(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＮ接合を有する半導体装置の製造方法において、両性不純物を添加してＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に前記両性不純物と同一あるいは別の両性不純物をイオン注入してＮ型の半導体領域を形成する工程とから前記ＰＮ接合を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、半絶縁性の基板上に、前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、電界効果トランジスタの能動層を構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域に接続するソースおよびドレイン電極を形成する工程と、該ソース、ドレイン電極間を流れる電流を制御するゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、電界効果トランジスタのゲートの一部を構成するＰ型の基板上に前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、チャネルを構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域中にゲートの一部を構成するＰ型の半導体領域を形成する工程と、前記Ｎ型の半導体領域に接続するソースおよびドレイン電極を形成する工程と、前記Ｐ型の基板および前記Ｐ型の半導体領域に接続し、前記チャネルに流れる電流を制御するゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、バイポーラトランジスタのコレクタを構成するＮ型の基板上に、ベースを構成する前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、エミッタを構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域に接続するエミッタ電極、前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域に接続するベース電極および前記Ｎ型の基板に接続するコレクタ電極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、半絶縁性の基板上に、バイポーラトランジスタのコレクタを構成する前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、ベースを構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域中に、エミッタを構成する別のＰ型の半導体領域を形成する工程と、該別のＰ型の半導体領域に接続するエミッタ電極、前記Ｎ型の半導体領域に接続するベース電極および前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域に接続するコレクタ電極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体領域は、ガリウムおよび砒素を含む半導体からなることと、シリコン、ゲルマニウムあるいは炭素のいずれかの両性不純物を添加して前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中にシリコン、ゲルマニウムあるいはスズのいずれかの両性不純物をイオン注入して前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＮ接合を有する半導体装置の製造方法に関し、特にガリウム砒素あるいはアルミニウムガリウム砒素からなるＰＮ接合を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガリウム砒素、アルミニウムガリウム砒素からなる半導体装置にＰＮ接合を形成する方法は、エピタキシャル成長法やイオン注入法が一般的である。例えば、液相エピタキシャル成長法によりＰＮ接合を形成する場合、砒素を飽和させたガリウム溶液に不純物として両性不純物であるシリコンを添加した成長用溶液を使用する。この成長用溶液をガリウム砒素基板に接触させた後、徐冷することにより、基板上にエピタキシャル層が成長する。ここで、成長温度が反転温度より高い場合、シリコンはエピタキシャル層中のガリウムの占める格子位置に置換し、成長するエピタキシャル層はＮ型の導電型を示す。また、成長温度が反転温度より低い場合、シリコンはエピタキシャル層の砒素の占める格子位置に置換し、成長するエピタキシャル層はＰ型の導電型を示す。従って、両性不純物であるシリコンを不純物として添加し、成長温度を反転温度をはさんで設定することにより、１回の成長によりＰＮ接合を形成することができる。このように形成したＰＮ接合は、極めて安定で、漏洩電流も少なく、耐圧も硬降伏といわれる特性を示し、発光ダイオードとして広く利用されている。
