JPH03135015A - ３―５族化合物ｐ型半導体の製造方法 - Google Patents
３―５族化合物ｐ型半導体の製造方法Info
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- JPH03135015A JPH03135015A JP27330889A JP27330889A JPH03135015A JP H03135015 A JPH03135015 A JP H03135015A JP 27330889 A JP27330889 A JP 27330889A JP 27330889 A JP27330889 A JP 27330889A JP H03135015 A JPH03135015 A JP H03135015A
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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
この発明は、例えば、ｐ型１ｎ Ｇａ ＡＳ半導体等の
、■−Ｖ族化合物半型半導体造方法に関する。
、■−Ｖ族化合物半型半導体造方法に関する。
例えば、半導体光電面であるｐ型）ｎ Ｑａ 、Ａｓ光
電面を製造する場合、自由電子の放出効率を高めるため
の手段として、ポテンシャルエネルギの内部傾斜を形成
する方法、及び、基板側と自由電子放出表面側で、ドー
プ材のドープ量を変化させ、該ドープ量の濃度傾斜によ
って内部電界を作る方法が知られている。 これらの方法は、１つの光電面においては、別個独立に
、又適宜組合せて実施されていた。 上記のような、ポテンシャルエネルギの内部傾斜を形成
する方法としては、ｉｎとＧａの供給比を制御する方法
がある。 又、ドープ量の濃度傾斜を形成する方法としては、ドー
プ材の供給量を制御する方法がとられている。
電面を製造する場合、自由電子の放出効率を高めるため
の手段として、ポテンシャルエネルギの内部傾斜を形成
する方法、及び、基板側と自由電子放出表面側で、ドー
プ材のドープ量を変化させ、該ドープ量の濃度傾斜によ
って内部電界を作る方法が知られている。 これらの方法は、１つの光電面においては、別個独立に
、又適宜組合せて実施されていた。 上記のような、ポテンシャルエネルギの内部傾斜を形成
する方法としては、ｉｎとＧａの供給比を制御する方法
がある。 又、ドープ量の濃度傾斜を形成する方法としては、ドー
プ材の供給量を制御する方法がとられている。
上記のような従来の方法は、ポテンシャルエネルギの内
部傾斜とドープ量の濃度傾斜を組合せて用いる場合、エ
ネルギーギャップの異なる活性層毎にドープ量の制御を
しなければならず、活性層成長過程が複雑であり、成長
条件を決定するのが難しいという問題点がある。 これは、光電面のみならず、■−Ｖ族化合物半型半導体
般的に共通の問題点である。 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、活性層内部におけるポテンシャルエネルギの傾斜
と、ドープ材の濃度傾斜を同時に、極めて容易に形成で
きるようにした■−ｖ族合物ｐ型半導体の製造方法に関
する。
部傾斜とドープ量の濃度傾斜を組合せて用いる場合、エ
ネルギーギャップの異なる活性層毎にドープ量の制御を
しなければならず、活性層成長過程が複雑であり、成長
条件を決定するのが難しいという問題点がある。 これは、光電面のみならず、■−Ｖ族化合物半型半導体
般的に共通の問題点である。 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、活性層内部におけるポテンシャルエネルギの傾斜
と、ドープ材の濃度傾斜を同時に、極めて容易に形成で
きるようにした■−ｖ族合物ｐ型半導体の製造方法に関
する。
この発明は、基板上に、ＭＯＣＶＤ成長法により、ｐ型
■−Ｖ展層を形成するとき、亜鉛をドープ材として、■
