JP2011054685A - Semiconductor substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基板に関する。 The present invention relates to a semiconductor substrate.
従来、化合物半導体の製造技術において、InGaP系材料をストッパにして、AlGaAs系材料を選択的にウェットエッチングする技術が知られている。リン酸をエッチング液に用いた場合、AlGaAs系材料のエッチング速度は大きいが、InGaP系材料のエッチング速度は小さい。塩酸をエッチング液に用いた場合には逆に、AlGaAs系材料のエッチング速度が小さく、InGaP系材料のエッチング速度は大きい。よって、AlGaAs系のエピタキシャル結晶層の途中にInGaP系のエピタキシャル結晶層を形成しておけば、InGaP系エピタキシャル結晶層が存在する深さで、AlGaAs系エピタキシャル結晶層のエッチングを正確に停止できる。 Conventionally, as a compound semiconductor manufacturing technique, a technique of selectively wet-etching an AlGaAs-based material using an InGaP-based material as a stopper is known. When phosphoric acid is used as the etching solution, the etching rate of the AlGaAs-based material is high, but the etching rate of the InGaP-based material is low. In contrast, when hydrochloric acid is used as the etching solution, the etching rate of the AlGaAs-based material is low, and the etching rate of the InGaP-based material is high. Therefore, if an InGaP-based epitaxial crystal layer is formed in the middle of an AlGaAs-based epitaxial crystal layer, etching of the AlGaAs-based epitaxial crystal layer can be stopped accurately at a depth where the InGaP-based epitaxial crystal layer exists.
特許文献1には、GaAs/InGaP界面の急峻性を改善する目的で、As系ガスとGa系ガスを反応管に供給して反応させてGaAs成長を行わせる工程と、前記Ga系ガスをオフし、このGaのドロップレットをなくすようにする工程と、先行して、Ga系ガスのみを反応管に供給し、このGaによる表面過剰AsのGaAs化を行う工程と、Ga系ガスの導入後に所定時間をおいてIn系ガスを導入し、更に所定時間をおいてP系ガスを反応管に供給して反応させてInGaP成長を行わせる工程とを順次施すことが開示されている。
In
しかしながら、ヒ素化合物からなる半導体(たとえばGaAs)とリン化合物からなる半導体(たとえばInGaP)との界面の急峻性の向上はまだ不十分であった。本発明の目的は、ヒ素化合物からなる半導体とリン化合物からなる半導体との界面の急峻性をさらに向上させることである。 However, improvement in the steepness of the interface between a semiconductor made of an arsenic compound (for example, GaAs) and a semiconductor made of a phosphorus compound (for example, InGaP) has not been sufficient. An object of the present invention is to further improve the steepness of the interface between a semiconductor made of an arsenic compound and a semiconductor made of a phosphorus compound.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、ヒ素化合物からなる第2半導体と、リン化合物からなる第3半導体とを含み、前記第2半導体と前記第3半導体とが接触しており、前記第2半導体が第1原子を第2濃度で含有し、かつ第2原子を含有し、前記第1原子が前記第2半導体に第1伝導型のキャリアを発生させ、前記第2濃度が、前記第2半導体にドープする前記第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める前記第1原子の濃度以上の濃度であり、前記第2原子が前記第2半導体におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差を小さくする半導体基板を提供する。 In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, a second semiconductor made of an arsenic compound and a third semiconductor made of a phosphorus compound are included, and the second semiconductor and the third semiconductor are in contact with each other. The second semiconductor contains a first atom in a second concentration and contains a second atom, the first atom generates carriers of the first conductivity type in the second semiconductor, and 2 concentration is a concentration equal to or higher than the concentration of the first atom, the carrier number which increases as the amount of the first atom doped into the second semiconductor increases, and the second atom is the second semiconductor. Provided is a semiconductor substrate that reduces the difference between the Fermi level and the charge neutral level.
前記第2原子として、そのイオン化エネルギーが0.03eV以下である原子が挙げられる。本明細書において第2原子のイオン化エネルギーとは、第2半導体に第2原子を導入した場合に、第1伝導型とは反対の第2伝導型のキャリアを生成するに必要なエネルギーをいう。前記第2半導体および前記第3半導体がIIIB族に属する第3原子を含有し、前記第2原子と前記第3原子との結合エネルギーが前記第1原子と前記第3原子との結合エネルギーより大きいことが好ましい。前記第3原子としてGaが挙げられる。 Examples of the second atom include an atom having an ionization energy of 0.03 eV or less. In this specification, the ionization energy of the second atom means energy necessary for generating a carrier of the second conductivity type opposite to the first conductivity type when the second atom is introduced into the second semiconductor. The second semiconductor and the third semiconductor contain a third atom belonging to group IIIB, and the bond energy between the second atom and the third atom is larger than the bond energy between the first atom and the third atom. It is preferable. An example of the third atom is Ga.
前記半導体基板がヒ素化合物からなる第1半導体をさらに含むことが好ましく、前記第1半導体と前記第3半導体との間に前記第2半導体が位置していることが好ましく、前記第1半導体が前記第1原子を第1濃度で含有していることが好ましく、前記第1濃度が、前記第1半導体にドープする前記第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める前記第1原子の濃度以上の濃度であることが挙げられる。前記第1伝導型として、N型が挙げられる。前記第2半導体としてAlx1Gay1As(x1+y1=1、0≦x1≦1、0≦y1≦1)が挙げられ、前記第3半導体としてInx2Gay2P(x2+y2=1、0≦x2≦1、0≦y2≦1)が挙げられる。 Preferably, the semiconductor substrate further includes a first semiconductor made of an arsenic compound, the second semiconductor is preferably located between the first semiconductor and the third semiconductor, and the first semiconductor is It is preferable that the first atom is contained at a first concentration, and the first concentration increases as the amount of the first atom doped into the first semiconductor increases, and the number of carriers that starts increasing becomes saturated. It is mentioned that it is the density | concentration beyond the density | concentration of an atom. N type is mentioned as said 1st conductivity type. Examples of the second semiconductor include Al x1 Ga y1 As (x1 + y1 = 1, 0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ y1 ≦ 1), and examples of the third semiconductor include In x2 Ga y2 P (x2 + y2 = 1, 0 ≦ x2 ≦). 1, 0 ≦ y2 ≦ 1).