【０００３】
しかし、液相エピタキシャル成長法は、厚いエピタキシャル層の形成には問題ないが、成長膜厚の均一性が悪く、浅いＰＮ接合の形成は難しいという問題があった。また、シリコンの偏析係数が１とはならず、しかも温度係数を持つため、成長温度の変化とともに不純物濃度が変化し、急峻な濃度プロファイルをもつＰＮ接合を形成することができないという問題があった。
【０００４】
一方、イオン注入法によりＰＮ接合を形成する場合、例えば、Ｎ型ガリウム砒素基板にＰ型の導電型を示すマグネシウムイオンや炭素イオンを注入し、ＰＮ接合を形成する。注入イオンや注入条件を適宜選択することで、液相成長法に較べて浅いＰＮ接合を容易に形成することができる。しかしイオン注入法では、注入後、結晶欠陥の回復、注入したイオンの活性化を目的とする熱処理（活性化アニール）を施す必要がある。この熱処理によって、注入した不純物の熱拡散が起こり、イオン注入法でも、接合界面の急峻性が確保できないという問題があった。また、イオン注入法では１×１０18atom／cm3以上の不純物濃度を実現することが困難であるという問題があった。
【０００５】
さらに、特にガリウム砒素ショットキー接合電界効果トランジスタを形成する場合、能動層を半絶縁性基板にイオン注入して形成するため、以下のような問題があった。即ち、一般的に、半絶縁性基板に用いられるＬＥＣ基板は、砒素リッチの条件で形成されるため、ＥＬ２と呼ばれる深い不純物準位が多数発生する。このＥＬ２の分布は、不純物を注入して形成した能動層の特性のばらつきに影響を及ぼす。またＥＬ２は、トランジスタ動作時の低周波雑音源となると考えられている。さらに、絶縁性を保つため添加される不純物（炭素）の制御が難しく、特性のばらつきが大きい等の問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の液相エピタキシャル成長法は、浅いＰＮ接合の形成が難しく、しかも急峻な濃度プロファイルの接合を形成することができないという問題点があった。また、イオン注入法では、浅いＰＮ接合の形成は可能であるが、活性化アニールによって熱拡散が生じ、急峻な濃度プロファイルの接合を形成することができなかったり、高い不純物濃度を有する拡散領域を形成できないという問題点があった。さらにイオン注入法では、イオン注入する基板の特性のばらつきが半導体装置の特性のばらつきの原因となるという問題点があった。本発明は上記問題点を解消し、急峻な濃度プロファイルを有するＰＮ接合の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、ＰＮ接合を有する半導体装置の製造方法において、両性不純物を添加してＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に前記両性不純物と同一あるいは別の両性不純物をイオン注入してＮ型の半導体領域を形成する工程とから前記ＰＮ接合を形成することを特徴とする。
【０００８】
本願請求項２に係る発明は、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、半絶縁性の基板上に、前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、電界効果トランジスタの能動層を構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域に接続するソースおよびドレイン電極を形成する工程と、該ソース、ドレイン電極間を流れる電流を制御するゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本願請求項３に係る発明は、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、電界効果トランジスタのゲートの一部を構成するＰ型の基板上に前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、チャネルを構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域中にゲートの一部を構成するＰ型の半導体領域を形成する工程と、前記Ｎ型の半導体領域に接続するソースおよびドレイン電極を形成する工程と、前記Ｐ型の基板および前記Ｐ型の半導体領域に接続し、前記チャネルに流れる電流を制御するゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本願請求項４に係る発明は、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