JPH02229425A - ３―５族化合物半導体のドーピング法 - Google Patents
３―５族化合物半導体のドーピング法Info
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- JPH02229425A JPH02229425A JP4970189A JP4970189A JPH02229425A JP H02229425 A JPH02229425 A JP H02229425A JP 4970189 A JP4970189 A JP 4970189A JP 4970189 A JP4970189 A JP 4970189A JP H02229425 A JPH02229425 A JP H02229425A
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Landscapes
- 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、半導体結晶成長方法に係わり、特に、基板上
に結晶を成長させる過程において、不純物のカーボンを
量的に制御して結晶中にドーピングするのに好適な■−
Ｖ族化合物半導体のドーピング法に関する。
に結晶を成長させる過程において、不純物のカーボンを
量的に制御して結晶中にドーピングするのに好適な■−
Ｖ族化合物半導体のドーピング法に関する。
（従来の技術）
半導体は、高い動作性能を獲得するため、その結晶中に
所望の不純物を一定量で添加（ドーピング）することが
重要である。従来のＧａＡｓエビタキシャル結晶成長方
法では、結晶成長主成分に対してドーピング用のガス（
例えばＳｉＨ．等）の供給量または固体原料（例えばＳ
ｉＳＢｅ等）の加熱温度を変化させることによって結晶
中に添加して不純物量の制御を行っている。
所望の不純物を一定量で添加（ドーピング）することが
重要である。従来のＧａＡｓエビタキシャル結晶成長方
法では、結晶成長主成分に対してドーピング用のガス（
例えばＳｉＨ．等）の供給量または固体原料（例えばＳ
ｉＳＢｅ等）の加熱温度を変化させることによって結晶
中に添加して不純物量の制御を行っている。
（発明が解決しようとする課題）
以上のような不純物添加法においては、特別に不純物添
加用のガスや固体材料を必要とするのに加えて、不純物
の添加量を急峻に変化することが、導入ガスの流量や蒸
発セルの温度を変化させなければならないため非常に困
難であった。
加用のガスや固体材料を必要とするのに加えて、不純物
の添加量を急峻に変化することが、導入ガスの流量や蒸
発セルの温度を変化させなければならないため非常に困
難であった。
（課題を解決するための手段）
本願発明は、■−Ｖ族化合物半導体を成長するためのソ
ースガスであるのＴ Ｅ Ｇ （ＴｒｉｅｔｙｌＧａｌ
ｌｉｕｍ ［Ｇａ（ＣＪｓ）ｓ 〕］ 、ＴＭＧ ［Ｔ
ｒｉｍｅｔｙｌＧａｌｌｉｕｍ ［：Ｇａ（ＣＨｓ）３
］）等の■族原子を含む有機金属化合物ガスに低加速電
子線を照射して炭素原子がドープされた■−ｖ族化合物
半導体を形成することを特徴とする。
ースガスであるのＴ Ｅ Ｇ （ＴｒｉｅｔｙｌＧａｌ
ｌｉｕｍ ［Ｇａ（ＣＪｓ）ｓ 〕］ 、ＴＭＧ ［Ｔ
ｒｉｍｅｔｙｌＧａｌｌｉｕｍ ［：Ｇａ（ＣＨｓ）３
］）等の■族原子を含む有機金属化合物ガスに低加速電
子線を照射して炭素原子がドープされた■−ｖ族化合物
半導体を形成することを特徴とする。
更に、低加速電子を照射した後一旦質量分析器を通過し
、所望の原子のみを利用する様にすることもできる。
、所望の原子のみを利用する様にすることもできる。
なお、最近、ＧａＰ成長において、Ｖ族ガス原料である
ＰＨ，に低加速電子線を照射してＰＨ．をプリ・クラッ
キングしてＧａＰを成長させる分子線結晶成長方法［Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄＰｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ．２ ５． Ｎｌｌ ２．
ｐＰ． Ｌ ９ ４ ０ −Ｌ９４１．Ｄｅｃ．（
１９８６））が報告されている。
ＰＨ，に低加速電子線を照射してＰＨ．をプリ・クラッ
キングしてＧａＰを成長させる分子線結晶成長方法［Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄＰｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ．２ ５． Ｎｌｌ ２．
ｐＰ． Ｌ ９ ４ ０ −Ｌ９４１．Ｄｅｃ．（
１９８６））が報告されている。
しかしながら、電子線の照射によるＰＨ．のブリ・クラ
ブキングは化合物半導体結晶母体を形成するためであり
、不純物のドーピングの効果をもたらすものではなく、
また不純物添加の方法もなんら開示していない。従って
、不純物の結晶への添加は従来法、即ち、３ｉＨ４ドー
バントガスの導入やＳ１、Ｂｅなどの固体材料の使用に
頼るものと考えられる。
ブキングは化合物半導体結晶母体を形成するためであり
、不純物のドーピングの効果をもたらすものではなく、
また不純物添加の方法もなんら開示していない。従って
、不純物の結晶への添加は従来法、即ち、３ｉＨ４ドー
バントガスの導入やＳ１、Ｂｅなどの固体材料の使用に
頼るものと考えられる。
（作 用）
半導体主成分となる原料ガスであると同時にドーパント
原子を含むドーバントガスである■族有機金属化合物ガ
スに当てる電子線のエネルギーおよび密度、すなわちフ
ィラメント電流やグリット電圧を変化させて原料ガスを
操作することにより、従来の分子線結晶成長方法では困
難であった結晶中の不純物量を高精度に、しかも簡単に
制御することができる。
原子を含むドーバントガスである■族有機金属化合物ガ
スに当てる電子線のエネルギーおよび密度、すなわちフ
