JP2011014922A - 化合物半導体ウェーハの製造方法及び化合物半導体素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】GaAs基板2上にサブコレクタ層41、コレクタ層42、ベース層43、及びエミッタ層44をMOCVD法を用いて気相成長させてHBT製造用の半導体ウェーハ1を製造する場合、サブコレクタ層41として、n型GaAs層をGaAs基板2上にV/III比を1.0を超え5以下の範囲として成長させるようにした。成長温度を620℃〜550℃の比較的低い温度で成長させるようにしてもよい。これによりサブコレクタ層41の結晶性を良好なものとし、サブコレクタ層41のキャリア濃度によって電流増幅率βが大きく変化するのを抑えることができる。
【選択図】図1
Description
きn型不純物の量が多いと気相成長時に欠陥が生じやすくなり、これによりサブコレクタ層の結晶性が損なわれる傾向を有している。このようにして、所定のキャリア濃度を確保するためにドープしたn型不純物によってサブコレクタ層内に生じた格子欠陥は、その上に順次形成されるコレクタ層及びベース層へと受け継がれ、結局ベース層を構成する結晶層内にも欠陥を生じさせる原因となっている。
ためのコイルである。コイル15に加熱用電源16から加熱用の電流を流すことによりGaAs基板2を所要の成長温度に加熱することができる。この加熱により、原料供給ライン11を介してバッファ層3内に供給される原料ガスがGaAs基板2上で熱分解し、GaAs基板2上に所望の半導体薄膜結晶を気相成長させることができるようになっている。使用済みのガスは排気ポート12Aより外部に排出され、排ガス処理装置へ送られる。
サブコレクタ層41の成長条件を、成長温度が620℃で、そのときの原料ガスの供給においてV/III比を15とした。上記成長条件の下で、ドーパントであるSiのドープ量を調節してサブコレクタ層41のキャリア濃度を3×1018cm-3とした。このときのHBT素子の電流増幅率βは84であった。
参考例1とは、サブコレクタ層41のキャリア濃度が4.00×1018cm-3である点でのみ異なるHBT素子を参考例1と同様にして製作した。このときのHBT素子の電流増幅率βは80であった。
サブコレクタ層41の成長条件を成長温度640℃、V/III比30としたことを除いて実施例1と同一の条件でHBT素子を製作した。電流増幅率βを測定したところ75であった。
サブコレクタ層41の成長条件を成長温度640℃、V/III比30としたことを除いて実施例2と同一の条件でHBT素子を製作した。電流増幅率βを測定したところ55であった。
サブコレクタ層41の成長条件を、成長温度620℃で、そのときのV/IIIを5とした。上記成長条件の下でドーパントであるSiのドープ量を調整し、サブコレクタ層41のキャリア濃度を3.7×1018cm-3とした。このときのHBT素子の電流増幅率βを測定したところ90であった。
サブコレクタ層41の成長条件を、成長温度620℃で、そのときのV/IIIを5とした。上記成長条件の下でドーパントであるSiのドープ量を調整し、サブコレクタ層41のキャリア濃度を4.1×1018cm-3とした。このときのHBT素子の電流増幅率βを測定したところ86であった。
サブコレクタ層41の成長条件を、成長温度640℃で、そのときのV/IIIを5とした。上記成長条件の下でドーパントであるSiのドープ量を調整し、サブコレクタ層41のキャリア濃度を3.85×1018cm-3とした。このときのHBT素子の電流増幅率βを測定したところ81であった。
2 GaAs基板
3 バッファ層
4 HBT機能層
10 気相成長半導体製造装置
11 原料供給ライン
12 反応器
12A 排気ポート
13 サセプタ
15 コイル
41 サブコレクタ層
42 コレクタ層
43 ベース層
44 エミッタ層
45 サブエミッタ層
46、47 エミッタコンタクト層
Claims (3)
- 化合物半導体基板上にサブコレクタ層、コレクタ層、ベース層、及びエミッタ層をこの順序でMOCVD法を用いて気相成長させてHBT製造用の化合物半導体ウェーハを製造するための方法であって、
前記サブコレクタ層として、キャリア濃度が3×1018cm-3〜4×1018cm-3のn型GaAs層を前記化合物半導体基板上にV/III比を1.0を超え5以下の範囲内として成長させるようにしたことを特徴とする化合物半導体ウェーハの製造方法。 - 化合物半導体基板上にサブコレクタ層、コレクタ層、ベース層、及びエミッタ層をこの順序でMOCVD法を用いて気相成長させてHBT製造用の化合物半導体ウェーハを製造するための方法であって、
前記サブコレクタ層として、キャリア濃度が3×1018cm-3〜4×1018cm-3のn型GaAs層を成長温度を620℃〜550℃の範囲内として成長させるようにしたことを特徴とする化合物半導体ウェーハの製造方法。 - 請求項1又は2に記載の化合物半導体ウェーハの製造方法を用いて製作されたことを特徴とする化合物半導体素子。
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