JPH0714791A - 半導体素子の製造方法と評価方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法と評価方法Info
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- JPH0714791A JPH0714791A JP5177233A JP17723393A JPH0714791A JP H0714791 A JPH0714791 A JP H0714791A JP 5177233 A JP5177233 A JP 5177233A JP 17723393 A JP17723393 A JP 17723393A JP H0714791 A JPH0714791 A JP H0714791A
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- H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
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- H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
- H10P32/17—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers characterised by the semiconductor material
- H10P32/174—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers characterised by the semiconductor material being Group III-V material
Abstract
(57)【要約】
【目的】 III-Ｖ族化合物半導体に選択的に不純物拡散
を行うために従来は閉管法が用いられている。Ｖ族元素
の蒸気圧を保持し、Ｖ族元素の抜けを防ぐ必要があるか
らである。開管法も提案されているが、蒸気圧の揺らぎ
のために高品質のものは得られない。いずれも気相から
の拡散あった。 【構成】 III-Ｖ族化合物半導体の表面に選択的に抑止
膜を形成し、この上から高濃度の不純物を含む不純物拡
散用薄膜を気相反応により成長させる。同時的または継
時的に不純物拡散用薄膜からIII-Ｖ族化合物半導体の方
へ不純物を固相拡散する。半導体の表面を固体で覆って
から拡散をするので、Ｖ族元素の抜けなどの問題がな
い。
を行うために従来は閉管法が用いられている。Ｖ族元素
の蒸気圧を保持し、Ｖ族元素の抜けを防ぐ必要があるか
らである。開管法も提案されているが、蒸気圧の揺らぎ
のために高品質のものは得られない。いずれも気相から
の拡散あった。 【構成】 III-Ｖ族化合物半導体の表面に選択的に抑止
膜を形成し、この上から高濃度の不純物を含む不純物拡
散用薄膜を気相反応により成長させる。同時的または継
時的に不純物拡散用薄膜からIII-Ｖ族化合物半導体の方
へ不純物を固相拡散する。半導体の表面を固体で覆って
から拡散をするので、Ｖ族元素の抜けなどの問題がな
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、III-Ｖ族化合物半導
体を用いた素子を製造する際の不純物拡散の方法に関す
る。III-Ｖ族化合物半導体というのは、ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂなどの半導体を指す。不純物拡散
というのは、これらの半導体に熱などにより表面から不
純物を導入し、伝導型を変えることである。ｐ型不純物
やｎ型不純物をガスにして半導体の表面から導入する。
多くのｎ型、ｐ型不純物が知られている。例えば、これ
らの半導体にＺｎを拡散してｐ型領域を作るということ
が行われる。
体を用いた素子を製造する際の不純物拡散の方法に関す
る。III-Ｖ族化合物半導体というのは、ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂなどの半導体を指す。不純物拡散
というのは、これらの半導体に熱などにより表面から不
純物を導入し、伝導型を変えることである。ｐ型不純物
やｎ型不純物をガスにして半導体の表面から導入する。
多くのｎ型、ｐ型不純物が知られている。例えば、これ
らの半導体にＺｎを拡散してｐ型領域を作るということ
が行われる。
【０００２】エピタキシャル成長において不純物を加え
ることもできるがこれは層全体に均一に加えることにな
る。拡散による不純物の添加は、一旦成長した半導体層
に後から不純物を添加できるし、任意のパタ−ンで不純
物を添加することができる。熱拡散による不純物の導入
はＳｉ半導体においても良く用いられる。Ｓｉの場合は
絶縁膜としてＳｉＯ2 を用いることができる。ここでは
ＳｉではなくIII-Ｖ族化合物半導体の不純物拡散を問題
にする。III-Ｖ族化合物半導体の場合はＳｉとは異なる
問題がある。
ることもできるがこれは層全体に均一に加えることにな
る。拡散による不純物の添加は、一旦成長した半導体層
に後から不純物を添加できるし、任意のパタ−ンで不純
物を添加することができる。熱拡散による不純物の導入
はＳｉ半導体においても良く用いられる。Ｓｉの場合は
絶縁膜としてＳｉＯ2 を用いることができる。ここでは
ＳｉではなくIII-Ｖ族化合物半導体の不純物拡散を問題
にする。III-Ｖ族化合物半導体の場合はＳｉとは異なる
問題がある。
【０００３】不純物をその中へ拡散する被拡散結晶は、
ＩｎＰなどのウエハや、ウエハの上にエピタキシャル薄
膜層を形成したものなどさまざまであるが、ここでは単
に基板と表現することにする。選択拡散というのは基板
のある場所は不純物を拡散し、他の場所は拡散しないと
いうことである。基板表面上の場所を選択するので選択
拡散という。
ＩｎＰなどのウエハや、ウエハの上にエピタキシャル薄
膜層を形成したものなどさまざまであるが、ここでは単
に基板と表現することにする。選択拡散というのは基板
のある場所は不純物を拡散し、他の場所は拡散しないと
いうことである。基板表面上の場所を選択するので選択
拡散という。
【０００４】
【従来の技術】半導体素子の製造工程中に於いて、選択
的に不純物を拡散する方法については多くの教科書に記
載がある。例えば、最新半導体素子入門（誠文堂新光社
ｐ．５４〜ｐ．５８）に詳しく説明されている。不純物
は、気相、液相、固相から拡散する。
的に不純物を拡散する方法については多くの教科書に記
載がある。例えば、最新半導体素子入門（誠文堂新光社
ｐ．５４〜ｐ．５８）に詳しく説明されている。不純物
は、気相、液相、固相から拡散する。
【０００５】例えば、ＳｉにＰを拡散しようとする場
合、赤燐、Ｐ2 Ｏ5 、ＰＯＣｌ3 、ＰＢｒ3 、ＰＨ3 な
どを原料とすることができる。常温で、赤燐、Ｐ2 Ｏ5
は固体、ＰＯＣｌ3 、ＰＢｒ3 は液体、ＰＨ3 は気体で
ある。いずれにしても、不純物の存在する場所と、基板
が別の場所にあるので、一端はガス状にして輸送する必
要がある。原料が固体の場合は、これを加熱して気化
し、キャリヤガスとともに輸送する。原料が液体の場合
は、バブラに液体原料を入れ、キャリヤガスを通してガ
ス状にして輸送する。原料が気体の場合は、そのままキ
ャリヤガスとともに輸送できる。
合、赤燐、Ｐ2 Ｏ5 、ＰＯＣｌ3 、ＰＢｒ3 、ＰＨ3 な
どを原料とすることができる。常温で、赤燐、Ｐ2 Ｏ5
は固体、ＰＯＣｌ3 、ＰＢｒ3 は液体、ＰＨ3 は気体で
ある。いずれにしても、不純物の存在する場所と、基板
が別の場所にあるので、一端はガス状にして輸送する必
要がある。原料が固体の場合は、これを加熱して気化
し、キャリヤガスとともに輸送する。原料が液体の場合
は、バブラに液体原料を入れ、キャリヤガスを通してガ
ス状にして輸送する。原料が気体の場合は、そのままキ
ャリヤガスとともに輸送できる。
【０００６】Ｓｉについては拡散技術は既に充分に成熟
している。選択拡散の場合、ｎ型の場合はＰ、ｐ型の場
合はＢを不純物として用いる。Ｓｉ基板の表面のうち、
不純物を拡散しない部分をＳｉの酸化膜ＳｉＯ2 で覆
い、この上に不純物のガスを流す。酸化膜で覆われてい
ない部分に不純物が拡散する。
している。選択拡散の場合、ｎ型の場合はＰ、ｐ型の場
合はＢを不純物として用いる。Ｓｉ基板の表面のうち、
不純物を拡散しない部分をＳｉの酸化膜ＳｉＯ2 で覆
い、この上に不純物のガスを流す。酸化膜で覆われてい
ない部分に不純物が拡散する。
【０００７】また装置の観点からは、開管法と閉管法に
分けられる。開管法は両端を開放した管中に半導体基板
を置き、基板を加熱し、一端から不純物原料を導入する
方法である。不純物原料が固体、気体、液体の場合によ
り不純物供給のための装置が異なる。Ｓｉ半導体の場合
は開管法が良く用いられる。
分けられる。開管法は両端を開放した管中に半導体基板
を置き、基板を加熱し、一端から不純物原料を導入する
方法である。不純物原料が固体、気体、液体の場合によ
り不純物供給のための装置が異なる。Ｓｉ半導体の場合
は開管法が良く用いられる。
【０００８】III-Ｖ族化合物半導体の不純物拡散の例と
しては、例えば、M.WADA,M.SEKO,K.SAKAKIBARA & Y.SEK
IGUCHI, ”Zn Diffusion into InP UsingDimethylzinc
as a Zn Source ", Jpn.J.Appl.Phys.vol.28,L1700-l70
