JPH04124854A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH04124854A JPH04124854A JP24392590A JP24392590A JPH04124854A JP H04124854 A JPH04124854 A JP H04124854A JP 24392590 A JP24392590 A JP 24392590A JP 24392590 A JP24392590 A JP 24392590A JP H04124854 A JPH04124854 A JP H04124854A
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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、半導体装置の製造方法に関し、特にＧａＡ
ｓを用いた半導体基板上に素子間等分離用の高抵抗層を
形成する方法に関する。
ｓを用いた半導体基板上に素子間等分離用の高抵抗層を
形成する方法に関する。
［従来の技術］
ＧａＡｓを用いた半導体基板上に複数個の素子等を構成
する場合、素子間又は素子内の電気的な分離構造が必要
とされる。特に、半絶縁性のＧａＡｓ基板上の全面に、
活性層をエピタキシャル成長法で形成した場合、その分
離構造としては、例えば、次の■又は■の構造かとられ
ている。
する場合、素子間又は素子内の電気的な分離構造が必要
とされる。特に、半絶縁性のＧａＡｓ基板上の全面に、
活性層をエピタキシャル成長法で形成した場合、その分
離構造としては、例えば、次の■又は■の構造かとられ
ている。
■活性層をメサエッチングしてメサ構造により電気的に
分離する。
分離する。
■イオン注入により、活性層の所望領域に高抵抗層を形
成する。
成する。
上記■及び■の両分鍵構造を比べると、■の構造の方が
表面が平坦でブレーナ構造となるので、一般に、高集積
化及び複雑な構造に有利と考えられている。
表面が平坦でブレーナ構造となるので、一般に、高集積
化及び複雑な構造に有利と考えられている。
従来、この■の分離構造を実現するための高抵抗層の形
成方法としては、活性層表面から、その活性層の深さの
２倍位の深さに、活性層のキャリア濃度の１／１０程度
のドース量（注入量）のＨ′″ Ｂ＋ ０１等のイオン
をイオン注入することが行われている（浅井、大畑、信
学技報 ＥＤ８９−９１．ｐ２５）。
成方法としては、活性層表面から、その活性層の深さの
２倍位の深さに、活性層のキャリア濃度の１／１０程度
のドース量（注入量）のＨ′″ Ｂ＋ ０１等のイオン
をイオン注入することが行われている（浅井、大畑、信
学技報 ＥＤ８９−９１．ｐ２５）。
［発明か解決しようとする課題］
上記■の分離構造を実現するための従来方法で形成され
た高抵抗層は、低い電界強度では高い抵抗率を示すが、
高い電界強度では抵抗率か低下してしまう。このため、
高集積化等により電極間（素子間）距離を短かくし、又
は高出力化等により印加電圧を高くすることができず、
素子間又は素子内の電気的分離用として不十分であると
いう問題があった。
た高抵抗層は、低い電界強度では高い抵抗率を示すが、
高い電界強度では抵抗率か低下してしまう。このため、
高集積化等により電極間（素子間）距離を短かくし、又
は高出力化等により印加電圧を高くすることができず、
素子間又は素子内の電気的分離用として不十分であると
いう問題があった。
そこで、この発明は、高い電界を印加しても十分に素子
間等の分離が可能な高抵抗層を基板上に得ることができ
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
間等の分離が可能な高抵抗層を基板上に得ることができ
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明は上記課題を解決するために、（ａ）実質的に
絶縁性であるＧａＡｓ半導体からなる基板上にｎ型Ｇａ
Ａｓを含む半導体からなる活性層を形成する工程、（ｂ
）前記活性層表面から該活性層の深さの２．５倍以上の
深さに当該活性層のキャリア濃度の１／１０以下のホウ
素イオンをイオン注入する工程を有することを要旨とす
る。
絶縁性であるＧａＡｓ半導体からなる基板上にｎ型Ｇａ
Ａｓを含む半導体からなる活性層を形成する工程、（ｂ
）前記活性層表面から該活性層の深さの２．５倍以上の
深さに当該活性層のキャリア濃度の１／１０以下のホウ
素イオンをイオン注入する工程を有することを要旨とす
る。
なお、活性層の深さは、その表面から当該活性層の最大
キャリア濃度に対し１／ｅまて低下したキャリア濃度点
（表面から深い側の当該キャリア濃度点）までの深さを
指し、そのｅの値は、当該活性層がイオン注入法又はエ
