JPH04113614A - 化合物半導体層の気相成長法 - Google Patents
化合物半導体層の気相成長法Info
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- JPH04113614A JPH04113614A JP23291890A JP23291890A JPH04113614A JP H04113614 A JPH04113614 A JP H04113614A JP 23291890 A JP23291890 A JP 23291890A JP 23291890 A JP23291890 A JP 23291890A JP H04113614 A JPH04113614 A JP H04113614A
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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
【産業上の利用分野］
本発明は、炭素をｐ型不純物として導入している化合物
半導体層を、気相成長法によって形成する化合物半導体
層の気相成長法に関する。 【従来の技術１ 従来、有機金属ガスを形成せんとする化合物半導体層の
原料ガスとして用い、■つ上記有機金属ガスに対するい
ずれも水素でなるキャリアガス及び希釈ガスのいずれか
一方または双方を用いた有機金属気相成長法によって、
半導体基板または半導体層上に、上記有機金属ガスにも
とずくそれを構成している炭素をｐ型不純物として導入
している上記化合物半導体層を形成する、という化合物
半導体層の気相成長法が提案されでいる。 この場合、化合物半導体層が炭素をｐ型不純物として導
入しているものとして形成されるのは、化合物半導体層
の成長過程における有機金属ガスの分解により生成する
有機金属ガスを構成している炭化水素の炭素が、成長過
程の化合物半導体層内に取込まれる機構による。 上述した化合物￥−導体層の気相成長法の場合、有機金
属気相成長法によって化合物半導体層を形成づるので、
その化合物半導体層を、半導体基板または半導体層上に
、それとは異なる材料でも比較的容易に且つ良品質に形
成することができ、従って、ヘテロ接合半導体素子を製
造する場合に適用して好適である。 また、有機金属ガスに対するキャリアガス及び希釈ガス
のいずれか一方または双方を用いているので、キャリア
ガスを用いる場合、有機金属ガスを効果的に半導体基板
または半導体層上に搬送させることができ、また、希釈
ガスを用いる場合、有様金属ガスの量を効果的に制御す
ることができ、よって、化合物半導体層を、効率よく、
且つ所望の厚さに制御性よく形成することができる。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の化合物半導体層の気相成
長法の場合、キャリアガスまたは希釈ガスとして水素を
用いているため、その水素が、化合物半導体層の成長過
程における有機金属ガスの炭化水素と反応して安定な炭
化水素を生成させたり、有機金属ガスの分解によって成
長する不安定な炭化水素と反応して安定な炭化水素を生
成させたりすることから、有機金属ガスの分解により生
成する炭化水素の炭素の量が比較的少ない。 このため、成長過程の化合物半導体層内に取込まれる炭
素は、化合物半導体層の成長過程において低い温度の温
度条件にしなければ、高い濃度を有さず、よって、化合
物半導体層の成長過程において、低い温度の温度条件に
しなければ、化合物半導体層のｐ型不純物の濃度を高く
することができない。 このことは、化合物半導体層の成長過程における温度条
件の温度に対する、得られる化合物半導体層の炭素によ
るｐ型不純物の濃度の関係を実測したところ、第１図の
線Ｂに示す結果が得られたことからも確認された。 なお、第１図の線已に示す結果は、希釈ガスとして窒素
ガスに代え、水素ガスを用いたことを除いて、後述する
Ａ発明による化合物半導体層の気相成長法と同じ成長条
件で形成した場合の結果を小す。 以上のことから、上述した従来の化合物半導体層の気相
成長法の場合、化合物半導体層を、高いｐ型不純物の濃
度を有するものとして形成する場合、低い温度の温度条
件にしなければならないことから、化合物半導体層を、
高い結晶欠陥を有するものとしてしか形成することがで
きない、という欠点を有していた。 （本発明の目的］ よって、本発明は、高い炭素によるｐ型不純物の濃度を
有し且つ低い結晶欠陥密度しか有しない化合物半導体層
を容易に形成することができる、新規な化合物半導体層
の気相成長法を提案せんとするものである。 【課題を解決するための手段１ 本発明による化合物半導体層の気相成長法は、上述した
従来の化合物半導体層の気相成長法と同様に、有機金属
ガスを形成せんとする化合物半導体層の原料ガスとして
用い、且つ上記有機金属ガスに対するギヤリアガス及び
希釈ガスのいずれか一方または双方を用いた有機金属気
相成長法によって、半導体基板または半導体層上に、上
記有機金属ガスにもとずくそれを構成している炭素をｐ
型不純物として導入している上記化合物半導体層を形成
する。 しかしながら、本発明による化合物半導体層の気相成長
法は、このような化合物半導体層の気相成長法において
、上記キャリアガス及び上記希釈ガスのいず・れか一方