3（1989）がある。これは横型の炉に、ＩｎＰの基板を
置き、ＤＭＺ（Ｈｅによって１５００ｐｐｍに希釈）２
００ｓｃｃｍ、ＰＨ3 ２００ｓｃｃｍ、キャリヤガス
（Ｈ2５０％、Ｎ2 ５０％）を全体流量が、４．６ｓｌ
ｍとなるように流す方法である。基板温度は４００℃〜
５７０℃で、圧力は７６Ｔｏｒｒ、拡散時間は０．５〜
２時間である。III-Ｖ族化合物半導体の場合はＳｉと違
い、Ｖ族元素の蒸気圧が高くこれが分解するのを防ぐ必
要がある。このためにＶ族のガスＰＨ3 を流す。これは
開管法であり気相からの不純物の拡散である。
しては、例えば、M.WADA,M.SEKO,K.SAKAKIBARA & Y.SEK
IGUCHI, ”Zn Diffusion into InP UsingDimethylzinc
as a Zn Source ", Jpn.J.Appl.Phys.vol.28,L1700-l70
3（1989）がある。これは横型の炉に、ＩｎＰの基板を
置き、ＤＭＺ（Ｈｅによって１５００ｐｐｍに希釈）２
００ｓｃｃｍ、ＰＨ3 ２００ｓｃｃｍ、キャリヤガス
（Ｈ2５０％、Ｎ2 ５０％）を全体流量が、４．６ｓｌ
ｍとなるように流す方法である。基板温度は４００℃〜
５７０℃で、圧力は７６Ｔｏｒｒ、拡散時間は０．５〜
２時間である。III-Ｖ族化合物半導体の場合はＳｉと違
い、Ｖ族元素の蒸気圧が高くこれが分解するのを防ぐ必
要がある。このためにＶ族のガスＰＨ3 を流す。これは
開管法であり気相からの不純物の拡散である。
【０００９】閉管法は半導体基板と不純物とを石英管等
に入れ、石英管を真空状態にて密封し、電気炉に入れて
加熱し、不純物を基板の表面から中へ拡散させる方法で
ある。管を密封するので、全体が平衡状態になり易い
し、乱流がおこるということもない。Ｓｉの場合も使う
ことができるが、実際にはＳｉには殆ど利用されない。
反対にIII-Ｖ族化合物半導体の場合は、従来殆ど閉管法
が用いられてきた。この場合は、石英管の中に、基板
と、不純物源、Ｖ族元素を封入する。基板を加熱しても
Ｖ族元素が基板から解離しないためにＶ族元素を入れる
のである。小さな基板に対して、実験的に拡散するには
簡便な方法である。
に入れ、石英管を真空状態にて密封し、電気炉に入れて
加熱し、不純物を基板の表面から中へ拡散させる方法で
ある。管を密封するので、全体が平衡状態になり易い
し、乱流がおこるということもない。Ｓｉの場合も使う
ことができるが、実際にはＳｉには殆ど利用されない。
反対にIII-Ｖ族化合物半導体の場合は、従来殆ど閉管法
が用いられてきた。この場合は、石英管の中に、基板
と、不純物源、Ｖ族元素を封入する。基板を加熱しても
Ｖ族元素が基板から解離しないためにＶ族元素を入れる
のである。小さな基板に対して、実験的に拡散するには
簡便な方法である。
【００１０】閉管法によるＩｎＰへのＺｎの拡散につい
て例えば、特公平２−２４３６９号はつぎのような方法
を提案している。拡散源として、ＺｎＰ2 を用いる。こ
れを基板とともに石英管に封止し、ＺｎＰ2 を局所加熱
し、Ｚｎ3 Ｐ2 ＋Ｐとして、石英管内壁に凝結させてそ
の後ＺｎをＩｎＰ中へ熱拡散する。ド−パントであるＺ
ｎと、Ｖ族圧力制御のためのＰを化合物にしているので
両者を別個に石英管に封入する必要がないし、圧力制御
が容易になるという。
て例えば、特公平２−２４３６９号はつぎのような方法
を提案している。拡散源として、ＺｎＰ2 を用いる。こ
れを基板とともに石英管に封止し、ＺｎＰ2 を局所加熱
し、Ｚｎ3 Ｐ2 ＋Ｐとして、石英管内壁に凝結させてそ
の後ＺｎをＩｎＰ中へ熱拡散する。ド−パントであるＺ
ｎと、Ｖ族圧力制御のためのＰを化合物にしているので
両者を別個に石英管に封入する必要がないし、圧力制御
が容易になるという。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】閉管法による拡散は、
半導体結晶とＶ族元素と不純物元素を石英管に入れ真空
封止する。これを電気炉で加熱し不純物を半導体基板の
上に拡散させる。閉管法は、拡散終了後石英アンプルを
冷却するがこの時に、不純物やＶ族元素の化合物が拡散
領域の汚染するという問題がある。また石英管アンプル
を割って結晶を取り出す際に、アンプルの破片が結晶表
面に付着することがある。これを除去するために余分な
工程を必要とするという難点がある。
半導体結晶とＶ族元素と不純物元素を石英管に入れ真空
封止する。これを電気炉で加熱し不純物を半導体基板の
上に拡散させる。閉管法は、拡散終了後石英アンプルを
冷却するがこの時に、不純物やＶ族元素の化合物が拡散
領域の汚染するという問題がある。また石英管アンプル
を割って結晶を取り出す際に、アンプルの破片が結晶表
面に付着することがある。これを除去するために余分な
工程を必要とするという難点がある。
【００１２】開管法は、基板結晶を石英管中に入れ、加
熱し、不純物とＶ族元素を含む気流を通して気相中から
直接に不純物を基板結晶に拡散させる。その際、反応管
中に乱流が生じ易い。ために基板結晶の近傍での気流の
組成が安定し難い。気流中のＶ族元素の分圧が減少する
と基板結晶からＶ族元素が脱離する。このために拡散領
域の表面の結晶性が損なわれるという欠点もある。さら
に拡散過程中基板面がガス中に露呈するので、異物が基
板に付着するという欠点もある。
熱し、不純物とＶ族元素を含む気流を通して気相中から
直接に不純物を基板結晶に拡散させる。その際、反応管
中に乱流が生じ易い。ために基板結晶の近傍での気流の
組成が安定し難い。気流中のＶ族元素の分圧が減少する
と基板結晶からＶ族元素が脱離する。このために拡散領
域の表面の結晶性が損なわれるという欠点もある。さら
に拡散過程中基板面がガス中に露呈するので、異物が基
板に付着するという欠点もある。
【００１３】これらの製法上の欠点の他に、従来の方法
は気相から拡散を行うので、拡散の良否の評価が難しい
という欠点があった。ウエハ全体の外観観察では拡散の
良否が分からないので、素子分割し、パッケ−ジに収容
して電気測定をしてはじめて拡散の異常がわかる。異常
の素子は廃棄するが、素子毎に分割した後の工程の処
理、材料、パッケ−ジなどが全て無駄になる。よりはや
くウエハの段階で拡散の不良を検出できる方法が望まし
い。そうすれば不良の素子を除去して、これらについて
は以後の工程を省くことができる。
は気相から拡散を行うので、拡散の良否の評価が難しい
という欠点があった。ウエハ全体の外観観察では拡散の
良否が分からないので、素子分割し、パッケ−ジに収容
して電気測定をしてはじめて拡散の異常がわかる。異常
の素子は廃棄するが、素子毎に分割した後の工程の処
理、材料、パッケ−ジなどが全て無駄になる。よりはや
くウエハの段階で拡散の不良を検出できる方法が望まし
い。そうすれば不良の素子を除去して、これらについて
は以後の工程を省くことができる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の拡散方法は、不
純物を高濃度にド−プした基板結晶とは異なる不純物拡
散用薄膜を基板上に選択的に成長させ、成長中に不純物
拡散用薄膜中の不純物がその直下にある基板に熱拡散す
るようにし、薄膜成長と拡散を同時にあるいは継時的に
行い、冷却して不純物拡散用薄膜を選択的に除去し、拡
散領域を残す。
純物を高濃度にド−プした基板結晶とは異なる不純物拡
散用薄膜を基板上に選択的に成長させ、成長中に不純物
拡散用薄膜中の不純物がその直下にある基板に熱拡散す
るようにし、薄膜成長と拡散を同時にあるいは継時的に
行い、冷却して不純物拡散用薄膜を選択的に除去し、拡
散領域を残す。
【００１５】つまり本発明の拡散方法は、薄膜成長と選
択エッチングを利用した新規な方法である。従来法のよ
うに気相拡散ではなく固相拡散法である。不純物拡散用
薄膜を基板上に成長させるので、流すべきガスは、不純
物とＶ族元素ガス、キャリヤガスだけでなく、不純物拡
散用薄膜原料ガスをも含む。基板面は不純物拡散用薄膜
によって覆われるので、異物が基板に付着することがな
い。またＶ族元素が基板から昇華するということも防ぐ
ことができる。不純物拡散用薄膜は基板結晶と異なり選
択エッチングにより除去できるものであれば良い。
択エッチングを利用した新規な方法である。従来法のよ
うに気相拡散ではなく固相拡散法である。不純物拡散用
薄膜を基板上に成長させるので、流すべきガスは、不純
物とＶ族元素ガス、キャリヤガスだけでなく、不純物拡
散用薄膜原料ガスをも含む。基板面は不純物拡散用薄膜
によって覆われるので、異物が基板に付着することがな
い。またＶ族元素が基板から昇華するということも防ぐ
ことができる。不純物拡散用薄膜は基板結晶と異なり選
択エッチングにより除去できるものであれば良い。
【００１６】
【作用】図１、図２により本発明の拡散方法を説明す
る。図において、基板というのはこの表面に一部に不純
物を拡散すべき結晶をいう。単なるIII-Ｖ族化合物半導
体ウエハだけではなく、これの上にエピタキシャル層や
電極等を形成したものをも含む総称である。不純物被拡
散結晶と言うべきであるが簡単に基板と呼ぶことにす
る。図１のイに示すように、基板の上に抑止膜を形成す
る。これは蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどの方法で
形成する。これは後に被覆する薄膜の形成を抑止するも
のであればよい。ロに示すようにフォトリソグラフィに
より、抑止膜の不純物拡散すべき部分に窓あけをする。
この状態で不純物を含むガスを流し基板を加熱して拡散
するのが従来の方法である。