ビタキンヤル成長法等の形成法の別によりｅ−２〜］０
の値に選ばれる。また、一般に、活性層のキャリア濃度
は単位体積当りで表わされ、イオン注入量は単位面積当
りで表わされるため、活性層のキャリア濃度の］／１０
以下のイオン注入量とは、活性層のキャリア濃度を、そ
の表面から上述の活性層の深さまで積分した量の１／１
０以下のイオン量を指す。
キャリア濃度に対し１／ｅまて低下したキャリア濃度点
（表面から深い側の当該キャリア濃度点）までの深さを
指し、そのｅの値は、当該活性層がイオン注入法又はエ
ビタキンヤル成長法等の形成法の別によりｅ−２〜］０
の値に選ばれる。また、一般に、活性層のキャリア濃度
は単位体積当りで表わされ、イオン注入量は単位面積当
りで表わされるため、活性層のキャリア濃度の］／１０
以下のイオン注入量とは、活性層のキャリア濃度を、そ
の表面から上述の活性層の深さまで積分した量の１／１
０以下のイオン量を指す。
［作用］
活性層にホウ素イオンがイオン注入されると、そのイオ
ン注入で形成されるキャリアトラップにより注入領域が
高抵抗化する。この場合の高抵抗層の導電機構は、第１
図に示すように、ａニオ−ミック領域 ｂ＝トラップ充填領域 Ｃ：空間電荷制限領域 に分けられる。オーミック領域ａの電流１ｏｈｍは、有
効電流径路をｄ（第２図参照）とすると次式で表わされ
る。
ン注入で形成されるキャリアトラップにより注入領域が
高抵抗化する。この場合の高抵抗層の導電機構は、第１
図に示すように、ａニオ−ミック領域 ｂ＝トラップ充填領域 Ｃ：空間電荷制限領域 に分けられる。オーミック領域ａの電流１ｏｈｍは、有
効電流径路をｄ（第２図参照）とすると次式で表わされ
る。
工Ｏｈｍ！ｑＩｌｎｏ １１μ００ｖ／ｄ ・・・
（１）ここに ｑ：電荷素置 ｎｏ ：高抵抗層の平衡キャリア濃度 μ０ ：高抵抗層の電子移動度 Ｖ：印加電圧 なお、第２図中、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２は活性
層、３は特性評価用のオーミック電極、４が高抵抗層で
ある。
（１）ここに ｑ：電荷素置 ｎｏ ：高抵抗層の平衡キャリア濃度 μ０ ：高抵抗層の電子移動度 Ｖ：印加電圧 なお、第２図中、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２は活性
層、３は特性評価用のオーミック電極、４が高抵抗層で
ある。
また、オーミック領域ａとトラップ充填領域すの境界電
圧ｖｃは次式で表わされる。
圧ｖｃは次式で表わされる。
ＶＣ−（ｑ−Ｎｔ／２ε） ・ｄ２ ・−（
２）ここに、 Ｎｔニドラップ濃度 と：誘電率 形成された高抵抗層に高い電界を印加しても所要の高い
抵抗率を得るためにはＩｏｈｍか小さく境界電圧ＶＣが
大きいことか必要である。このためには有効電流径路ｄ
を大、即ち、イオンの注入深さ（イオンの侵入距離ＲＰ
）を大にすることか必要である。イオンの侵入距離ＲＰ
を活性層の深さの２．５倍以上にすると境界電圧ＶＣは
従来技術に比べて約２倍程度以上となることが判明し、
イオンの注入深さを活性層の２．５倍以上とすることに
より高抵抗層に高い電界を印加しても所要の高い抵抗率
を得ることが可能となる。活性層が厚い場合、その２．
５倍以上の注入深さとするため、高エネルギーでイオン
注入すると活性層表面のダメージが増して表面リークが
増えることが懸念される。この場合は多重注入を用いる
ことで解決が可能である。一方、イオン注入量が大きく
なり過ぎると、活性層表面のダメージが増し、オーミッ
ク領域ａての電気抵抗が低下してリーク電流か増える。
２）ここに、 Ｎｔニドラップ濃度 と：誘電率 形成された高抵抗層に高い電界を印加しても所要の高い
抵抗率を得るためにはＩｏｈｍか小さく境界電圧ＶＣが
大きいことか必要である。このためには有効電流径路ｄ
を大、即ち、イオンの注入深さ（イオンの侵入距離ＲＰ
）を大にすることか必要である。イオンの侵入距離ＲＰ
を活性層の深さの２．５倍以上にすると境界電圧ＶＣは
従来技術に比べて約２倍程度以上となることが判明し、
イオンの注入深さを活性層の２．５倍以上とすることに
より高抵抗層に高い電界を印加しても所要の高い抵抗率
を得ることが可能となる。活性層が厚い場合、その２．
５倍以上の注入深さとするため、高エネルギーでイオン
注入すると活性層表面のダメージが増して表面リークが
増えることが懸念される。この場合は多重注入を用いる
ことで解決が可能である。一方、イオン注入量が大きく
なり過ぎると、活性層表面のダメージが増し、オーミッ
ク領域ａての電気抵抗が低下してリーク電流か増える。
イオン注入量の増加とともにリーク電流が増加し始める
のは、およそホウ素イオンの濃度が活性層のキャリア濃
度の１／１ｏを超える付近である。このため注入するホ