ィラメント電流やグリット電圧を変化させて原料ガスを
操作することにより、従来の分子線結晶成長方法では困
難であった結晶中の不純物量を高精度に、しかも簡単に
制御することができる。
（発明の効果）
本発明によれば、従来行われていたような高価な装置や
特別なドーピングガスを必要とせず、しかも、高純度か
ら高濃度まで容易に不純物量を制御できるようになった
。すなわち、不純物量の制御を単にグリッドとフィラメ
ントに印加する電圧のみで行え、電圧の大小で不純物量
が簡単に変化できるため、任意の不純物の分布を容易に
コンピューター等で制御することが可能になった。
特別なドーピングガスを必要とせず、しかも、高純度か
ら高濃度まで容易に不純物量を制御できるようになった
。すなわち、不純物量の制御を単にグリッドとフィラメ
ントに印加する電圧のみで行え、電圧の大小で不純物量
が簡単に変化できるため、任意の不純物の分布を容易に
コンピューター等で制御することが可能になった。
（実施例）
以下に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明を実施した電子線発生器のついたガス
セルの模式図である。内部を真空に維持する球形の成長
室１０には、■−■族化合物半導体を形成するための■
族有機化合物ガスと■族化合物ガスをそれぞれ導入する
■族ガス導入口１２と■族ガス導入口ｌ４が設けられて
いる。■族ガス導入口１２から続く管体ｌ６の出口に臨
設して、べ“アード・アルパー｝ （Ｂ−Ａ）ゲージ型
電子線発生器が取り付けられている。この電子線発生器
は管体１６から放出された■族ガスを包囲するように巻
回されたグリッドｌ８と、このグリッドに対向するフィ
ラメント２０とから構成されている。
セルの模式図である。内部を真空に維持する球形の成長
室１０には、■−■族化合物半導体を形成するための■
族有機化合物ガスと■族化合物ガスをそれぞれ導入する
■族ガス導入口１２と■族ガス導入口ｌ４が設けられて
いる。■族ガス導入口１２から続く管体ｌ６の出口に臨
設して、べ“アード・アルパー｝ （Ｂ−Ａ）ゲージ型
電子線発生器が取り付けられている。この電子線発生器
は管体１６から放出された■族ガスを包囲するように巻
回されたグリッドｌ８と、このグリッドに対向するフィ
ラメント２０とから構成されている。
フィラメント２０には電源２２から４〜６八程度のフィ
ラメント電流が供給されて、フィラメントが赤熱される
と共に、グリッドに、フィラメントに対して０〜３００
Ｖ程度の電圧が電源２４により印加されてフィラメント
から熱電子が引き出される。■族有機化合物ガスはグリ
ット１８の内部を通過する際に前記熱電子と衝突して一
部分解およびイオン化され、基板２６上に到達する。他
方、■族化合物ガスは■族ガス導入口１４に導く管体３
０に回巻されたヒーター３０によって熱分解された、■
族原子が基板２６上に到達する。基板２６背面にはヒー
ター２８が設定されており、基板２６に到達したＧａや
Ａｓに充分な表面移動度が与えられる、即ち、成長膜が
単結晶になる様に加熱される。
ラメント電流が供給されて、フィラメントが赤熱される
と共に、グリッドに、フィラメントに対して０〜３００
Ｖ程度の電圧が電源２４により印加されてフィラメント
から熱電子が引き出される。■族有機化合物ガスはグリ
ット１８の内部を通過する際に前記熱電子と衝突して一
部分解およびイオン化され、基板２６上に到達する。他
方、■族化合物ガスは■族ガス導入口１４に導く管体３
０に回巻されたヒーター３０によって熱分解された、■
族原子が基板２６上に到達する。基板２６背面にはヒー
ター２８が設定されており、基板２６に到達したＧａや
Ａｓに充分な表面移動度が与えられる、即ち、成長膜が
単結晶になる様に加熱される。
第２図は、■族有機化合物ガスを分解するための電子線
発生器の別の構成を示す分解斜視図である。本構成にお
いては、第１図に示されるグリット１８と基板２６との
間に引き出し電極３２および四重極３４を更に設けた構
造を有している。本構成においては、グリッドｌ８の内
側で■族有機化合物ガスはフィラメント２０からの電子
と衝突して分解およびイオン化した後、引き出し電極３
２で炭素原子を含むイオンのみを四重極３４内部に導入
し、四重極に印加された高周波によって、希望するイオ
ンのみが成長基板２６上へ入射される。その結果、より
高精度な不純物制御を行うことができる。
発生器の別の構成を示す分解斜視図である。本構成にお
いては、第１図に示されるグリット１８と基板２６との
間に引き出し電極３２および四重極３４を更に設けた構
造を有している。本構成においては、グリッドｌ８の内
側で■族有機化合物ガスはフィラメント２０からの電子
と衝突して分解およびイオン化した後、引き出し電極３
２で炭素原子を含むイオンのみを四重極３４内部に導入
し、四重極に印加された高周波によって、希望するイオ
ンのみが成長基板２６上へ入射される。その結果、より
高精度な不純物制御を行うことができる。
第３図は本発明に基づき照射電子線のエネルギーを変化
させた場合のホールキャリア濃度を測定した結果のグラ
フである。同図において、立軸は、キャリア濃度を、横
軸はグリッド及びフィラメント間の印加電圧を示してい
る。フィラメント電流を一定（〜６Ａ）として、グリッ
ドに印加する電圧を０〜２５０Ｖまで変化させた。同図
より、キャリア濃度（ホール濃度）は印加電圧を増加す
るに従い増大し、１０”〜１ ０ ”ｃ＋＋＋−’程度
のキャリア濃度を制御できることが判る。すなわち、従
来は、不純物の添加を機械的ガスバルブやシャッターで
原料不純物の基板への入射を防止して行っていたが、本
方法では、純電気的に不純物ドーピングを制御できるた
め、高速スイッチングやシャッターの摩耗等の問題がな
くなった。
させた場合のホールキャリア濃度を測定した結果のグラ
フである。同図において、立軸は、キャリア濃度を、横
軸はグリッド及びフィラメント間の印加電圧を示してい