前記第1原子としてSi、Ge、SeおよびTeから選択された1以上の原子が挙げられ、前記第2原子としてC、B、Be、O、NおよびFから選択された1以上の原子が挙げられる。前記第2半導体が前記第2濃度未満の前記第2原子を含有することが好ましい。前記第2半導体が前記第2原子を1×1017[個/cm3]以上の濃度で含有することが好ましい。前記第2半導体が層状であるとき、層状の前記第2半導体の厚みが5nm以上100nm以下であることが好ましい。 Examples of the first atom include one or more atoms selected from Si, Ge, Se, and Te, and examples of the second atom include one or more atoms selected from C, B, Be, O, N, and F. It is done. It is preferable that the second semiconductor contains the second atom having a concentration lower than the second concentration. The second semiconductor preferably contains the second atom at a concentration of 1 × 10 17 [pieces / cm 3 ] or more. When the second semiconductor is layered, the thickness of the layered second semiconductor is preferably 5 nm to 100 nm.
本発明の第2の態様においては、ヒ素化合物からなる第2半導体と、リン化合物からなる第3半導体とを含み、前記第2半導体と前記第3半導体とが接触しており、前記第2半導体がN型不純物原子を4×1018[個/cm3]以上の濃度で含有し、かつC、B、Be、O、NおよびFから選択された1以上の原子を1×1017[個/cm3]以上4×1018[個/cm3]以下の濃度で含有する半導体基板を提供する。 In a second aspect of the present invention, the second semiconductor includes a second semiconductor made of an arsenic compound and a third semiconductor made of a phosphorus compound, and the second semiconductor and the third semiconductor are in contact with each other. Contains N-type impurity atoms at a concentration of 4 × 10 18 [pieces / cm 3 ] or more, and 1 × 10 17 [pieces] of one or more atoms selected from C, B, Be, O, N, and F / Cm 3 ] and a semiconductor substrate containing 4 × 10 18 [pieces / cm 3 ] in concentration.
本発明の第3の態様においては、前記半導体基板における、前記第3半導体および前記第2半導体から選択された1以上の半導体を活性領域として得られる電子素子を含む電子デバイスを提供する。前記電子素子としてバイポーラトランジスタが挙げられ、前記第2半導体として、前記バイポーラトランジスタのサブコレクタが挙げられる。前記電子素子として電界効果トランジスタが挙げられ、前記第2半導体として、前記電界効果トランジスタの電子供給層が挙げられる。前記電子素子として受光素子または発光素子が挙げられ、前記第2半導体として、前記受光素子または前記発光素子を構成する半導体層が挙げられる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an electronic device including an electronic element obtained using, as an active region, one or more semiconductors selected from the third semiconductor and the second semiconductor in the semiconductor substrate. Examples of the electronic element include a bipolar transistor, and examples of the second semiconductor include a sub-collector of the bipolar transistor. Examples of the electronic element include a field effect transistor, and examples of the second semiconductor include an electron supply layer of the field effect transistor. The electronic element includes a light receiving element or a light emitting element, and the second semiconductor includes a semiconductor layer constituting the light receiving element or the light emitting element.
本発明の第4の態様においては、基板の上に、ヒ素化合物からなる第2半導体を形成する段階と、リン化合物からなる第3半導体を形成する段階とを含み、前記第2半導体を形成する段階において、第1伝導型のキャリアを発生させる第1原子を第2濃度で導入するとともに、前記第2半導体におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差を小さくする第2原子を導入し、前記第3半導体を形成する段階において、前記第3半導体を前記第2半導体に接して形成し、前記第2濃度が、前記第2半導体にドープする前記第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める前記第1原子の濃度以上の濃度である半導体基板の製造方法を提供する。 In a fourth aspect of the present invention, the method includes forming a second semiconductor made of an arsenic compound on a substrate and forming a third semiconductor made of a phosphorus compound, and forming the second semiconductor. In the step, a first atom that generates carriers of the first conductivity type is introduced at a second concentration, and a second atom that reduces the difference between the Fermi level and the charge neutral level in the second semiconductor is introduced. In the step of forming the third semiconductor, the third semiconductor is formed in contact with the second semiconductor, and the second concentration increases as the amount of the first atoms doped into the second semiconductor increases. Provided is a method for manufacturing a semiconductor substrate having a concentration equal to or higher than the concentration of the first atoms at which the number of carriers to be started to saturate.
本発明の第5の態様においては、ヒ素化合物からなる第2半導体と、リン化合物からなる第3半導体とを含み、前記第2半導体と前記第3半導体とが接触しており、前記第2半導体が第1原子を第2濃度で含有し、かつ第2原子を含有し、前記第1原子が前記第2半導体に第1伝導型のキャリアを発生させ、前記第2濃度が、前記第2半導体にドープする前記第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める前記第1原子の濃度以上の濃度であり、前記第2原子が前記第2半導体におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差を小さくする半導体基板を準備する段階と、前記第3半導体および前記第2半導体から選択された何れか一方の半導体を、他方の半導体をエッチング停止材料としてエッチングする段階と、前記他方の半導体をエッチングする段階とを含む電子デバイスの製造方法を提供する。 In a fifth aspect of the present invention, the semiconductor device includes a second semiconductor made of an arsenic compound and a third semiconductor made of a phosphorus compound, and the second semiconductor and the third semiconductor are in contact with each other, and the second semiconductor Contains first atoms at a second concentration and contains second atoms, the first atoms generate carriers of the first conductivity type in the second semiconductor, and the second concentration is the second semiconductor. The carrier number that increases as the amount of the first atom doped into the semiconductor layer increases to a concentration equal to or higher than the concentration of the first atom, and the second atom has a Fermi level and charge neutrality in the second semiconductor. Preparing a semiconductor substrate that reduces a difference from a level, etching one of the semiconductors selected from the third semiconductor and the second semiconductor using the other semiconductor as an etching stop material, The other It provides a method of making an electronic device comprising the steps of etching the conductor.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、実施の形態の説明に先立ち、本発明者らが本願発明を為した背景および着想について概説する。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but prior to the description of the embodiments, the background and idea behind the present invention by the present inventors will be outlined.
