JPS593920A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS593920A JPS593920A JP57110624A JP11062482A JPS593920A JP S593920 A JPS593920 A JP S593920A JP 57110624 A JP57110624 A JP 57110624A JP 11062482 A JP11062482 A JP 11062482A JP S593920 A JPS593920 A JP S593920A
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- Japan
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- layer
- inp
- film
- heat treatment
- protective film
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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】
（１）発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法、特に■−ｖ族化合物半
導体層の熱処理の方法に係る。
導体層の熱処理の方法に係る。
（２）従来技術と問題点
従来、インジウム・ガリウム・ヒ素Ｏリン（Ｉｎ。
Ｇａ ｒ Ａ ｓ ｒ Ｐ ）系の受光半導体素子など
のインジウム・リン（Ｉｎ、Ｐ）系半導体層等の熱処理
用保護膜としては、二酸化珪素（８１０２）膜、窒化シ
リコン（Ｓｉ３Ｎ４・）膜などが用いられている。こう
した熱処理用保護膜は、活性化の為の高温熱処理時に於
いて、外界の雰囲気や膜を通して素子内へ入って来る不
純物から素子を保護し、また内部の素子を構成する元素
の放出を防止する等の目的で使用される。そして、熱処
理稜はパシペーシロン膜として使用されることも多い。
のインジウム・リン（Ｉｎ、Ｐ）系半導体層等の熱処理
用保護膜としては、二酸化珪素（８１０２）膜、窒化シ
リコン（Ｓｉ３Ｎ４・）膜などが用いられている。こう
した熱処理用保護膜は、活性化の為の高温熱処理時に於
いて、外界の雰囲気や膜を通して素子内へ入って来る不
純物から素子を保護し、また内部の素子を構成する元素
の放出を防止する等の目的で使用される。そして、熱処
理稜はパシペーシロン膜として使用されることも多い。
ＳｔＯ膜やＳｉ３Ｎ４膜はこれらの目的を一応達成する
が、仙方、熱処理用保Ｓ膜に要求されるもう一つの条件
である内部の素子尋に悪い影譬を与えないという観点か
らすると、これらの膜はＩｎＰ層等と正確に格子整合で
きないので、熱処理時に熱歪が廃生じ、ＩｎＰ層等（及
び保護膜自体）にクラックや微細欠陥が入るなど、熱処
理用保護膜として必ずしも十分なものでは°なかった。
が、仙方、熱処理用保Ｓ膜に要求されるもう一つの条件
である内部の素子尋に悪い影譬を与えないという観点か
らすると、これらの膜はＩｎＰ層等と正確に格子整合で
きないので、熱処理時に熱歪が廃生じ、ＩｎＰ層等（及
び保護膜自体）にクラックや微細欠陥が入るなど、熱処
理用保護膜として必ずしも十分なものでは°なかった。
（３）発明の目的
本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、ＩｎＰ系等の■
−ｖ族化合物半導体層の熱処理に於いて、特に熱歪を原
因とする損傷を防止することによって優れた機能を有す
る保護膜を提供することを目的とする。
−ｖ族化合物半導体層の熱処理に於いて、特に熱歪を原
因とする損傷を防止することによって優れた機能を有す
る保護膜を提供することを目的とする。
（４）発明の構成
そして、本発明は、上記目的を、ｍ−ｖ族化合物半導体
層」二にＡＺｘＩｎｌ−ｘＡｓ （ｘ ＝ ０〜１）か
ら成る保護膜を形成し、熱処理することによシ達成され
