(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型ＧａＡｓ系化合物半導体上に、拡散予定領域を露出する第一の窓を備えたＡｌ2Ｏ3膜からなる拡散マスクを形成する工程と、
前記拡散マスク上に順次に、ＺｎＯ／ＳｉＯ2混合膜から構成される拡散源膜及びＳｉＮ膜から構成されるアニールキャップ膜を形成する工程と、
不純物を前記拡散源膜から拡散予定領域に熱拡散させて、不純物拡散領域を形成する工程と、
前記アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチング除去して、前記不純物拡散領域を第一の窓を介し露出させる工程と、
前記拡散マスク上にＳｉＮ膜から構成される層間絶縁膜を形成し、然る後、少なくとも電極配設領域の層間絶縁膜は残存させるように、層間絶縁膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる工程とを含み、
前記電極配設領域を、拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域として成ることを特徴とするｐｎ接合素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のｐｎ接合素子の製造方法において、
層間絶縁膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出しかつ第一の窓よりも小さい第二の窓を、層間絶縁膜に形成することを特徴とするｐｎ接合素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のｐｎ接合素子の製造方法において、前記不純物拡散領域を第一の窓を介し露出させる工程では、ふっ酸系エッチャントを用いて前記エッチング除去を行うことを特徴とするｐｎ接合素子の製造方法。
【請求項４】
ｎ型ＧａＡｓ系化合物半導体上に、拡散予定領域を露出する第一の窓を備えたＡｌ2Ｏ3膜からなる拡散マスクを形成する工程と、
前記拡散マスク上に順次に、ＺｎＯ／ＳｉＯ2混合膜から構成される拡散源膜及びＳｉＮ膜から構成されるアニールキャップ膜を形成する工程と、
不純物を前記拡散源膜から拡散予定領域に熱拡散させて、不純物拡散領域を形成する工程と、
少なくとも電極配設領域の拡散源膜は残存させるように、アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる工程とを含み、
前記電極配設領域を、拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域として成ることを特徴とするｐｎ接合素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のｐｎ接合素子の製造方法において、
アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出しかつ第一の窓よりも小さい第二の窓を、拡散源膜に形成することを特徴とするｐｎ接合素子の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５記載のｐｎ接合素子の製造方法において、前記電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる工程では、ふっ酸系エッチャントを用いて前記エッチングを行うことを特徴とするｐｎ接合素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ｐｎ接合素子例えば発光素子に用いるｐｎ接合素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ｐｎ接合素子を製造するための不純物拡散工程においては、Ａｌ２  Ｏ３  膜、ＳｉＮＸ  膜等の膜が拡散マスクとして用いられている。
【０００３】
例えば特開昭６２−１３９３２０号公報に開示されている固相拡散法にあっては、ＧａＡｓ基板上に順次に、拡散マスク及び拡散源膜を形成する。拡散源膜によりＺｎを供給し、Ｚｎを拡散マスクを介して選択的に基板中へ拡散させる。Ｚｎ拡散により基板中に不純物拡散層を形成する。拡散マスクとして、Ａｌ２  Ｏ３  と、ＳｉＯ２  、ＳｉＮＸ  又はＡｌＮとの混合物が用いられ、さらに拡散源膜としてＺｎドープトＳｉＯ２  膜が用いられる。
【０００４】
一般に、拡散源膜は拡散終了後にＨＦ系エッチャントを用いてエッチング除去され、拡散マスクは層間絶縁膜として基板上に残存させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来にあっては、拡散マスクをＡｌ２  Ｏ３  膜又はＳｉＮＸ  膜とし、或は、拡散マスクをＡｌ２  Ｏ３  とＳｉＯ２  、ＳｉＮＸ  又はＡｌＮとの混合物としており、これら拡散マスクはいずれも、ＨＦ系エッチャントに対して耐食性を有さない。従って拡散源膜をエッチング除去する際に、拡散マスクもエッチングされてしまう。
【０００６】
その結果、拡散マスクの拡散窓が広がってＺｎが拡散されていない領域（非拡散領域）の基板面が露出したり、拡散マスクに穴を生じたりする。従って基板中の不純物拡散層と電気接続する電極を、拡散マスク上に形成すると、この電極が、拡散窓周辺において露出する非拡散領域の基板面と接触し或は穴を介して非拡散領域の基板面と接触して、基板にリーク電流が流れるという問題を生ずる。
【０００７】