ウ素イオンの注入量は活性層のキャリア濃度の１ ／
１．０以下に抑えられる。以上のように、活性層表面か
らその活性層の深さの２．５倍以上の深さに、当該活性
層のキャリア濃度の１／１０以下のホウ素イオンをイオ
ン注入することにより、形成された高抵抗層に高い電界
を印加しても所要の高い抵抗率が得られて十分に素子間
等の分離か可能となる。
のは、およそホウ素イオンの濃度が活性層のキャリア濃
度の１／１ｏを超える付近である。このため注入するホ
ウ素イオンの注入量は活性層のキャリア濃度の１ ／
１．０以下に抑えられる。以上のように、活性層表面か
らその活性層の深さの２．５倍以上の深さに、当該活性
層のキャリア濃度の１／１０以下のホウ素イオンをイオ
ン注入することにより、形成された高抵抗層に高い電界
を印加しても所要の高い抵抗率が得られて十分に素子間
等の分離か可能となる。
［実施例］
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第３図（Ａ）に示すように、半絶縁性ＧａＡｓ基板１の
一主面に２９８１＋イオンをイオン注入してｎ型の活性
層２を形成する。イオン注入の条件は、加速電圧１００
ｋｅＶ、ドース量５×１０１２／ｃ−とじ、イオン注入
後アニールを施した。この条件で得た活性層２の深さは
８５０Ａである。活性層２の表面には形成する高抵抗層
の電気的特性評価のため、２μｍの間隔をおいて１対の
オーミック電極３を形成した。
一主面に２９８１＋イオンをイオン注入してｎ型の活性
層２を形成する。イオン注入の条件は、加速電圧１００
ｋｅＶ、ドース量５×１０１２／ｃ−とじ、イオン注入
後アニールを施した。この条件で得た活性層２の深さは
８５０Ａである。活性層２の表面には形成する高抵抗層
の電気的特性評価のため、２μｍの間隔をおいて１対の
オーミック電極３を形成した。
次いで、オーミック電極３をマスクとして活性層２に１
１８４イオンをイオン注入して高抵抗層４を形成する（
第３図（Ｂ））。イオン注入の条件は、ドーズ量４Ｘ１
０１’／ｃ−で、加速電圧は特性評価の目的て５０〜１
６０ｋｅＶの間で可変した。加速電圧１６０ｋｅＶて、
イオンの注入深さは活性層２の深さの２．５倍以上とな
る。
１８４イオンをイオン注入して高抵抗層４を形成する（
第３図（Ｂ））。イオン注入の条件は、ドーズ量４Ｘ１
０１’／ｃ−で、加速電圧は特性評価の目的て５０〜１
６０ｋｅＶの間で可変した。加速電圧１６０ｋｅＶて、
イオンの注入深さは活性層２の深さの２．５倍以上とな
る。
第４図は、上記のようにして形成した試料について境界
電圧ＶＣの加速電圧依存性の測定結果を示している。従
来技術における加速電圧はせいぜい１００ｋｅＶである
。これに対し、加速電圧１６０ｋｅＶてイオン注入して
イオン注入の深さを活性層２の深さの２．５倍以上とす
ると、境界電圧ＶＣは従来技術の約２．５倍になること
が分る。
電圧ＶＣの加速電圧依存性の測定結果を示している。従
来技術における加速電圧はせいぜい１００ｋｅＶである
。これに対し、加速電圧１６０ｋｅＶてイオン注入して
イオン注入の深さを活性層２の深さの２．５倍以上とす
ると、境界電圧ＶＣは従来技術の約２．５倍になること
が分る。
また、第５図は、イオン注入の深さとオーミック電極３
．３間のリーク電流との関係の測定結果を示している。
．３間のリーク電流との関係の測定結果を示している。
印加電界はＩＯＶ／２μｍである。
測定結果は、活性層２の深さ８５０人に対し、イオン注
入の深さをそのほぼ２．５倍である２１０ＯＡ以上にす
ると、リーク電流は１．０×１Ｏ−７Ａ程度以下に減少
して実用に供し得る値まで減少し、はぼ３倍以上である
２９０ＯＡ以上にするとリーク電流は２ Ｘ ］、 Ｏ
−８Ａ程度となって飽和する。
入の深さをそのほぼ２．５倍である２１０ＯＡ以上にす
ると、リーク電流は１．０×１Ｏ−７Ａ程度以下に減少
して実用に供し得る値まで減少し、はぼ３倍以上である
２９０ＯＡ以上にするとリーク電流は２ Ｘ ］、 Ｏ
−８Ａ程度となって飽和する。
この実施例から、活性層２の表面からその活性層２の深
さの２．５倍以上の深さに、当該活性層のキャリア濃度
の１／１０以下の１１ Ｂ＋イオンをイオン注入する
ことにより、高い電界を印加しても十分に素子間等の分
離か可能な高抵抗層４かＧａＡｓ基板１上に得られるこ
とが分る。
さの２．５倍以上の深さに、当該活性層のキャリア濃度
の１／１０以下の１１ Ｂ＋イオンをイオン注入する
ことにより、高い電界を印加しても十分に素子間等の分
離か可能な高抵抗層４かＧａＡｓ基板１上に得られるこ
とが分る。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、活性層表面か
らその活性層の深さの２．５倍以上の深さに、当該活性
