JP2007518266A - 半絶縁iii族窒化物においてフェルミ準位を制御するための同時ドーピング - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (50)
- 半絶縁III族窒化物半導体層を製造する方法であって、
III族窒化物層を浅い準位のp型ドーパントでドーピングすること、および
前記III族窒化物層を深い準位のドーパントでドーピングすることを有し、
前記深い準位のドーパントの濃度は、前記浅い準位のp型ドーパントの濃度よりも大きいことを特徴とする方法。 - 前記深い準位のドーパントの濃度は、前記浅い準位のp型ドーパントの正味の濃度よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記浅い準位のp型ドーパントの濃度は、前記III族窒化物層における欠陥や故意ではない不純物によって生じたバックグランド濃度よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記浅い準位のp型ドーパントの濃度は、およそ1×1017cm−3よりも小さいことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記浅い準位のp型ドーパントは、Mgおよび/またはZnを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記深い準位のドーパントは、深い準位の遷移金属ドーパントを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Fe、Co,Mn、Cr、V、および/またはNiを含むことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Feを含むことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記浅い準位のp型ドーパントの濃度は、前記深い準位の遷移金属ドーパントのドナー状エネルギー準位を前記深い準位の遷移金属ドーパントの優位なエネルギー準位にさせるのに十分であることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、前記浅い準位のp型ドーパントの濃度よりも少なくともおよそ3倍よりも大きいことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記浅い準位のp型ドーパントでドーピングすること、および前記深い準位の遷移金属でドーピングすることを、実質的に同時に行うことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記III族窒化物層を、化学気相成長法を利用して成長することをさらに有し、
前記浅い準位のp型ドーパントでドーピングすること、および前記深い準位の遷移金属でドーピングすることを、前記化学気相成長法中に行うことを特徴とする請求項6記載の方法。 - 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1017cm−3よりも大きいことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1016cm−3であることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 半絶縁III族窒化物半導体層を製造する方法であって、
III族窒化物層をおよそ1×1017cm−3よりも小さい濃度を有する浅い準位のドーパントでドーピングすること、および
前記III族窒化物層を深い準位のドーパントでドーピングすることを有し、
前記深い準位のドーパントの濃度は、前記浅い準位のドーパントの濃度よりも大きいことを特徴とする方法。 - 前記浅い準位のドーパントの濃度は、正味の濃度であることを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記浅い準位のドーパントの濃度は、前記III族窒化物層における欠陥や故意ではない不純物によって生じたバックグランド濃度よりも大きいことを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記浅い準位のドーパントは、n型ドーパントを含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記深い準位のドーパントは、深い準位の遷移金属ドーパントを含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Fe、Co,Mn、Cr、V、および/またはNiを含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Feを含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントのドナー状エネルギー準位を前記深い準位の遷移金属ドーパントの優位なエネルギー準位にさせるように、あるいは、前記深い準位の遷移金属ドーパントのアクセプタ状エネルギー準位を前記深い準位の遷移金属ドーパントの優位なエネルギー準位にさせるように、p型ドーパントおよびn型ドーパントのうちから1つを浅い準位のドーパントとして選択することをさらに有することを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、前記浅い準位のドーパントの濃度よりも少なくともおよそ3倍よりも大きいことを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記浅い準位のドーパントでドーピングすること、および前記深い準位の遷移金属でドーピングすることを、実質的に同時に行うことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記III族窒化物層を、化学気相成長法を利用して成長することをさらに有し、
前記浅い準位のドーパントでドーピングすること、および前記深い準位の遷移金属でドーピングすることを、前記化学気相成長法中に行うことを特徴とする請求項19記載の方法。 - 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1017cm−3よりも大きいことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1016cm−3であることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 半絶縁の半導体材料層であって、
浅い準位のp型ドーパントおよび深い準位のドーパントを含むIII族窒化物層を備え、
前記深い準位のドーパントの濃度は、前記浅い準位のp型ドーパントの濃度よりも大きいことを特徴とする半導体材料層。 - 前記浅い準位のp型ドーパントの濃度は、前記III族窒化物層における欠陥や故意ではない不純物によって生じたバックグランド濃度よりも大きいことを特徴とする請求項28記載の半導体材料層。
- 前記浅い準位のp型ドーパントの濃度は、およそ1×1017cm−3よりも小さいことを特徴とする請求項28記載の半導体材料層。
- 前記浅い準位のp型ドーパントは、Mgおよび/またはZnを含むことを特徴とする請求項28記載の半導体材料層。
- 前記浅い準位のドーパントの濃度は、正味の濃度であることを特徴とする請求項28記載の半導体材料層。
- 前記深い準位のドーパントは、深い準位の遷移金属ドーパントを含むことを特徴とする請求項28記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Fe、Co,Mn、Cr、V、および/またはNiを含むことを特徴とする請求項33記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Feを含むことを特徴とする請求項33記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントのドナー状エネルギー準位は、前記深い準位の遷移金属ドーパントの優位なエネルギー準位であることを特徴とする請求項33記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、前記浅い準位のp型ドーパントの濃度よりも少なくともおよそ3倍よりも大きいことを特徴とする請求項33記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1017cm−3よりも大きいことを特徴とする請求項33記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1016cm−3であることを特徴とする請求項33記載の半導体材料層。
- 半絶縁の半導体材料層であって、
およそ1×1017cm−3よりも小さい濃度を有する浅い準位のドーパント、および深い準位のドーパントを含む、III族窒化物層を備え、
前記深い準位のドーパントの濃度は、前記浅い準位のドーパントの濃度よりも大きいことを特徴とする半導体材料層。 - 前記浅い準位のドーパントの濃度は、前記III族窒化物層における欠陥や故意ではない不純物によって生じたバックグランド濃度よりも大きいことを特徴とする請求項40記載の半導体材料層。
- 前記浅い準位のドーパントは、n型ドーパントであることを特徴とする請求項40記載の半導体材料層。
- 前記浅い準位のドーパントの濃度は、正味の濃度であることを特徴とする請求項40記載の半導体材料層。
- 前記深い準位のドーパントは、深い準位の遷移金属ドーパントを含むことを特徴とする請求項40記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Fe、Co,Mn、Cr、V、および/またはNiを含むことを特徴とする請求項44記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントは、Feを含むことを特徴とする請求項44記載の半導体材料層。
- 前記浅い準位のドーパントはn型ドーパントを含み、前記深い準位の遷移金属ドーパントのアクセプタ状エネルギー準位は、前記深い準位の遷移金属ドーパントの優位なエネルギー準位であることを特徴とする請求項44記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、前記浅い準位のドーパントの濃度よりも少なくともおよそ3倍よりも大きいことを特徴とする請求項44記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1017cm−3よりも大きいことを特徴とする請求項44記載の半導体材料層。
- 前記深い準位の遷移金属ドーパントの濃度は、およそ2×1016cm−3であることを特徴とする請求項44記載の半導体材料層。
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