または双方として、水素以外の、例えば窒素、ヘリウム
、アルゴンなどの不活性ガスを用いる。 【作用・効果１ 、本発明による化合物半導体層の気相成長法によれば、
前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合と同
様に、有機金属気相成長法によって化合物半導体層を形
成するので、その化合物半導体層を、前述した従来の化
合物半導体層の気相成長法の場合と同様に、半導体基板
または半導体層上に、それとは異なる材料でも比較的容
易に且つ良品質に形成することができ、従って、ヘテロ
接合半導体素子を製造する場合に適用して好適である。 また、前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場
合と同様に、有機金属ガスに対するキャリアガス及び希
釈ガスのいずれか一方または双方を用いているので、前
述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合と同様
に、キャリアガスを用いる場合、有機金属ガスを効果的
に半導体基板または半導体層上に搬送させることができ
、また、希釈ガスを用いる場合、有機金属ガスの量を効
果的に制御することができ、よって、前述した従来の化
合物半導体層の気相成長法の場合と同様に、化合物半導
体層を、効率よく、且つ所望の厚さに制御性よく形成す
ることができる。 しかしながら、本発明による化合物半導体層の気相成長
法の場合、前述した従来の化合物半導体層の気相成長法
の場合とは異なり、キ【・リアガスまたは希釈ガスとし
て水素を用いているため、その不活性ガスによって、水
素のように、化合物半導体層の成長過程における有機金
属ガスの炭化水素と反応して安定な炭化水素を生成させ
たり、有機金属ガスの分解によって成長する不安定な炭
化水素と反応して安定な炭化水素を生成させたりする、
ということがないことから、有機金属ガスの分解により
生成する炭化水素の炭素の固が、前述した従来の化合物
半導体層の気相成長法の場合に比し格段的に多い。 このため、成長過程の化合物半導体層内に取込まれる炭
素は、化合物単導体層の成長過程において同じ温度条件
で、前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合
に比し高い濃度を有し、よって、化合物半導体層の成長
過程において、化合物半導体層のｐ型不純物の同じ濃度
を得るのに、前述した従来の化合物半導体層の気相成長
法の場合に比し高い温度の温度条件とすることができる
。 以上のことから、本発明による化合物半導体層の気相成
長法によれば、前述した従来の化合物半導体層の気相成
長法の場合に比し高い炭素によるｐ型不純物の濃度を有
し且つ前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場
合に比し低い結晶欠陥密度しか有しない化合物半導体層
を容易に形成することができる。 【実施例１】 トリメチル砒素（Ａｓ （ＣＨ３）３）でなる有機金属
ガスとエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３）でなる有
機金属ガスとを形成せんとするＧａＡｓでなる化合物半
導体層の原料ガスとして用い、且つそれら有機金属ガス
に対するキャリアガス及び希釈ガスの双方を用いた有機
金属気相成長法によって、半導体基板または半導体層上
に、上述した有機金属ガスにもとずくそれらを構成して
いる炭素をｐ型不純物として導入している上述したＧａ
Ａｓでなる化合物半導体層を形成した。 この場合、下表のＧａＡＳでなる化合物半導体層の成長
過程における成長条件とした。 表：成長条件 Ｇａ（Ｃ２Ｈｓ ） ３供給量（キャリア水素ガス流量
）−−−−・−・−１，２ｘ １０’ｍｏｌ／ｍｉｎ、
（３０ｃｃｍ）Ａｓ（ＣＨ３＞ ３供給量（キャリア
水素ガス流量）−−−−・−−−−１，６ｘ １０’ｍ
ｏｌ／ｍｉｎ、 （３０ｃｃｍ）希釈窒素ガス流量・・
・・・・・・・３５００ｃｃｍ成長室圧力 ・・・
・・・・・・０．１ａｔｌｌｌ成長温度５成長−６１０
℃ しかるときは、ＧａＡｓでなる化合物半導体層の成長過
程における温度条件の温度に対する、得られるＧａＡＳ
でなる化合物半導体層の炭素によるｐ型不純物の濃度の
関係が、第１図の線Ａに示すように得られた。 ちなみに、同じ温度で従来の場合に比し５倍のキャリア
濃度が得られ、また同じきのを得るのに、温度を従来の
場合より約２０℃高くすることができた。 ちなみに、前’＞＋したように、希釈ガスとして、水素
ガスを用いたことを除いて、上述した成長条件で同じＧ
ａＡＳでなる化合物半導体層を形成した場合、第１図の
線Ｂに示す結果しか得られなかった。 また、得られるＧａＡＳでなる化合物半導体層のフォト
ルミネセンス測定を、本発明による化合物半導体層の気
相成長法の場合と上述した従来の化合物半導体層の気相
成長法の場合とで行った結果、前者が後者の場合に比し
高い発光強瓜で得られた。 以上のことから、本発明による化合物半導体層の実施例
１によれば、従来の化合物半導体層の気相成長法による
場合に比し高い炭素によるｐ型不純物の濃度を有し且つ
前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合に比
し低い結晶欠陥しか有しないＧａＡＳでなる化合物半導