リン化合物からなる半導体(たとえばInGaP。以下「P系材料」と称す。)とヒ素化合物からなる半導体(たとえばAlGaAs。以下「As系材料」と称す。)を積層した界面には、P系材料およびAs系材料の遷移層が形成される場合がある。たとえばInGaPとAlGaAsの界面にはAlαInβGaγAsδPφ(α+β+γ=1、δ+φ=1、1≧α≧0、1≧β≧0、1≧γ≧0、1≧δ≧0、1≧φ≧0)が形成される。遷移層はリン酸および塩酸の双方にエッチング耐性があるので、InGaP等のP系材料でAlGaAs等のAs系材料のエッチングをストップさせ、塩酸を用いてP系材料を除去した後、さらにAs系材料をリン酸でエッチングしようとしても、遷移層(たとえばAlαInβGaγAsδPφ)が残存するので、エッチング不良を生ずる原因になる。また、P系材料でAs系材料のエッチングをストップさせ、塩酸を用いてP系材料を除去した後、As系材料の上に電極を形成しようとした場合に、遷移層が残存するので、電極とAs系材料との間のコンタクト抵抗を上昇させる原因になる。 At the interface where a semiconductor made of a phosphorus compound (for example, InGaP; hereinafter referred to as “P-based material”) and a semiconductor made of an arsenic compound (for example, AlGaAs; hereinafter referred to as “As-based material”) are stacked, a P-based material and A transition layer of As-based material may be formed. For example, at the interface between InGaP and AlGaAs, Al α In β Ga γ As δ P φ (α + β + γ = 1, δ + φ = 1, 1 ≧ α ≧ 0, 1 ≧ β ≧ 0, 1 ≧ γ ≧ 0, 1 ≧ δ ≧ 0 1 ≧ φ ≧ 0) is formed. Since the transition layer has etching resistance to both phosphoric acid and hydrochloric acid, etching of the As-based material such as AlGaAs is stopped with a P-based material such as InGaP, and the P-based material is removed using hydrochloric acid. Even if the material is to be etched with phosphoric acid, the transition layer (for example, Al α In β Ga γ As δ P φ ) remains, which causes an etching failure. In addition, when the etching of the As-based material is stopped with the P-based material and the P-based material is removed using hydrochloric acid and then an electrode is formed on the As-based material, the transition layer remains, so that the electrode This increases the contact resistance between the As-based material and the As-based material.
本発明者らは、エッチング不良やコンタクト抵抗上昇の原因になり得る遷移層が、どのようにして形成されるかについて研究した。MOCVD法でAlGaAs層およびInGaP層を連続的に形成する場合、AsガスおよびPガスの切り替えシーケンスを改善することで、遷移層の発生が抑制できることを見出した(特開2006−310547号公報を参照)。さらに、AlGaAs層に、n型のドーパントであるSiを多く含む場合、AlGaAs層に存在する欠陥が、遷移層を発生させる可能性のあることを見出した。すなわち、Siを多く含む場合、特にSiを4×1018[個/cm3]以上含む場合、Ga原子が存在するべき位置にSi原子が入り込む状態(置換)やAs原子が存在するべき位置にAsが存在しない状態(空孔)が発生しやすくなり、これら置換あるいは空孔、これらを要因とする複合欠陥が発生しやすくなる。複合欠陥を多く含むAlGaAs層上にInGaP層を形成する結果、InやPがAlGaAs層に拡散して、遷移層が形成される可能性がある。本発明は、発明者らのこれら知見に着想を得て為されたものであり、AlGaAs層にSiを多く含む場合であっても、複合欠陥を抑制する不純物原子を導入することで、遷移層の発生を抑制する。 The present inventors have studied how a transition layer that can cause etching failure and contact resistance increase is formed. It has been found that when an AlGaAs layer and an InGaP layer are continuously formed by MOCVD, the generation of a transition layer can be suppressed by improving the switching sequence of As gas and P gas (see JP 2006-310547 A). ). Furthermore, when the AlGaAs layer contains a large amount of Si as an n-type dopant, it has been found that defects existing in the AlGaAs layer may cause a transition layer. That is, when a large amount of Si is contained, particularly when Si is contained in an amount of 4 × 10 18 [pieces / cm 3 ] or more, the Si atom enters a position where the Ga atom should exist (substitution) or the position where the As atom should exist. A state in which As does not exist (vacancies) is likely to occur, and these substitutions or vacancies, and complex defects due to these are likely to occur. As a result of forming the InGaP layer on the AlGaAs layer containing many complex defects, there is a possibility that In or P diffuses into the AlGaAs layer and a transition layer is formed. The present invention has been made based on the inventors' knowledge, and even when the AlGaAs layer contains a large amount of Si, by introducing impurity atoms that suppress complex defects, the transition layer Suppresses the occurrence of
図1は、本発明の一実施形態である半導体基板100の断面例を示す。半導体基板100として、支持基板102、ヒ素化合物からなる第1半導体層104、ヒ素化合物からなる第2半導体層106およびリン化合物からなる第3半導体層108を有するものが挙げられる。第1半導体層104は、ヒ素化合物からなる第1半導体の一例である。第2半導体層106は、ヒ素化合物からなる第2半導体の一例である。第3半導体層108は、リン化合物からなる第3半導体の一例である。図示するように、第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108は、支持基板102の上に形成され、第1半導体層104と第3半導体層108との間に、第2半導体層106が位置している。
FIG. 1 shows a cross-sectional example of a
支持基板102は、第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108を支持する。支持基板102は、たとえばGaAsからなる。支持基板102として、単結晶GaAsウェハが挙げられる。支持基板102は、第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108をエピタキシャル成長させる際のエピタキシャル成長基板であることが好ましい。
The
第1半導体層104は、ヒ素化合物からなる半導体である。第1半導体層104は、たとえばAlxGayAs(x+y=1、1≧x≧0、1≧y≧0)である。第1半導体層104は、第1原子を第1濃度で含有する。第1濃度は、第1半導体層104にドープする第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める第1原子の濃度以上の濃度である。すなわち第1濃度は、第1半導体層104におけるキャリア飽和濃度以上の濃度である。キャリア飽和濃度は、第1半導体層104がAlGaAs結晶である場合、たとえば4×1018[個/cm3]である。
The
第1原子は、第1伝導型たとえばN型のキャリアを発生させる。第1原子は、たとえばSi、Ge、SeおよびTeから選択された1以上の原子である。 The first atoms generate carriers of the first conductivity type, for example, N type. The first atom is one or more atoms selected from, for example, Si, Ge, Se, and Te.