、バイポーラトランジスタのコレクタを構成するＮ型の基板上に、ベースを構成する前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、エミッタを構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域に接続するエミッタ電極、前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域に接続するベース電極および前記Ｎ型の基板に接続するコレクタ電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本願請求項５に係る発明は、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、半絶縁性の基板上に、バイポーラトランジスタのコレクタを構成する前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中に、ベースを構成する前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程と、該Ｎ型の半導体領域中に、エミッタを構成する別のＰ型の半導体領域を形成する工程と、該別のＰ型の半導体領域に接続するエミッタ電極、前記Ｎ型の半導体領域に接続するベース電極および前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域に接続するコレクタ電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本願請求項６に係る発明は、請求項１乃至５記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体領域は、ガリウムおよび砒素を含む半導体からなることと、シリコン、ゲルマニウムあるいは炭素のいずれかの両性不純物を添加して前記Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成する工程と、該Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域中にシリコン、ゲルマニウムあるいはスズのいずれかの両性不純物をイオン注入して前記Ｎ型の半導体領域を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、ガリウム砒素からなる半導体装置を例に取り、本発明の実施の形態を説明する。まず、ガリウム砒素単結晶基板上に液相エピタキシャル成長法により、Ｐ型エピタキシャル層を形成する。図１に、この種の液相エピタキシャル成長装置の一例を示す。図において、１はガリウム砒素単結晶基板、２は成長用溶液、３はカーボン、窒化アルミニウムあるいは炭化硼素等からなるスライダ、４は成長用溶液２を入れるカーボン、窒化アルミニウムあるいは炭化硼素等からなるボート、５は石英、アルミナあるいは窒化アルミニウム等からなる反応管である。
【００１４】
エピタキシャル成長を行うガリウム砒素単結晶基板１の表面を十分に平坦化し、清浄化した後、スライダ３の凹部に収納する。ガリウム砒素単結晶基板１は、エピタキシャル成長前はボート４に覆われている。ボート４には、溶媒となるガリウムに、溶質として砒素を反応温度で飽和状態となるように添加する。さらに、所望のアクセプタ濃度となるようにシリコンを添加する。
【００１５】
反応管５内は、この成長系を外部から遮断し、水素等の雰囲気ガスが流入している。反応管５全体をヒータ（図示せず）によって加熱し、少なくともボート４等が配置されている領域は、温度勾配がないようにする。
【００１６】
所定の温度となったところで、スライダを動かし、成長用溶液２とガリウム砒素単結晶基板１を接触させる。成長用溶液２の温度を徐々に低下させることで、ガリウム砒素単結晶基板１上にエピタキシャル層を成長させることができる。所望のエピタキシャル層が得られた後、スライダ３を動かし、成長用溶液２とガリウム砒素単結晶基板１を分離する。
【００１７】
ここで、成長開始温度を反転温度以下に設定しておくと、シリコンは砒素の占める格子位置に置換し、Ｐ型のエピタキシャル層が成長する。ここで、反転温度とは、シリコンのような両性不純物を添加して液相エピタキシャル成長を行う際、導電型がＮ型からＰ型へ変わる温度であり、エピタキシャル成長を行う単結晶基板の結晶方位により変わる。例えば、ガリウム砒素基板の主表面が｛１１１｝Ａ面では９２０℃前後、｛１００｝面では９００℃前後、｛１１１｝面では８８０℃前後となる。このような反転温度の違いは、主表面の砒素密度によるものと考えられる。従って、エピタキシャル成長を行うガリウム砒素単結晶基板１の主表面の面方位等を考慮し、成長開始温度を適宜設定する必要がある。
【００１８】