る。
層」二にＡＺｘＩｎｌ−ｘＡｓ （ｘ ＝ ０〜１）か
ら成る保護膜を形成し、熱処理することによシ達成され
る。
本発明に於いて熱処理用保護膜として用いるＡｔＸＩｎ
１−ＸＡＢ層はそれ自体蒸気圧の高い元素を含まず、し
かも例えばリンψ）、ホウ素中）のような蒸気圧の高い
元素の透過性が低いので、内部の素子環の化学的な劣化
を防止することができ、なおかつ、例えばＩｎＰ層など
に格子整合することができるので、熱歪の発生もなく、
熱処理用保護膜として優れ、前述の従来技術における間
順点を解決するものである。
１−ＸＡＢ層はそれ自体蒸気圧の高い元素を含まず、し
かも例えばリンψ）、ホウ素中）のような蒸気圧の高い
元素の透過性が低いので、内部の素子環の化学的な劣化
を防止することができ、なおかつ、例えばＩｎＰ層など
に格子整合することができるので、熱歪の発生もなく、
熱処理用保護膜として優れ、前述の従来技術における間
順点を解決するものである。
ＡｔＸＩｎ７．−ＸＡＢの結晶構造は閃亜鉛鉱型であり
、■−■族化合物半導体の結晶構造と一致している。
、■−■族化合物半導体の結晶構造と一致している。
寸だ、組成的にｘ −＝ ０〜１で変化することによっ
て格子定数はａ ＝ ６．０５８４ Ｘ〜５．６６０５
Ｘに変化することができる。この場合、ＡｔＸＩｎ１
□Ａ８の格子定数ａは式（Ｉ） ａ＝６．０５８４ ０．３９７９Ｘ （１）で表わ
される。このようなＡｔＸＩｎ１−ｘＡｍに格子整合す
る■−■族化合物半導体であれば、本発明に依って、熱
処理用保護膜としてのＡｔＸＩｎ１−ＸＡＢ層の有利な
特徴を利用することができる。例えば、ＩｎＰ系、Ｇａ
Ａｓ系、ＩｎＡｓ系、ＡｔＡｓ系、Ｉ ｎＧａＡｓ系、
ＧａＡｓＳｂ系、Ｇａ Ｉ ｎＰ系、ＡｔＩ ｎＰ系、
ＡｔＧａＡｓ ｉ、ＧａＰＳｂ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、
ＩｎＧａＡｓＳｂ系、ＧａＰＡｓＳｂ系、ＡｔＧａＡｓ
Ｐ系、ＡｔＩｎＡｓＳｂ系、ＡｔＧａＡａＳｂ系、Ｉｎ
ＧａＰＳｂ系、ＡｔＧａＰＳｂ系、ＡｔＩｎＰＳｂ系等
の二元、三元、四元等の化合物半導体はＡＡｆＩ ｎｌ
−ｘＡ ８によって格子整合できる代表的な例である。
て格子定数はａ ＝ ６．０５８４ Ｘ〜５．６６０５
Ｘに変化することができる。この場合、ＡｔＸＩｎ１
□Ａ８の格子定数ａは式（Ｉ） ａ＝６．０５８４ ０．３９７９Ｘ （１）で表わ
される。このようなＡｔＸＩｎ１−ｘＡｍに格子整合す
る■−■族化合物半導体であれば、本発明に依って、熱
処理用保護膜としてのＡｔＸＩｎ１−ＸＡＢ層の有利な
特徴を利用することができる。例えば、ＩｎＰ系、Ｇａ
Ａｓ系、ＩｎＡｓ系、ＡｔＡｓ系、Ｉ ｎＧａＡｓ系、
ＧａＡｓＳｂ系、Ｇａ Ｉ ｎＰ系、ＡｔＩ ｎＰ系、
ＡｔＧａＡｓ ｉ、ＧａＰＳｂ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、
ＩｎＧａＡｓＳｂ系、ＧａＰＡｓＳｂ系、ＡｔＧａＡｓ
Ｐ系、ＡｔＩｎＡｓＳｂ系、ＡｔＧａＡａＳｂ系、Ｉｎ
ＧａＰＳｂ系、ＡｔＧａＰＳｂ系、ＡｔＩｎＰＳｂ系等
の二元、三元、四元等の化合物半導体はＡＡｆＩ ｎｌ
−ｘＡ ８によって格子整合できる代表的な例である。
例えば、光素子によく利用されるＩｎＰ＋ＧａＡｓ 基
板に成長した。Ｉｎ１−ｕＧａｕＡｓ、 、Ｐｖ層、あ
るいはＡｔｘＩｎｌ−ＸＡｓ層自体にも格子整合するこ
とができる。
板に成長した。Ｉｎ１−ｕＧａｕＡｓ、 、Ｐｖ層、あ
るいはＡｔｘＩｎｌ−ＸＡｓ層自体にも格子整合するこ
とができる。
更に、ＡｔＸＩｎ１−ｘＡｌ１層は熱処理用保護膜とし
て使用した後、その捷ま別の用途に使用することができ
る。例えば、その大きなエネルギーギャップ（約１．４
５ ｅＶ ）を利用して受光素子の入射光のウィンド層
をして使用したシ、あるいは蒸気圧の高い成分を含まな
いので熱損傷が少ないことを利用してパッシベーション
膜の下地膜として使用することなどが考えられる。
て使用した後、その捷ま別の用途に使用することができ
る。例えば、その大きなエネルギーギャップ（約１．４
５ ｅＶ ）を利用して受光素子の入射光のウィンド層
をして使用したシ、あるいは蒸気圧の高い成分を含まな
いので熱損傷が少ないことを利用してパッシベーション
膜の下地膜として使用することなどが考えられる。
（５）発明の実施例
以下、本発明の実施例について説明する。
先ず、第１図を参照すると、ＩｎＰ基板１１にそれと格
子整合するＡｔｘＩ ｎ １− ｘＡ ｓ層１２を成長
させた。ＩｎＰの格子定数はａ＝５．８７０Ｘであり、
これと格子整合するＡｔＸＩｎ１−ｘＡｓの組成を決定
するために式（１）にａ＝５．８７０ｉを代入すると、
ａ−５，８７０＝６．０５８４−０．３９７９Ｘであり
、この方程式を解くと、ｘ＝０．４８． 即ちＡｔｏ
、４ａ Ｉ ｎ。５２Ａｌ＋を得る。この組成物の液
相成長のための溶液中の原子分率は、 アルミニウム（Ａｔ） ０．０００６５ヒ素（Ａ
ｓ ）０．１４０ インジウム（Ｉｎ） ０．８５９３５である。
子整合するＡｔｘＩ ｎ １− ｘＡ ｓ層１２を成長
させた。ＩｎＰの格子定数はａ＝５．８７０Ｘであり、
これと格子整合するＡｔＸＩｎ１−ｘＡｓの組成を決定
するために式（１）にａ＝５．８７０ｉを代入すると、
ａ−５，８７０＝６．０５８４−０．３９７９Ｘであり
、この方程式を解くと、ｘ＝０．４８． 即ちＡｔｏ
、４ａ Ｉ ｎ。５２Ａｌ＋を得る。この組成物の液
相成長のための溶液中の原子分率は、 アルミニウム（Ａｔ） ０．０００６５ヒ素（Ａ
ｓ ）０．１４０ インジウム（Ｉｎ） ０．８５９３５である。
そのために配合比の各成分原料を以下の様にし、これら
を融解し、溶液化した。
を融解し、溶液化した。
Ａ７Ｉｎ ３．５０７２５５４Ｉｎ
Ａｓ １．２４６２ ｆｆＩｎ
０．３６９１ｐ尚、ＡｔＩｎはＡｔ
を０．１ ｉ子数％（０，０２３５ｗｔ％）含む母金属
であシ、ＩｎＡｓは二元化合物を用いた。
Ａｓ １．２４６２ ｆｆＩｎ
０．３６９１ｐ尚、ＡｔＩｎはＡｔ
を０．１ ｉ子数％（０，０２３５ｗｔ％）含む母金属
であシ、ＩｎＡｓは二元化合物を用いた。
表面をＩｎＰの保饅板で保護したＩｎＰ（１００）基板
１１上に上記溶液を、成長開始温度７７８℃。
１１上に上記溶液を、成長開始温度７７８℃。
冷却速度０３℃／分、降下幅５℃でＡＺｘＩｎｌ−ｘＡ
ａエピタキシャル保護膜１２を厚さ０５μｍに成長させ
た。
ａエピタキシャル保護膜１２を厚さ０５μｍに成長させ
た。
成長したＡｔｘＩｎｌ−ｘＡｓ保積膜１２の特性波長を
フォトルミネッセンス法で測定し、８７ｏｏＸ（１’、
４２５ｅＶ）を得、Ｘ線回折法で格子定骸を測定し、５
．８６３Ｘを得た。ＩｎＰとの格子不整合の程度は ０．５８６３−０．５８７０ Δａ ／ ａ ＝□埃−１，１４Ｘ１０ ’０．５８７
０ と非常に小さかった。さらに、表面は鏡面状であり、熱
処理膜として使用する上で問題はなかった。
フォトルミネッセンス法で測定し、８７ｏｏＸ（１’、
４２５ｅＶ）を得、Ｘ線回折法で格子定骸を測定し、５
．８６３Ｘを得た。ＩｎＰとの格子不整合の程度は ０．５８６３−０．５８７０ Δａ ／ ａ ＝□埃−１，１４Ｘ１０ ’０．５８７
０ と非常に小さかった。さらに、表面は鏡面状であり、熱
処理膜として使用する上で問題はなかった。
さらに溶液組成を精密にすれは、完全に格子整合させる
ことが可能であることは言うまでもない。
ことが可能であることは言うまでもない。
このＡＺｘ Ｉ” ＋ ＸＡ ｓ保膿膜１２を成長被着
したＩｎＰ基板１１を６５０℃の温度で５時間熱処理し
た。ＡｔｘＩｎｌ、、−ｘＡｓ保護膜１２の表面には気
相エツチング尋の損傷が存在せず、壕だ、ＡＺｘ Ｉ
ｎ 、。Ａｓ保護膜１２及びＩｎＰ基板１１の各内部に
はクラックの発生が見られず、ミスフィツト転位等の結
晶欠陥も見い田されなかった。以上のことから、Ａ、ｌ
ｘＩ ｎ １− ＸＡ ａ層はＩｎＰ基板の熱処理用保
護膜として非常に優れていると結論することができた。
したＩｎＰ基板１１を６５０℃の温度で５時間熱処理し
た。ＡｔｘＩｎｌ、、−ｘＡｓ保護膜１２の表面には気
相エツチング尋の損傷が存在せず、壕だ、ＡＺｘ Ｉ
ｎ 、。Ａｓ保護膜１２及びＩｎＰ基板１１の各内部に
はクラックの発生が見られず、ミスフィツト転位等の結
晶欠陥も見い田されなかった。以上のことから、Ａ、ｌ
ｘＩ ｎ １− ＸＡ ａ層はＩｎＰ基板の熱処理用保
護膜として非常に優れていると結論することができた。
本発明に従いＡｔｘＩｎｌ−ＸＡｓ層を熱処理用保護膜
としてＩｎＧａＡｓＰ系の受光半導体装置を製造した。
としてＩｎＧａＡｓＰ系の受光半導体装置を製造した。
第２図を参照すると、ｎ＋−ＩｎＰ （１００）基板２
１上にｎ−１ｎＰバツフア一層２２（厚さ約３融）、ｎ
−Ｉ ｎ １− 、Ｇ ａ ｕＡ ａ １− ｖＰ
ｖ光吸収層２３（厚さ約２μｍ）、ｎ−ＩｎＰ増倍層２
４（厚さ約１μｍ）、ｎ−ＩｎＰ層２５（厚さ約２μｍ
）、そしてＡｌＣｌ２８ Ｉ ｎ ＣＬｓ ２ Ａ ８
層２６（厚さ約０．５μｍ）を、順に連続液相成長した
（第２図（イ）参照）。次いで、こうして形成したＡｔ
ｏ４８工ｎ。５２Ａ８層２６の上から、選択的にぺＩＪ
ＩＪウム（Ｂｅ）のイオン注入及びカドミニウム（Ｃ
ａ）の熱拡散を行なって、カードリング２７及びＰＮ接
合形成のためのＰ影領域２８をそれぞれ形成した。
１上にｎ−１ｎＰバツフア一層２２（厚さ約３融）、ｎ
−Ｉ ｎ １− 、Ｇ ａ ｕＡ ａ １− ｖＰ
ｖ光吸収層２３（厚さ約２μｍ）、ｎ−ＩｎＰ増倍層２
４（厚さ約１μｍ）、ｎ−ＩｎＰ層２５（厚さ約２μｍ
）、そしてＡｌＣｌ２８ Ｉ ｎ ＣＬｓ ２ Ａ ８
層２６（厚さ約０．５μｍ）を、順に連続液相成長した
（第２図（イ）参照）。次いで、こうして形成したＡｔ
ｏ４８工ｎ。５２Ａ８層２６の上から、選択的にぺＩＪ
ＩＪウム（Ｂｅ）のイオン注入及びカドミニウム（Ｃ
ａ）の熱拡散を行なって、カードリング２７及びＰＮ接
合形成のためのＰ影領域２８をそれぞれ形成した。
この選択的なイオン注入及び熱拡散のだめのマスクとじ
て用いた密化シリコン（Ｓｌ、Ｎ４） ＣＶＤ膜２９を
含めてｋｌｏ 、 ４１３ Ｉ ｎ ｏ 、 ５２ Ａ
１１層２６を残したｉｔで、カドミウム拡散領域即ち
受光面に二酸化シリコン（ＳＩＯ２）無反射コーテイン
グ膜３０を被漕形成し金・亜鉛（ＡｕＺｎ）＊極３１を
設置した。ｎ −ＩｎＰ層２５には全くクラックがなく
、良好な受光半導体装置が分留りよく製造できた。
て用いた密化シリコン（Ｓｌ、Ｎ４） ＣＶＤ膜２９を
含めてｋｌｏ 、 ４１３ Ｉ ｎ ｏ 、 ５２ Ａ
１１層２６を残したｉｔで、カドミウム拡散領域即ち
受光面に二酸化シリコン（ＳＩＯ２）無反射コーテイン
グ膜３０を被漕形成し金・亜鉛（ＡｕＺｎ）＊極３１を
設置した。ｎ −ＩｎＰ層２５には全くクラックがなく
、良好な受光半導体装置が分留りよく製造できた。
この実施例におけるＡｔｏ、４ａｌｎｏ、５２ＡＢ層２
６は、イオン注入波のアニール処理（７５０℃、１〜２
時間）及び熱拡散（６５０℃、３０分）におけるｎ −
ＩｎＰ層２５のための保護膜として有効に働いた後、パ
ッシベーション膜としての窒化シリコン膜２９の下地層
として働いている。これは、最上層のエピタキシャル層
にはＩｎＰのように蒸気圧の高い元素を含む化合物より
も、ＡｔＸＩｎ１−ＸＡ８のように蒸気圧の低い元素だ
けを営む化合物を用いた方が熱などによる損傷かより少
なく々ることを利用するものである。
６は、イオン注入波のアニール処理（７５０℃、１〜２
時間）及び熱拡散（６５０℃、３０分）におけるｎ −
ＩｎＰ層２５のための保護膜として有効に働いた後、パ
ッシベーション膜としての窒化シリコン膜２９の下地層
として働いている。これは、最上層のエピタキシャル層
にはＩｎＰのように蒸気圧の高い元素を含む化合物より
も、ＡｔＸＩｎ１−ＸＡ８のように蒸気圧の低い元素だ
けを営む化合物を用いた方が熱などによる損傷かより少
なく々ることを利用するものである。
（６）発明の効果
以上の咋明から明らか力ように、本発明に依わば、熱処
理用表面保護膜をＩｎＰ、Ｉｉｉ、工ｎ１−ｕＧａｕＡ
Ｂ１−ｖＰｖ層などの■−■族化合物半導体層に格子整
合させることができるので、熱処理時の熱歪によるクラ
ックの発生を防止できる。
理用表面保護膜をＩｎＰ、Ｉｉｉ、工ｎ１−ｕＧａｕＡ
Ｂ１−ｖＰｖ層などの■−■族化合物半導体層に格子整
合させることができるので、熱処理時の熱歪によるクラ
ックの発生を防止できる。
第１図は本発明の効果を確認するためＩｎＰ基板上にＡ
ＺＸＩ ｎ １□保護膜を被着したものの縦断面図、第
２図は本発明の一実施例の受光半導体装置の縦断面図で
ある。 １１− ＩｎＰ基板、１２・・・ＡｔｘＩｎ１□Ａ８保
護膜、２】・・・基板、２２・・・バッファ一層、２３
・・・元吸収層、２４・・・増倍層、２５・・・ｎ一層
、２６・・・ＡｔＸＩｎ１−、Ａｓ層、２７−ガードリ
ング、２８−Ｐ領域（カドミウム拡散価域）、２９・・
・窒化シリコン膜、３０・・・酸化シリコン膜、３１・
・・電極。 第１図
ＺＸＩ ｎ １□保護膜を被着したものの縦断面図、第
２図は本発明の一実施例の受光半導体装置の縦断面図で
ある。 １１− ＩｎＰ基板、１２・・・ＡｔｘＩｎ１□Ａ８保
護膜、２】・・・基板、２２・・・バッファ一層、２３
・・・元吸収層、２４・・・増倍層、２５・・・ｎ一層
、２６・・・ＡｔＸＩｎ１−、Ａｓ層、２７−ガードリ
ング、２８−Ｐ領域（カドミウム拡散価域）、２９・・
・窒化シリコン膜、３０・・・酸化シリコン膜、３１・
・・電極。 第１図
Claims (1)
- ｉ、ｍ−ｖ族化合物半導体層上にアルミニウム・ヒ素又
はインジウム・ヒ素又はアルミニウム・インジウム・ヒ
素から成る保咥膜を形成し、熱処理することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110624A JPS593920A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110624A JPS593920A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593920A true JPS593920A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14540495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57110624A Pending JPS593920A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593920A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154599A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-18 | 松下電工株式会社 | 防災システム |
| JP2006041458A (ja) * | 2003-10-20 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｉｉｉ族元素窒化物結晶半導体デバイス |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP57110624A patent/JPS593920A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6154599A (ja) * | 1984-08-25 | 1986-03-18 | 松下電工株式会社 | 防災システム |
| JP2006041458A (ja) * | 2003-10-20 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｉｉｉ族元素窒化物結晶半導体デバイス |
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