この出願の目的は上述した従来の問題点を解決し、不純物拡散層に電気接続する電極と非拡散領域の基板とがショートするのを防止できる層間絶縁構造のｐｎ接合素子を製造するための方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
この目的を達成するため、請求項１記載のｐｎ接合素子の製造方法は、ｎ型ＧａＡｓ系化合物半導体上に、拡散予定領域を露出する第一の窓を備えたＡｌ2Ｏ3膜からなる拡散マスクを形成する工程と、拡散マスク上に順次に、ＺｎＯ／ＳｉＯ2混合膜から構成される拡散源膜及びＳｉＮ膜から構成されるアニールキャップ膜を形成する工程と、不純物を拡散源膜から拡散予定領域に熱拡散させて、不純物拡散領域を形成する工程と、アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチング除去して、不純物拡散領域を第一の窓を介し露出させる工程と、拡散マスク上にＳｉＮ膜から構成される層間絶縁膜を形成し、然る後、少なくとも電極配設領域の層間絶縁膜は残存させるように、層間絶縁膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる工程とを含み、電極配設領域を、拡散マスクの上面から第一の窓の側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域の上面に至る領域として成ることを特徴とする。
【０００９】
このような製造方法によれば、拡散マスク上に形成した層間絶縁膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる際に、電極配設領域（不純物拡散領域に電気接続する電極が設けられる領域）を、拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域とし、少なくとも電極配設領域の層間絶縁膜を残存させるように、エッチングを行なう。従って電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させ、かつ、電極配設領域を層間絶縁膜で被覆する。
【００１０】
従ってアニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチング除去して不純物拡散領域を第一の窓を介し露出させた際に、拡散マスクがエッチングされその結果電極配設領域の拡散マスクに穴を生じたとしても、また膜の形成、第一の窓の形成、或は拡散アニールの際に電極配設領域の拡散マスクに穴或はピンホールを生じたとしても、その電極配設領域の穴を、層間絶縁膜により塞ぐことができる。
【００１１】
さらにアニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチング除去して不純物拡散領域を第一の窓を介し露出させた際に、拡散マスクがエッチングされその結果拡散マスクが備える第一の窓が広がって不純物拡散領域周辺の非拡散領域（不純物が拡散されていない領域）の化合物半導体が露出されたとしても、電極配設領域で露出する非拡散領域の化合物半導体を、層間絶縁膜で被覆することができる。
【００１２】
また請求項４記載のｐｎ接合素子の製造方法によれば、ｎ型ＧａＡｓ系化合物半導体上に、拡散予定領域を露出する第一の窓を備えたＡｌ2Ｏ3膜からなる拡散マスクを形成する工程と、拡散マスク上に順次に、ＺｎＯ／ＳｉＯ2混合膜から構成される拡散源膜及びＳｉＮ膜から構成されるアニールキャップ膜を形成する工程と、不純物を拡散源膜から拡散予定領域に熱拡散させて、不純物拡散領域を形成する工程と、少なくとも電極配設領域の拡散源膜は残存させるように、アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる工程とを含み、電極配設領域を、拡散マスク上面から第一の窓の側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域として成ることを特徴とする。
【００１３】
このような製造方法によれば、拡散マスク上に順次に拡散源膜及びアニールキャップ膜を形成し、拡散源膜から拡散マスクの第一の窓を介して化合物半導体へ不純物を拡散させる。然る後、アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる。このエッチングの際に、電極配設領域（不純物拡散領域に電気接続する電極を設ける領域）を、拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域とし、少なくとも電極配設領域の拡散源膜を残存させるように、エッチングを行なう。
【００１４】
従ってアニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる際に、電極配設領域の拡散マスクの上面がエッチングされるのを防止できるので、電極配設領域の拡散マスクに穴が生じるのを防止できる。また拡散マスクを形成するための膜形成、第一の窓の形成或は拡散アニールの際に、電極配設領域の拡散マスクにピンホールを生じたとしても、電極配設領域のピンホールを拡散源膜で塞ぐことができる。
【００１５】
またアニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる際に、電極配設領域において第一の窓の側面部分がエッチングされるのを防止できるので、電極配設領域において不純物拡散領域周辺の非拡散領域が露出するのを防止できる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面を参照し、発明の実施例につき説明する。尚、図面は発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、従って発明を図示例に限定するものではない。