層のキャリア濃度の１／１０以下のホウ素イオンをイオ
ン注入するようにしたため、高い電界を印加してもリー
ク電流か少なく十分に素子間等の分離が可能な高抵抗層
を基板上に形成することができる。
らその活性層の深さの２．５倍以上の深さに、当該活性
層のキャリア濃度の１／１０以下のホウ素イオンをイオ
ン注入するようにしたため、高い電界を印加してもリー
ク電流か少なく十分に素子間等の分離が可能な高抵抗層
を基板上に形成することができる。
第１図及び第２図はこの発明に係る半導体装置の製造方
法で形成される高抵抗層の特性を説明するためのもので
、第１図は導電機構を説明するための印加電圧対電流特
性を示す特性図、第２図は有効電流径路を説明するため
の縦断面図、第３図ないし第５図はこの発明の詳細な説
明するためのもので、第３図は高抵抗層の形成工程を説
明するための工程図、第４図は形成された高抵抗層にお
ける境界電圧の加速電圧依存性を示す特性図、第５図は
イオン注入の深さと高抵抗層のリーク電流との関係を示
す特性図である。 １・半絶縁性ＧａＡｓ基板、 ２：活性層、 ４：高抵抗層。
法で形成される高抵抗層の特性を説明するためのもので
、第１図は導電機構を説明するための印加電圧対電流特
性を示す特性図、第２図は有効電流径路を説明するため
の縦断面図、第３図ないし第５図はこの発明の詳細な説
明するためのもので、第３図は高抵抗層の形成工程を説
明するための工程図、第４図は形成された高抵抗層にお
ける境界電圧の加速電圧依存性を示す特性図、第５図は
イオン注入の深さと高抵抗層のリーク電流との関係を示
す特性図である。 １・半絶縁性ＧａＡｓ基板、 ２：活性層、 ４：高抵抗層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）実質的に絶縁性であるＧａＡｓ半導体からなる基
板上にｎ型ＧａＡｓを含む半導体からなる活性層を形成
する工程、 （ｂ）前記活性層表面から該活性層の深さの２．５倍以
上の深さに当該活性層のキャリア濃度の１／１０以下の
ホウ素イオンをイオン注入する工程 を有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 |
|---|---|---|---|
| JP24392590A JPH04124854A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24392590A JPH04124854A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124854A true JPH04124854A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17111063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24392590A Pending JPH04124854A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04124854A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833264B1 (en) | 1997-10-31 | 2004-12-21 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Hyaluronan synthase gene and uses therof |
| US6987023B2 (en) | 1998-04-02 | 2006-01-17 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | DNA encoding hyaluronan synthase from Pasteurella multocida and methods of use |
| US7091008B1 (en) | 1994-07-01 | 2006-08-15 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Hyaluronan synthase genes and expression thereof in Bacillus hosts |
| US7094581B2 (en) | 1998-10-26 | 2006-08-22 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Hyaluronan synthases and methods of making and using same |