キャリア飽和濃度は、キャリア数が飽和し始める不純物濃度に対応する。図2は、AlGaAs結晶にドープするシリコン供給量とキャリア濃度との関係を示す。シリコン供給量が少ないうちは、シリコン供給量の増加に従いキャリア濃度も増加する。しかし、シリコン供給量が濃度110(4×1018[個/cm3])に達すると、実線で示すようにキャリア濃度は飽和し始める。当該濃度110がキャリア飽和濃度に対応する。
The carrier saturation concentration corresponds to the impurity concentration at which the carrier number starts to be saturated. FIG. 2 shows the relationship between the supply amount of silicon doped into the AlGaAs crystal and the carrier concentration. When the silicon supply amount is small, the carrier concentration increases as the silicon supply amount increases. However, when the silicon supply amount reaches a concentration of 110 (4 × 10 18 [pieces / cm 3 ]), the carrier concentration starts to saturate as shown by the solid line. The
第1半導体層104は、キャリア飽和濃度以上に高濃度にドープされているので、得られる限りのキャリア数を有する。よって、第1半導体層104は、抵抗率が低く、特に大電力素子への用途においては有用な半導体層となる。その一方、不純物が超高濃度にドープされているので、置換、空孔、あるいはこれらの複合欠陥が発生しやすく、従来であればAlαInβGaγAsδPφからなる遷移層が発生しやすい。しかし、本実施形態では第2半導体層106が第1半導体層104と第3半導体層108との間に位置しているので、遷移層の発生を効果的に抑制できる。
Since the
第2半導体層106は、ヒ素化合物からなり、第3半導体層108と接触する。第2半導体層106は、たとえばAlx1Gay1As(x1+y1=1、0≦x1≦1、0≦y1≦1)からなる。第2半導体層106は、第1原子を第2濃度で含有するとともに、第2原子を含有する。第2濃度は、第2半導体層106にドープする第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める第1原子の濃度以上の濃度である。すなわち第2濃度は、第2半導体層106におけるキャリア飽和濃度以上の濃度である。
The
第2原子は、第2半導体におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差を小さくする。第2原子は、そのイオン化エネルギーが0.03eV以下であることが好ましい。第2原子のイオン化エネルギーは、第2原子が第2半導体層106に導入されて第1伝導型たとえばN型とは反対の第2伝導型たとえばP型のキャリアを生成する場合に必要なエネルギーである。第2原子として、C、B、Be、O、NおよびFから選択された1以上の原子が挙げられる。
The second atom reduces the difference between the Fermi level and the charge neutral level in the second semiconductor. The second atom preferably has an ionization energy of 0.03 eV or less. The ionization energy of the second atom is energy required when the second atom is introduced into the
第2半導体層106は、第2原子を、第2濃度以下の濃度で含有することが好ましい。また第2半導体層106は、第2原子を1×1017[個/cm3]以上の濃度で含有することが好ましい。第2半導体層106の厚みは、5nm以上100nm以下であることが好ましい。
The
すなわち、第2半導体層106は、電子を発生するN型不純物原子を4×1018[個/cm3]以上の濃度で含むとともに、C、B、Be、O、NおよびFから選択された1以上の原子を1×1017[個/cm3]以上4×1018[個/cm3]以下の濃度で含むことが好ましい。
That is, the
第2半導体層106が第2原子を含むので、本実施形態の半導体基板100では、第2半導体層106と第3半導体層108との間に、AlαInβGaγAsδPφからなる遷移層が形成されにくくなる。特に、第1半導体層104に第1原子が超高濃度にドープされていても、第2原子を含む第2半導体層106が第1半導体層104と第3半導体層108との間に形成されているので、選択エッチングに障害となる遷移層の形成を抑制できる。この結果、エッチング残りのない良好な選択エッチングが実施でき、電極を形成した場合でも接触抵抗を低減できる。
Since the
第3半導体層108は、リン化合物からなる半導体である。第3半導体層108は、たとえばInx2Gay2P(x2+y2=1、0≦x2≦1、0≦y2≦1)からなる。第3半導体層108には不純物がドープされていてもよく、不純物がドープされないノンドープであってもよい。不純物の伝導型はP型でもN型でもよい。第2半導体層106および第3半導体層108は、IIIB族に属する原子、たとえばGaを含有する。第2原子とIIIB族に属する原子との結合エネルギーは、第1原子とIIIB族に属する原子との結合エネルギーより大きいことが好ましい。
The
図3から図5は、半導体基板100における半導体層を加工する場合の断面例を加工順に示す。まず、第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108を支持基板102上に順次エピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長には、MOCVD法、分子線エピタキシー法を用いることが挙げられ、MOCVD法を用いることが好ましい。
3 to 5 show cross-sectional examples when processing a semiconductor layer in the
第1半導体層104および第2半導体層106のエピタキシャル成長には、Ga原料として、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)、トリエチルガリウム(Ga(C2H5)3)等の有機ガリウムガスを用いることができる。As原料には、アルシン(AsH3)を用いることができる。ガリウムの一部をアルミニウムに置換する場合は、Al原料として、トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)、トリエチルアルミニウム(Al(C2H5)3)等の有機アルミニウムガスを用いることができる。
For the epitaxial growth of the
第1半導体層104および第2半導体層106に、N型キャリアを生成する不純物材料としてSiをドープする場合には、Si原料としてシラン(SiH4)、ジシラン(Si2H6)等のシラン系ガスを用いることができる。シラン等に代えて塩化シラン等のハロゲン化シランを用いることができる。シリコン原子のドープ量(原子供給量)は、Si原料ガスの供給量(Ga原料およびAs原料に対するモル比)を変えて調整できる。シリコン原子は、キャリア飽和濃度以上の濃度で導入する。
When the
第2半導体層106に、第2不純物として炭素(C)を導入する場合、C原料としてCBrCl3等のハロゲン化炭素を用いることができる。ハロゲン化炭素の供給量を制御して、第2不純物としての炭素原子の導入量を制御できる。また、Cの導入量は、Ga原料である有機ガリウムガスとAs原料であるアルシンの供給量(モル比)を調整することでも可能である。アルシンに対する有機Gaガスの比(V/III比)を大きくすれば、C原子の導入量を増加できる。C原子の導入量は、1×1017[個/cm3]以上4×1018[個/cm3]以下に調整する。
When carbon (C) is introduced as the second impurity into the
