JP2973484B2 - Method for growing high resistance InAlAs layer - Google Patents
Method for growing high resistance InAlAs layerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信や光情報処理、光計測等で用いられ
る発光、受光素子や光電子集積素子に適用できる高抵抗
InAlAs層の成長方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a light emitting device used in optical communication, optical information processing, optical measurement, etc.
The present invention relates to a method for growing an InAlAs layer.
（従来の技術） InAlAsはInPに格子整合し、且つ、波長１μｍ帯の光
通信、光情報処理等に有用な材料である。特に、InAlAs
とInGaAsとのヘテロ構造を増倍層とする超格子アバラン
シェフォトダイオードAPD（第16回インターナショナル
シンポジウムオンGaAsアンドリレイテッドコンパウンズ
（16th Int.Symposium on GaAs and Related Compound
s,Karuizawa,LB−３（1989）に一例が記載されてい
る。）や共鳴トンネルバリアダイオード（ジャパニーズ
・ジャーナル・アプライド・フィジックス（Jpn.Appl.P
hys.28,ppL750−L753（1989）に記載されている。）等
に用いられている。高抵抗InP系の層の形成方法として
は、従来よりクロライド系VPE法では固定Feをハロゲン
系ガスにより塩化鉄として供給することによって、ま
た、MOVPE法ではフェロセン（（C2H5）2Fe）をドーピン
グ原料とすることによって行っている。しかしながら、
これらの方法では成長系が汚染されて、次にノンドープ
層を形成するときに高品質の成長膜ができないという問
題点を有している。(Prior Art) InAlAs is a material that is lattice-matched to InP and is useful for optical communication, optical information processing, and the like in a wavelength band of 1 μm. In particular, InAlAs
Superlattice Avalanche Photodiode APD (16th International Symposium on GaAs and Related Compounds (16th Int. Symposium on GaAs and Related Compound)
s, Karuizawa, LB-3 (1989) describes an example. ) And resonant tunnel barrier diodes (Japanese Journal Applied Physics (Jpn.Appl.P.)
hys.28, ppL750-L753 (1989). ) Etc. Conventionally, a high-resistance InP-based layer is formed by supplying fixed Fe as iron chloride with a halogen-based gas in the chloride-based VPE method, and ferrocene ((C 2 H 5 ) 2 Fe) in the MOVPE method. Is used as a doping material. However,
These methods have a problem that the growth system is contaminated and a high-quality grown film cannot be formed when a non-doped layer is next formed.
また、該InAlAsの高抵抗化の手法は確立されておら
ず、光電子集積回路または素子の集積化に不可欠な高抵
抗InAlAs層による素子分離は困難な状況にある。In addition, a technique for increasing the resistance of the InAlAs has not been established, and it is difficult to separate elements using a high-resistance InAlAs layer that is indispensable for integration of optoelectronic integrated circuits or elements.
（発明が解決しようとする課題） 従来の技術の項で上述したようにInAlAs半導体層の高
抵抗化の手法はまだ確立されていない。本発明の目的は
前述の問題点を解決し、形成が容易な高抵抗InAlAs層を
形成する成長方法を提供することにある。(Problems to be Solved by the Invention) As described above in the related art section, a technique for increasing the resistance of the InAlAs semiconductor layer has not yet been established. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a growth method for forming a high-resistance InAlAs layer which is easy to form.
（課題を解決するための手段） 本発明の高抵抗InAlAs層の成長方法はIII族元素原料
として有機金属原料及びＶ族元素ガスとしてアルシンガ
スを用いるInAlAs層の成長方法において、InAlAs半導体
層成長時に、Znをドーピング、及びＶ族元素原料とIII
族元素原料の比（以下V/III比と略す）が100以下、の条
件で成長することを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The method for growing a high-resistance InAlAs layer of the present invention is a method for growing an InAlAs layer using an organometallic material as a group III element material and an arsine gas as a group V element gas. Doping Zn, Group V element material and III
It is characterized by growing under the condition that the ratio of group element raw materials (hereinafter abbreviated as V / III ratio) is 100 or less.