【００１７】
図１〜図３は請求項１記載の発明の実施例の説明に供する製造工程図である。これら図にあっては、ｐｎ接合素子アレイを構成するｐｎ接合素子一素子分の製造工程を断面図で段階的に示してある。
【００１８】
（第一導電型の化合物半導体上に、拡散予定領域を露出する第一の窓を備えた拡散マスクを形成する工程ａ）この実施例では、第一導電型の化合物半導体１０を、半導体基板ここでは発光素子として機能させるｐｎ接合素子の製造に良く用いられるｎ−ＧａＡｓ１−Ｘ  ＰＸ  基板とする。例えばＸ＝０．２である。そして化合物半導体１０の一方の主面１０ａ上に、主面全面にわたって、マスク形成用のＡｌ２  Ｏ３  膜１２を堆積させる（図１（Ａ））。スパッタ法によりＡｌ２  Ｏ３  膜を形成すれば良い。
【００１９】
次いでフォトリソ及びエッチング技術により、拡散予定領域のＡｌ２  Ｏ３  膜１２を部分的にエッチング除去して、拡散予定領域１４の主面１０ａを露出する第一の窓１６を形成する。これにより拡散マスク１８として第一の窓１６を備えるＡｌ２  Ｏ３  膜１２が得られ、拡散マスク１８の形成が終了する（図１（Ｂ））。ふっ酸系エッチャント又は熱りん酸を用いたウエットエッチングにより、Ａｌ２  Ｏ３  膜１２をエッチングすれば良い。ふっ酸系エッチャントとしては、例えばバッファードふっ酸を用いることができる。
【００２０】
（拡散マスク上に順次に、拡散源膜及びアニールキャップ膜を形成する工程ｂ）次にこの実施例では、拡散マスク１８上に順次に、拡散源膜２０及びアニールキャップ膜２２を形成し、これら膜２０及び２２により拡散予定領域１４を覆う（図１（Ｃ））。これら膜２０及び２２を、主面１０ａ全面にわたって形成する。尚、拡散マスク１８上にアニールキャップ膜２２を形成するのみならず、化合物半導体１０の他方の主面１０ｂ上にもアニールキャップ膜を形成するようにしても良い。
【００２１】
ここでは、拡散源膜２０を、ドープトオキサイド（ｄｏｐｅｄ  ｏｘｉｄｅ  ）膜例えばＺｎＯ及びＳｉＯ２  の混合膜（以下、ＺｎＯ／ＳｉＯ２  混合膜）とする。拡散源膜２０は化合物半導体１０に拡散させる不純物例えばＺｎを含む膜であれば良く、このような拡散源膜２０であれば拡散源膜２０の形成材料の種類は問わない。ＺｎＯ／ＳｉＯ２  混合膜のほか例えばＺｎＯ膜を、拡散源膜２０とすることもできる。拡散源膜２０をＺｎＯ膜とする場合には、拡散源膜２０と主面１０ａとの間にＳｉＯ２  保護膜を形成しても良い。
【００２２】
またアニールキャップ膜２２を、例えばＳｉＮ膜とする。アニールキャップ膜２２は化合物半導体１０に拡散させる不純物例えばＺｎを透過或は拡散しにくい膜であれば良い。このようなアニールキャップ膜２２であればアニールキャップ膜２２の形成材料の種類は問わない。
【００２３】
不純物が透過しにくければ、不純物拡散のための加熱処理において、化合物半導体１０に拡散させた不純物が雰囲気中へ逃散するのを防止でき、従って高濃度の不純物拡散領域を形成することができる。
【００２４】
さらに好ましくはアニールキャップ膜２２は不純物を透過或は拡散しにくい膜であることに加え、化合物半導体１０の構成元素ここではＧａ、Ａｓ及びＰをも透過しにくい膜であるのが良い。化合物半導体１０の構成元素が透過しにくければ、不純物拡散のための熱処理において、化合物半導体１０の構成元素が雰囲気中へ逃散するのを防止でき、従って化合物半導体１０の欠陥を生じにくくすることができる。ＳｉＮ膜は、不純物と化合物半導体１０の構成元素とを透過しにくい膜であり、従ってＳｉＮ膜はアニールキャップ膜２２に非常に適した膜である。
【００２５】
（不純物を拡散源膜から拡散予定領域に熱拡散させて、第二導電型の不純物拡散領域を形成する工程ｃ）次にこの実施例では、Ｎ２  雰囲気大気圧下でアニールを行なって、固相拡散法により、拡散源膜２０が含む不純物を、拡散源膜２０から化合物半導体１０に熱拡散させる。不純物は、拡散マスク１８の拡散窓すなわち第一の窓１６を介して、拡散予定領域１４の化合物半導体１０に選択的に拡散し、従って拡散予定領域１４に、第二導電型の不純物拡散領域２４を形成できる（図２（Ａ））。ここではＺｎを拡散させてｐ型の不純物拡散領域２４を形成する。アニール温度及びアニール時間を制御することにより、不純物拡散領域２４の深さを制御する。
【００２６】
（アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチング除去して、不純物拡散領域を第一の窓を介し露出させる工程ｄ）次にこの実施例では、ふっ酸系エッチャントを用いたウエットエッチングにより、ＳｉＮアニールキャップ膜２２を主面１０ａ全面にわたってエッチング除去する。次いで、ふっ酸系エッチャントを用いたウエットエッチングにより、拡散源膜２０を主面１０ａ全面にわたってエッチング除去し、拡散マスク１８の第一の窓１６を介して不純物拡散領域２４を露出させる（図２（Ｂ））。
【００２７】
尚、アニールキャップ膜２２の除去に用いるエッチャントは、アニールキャップ膜２２の組成に応じて任意好適に変更できる。ふっ酸系エッチャントを用いてエッチングできる組成の膜例えばＳｉＮ膜を、アニールキャップ膜２２として用いれば、拡散源膜２０に加えてアニールキャップ膜２２も、ふっ酸系エッチャントでエッチング除去でき、工程の簡略化を図れる。拡散源膜２０を膜厚５００Å程度のＺｎＯ／ＳｉＯ２  混合膜及びアニールキャップ膜２２を膜厚５００Å程度のＳｉＮとした場合、バッファードふっ酸を用いると、これら膜２０、２２を除去するのに要するエッチング時間は１２〜１５分程度となる。