−ｖ族活性層におけるドープ量の濃度傾斜を形成するこ
とにより上記目的を達成するものである。 又、■族原料の気相比を一定とし、ドープ材の流量のみ
を変化させるようにして上記目的を達成するものである
。 更に、前記１１１−Ｖ族化合物はＩｎ Ｇａ Ａｓであ
り、ドープ材は亜鉛とすることにより上記目的を達成す
るものである。 又、ＩｎｘＧａ ｌ −ｘ Ａｓにおける活性層の組成
を０≦、×≦０．２５とすることにより上記目的を達成
するものである。 更に又、ドープ材のドープ量を、１０′８〜１ｏＡ、Ｉ
Ｃｌ１ｌ−３とすることにより上記目的を達成するもの
である。 この発明は、ＭＯＣＶＤ成長法により ｐ型■−Ｖ展層
を形成するときに、亜鉛をドープ材として、■−ｖ族活
性層におけるドープｎの濃度傾斜とポテンシャルエネル
ギの内部傾斜を同時に、且つ容易に達成できるとの知見
に基づ（ものである。 特に、■族原料の気相比を一定とした場合、ドープ材料
の流量のみを変化させることによってポテンシャルエネ
ルギの内部傾斜及びドープ材の濃度傾斜を容易に達成す
ることができた。 更に、■−Ｖ合物をＩｎ Ｇａ Ａｓとし、ドープ材料
を亜鉛としたとき、上記の傾向はより顕著であった。更
に又、上記の場合、１ｎｘＱａ、−ＸＡＳにおける活性
層の組成が０≦ｘ≦間０．２５としたとき、ポテンシャ
ルエネルギの内部傾斜及びドープ材の濃度傾斜の形成が
容易であった。 【実施例］ 以下本発明を実施するための装置及び製造過程を示す図
面を参照して、本発明の詳細な説明する。 この実施例は、半導体光電面作成のための１ｎＧａ Ａ
ｓ単結晶腹作成にあたりＧａ Ａｓ基板、上にｐ型）ｎ
Ｇａ Ａ３層を形成する場合についてのものである。 第１図に示され番ように、反応管１０内の、カーボンサ
サブタ−１２上にスライスされたＧａＡＳ基板１４を載
置する。 このＧａ Ａｓ基板１４上のＩｎＧａＡｓ成長は、ＭＯ
ＣＶＤ成長法によって行う。 この場合、■族原料としては、トリメチルガリウム（以
下ＴＭＧ）及びトリエチルインジウム（以下ＴＥＩ）を
、Ｖ族原料としてアルシン（以下ＡＳＨ３）ドープ材と
してジエチルジンク（以下ＤＥＺ）を、それぞれＨ２ベ
ースで用いるものとする。前記ＴＭＧは下ＭＧボンベ１
６から、ＴＥＩはＴＥＩボンベ１８から、Ｄ Ｅ Ｚ
ハＤ Ｅ Ｚ ホンベ２０からそれぞれマスフローメー
タ２２を介して反応管１０に供給する。 又、ＡＳＨ３とＨ２はそれぞれの供給源（図示省略）か
ら供給する。 一般に、ｐ型半導体の場合、気相比χＶ＝ＴＭＧ／ＴＭ
Ｇ＋ＴＥ Ｉを、例えば０．８６３と一定とし、ＤＥＺ
の流量を次の第１表のように制御すると、ドープ量、組
成比は第１表の右欄に示されるようになった。 これを、第２図に示される半導体光電面２８製造に適用
する場合、まずＧａ Ａｓ基板１４上に、ｐ型１ ｎａ
、ｄ Ｇａａ、９ユＡ Ｓのバッファ層２４を１０〜１
５μｍ成長させる。 その上に、気相比χＶを一定とし、ＤＥＺの流量を第１
層２６Ａから第３層２６Ｃに、順に上げて行き、各々１
μｌずつ成長させる。 その結果、ドープ量は、第１層２６Ａから第３層２６Ｇ
に順次１Ｘ２００＋１’、５ ｘ １０” ａｍ−”２
Ｘ １Ｑ１９Ｃｌｌｌ’と順次濃度が低くなり、又組
成比×は第１層２６Ａから第３層２６Ｃで、１６％、１
８％及び２０％となった。 即ち、通常の場合は気相比を変化させることによって組
成比を変化させ、又ドープ量制御はＤＥＺの流量変化に
よって行っていたが、本発明の場合は、組成比を一定と
し、ＤＥＺの流量のみを変化させることによって、上記
のように、ドープ量の濃度傾斜及び組成比の傾斜即ちポ
テンシャルエネルギの内部傾斜を同時に達成することが
できた。 換言すれば、ｐ型ｉｎ Ｇａ Ａｓ成長において、ＤＥ
Ｚの供給量を段階的に減少させることによって、ドープ
量を基板側から電子放出面側にかけて暫時減少する濃度
傾斜と、組成比Ｘが逆に暫時増大するバンドギャップ傾