る。図において、基板というのはこの表面に一部に不純
物を拡散すべき結晶をいう。単なるIII-Ｖ族化合物半導
体ウエハだけではなく、これの上にエピタキシャル層や
電極等を形成したものをも含む総称である。不純物被拡
散結晶と言うべきであるが簡単に基板と呼ぶことにす
る。図１のイに示すように、基板の上に抑止膜を形成す
る。これは蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどの方法で
形成する。これは後に被覆する薄膜の形成を抑止するも
のであればよい。ロに示すようにフォトリソグラフィに
より、抑止膜の不純物拡散すべき部分に窓あけをする。
この状態で不純物を含むガスを流し基板を加熱して拡散
するのが従来の方法である。
【００１７】本発明ではそうはせず、不純物拡散用薄膜
を窓の部分に成長させる。不純物拡散用薄膜というのは
基板とは異なる結晶で、不純物を高濃度に含む薄膜をい
う。これを形成するために、薄膜原料と、不純物原料と
を同時に供給して薄膜形成する。これも蒸着、スパッタ
リング、ＣＶＤなど材料によって適当な方法を採用す
る。ハに示すように不純物拡散用薄膜が少しずつ成長し
てゆく。不純物拡散用薄膜は高濃度の不純物を含み、し
かも基板が高温であるので、不純物が不純物拡散用薄膜
から基板の方へ固相拡散する。このように、不純物拡散
用薄膜の成長と拡散が同時的である場合もある。
を窓の部分に成長させる。不純物拡散用薄膜というのは
基板とは異なる結晶で、不純物を高濃度に含む薄膜をい
う。これを形成するために、薄膜原料と、不純物原料と
を同時に供給して薄膜形成する。これも蒸着、スパッタ
リング、ＣＶＤなど材料によって適当な方法を採用す
る。ハに示すように不純物拡散用薄膜が少しずつ成長し
てゆく。不純物拡散用薄膜は高濃度の不純物を含み、し
かも基板が高温であるので、不純物が不純物拡散用薄膜
から基板の方へ固相拡散する。このように、不純物拡散
用薄膜の成長と拡散が同時的である場合もある。
【００１８】ニに示すように、不純物拡散用薄膜が完成
する。このままの状態であるいは温度を変えて、拡散を
持続する。基板の表面から不純物が拡散してゆく。拡散
領域が拡がって行く。時間によって拡散の深さを管理す
ることができる。拡散が終了するとこのままの状態で冷
却する。冷却の間も、基板の窓部は不純物拡散用薄膜に
よって覆われている。ために異物などが基板に付着する
という可能性はない。常温あるいは適当な温度まで冷却
できると、選択エッチングにより、不純物拡散用薄膜の
みを除去する。ホの状態になる。窓の部分には拡散領域
ができている。抑止膜の下の部分は不純物が存在しな
い。
する。このままの状態であるいは温度を変えて、拡散を
持続する。基板の表面から不純物が拡散してゆく。拡散
領域が拡がって行く。時間によって拡散の深さを管理す
ることができる。拡散が終了するとこのままの状態で冷
却する。冷却の間も、基板の窓部は不純物拡散用薄膜に
よって覆われている。ために異物などが基板に付着する
という可能性はない。常温あるいは適当な温度まで冷却
できると、選択エッチングにより、不純物拡散用薄膜の
みを除去する。ホの状態になる。窓の部分には拡散領域
ができている。抑止膜の下の部分は不純物が存在しな
い。
【００１９】図１のものは不純物拡散用薄膜の形成と拡
散が同時的なものを示す。しかし、不純物拡散用薄膜の
成長と拡散の適温が異なる場合がある。また薄膜形成の
時間は短く、拡散は時間が長い場合もある。このように
薄膜形成の温度、時間と、不純物拡散の温度、時間が異
なる場合は、薄膜形成と拡散を継時的に行う必要があ
る。
散が同時的なものを示す。しかし、不純物拡散用薄膜の
成長と拡散の適温が異なる場合がある。また薄膜形成の
時間は短く、拡散は時間が長い場合もある。このように
薄膜形成の温度、時間と、不純物拡散の温度、時間が異
なる場合は、薄膜形成と拡散を継時的に行う必要があ
る。
【００２０】この場合は図２のように、不純物拡散用薄
膜形成を完成した後から不純物拡散を行う。図２のヘは
基板の上に抑止膜を形成し、フォトリソグラフィにより
窓開けし、不純物拡散用薄膜を選択的に形成した状態を
示す。このとき拡散は殆ど起こっていないとする。基板
の温度を拡散に適する温度にする。トのように不純物拡
散用薄膜から基板に向けて不純物拡散が始まる。固相拡
散である。拡散領域というのは基板の表面近くにあって
不純物濃度が高い部分を言う。時間とともに拡散領域が
拡がってゆく。チは中間的な状態を示す。やがて拡散が
完成する。所定の深さまで不純物が拡散している。リの
ようになるのでこのまま基板を冷却する。適温まで下が
ると不純物拡散用薄膜のみを選択的にエッチングして除
去する。
膜形成を完成した後から不純物拡散を行う。図２のヘは
基板の上に抑止膜を形成し、フォトリソグラフィにより
窓開けし、不純物拡散用薄膜を選択的に形成した状態を
示す。このとき拡散は殆ど起こっていないとする。基板
の温度を拡散に適する温度にする。トのように不純物拡
散用薄膜から基板に向けて不純物拡散が始まる。固相拡
散である。拡散領域というのは基板の表面近くにあって
不純物濃度が高い部分を言う。時間とともに拡散領域が
拡がってゆく。チは中間的な状態を示す。やがて拡散が
完成する。所定の深さまで不純物が拡散している。リの
ようになるのでこのまま基板を冷却する。適温まで下が
ると不純物拡散用薄膜のみを選択的にエッチングして除
去する。
【００２１】
【実施例】本発明の拡散方法の実施例として、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板の上にＺｎを選択的に拡散する場合を説明する。
これは受光素子を製造する際に用いられる。ＩｎＰ基板
はＳｉをド−プしてｎ型にしてある。ｐ型不純物として
は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄなどがあり、本発明は何れにも適
用できるが、ここではＺｎの場合を例にして説明する。
Ｐ基板の上にＺｎを選択的に拡散する場合を説明する。
これは受光素子を製造する際に用いられる。ＩｎＰ基板
はＳｉをド−プしてｎ型にしてある。ｐ型不純物として
は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄなどがあり、本発明は何れにも適
用できるが、ここではＺｎの場合を例にして説明する。
【００２２】本発明の手法に従い、ｐ型としてＺｎを含
むＩｎＧａＡｓ膜を選択的に成長させ、固相拡散により
基板にＺｎを拡散させ、ｐ型領域を形成する。これはＩ
ｎＧａＡｓ受光素子を製造する工程の一部として用いら
れる。
むＩｎＧａＡｓ膜を選択的に成長させ、固相拡散により
基板にＺｎを拡散させ、ｐ型領域を形成する。これはＩ
ｎＧａＡｓ受光素子を製造する工程の一部として用いら
れる。
【００２３】図３によりまず受光素子の構造を説明す
る。これはよく知られた構造である。ｎ型のＩｎＰ基板
１の上に、ＩｎＰのバッファ−層２、ＩｎＧａＡｓ受光
層３、ＩｎＰ窓層４がエピタキシャル成長してある。Ｉ
ｎＰ基板１の下には、ｎ側電極５が形成される。ＩｎＰ
窓層４の上から、ｐ型不純物であるＺｎが選択拡散され
ている。抑止膜６が先に形成されこれの開口部にＺｎが
熱拡散される。素子の中央部に拡散領域ができる。この
部分にｐ型−ｉ型−ｎ型の領域が形成される。ルの部分
を拡大したものを左下に示す。Ｚｎを拡散した部分はｐ
型になっている。その下が空乏層になり、さらにその下
がｎ型になっている。ｐｉｎ構造ができる。周辺部はＳ
ｉＮ膜７によって覆われる。ｐ型不純物拡散領域上の中
央部が受光領域９になる。ここの一部にｐ側電極１０が
形成される。ｎ側電極５と、ｐ側電極１０の間に電圧を
印加し、受光素子を逆バイアスして使用する。
る。これはよく知られた構造である。ｎ型のＩｎＰ基板
１の上に、ＩｎＰのバッファ−層２、ＩｎＧａＡｓ受光
層３、ＩｎＰ窓層４がエピタキシャル成長してある。Ｉ
ｎＰ基板１の下には、ｎ側電極５が形成される。ＩｎＰ
窓層４の上から、ｐ型不純物であるＺｎが選択拡散され
ている。抑止膜６が先に形成されこれの開口部にＺｎが
熱拡散される。素子の中央部に拡散領域ができる。この
部分にｐ型−ｉ型−ｎ型の領域が形成される。ルの部分
を拡大したものを左下に示す。Ｚｎを拡散した部分はｐ
型になっている。その下が空乏層になり、さらにその下
がｎ型になっている。ｐｉｎ構造ができる。周辺部はＳ
ｉＮ膜７によって覆われる。ｐ型不純物拡散領域上の中
央部が受光領域９になる。ここの一部にｐ側電極１０が
形成される。ｎ側電極５と、ｐ側電極１０の間に電圧を
印加し、受光素子を逆バイアスして使用する。
【００２４】図４と図５により受光素子の製造工程を説
明する。これは良く知られた工程である。図４のヲのよ
うにＩｎＰ基板（ウエハ）から出発する。以下素子の１
個分だけを示すが、ウエハ全体として処理しているの
で、全ての素子について同じ工程が行われる。この上
に、先述のように、ＩｎＰバッファ層、ＩｎＧａＡｓ受
光層、ＩｎＰ窓層をエピタキシャル成長する。さらにこ
の上に窒化膜（ＳｉＮ）を形成する。これがワに示す状
態である。
明する。これは良く知られた工程である。図４のヲのよ
うにＩｎＰ基板（ウエハ）から出発する。以下素子の１
個分だけを示すが、ウエハ全体として処理しているの
で、全ての素子について同じ工程が行われる。この上
に、先述のように、ＩｎＰバッファ層、ＩｎＧａＡｓ受
光層、ＩｎＰ窓層をエピタキシャル成長する。さらにこ
の上に窒化膜（ＳｉＮ）を形成する。これがワに示す状
態である。
【００２５】次にカに示すように、窒化膜の一部を除
