JPH01320297A - 化合物半導体薄膜の成長方法 - Google Patents
化合物半導体薄膜の成長方法Info
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- JPH01320297A JPH01320297A JP15008688A JP15008688A JPH01320297A JP H01320297 A JPH01320297 A JP H01320297A JP 15008688 A JP15008688 A JP 15008688A JP 15008688 A JP15008688 A JP 15008688A JP H01320297 A JPH01320297 A JP H01320297A
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Landscapes
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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】
〔発明の目的）
（産業上の利用分野）
本発明は電導型がＰ型である■−ｖ族化合物半導体薄膜
のエピタキシャル成長方法に関する。
のエピタキシャル成長方法に関する。
（従来の技術）
Ｉｌｌ−Ｖ族化合物半導体においてＰ型のドーパントと
して使用されている元素としては、Ｂｅ。
して使用されている元素としては、Ｂｅ。
Ｚｎ、ＭＯなどがあげられる。これらのうち［３ｅは高
濃度のドーピングが可能であるが、極めて毒性が強いと
いう欠点を有する。Ｚｎは蒸気圧が高いために高温成長
ではドーピング効率が低下することや、■−ｖ族化合物
半導体中での拡散係数が大きいことから急峻なドーピン
グプロファイルを実現することが困難である。一方、Ｍ
ＱはＺ ｎに比べて拡散係数が小ざいことから注目され
ており、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法においては
シクロペンタジエニルングネシウムを用いてドーピング
が誠みられている。しかし、ドーパントの供給量と成長
層に取り込まれるＭｇの伍が一次比例せず、極く微量の
供給量の変化により成長層に取り込まれるＭ（Ｊの１が
急激に変化したり、メモリー効果などにより急峻なドー
ピングプロファイルを得ることが難しいなどの問題があ
る。さらに、Ｃはアクセプタ準位を形成することが知ら
れているが、Ｃをドーピングづるための適当なドーパン
ト材料は報告されていない。
濃度のドーピングが可能であるが、極めて毒性が強いと
いう欠点を有する。Ｚｎは蒸気圧が高いために高温成長
ではドーピング効率が低下することや、■−ｖ族化合物
半導体中での拡散係数が大きいことから急峻なドーピン
グプロファイルを実現することが困難である。一方、Ｍ
ＱはＺ ｎに比べて拡散係数が小ざいことから注目され
ており、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法においては
シクロペンタジエニルングネシウムを用いてドーピング
が誠みられている。しかし、ドーパントの供給量と成長
層に取り込まれるＭｇの伍が一次比例せず、極く微量の
供給量の変化により成長層に取り込まれるＭ（Ｊの１が
急激に変化したり、メモリー効果などにより急峻なドー
ピングプロファイルを得ることが難しいなどの問題があ
る。さらに、Ｃはアクセプタ準位を形成することが知ら
れているが、Ｃをドーピングづるための適当なドーパン
ト材料は報告されていない。
（発明が解決しようとする課題）
以上説明したようにＭＯＣＶＤ法においては、毒性が少
なく、制御性良く急峻なドーピングプロファイルを実現
ならしめるＰ型不純物をドーピングすることは困難であ
った。
なく、制御性良く急峻なドーピングプロファイルを実現
ならしめるＰ型不純物をドーピングすることは困難であ
った。
本発明はＭＯＣＶＤによる■−ｖ族化合物半導体薄膜の
成長において、Ｐ型不純物を制御性良くかつ再現性良く
ドーピングＪる方法を提供するものである。
成長において、Ｐ型不純物を制御性良くかつ再現性良く
ドーピングＪる方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は前記問題を解決するための手段として、ＣをＰ
型不純物元索として成長層に添加するために、成長用基
板上に供給するドーパント材料としてＶ族元素のアルキ
ル化合物を用いて成長する方法である。
型不純物元索として成長層に添加するために、成長用基
板上に供給するドーパント材料としてＶ族元素のアルキ
ル化合物を用いて成長する方法である。
（作 用）
本発明によれば、成長用基板上に導入されたＶ族のアル
キル化合物（例えば、３個のアルキル基を有づる）の熱
分解反応により活性な炭素が発生し、これが成長層に取
り込まれ、アクセプタ準位が形成される。従って、Ｖ族