斜を同時に達成できた。 同様の傾向は、組成比χＶの異なる条件あるいはＤＥＺ
の流量が異なる条件でも確認できた。 以上のようにして得られたｐ型Ｊｎ Ｑａ Ａｓ光電面
のエネルギーバンド図（エネルギーレベル図）は第３図
のようになった。 図において、Ａは伝導帯、Ｂは価電子帯、Ｃはフェルミ
レベル、Ｄは酸化セシウム層、Ｅは真空レベルをそれぞ
れ示す。 この図から、バンドギャップ傾斜とドープ量傾斜の両方
の作用により、ポテンシャルエネルギの内部傾斜があり
、これにより自由電子の放出効率が高められることが明
確である。 なお上記実施例は、ｐ型ｉｎ （３ａ Ａｓ光電面を製
造する過程についてのものであるが、本発明はこれに限
定されるものでなく、ｍ−ｖｔｓ ｐ型半導体製造に際
して一般的に適用され得るものである。 従って、例えば、ＡＳの代わりにＰを用いてもよい。 【発明の効果］ 本発明は上記のように構成したので、ドープ材の流量制
御のみによってバンドギャップ傾斜とドープ量傾斜の両
方を同時に、容易に形成することができるという優れた
効果を有する。
■−Ｖ展層を形成するとき、亜鉛をドープ材として、■
−ｖ族活性層におけるドープ量の濃度傾斜を形成するこ
とにより上記目的を達成するものである。 又、■族原料の気相比を一定とし、ドープ材の流量のみ
を変化させるようにして上記目的を達成するものである
。 更に、前記１１１−Ｖ族化合物はＩｎ Ｇａ Ａｓであ
り、ドープ材は亜鉛とすることにより上記目的を達成す
るものである。 又、ＩｎｘＧａ ｌ −ｘ Ａｓにおける活性層の組成
を０≦、×≦０．２５とすることにより上記目的を達成
するものである。 更に又、ドープ材のドープ量を、１０′８〜１ｏＡ、Ｉ
Ｃｌ１ｌ−３とすることにより上記目的を達成するもの
である。 この発明は、ＭＯＣＶＤ成長法により ｐ型■−Ｖ展層
を形成するときに、亜鉛をドープ材として、■−ｖ族活
性層におけるドープｎの濃度傾斜とポテンシャルエネル
ギの内部傾斜を同時に、且つ容易に達成できるとの知見
に基づ（ものである。 特に、■族原料の気相比を一定とした場合、ドープ材料
の流量のみを変化させることによってポテンシャルエネ
ルギの内部傾斜及びドープ材の濃度傾斜を容易に達成す
ることができた。 更に、■−Ｖ合物をＩｎ Ｇａ Ａｓとし、ドープ材料
を亜鉛としたとき、上記の傾向はより顕著であった。更
に又、上記の場合、１ｎｘＱａ、−ＸＡＳにおける活性
層の組成が０≦ｘ≦間０．２５としたとき、ポテンシャ
ルエネルギの内部傾斜及びドープ材の濃度傾斜の形成が
容易であった。 【実施例］ 以下本発明を実施するための装置及び製造過程を示す図
面を参照して、本発明の詳細な説明する。 この実施例は、半導体光電面作成のための１ｎＧａ Ａ
ｓ単結晶腹作成にあたりＧａ Ａｓ基板、上にｐ型）ｎ
Ｇａ Ａ３層を形成する場合についてのものである。 第１図に示され番ように、反応管１０内の、カーボンサ
サブタ−１２上にスライスされたＧａＡＳ基板１４を載
置する。 このＧａ Ａｓ基板１４上のＩｎＧａＡｓ成長は、ＭＯ
ＣＶＤ成長法によって行う。 この場合、■族原料としては、トリメチルガリウム（以
下ＴＭＧ）及びトリエチルインジウム（以下ＴＥＩ）を
、Ｖ族原料としてアルシン（以下ＡＳＨ３）ドープ材と
してジエチルジンク（以下ＤＥＺ）を、それぞれＨ２ベ
ースで用いるものとする。前記ＴＭＧは下ＭＧボンベ１
６から、ＴＥＩはＴＥＩボンベ１８から、Ｄ Ｅ Ｚ
ハＤ Ｅ Ｚ ホンベ２０からそれぞれマスフローメー
タ２２を介して反応管１０に供給する。 又、ＡＳＨ３とＨ２はそれぞれの供給源（図示省略）か
ら供給する。 一般に、ｐ型半導体の場合、気相比χＶ＝ＴＭＧ／ＴＭ
Ｇ＋ＴＥ Ｉを、例えば０．８６３と一定とし、ＤＥＺ
の流量を次の第１表のように制御すると、ドープ量、組
成比は第１表の右欄に示されるようになった。 これを、第２図に示される半導体光電面２８製造に適用
する場合、まずＧａ Ａｓ基板１４上に、ｐ型１ ｎａ