き、拡散窓を形成する。開口部からＺｎを拡散させる。
ヨは拡散後のエッジの近傍の拡大図である。拡散領域は
開口部の直下のＩｎＧａＡｓ層の中間まで伸びている。
従来はこれを気相拡散で行った。本発明では図６、図７
に示すように、固相拡散で行う。拡散領域ができると、
逆スパッタして、ＡＲ（反射防止膜）コ−トを受光領域
の上とその周辺に形成する。これがタの状態である。
き、拡散窓を形成する。開口部からＺｎを拡散させる。
ヨは拡散後のエッジの近傍の拡大図である。拡散領域は
開口部の直下のＩｎＧａＡｓ層の中間まで伸びている。
従来はこれを気相拡散で行った。本発明では図６、図７
に示すように、固相拡散で行う。拡散領域ができると、
逆スパッタして、ＡＲ（反射防止膜）コ−トを受光領域
の上とその周辺に形成する。これがタの状態である。
【００２６】次に図５のレに示すように、ＡＲコ−トの
一部を除去しここにｐ側電極を形成する。これはｐ型不
純物拡散領域に接触する様に形成する。チップ（素子）
間のＡＲコ−トを分離する。ｐ側電極とｐ型不純物拡散
領域のＩｎＰとを合金化処理し、この電極がオ−ミック
接触をとれるようにする。
一部を除去しここにｐ側電極を形成する。これはｐ型不
純物拡散領域に接触する様に形成する。チップ（素子）
間のＡＲコ−トを分離する。ｐ側電極とｐ型不純物拡散
領域のＩｎＰとを合金化処理し、この電極がオ−ミック
接触をとれるようにする。
【００２７】ツのようにＩｎＰ基板の他方の面に、ｎ側
電極を形成する。これをＩｎＰ基板と合金処理し、オ−
ミック接触電極とする。ネのようにｎ側電極の表面にＳ
ｎメッキをする。以上の工程はウエハプロセスの一部と
してウエハのまま行う。ナでスクライブしチップ（素
子：デバイス）ごとに分離する。これをパッケ−ジに収
容して検査を行う。
電極を形成する。これをＩｎＰ基板と合金処理し、オ−
ミック接触電極とする。ネのようにｎ側電極の表面にＳ
ｎメッキをする。以上の工程はウエハプロセスの一部と
してウエハのまま行う。ナでスクライブしチップ（素
子：デバイス）ごとに分離する。これをパッケ−ジに収
容して検査を行う。
【００２８】図４のカ、ヨの拡散工程であるが、本発明
では、図６に示すように、ＳｉＮの窓開けの後、Ｚｎ、
Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓなどを含む原料ガスを反応炉に流し
て、Ｚｎド−プＩｎＧａＡｓ薄膜を成長させる。ＳｉＮ
膜はＩｎＧａＡｓの成長を抑止する作用がありこの上に
はＩｎＧａＡｓが付かない。ために基板の露呈している
部位のみにＩｎＧａＡｓ層が成長する。これは高濃度に
Ｚｎを含む薄膜である。
では、図６に示すように、ＳｉＮの窓開けの後、Ｚｎ、
Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓなどを含む原料ガスを反応炉に流し
て、Ｚｎド−プＩｎＧａＡｓ薄膜を成長させる。ＳｉＮ
膜はＩｎＧａＡｓの成長を抑止する作用がありこの上に
はＩｎＧａＡｓが付かない。ために基板の露呈している
部位のみにＩｎＧａＡｓ層が成長する。これは高濃度に
Ｚｎを含む薄膜である。
【００２９】基板を適当な温度に加熱して所定の時間保
持する。ＩｎＧａＡｓから固相のままＺｎが拡散してゆ
き、直下のＩｎＰ窓層、ＩｎＧａＡｓ受光層まで拡が
る。固相からの拡散であるので、速度は遅い。しかし、
ＩｎＧａＡｓ中でのＺｎの濃度が一定しているので、窓
の開口面内で均一にＺｎを拡散することができる。ま
た、開口面がＩｎＧａＡｓによって覆われるので異物に
よって開口面が汚染されない。
持する。ＩｎＧａＡｓから固相のままＺｎが拡散してゆ
き、直下のＩｎＰ窓層、ＩｎＧａＡｓ受光層まで拡が
る。固相からの拡散であるので、速度は遅い。しかし、
ＩｎＧａＡｓ中でのＺｎの濃度が一定しているので、窓
の開口面内で均一にＺｎを拡散することができる。ま
た、開口面がＩｎＧａＡｓによって覆われるので異物に
よって開口面が汚染されない。
【００３０】もしも、ＳｉＮ膜が一部に穴を持っていた
り不完全であると、そこでＩｎＰ基板が露出する。そこ
にもＩｎＧａＡｓが成長する。顕微鏡観察により異常な
ＩｎＧａＡｓの薄膜成長を観察できるので、拡散工程で
異常であったものを認識することができる。このよう
に、早期に不良を発見できるというのも本発明の長所で
ある。拡散後冷却する。そして選択エッチングによりＩ
ｎＧａＡｓをＩｎＰ基板から除去する。これに続く工程
は図４のタ以下従来のものと同じである。
り不完全であると、そこでＩｎＰ基板が露出する。そこ
にもＩｎＧａＡｓが成長する。顕微鏡観察により異常な
ＩｎＧａＡｓの薄膜成長を観察できるので、拡散工程で
異常であったものを認識することができる。このよう
に、早期に不良を発見できるというのも本発明の長所で
ある。拡散後冷却する。そして選択エッチングによりＩ
ｎＧａＡｓをＩｎＰ基板から除去する。これに続く工程
は図４のタ以下従来のものと同じである。
【００３１】図８は本発明の拡散を行うための気相反応
装置の概略断面図である。Ｇａのソ−スボ−ト１１と、
Ｉｎのソ−スボ−ト１２と、Ｚｎ供給源１３が、反応管
１４の内部に設けられる。反応管１４は横型の反応炉で
あるが、二つのヒ−タ１５、１６が軸方向に直列にして
設けられる。反応管１４の外部には、Ｈ2 ガスボンベ１
８があり、高純度水素ガスを反応管１４に供給できるよ
うになっている。また、ＡｓＣｌ3 のバブラ２２、２６
が二つ設けられる。これは、Ａｓを塩化物の形態で供給
するためのものである。水素ガスがキャリヤガスとし
て、バブラに導かれこれを泡だたせる。バブラは常温ま
たは常温以下の一定温度に保持される。塩化物の形で、
Ｖ族元素を導入するので、この方法はクロライドＶＰＥ
法と呼ばれる。これは毒性が低いので安全性の高い方法
である。
装置の概略断面図である。Ｇａのソ−スボ−ト１１と、
Ｉｎのソ−スボ−ト１２と、Ｚｎ供給源１３が、反応管
１４の内部に設けられる。反応管１４は横型の反応炉で
あるが、二つのヒ−タ１５、１６が軸方向に直列にして
設けられる。反応管１４の外部には、Ｈ2 ガスボンベ１
８があり、高純度水素ガスを反応管１４に供給できるよ
うになっている。また、ＡｓＣｌ3 のバブラ２２、２６
が二つ設けられる。これは、Ａｓを塩化物の形態で供給
するためのものである。水素ガスがキャリヤガスとし
て、バブラに導かれこれを泡だたせる。バブラは常温ま
たは常温以下の一定温度に保持される。塩化物の形で、
Ｖ族元素を導入するので、この方法はクロライドＶＰＥ
法と呼ばれる。これは毒性が低いので安全性の高い方法
である。
【００３２】Ｖ族元素をガスにするには水素化物ＡｓＨ
3 、ＰＨ3 なども用いられる。水素化物を原料ガスとし
てIII-Ｖ族化合物半導体を製造する方法は、ハライドＶ
ＰＥや、ＭＯＣＶＤなどの方法がある。III 族元素を導
入する方法の違いにより、両者が区別される。本発明の
拡散方法は勿論、ハライドＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ法にも適
用できる。
3 、ＰＨ3 なども用いられる。水素化物を原料ガスとし
てIII-Ｖ族化合物半導体を製造する方法は、ハライドＶ
ＰＥや、ＭＯＣＶＤなどの方法がある。III 族元素を導
入する方法の違いにより、両者が区別される。本発明の
拡散方法は勿論、ハライドＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ法にも適
用できる。
【００３３】以上の構成においてその作用を説明する。
反応管１４のＧａソ−スボ−ト１１にはＧａメタルが、
Ｉｎソ−スボ−ト１２にはＩｎメタルが入っている。Ｚ
ｎ供給源１３は、Ｇａメタルのソ−スボ−ト１１の近傍
に置かれている。ソ−スボ−トなどは反応管１４の前半
部に置かれる。基板１７はＩｎＰ基板に前記のエピタキ
シャル層と、窒化膜が形成され、窒化膜には窓が形成さ
れているものとする。基板１７は反応管１４の後半部に
置かれる。抑止膜としてＳｉＮ膜、不純物拡散用薄膜と
してＩｎＧａＡｓ膜を用いる例である。反応時の温度
は、例えば、基板は６８０℃、ソ−スボ−トの領域は８
１０℃とする。これらの領域の温度はヒ−タ１５、１６
の制御により自在に設定できる。
反応管１４のＧａソ−スボ−ト１１にはＧａメタルが、
Ｉｎソ−スボ−ト１２にはＩｎメタルが入っている。Ｚ
ｎ供給源１３は、Ｇａメタルのソ−スボ−ト１１の近傍
に置かれている。ソ−スボ−トなどは反応管１４の前半
部に置かれる。基板１７はＩｎＰ基板に前記のエピタキ
シャル層と、窒化膜が形成され、窒化膜には窓が形成さ
れているものとする。基板１７は反応管１４の後半部に
置かれる。抑止膜としてＳｉＮ膜、不純物拡散用薄膜と
してＩｎＧａＡｓ膜を用いる例である。反応時の温度
は、例えば、基板は６８０℃、ソ−スボ−トの領域は８
１０℃とする。これらの領域の温度はヒ−タ１５、１６
の制御により自在に設定できる。
【００３４】Ｈ2 ガスボンベ１８から、水素ガスが導入
管１９を通り、流量コントロ−ラ２１、２５を経て、Ａ
ｓＣｌ3 バブラ２２、２６に導入される。これはキャリ
ヤガスとして働き、ＡｓＣｌ3 を泡立てて、これを含む
状態のＡｓＣｌ3 ／Ｈ2 ガスとなる。ＡｓＣｌ3 バブラ
２２で生じたものは導入管２３を通り、Ｇａソ−スボ−
ト１１、Ｚｎ供給源１３の近傍の開口端２４から反応管
内へ導かれる。この部分は高温であり、ＧａやＺｎの一
部が蒸気となって存在している。ここへＡｓＣｌ3 ／Ｈ
2 が入ってくるので、ここで気相反応が起こる。
管１９を通り、流量コントロ−ラ２１、２５を経て、Ａ
ｓＣｌ3 バブラ２２、２６に導入される。これはキャリ