（作用） MOVPE法によるInAlAs成長におけるノンドープ成長層
のキャリア濃度はｎ型〜1016cm-3程度である。この条件
のもとでZnをドーピングし、且つ、V/III比を低下させ
ることによって、ZnとAs空孔の相互作用によりキャリア
トラップを形成、高抵抗InAlAs層を作製することができ
る。本発明のInAlAs高抵抗化の方法は、新たな装置を必
要とせず、且つ、成長系を汚染することなく容易に高抵
抗層を成長できるという特徴を持つ。(Function) The carrier concentration of the non-doped growth layer in the growth of InAlAs by MOVPE is about n-type to about 10 16 cm -3 . By doping Zn under these conditions and lowering the V / III ratio, a carrier trap is formed by the interaction between Zn and As vacancies, and a high-resistance InAlAs layer can be manufactured. The method of increasing the resistance of InAlAs according to the present invention has a feature that a high-resistance layer can be easily grown without requiring a new device and without contaminating a growth system.
（実施例） 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。第２
図には、成長に用いた有機金属気相成長（MOVPE）装置
の構成図を示す。III族元素原料としては、トリメチル
インジウム（TMI）１、トリメチルアルミニウム（TMA）
２を、Ｖ族元素原料としてはアルシンガス４を用いてい
る。Zn原料はジエチルジンク（DEZ）３である。第２図
には他の層を成長することを考えてホスフィンガス５も
用意されている。各原料を減圧（70Torr）の反応管８に
導入し、InAlAsをInP成長基板９上に成長した。成長温
度は700℃及び成長速度4.3A/secである。Znドーピング
は、０℃のDEZバフラーに5ccの水素を導入することによ
りDEZガスを得ている。DEZとIII族元素との比は0.272で
ある。第１図にはV/III比変化に対するホール（正孔）
濃度及びフォトルミネッセンス（PL）強度の関係を示し
ている。V/III比が低下するに従い、ホール濃度は低下
し、V/III比100においては、1015cm-3以下の高抵抗とな
った。またホール濃度により規格化PL強度もV/III比の
低下と共に減少した。これは、As圧低下にともなうＶ族
空孔とZnの相互作用によりInAlAs中にキャリアトラップ
が形成されたことを示している。これに起因して高抵抗
InAlAs層が形成される。この結果からV/III比100以下で
Znドーピングすることにより高抵抗化することがわか
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail. Second
The figure shows the configuration of the metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) apparatus used for the growth. Group III element raw materials include trimethylindium (TMI) 1, trimethylaluminum (TMA)
2 and arsine gas 4 as a group V element raw material. The Zn raw material is diethyl zinc (DEZ) 3. In FIG. 2, a phosphine gas 5 is also prepared in consideration of growing another layer. Each raw material was introduced into the reaction tube 8 under reduced pressure (70 Torr), and InAlAs was grown on the InP growth substrate 9. The growth temperature is 700 ° C. and the growth rate is 4.3 A / sec. In the Zn doping, a DEZ gas is obtained by introducing 5 cc of hydrogen into a DEZ buffer at 0 ° C. The ratio of DEZ to Group III element is 0.272. Fig. 1 shows holes (holes) with respect to V / III ratio change.
The relationship between the concentration and the photoluminescence (PL) intensity is shown. As the V / III ratio decreased, the hole concentration decreased. At a V / III ratio of 100, a high resistance of 10 15 cm −3 or less was obtained. The normalized PL intensity also decreased with the decrease in V / III ratio depending on the hole concentration. This indicates that a carrier trap was formed in InAlAs due to the interaction between Zn and the group V vacancy due to the decrease in As pressure. Due to this high resistance
An InAlAs layer is formed. From this result, V / III ratio of 100 or less
It can be seen that the resistance is increased by doping with Zn.