る。フィラメント電流を一定（〜６Ａ）として、グリッ
ドに印加する電圧を０〜２５０Ｖまで変化させた。同図
より、キャリア濃度（ホール濃度）は印加電圧を増加す
るに従い増大し、１０”〜１ ０ ”ｃ＋＋＋−’程度
のキャリア濃度を制御できることが判る。すなわち、従
来は、不純物の添加を機械的ガスバルブやシャッターで
原料不純物の基板への入射を防止して行っていたが、本
方法では、純電気的に不純物ドーピングを制御できるた
め、高速スイッチングやシャッターの摩耗等の問題がな
くなった。
第１図は、本発明による原料ガスの放出口に電子線発生
器を設けた電子線クラブキングセルの概略図、 第２図は、第１図の電子線発生器と基板との間に更に質
量分析器を設けた別の形態の電子線発生装置の分解斜視
図、及び 第３図は、本発明に基づいて照射電子線のエネルギー（
電極間電圧）を変化させたときのホールキャリア濃度の
測定結果を示すグラフ。 （符号の説明） １０・・・・・・成長室、１２・・・・・・■族ガス導
入口、１４・・・・・・■族ガス導入口、 １６・・・・・・管体、１８・・・・・・グリッド、２
０・・・・・・フィラメント、２２、２４・・・・・・
電源、２６・・・・・・基板、２８、３０・・・・・・
ヒーター３２・・・・・・引き出し電極、３４・・・・
・・四重極。 第１図 第２図
器を設けた電子線クラブキングセルの概略図、 第２図は、第１図の電子線発生器と基板との間に更に質
量分析器を設けた別の形態の電子線発生装置の分解斜視
図、及び 第３図は、本発明に基づいて照射電子線のエネルギー（
電極間電圧）を変化させたときのホールキャリア濃度の
測定結果を示すグラフ。 （符号の説明） １０・・・・・・成長室、１２・・・・・・■族ガス導
入口、１４・・・・・・■族ガス導入口、 １６・・・・・・管体、１８・・・・・・グリッド、２
０・・・・・・フィラメント、２２、２４・・・・・・
電源、２６・・・・・・基板、２８、３０・・・・・・
ヒーター３２・・・・・・引き出し電極、３４・・・・
・・四重極。 第１図 第２図
Claims (1)
- III−Ｖ族化合物半導体を成長するためのソースガスで
あるIII族原子を含む有機金属化合物ガスおよびＶ族原
子を含む化合物ガスの内、前記有機金属化合物ガスに低
加速電子線を照射して炭素原子がドープされたIII−Ｖ
族化合物半導体を形成するIII−Ｖ族化合物半導体のド
ーピング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4970189A JPH02229425A (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ３―５族化合物半導体のドーピング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4970189A JPH02229425A (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ３―５族化合物半導体のドーピング法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02229425A true JPH02229425A (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=12838490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4970189A Pending JPH02229425A (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ３―５族化合物半導体のドーピング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02229425A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333856A (ja) * | 1993-05-25 | 1994-12-02 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
| JPH0883775A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-03-26 | Rohm Co Ltd | 有機金属化学気相成長方法、およびその装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62120015A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Fujitsu Ltd | ド−ピング制御方法 |
-
1989
- 1989-03-01 JP JP4970189A patent/JPH02229425A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62120015A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Fujitsu Ltd | ド−ピング制御方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333856A (ja) * | 1993-05-25 | 1994-12-02 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
| JPH0883775A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-03-26 | Rohm Co Ltd | 有機金属化学気相成長方法、およびその装置 |
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