JPH01296673A - ３−ｖ族化合物半導体装置 - Google Patents
３−ｖ族化合物半導体装置Info
- Publication number
- JPH01296673A JPH01296673A JP12588188A JP12588188A JPH01296673A JP H01296673 A JPH01296673 A JP H01296673A JP 12588188 A JP12588188 A JP 12588188A JP 12588188 A JP12588188 A JP 12588188A JP H01296673 A JPH01296673 A JP H01296673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- acceptor
- gaas
- grown
- donor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 claims description 12
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 238000003877 atomic layer epitaxy Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N selane Chemical compound [SeH2] SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910000058 selane Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- 241000243321 Cnidaria Species 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は■−ｖ族化合物半導体装置に関し、さらに詳し
くは共鳴トンネルダイオードを含む■−ｖ族化合物半導
体装置に関する。
くは共鳴トンネルダイオードを含む■−ｖ族化合物半導
体装置に関する。
［従来の技術およびその課題］
従来の■−ｖ族化合物半導体を用いた共鳴トンネルダイ
オードは、電子親和力の異なる２つ以上の半導゛体材料
を積層し、そこで生じるヘテロ界面およびバンドギャッ
プ差、ならびに作製された層の厚みを制御し、ある特定
の電位差において電子または正孔を共鳴的にトンネルさ
せることによって負性抵抗を得ることを特徴としている
。
オードは、電子親和力の異なる２つ以上の半導゛体材料
を積層し、そこで生じるヘテロ界面およびバンドギャッ
プ差、ならびに作製された層の厚みを制御し、ある特定
の電位差において電子または正孔を共鳴的にトンネルさ
せることによって負性抵抗を得ることを特徴としている
。
高品質のデバイス作製のためには、基板材料とその上に
積＠する薄層の格子不整合が極めて小さい必要があり、
この要件を満たした後にヘテロ界面に生じる障壁の高さ
を選ぶ必要がある。
積＠する薄層の格子不整合が極めて小さい必要があり、
この要件を満たした後にヘテロ界面に生じる障壁の高さ
を選ぶ必要がある。
しかしながら、現実にこの要件を満たしてなおかつ良い
特性を得られる材料系はＭＧａＡｓ／ ＧａＡｓやＩｎ
ＧａＡｓ／ ＩｎＭＡｓ等、限られた組合わせしかない
。
特性を得られる材料系はＭＧａＡｓ／ ＧａＡｓやＩｎ
ＧａＡｓ／ ＩｎＭＡｓ等、限られた組合わせしかない
。
また最近では、格子不整合を若干含んでいても層の厚み
がある程度よりも薄い場合に優れた特性が得られている
が、この場合でも共鳴トンネルをおこさせる厚みとへテ
ロ界面に生じる障壁の高さを独立に制御することは困難
でおる。
がある程度よりも薄い場合に優れた特性が得られている
が、この場合でも共鳴トンネルをおこさせる厚みとへテ
ロ界面に生じる障壁の高さを独立に制御することは困難
でおる。
本発明は以上述べたような従来の事情に鑑みてなされた
もので、■−Ｖ族化合物半導体基板上に格子不整合かな
い状態で、電子あるいは正孔に対する障壁の高さを制御
された共鳴トンネルダイオード構造を含む■−ｖ族化合
物半導体装置を提供することを目的とする。
もので、■−Ｖ族化合物半導体基板上に格子不整合かな
い状態で、電子あるいは正孔に対する障壁の高さを制御
された共鳴トンネルダイオード構造を含む■−ｖ族化合
物半導体装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、■−■族化合物半導体基板と前記半導体基板
上に形成された共鳴トンネルダイオードとを含んでなり
、前記共鳴トンネルダイオードはドナーとアクセプター
を交互に、かつごく薄いシート状にドーピングされ、前
記ドナーおよびアクセプターシートはその電荷の総量が
等しいことを特徴とする■−ｖ族化合物半導体装置であ
る。
上に形成された共鳴トンネルダイオードとを含んでなり
、前記共鳴トンネルダイオードはドナーとアクセプター
を交互に、かつごく薄いシート状にドーピングされ、前
記ドナーおよびアクセプターシートはその電荷の総量が
等しいことを特徴とする■−ｖ族化合物半導体装置であ
る。
本発明においては、ドナーおよびアクセプターのドーピ
ング量を高く、かつごく薄く、例えば原子１層のシート
状に行い、またトナーとアクセプターシートはその電荷
の総量が等しくなるように交互にドーピングを行うこと
により、そのドーピング量とシート間隔によって電子あ
るいは正孔に対して任意の障壁となり、共鳴トンネルダ
イオードを作製することができる。
ング量を高く、かつごく薄く、例えば原子１層のシート
状に行い、またトナーとアクセプターシートはその電荷
の総量が等しくなるように交互にドーピングを行うこと
により、そのドーピング量とシート間隔によって電子あ
るいは正孔に対して任意の障壁となり、共鳴トンネルダ
イオードを作製することができる。
本発明に用いる基板材料としては、例えば電子に対する
共鳴トンネル効果を得ようとする場合には、電子質量の
軽いＧａＡｓ、 ＩｎＰ等が有利である。
共鳴トンネル効果を得ようとする場合には、電子質量の
軽いＧａＡｓ、 ＩｎＰ等が有利である。
シートドーピングは通常のＭＢＥ （分子線エピタキシ
ャル成長）やＭＯＣＶＤ （有機金属気相成長）中に成