第3半導体層108のエピタキシャル成長には、Ga原料として、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)、トリエチルガリウム(Ga(C2H5)3)等の有機ガリウムガスを用いることができる。P原料には、ホスフィン(PH3)を用いることができる。ガリウムの一部をインジュウムに置換する場合は、In原料として、トリメチルインジュウム(In(CH3)3)等の有機インジュウムガスを用いることができる。第3半導体層108に不純物を導入する場合には、伝導型に応じた不純物ガスを供給し、当該不純物ガスの供給量によって不純物原子のドープ量を調整する。
For the epitaxial growth of the
以上のようにして、半導体基板100が製造できる。すなわち、支持基板102の上に、ヒ素化合物からなる第2半導体層106を形成する段階と、第2半導体層106に接して、リン化合物からなる第3半導体層108を形成する段階と、を含み、第2半導体層106を形成する段階において、第1伝導型のキャリアを発生させる第1原子(たとえばSi)を、キャリア数が飽和し始める不純物濃度に対応するキャリア飽和濃度以上の濃度で導入するとともに、第2半導体層106におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差が小さくなる第2原子(たとえばC)を導入する半導体基板の製造方法が開示される。
The
このような半導体基板100は、その上に形成したAlGaAs層120の加工において、選択エッチングに適用できる。図3に示すように、半導体基板100の上にAlGaAs層120を形成し、加工パターンに応じたマスク122をAlGaAs層120の上に形成する。マスク122は、リン酸および塩酸に耐性のある材料、たとえばレジスト、窒化シリコンまたは酸化シリコンが例示できる。
Such a
次に、図4に示すように、全体をリン酸溶液に浸漬して、AlGaAs層120をエッチングする。このとき、第3半導体層108はリン酸に対し耐性があるので、エッチングストッパとして機能する。
Next, as shown in FIG. 4, the whole is immersed in a phosphoric acid solution, and the
次に、図5に示すように、全体を塩酸溶液に浸漬して、第3半導体層108をエッチングする。AlGaAs層120および第2半導体層106は塩酸に対し耐性があるので、この段階ではエッチングされない。ここで、第2半導体層106と第3半導体層108との界面には、AlαInβGaγAsδPφからなる遷移層が形成されないので、エッチング不良が発生せず、第2半導体層106上に電極を形成する場合でも接触抵抗を低減できる。
Next, as shown in FIG. 5, the whole is immersed in a hydrochloric acid solution, and the
さらに第2半導体層106および第1半導体層104を加工する場合には、リン酸溶液を用いてウェットエッチングを適用できる。上記例では、第3半導体層108をストッパとして用いたAlGaAs系層の加工方法を説明したが、AlGaAs系材料である第2半導体層106をストッパとして第3半導体層108を加工する例も挙げられる。
Further, when the
以上のように、半導体基板100を用いて電子デバイスを製造できる。すなわち、ヒ素化合物からなる第2半導体層106と、リン化合物からなる第3半導体層108とを有し、第2半導体層106と第3半導体層108とが接触しており、第2半導体層106がキャリア飽和濃度以上の第1原子(たとえばSi)を含有し、かつ第2原子(たとえばC)を含有し、第1原子が第2半導体層106に第1伝導型(たとえばN型)のキャリアを発生させ、第2原子が第2半導体層106におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差を小さくする半導体基板100を準備する段階と、第3半導体層108および第2半導体層106から選択された何れか一方の半導体を、他方の半導体をエッチング停止材料としてエッチングする段階と、他方の半導体をエッチングする段階とを含む電子デバイスの製造方法が開示される。
As described above, an electronic device can be manufactured using the
上記した半導体基板100における、第3半導体層108および第2半導体層106を適用して、各種の電子デバイスを形成できる。すなわち、第3半導体層108および第2半導体層106から選択された1以上の半導体を活性領域として得られる電子素子を含む電子デバイスが製造できる。
Various electronic devices can be formed by applying the
図6は、半導体基板600の断面例を示す。半導体基板600は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造に利用できる。半導体基板600は、支持基板602、バッファ層604、サブコレクタ層606、第2半導体層608、第3半導体層610、サブコレクタ層612、コレクタ層614、ベース層616、サブエミッタ層618およびエミッタ層620を有する。
FIG. 6 shows a cross-sectional example of the
支持基板602は、支持基板102と同様である。バッファ層604、サブコレクタ層612、コレクタ層614、ベース層616、サブエミッタ層618およびエミッタ層620は、一般的なヘテロ接合バイポーラトランジスタに適用できる半導体結晶層と同様である。たとえば、バッファ層604、サブコレクタ層612、コレクタ層614およびベース層616は、GaAsで構成でき、サブエミッタ層618はAlGaAsで構成でき、エミッタ層620は、InGaAsで構成できる。各層の伝導型、不純物量および層の厚み等は、デバイス特性から要求される値で最適化できる。
The
サブコレクタ層606は、前記した第1半導体層104と同様である。第2半導体層608は、前記した第2半導体層106と同様である。第3半導体層610は、前記した第3半導体層108と同様である。ただし第3半導体層610は、導電性が高いことが好ましいので、1×1018[/cm3]以上のSi原子をキャリア生成不純物として導入する。これら各層は、半導体基板100の場合と同様に、MOCVD法を用いたエピタキシャル成長により製造できる。
The
図7は、半導体基板600の加工途中における断面例を示す。サブコレクタ層612、コレクタ層614、ベース層616、サブエミッタ層618およびエミッタ層620を、リン酸溶液を用いてエッチングすることができ、この場合、第3半導体層610がエッチングストッパとして機能する。第3半導体層610とサブコレクタ層606との間には、第2半導体層608が形成されており、第2半導体層608には第2半導体層106と同様に第2不純物(たとえばC)を含むので遷移層が形成されない。よって塩酸により第3半導体層610を除去した後に、良好なエッチング表面が得られ、電極を形成しても接触抵抗が大きくならない。
FIG. 7 shows a cross-sectional example during the processing of the
図8は、半導体基板600を用いて製造されたヘテロ接合バイポーラトランジスタ800の断面例を示す。図7で説明した工程においてコレクタコンタクト領域が露出され、その後ベースコンタクト領域が加工される。コレクタ電極802、ベース電極804およびエミッタ電極806が形成されてヘテロ接合バイポーラトランジスタ800が製造される。すなわち、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ800はバイポーラトランジスタの一例であり、第2半導体層608は、バイポーラトランジスタのサブコレクタであることが開示される。
FIG. 8 shows an example of a cross section of a heterojunction
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ800では、コレクタコンタクト領域の形成において、エッチングが良好に行われる。よって、コレクタ電極802とサブコレクタ層との間の接触抵抗を小さくできる。
In the heterojunction