【００２８】
（拡散マスク上に層間絶縁膜を形成し、然る後、少なくとも電極配設領域の層間絶縁膜は残存させるように、層間絶縁膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる工程ｅ：ここで電極配設領域は不純物拡散領域に電気接続する電極を設ける領域であって、この電極配設領域を、拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域とする）次にこの実施例では、拡散マスク１８上に、層間絶縁膜２６としてＳｉＮ膜を堆積させる（図２（Ｃ））。尚、層間絶縁膜２６としてＳｉＮ膜のほか、Ａｌ２  Ｏ３  膜或はそのほかの酸化物膜や、ＡｌＮ膜或はそのほかの窒化物膜を用いても良い。
【００２９】
次いでフォトリソ及びエッチング技術を用い、電極コンタクト領域の不純物拡散領域２４に対応する部分の層間絶縁膜２６をエッチング除去して、層間絶縁膜２６に第二の窓２８を形成する（図３（Ａ））。このエッチングの際、電極配設領域（ここでは後述する第二電極３０が形成される領域）を拡散マスク１８上面から第一の窓１６側壁面を経て第一の窓１６内側の不純物拡散領域２４上面に至る領域領域とし、少なくともこの電極配設領域の層間絶縁膜２６を残存させるように、第二の窓２８を形成して、電極コンタクト領域の不純物拡散領域２４を第二の窓２８を介して露出させる。層間絶縁膜２６のエッチングを行なう際には、第二の窓２８を形成しない領域の層間絶縁膜２６をエッチングマスクで覆い、このエッチングマスクにより、第二の窓２８以外の穴やピンホールが層間絶縁膜２６に生じるのを防止するのが好ましい。
【００３０】
ここでは、電極コンタクト領域の不純物拡散領域２４を露出しかつ第一の窓１６よりも小さい第二の窓２８を備えた層間絶縁膜２６を、拡散マスク１８上に形成する。設計形状及び設計寸法が第一の窓１６よりも小さい第二の窓２８を、平面的に見て、第一の窓１６の内側に配置し、これにより、拡散マスク１８上面から第一の窓１６側壁面を経て第一の窓１６内側の不純物拡散領域２４上面に至る領域を、層間絶縁膜２６で被覆しつつ、電極コンタクト領域の不純物拡散領域２４を第二の窓２８を介し露出させることができる。
【００３１】
従ってアニールキャップ膜２２及び拡散源膜２０をエッチングして不純物拡散領域２４を第一の窓１６を介し露出させた際に、第一の窓１６側壁面の拡散マスク１８がエッチングされて第一の窓１６が広がり、その結果、不純物拡散領域２４周辺の非拡散領域が露出したとしても、露出した非拡散領域を層間絶縁膜２６で覆うことができるので、電極コンタクト領域で不純物拡散領域２４に電気接続する電極と不純物拡散領域２４周辺の非拡散領域との間でリークやショートが発生するのを防止できる。また不純物拡散領域２４の拡散深さを浅くした場合に横方向拡散距離が短くなるが、この場合でも、不純物拡散領域２４に電気接続する電極と不純物拡散領域２４周辺の非拡散領域との間に、層間絶縁膜２６が介在するので、これら電極及び非拡散領域を離すことができ、これがため、これら電極及び非拡散領域の間でリークやショートが発生するのを防止できる。
【００３２】
また層間絶縁膜２６が備える第二の窓２８の設計形状及び設計寸法は、拡散マスク１８が備える第一の窓１６の設計形状及び設計寸法よりも小さく、例えば、第二の窓２８の設計寸法を、第一の窓１６の設計寸法よりも１０μｍ程度小さくして、第二の窓２８側壁面と第一の窓１６側壁面との間の離間距離が５μｍ程度となるようにする。この１０μｍという数値は、フォトリソ工程における露光マスクの位置合わせ余裕を考慮しつつ、不純物拡散領域２４に電気接続する電極と不純物拡散領域２４周辺の非拡散領域との間に、前述したリークやショートを防止するに充分な離間距離を、確保するという観点から導き出した値である。第二の窓２８の設計寸法は露光マスクの位置合わせ精度に応じて任意好適に変更できる。
【００３３】
図示例では、平面的に見て第二の窓２８全体が第一の窓１６の内側に位置するように、第二の窓２８を形成し、これにより第一の窓１６の全周にわたって、第一の窓１６の側面を、層間絶縁膜２６で被覆している。しかしながら、不純物拡散領域２４に接続する電極を設ける電極配設領域を、拡散マスク１８上面から第一の窓１６側壁面を経て第一の窓１６内側の不純物拡散領域２４上面に至る領域とし、少なくともこの電極配設領域を層間絶縁膜２６で覆ってあれば、不純物拡散領域２４に接続する電極を設けない領域（電極非配設領域）にあっては、拡散マスク１８上面、第一の窓１６の側壁面或は不純物拡散領域２４上面を、層間絶縁膜２６で被覆せずに露出させても良い。
【００３４】
（第一導電型の化合物半導体及び第二導電型の不純物拡散領域と電気接続する第一及び第二電極を形成する工程ｆ）次にこの実施例では、第二電極３０ここではＡｌ電極を層間絶縁膜２６上に形成する。第二電極３０を、第二の窓２８を介して不純物拡散領域２４と接触させる。然る後、シンターを行なって、第二電極３０と不純物拡散領域２４との間にオーミック接続を形成する。
【００３５】
次いで不純物拡散領域２４を形成した側とは反対側の主面１０ｂを研磨する。次いで主面１０ｂ上に、第一電極３２ここではＡｕ合金電極を形成する。第一電極３２を、化合物半導体１０の主面１０ｂと接触させる。然る後、シンターを行なって、第一電極３２と化合物半導体１０との間にオーミック接続を形成し、図３（Ｂ）に示す構造のｐｎ接合素子３４を完成する。このｐｎ接合素子３４は発光素子として用いて好適である。