| US7223571B2 (en) | 1998-04-02 | 2007-05-29 | The Board Of Regents Of The Universtiy Of Oklahoma | Targeted glycosaminoglycan polymers by polymer grafting and methods of making and using same |
| US7741091B2 (en) | 1998-04-02 | 2010-06-22 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Methods of producing hyaluronic acid and chimeric and hybrid glycosaminoglycan polymers |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP24392590A patent/JPH04124854A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7091008B1 (en) | 1994-07-01 | 2006-08-15 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Hyaluronan synthase genes and expression thereof in Bacillus hosts |
| US8735102B2 (en) | 1994-07-01 | 2014-05-27 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Hyaluronan synthase genes and expression thereof in Bacillus hosts |
| US6833264B1 (en) | 1997-10-31 | 2004-12-21 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Hyaluronan synthase gene and uses therof |
| US6987023B2 (en) | 1998-04-02 | 2006-01-17 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | DNA encoding hyaluronan synthase from Pasteurella multocida and methods of use |
| US7223571B2 (en) | 1998-04-02 | 2007-05-29 | The Board Of Regents Of The Universtiy Of Oklahoma | Targeted glycosaminoglycan polymers by polymer grafting and methods of making and using same |
| US7579173B2 (en) | 1998-04-02 | 2009-08-25 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Targeted glycosaminoglycan polymers by polymer grafting and methods of making and using the same |
| US7604973B2 (en) | 1998-04-02 | 2009-10-20 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | DNA encoding hyaluronan synthase from Pasteurella multocida and methods of use |
| US7741091B2 (en) | 1998-04-02 | 2010-06-22 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Methods of producing hyaluronic acid and chimeric and hybrid glycosaminoglycan polymers |
| US7094581B2 (en) | 1998-10-26 | 2006-08-22 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Hyaluronan synthases and methods of making and using same |
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