JP2015099859A - 半導体薄膜の作製方法およびヘテロ接合バイポーラトランジスタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Cがドープされてp型化されたInGaAsSbに対して、C原料にハロメタン系原料を用い、その供給量を、ベース層のエミッタ層に近い側からコレクタ層に近い側にかけて連続的に減少させる。また、ベース層の薄膜の成長温度を、ベース層のエミッタ層に近い側からコレクタ層に近い側にかけて連続的に低下させながらベース層を形成し、ヘテロ接合バイポーラトランジスタを作製する。
【選択図】図9
Description
を備え、前記半導体薄膜は、エミッタ、ベースおよびコレクタを少なくとも有するヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース層であって、半導体薄膜を形成する前記ステップは、コレクタ層に近い側からエミッタ層に近い側にかけて、前記C原料の供給量を連続的に大きくすること、またはエミッタ層に近い側からコレクタ層に近い側にかけて、C原料の供給量を連続的に小さくすることにより形成することを含み、バンドギャップ、In組成およびSb組成が、エミッタ側およびコレクタ側の間で連続的に変化していることを特徴とする半導体薄膜の形成方法である。
図2は、InGaAsSb薄膜において、In原料の割合および固相In組成の変化を、成長温度をパラメータとして実験的におよび計算によって示した図である。図2の横軸は全III族原料のうちのIn原料の割合(モル比:RIn)を、縦軸は形成される固相In組成(モル比:x)を示している。○および□(および太い実線)は実験的に得られたデータをプロットしたものである。尚、以後の実施例の記述において□は、図面上では、黒で塗りつぶした四角形のプロットを意味するものとする。InGaAsSb薄膜の結晶成長には有機金属化学気相堆積を用いた。原料には、トリメチルインジウム、トリエチルガリウム、アルシン、トリメチルアンチモン、および四臭化炭素(CBr4)を用いた。図2の中の細い実線は、理論計算によって、InGaAsSb薄膜において成長温度の変化に伴う固相In組成の変化をプロットしたものである。
III(g) + HBr(g) = III−Br(g) + 1/2H2(g) 式(1)
y≦0.49×(1−x/0.53) 式(2)
y≧0.49×(1−x/0.53) 式(3)
2 バッファ層
3 サブコレクタ層
4 コレクタ層
5 ベース層
6 エミッタ層
7 エミッタキャップ層
10、20 HBT
11a、11b、12a、12b、13 電極
Claims (8)
- 結晶成長法を使用して、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、砒素(As)、アンチモン(Sb)および炭素(C)原料から構成される半導体薄膜の形成方法において、
前記C原料として、少なくとも四臭化炭素(CBr4)または四塩化炭素(CCl4)を含むハロメタン系原料を使用し、前記C原料の供給量を連続的に変化させながら半導体薄膜を形成するステップ
を備え、
前記半導体薄膜は、エミッタ、ベースおよびコレクタを少なくとも有するヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース層であって、
半導体薄膜を形成する前記ステップは、
コレクタ層に近い側からエミッタ層に近い側にかけて、前記C原料の供給量を連続的に大きくすること、または、
エミッタ層に近い側からコレクタ層に近い側にかけて、C原料の供給量を連続的に小さくすることにより形成することを含み、
バンドギャップ、In組成およびSb組成が、エミッタ側およびコレクタ側の間で連続的に変化していることを特徴とする半導体薄膜の形成方法。 - 結晶成長法を使用して、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、砒素(As)、アンチモン(Sb)および炭素(C)原料から構成される半導体薄膜の形成方法において、
前記C原料として、少なくとも四臭化炭素(CBr4)または四塩化炭素(CCl4)を含むハロメタン系原料を使用し、成長温度を連続的に変化させながら半導体薄膜を形成するステップ
を備え、
前記半導体薄膜は、エミッタ、ベースおよびコレクタを少なくとも有するヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース層であって、
半導体薄膜を形成する前記ステップは、
コレクタ層に近い側からエミッタ層に近い側にかけて、成長温度を連続的に上昇させること、または、
エミッタ層に近い側からコレクタ層にかけて、成長温度を連続的に低下させることを含み、
バンドギャップ、In組成およびSb組成が、前記エミッタ側および前記コレクタ側の間で連続的に変化していることを特徴とする半導体薄膜の形成方法。 - 前記ベース層内において、前記エミッタ層に近い側の固相In組成(x)および固相Sb組成(y)が、
y≦0.49×(1−x/0.53)
の関係を満たし、
前記ベース層内において、前記コレクタ層に近い側の固相In組成および固相Sb組成が、
y≧0.49×(1−x/0.53)
の関係を満たすこと
を特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - エミッタ、ベースおよびコレクタを少なくとも有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)において、
炭素(C)がドープされてp型化されたInGaAsSbを用いて形成されたベース層であって、
エミッタ層側からコレクタ層側にかけて、そのバンドギャップが大きい状態から小さい状態へ連続的に変化し、
エミッタ層側からコレクタ層側にかけて、その固相In組成が小さい状態から大きい状態へと連続的に変化し、かつ、
エミッタ層側からコレクタ層側にかけて、その固相Sb組成が小さい状態から大きい状態へと連続的に変化した状態で構成されたベース層
を備えたことを特徴とするHBT。 - 前記ベース層は、
コレクタ層に近い側からエミッタ層に近い側にかけて、前記C原料の供給量を連続的に大きくすること、もしくは、
エミッタ層に近い側からコレクタ層に近い側にかけて、前記C原料の供給量を連続的に小さくすることにより形成すること、または、
コレクタ層に近い側からエミッタ層に近い側にかけて、成長温度を連続的に上昇させること、もしくは、
エミッタ層に近い側からコレクタ層にかけて、成長温度を連続的に低下させること
によって形成されたこと
を特徴とする請求項4に記載のHBT。 - 前記ベース層内において、前記エミッタ層に近い側の固相In組成(x)および固相Sb組成(y)が、
y≦0.49×(1−x/0.53)
の関係を満たし、
前記ベース層内において、前記コレクタ層に近い側の固相In組成および固相Sb組成が、
y≧0.49×(1−x/0.53)
の関係を満たすこと
を特徴とする請求項4に記載のHBT。 - 結晶成長法を使用して、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、砒素(As)、アンチモン(Sb)および炭素(C)原料から構成される半導体薄膜の形成方法において、
前記C原料として、少なくとも四臭化炭素(CBr4)または四塩化炭素(CCl4)を含むハロメタン系原料を使用し、前記C原料の供給量を連続的に変化させながら半導体薄膜を形成するステップ
を備えることを特徴とする半導体薄膜の形成方法。 - 結晶成長法を使用して、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、砒素(As)、アンチモン(Sb)および炭素(C)原料から構成される半導体薄膜の形成方法において、
前記C原料として、少なくとも四臭化炭素(CBr4)または四塩化炭素(CCl4)を含むハロメタン系原料を使用し、成長温度を連続的に変化させながら半導体薄膜を形成するステップ
を備えることを特徴とする半導体薄膜の形成方法。
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