【００３６】
この実施例によれば、アニールキャップ膜２２及び拡散源膜２０をふっ酸系エッチャントでエッチングして不純物拡散領域２４を第一の窓１６を介し露出させた際にこのエッチャントにより拡散マスク１８がエッチングされ、その結果、拡散マスク１８に第一の窓１６以外の穴が新たに形成された場合でも、この新たな穴を層間絶縁膜２６で塞ぐことができる。また拡散マスク１８がエッチングされ、その結果、拡散マスク１８が備える第一の窓１６の形状及び寸法が設計形状及び設計寸法よりも大きくなり、従って不純物拡散領域２４の周縁部分の非拡散領域（不純物が拡散されていない化合物半導体１０）であって電極配設領域の非拡散領域が、エッチングにより広がった第一の窓１６を介して露出されることとなった場合でも、第二の窓２８の設計寸法及び設計形状を第一の窓１６の設計寸法及び設計形状よりも小さくしているので、この露出された電極配設領域の非拡散領域を層間絶縁膜２６で覆うことができる。また不純物拡散領域２４の拡散深さを浅くした場合のように横方向拡散距離が短くなった場合でも、不純物拡散領域２４に接続する電極と不純物拡散領域２４周辺の非拡散領域とを、層間絶縁膜２６を介して離間させることができるので、これら電極及び非拡散領域の間で短絡及びリーク電流が発生するという問題は、起こりにくくなる。この結果、良好な特性を有するｐｎ接合素子３４を、歩留り良く製造できる。
【００３７】
図４は請求項１記載の発明の変形例の説明に供する説明図であって、図４（Ａ）及び（Ｂ）はいずれも、図３（Ｂ）の製造工程段階に対応する製造工程段階の断面図である。
【００３８】
上述した請求項１記載の発明の実施例では、層間絶縁膜２６が備える第二の窓２８を、拡散マスク１２が備える第一の窓１６よりも小さな寸法及び形状の、窓としたが、図４（Ａ）にも示すように、第二の窓２８を、第一の窓１６よりも大きな寸法及び形状の、窓としても良い。不純物拡散領域２４に接続する電極が設けられる電極配設領域を、拡散マスク１２上面から第一の窓１６側壁面を経て第一の窓１６内側の不純物拡散領域２４上面に至る領域とし、少なくともこの電極配設領域に層間絶縁膜２６を残存させるようにして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出する第二の窓２８を形成してあれば、第二の窓２８は第一の窓１６よりも大きくても良いし、また第二の窓２８と第一の窓１６とを同一の寸法形状としこれら窓２８、１６を位置をずらして形成しても良い。
【００３９】
また図４（Ｂ）にも示すように、不純物拡散領域２４に接続する電極が設けられる電極配設領域の層間絶縁膜２６のみを残存させ、不純物拡散領域２４に接続する電極を設けない領域（電極非配設領域）の層間絶縁膜２６を全てエッチング除去しても良い。
【００４０】
図５〜図６は請求項３記載の発明の実施例の説明に供する製造工程図である。これら図にあっては、ｐｎ接合素子アレイを構成するｐｎ接合素子一素子分の製造工程を断面図で段階的に示してある。
【００４１】
（第一導電型の化合物半導体上に、拡散予定領域を露出する第一の窓を備えた拡散マスクを形成する工程Ａ）この実施例では、第一導電型の化合物半導体４０を、半導体基板ここでは発光素子として機能させるｐｎ接合素子の製造に良く用いられるｎ−ＧａＡｓ１−Ｘ  ＰＸ  基板とする。例えばＸ＝０．２である。そして化合物半導体４０の一方の主面４０ａ上に、主面全面にわたって、マスク形成用のＡｌ２  Ｏ３  膜４２を堆積させる（図５（Ａ））。スパッタ法によりＡｌ２  Ｏ３  膜を形成すれば良い。
【００４２】
次いでフォトリソ及びエッチング技術により、拡散予定領域のＡｌ２  Ｏ３  膜４２を部分的にエッチング除去して、拡散予定領域４４の主面４０ａを露出する第一の窓４６を形成する。これにより拡散マスク４８として第一の窓４６を備えるＡｌ２  Ｏ３  膜４２が得られ、拡散マスク４８の形成が終了する（図５（Ｂ））。ふっ酸系エッチャント又は熱りん酸を用いたウエットエッチングにより、Ａｌ２  Ｏ３  膜４２をエッチングすれば良い。例えばバッファードふっ酸を、ふっ酸系エッチャントとして用いることができる。
【００４３】
（拡散マスク上に順次に、拡散源膜及びアニールキャップ膜を形成する工程Ｂ）次にこの実施例では、拡散マスク４８上に順次に、拡散源膜５０及びアニールキャップ膜５２を形成し、これら膜５０及び５２により拡散予定領域４４を覆う（図５（Ｃ））。これら膜５０及び５２を、主面４０ａ全面にわたって形成する。尚、拡散マスク４８上にアニールキャップ膜５２を形成するのみならず、化合物半導体４０の他方の主面４０ｂ上にもアニールキャップ膜を形成するようにしても良い。
【００４４】
ここでは、拡散源膜５０を、ドープトオキサイド（ｄｏｐｅｄ  ｏｘｉｄｅ  ）膜例えばＺｎＯ及びＳｉＯ２  の混合膜（以下、ＺｎＯ／ＳｉＯ２  混合膜）とする。拡散源膜５０は化合物半導体４０に拡散させる不純物例えばＺｎを含む膜であれば良く、このような拡散源膜５０であれば拡散源膜５０の形成材料の種類は問わない。ＺｎＯ／ＳｉＯ２  混合膜のほか例えばＺｎＯ膜を、拡散源膜５０とすることもできる。拡散源膜５０をＺｎＯ膜とする場合には、拡散源膜５０と主面４０ａとの間にＳｉＯ２  保護膜を形成しても良い。
【００４５】
またアニールキャップ膜５２を、ＳｉＮ膜とする。アニールキャップ膜５２は化合物半導体４０に拡散させる不純物例えばＺｎを透過或は拡散しにくい膜であれば良い。このようなアニールキャップ膜５２であればアニールキャップ膜５２の形成材料の種類は問わない。