ヤガスとして働き、ＡｓＣｌ3 を泡立てて、これを含む
状態のＡｓＣｌ3 ／Ｈ2 ガスとなる。ＡｓＣｌ3 バブラ
２２で生じたものは導入管２３を通り、Ｇａソ−スボ−
ト１１、Ｚｎ供給源１３の近傍の開口端２４から反応管
内へ導かれる。この部分は高温であり、ＧａやＺｎの一
部が蒸気となって存在している。ここへＡｓＣｌ3 ／Ｈ
2 が入ってくるので、ここで気相反応が起こる。
【００３５】またバブラ２６で生じたものは、導入管２
７を通り、Ｉｎソ−スボ−ト１２の近傍の開口端２８か
ら反応管に導入される。それぞれのソ−ス表面では、Ｇ
ａ、Ｉｎの塩化物が生成される。また導入管２９、流量
コントロ−ラ３０、導入管３１を経て、Ｈ2 が反応管の
前端部３２に導入される。ＡｓＣｌ3 ／Ｈ2 、Ｈ2 など
のガスの供給量は流量コントロ−ラ２１、２５、３０に
より厳密に制御することができる。
７を通り、Ｉｎソ−スボ−ト１２の近傍の開口端２８か
ら反応管に導入される。それぞれのソ−ス表面では、Ｇ
ａ、Ｉｎの塩化物が生成される。また導入管２９、流量
コントロ−ラ３０、導入管３１を経て、Ｈ2 が反応管の
前端部３２に導入される。ＡｓＣｌ3 ／Ｈ2 、Ｈ2 など
のガスの供給量は流量コントロ−ラ２１、２５、３０に
より厳密に制御することができる。
【００３６】生成された塩化物ＩｎＣｌ、ＧａＣｌと、
Ｚｎはキャリヤガスにより基板１７まで運ばれる。基板
１７は、表面がＳｉＮにより部分的に覆われており、一
部にＩｎＰが露呈している。露呈しているＩｎＰ結晶の
上にこれらの気相反応でできたＩｎＧａＡｓがエピタキ
シャル成長してゆく。高濃度のＺｎが存在するので、Ｚ
ｎを高濃度に含むＩｎＧａＡｓとなる。これが充分な厚
みにまで成長した状態が、図６に示すものである。Ｉｎ
ＧａＡｓの膜成長と同時にＺｎの固相拡散が起こる。こ
れはＩｎＧａＡｓから直下のＩｎＰの内部へ熱により拡
散してゆくのである。
Ｚｎはキャリヤガスにより基板１７まで運ばれる。基板
１７は、表面がＳｉＮにより部分的に覆われており、一
部にＩｎＰが露呈している。露呈しているＩｎＰ結晶の
上にこれらの気相反応でできたＩｎＧａＡｓがエピタキ
シャル成長してゆく。高濃度のＺｎが存在するので、Ｚ
ｎを高濃度に含むＩｎＧａＡｓとなる。これが充分な厚
みにまで成長した状態が、図６に示すものである。Ｉｎ
ＧａＡｓの膜成長と同時にＺｎの固相拡散が起こる。こ
れはＩｎＧａＡｓから直下のＩｎＰの内部へ熱により拡
散してゆくのである。
【００３７】Ｚｎの拡散によりＩｎＰ窓層、ＩｎＧａＡ
ｓ受光層の中に、ｐ型領域が生成される。ＩｎＰ基板の
ｎ型キャリヤ濃度は５×１０15ｃｍ-3である。この上に
成長したＺｎド−プＩｎＧａＡｓ層のｐ型キャリヤ濃度
は、１．０×１０19ｃｍ-3であった。
ｓ受光層の中に、ｐ型領域が生成される。ＩｎＰ基板の
ｎ型キャリヤ濃度は５×１０15ｃｍ-3である。この上に
成長したＺｎド−プＩｎＧａＡｓ層のｐ型キャリヤ濃度
は、１．０×１０19ｃｍ-3であった。
【００３８】固相拡散により、ＩｎＰ層の方へＺｎが拡
散するが、拡散が終了した時点で、深さ方向のＺｎの濃
度を測定した。図９はこの結果を示す。横軸はＩｎＧａ
Ａｓ不純物拡散用薄膜の表面からの深さである。不純物
拡散用薄膜としてのＩｎＧａＡｓの厚さは２．５μｍ程
度である。これより深い部分は、ＩｎＰ基板受光層にな
っている。縦軸はｐ型キャリヤ濃度である。
散するが、拡散が終了した時点で、深さ方向のＺｎの濃
度を測定した。図９はこの結果を示す。横軸はＩｎＧａ
Ａｓ不純物拡散用薄膜の表面からの深さである。不純物
拡散用薄膜としてのＩｎＧａＡｓの厚さは２．５μｍ程
度である。これより深い部分は、ＩｎＰ基板受光層にな
っている。縦軸はｐ型キャリヤ濃度である。
【００３９】ウヰの範囲は、不純物拡散用薄膜であるＩ
ｎＧａＡｓの内部であり、Ｚｎ濃度が１×１０19ｃｍ-3
の程度である。ヰノでｐ型不純物濃度が急激に減少す
る。これはＩｎＧａＡｓの内部で、ＩｎＰに接触する近
傍部である。ノオクの部分は、ＩｎＰ基板の部分であ
る。ここでのｐ型不純物濃度は、大体一定しており、１
×１０18ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3の程度である。クヤ
の部分ではｐ型不純物濃度が急激に減少する。これはＩ
ｎＧａＡｓ薄膜から離れ、Ｚｎ拡散が弱かった部分であ
る。これより深い部分が空乏層になる。
ｎＧａＡｓの内部であり、Ｚｎ濃度が１×１０19ｃｍ-3
の程度である。ヰノでｐ型不純物濃度が急激に減少す
る。これはＩｎＧａＡｓの内部で、ＩｎＰに接触する近
傍部である。ノオクの部分は、ＩｎＰ基板の部分であ
る。ここでのｐ型不純物濃度は、大体一定しており、１
×１０18ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3の程度である。クヤ
の部分ではｐ型不純物濃度が急激に減少する。これはＩ
ｎＧａＡｓ薄膜から離れ、Ｚｎ拡散が弱かった部分であ
る。これより深い部分が空乏層になる。
【００４０】次に図７のようにエッチングによってＩｎ
ＧａＡｓ不純物拡散用薄膜を除去する。この際、ＩｎＰ
をエッチングせず、ＩｎＧａＡｓのみをエッチングする
ようなエッチング液を用いれば良い。たとえば、燐酸と
過酸化水素水の混合液を用いる。これによるとＩｎＰを
損なわず、ＩｎＧａＡｓのみを除去できる。
ＧａＡｓ不純物拡散用薄膜を除去する。この際、ＩｎＰ
をエッチングせず、ＩｎＧａＡｓのみをエッチングする
ようなエッチング液を用いれば良い。たとえば、燐酸と
過酸化水素水の混合液を用いる。これによるとＩｎＰを
損なわず、ＩｎＧａＡｓのみを除去できる。
【００４１】この後ｐ型不純物濃度を測定すると、図１
０のようになった。深さが２μｍであるマケ間ではｐ型
不純物濃度が１×１０18ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3の程
度で安定している。これより深い部分で不純物濃度が急
激に減少する。３μｍの深さでは１０17ｃｍ-3に落ちて
いる。このようにＩｎＰ基板の表面にｐ型不純物拡散領
域が出来ているということを確かめた。
０のようになった。深さが２μｍであるマケ間ではｐ型
不純物濃度が１×１０18ｃｍ-3〜２×１０18ｃｍ-3の程
度で安定している。これより深い部分で不純物濃度が急
激に減少する。３μｍの深さでは１０17ｃｍ-3に落ちて
いる。このようにＩｎＰ基板の表面にｐ型不純物拡散領
域が出来ているということを確かめた。
【００４２】本発明の拡散方法を用いて図３に示すよう
な受光素子を製造した。この受光素子の暗電流、感度な
どの特性を調べた。この受光素子は、従来の封管法によ
るＺｎ拡散を行った受光素子と同程度の暗電流、感度、
応答速度を持つということが分かった。
な受光素子を製造した。この受光素子の暗電流、感度な
どの特性を調べた。この受光素子は、従来の封管法によ
るＺｎ拡散を行った受光素子と同程度の暗電流、感度、
応答速度を持つということが分かった。
【００４３】
【発明の効果】本発明の不純物拡散の方法は、不純物拡
散用薄膜を選択的に成長させこれから固相拡散により基
板の中へ不純物を拡散する。これは次のように従来の方
法にはない優れた特徴がある。
散用薄膜を選択的に成長させこれから固相拡散により基
板の中へ不純物を拡散する。これは次のように従来の方
法にはない優れた特徴がある。
【００４４】基板の上に、抑止膜を形成し、これによ
って覆われない部分に不純物拡散用薄膜を形成しこれに
よって覆われた状態で、不純物拡散を行う。基板が気相
の中に露呈していないので、Ｖ族元素の蒸気圧を制御し
なくても、Ｖ族元素は基板から抜けない。基板のストイ
キオメトリを保つことができる。
って覆われない部分に不純物拡散用薄膜を形成しこれに
よって覆われた状態で、不純物拡散を行う。基板が気相
の中に露呈していないので、Ｖ族元素の蒸気圧を制御し
なくても、Ｖ族元素は基板から抜けない。基板のストイ
キオメトリを保つことができる。
【００４５】基板の上に、抑止膜を形成し、これによ
って覆われない部分に不純物拡散用薄膜を形成しこれに
よって覆われた状態で、不純物拡散を行う。冷却工程に
おいても基板の表面は不純物拡散用薄膜によって覆われ
ている。このため、基板の表面を清浄に保つことができ
る。不純物拡散の工程において異物が混入したり汚染さ
れたりすることがない。
って覆われない部分に不純物拡散用薄膜を形成しこれに
よって覆われた状態で、不純物拡散を行う。冷却工程に
おいても基板の表面は不純物拡散用薄膜によって覆われ
ている。このため、基板の表面を清浄に保つことができ
る。不純物拡散の工程において異物が混入したり汚染さ
れたりすることがない。
【００４６】本発明は不純物拡散用薄膜を形成してこ
れにより拡散を行う。不純物拡散用薄膜を成長するため
の化学反応は、基板温度によって制御され、気相組成の
変動の影響を受け難い。ために安定した組成の不純物拡
散用薄膜を成長させることができる。不純物拡散用薄膜
の組成が安定しているので、これに含まれる不純物濃度
も一定し、基板に取り込まれる不純物濃度も面内で一定
する。同じ工程を繰り返す場合の再現性も優れている。
所望の不純物濃度の基板を得易い。
れにより拡散を行う。不純物拡散用薄膜を成長するため
の化学反応は、基板温度によって制御され、気相組成の
変動の影響を受け難い。ために安定した組成の不純物拡
散用薄膜を成長させることができる。不純物拡散用薄膜
の組成が安定しているので、これに含まれる不純物濃度
も一定し、基板に取り込まれる不純物濃度も面内で一定
する。同じ工程を繰り返す場合の再現性も優れている。