のアルキル化合物の供給量を制御することにより、アク
セプタ濃度を制御１することができる。このとき、Ｖ族
元素も発生−りるが、これは成長づる化合物の構成元素
であるので何ら問題はない。炭素は■−ｖ族化合物半導
体中での拡散係数が小さく、かつメモリー効果もなく急
峻なドーピングプロファイルが可能となり、デバイスへ
の応用上極めて有益である。
キル化合物（例えば、３個のアルキル基を有づる）の熱
分解反応により活性な炭素が発生し、これが成長層に取
り込まれ、アクセプタ準位が形成される。従って、Ｖ族
のアルキル化合物の供給量を制御することにより、アク
セプタ濃度を制御１することができる。このとき、Ｖ族
元素も発生−りるが、これは成長づる化合物の構成元素
であるので何ら問題はない。炭素は■−ｖ族化合物半導
体中での拡散係数が小さく、かつメモリー効果もなく急
峻なドーピングプロファイルが可能となり、デバイスへ
の応用上極めて有益である。
（実施例）
以下本発明を図面を用いてＧａＡＳ薄膜を成長する場合
の実施例について説明する。第１図は本発明の実施例に
用いられる気相成長装置の例を示す概念図である。図に
おいて、管状の反応容器１内に回転軸５に支持されたグ
ラフフィト製サセプタ２が設置され、サセプタ２上には
単結晶基板３が訝かれている。サセプタ２が高周波コイ
ル４により加熱され、基板３を適当な温度に保持する。
の実施例について説明する。第１図は本発明の実施例に
用いられる気相成長装置の例を示す概念図である。図に
おいて、管状の反応容器１内に回転軸５に支持されたグ
ラフフィト製サセプタ２が設置され、サセプタ２上には
単結晶基板３が訝かれている。サセプタ２が高周波コイ
ル４により加熱され、基板３を適当な温度に保持する。
キャリアガス８がマスフローコントローラ７を通ってか
ら垣温槽９により所定の温度に保たれたトリメチルガリ
ウムを収納しであるバブラ６を通過したのちキャリアガ
ス１２に混合される。また、アルシンガス１１がマスフ
ローコントローラ１０を通ってからキャリアガス１２に
混合される。上記のトリメチルガリウム蒸気とアルシン
ガスを混合されたキャリアガス１２を反応容器１内に導
入りると、基板３上で熱分解反応が生じＧａＡｓエピタ
キシャル層が成長する。ざらに、Ｐ型層を成長する場合
には、キャリアガス１５がマスフローコントローラ１４
を通ってから垣温槽１６により所定の温度に保たれたｌ
へリメチルアルシン（３個のメチル基からなる）を収納
しであるバブラ１３を通過したのちキャリアガス１２に
混合される。第１図に示す気相成長装置をキャリアガス
として水素を用いＧａＡ！４板上にＧａＡｓエピタキシ
ャル層を成長させた。
ら垣温槽９により所定の温度に保たれたトリメチルガリ
ウムを収納しであるバブラ６を通過したのちキャリアガ
ス１２に混合される。また、アルシンガス１１がマスフ
ローコントローラ１０を通ってからキャリアガス１２に
混合される。上記のトリメチルガリウム蒸気とアルシン
ガスを混合されたキャリアガス１２を反応容器１内に導
入りると、基板３上で熱分解反応が生じＧａＡｓエピタ
キシャル層が成長する。ざらに、Ｐ型層を成長する場合
には、キャリアガス１５がマスフローコントローラ１４
を通ってから垣温槽１６により所定の温度に保たれたｌ
へリメチルアルシン（３個のメチル基からなる）を収納
しであるバブラ１３を通過したのちキャリアガス１２に
混合される。第１図に示す気相成長装置をキャリアガス
として水素を用いＧａＡ！４板上にＧａＡｓエピタキシ
ャル層を成長させた。
基板温度を７００ ’Ｃとし、トリメチルアルシンを収
納しであるバブラ１３を通過させるキャリアガスの流量
を変化させエピタキシャル層を３＃成長させた。成長層
の電気的特性を測定したところ、Ｐ型を示し、キャリア
濃度はトリメデルアルシンを収納しであるバブラを通過
させるキャリアガスの流邑に比例して変化し、１０１７
〜Ｉ Ｑ １９ ｃｍ−３の濃度範囲を再現性良く制御
できることがわかった。
納しであるバブラ１３を通過させるキャリアガスの流量
を変化させエピタキシャル層を３＃成長させた。成長層
の電気的特性を測定したところ、Ｐ型を示し、キャリア
濃度はトリメデルアルシンを収納しであるバブラを通過
させるキャリアガスの流邑に比例して変化し、１０１７
〜Ｉ Ｑ １９ ｃｍ−３の濃度範囲を再現性良く制御
できることがわかった。
また、ドーピングプロファイルも急峻でおり、９００°
Ｃで１時間熱処理を行ってもドーピングプロファイルに
は変化が見られず拡散係数が小さいことがわかった。ド
ーピング不純物として上述のトリメチルアルシンのかわ
りに他のＡＳのアルキル化合物を用いてもＰ型を示す成
長層をｊｑることができたが、制御可能なキャリア濃度
範囲はトリメチルアルシンを用いた場合が最も広かった
。
Ｃで１時間熱処理を行ってもドーピングプロファイルに
は変化が見られず拡散係数が小さいことがわかった。ド
ーピング不純物として上述のトリメチルアルシンのかわ
りに他のＡＳのアルキル化合物を用いてもＰ型を示す成