このように形成したＰ型エピタキシャル層中に、通常の方法により、シリコンイオンを注入する。その後、赤外線ランプを使用した急速アニール法により、活性化アニールを行い、Ｎ型半導体領域を形成する。
【００１９】
一例として、液相エピタキシャル成長法により、アクセプタ濃度が３×１０17atom／cm3のＰ型エピタキシャル層を形成した後、このＰ型エピタキシャル層中にシリコンイオンを加速エネルギー７０ＫｅＶ、注入量７×１０12atom／cm2の条件で注入する。その後、９５０℃、５秒間の活性化アニールを行った。図２にその不純物濃度プロファイルを示す。測定は、Ｃ−Ｖ法による。比較のため半絶縁性ガリウム砒素単結晶基板に、同一条件でシリコンイオンを注入した際の不純物濃度プロファイルを示す。図において、○は本発明のＮ型半導体領域のドナー濃度、●は本発明のＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域のアクセプタ濃度を示す。半絶縁性ガリウム砒素単結晶基板に、シリコンイオンを同一条件でイオン注入した場合のドナー濃度は、□で示す。
【００２０】
図２において、液相エピタキシャル成長法で形成したＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域にシリコンイオンを注入した本発明のＮ型半導体領域と、半絶縁性ガリウム砒素単結晶基板にシリコンイオンを注入した従来方法のＮ型半導体領域を比較してみると、本発明の不純物濃度のピーク値の方が大きく、活性化率が高いことがわかる。これは、砒素の占める格子位置にすでにシリコンがあるため、注入したシリコンイオンが選択的にガリウムの占める格子位置に移動するためと考えられる。さらに、赤外線ランプによる活性化アニールは、反転温度より高く、砒素の格子位置に置換しているシリコンが、ガリウムの占める格子位置に再配置して、ドナー濃度を高める効果もあるためと考えられる。
【００２１】
また、シリコンは、亜鉛、硫黄等の不純物元素と異なり、拡散係数が小さく、活性化アニールの熱処理によっても、不純物の熱拡散が少なく、Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域のアクセプタとの補償効果により、浅く、かつ急峻な濃度プロファイルを形成する際に、特に適していることがわかる。
【００２２】
以上、ガリウム砒素を例に取り、両性不純物としてシリコンを添加してＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域およびＮ型半導体領域を形成する場合を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。ガリウム砒素の代わりに、アルミニウムガリウム砒素を使用しても、シリコンを両性不純物として添加し、Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域およびＮ型半導体領域を形成することができる。また添加する不純物として、シリコンの代わりに、Ｐ型エピタキシャル層からなる半導体領域を形成するためにはゲルマニウム、炭素を添加し、Ｎ型半導体領域を形成するためにはゲルマニウム、スズ等の両性不純物を添加することも可能である。本発明は、両性不純物を添加して形成したＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域に、同一あるいは別の両性不純物をイオン注入してＮ型半導体領域を形成するため、注入された不純物の拡散係数が比較的大きい場合でも、急峻な濃度プロファイルを維持することができるという利点がある。また、その活性化率が高く、高不純物濃度の拡散領域が形成できる。
【００２３】
添加あるいはイオン注入した不純物の熱拡散をできるだけ少なくするため、活性化アニール等の熱処理は、赤外線ランプを用いた急速アニール法を使用するのが好ましい。
【００２４】
さらに、他の化合物半導体、例えばインジウムリン、ガリウムリン等についても、それぞれ両性不純物を添加して、同様にＰＮ接合を形成することが可能である。
【００２５】
次に、具体的に本発明のＰＮ接合をガリウム砒素半導体装置の一部として構成する場合について説明する。図３に、ショットキー接合型電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）を示す。まず、通常の半絶縁性ガリウム砒素基板６上に、上述の液相エピタキシャル成長法により、Ｐ型エピタキシャル層７を形成する。ここで、そのアクセプタ濃度が１×１０14〜１×１０16atom／cm3となるようにする。この不純物濃度は、コントロール可能で、かつリーク電流の少ないＭＥＳＦＥＴを得るために選択される。
【００２６】