所望の不純物濃度の基板を得易い。
【００４７】III-Ｖ族化合物半導体に不純物拡散を行
う場合従来は閉管法が主流であった。本発明はこれとは
違い開管法によって行うことができる。開管法の利点を
生かし、大口径のウエハに対しても不純物拡散を行うこ
とができ、半導体素子の製造コストの低減に大いに寄与
する。例えば、２インチ径の大型III-Ｖ族化合物半導体
ウエハに対しても適用できる。
う場合従来は閉管法が主流であった。本発明はこれとは
違い開管法によって行うことができる。開管法の利点を
生かし、大口径のウエハに対しても不純物拡散を行うこ
とができ、半導体素子の製造コストの低減に大いに寄与
する。例えば、２インチ径の大型III-Ｖ族化合物半導体
ウエハに対しても適用できる。
【００４８】次に述べる利点はより根本的である。不
純物拡散用薄膜によって基板を覆うので、基板表面から
のＶ族元素の解離を防ぐことができるということであ
る。このため従来の気相拡散に比べて、より確実な拡散
が容易に行える。確実というのは、均一な拡散を行うこ
とができ、深さ制御が容易であるということである。
純物拡散用薄膜によって基板を覆うので、基板表面から
のＶ族元素の解離を防ぐことができるということであ
る。このため従来の気相拡散に比べて、より確実な拡散
が容易に行える。確実というのは、均一な拡散を行うこ
とができ、深さ制御が容易であるということである。
【００４９】Ｓｉの場合は問題にならないが、III-Ｖ族
化合物半導体の場合は、高温においてＶ族元素の蒸気圧
が高くなるという問題がある。ためにＶ族元素が基板や
薄膜結晶から解離してしまう。Ｖ族元素の抜けはIII-Ｖ
族化合物半導体の素子を製造する全ての工程に於いて共
通の難点である。Ｓｉの場合拡散を支配する因子は、温
度、時間、拡散係数等である。III-Ｖ族化合物半導体の
場合は、これらに加えて基板の内部のＶ族元素の空孔に
も依存する。Ｖ族元素（Ｐ、Ａｓなど）は高温の気相中
においては蒸発解離し易い。このために閉管法において
は、固体のＰ源、Ａｓ源を管の中に封入し、温度制御し
て封管中のＶ族圧力を保持して結晶基板からのＶ族元素
の解離を防ぐようにしている。従来のIII-Ｖ族化合物半
導体の不純物拡散において閉管法が主流であるのは、Ｖ
族元素の圧力制御がより容易であるからである。
化合物半導体の場合は、高温においてＶ族元素の蒸気圧
が高くなるという問題がある。ためにＶ族元素が基板や
薄膜結晶から解離してしまう。Ｖ族元素の抜けはIII-Ｖ
族化合物半導体の素子を製造する全ての工程に於いて共
通の難点である。Ｓｉの場合拡散を支配する因子は、温
度、時間、拡散係数等である。III-Ｖ族化合物半導体の
場合は、これらに加えて基板の内部のＶ族元素の空孔に
も依存する。Ｖ族元素（Ｐ、Ａｓなど）は高温の気相中
においては蒸発解離し易い。このために閉管法において
は、固体のＰ源、Ａｓ源を管の中に封入し、温度制御し
て封管中のＶ族圧力を保持して結晶基板からのＶ族元素
の解離を防ぐようにしている。従来のIII-Ｖ族化合物半
導体の不純物拡散において閉管法が主流であるのは、Ｖ
族元素の圧力制御がより容易であるからである。
【００５０】開管法においては、Ｖ族元素を含むガスを
同時に流しＶ族圧力を高め、基板結晶からのＶ族元素の
解離を防いでいる。しかしガス中の組成の揺らぎ、圧力
の揺らぎがあり、Ｖ族元素の解離を防ぐことができな
い。たとえ光学顕微鏡で観察してＶ族の空孔がないとい
う場合でも、原子レベルのＶ族元素の抜けがあるもので
ある。微細なＶ族元素の抜けのためにＶ族空孔が発生
し、これが不純物拡散に大きく影響する。他の条件が同
じでもＶ族空孔の濃度分布により不純物拡散の分布や深
さが大きく左右される。気相からの不純物拡散の場合は
Ｖ族元素の抜けが常に問題になる。
同時に流しＶ族圧力を高め、基板結晶からのＶ族元素の
解離を防いでいる。しかしガス中の組成の揺らぎ、圧力
の揺らぎがあり、Ｖ族元素の解離を防ぐことができな
い。たとえ光学顕微鏡で観察してＶ族の空孔がないとい
う場合でも、原子レベルのＶ族元素の抜けがあるもので
ある。微細なＶ族元素の抜けのためにＶ族空孔が発生
し、これが不純物拡散に大きく影響する。他の条件が同
じでもＶ族空孔の濃度分布により不純物拡散の分布や深
さが大きく左右される。気相からの不純物拡散の場合は
Ｖ族元素の抜けが常に問題になる。
【００５１】ところが本発明では、基板の表面を先ず不
純物拡散用薄膜によって覆ってしまう。ために気体部分
のＶ族元素の蒸気圧がいかなる値であってもＶ族元素が
基板表面から解離するということがない。
純物拡散用薄膜によって覆ってしまう。ために気体部分
のＶ族元素の蒸気圧がいかなる値であってもＶ族元素が
基板表面から解離するということがない。
【００５２】固相拡散の場合、気相拡散よりも拡散係
数が小さい。このため、広い面積を持つ基板に対して、
均一な拡散が可能で、深さ制御が容易になる。
数が小さい。このため、広い面積を持つ基板に対して、
均一な拡散が可能で、深さ制御が容易になる。
【００５３】本発明の方法は従来のものに比べて管理
が容易になるという長所がある。従来の拡散では、拡散
深さ、キャリヤ密度などの結果評価しかできなかった。
本発明の方法によると、中間の工程において、固相拡散
源となる不純物拡散用薄膜が残っている。これを用いて
反応の工程評価ができる。途中の工程で作成される不純
物拡散用薄膜をＸ線評価し、あるいはＰＬ（ホトルミネ
ッセンス）評価などにより非破壊検査することができ
る。これらの手段による不純物拡散用薄膜の評価によ
り、拡散反応が制御されたことを間接的に確認すること
ができる。また異常が発生した際は、不純物拡散用薄膜
を解析することにより、問題を明らかにすることができ
る。不純物拡散用薄膜の存在は、生産技術の観点から
も、工程の安定化に寄与し、異常解析を容易にするとい
う利点がある。
が容易になるという長所がある。従来の拡散では、拡散
深さ、キャリヤ密度などの結果評価しかできなかった。
本発明の方法によると、中間の工程において、固相拡散
源となる不純物拡散用薄膜が残っている。これを用いて
反応の工程評価ができる。途中の工程で作成される不純
物拡散用薄膜をＸ線評価し、あるいはＰＬ（ホトルミネ
ッセンス）評価などにより非破壊検査することができ
る。これらの手段による不純物拡散用薄膜の評価によ
り、拡散反応が制御されたことを間接的に確認すること
ができる。また異常が発生した際は、不純物拡散用薄膜
を解析することにより、問題を明らかにすることができ
る。不純物拡散用薄膜の存在は、生産技術の観点から
も、工程の安定化に寄与し、異常解析を容易にするとい
う利点がある。
【００５４】本発明の方法は、拡散の良否をウエハプ
ロセスで判定することを可能にする。通常、デバイス加
工には、絶縁膜形成、電極形成、拡散などの工程が必要
である。絶縁膜、電極は外観観察ができすぐに良否を判
断をすることができる。しかし拡散については従来法で
は、結晶上に異物を形成する工程ではないため、光学的
な外観観察ができない。
ロセスで判定することを可能にする。通常、デバイス加
工には、絶縁膜形成、電極形成、拡散などの工程が必要
である。絶縁膜、電極は外観観察ができすぐに良否を判
断をすることができる。しかし拡散については従来法で
は、結晶上に異物を形成する工程ではないため、光学的
な外観観察ができない。
【００５５】結晶上で不連続に現れるデバイスの性能不
良が、拡散の異常を原因として引き起こされた場合、外
観だけでは判断できない。パッケ−ジに収容し最終的な
評価工程まで進んで初めて検出される。拡散異常による
不良は例えば次のようなものがある。化合物半導体デバ
イスで拡散マスクとして用いられる絶縁膜ＳｉＮ薄膜で
微小な欠陥（穴）が開いていたり、膜の端で微小な浮き
がある場合がある。この部分で制御されない拡散が起こ
り、デバイス性能に著しい悪影響を及ぼす。このような
絶縁膜不良による拡散の異常を光学的方法で観察するこ
とは不可能であった。
良が、拡散の異常を原因として引き起こされた場合、外
観だけでは判断できない。パッケ−ジに収容し最終的な
評価工程まで進んで初めて検出される。拡散異常による
不良は例えば次のようなものがある。化合物半導体デバ
イスで拡散マスクとして用いられる絶縁膜ＳｉＮ薄膜で
微小な欠陥（穴）が開いていたり、膜の端で微小な浮き
がある場合がある。この部分で制御されない拡散が起こ
り、デバイス性能に著しい悪影響を及ぼす。このような
絶縁膜不良による拡散の異常を光学的方法で観察するこ
とは不可能であった。
【００５６】本発明の拡散方法は拡散不良を光学的に評
価することを可能にする。本発明では、もしも拡散マス
クである絶縁膜に微小な穴や欠陥、膜端での浮きがあれ
ば、これらの穴、欠陥、浮きの箇所で、拡散源である不
純物拡散用薄膜が成長する。絶縁膜が不純物拡散用薄膜
の成長を抑止する作用があるが、これが一部欠けている
と局所的に不純物拡散用薄膜が成長する。これが大きい
結晶粒を作る。これは顕微鏡で観察できる。そこで、不
純物拡散用薄膜を成長させ拡散を行い冷却した後、自動
顕微鏡によりウエハを観察し１素子毎に外観パタ−ンを
画像認識し、良品外観と比較する。所定の位置以外に不
純物拡散用薄膜があればこれは、絶縁膜に穴がありここ
で基板が露呈していたために不純物拡散用薄膜が成長し
たということである。これは不合格品である。これはウ
エハ上の配列位置によって付けた素子番号により記憶す
る。このあと不純物拡散用薄膜をエッチング除去し、素
子毎に分離したとき、先に拡散不良とされた素子は除去
する。つまり本発明は抑止膜と基板、不純物拡散用薄膜