長を中断して行うか、ＡＬＥ （原子層エピタキシー）
で行うことができる。
ャル成長）やＭＯＣＶＤ （有機金属気相成長）中に成
長を中断して行うか、ＡＬＥ （原子層エピタキシー）
で行うことができる。
［作用］
ドナーとアクセプターを隣接してドーピングされた半導
体中にはある一定の厚みの電気二車層か生じ、電子おる
いは正孔に対して障壁となることはよく知られた事実で
あるが、通常は半導体中に一様にドーピングを行い、ま
たそのドーピングΔ′１容濃度も低いことから、電気二
重層の厚みは１０００人あるいはそれ以上のオーダーと
なり、電子あるいは正孔に対して共鳴トンネル珊象をお
こさせるには厚すぎてしまう。
体中にはある一定の厚みの電気二車層か生じ、電子おる
いは正孔に対して障壁となることはよく知られた事実で
あるが、通常は半導体中に一様にドーピングを行い、ま
たそのドーピングΔ′１容濃度も低いことから、電気二
重層の厚みは１０００人あるいはそれ以上のオーダーと
なり、電子あるいは正孔に対して共鳴トンネル珊象をお
こさせるには厚すぎてしまう。
本発明ではドナーあるいはアクセプターを、例えば原子
１層内にドーピングさせるため、そのシートの間隔を任
意に制御でき、従って、例えば電気二重層の厚みを任意
に制御できる。またドナーおよびアクセプターシートは
常に適当な間隔で配置されるためにどららもイオン化し
ており、これによって通常の許容母以上のドーピングが
行えると考えられる。またドナーおよびアクセプターシ
ートの電荷の総量を同じにすることによってダイオード
中に余分なキャリアか溜ることを防ぐことができる。
１層内にドーピングさせるため、そのシートの間隔を任
意に制御でき、従って、例えば電気二重層の厚みを任意
に制御できる。またドナーおよびアクセプターシートは
常に適当な間隔で配置されるためにどららもイオン化し
ており、これによって通常の許容母以上のドーピングが
行えると考えられる。またドナーおよびアクセプターシ
ートの電荷の総量を同じにすることによってダイオード
中に余分なキャリアか溜ることを防ぐことができる。
［実施例］
次に本発明の実施例について説明する。
本実施例ではＡＬＥ （原子層エピタキシー）法を用い
て作製したＧａＡＳ共鳴トンネルダイオード構造につい
て説明する。
て作製したＧａＡＳ共鳴トンネルダイオード構造につい
て説明する。
まず通常のクロライド気相成長法によりＧａＡｓ基板上
にローＧａＡＳを約５０００人成長させる。ここでドー
ピングはＨ２Ｓｅを原料であるＧａｌ、ｇ ３およびＡ
ｓＨ３とともに供給することによって行った。次に成長
をＡＬＥ （原子層エピタキシー）モードに変え、ます
Ａｓ面上ニＨ２Ｓｅを供給しＴ ６．６Ｘ １０１２ｃ
ｍ−２（７）トナーシートドーピングを行い、ｎ型Ｇａ
Ａｓ層を成長させる。次にアンドープＧａＡｓを１５分
子層成長させＧａＡＳ層を形成した後、Ｇａ面で成長を
止め、ｚｎ（，２２を送ってｉ Ｘ １０１３ｃｍ−２
のアクセプターシートドーピングを行う。更にアンドー
プＧａＡｓを１５分子層成長させてから６．６ｘ １０
１２ｃｍ−２のドナーシートドーピングと順次行う。
にローＧａＡＳを約５０００人成長させる。ここでドー
ピングはＨ２Ｓｅを原料であるＧａｌ、ｇ ３およびＡ
ｓＨ３とともに供給することによって行った。次に成長
をＡＬＥ （原子層エピタキシー）モードに変え、ます
Ａｓ面上ニＨ２Ｓｅを供給しＴ ６．６Ｘ １０１２ｃ
ｍ−２（７）トナーシートドーピングを行い、ｎ型Ｇａ
Ａｓ層を成長させる。次にアンドープＧａＡｓを１５分
子層成長させＧａＡＳ層を形成した後、Ｇａ面で成長を
止め、ｚｎ（，２２を送ってｉ Ｘ １０１３ｃｍ−２
のアクセプターシートドーピングを行う。更にアンドー
プＧａＡｓを１５分子層成長させてから６．６ｘ １０
１２ｃｍ−２のドナーシートドーピングと順次行う。
上記の操作を繰返して、ドナーシートを削３層、アクセ
プターシートを計２層、それぞれ１５分子層ずつ間隔を
おいて成長した後、始めと同じように通常のクロライド
気相成長法によりｎ”−ＧａＡＳを５００人成長させた
。
プターシートを計２層、それぞれ１５分子層ずつ間隔を
おいて成長した後、始めと同じように通常のクロライド
気相成長法によりｎ”−ＧａＡＳを５００人成長させた
。
以上の構造に対し、ＡｕＧｅＮ ｉからなるオーミック
電極を、蒸着した後熱処理するという通常の方法で作製
し、電流−電圧特性を測定したところ、７７Ｋにおいて
ピーク対バレー比５．０の負性抵抗を観測した。
電極を、蒸着した後熱処理するという通常の方法で作製
し、電流−電圧特性を測定したところ、７７Ｋにおいて
ピーク対バレー比５．０の負性抵抗を観測した。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば■−ｖ族化合物半
導体基板上に格子不整合を全く持たずに負性抵抗を実現
できる共鳴トンネルダイオード構造が提供され、■−ｖ
族化合物半導体デバイスにその活用か期待される。
導体基板上に格子不整合を全く持たずに負性抵抗を実現
できる共鳴トンネルダイオード構造が提供され、■−ｖ
族化合物半導体デバイスにその活用か期待される。
Claims (1)
- （１）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板と前記半導体基板
上に形成された共鳴トンネルダイオードとを含んでなり
、前記共鳴トンネルダイオードはドナーとアクセプター
を交互に、かつごく薄いシート状にドーピングされ、前
記ドナーおよびアクセプターシートはその電荷の総量が
等しいことを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12588188A JPH01296673A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | ３−ｖ族化合物半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12588188A JPH01296673A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | ３−ｖ族化合物半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01296673A true JPH01296673A (ja) | 1989-11-30 |