次に、Ｐ型エピタキシャル層７のＭＥＳＦＥＴ形成予定領域に、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、能動層を形成するため、シリコンイオンを所望の条件でイオン注入する。必要があれば、ソース、ドレイン電極の接触抵抗を低減するため、ソース、ドレイン電極形成予定領域に、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、能動層より高濃度の注入を行う。ホトレジスト等を除去した後、急速アニール法により、注入したイオンの活性化アニールを行い、能動層となるＮ型注入層８およびＮ型高濃度注入層９を形成する。
【００２７】
その後、Ｎ型高濃度注入層９に接続するソース電極１０、ドレイン電極１１、およびソース、ドレイン間に流れる電流量を制御するゲート電極１２を形成する。以下、通常の方法により、表面保護膜等を形成し、ＭＥＳＦＥＴを完成する。
【００２８】
本発明のＰＮ接合を構成するＮ型半導体領域を、ＭＥＳＦＥＴの能動層として使用する場合、能動層の活性化率が高く、高濃度の能動層を形成することができる。さらに、Ｐ型半導体領域の不純物濃度は十分に小さく、かつ急峻な濃度プロファイルを形成することができるので、リーク電流が少なく、相互コンダクタンスの大きいＭＥＳＦＥＴを形成することができる。本発明では、Ｐ型エピタキシャル層に能動層が形成されるため、従来問題であった、ＬＥＣ基板に存在したＥＬ２と呼ばれる深い不純物準位がないので、イオン注入して形成した能動層のばらつきが抑えられ、特性のばらつきの少ないＭＥＳＦＥＴを形成することができる。ＥＬ２がないことから、動作時の低周波雑音もなく、雑音特性の優れたＭＥＳＦＥＴを形成することができる。
【００２９】
次に、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）を図４に示す。高濃度Ｐ型ガリウム砒素基板１３上に、上述の液相エピタキシャル成長法により、Ｐ型エピタキシャル層７を形成する。
【００３０】
次に、Ｐ型エピタキシャル層７のＪＦＥＴの形成予定領域に、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、能動層を形成するため、シリコンイオンを所望の条件でイオン注入する。必要があれば、ソース、ドレイン電極の接触抵抗を低減するため、ソース、ドレイン電極形成予定領域に、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、能動層より高濃度の注入を行う。さらに、ゲート領域を形成するため、ゲート形成予定領域に、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、亜鉛、マグネシウムあるいはベリリウムのいずれかを、Ｎ型注入領域中にイオン注入する。ホトレジスト等を除去した後、急速アニール法により、注入したイオンの活性化アニールを行い、能動層となるＮ型注入層８、Ｎ型高濃度注入層９およびＰ型注入層１４を形成する。
【００３１】
その後、Ｎ型高濃度注入層９に接続するソース電極１０、ドレイン電極１１と、ソース、ドレイン間に流れる電流量を制御するためＰ型注入層１４と高濃度Ｐ型ガリウム砒素基板１３に接続するゲート電極１２を形成する。以下、通常の方法により、表面保護膜等を形成し、ＪＦＥＴを完成する。
【００３２】
なお、Ｐ型エピタキシャル層７、Ｎ型注入層８、Ｎ型高濃度注入層９、Ｐ型注入層１４の不純物濃度、形成深さ等は、所望の特性を得るため適宜設定され、図４に示す構造に限定されるものではない。
【００３３】
本発明のＰＮ接合を構成するＮ型半導体領域をＪＦＥＴの能動層として使用する場合、亜鉛、マグネシウム、ベリリウム等の比較的拡散係数の大きい不純物を注入した場合でも、急峻な接合を形成することができるので、相互コンダクタンスの大きいＪＦＥＴを形成することができる。
【００３４】
図５には、ＮＰＮ型の縦型バイポーラトランジスタ（ＮＰＮトランジスタ）を示す。高濃度Ｎ型ガリウム砒素基板１５上に、上述の液相エピタキシャル成長法により、Ｐ型エピタキシャル層７を形成する。
【００３５】
次に、Ｐ型エピタキシャル層７のＮＰＮトランジスタのエミッタ形成予定領域に、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、エミッタを形成するため、シリコンイオンを所望の条件でイオン注入する。必要があれば、エミッタ電極の接触抵抗を低減するため、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、エミッタ領域より高濃度の注入を行う。さらに、ベース領域を構成するＰ型エピタキシャル層７と接触するため、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、亜鉛、マグネシウムあるいはベリリウムのいずれかをイオン注入する。ホトレジスト等を除去した後、急速アニール法により、注入したイオンの活性化アニールを行い、エミッタとなるＮ型注入層８およびＮ型高濃度注入層１６、ベースと接触するためのＰ型高濃度注入層１７を形成する。