の選択性を利用して、不良の素子を顕微鏡観察によりウ
エハの段階で見いだすことができる。
価することを可能にする。本発明では、もしも拡散マス
クである絶縁膜に微小な穴や欠陥、膜端での浮きがあれ
ば、これらの穴、欠陥、浮きの箇所で、拡散源である不
純物拡散用薄膜が成長する。絶縁膜が不純物拡散用薄膜
の成長を抑止する作用があるが、これが一部欠けている
と局所的に不純物拡散用薄膜が成長する。これが大きい
結晶粒を作る。これは顕微鏡で観察できる。そこで、不
純物拡散用薄膜を成長させ拡散を行い冷却した後、自動
顕微鏡によりウエハを観察し１素子毎に外観パタ−ンを
画像認識し、良品外観と比較する。所定の位置以外に不
純物拡散用薄膜があればこれは、絶縁膜に穴がありここ
で基板が露呈していたために不純物拡散用薄膜が成長し
たということである。これは不合格品である。これはウ
エハ上の配列位置によって付けた素子番号により記憶す
る。このあと不純物拡散用薄膜をエッチング除去し、素
子毎に分離したとき、先に拡散不良とされた素子は除去
する。つまり本発明は抑止膜と基板、不純物拡散用薄膜
の選択性を利用して、不良の素子を顕微鏡観察によりウ
エハの段階で見いだすことができる。
【００５７】 本発明の方法は素子の評価、選別を容
易にする。半導体素子の製造においてはウエハプロセス
により１枚のウエハから数多くのでデバイスを一挙に加
工する。製造後に、デバイスの品質を評価しなければな
らない。各デバイスの品質が結晶品質による場合、品質
は位置による連続的な分布になる。
易にする。半導体素子の製造においてはウエハプロセス
により１枚のウエハから数多くのでデバイスを一挙に加
工する。製造後に、デバイスの品質を評価しなければな
らない。各デバイスの品質が結晶品質による場合、品質
は位置による連続的な分布になる。
【００５８】一方、結晶の後工程によって決まる品質に
関しては、必ずしも位置による連続的な分布をなさない
場合が多い。多くの品質があり外観検査で判定できるも
のもあれば、できないものもある。外観検査によって判
別できない品質の場合は、デバイス加工後、一つ一つを
パッケ−ジに組み込んで特性を評価しなければならな
い。ウエハから分離後独立の素子にしたものを評価する
には、専用のパッケ−ジが必要になる。品質評価の結
果、特性不良であることが分かるとこれは廃棄される。
パッケ−ジもこれに伴い無駄になってしまう。パッケ−
ジには問題がないのであるからこれは無駄なことであ
る。
関しては、必ずしも位置による連続的な分布をなさない
場合が多い。多くの品質があり外観検査で判定できるも
のもあれば、できないものもある。外観検査によって判
別できない品質の場合は、デバイス加工後、一つ一つを
パッケ−ジに組み込んで特性を評価しなければならな
い。ウエハから分離後独立の素子にしたものを評価する
には、専用のパッケ−ジが必要になる。品質評価の結
果、特性不良であることが分かるとこれは廃棄される。
パッケ−ジもこれに伴い無駄になってしまう。パッケ−
ジには問題がないのであるからこれは無駄なことであ
る。
【００５９】またデバイスを一つ一つ評価していたので
は時間がかかる。一括して評価できればそれが望まし
い。すなわちパッケ−ジに収容し電気的測定で性能異常
が発見できる以前に、他の方法で特性異常を発見できれ
ば、極めて好都合である。評価の時間手間を削減でき、
パッケ−ジの無駄を省き、デバイス製造量が増加する
し、コストを総合的に低減することができる。
は時間がかかる。一括して評価できればそれが望まし
い。すなわちパッケ−ジに収容し電気的測定で性能異常
が発見できる以前に、他の方法で特性異常を発見できれ
ば、極めて好都合である。評価の時間手間を削減でき、
パッケ−ジの無駄を省き、デバイス製造量が増加する
し、コストを総合的に低減することができる。
【００６０】先に、本発明によれば、絶縁膜の穴があれ
ばそこに不純物拡散用薄膜が成長するので顕微鏡観察に
より自動的に不良素子を見いだすことができるというこ
とを述べた。これを素子分離後除去する。この後は不良
である素子については処理や評価を行わない。これによ
り拡散工程に起因して不良である素子を評価しなくても
良いようになる。素子の評価は多様な項目について行わ
なければならず、時間も費用もかかる。予め不良である
ことが分かっている素子を除くことができるので評価の
コストを削減できる。
ばそこに不純物拡散用薄膜が成長するので顕微鏡観察に
より自動的に不良素子を見いだすことができるというこ
とを述べた。これを素子分離後除去する。この後は不良
である素子については処理や評価を行わない。これによ
り拡散工程に起因して不良である素子を評価しなくても
良いようになる。素子の評価は多様な項目について行わ
なければならず、時間も費用もかかる。予め不良である
ことが分かっている素子を除くことができるので評価の
コストを削減できる。
【図１】本発明の不純物拡散の工程の説明図。不純物拡
散用薄膜の成長と拡散が同時的である場合を示す。
散用薄膜の成長と拡散が同時的である場合を示す。
【図２】本発明の不純物拡散の方法において、不純物拡
散用薄膜の成長の後に拡散が行われる場合の工程図。
散用薄膜の成長の後に拡散が行われる場合の工程図。
【図３】受光素子の一例を示す一部縦断斜視図。
【図４】図３の受光素子の製造工程の前半を示す工程
図。
図。
【図５】図３の受光素子の製造工程の後半を示す工程
図。
図。
【図６】ＩｎＰ基板の上に形成したＳｉＮ膜に窓開け
し、ここにＺｎド−プＩｎＧａＡｓ膜を選択成長した状
態の縦断面図。
し、ここにＺｎド−プＩｎＧａＡｓ膜を選択成長した状
態の縦断面図。
【図７】Ｚｎの拡散を終了し、Ｚｎド−プＩｎＧａＡｓ
膜をエッチングした状態の縦断面図。
膜をエッチングした状態の縦断面図。
【図８】本発明の実施例において、ＩｎＰ基板に、Ｚｎ
ド−プＩｎＧａＡｓ膜を成長させるための横型の気相成
長装置の概略断面図。
ド−プＩｎＧａＡｓ膜を成長させるための横型の気相成
長装置の概略断面図。
【図９】本発明の実施例において、ＩｎＰ基板の上にＺ
ｎド−プＩｎＧａＡｓ膜を形成しＺｎを拡散した後、深
さ方向にＺｎの濃度を測定した結果を示すグラフ。
ｎド−プＩｎＧａＡｓ膜を形成しＺｎを拡散した後、深
さ方向にＺｎの濃度を測定した結果を示すグラフ。
【図１０】本発明の実施例において、ＩｎＰ基板の上に
Ｚｎド−プＩｎＧａＡｓ膜を形成しＺｎを拡散し、Ｉｎ
ＧａＡｓ膜を除去した後、深さ方向にＺｎの濃度を測定
した結果を示すグラフ。
Ｚｎド−プＩｎＧａＡｓ膜を形成しＺｎを拡散し、Ｉｎ
ＧａＡｓ膜を除去した後、深さ方向にＺｎの濃度を測定
した結果を示すグラフ。
１ ＩｎＰ基板 ２ ＩｎＰバッファ層 ３ ＩｎＧａＡｓ受光層 ４ ＩｎＰ窓層 ５ ｎ側電極 ６ 抑止膜 ７ ＳｉＮ膜 ８ ｐ型不純物拡散領域 ９ 受光領域 １０ Ｐ側電極 １１ Ｇａソ−スボ−ト １２ Ｉｎソ−スボ−ト １３ Ｚｎ供給源 １４ 反応管 １５ ヒ−タ １６ ヒ−タ １７ 基板 １８ Ｈ2 ガスボンベ ２１ 流量コントロ−ラ ２２ ＡｓＣｌ3 バブラ ２５ 流量コントロ−ラ ２６ ＡｓＣｌ3 バブラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪口 康博 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号住 友電気工業株式会社大阪製作所内
Claims (9)
- 【請求項１】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成する方法であって、
III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物拡散用薄膜の
成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する工程と、第２
の導電型の不純物を含む不純物拡散用薄膜をIII-Ｖ族化
合物半導体の表面の抑止膜で覆われない部分に成長させ
同時に不純物拡散用薄膜から第２の導電型の不純物をII
I-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相拡散する工程と、拡散
終了後不純物拡散用薄膜のみを選択的に除去する工程と
を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項２】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成する方法であって、
III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物拡散用薄膜の
成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する工程と、第２
の導電型の不純物を含む不純物拡散用薄膜をIII-Ｖ族化
合物半導体の表面の抑止膜で覆われない部分に成長させ
る工程と、不純物拡散用薄膜から第２の導電型の不純物
をIII-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相拡散する工程と、
拡散終了後不純物拡散用薄膜のみを選択的に除去する工
程とを含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項３】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成する方法であって、
III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物拡散用薄膜の