長層をｊｑることができたが、制御可能なキャリア濃度
範囲はトリメチルアルシンを用いた場合が最も広かった
。
尚、本発明は上）ホした実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記成長する半導体薄膜はＧａＡｓに限る
ものではなく、■ｎＰをはじめとするその他の■−Ｖ族
化合物半導体あるいはそれらの混晶にも適用でき、Ｐを
構成元素とする半導体薄膜の成長に当ってはドーピング
不純物としてトリメチルフォスフインなどのＰのアルキ
ル化合物を用いれば良い。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
い。例えば、前記成長する半導体薄膜はＧａＡｓに限る
ものではなく、■ｎＰをはじめとするその他の■−Ｖ族
化合物半導体あるいはそれらの混晶にも適用でき、Ｐを
構成元素とする半導体薄膜の成長に当ってはドーピング
不純物としてトリメチルフォスフインなどのＰのアルキ
ル化合物を用いれば良い。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
本発明によれば、有機金属気相成長法により■−Ｖ族化
合物半導体を成長させるに際し、所望のドーピングプロ
フィルを有ＪるＰ型層を制御性良く成長できる。このた
め、この半導体薄膜を用いて半導体レーザや発光ダイオ
ードなどのデバイスを作製プる上で極めて有益である。
合物半導体を成長させるに際し、所望のドーピングプロ
フィルを有ＪるＰ型層を制御性良く成長できる。このた
め、この半導体薄膜を用いて半導体レーザや発光ダイオ
ードなどのデバイスを作製プる上で極めて有益である。
第１図は本発明の一実施例を示１図である。
１・・・反応容器
２・・・サセプタ
３・・・基板
４・・・高周波コイル
５・・・回転軸
６・・・有機金属原料収納容器
７・・・ンスフローコントローラ
８・・・キャリアガス
９・・・垣温槽
１０・・・マスフローコン１−ローラ
１１・・・Ｖ族元素の水素化物ガス
１２・・・キャリアガス
１３・・・Ｖ族元素のアルキル化合物
１４・・・マスフローコン１〜ローラ
１５・・・キャリアガス
１６−・・垣温槽
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
同 松山光之
Claims (1)
- （１）周期律表第III族元素及び第Ｖ族元素からなる化
合物半導体の薄膜を有機金属気相成長法により成長させ
る際、少なくとも前記化合物半導体を構成する前記Ｖ族
元素の水素化物と該Ｖ族元素のアルキル化合物を同時に
成長用基板上に供給する工程を含むことを特徴とする化
合物半導体薄膜の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15008688A JPH01320297A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 化合物半導体薄膜の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15008688A JPH01320297A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 化合物半導体薄膜の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01320297A true JPH01320297A (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=15489208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15008688A Pending JPH01320297A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 化合物半導体薄膜の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01320297A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02203520A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体結晶の成長方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15008688A patent/JPH01320297A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02203520A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体結晶の成長方法 |
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