものである。ここで発光エネルギの増加
は形成した超格子のヘテロ接合界面におけるホスト原子
の相互拡散により混晶化が進行していることを示してい
る。第１図より明らかなように、Beイオンの単一注入で
は混晶化が進まないのに対しＦイオンの単一注入および
Be，Ｆイオンの２重注入試料では混晶化が進行している
のが分かる。Be，Ｆイオンの２重注入によって形成され
たＰ型導電層の電気的特性はBeイオン単一注入層のそれ
と同等であった。以上の検討により、半導体多層膜への
Be，Ｆイオンの２重注入によりＰ形の導電層を形成しか
つヘテロ接合界面の近傍を混晶化することができること
が分る。
オン、Ｆイオンを２重注入した試料をアニールすること
により混晶化が進行する様子をフォトルミネセンス法に
より評価した結果である。実験の手順および第１図の読
み方を以下に記す。まず、GaAsおよびAlAsからなる超格
子構造を有機金属気相エピタキシ（MOVPE）法により作
成した（GaAs井戸幅LZ＝８０Å，AlAs障壁幅LB＝８０
Å）。次に、この超格子構造に対し上記のイオン種（Be
４０KeV８×１０-13cm-2，Ｆ１２５KeV８×１０-18c
m-2）を注入した後７５０℃のアニールにより注入欠陥
の回復を行った。イオン注入前の超格子は上記の構造に
特有のフォトルミネセンス（発光エネルギ1.5eV）を示
す。第１図はイオン注入試料をアニールした場合のフォ
トルミネセンス発光エネルギの変化量とアニール時間と
の関係を示したものである。ここで発光エネルギの増加
は形成した超格子のヘテロ接合界面におけるホスト原子
の相互拡散により混晶化が進行していることを示してい
る。第１図より明らかなように、Beイオンの単一注入で
は混晶化が進まないのに対しＦイオンの単一注入および
Be，Ｆイオンの２重注入試料では混晶化が進行している
のが分かる。Be，Ｆイオンの２重注入によって形成され
たＰ型導電層の電気的特性はBeイオン単一注入層のそれ
と同等であった。以上の検討により、半導体多層膜への
Be，Ｆイオンの２重注入によりＰ形の導電層を形成しか
つヘテロ接合界面の近傍を混晶化することができること
が分る。
第２図は上記の技術を利用して製作したMQW−TJS(Multi
Quantum Well-Transverse Junction Stripe )レーザの
断面図である。このレーザは以下に述べる工程により製
作された。まず、半絶縁性GaAs基板１上にｎ−Al0.4 Ga
0.6 Asクラッド層（ｎ＝１×１０18cm-3，ｄ＝２０μ
ｍ）２，アンドープGaAs／Al0.3 Ga0.7 As MQW層（LZ＝
１００Å，LB＝５０Å，６層）３，ｎ−Al0.4 Ga0.6 As
クラッド層（ｎ＝５×１０17cm-3，ｄ＝0.8μｍ）４，
ｎ−GaAs層（ｎ＝５×１０１７cm-3，ｄ＝0.3μｍ）５
をMOVPE法を用いて連続成長した。次にフォトレジスト
をマスクにしてBeイオン（200KeV１×１０14cm-2），Ｆ
イオン（400KeV１×１０14cm-2）を注入、750℃３時間
のアニールを行うことによりP+導電層を形成した。Ｐ形
層およびＮ形層電極（それぞれAuZnおよびAuGeNi）を蒸
着後、へき開しレーザチップを完成した。図に示すよう
にBe，Ｆイオンの２重注入によって形成されたＰ形電極
層は混晶化し抵抗の小さな電極層を形成することができ
る。試作したMQW-TJS レーザにおいて発振しきい値１０
mAと良好な結果を得た。
Quantum Well-Transverse Junction Stripe )レーザの
断面図である。このレーザは以下に述べる工程により製
作された。まず、半絶縁性GaAs基板１上にｎ−Al0.4 Ga
0.6 Asクラッド層（ｎ＝１×１０18cm-3，ｄ＝２０μ
ｍ）２，アンドープGaAs／Al0.3 Ga0.7 As MQW層（LZ＝
１００Å，LB＝５０Å，６層）３，ｎ−Al0.4 Ga0.6 As
クラッド層（ｎ＝５×１０17cm-3，ｄ＝0.8μｍ）４，
ｎ−GaAs層（ｎ＝５×１０１７cm-3，ｄ＝0.3μｍ）５
をMOVPE法を用いて連続成長した。次にフォトレジスト
をマスクにしてBeイオン（200KeV１×１０14cm-2），Ｆ
イオン（400KeV１×１０14cm-2）を注入、750℃３時間
のアニールを行うことによりP+導電層を形成した。Ｐ形
層およびＮ形層電極（それぞれAuZnおよびAuGeNi）を蒸
着後、へき開しレーザチップを完成した。図に示すよう
にBe，Ｆイオンの２重注入によって形成されたＰ形電極
層は混晶化し抵抗の小さな電極層を形成することができ
る。試作したMQW-TJS レーザにおいて発振しきい値１０
mAと良好な結果を得た。
（発明の効果） 以上説明したように本発明はヘテロ接合を含む半導体多
層膜へのBe，Ｆイオンの２重注入によって混晶化した高
品質のＰ形導電層を得るものであるからキャリア搬送の
障壁が除去された良好なオーム性電極層を形成できると
いう利点がある。
層膜へのBe，Ｆイオンの２重注入によって混晶化した高
