JP2009184836A - Iii−v族化合物半導体の結晶成長方法、発光デバイスの製造方法および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】III−V族化合物半導体102の結晶成長方法は、以下の工程を備えている。まず、窒素の原料としてモノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を含むガスが準備される。そして、ガスを用いて気相成長法によりIII−V族化合物半導体102が成長される。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
また、Riは下記の式3で計算した。
図4は、本実施の形態における発光デバイスとしてのLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を示す概略断面図である。図4参照して、本実施の形態におけるLEDを説明する。本実施の形態におけるLED200は、基板201と、n型バッファ層202と、活性層203と、p型電子ブロック層204と、p型コンタクト層205と、p型電極206と、n型電極207とを備えている。n型バッファ層202、活性層203、p型電子ブロック層204およびp型コンタクト層205は、III−V族化合物半導体層を構成している。
具体的には、まず、窒素の原料としてモノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を準備する(ステップS1)。次に、必要に応じてアンモニアを準備する(ステップS2)。これにより、窒素の原料としてモノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を含むガスを準備できる。このステップS1、S2は、実施の形態1と同様であるので、その説明は繰り返さない。
本変形例は、上述した本実施の形態と同様であるが、MBE法によりLED200を製造する点においてのみ異なる。MBE法を採用する場合、III族元素はGa、In、Alなどの金属を、ドーパントとしてもSiやMgなどの金属を用いる。V族としてモノメチルアミン、モノエチルアミンの少なくとも一方を供給し、アンモニアと混合してもよい。MBE法の場合、OMVPE法に比べ熱的非平衡状態での成長でありより低温で結晶成長が可能となり、OMVPE法によりも高In組成の結晶成長が可能となり、In組成が25〜65%のInGaNを含む活性層が成長することができる。
本実施の形態における発光デバイスとしてのLEDにおいてエピ成長後に熱処理することなくp型化する製造方法について説明する。
図5は、本実施の形態における電子デバイスとしてのSBD(Schottky Barrier Diode:ショットキーバリアダイオード)を示す概略断面図である。図5を参照して、本実施の形態におけるSBD400を説明する。
具体的には、まず、窒素の原料としてモノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を準備する(ステップS1)。次に、必要に応じてアンモニアを準備する(ステップS2)。これにより、窒素の原料としてモノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を含むガスを準備できる。このステップS1、S2は、実施の形態1〜3と同様であるので、その説明を繰り返さない。
図6は、本実施の形態における電子デバイスとしてのHEMTを示す概略断面図である。図6に示すように、本実施の形態におけるHEMT500は、基板501と、バッファ層502と、アンドープGaN層503と、アンドープAlGaN層504と、ソース電極505と、ゲート電極506と、ドレイン電極507とを備えている。
図7は、本実施の形態における電子デバイスとしての縦型のトランジスタを示す概略断面図である。図7に示すように、本実施の形態におけるトランジスタ600は、基板601と、ドリフト層602と、ウエル領域603と、ソース領域604と、絶縁膜605と、ソース電極606と、ゲート電極607と、ドレイン電極608とを備えている。
V族としてアンモニアを使用した場合のLD300のフォトルミネッセンス評価では明確なピークが認められなかった。これは活性Nの供給量が少なくInGaNよりなる活性層にはInの析出や欠陥が発生しているためである。
Claims (11)
- 窒素の原料としてモノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を含むガスを準備する工程と、
前記ガスを用いて気相成長法によりIII−V族化合物半導体を成長させる工程とを備えた、III−V族化合物半導体の結晶成長方法。 - 前記III−V族化合物半導体は、III−V族窒化物半導体を含む、請求項1に記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。
- 気相成長法は、有機金属気相成長法、ハイドライド気相成長法および分子線エピタキシ法のうちの少なくともいずれかである、請求項1または2に記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。
- 前記III−V族化合物半導体は、インジウムを含む、請求項1〜3のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。
- 前記ガスを準備する工程は、アンモニアを準備する工程を含み、
前記III−V族化合物半導体を成長させる工程は、前記モノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を供給するときに、前記アンモニアを供給する工程を含む、請求項1〜4のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。 - 前記ガスを準備する工程は、アンモニアを準備する工程を含み、
前記III−V族化合物半導体を成長させる工程では、前記モノメチルアミンおよびモノエチルアミンの少なくともいずれか一方を供給する工程と、アンモニアを供給する工程とを交互に行なう、請求項1〜4のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。 - 前記モノメチルアミンおよびモノエチルアミンは50ppm以下の水分を含む、請求項1〜6のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。
- 前記ガスを準備する工程は、前記モノメチルアミンおよびモノエチルアミンに含まれる水分を除去する工程を含む、請求項1〜7のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。
- 前記III−V族化合物半導体は、p型半導体層を含む、請求項1〜8のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法によりIII−V族化合物半導体を成長させる工程を備えた、発光デバイスの製造方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のIII−V族化合物半導体の結晶成長方法によりIII−V族化合物半導体を成長させる工程を備えた、電子デバイスの製造方法。
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