Family
ID=14921234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12588188A Pending JPH01296673A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | ３−ｖ族化合物半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01296673A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7732325B2 (en) | 2002-01-26 | 2010-06-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers |
| US7781326B2 (en) | 2001-02-02 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US10062567B2 (en) | 2015-06-30 | 2018-08-28 | International Business Machines Corporation | Reducing autodoping of III-V semiconductors by atomic layer epitaxy (ALE) |
| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP12588188A patent/JPH01296673A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781326B2 (en) | 2001-02-02 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US7732325B2 (en) | 2002-01-26 | 2010-06-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers |
| US10062567B2 (en) | 2015-06-30 | 2018-08-28 | International Business Machines Corporation | Reducing autodoping of III-V semiconductors by atomic layer epitaxy (ALE) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4529455A (en) | Method for epitaxially growing Gex Si1-x layers on Si utilizing molecular beam epitaxy | |
| US4088515A (en) | Method of making semiconductor superlattices free of misfit dislocations | |
| JP3224437B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置 | |
| CA1260626A (en) | Delta-doped metal to semiconductor ohmic contacts | |
| JPS63169717A (ja) | 半導体素子 | |
| JPH03236218A (ja) | 化合物半導体装置およびその製造方法 | |
| US4861393A (en) | Semiconductor heterostructures having Gex Si1-x layers on Si utilizing molecular beam epitaxy | |
| JP2022540824A (ja) | （１１１）ｓｉ上に成長させたｉｉｉ－ｖ族材料の制御されたｎドーピングの方法 | |
| JPH01296673A (ja) | ３−ｖ族化合物半導体装置 | |
| JPH0315334B2 (ja) | ||
| JP3547320B2 (ja) | ＧａＮ系化合物半導体装置 | |
| JP2003077840A5 (ja) | ||
| GB2195050A (en) | Semiconductor devices and methods of manufacture | |
| JP3109149B2 (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JP2780333B2 (ja) | 半導体積層構造及びこれを有する半導体素子 | |
| JP2545785B2 (ja) | 化合物半導体 | |
| JPH0714785A (ja) | 半導体エピタキシャル基板およびその製造方法 | |
| JP2710783B2 (ja) | 半導体装置 | |
| Horikoshi et al. | Application of migration-enhanced epitaxy to novel semiconductor structures | |
| Bachem et al. | OMVPE-grown (AlxGa1− x) 0.5 In0. 5P/InGaAs MODFET structures: growth procedure and Hall properties | |
| JPH07263750A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JPH01296674A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH03218620A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JP3421234B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS6269508A (ja) | 化合物半導体装置製造方法 |