品質のＰ形導電層を得るものであるからキャリア搬送の
障壁が除去された良好なオーム性電極層を形成できると
いう利点がある。
第１図はGaAs／AlAs超格子構造にイオン注入しアニール
を行った場合の発光エネルギのアニール時間依存性、第
２図は製作したMQW-TJS レーザの断面図。 １……半絶縁性GaAs基板 ２……ｎ−Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層 ３……GaAs／Al0.3 Ga0.7 As MQW層 ４……ｎ−Al0.4 Ga0.6Asクラッド層 ５……ｎ−GaAs層 ６……Ｐ形電極（AuZn） ７……ｎ形電極（AuGeNi） ８……Be，Ｆイオン注入によるP+形導電層。
を行った場合の発光エネルギのアニール時間依存性、第
２図は製作したMQW-TJS レーザの断面図。 １……半絶縁性GaAs基板 ２……ｎ−Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層 ３……GaAs／Al0.3 Ga0.7 As MQW層 ４……ｎ−Al0.4 Ga0.6Asクラッド層 ５……ｎ−GaAs層 ６……Ｐ形電極（AuZn） ７……ｎ形電極（AuGeNi） ８……Be，Ｆイオン注入によるP+形導電層。
Claims (1)
- 【請求項１】２つ以上のヘテロ接合を含む半導体多層膜
にBeイオンおよびＦイオンを注入した後これをアニール
することによりＰ形導電層を形成することを特徴とする
不純物導入法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12158085A JPH0656837B2 (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | イオン注入による不純物導入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12158085A JPH0656837B2 (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | イオン注入による不純物導入法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61280616A JPS61280616A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH0656837B2 true JPH0656837B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=14814758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12158085A Expired - Lifetime JPH0656837B2 (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | イオン注入による不純物導入法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656837B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63278324A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン注入によるｐ型導電領域の形成方法 |
| US4956698A (en) * | 1987-07-29 | 1990-09-11 | The United States Of America As Represented By The Department Of Commerce | Group III-V compound semiconductor device having p-region formed by Be and Group V ions |
| US4818721A (en) * | 1987-07-29 | 1989-04-04 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Ion implantation into In-based group III-V compound semiconductors |
| US5657335A (en) * | 1993-11-01 | 1997-08-12 | The Regents, University Of California | P-type gallium nitride |
-
1985
- 1985-06-06 JP JP12158085A patent/JPH0656837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61280616A (ja) | 1986-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |