JPS6147630A - ガリウム砒素半導体におけるｎ形キヤリア−濃度分布の調整法 - Google Patents
ガリウム砒素半導体におけるｎ形キヤリア−濃度分布の調整法Info
- Publication number
- JPS6147630A JPS6147630A JP59168844A JP16884484A JPS6147630A JP S6147630 A JPS6147630 A JP S6147630A JP 59168844 A JP59168844 A JP 59168844A JP 16884484 A JP16884484 A JP 16884484A JP S6147630 A JPS6147630 A JP S6147630A
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- carrier concentration
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-
- 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
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、ガリウム砒素半導体におけるｎ形キアリア
ー濃度分布の調整法に関する。
ー濃度分布の調整法に関する。
〈従来の技術〉
■−■族化合物半導体のうち、ガリウム砒素（Ｇａ、Ａ
ｓ）は電子移動度が太きく、シかも高品質のＧａＡ、の
比抵抗が１０″Ｑ−α以上と高絶縁性であること、結晶
内の欠陥が少く、分布が絢−であるものが得られること
、大型ウェハーの製造が容易であること等の理由によシ
超高速集積回路、光−電子集積回路の素子用結晶基板と
して広く用いられつつある。
ｓ）は電子移動度が太きく、シかも高品質のＧａＡ、の
比抵抗が１０″Ｑ−α以上と高絶縁性であること、結晶
内の欠陥が少く、分布が絢−であるものが得られること
、大型ウェハーの製造が容易であること等の理由によシ
超高速集積回路、光−電子集積回路の素子用結晶基板と
して広く用いられつつある。
このような要求を満すＧｃＬＡｓ単結晶の製造方法とし
ては、原料を直接合成する高圧液体封止引き上げ法が知
られており、高品質な単結晶が製造されている。
ては、原料を直接合成する高圧液体封止引き上げ法が知
られており、高品質な単結晶が製造されている。
一方、この単結晶を集積回路の結晶基板として用いると
きはウェーハ状に切断し、通’／；” Ｓｉイオン等の
不純物をイオン注入法などにより添加し、更にＳｉ原子
を電気的に活性化するため８００〜９００℃の熱処理を
施し、ｎ形の電気伝導層を形成する。
きはウェーハ状に切断し、通’／；” Ｓｉイオン等の
不純物をイオン注入法などにより添加し、更にＳｉ原子
を電気的に活性化するため８００〜９００℃の熱処理を
施し、ｎ形の電気伝導層を形成する。
〈発明が解決しようとする問題点〉
以上の製造法において熱変成を押え、電気特性の一様な
電気伝導層を形成することは高性能の各種素子を分留シ
、及び再現性良く製造する上では不可欠な要件であるが
、従来上述のように液体封止法によシ成長させた結晶基
板を使用してイオン注入法によｐｎ形層を形成する場合
、制御性良く、一様な電気伝導層を形成することが極め
て困難であった。
電気伝導層を形成することは高性能の各種素子を分留シ
、及び再現性良く製造する上では不可欠な要件であるが
、従来上述のように液体封止法によシ成長させた結晶基
板を使用してイオン注入法によｐｎ形層を形成する場合
、制御性良く、一様な電気伝導層を形成することが極め
て困難であった。
そこで、この発明はガリウム砒素半導体において熱変性
が少々＜、且つ電気特性の一様な電気伝導度を形成する
ｎ形キアリアー濃度分布の調整法を提供することを目的
とする。
が少々＜、且つ電気特性の一様な電気伝導度を形成する
ｎ形キアリアー濃度分布の調整法を提供することを目的
とする。
〈問題点を解決するだめの手段〉
本願発明者等の実験によれば、イオン注入法によって形
成されたｎ形層のキアリアー濃度分布は注入イオン原子
の作るキアリアーのみならずイオン注入前の半絶縁性ガ
リウム砒素基板の製造工程に依存している、即ちｓ５原
子等の注入原子はＧαα空孔−はＭ空孔を占有する必要
があるが、この場合のキアリアー濃度分布は電気的に活
性化された結晶基板の欠陥によっても影響を受けること
が判明した。
成されたｎ形層のキアリアー濃度分布は注入イオン原子
の作るキアリアーのみならずイオン注入前の半絶縁性ガ
リウム砒素基板の製造工程に依存している、即ちｓ５原
子等の注入原子はＧαα空孔−はＭ空孔を占有する必要
があるが、この場合のキアリアー濃度分布は電気的に活
性化された結晶基板の欠陥によっても影響を受けること
が判明した。
具体的には、半絶縁性ガリウム砒素基板を製造する際の
ガリウムと砒素の融液組成比を選択することによってイ
オン注入後のｎ形層のキアリアー濃度分布を調整できる
ことが判明ｊ〜だ７、そこで、この発明ではガリウムと
砒素の融液組成比（占）を０−５００〜０．５０５ の
範囲内で選択して液体封止引き上は法によυ半絶縁性カ
リウム砒素単結晶基板を製造し、更に詐基板のウェーハ
を常法に従いイオン注入して熱処Ｊ】１！するものであ
る。
ガリウムと砒素の融液組成比を選択することによってイ
オン注入後のｎ形層のキアリアー濃度分布を調整できる
ことが判明ｊ〜だ７、そこで、この発明ではガリウムと
砒素の融液組成比（占）を０−５００〜０．５０５ の
範囲内で選択して液体封止引き上は法によυ半絶縁性カ
リウム砒素単結晶基板を製造し、更に詐基板のウェーハ
を常法に従いイオン注入して熱処Ｊ】１！するものであ
る。
〈発明の効果〉
以上の範囲内でガリウムと砒素の融液組成比を選択して
ガリウム砒素のｎ形半導体を形成すると、そのｎ形キア
リアー濃度分布は融液組成比に依存し、しかもバラツキ
も少なく均一で制御性良好なＭｌ電気伝導層得られる。
ガリウム砒素のｎ形半導体を形成すると、そのｎ形キア
リアー濃度分布は融液組成比に依存し、しかもバラツキ
も少なく均一で制御性良好なＭｌ電気伝導層得られる。
〈実施例〉
実施例１
ＧａＡｓ単結晶を液体封止引き上げ法によって製造する
際の融液組成比とイオン注入によって形成されたｎ形層
のキアリアー濃度分布の依存性を調べるために、五種類
の結晶インゴットを用意した。
際の融液組成比とイオン注入によって形成されたｎ形層
のキアリアー濃度分布の依存性を調べるために、五種類
の結晶インゴットを用意した。
ここで、各結晶インゴットは０．４８８〜０．５０９の
範囲の融液組成比を有する融液を用いて同一の条件で結
晶を引き上げて行うことにより製造した。以後各インゴ
ットから基板を切シ出し、それぞれの結晶基板にｓｉイ
オンを１５０ ＫｅＶ ５ Ｘ １０１２（ｍ−”の条
件下で注入し、８５０℃３０ ｍｉｎ 、 Ａ８圧力（
ＰＡ！１４〜１’００ＴＯｒγ）の雰囲気下で熱処理を
行なった。
範囲の融液組成比を有する融液を用いて同一の条件で結
晶を引き上げて行うことにより製造した。以後各インゴ
ットから基板を切シ出し、それぞれの結晶基板にｓｉイ
オンを１５０ ＫｅＶ ５ Ｘ １０１２（ｍ−”の条
件下で注入し、８５０℃３０ ｍｉｎ 、 Ａ８圧力（
ＰＡ！１４〜１’００ＴＯｒγ）の雰囲気下で熱処理を
行なった。
その後、直径５００μ情のＡｔをショットキー電極とし
て２１間隔で基板面上に形成し、Ｃ−Ｖ法によるキアリ
アー濃度分布を測定した。
て２１間隔で基板面上に形成し、Ｃ−Ｖ法によるキアリ
アー濃度分布を測定した。
得られたキアリアー濃度分布は基板面上の各位置で異な
っているため、最上方と最下方に偏位した分布の、それ
ぞれの各位置における平均キアリアー濃度を算出し、新
たに平均キアリアー濃度分布を求めた。第１図に融液組
成比が０．４８Ｂ、０．５０２．０゜５０９の場合の結
晶インゴット中心部から切シ出された基板のキアリアー
濃度分布を示す。同図には０．５００．０．５０５の結
果は示されていないが０．５０２と同じような分布であ
る。
っているため、最上方と最下方に偏位した分布の、それ
ぞれの各位置における平均キアリアー濃度を算出し、新
たに平均キアリアー濃度分布を求めた。第１図に融液組
成比が０．４８Ｂ、０．５０２．０゜５０９の場合の結
晶インゴット中心部から切シ出された基板のキアリアー
濃度分布を示す。同図には０．５００．０．５０５の結
果は示されていないが０．５０２と同じような分布であ
る。
第１図から明らか々ように、上記融液組成比の違いによ
りキアリアー濃度分布が異なり、融液組成比による依存
性がある。
りキアリアー濃度分布が異なり、融液組成比による依存
性がある。
実施例２
更に、詳細な融液組成比依存性をｉ’ｊ１１ｔ１べるた
めに、基板面内で測定されたキアリアー濃度分布のバラ
ツキの程度をキアリアー濃度分布のピーク値（Ｎｐ ）
とＬ８Ｂ理論分布からのずれ（Δ×）で評価を行なった
、Ｎｐ及びΔ×の定義は第２図に示す。第３図に融液組
成比に対するＮＰとΔ×の平均値とその標準偏差を誤差
棒の長さとして表わす、−１この図から明らかなように
、組成比。、５００〜０．５０５のわずかにＡｓ過剰で
結晶成長された基板を使用した場合の方がバラツキも少
なく急峻な分布が得られた。
めに、基板面内で測定されたキアリアー濃度分布のバラ
ツキの程度をキアリアー濃度分布のピーク値（Ｎｐ ）
とＬ８Ｂ理論分布からのずれ（Δ×）で評価を行なった
、Ｎｐ及びΔ×の定義は第２図に示す。第３図に融液組
成比に対するＮＰとΔ×の平均値とその標準偏差を誤差
棒の長さとして表わす、−１この図から明らかなように
、組成比。、５００〜０．５０５のわずかにＡｓ過剰で
結晶成長された基板を使用した場合の方がバラツキも少
なく急峻な分布が得られた。
これ等の結果からキアリアー濃度分布はＳｉ原子の作る
キアリアーのみならず融液組成に関係する他のを因によ
り影響を受けるととが明らかになシ、そして０，５００
〜０．５０５の組成比で作られた基板のｎ形キアリアー
の急峻な濃度分布はイオン注入法によるＳｉ原子濃度分
布に近く、均一で制御性の良い電気伝導層が形成された
。
キアリアーのみならず融液組成に関係する他のを因によ
り影響を受けるととが明らかになシ、そして０，５００
〜０．５０５の組成比で作られた基板のｎ形キアリアー
の急峻な濃度分布はイオン注入法によるＳｉ原子濃度分
布に近く、均一で制御性の良い電気伝導層が形成された
。
第１図は、ＧａとＡｓの融液組成比とギアリアー濃度分
布の関係を示す図、第２図はギアリアー濃度分布とＬ８
Ｂ理論分布との関係を示す図、第６図はＧａとＡｓの融
液組成比に対するギアリアー濃度分布のピーク値（Ｎｐ
）とＬｓ８理論分布からのずれ（Δ×）の平均値とその
標準偏差の関係を示す図である。 特許出願人 工業技術院長 川［］ 第１間 ００．５ 表向ＩＸらΦユ粱交（μｍ） 第２ＹＭ 表面力１夕の塚２ 第３１！！ Ａｓ／（Ｇｏ＋Ａｓ）
布の関係を示す図、第２図はギアリアー濃度分布とＬ８
Ｂ理論分布との関係を示す図、第６図はＧａとＡｓの融
液組成比に対するギアリアー濃度分布のピーク値（Ｎｐ
）とＬｓ８理論分布からのずれ（Δ×）の平均値とその
標準偏差の関係を示す図である。 特許出願人 工業技術院長 川［］ 第１間 ００．５ 表向ＩＸらΦユ粱交（μｍ） 第２ＹＭ 表面力１夕の塚２ 第３１！！ Ａｓ／（Ｇｏ＋Ａｓ）
Claims (1)
- ガリウムと砒素の融液組成比を０．５００〜０．５０５
の範囲内で選択して液体封止引き上げ法により半絶縁性
ガリウム砒素単結晶基板を製造し、更に該基板上にイオ
ン注入して熱処理することを特徴とするガリウム砒素半
導体におけるｎ形キアリアー濃度分布の調整法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168844A JPS6147630A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | ガリウム砒素半導体におけるｎ形キヤリア−濃度分布の調整法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168844A JPS6147630A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | ガリウム砒素半導体におけるｎ形キヤリア−濃度分布の調整法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147630A true JPS6147630A (ja) | 1986-03-08 |
Family
ID=15875578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59168844A Pending JPS6147630A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | ガリウム砒素半導体におけるｎ形キヤリア−濃度分布の調整法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147630A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5988394A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | ガリウム砒素単結晶製造装置 |
-
1984
- 1984-08-14 JP JP59168844A patent/JPS6147630A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5988394A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | ガリウム砒素単結晶製造装置 |
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