これにより光電子集積回路または素子の集積化におい
てもこの高抵抗InAlAs層を有効な絶縁層とすることが可
能となった。本発明の高抵抗InAlAs層の作製方法はMOVP
E法に限らず、CBE等の成長記述においても可能であり、
適用できる。また本実施例では縦型の成長装置を用いた
が、横型反応管の成長装置を用いても良い。This has made it possible to use this high-resistance InAlAs layer as an effective insulating layer even in the integration of optoelectronic integrated circuits or elements. The method for producing the high-resistance InAlAs layer of the present invention is MOVP.
Not only in the E method, but also in growth descriptions such as CBE,
Applicable. Although a vertical growth apparatus is used in this embodiment, a horizontal reaction tube growth apparatus may be used.
（発明の効果） 本発明のInAlAs半導体層の高抵抗化の手法により、容
易に高抵抗層を形成することができる。更にこの方法に
よりヘテロ構造の積層時において、急峻な界面を有する
高抵抗InAlAs薄膜層を形成でき、かつ成長装置のZnによ
る汚染は小さいのでその後の成長層に影響を与える事が
ない。また、InAlAsはInPに格子整合するので、光電子
集積回路あるいは素子の集積化における素子分離のため
の絶縁層としても有用である。(Effect of the Invention) By the technique of increasing the resistance of the InAlAs semiconductor layer of the present invention, a high resistance layer can be easily formed. Furthermore, this method can form a high-resistance InAlAs thin film layer having a steep interface when stacking a heterostructure, and does not affect subsequent growth layers because the Zn contamination of the growth apparatus is small. Further, since InAlAs lattice-matches with InP, it is also useful as an insulating layer for element isolation in optoelectronic integrated circuits or element integration.
第１図はInAlAs成長時のV/III比とホール濃度及びフォ
トルミネッセンス強度の関係を示した図である。 第２図は、本発明の実施例で用いた有機金属気相成長装
置の構成図である。 図において １……トリメチルインジウム、 ２……トリメチルアルミニウム、 ３……ジエチルジンク、４……アルシンガス、 ５……ホスフィンガス、６……RFコイル、 ７……サセプタ、８……反応管、９……成長基板FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the V / III ratio during the growth of InAlAs, the hole concentration, and the photoluminescence intensity. FIG. 2 is a configuration diagram of the metal organic chemical vapor deposition apparatus used in the embodiment of the present invention. In the figure, 1 ... trimethylindium, 2 ... trimethylaluminum, 3 ... diethyl zinc, 4 ... arsine gas, 5 ... phosphine gas, 6 ... RF coil, 7 ... susceptor, 8 ... reaction tube, 9 ... … Growth substrate
Claims (1)
族元素原料としてアルシンガスを用いるInAlAs層の成長
方法において、InAlAs層成長時に、Znドーピング、及び
Ｖ族元素原料とIII族元素原料との比（V/III比）が100
以下、の条件で成長することを特徴とするInAlAs層の成
長方法。An organometallic raw material and V as a group III element raw material.
In the method of growing an InAlAs layer using arsine gas as a group element material, Zn doping and the ratio of a group V element material to a group III element material (V / III ratio) are 100
A method for growing an InAlAs layer, comprising growing under the following conditions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186343A JP2973484B2 (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Method for growing high resistance InAlAs layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186343A JP2973484B2 (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Method for growing high resistance InAlAs layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472720A JPH0472720A (en) | 1992-03-06 |
| JP2973484B2 true JP2973484B2 (en) | 1999-11-08 |
Family
ID=16186699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2186343A Expired - Lifetime JP2973484B2 (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Method for growing high resistance InAlAs layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2973484B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2716036B1 (en) * | 1994-02-07 | 1997-07-11 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor layer composed of high resistance and process for its crystal growth. |
| CN116705947B (en) * | 2023-07-27 | 2023-10-17 | 江西兆驰半导体有限公司 | LED epitaxial wafer based on silicon substrate, preparation method of LED epitaxial wafer and LED |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP2186343A patent/JP2973484B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0472720A (en) | 1992-03-06 |
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