、ｄ Ｇａａ、９ユＡ Ｓのバッファ層２４を１０〜１
５μｍ成長させる。 その上に、気相比χＶを一定とし、ＤＥＺの流量を第１
層２６Ａから第３層２６Ｃに、順に上げて行き、各々１
μｌずつ成長させる。 その結果、ドープ量は、第１層２６Ａから第３層２６Ｇ
に順次１Ｘ２００＋１’、５ ｘ １０” ａｍ−”２
Ｘ １Ｑ１９Ｃｌｌｌ’と順次濃度が低くなり、又組
成比×は第１層２６Ａから第３層２６Ｃで、１６％、１
８％及び２０％となった。 即ち、通常の場合は気相比を変化させることによって組
成比を変化させ、又ドープ量制御はＤＥＺの流量変化に
よって行っていたが、本発明の場合は、組成比を一定と
し、ＤＥＺの流量のみを変化させることによって、上記
のように、ドープ量の濃度傾斜及び組成比の傾斜即ちポ
テンシャルエネルギの内部傾斜を同時に達成することが
できた。 換言すれば、ｐ型ｉｎ Ｇａ Ａｓ成長において、ＤＥ
Ｚの供給量を段階的に減少させることによって、ドープ
量を基板側から電子放出面側にかけて暫時減少する濃度
傾斜と、組成比Ｘが逆に暫時増大するバンドギャップ傾
斜を同時に達成できた。 同様の傾向は、組成比χＶの異なる条件あるいはＤＥＺ
の流量が異なる条件でも確認できた。 以上のようにして得られたｐ型Ｊｎ Ｑａ Ａｓ光電面
のエネルギーバンド図（エネルギーレベル図）は第３図
のようになった。 図において、Ａは伝導帯、Ｂは価電子帯、Ｃはフェルミ
レベル、Ｄは酸化セシウム層、Ｅは真空レベルをそれぞ
れ示す。 この図から、バンドギャップ傾斜とドープ量傾斜の両方
の作用により、ポテンシャルエネルギの内部傾斜があり
、これにより自由電子の放出効率が高められることが明
確である。 なお上記実施例は、ｐ型ｉｎ （３ａ Ａｓ光電面を製
造する過程についてのものであるが、本発明はこれに限
定されるものでなく、ｍ−ｖｔｓ ｐ型半導体製造に際
して一般的に適用され得るものである。 従って、例えば、ＡＳの代わりにＰを用いてもよい。 【発明の効果］ 本発明は上記のように構成したので、ドープ材の流量制
御のみによってバンドギャップ傾斜とドープ量傾斜の両
方を同時に、容易に形成することができるという優れた
効果を有する。
第１図は本発明に係る■−Ｖ族化合物半型半導体造方法
を実施するためのＭＯＣＶＤ装置を示す配管図、第２図
は同製造方法で作成した光電面を示す断面図、第３図は
同光電面のエネルギーバンド図である。 １０・・・反応管、 １４・ＧａＡｓ基板、 １．６・・・ＴＭＧボンベ、 １８・・・ＴＥＩボンベ、 ２０・・・ＤＥＺボンベ、 ２２・・・マスフローメータ、 ２４・・・バッフ７層、 ２６Ａ・・・第１層、 ２６Ｂ・・・第２層、 ２６Ｃ・・・第３層、 ２８・・・光電面。
を実施するためのＭＯＣＶＤ装置を示す配管図、第２図
は同製造方法で作成した光電面を示す断面図、第３図は
同光電面のエネルギーバンド図である。 １０・・・反応管、 １４・ＧａＡｓ基板、 １．６・・・ＴＭＧボンベ、 １８・・・ＴＥＩボンベ、 ２０・・・ＤＥＺボンベ、 ２２・・・マスフローメータ、 ２４・・・バッフ７層、 ２６Ａ・・・第１層、 ２６Ｂ・・・第２層、 ２６Ｃ・・・第３層、 ２８・・・光電面。
Claims (5)
- （１）基板上に、ＭＯＣＶＤ成長法により、ｐ型III−
Ｖ族層を形成するとき、亜鉛をドープ材として、III−
Ｖ族活性層に、おけるドープ量の濃度傾斜を形成するこ
とを特徴とするIII−Ｖ族化合物ｐ型半導体の製造方法
。 - （２）請求項１において、III族原料の気相比を一定と
し、ドープ材の流量のみを変化させることを特徴とする
III−Ｖ族化合物 ｐ型半導体の製造方法。 - （３）請求項１又は２において、前記III−Ｖ族化合物
はＩｎＧａＡｓであることを特徴とするIII−Ｖ族化合
物ｐ型半導体の製造方法。 - （４）請求項３において、ＩｎｘＧａ＿１−ｘＡｓにお
ける活性層の組成は０≦ｘ≦０．２５であることを特徴
とするIII−Ｖ族化合物ｐ型半導体の製造方法。 - （５）請求項１乃至４のうちのいずれかにおいて、ドー
プ材のドープ量は、１０＾１＾８〜１０＾２＾１ｃｍ＾
−＾３であることを特徴とするIII−Ｖ族化合物ｐ型半
導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27330889A JP2889291B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ▲ＩＩＩ▼―▲Ｖ▼族化合物ｐ型半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27330889A JP2889291B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ▲ＩＩＩ▼―▲Ｖ▼族化合物ｐ型半導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135015A true JPH03135015A (ja) | 1991-06-10 |
| JP2889291B2 JP2889291B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=17526061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27330889A Expired - Lifetime JP2889291B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ▲ＩＩＩ▼―▲Ｖ▼族化合物ｐ型半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889291B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021100115A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | アズール スペース ソーラー パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＡＺＵＲ ＳＰＡＣＥ Ｓｏｌａｒ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ | 気相エピタキシー法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2642503B1 (en) | 2012-03-23 | 2022-09-28 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor photocathode and method for manufacturing the same |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27330889A patent/JP2889291B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021100115A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | アズール スペース ソーラー パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＡＺＵＲ ＳＰＡＣＥ Ｓｏｌａｒ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ | 気相エピタキシー法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2889291B2 (ja) | 1999-05-10 |
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