【００３６】
その後、Ｎ型高濃度注入層１６に接続するエミッタ電極１８、Ｐ型高濃度注入層１７に接続するベース電極１９および高濃度Ｎ型ガリウム砒素基板１５に接続するコレクタ電極２０を形成する。以下、通常の方法により、表面保護膜等を形成し、ＮＰＮトランジスタを完成する。
【００３７】
なお、Ｐ型エピタキシャル層７、Ｎ型注入層８、Ｎ型高濃度注入層９、Ｐ型高濃度注入層１７の不純物濃度、形成深さ等は、所望の特性を得るため適宜設定され、図５に示す構造に限定されるものではない。
【００３８】
本発明のＰＮ接合を構成するＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域およびＮ型半導体領域を、ＮＰＮトランジスタのベース、エミッタとして使用する場合、急峻で浅い接合を形成することができるので、ベース幅を短縮することができ、高速動作可能なＮＰＮトランジスタを形成することができる。
【００３９】
図６に、ＰＮＰ型の横型バイポーラトランジスタ（ＰＮＰトランジスタ）を示す。半絶縁性ガリウム砒素基板６上に、上述の液相エピタキシャル成長法により、Ｐ型エピタキシャル層７を形成する。
【００４０】
次に、Ｐ型エピタキシャル層７のＰＮＰトランジスタのベース形成予定領域に、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、ベースを形成するため、シリコンイオンを所望の条件でイオン注入する。必要があれば、ベース電極の接触抵抗を低減するため、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、ベース領域より高濃度の注入を行う。さらに、Ｎ型注入層８中にエミッタ領域を構成するＰ型注入層を形成するため、ホトレジスト等のイオン注入用マスクを形成し、亜鉛、マグネシウムあるいはベリリウムのいずれかをイオン注入する。ホトレジスト等を除去した後、急速アニール法により、注入したイオンの活性化アニールを行い、エミッタとなるＰ型注入層１４、ベースとなるＮ型注入層８およびＮ型高濃度注入層１６、コレクタを構成するＰ型エピタキシャル層７と接触するＰ型注入層１７を形成する。
【００４１】
その後、Ｐ型注入層１４に接続するエミッタ電極１８、Ｎ型高濃度注入層１６に接続するベース電極１９およびＰ型高濃度注入層１７に接続するコレクタ電極１２を形成する。以下、通常の方法により、表面保護膜等を形成し、ＰＮＰトランジスタを完成する。
【００４２】
なお、Ｐ型エピタキシャル層７、Ｎ型注入層８、Ｎ型高濃度注入層１６、Ｐ型高濃度注入層１７の不純物濃度、形成深さ等は、所望の特性を得るため適宜設定され、図６に示す構造に限定されるものではない。
【００４３】
本発明のＰＮ接合を構成するＮ型半導体領域を、ＰＮＰトランジスタのベースとして使用する場合、急峻な接合を形成することができるので、相互コンダクタンスの大きいＰＮＰトランジスタを形成することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、両性不純物を添加してＰ型エピタキシャル層からなる半導体領域およびＮ型半導体領域を形成することにより、急峻な濃度プロファイルを持つＰＮ接合を形成することができた。特にショットキー接合トランジスタ、バイポーラトランジスタ等に適用した場合、素子特性の優れた半導体装置を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  液相エピタキシャル成長装置を説明する説明図である。
【図２】  本発明のＰＮ接合の不純物濃度プロファイルを説明するグラフである。
【図３】  本発明の実施の形態を説明する説明図である。
【図４】  本発明の実施の形態を説明する説明図である。
【図５】  本発明の実施の形態を説明する説明図である。
【図６】  本発明の実施の形態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  ガリウム砒素単結晶基板
２  成長用溶液
３  スライダ
４  ボート
５  反応管
６  半絶縁性ガリウム砒素基板
７  Ｐ型エピタキシャル層
８  Ｎ型注入層
９  Ｎ型高濃度注入層
１０  ソース電極
１１  ドレイン電極
１２  ゲート電極
１３  高濃度Ｐ型ガリウム砒素基板
１４  Ｐ型注入層
１５  高濃度Ｎ型ガリウム砒素基板
１６  Ｎ型高濃度注入層
１７  Ｐ型高濃度注入層
１８  エミッタ電極
１９  ベース電極
２０  コレクタ電極  
【図１】
0003959144.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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