成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する工程と、第２
の導電型の不純物を含みＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの４元又
は任意の３元を成分として含む不純物拡散用薄膜をIII-
Ｖ族化合物半導体の表面の抑止膜で覆われない部分に成
長させ同時に不純物拡散用薄膜から第２の導電型の不純
物をIII-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相拡散する工程
と、拡散終了後不純物拡散用薄膜のみを選択的に除去す
る工程とを含むことを特徴とする半導体素子の製造方
法。 - 【請求項４】 ｎ型のIII-Ｖ族化合物半導体結晶中に、
ｐ型の不純物を拡散することによってｐ型の領域を部分
的に形成する方法であって、III-Ｖ族化合物半導体結晶
の表面に不純物拡散用薄膜の成長を抑制する抑止膜を選
択的に形成する工程と、ｐ型の不純物としてＺｎ、Ｍｇ
またはＣｄを含み、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの４元又は任
意の３元を成分として含む不純物拡散用薄膜をIII-Ｖ族
化合物半導体の表面の抑止膜で覆われない部分に成長さ
せ同時に不純物拡散用薄膜からｐ型の不純物をIII-Ｖ族
化合物半導体結晶へと固相拡散する工程と、拡散終了後
不純物拡散用薄膜のみを選択的に除去する工程とを含む
ことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項５】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成する方法であって、
III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物拡散用薄膜の
成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する工程と、第２
の導電型の不純物を含みＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの４元又
は任意の３元を含む不純物拡散用薄膜をIII-Ｖ族化合物
半導体の表面の抑止膜で覆われない部分に、Ａｓまたは
Ｐの塩化物と、Ｉｎ、Ｇａ金属を原料として気相反応に
より成長させ同時に不純物拡散用薄膜から第２の導電型
の不純物をIII-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相拡散する
工程と、拡散終了後不純物拡散用薄膜のみを選択的に除
去する工程とを含むことを特徴とする半導体素子の製造
方法。 - 【請求項６】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成する方法であって、
III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物拡散用薄膜の
成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する工程と、第２
の導電型の不純物を含みＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの４元又
は任意の３元を含む不純物拡散用薄膜をIII-Ｖ族化合物
半導体の表面の抑止膜で覆われない部分に、Ａｓまたは
Ｐの水素化物と、Ｉｎ、Ｇａ金属を原料として気相反応
により成長させ同時に不純物拡散用薄膜から第２の導電
型の不純物をIII-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相拡散す
る工程と、拡散終了後不純物拡散用薄膜のみを選択的に
除去する工程とを含むことを特徴とする半導体素子の製
造方法。 - 【請求項７】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成する方法であって、
III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物拡散用薄膜の
成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する工程と、第２
の導電型の不純物を含みＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの４元又
は任意の３元を含む不純物拡散用薄膜をIII-Ｖ族化合物
半導体の表面の抑止膜で覆われない部分に、Ａｓまたは
Ｐの水素化物と、Ｉｎ、Ｇａの有機金属を原料として気
相反応により成長させ同時に不純物拡散用薄膜から第２
の導電型の不純物をIII-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相
拡散する工程と、拡散終了後不純物拡散用薄膜のみを選
択的に除去する工程とを含むことを特徴とする半導体素
子の製造方法。 - 【請求項８】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成しこれを評価する方
法であって、III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物
拡散用薄膜の成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する
工程と、第２の導電型の不純物を含む不純物拡散用薄膜
をIII-Ｖ族化合物半導体の表面の抑止膜で覆われない部
分に成長させ同時に不純物拡散用薄膜から第２の導電型
の不純物をIII-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相拡散する
工程と、拡散終了後、抑止膜の穴や欠陥に発生する不純
物拡散用薄膜を顕微鏡で観察して、拡散の良否を素子分
離の前に判定することを特徴とする半導体素子の評価方
法。 - 【請求項９】 第１の導電型のIII-Ｖ族化合物半導体結
晶中に、第２の導電型の不純物を拡散することによって
第２の導電型の領域を部分的に形成しこれを評価する方
法であって、III-Ｖ族化合物半導体結晶の表面に不純物
拡散用薄膜の成長を抑制する抑止膜を選択的に形成する
工程と、第２の導電型の不純物を含む不純物拡散用薄膜
をIII-Ｖ族化合物半導体の表面の抑止膜で覆われない部
分に成長させ同時に不純物拡散用薄膜から第２の導電型
の不純物をIII-Ｖ族化合物半導体結晶へと固相拡散する
工程と、拡散終了後、抑止膜の穴や欠陥に発生する不純
物拡散用薄膜を顕微鏡で観察して、画像処理し、素子単
位毎に所定の不純物拡散用薄膜のパタ−ンと比較して、
このパタ−ンとの相違を求め、素子分離の前に各素子の
拡散の良否を自動的に判定し記憶することを特徴とする
半導体素子の評価方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177233A JPH0714791A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 半導体素子の製造方法と評価方法 |
| EP94304440A EP0631300A3 (en) | 1993-06-23 | 1994-06-20 | Selective diffusion for III-V semiconductor devices. |
| CA002126292A CA2126292A1 (en) | 1993-06-23 | 1994-06-20 | Method of manufacturing and inspecting semiconductor devices |
| KR1019940014438A KR0163974B1 (ko) | 1993-06-23 | 1994-06-23 | 반도체디바이스의 제조방법 및 평가방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177233A JPH0714791A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 半導体素子の製造方法と評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714791A true JPH0714791A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=16027484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5177233A Pending JPH0714791A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 半導体素子の製造方法と評価方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0631300A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0714791A (ja) |
| KR (1) | KR0163974B1 (ja) |
| CA (1) | CA2126292A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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