図9は、半導体基板900の断面例を示す。半導体基板900は、ヘテロ接合電界効果トランジスタたとえば高電子移動度トランジスタの製造に利用できる。半導体基板900は、支持基板902、バッファ層904、電子供給層906、スペーサ層908、チャネル層910、スペーサ層912、電子供給層914、第2半導体層916、第3半導体層918およびコンタクト層920を有する。
FIG. 9 shows a cross-sectional example of the
支持基板902は、支持基板102と同様である。バッファ層904、電子供給層906、スペーサ層908、チャネル層910、スペーサ層912およびコンタクト層920は、一般的な高電子移動度トランジスタに適用できる半導体結晶層と同様である。たとえば、バッファ層904はGaAsで構成でき、電子供給層906、スペーサ層908,912およびコンタクト層920は、AlGaAsで構成でき、チャネル層910は、InGaAsで構成できる。各層の伝導型、不純物量および厚み等は、デバイス特性から要求される値で最適化できる。
The
電子供給層914、第2半導体層916および第3半導体層918は、各々前記した第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108と同様である。ただし第3半導体層918は、ドープしないか、1×1016[/cm3]以上のSiを導入する例が挙げられる。これら各層は、半導体基板100の場合と同様に、MOCVD法を用いたエピタキシャル成長により製造できる。
The
図10は、半導体基板900の加工途中における断面例を示す。コンタクト層920を、リン酸溶液を用いてエッチングすることができ、この場合、第3半導体層918がエッチングストッパとして機能する。第3半導体層918と電子供給層914との間には、第2半導体層916が形成されており、第2半導体層916には第2半導体層106と同様に第2不純物(たとえばC)を含むので遷移層が形成されない。よって塩酸により第3半導体層918を除去した後に、良好なエッチング表面が得られ、電極を形成しても接触抵抗が大きくならない。
FIG. 10 shows an example of a cross section during the processing of the
図11は、半導体基板900を用いて製造された高電子移動度トランジスタ1100の断面例を示す。図10で説明した工程においてゲート電極領域が露出され、その後ゲート電極1106の形成、およびコンタクト層920の上にソース電極1102およびドレイン電極1104の形成が実施され、高電子移動度トランジスタ1100が製造される。すなわち、高電子移動度トランジスタ1100は電界効果トランジスタの一例であり、第2半導体層は、電界効果トランジスタの電子供給層であることが開示される。
FIG. 11 shows a cross-sectional example of a high
高電子移動度トランジスタ1100では、ゲート電極領域の形成において、エッチングが良好に行われる。よって、ゲート電極1106の下のトラップを低減できる。
In the high
図12は、半導体基板1200の断面例を示す。半導体基板1200は、太陽電池の製造に利用できる。半導体基板1200は、支持基板1202、n−AlGaAs層1204、第2半導体層1206、第3半導体層1208、p−AlInGaP層1210およびp−GaAs層1212を有する。支持基板1202は支持基板102と同様である。p−AlInGaP層1210およびp−GaAs層1212は、一般的な化合物半導体の太陽電池に適用できる半導体結晶層と同様である。n−AlGaAs層1204、第2半導体層1206および第3半導体層1208は、各々前記した第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108と同様である。ただし第3半導体層1208は、ドープしないか、1×1016[/cm3]以上のSiを導入する例が挙げられる。これら各層は、半導体基板100の場合と同様に、MOCVD法を用いたエピタキシャル成長により製造できる。各層の伝導型、不純物量および厚み等は、デバイス特性から要求される値で最適化できる。
FIG. 12 shows an example of a cross section of the
図13は、半導体基板1200を用いて製造された太陽電池1300の断面例を示す。第3半導体層1208をエッチングストッパに用いて第2半導体層1206を露出できる。露出した第2半導体層1206にカソード1302を形成し、p−GaAs層1212の上にアノード1304を形成して、太陽電池1300を製造できる。太陽電池1300では、露出した第2半導体層1206のエッチングが良好に実施されるので、第2半導体層1206とカソード1302との間の接触抵抗を低減できる。
FIG. 13 shows a cross-sectional example of a
図14は、半導体基板1400の断面例を示す。半導体基板1400は、発光ダイオードまたはレーザダイオードの製造に利用できる。半導体基板1400は、支持基板1402、n−AlGaAs層1404、第2半導体層1406、第3半導体層1408、活性層1410、p−InGaP層1412およびp−GaAs層1414を有する。支持基板1402は支持基板102と同様である。活性層1410、p−InGaP層1412およびp−GaAs層1414は、一般的な発光ダイオードまたはレーザダイオードに適用できる半導体結晶層と同様である。n−AlGaAs層1404、第2半導体層1406および第3半導体層1408は、各々前記した第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108と同様である。ただし第3半導体層1408は、ドープしないか、1×1016[/cm3]以上のSiを導入する例が挙げられる。これら各層は、半導体基板100の場合と同様に、MOCVD法を用いたエピタキシャル成長により製造できる。各層の伝導型、不純物量および厚み等は、デバイス特性から要求される値で最適化できる。
FIG. 14 shows a cross-sectional example of the
図15は、半導体基板1400を用いて製造された発光ダイオード1500の断面例を示す。第3半導体層1408をエッチングストッパに用いて第2半導体層1406を露出できる。露出した第2半導体層1406にカソード1502を形成し、p−GaAs層1414の上にアノード1504を形成して、発光ダイオード1500を製造できる。なお、レーザダイオードも発光ダイオードと同様に製造できる。発光ダイオード1500では、露出した第2半導体層1406のエッチングが良好に実施されるので、第2半導体層1406とカソード1502との間の接触抵抗を低減できる。図12から図15において、電子素子として受光素子および発光素子が開示され、第2半導体層は、受光素子または発光素子を構成する半導体層であることが開示される。
FIG. 15 shows a cross-sectional example of a
(実験例)
図1に示した第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108を、表1に示す厚み(膜厚)、Si濃度および炭素濃度で形成した。なお、表1および以下の説明において、第1半導体層104、第2半導体層106および第3半導体層108は、各々、層104、層106および層108と表記する。
The
すなわち、GaAsの支持基板102上に、層104であるGaAsエピタキシャル層、層106であるGaAsエピタキシャル層および層108であるIn0.48Ga0.52Pエピタキシャル層をMOCVD法により形成した。層104は、膜厚を500nmとし、Si濃度を4×1018[個/cm3]とした。層106は、膜厚を、実施例1では5nm、実施例2では10nm、実施例3では20nmとし、Si濃度を4×1018[個/cm3]、炭素濃度を1.3×1017[個/cm3]とした。炭素濃度は、VB族に属する原子の原料ガスであるアルシン(AsH3)とIIIB族に属する原子の原料ガスであるトリメチルガリウム(Ga(CH3)3)の比(V/III比)を1.3とすることで前記炭素濃度となるよう調整した。層108は、膜厚を10nmとし、Si濃度を3×1018[個/cm3]とした。
That is, on the