【００４６】
不純物が透過しにくければ、不純物拡散のための加熱処理において、化合物半導体４０に拡散させた不純物が雰囲気中へ逃散するのを防止でき、従って高濃度の不純物拡散領域を形成することができる。
【００４７】
さらに好ましくはアニールキャップ膜５２は不純物を透過或は拡散しにくい膜であることに加え、化合物半導体４０の構成元素ここではＧａ、Ａｓ及びＰをも透過しにくい膜であるのが良い。化合物半導体４０の構成元素が透過しにくければ、不純物拡散のための熱処理において、化合物半導体４０の構成元素が雰囲気中へ逃散するのを防止でき、従って化合物半導体４０の欠陥を生じにくくすることができる。ＳｉＮ膜は、不純物と化合物半導体４０の構成元素とを透過しにくい膜であり、従ってＳｉＮ膜はアニールキャップ膜５２に非常に適した膜である。
【００４８】
（不純物を拡散源膜から拡散予定領域に熱拡散させて、第二導電型の不純物拡散領域を形成する工程Ｃ）次にこの実施例では、Ｎ２  雰囲気大気圧下でアニールを行なって、固相拡散法により、拡散源膜５０が含む不純物を、拡散源膜５０から化合物半導体４０に熱拡散させる。不純物は、拡散マスク４８の拡散窓すなわち第一の窓４６を介して、拡散予定領域４４の化合物半導体４０に選択的に拡散し、従って拡散予定領域４４に、第二導電型の不純物拡散領域５４を形成できる（図６（Ａ））。ここではＺｎを拡散させてｐ型の不純物拡散領域５４を形成する。アニール温度及びアニール時間を制御することにより、不純物拡散領域５４の深さを制御する。
【００４９】
（少なくとも電極配設領域の拡散源膜は残存させるように、アニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる工程Ｄ：電極配設領域は不純物拡散領域に電気接続する電極が設けられる領域であって、この電極配設領域を拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域とする）次にこの実施例では、フォトリソ及びエッチング技術を用い、アニールキャップ膜５２及び拡散源膜５０を順次にエッチングして、アニールキャップ膜５２に第三の窓５６を及び拡散源膜５０に第二の窓５８を形成し、これら窓５６及び５８を介して電極コンタクト領域の不純物拡散領域５４を露出させる（図６（Ｂ））。このエッチングの際、電極配設領域（ここでは後述する第二電極６０が形成される領域）を、拡散マスク４８上面から第一の窓４６側壁面を経て第一の窓４６内側の不純物拡散領域５４上面に至る領域とし、少なくともこの電極配設領域のアニールキャップ膜５２及び拡散源膜５０を残存させるように、窓５６、５８を形成する。
【００５０】
ＳｉＮアニールキャップ膜５２及びＺｎＯ／ＳｉＯ２  拡散源膜５０のエッチングにはふっ酸系エッチャント例えばバッファードふっ酸を用いれば良い。アニールキャップ膜５２及び拡散源膜５０のエッチングを行なう際には、第三の窓５６及び第二の窓５８を形成しない領域のアニールキャップ膜５２及び拡散源膜５０をエッチングマスクで覆い、このエッチングマスクにより、窓５６及び５８以外の穴がアニールキャップ膜５２及び拡散源膜５０に生じるのを防止するのが好ましい。
【００５１】
ここでは、電極コンタクト領域の不純物拡散領域５４を露出しかつ第一の窓４６よりも小さい第二の窓５８を、拡散源膜５０に形成する。設計形状及び設計寸法が第一の窓４６の設計形状及び設計寸法より小さい第二の窓５８を、平面的に見て、第一の窓４６の内側に配置し、これにより、拡散マスク４８上面から第一の窓４６側壁面を経て第一の窓４６内側の不純物拡散領域５４上面に至る領域を、拡散源膜５０で被覆した状態のまま、電極コンタクト領域の不純物拡散領域５４を露出させることができる。
【００５２】
従って不純物拡散領域５４に接続する電極を設ける電極配設領域にあっては、第一の窓４６がエッチングで広がるのを防止できるので、不純物拡散領域５４周辺の非拡散領域が露出するのを防止できる。これに加え、不純物拡散領域５４に接続する電極と不純物拡散領域５４周辺の非拡散領域との間には、拡散源膜５０が介在するので、これら電極及び非拡散領域の間のショート、リークを防止できる。また不純物拡散領域５４の拡散深さを浅くした場合には、横方向拡散距離が短くなるが、この場合でも、不純物拡散領域５４に接続する電極と不純物拡散領域５４周辺の非拡散領域との間に、拡散源膜５０が介在するので、これら電極及び非拡散領域を離間させて、これら電極及び非拡散領域の間のショート、リークを防止できる。
【００５３】
また拡散源膜５０が備える第二の窓５８の設計形状及び設計寸法は、拡散マスク４８が備える第一の窓４６の設計形状及び設計寸法よりも小さく、例えば、第二の窓５８の設計寸法を、第一の窓４６の設計寸法よりも１０μｍ程度小さくして、第一の窓４６側壁面と第二の窓５８側壁面との離間距離が５μｍ程度となるようにする。この１０μｍという数値は、フォトリソ工程における露光マスクの位置合わせ余裕を考慮しつつ、不純物拡散領域５４に接続する電極と不純物拡散領域５４周辺の非拡散領域との間に、前述したショート、リークを防止するに充分な離間距離を確保するという観点から、導き出した値である。第二の窓５８の設計寸法は露光マスクの位置合わせ精度に応じて任意好適に変更できる。
【００５４】
図示例では、平面的に見て第二の窓５８全体が第一の窓４６の内側に位置するように、第二の窓５８を形成し、これにより第一の窓４６全周にわたって、第一の窓４６側壁面を、拡散源膜５０で被覆している。しかしながら、不純物拡散領域５４に接続する電極を設ける電極配設領域を、拡散マスク４８上面から第一の窓４６側壁面を経て第一の窓４６内側の不純物拡散領域５４に至る領域とし、少なくともこの電極配設領域を、拡散源膜５０で覆ってあれば、不純物拡散領域５４に接続する電極を設けない領域（電極非配設領域）にあっては、拡散マスク４８上面、第一の窓４６側壁面或は不純物拡散領域５４上面を、拡散源膜５０で覆わずに露出させても良い。
【００５５】
またアニールキャップ膜５２が備える第三の窓５６の設計形状及び設計寸法は、拡散マスク４８が備える第一の窓４６の設計形状及び設計寸法よりも、大きくても小さくても良いが、ここでは、第三の窓５６の設計形状及び設計寸法を、拡散源膜５０が備える第二の窓５８の設計形状及び設計寸法と等しくする。さらに図示例では、第三の窓５６を第二の窓５８と同じ位置に形成しているが、第三の窓５６の形成位置は、電極コンタクト領域の不純物拡散領域５４を露出できる任意好適な位置とすることができる。
【００５６】
窓形成後、拡散マスク４８上に残存させたアニールキャップ膜５２及び拡散源膜５０は、層間絶縁膜として機能させる。
【００５７】
（第一導電型の化合物半導体及び第二導電型の不純物拡散領域と電気接続する第一及び第二電極を形成する工程Ｅ）次にこの実施例では、第二電極６０ここではＡｌ電極を拡散マスク４８上に形成する。第二電極６０を、第二の窓５８を介して不純物拡散領域５４と接触させる。然る後、シンターを行なって、第二電極６０と不純物拡散領域５４との間にオーミック接続を形成する。
【００５８】
次いで不純物拡散領域５４を形成した側とは反対側の主面４０ｂを研磨する。次いで主面４０ｂ上に、第一電極６２ここではＡｕ合金電極を形成する。第一電極６２を、化合物半導体４０の主面４０ｂと接触させる。然る後、シンターを行なって、第一電極６２と化合物半導体４０との間にオーミック接続を形成し、図６（Ｂ）に示す構造のｐｎ接合素子６４を完成する。このｐｎ接合素子６４は発光素子として用いて好適である。
【００５９】
この実施例によれば、不純物拡散終了後に、アニールキャップ膜５２及び拡散源膜５０に窓５６及び５８を形成する。そしてこれら窓５６及び５８の設計形状及び設計寸法を、拡散マスク４２が備える第一の窓４６の設計形状及び設計寸法よりも小さくする。従って第一の窓４６側壁部分の拡散マスク４２が、これら窓５６及び５８を形成するためのエッチングで、エッチングされるのを防止できるので、拡散マスク４２の窓４６が大きくなるのを防止しまた拡散マスク４２に窓４６以外の穴やピンホールが新たに生じるのを防止できる。しかもこれら窓５６及び５８を介して電極コンタクト領域の不純物拡散領域５４を露出させ、拡散源膜５０及びアニールキャップ膜５２を層間絶縁膜として残存させるので、非拡散領域（不純物が拡散されない領域）の化合物半導体４０を露出するような穴が拡散マスクに生じるのを、起こりにくくできる。
【００６０】
従って不純物拡散領域５４に接続する第二電極６０と不純物拡散領域５４周辺の非拡散領域との間で短絡及びリーク電流が発生するという問題は、起こりにくくなる。この結果、良好な特性を有するｐｎ接合素子６４を、歩留り良く製造できる。
【００６１】
図７は請求項３記載の発明の変形例の説明に供する説明図であって、図７（Ａ）及び（Ｂ）はいずれも、図６（Ｃ）の製造工程段階に対応する製造工程段階の断面図である。
【００６２】
上述した請求項３記載の発明の実施例では、拡散源膜５０が備える第二の窓５８を、拡散マスク４８が備える第一の窓４６よりも小さな寸法及び形状の、窓としたが、図７（Ａ）にも示すように、第二の窓５８を、第一の窓４６よりも大きな寸法及び形状の、窓としても良い。不純物拡散領域５４に接続する電極を設ける電極配設領域を、拡散マスク４８上面から第一の窓４６側壁面を経て第一の窓４６内側の不純物拡散領域５４上面に至る領域とし、少なくともこの電極配設領域に拡散源膜５０を残存させるようにして、第二の窓５８を形成してあれば、第二の窓５８は第一の窓４６よりも大きくても良いし、また第二の窓５８と第一の窓４６とを同一の寸法形状としこれら窓５８、４６を位置をずらして形成しても良い。これら窓５８、４６を同一の寸法形状とした場合、フォトリソ工程で用いる露光マスクを、第二の窓２８と第一の窓１６とで共通のマスクとすることができる。
【００６３】
また図７（Ｂ）にも示すように、不純物拡散領域５４に接続する電極を設ける電極配設領域の拡散源膜５０のみを残存させ、不純物拡散領域５４に接続する電極を設けない領域（電極非配設領域）の拡散源膜５０を全てエッチング除去して、不純物拡散領域５４を露出させるようにしても良い。
【００６４】
発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、従って各構成成分の形状、寸法、配設位置、形成材料、組成及び導電型を、発明の趣旨の範囲内で任意好適に変更できる。
【００６５】
例えば、第二導電型の不純物拡散領域２４、５４を形成するための不純物をＺｎ以外の不純物とすることもできる。また第一導電型をｎ型及び第二導電型をｐ型とするほか、第一導電型をｐ型及び第二導電型をｎ型としても良い。導電型に応じて第二導電型の不純物拡散領域２４、５４に拡散させる不純物の種類を選択すれば良い。
【００６６】
また化合物半導体１０、４０をＧａＡｓ０．８  Ｐ０．２  としたが、ＧａＡｓ１−Ｘ  ＰＸ  の組成Ｘを任意好適に変更できる。さらには化合物半導体１０、４０をＧａＡｓＰ以外の種類の半導体材料例えばＡｌＧａＡｓとすることもできる。
【００６７】
また上述した実施例ではアレイを製造する例につき説明したが、発明は素子を単独で製造する場合にも適用できることは明らかである。
【００６８】
【発明の効果】
上述した説明からも明らかなように、請求項１記載のｐｎ接合素子の製造方法によれば、ｎ型ＧａＡｓ系化合物半導体に固相拡散により不純物拡散領域を形成した後、Ａｌ2Ｏ3膜からなる拡散マスク上の、ＳｉＮ膜から構成されるアニールキャップ膜及びＺｎＯ／ＳｉＯ2混合膜から構成される拡散源膜をエッチング除去する。次いで拡散マスク上にＳｉＮ膜から構成される層間絶縁膜を形成し、然る後、不純物拡散領域と接続する電極を設ける電極配設領域を、拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域とし、少なくともこの電極配設領域の層間絶縁膜を残存させるように、層間絶縁膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる。
【００６９】
従って拡散源膜のエッチング除去に用いるふっ酸系エッチャントで拡散マスクがエッチングされその結果拡散マスクに第一の窓以外の穴が新たに形成された場合でも、この新たな穴を層間絶縁膜で塞ぐことができる。また拡散マスクがエッチングされその結果、拡散マスクが備える第一の窓の形状及び寸法が設計形状及び設計寸法よりも大きくなり、従って不純物拡散領域の周縁部分の非拡散領域（不純物が拡散されていない化合物半導体）が第一の窓を介して露出されることとなった場合でも、前述した電極配設領域の層間絶縁膜を残存させているので、露出された非拡散領域を、層間絶縁膜で被覆することができる。
【００７０】
従って不純物拡散領域に電気接続する電極が不純物拡散領域周辺の非拡散領域と短絡し或はこれら電極及び非拡散領域との間にリーク電流が流れるという問題は、起こりにくくなる。これがため、良好な特性を有するｐｎ接合素子を歩留り良く製造できる。
【００７１】
また請求項４記載のｐｎ接合素子の製造方法によれば、ｎ型ＧａＡｓ系化合物半導体に固相拡散法により不純物拡散領域を形成した後、Ａｌ2Ｏ3膜からなる拡散マスク上の、ＳｉＮ膜から構成されるアニールキャップ膜及びＺｎＯ／ＳｉＯ2混合膜から構成される拡散源膜をエッチングして、電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させる。このエッチングの際、不純物拡散領域に接続する電極を設ける電極配設領域を、拡散マスク上面から第一の窓側面を経て第一の窓内側の不純物拡散領域上面に至る領域とし、少なくともこの電極配設領域に、拡散源膜を残存させ、この拡散源膜の残存部分を層間絶縁膜として機能させる。
【００７２】
従ってアニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして電極コンタクト領域の不純物拡散領域を露出させた際に、電極配設領域の第一の窓の側壁面がエッチングされるのを防止できるので、電極配設領域において不純物拡散領域周辺の非拡散領域（不純物が拡散されていない領域）が露出するのを防止できる。またアニールキャップ膜及び拡散源膜をエッチングして不純物拡散領域を露出させた際に、電極配設領域の拡散マスクに第一の窓以外の穴が新たに生じるのを防止できる。また拡散マスクの形成の際に、拡散マスクにピンホールを生じていたとしても、このピンホールを層間絶縁膜として残存させた拡散源膜で塞ぐことができる。
【００７３】
従って不純物拡散領域に電気接続する電極が不純物拡散領域周辺の非拡散領域と短絡し或はこれら電極及び非拡散領域の間でリーク電流をが流れるという問題は、起こりにくくなる。これがため、良好な特性を有するｐｎ接合素子を歩留り良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は請求項１記載の発明の実施例の説明に供する製造工程図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は請求項１記載の発明の実施例の説明に供する製造工程図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｂ）は請求項１記載の発明の実施例の説明に供する製造工程図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｂ）は請求項１記載の発明の変形例の説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は請求項３記載の発明の実施例の説明に供する製造工程図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は請求項３記載の発明の実施例の説明に供する製造工程図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｂ）は請求項３記載の発明の変形例の説明図である。
【符号の説明】
１０、４０：化合物半導体
１４、４４：拡散予定領域
１６、４６：第一の窓
１８、４８：拡散マスク
２０、５０：拡散源膜
２４、５４：不純物拡散領域
２６：層間絶縁膜
２８、５８：第二の窓
３４、６４：ｐｎ接合素子
【図１】
0003563142.tif 000002
【図２】
0003563142.tif 000003
【図３】
0003563142.tif 000004
【図４】
0003563142.tif 000005
【図５】
0003563142.tif 000006
【図６】
0003563142.tif 000007
【図７】
0003563142.tif 000008