比較例1として、GaAsの支持基板102上に、層104であるGaAsエピタキシャル層および層108であるIn0.48Ga0.52Pエピタキシャル層をMOCVD法により形成した。第2半導体層106を形成しない以外は、実施例1から実施例3と同じである。比較例2および比較例3として、GaAsの支持基板102上に、層104であるGaAsエピタキシャル層、層106であるGaAsエピタキシャル層および層108であるIn0.48Ga0.52Pエピタキシャル層をMOCVD法により形成した。層106に導入する炭素濃度が、比較例1では8×1016[個/cm3]、比較例2では4.5×1016[個/cm3]である以外は、実施例1から実施例3と同じである。
As Comparative Example 1, a GaAs epitaxial layer as the
実施例1から実施例3および比較例1から比較例3の各サンプルについて、層108であるIn0.48Ga0.52Pエピタキシャル層を塩酸にてエッチングした。その後、層106であるGaAsエピタキシャル層(比較例1については層104であるGaAsエピタキシャル層)の表面をX線光電子分光(X−ray Photoelectron Spectroscopy:XPS)法を用いて分析した。X線光電子分光によれば、In3d/Ga3dの信号強度比、およびP2p/As3dの信号強度比によって表面におけるInおよびPの残留の程度が評価できる。ここで、XPSの信号強度比とは、各ピークの面積比を、感度係数を用いて組成比に換算したものである。また、層106であるGaAsエピタキシャル層(比較例1については層104であるGaAsエピタキシャル層)をリン酸にてエッチングし、表面のエッチング状態を良否判定により評価した。
For each sample of Example 1 to Example 3 and Comparative Example 1 to Comparative Example 3, the In 0.48 Ga 0.52 P epitaxial layer as the
表1に示す通り、実施例1から実施例3では、比較例1から比較例3に比較して、In3d/Ga3dの信号強度比、およびP2p/As3dの信号強度比が小さく、InおよびPの残留が少ないことが判った。また、実施例1から実施例3では、比較例1から比較例3に比較して、リン酸エッチングの表面が良好であり、遷移層が形成されていないことが判明した。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, the signal intensity ratio of In3d / Ga3d and the signal intensity ratio of P2p / As3d are smaller than those in Comparative Examples 1 to 3, and the In and P signal intensity ratios are smaller. It was found that there was little residue. Further, in Examples 1 to 3, it was found that the surface of phosphoric acid etching was better than in Comparative Examples 1 to 3, and no transition layer was formed.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作順に関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as operation, procedure, step, and stage in the apparatus and method shown in the claims, the description, and the drawings is clearly indicated as “before”, “prior”, etc. It should be noted that, unless the output of the previous process is used in the subsequent process, it can be realized in any order. Regarding the order of operations in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
100 半導体基板
102 支持基板
104 ヒ素化合物からなる第1半導体層
106 ヒ素化合物からなる第2半導体層
108 リン化合物からなる第3半導体層
120 AlGaAs層
122 マスク
600 半導体基板
602 支持基板
604 バッファ層
606 サブコレクタ層
608 ヒ素化合物からなる第2半導体層
610 リン化合物からなる第3半導体層
612 サブコレクタ層
614 コレクタ層
616 ベース層
618 サブエミッタ層
620 エミッタ層
800 ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
802 コレクタ電極
804 ベース電極
806 エミッタ電極
900 半導体基板
902 支持基板
904 バッファ層
906 電子供給層
908 スペーサ層
910 チャネル層
912 スペーサ層
914 電子供給層
916 ヒ素化合物からなる第2半導体層
918 リン化合物からなる第3半導体層
920 コンタクト層
1100 高電子移動度トランジスタ
1102 ソース電極
1104 ドレイン電極
1106 ゲート電極
1200 半導体基板
1202 支持基板
1204 n−AlGaAs層
1206 ヒ素化合物からなる第2半導体層
1208 リン化合物からなる第3半導体層
1210 p−AlInGaP層
1212 p−GaAs層
1300 太陽電池
1302 カソード
1304 アノード
1400 半導体基板
1402 支持基板
1404 n−AlGaAs層
1406 ヒ素化合物からなる第2半導体層
1408 リン化合物からなる第3半導体層
1410 活性層
1412 p−InGaP層
1414 p−GaAs層
1500 発光ダイオード
1502 カソード
1504 アノード
DESCRIPTION OF
Claims (18)
リン化合物からなる第3半導体とを含み、
前記第2半導体と前記第3半導体とが接触しており、
前記第2半導体が第1原子を第2濃度で含有し、かつ第2原子を含有し、
前記第1原子が前記第2半導体に第1伝導型のキャリアを発生させ、
前記第2濃度が、前記第2半導体にドープする前記第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める前記第1原子の濃度以上の濃度であり、
前記第2原子が前記第2半導体におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差を小さくする
半導体基板。 A second semiconductor comprising an arsenic compound;
A third semiconductor composed of a phosphorus compound,
The second semiconductor and the third semiconductor are in contact;
The second semiconductor contains a first atom at a second concentration and contains a second atom;
The first atoms generate carriers of the first conductivity type in the second semiconductor;
The second concentration is a concentration equal to or higher than the concentration of the first atom, where the number of carriers that increase as the amount of the first atom doped into the second semiconductor increases,
The semiconductor substrate, wherein the second atom reduces a difference between a Fermi level and a charge neutral level in the second semiconductor.
請求項1に記載の半導体基板。 The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the ionization energy of the second atom is 0.03 eV or less.
前記第2原子と前記第3原子との結合エネルギーが前記第1原子と前記第3原子との結合エネルギーより大きい
請求項1に記載の半導体基板。 The second semiconductor and the third semiconductor contain a third atom belonging to group IIIB;
The semiconductor substrate according to claim 1, wherein a binding energy between the second atom and the third atom is larger than a binding energy between the first atom and the third atom.
請求項3に記載の半導体基板。 The semiconductor substrate according to claim 3, wherein the third atom is Ga.
前記第1半導体と前記第3半導体との間に前記第2半導体が位置しており、
前記第1半導体が前記第1原子を第1濃度で含有し、
前記第1濃度が、前記第1半導体にドープする前記第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める前記第1原子の濃度以上の濃度である
請求項1から請求項4の何れかに記載の半導体基板。 A first semiconductor composed of an arsenic compound;
The second semiconductor is located between the first semiconductor and the third semiconductor;
The first semiconductor contains the first atom in a first concentration;
The first concentration is a concentration equal to or higher than the concentration of the first atom, in which the number of carriers that increase as the amount of the first atom doped into the first semiconductor increases increases. The semiconductor substrate in any one.
請求項1から請求項5の何れかに記載の半導体基板。 The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the first conductivity type is an N type.
前記第3半導体がInx2Gay2P(x2+y2=1、0≦x2≦1、0≦y2≦1)である
請求項1から請求項6の何れかに記載の半導体基板。 The second semiconductor is Al x1 Ga y1 As (x1 + y1 = 1, 0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ y1 ≦ 1);
The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the third semiconductor is In x2 Ga y2 P (x2 + y2 = 1, 0 ≦ x2 ≦ 1, 0 ≦ y2 ≦ 1).
前記第2原子がC、B、Be、O、NおよびFから選択された1以上の原子である
請求項1から請求項7の何れかに記載の半導体基板。 The first atom is one or more atoms selected from Si, Ge, Se and Te;
The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the second atom is one or more atoms selected from C, B, Be, O, N, and F.
請求項1から請求項8の何れかに記載の半導体基板。 The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the second semiconductor contains the second atom having a concentration lower than the second concentration.
請求項9に記載の半導体基板。 The semiconductor substrate according to claim 9, wherein the second semiconductor contains the second atom at a concentration of 1 × 10 17 [pieces / cm 3 ] or more.
層状の前記第2半導体の厚みが5nm以上100nm以下である
請求項1から請求項10の何れかに記載の半導体基板。 The second semiconductor is layered;
The semiconductor substrate according to any one of claims 1 to 10, wherein a thickness of the layered second semiconductor is 5 nm or more and 100 nm or less.
前記第2半導体と前記第3半導体とが接触しており、
前記第2半導体がN型不純物原子を4×1018[個/cm3]以上の濃度で含有し、かつC、B、Be、O、NおよびFから選択された1以上の原子を1×1017[個/cm3]以上4×1018[個/cm3]以下の濃度で含有する
半導体基板。 Including a second semiconductor made of an arsenic compound and a third semiconductor made of a phosphorus compound,
The second semiconductor and the third semiconductor are in contact;
The second semiconductor contains N-type impurity atoms at a concentration of 4 × 10 18 [pieces / cm 3 ] or more, and one or more atoms selected from C, B, Be, O, N, and F are 1 × A semiconductor substrate containing 10 17 [pieces / cm 3 ] or more and 4 × 10 18 [pieces / cm 3 ] or less.
を含む電子デバイス。 An electronic device comprising: an electronic element obtained by using, as an active region, one or more semiconductors selected from the third semiconductor and the second semiconductor in the semiconductor substrate according to claim 1.
請求項13に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 13, wherein the electronic element is a bipolar transistor, and the second semiconductor is a subcollector of the bipolar transistor.
請求項13に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 13, wherein the electronic element is a field effect transistor, and the second semiconductor is an electron supply layer of the field effect transistor.
請求項13に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 13, wherein the electronic element is a light receiving element or a light emitting element, and the second semiconductor is a semiconductor layer constituting the light receiving element or the light emitting element.
前記第2半導体を形成する段階において、第1伝導型のキャリアを発生させる第1原子を第2濃度で導入するとともに、前記第2半導体におけるフェルミ準位と電荷中性準位との差を小さくする第2原子を導入し、
前記第3半導体を形成する段階において、前記第3半導体を前記第2半導体に接して形成し、
前記第2濃度が、前記第2半導体にドープする前記第1原子の量を増加するに従い増加するキャリア数が飽和し始める前記第1原子の濃度以上の濃度である
半導体基板の製造方法。 Forming a second semiconductor made of an arsenic compound on the substrate, and forming a third semiconductor made of a phosphorus compound;
In the step of forming the second semiconductor, first atoms for generating carriers of the first conductivity type are introduced at a second concentration, and the difference between the Fermi level and the charge neutral level in the second semiconductor is reduced. Introducing a second atom to
Forming the third semiconductor in contact with the second semiconductor in the step of forming the third semiconductor;
The method of manufacturing a semiconductor substrate, wherein the second concentration is a concentration equal to or higher than the concentration of the first atoms, where the number of carriers that increase as the amount of the first atoms doped into the second semiconductor increases.
前記第3半導体および前記第2半導体から選択された何れか一方の半導体を、他方の半導体をエッチング停止材料としてエッチングする段階と、
前記他方の半導体をエッチングする段階と
を含む電子デバイスの製造方法。 A second semiconductor made of an arsenic compound and a third semiconductor made of a phosphorus compound, wherein the second semiconductor and the third semiconductor are in contact with each other, and the second semiconductor contains a first atom at a second concentration And containing a second atom, wherein the first atom generates carriers of the first conductivity type in the second semiconductor, and the second concentration is an amount of the first atom doped into the second semiconductor. A semiconductor substrate that has a concentration equal to or higher than the concentration of the first atom, where the increasing number of carriers starts to saturate, and the second atom reduces the difference between the Fermi level and the charge neutral level in the second semiconductor. And the stage of preparing
Etching any one semiconductor selected from the third semiconductor and the second semiconductor using the other semiconductor as an etching stop material;
Etching the other semiconductor. A method of manufacturing an electronic device.
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