体層を形成することができることが明らかであろう。
半導体層を、気相成長法によって形成する化合物半導体
層の気相成長法に関する。 【従来の技術１ 従来、有機金属ガスを形成せんとする化合物半導体層の
原料ガスとして用い、■つ上記有機金属ガスに対するい
ずれも水素でなるキャリアガス及び希釈ガスのいずれか
一方または双方を用いた有機金属気相成長法によって、
半導体基板または半導体層上に、上記有機金属ガスにも
とずくそれを構成している炭素をｐ型不純物として導入
している上記化合物半導体層を形成する、という化合物
半導体層の気相成長法が提案されでいる。 この場合、化合物半導体層が炭素をｐ型不純物として導
入しているものとして形成されるのは、化合物半導体層
の成長過程における有機金属ガスの分解により生成する
有機金属ガスを構成している炭化水素の炭素が、成長過
程の化合物半導体層内に取込まれる機構による。 上述した化合物￥−導体層の気相成長法の場合、有機金
属気相成長法によって化合物半導体層を形成づるので、
その化合物半導体層を、半導体基板または半導体層上に
、それとは異なる材料でも比較的容易に且つ良品質に形
成することができ、従って、ヘテロ接合半導体素子を製
造する場合に適用して好適である。 また、有機金属ガスに対するキャリアガス及び希釈ガス
のいずれか一方または双方を用いているので、キャリア
ガスを用いる場合、有機金属ガスを効果的に半導体基板
または半導体層上に搬送させることができ、また、希釈
ガスを用いる場合、有様金属ガスの量を効果的に制御す
ることができ、よって、化合物半導体層を、効率よく、
且つ所望の厚さに制御性よく形成することができる。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の化合物半導体層の気相成
長法の場合、キャリアガスまたは希釈ガスとして水素を
用いているため、その水素が、化合物半導体層の成長過
程における有機金属ガスの炭化水素と反応して安定な炭
化水素を生成させたり、有機金属ガスの分解によって成
長する不安定な炭化水素と反応して安定な炭化水素を生
成させたりすることから、有機金属ガスの分解により生
成する炭化水素の炭素の量が比較的少ない。 このため、成長過程の化合物半導体層内に取込まれる炭
素は、化合物半導体層の成長過程において低い温度の温
度条件にしなければ、高い濃度を有さず、よって、化合
物半導体層の成長過程において、低い温度の温度条件に
しなければ、化合物半導体層のｐ型不純物の濃度を高く
することができない。 このことは、化合物半導体層の成長過程における温度条
件の温度に対する、得られる化合物半導体層の炭素によ
るｐ型不純物の濃度の関係を実測したところ、第１図の
線Ｂに示す結果が得られたことからも確認された。 なお、第１図の線已に示す結果は、希釈ガスとして窒素
ガスに代え、水素ガスを用いたことを除いて、後述する
Ａ発明による化合物半導体層の気相成長法と同じ成長条
件で形成した場合の結果を小す。 以上のことから、上述した従来の化合物半導体層の気相
成長法の場合、化合物半導体層を、高いｐ型不純物の濃
度を有するものとして形成する場合、低い温度の温度条
件にしなければならないことから、化合物半導体層を、
高い結晶欠陥を有するものとしてしか形成することがで
きない、という欠点を有していた。 （本発明の目的］ よって、本発明は、高い炭素によるｐ型不純物の濃度を
有し且つ低い結晶欠陥密度しか有しない化合物半導体層
を容易に形成することができる、新規な化合物半導体層
の気相成長法を提案せんとするものである。 【課題を解決するための手段１ 本発明による化合物半導体層の気相成長法は、上述した
従来の化合物半導体層の気相成長法と同様に、有機金属
ガスを形成せんとする化合物半導体層の原料ガスとして
用い、且つ上記有機金属ガスに対するギヤリアガス及び
希釈ガスのいずれか一方または双方を用いた有機金属気
相成長法によって、半導体基板または半導体層上に、上
記有機金属ガスにもとずくそれを構成している炭素をｐ
型不純物として導入している上記化合物半導体層を形成
する。 しかしながら、本発明による化合物半導体層の気相成長
法は、このような化合物半導体層の気相成長法において
、上記キャリアガス及び上記希釈ガスのいず・れか一方
または双方として、水素以外の、例えば窒素、ヘリウム
、アルゴンなどの不活性ガスを用いる。 【作用・効果１ 、本発明による化合物半導体層の気相成長法によれば、
前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合と同
様に、有機金属気相成長法によって化合物半導体層を形
成するので、その化合物半導体層を、前述した従来の化
合物半導体層の気相成長法の場合と同様に、半導体基板
または半導体層上に、それとは異なる材料でも比較的容
易に且つ良品質に形成することができ、従って、ヘテロ
接合半導体素子を製造する場合に適用して好適である。 また、前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場
合と同様に、有機金属ガスに対するキャリアガス及び希
釈ガスのいずれか一方または双方を用いているので、前
述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合と同様
に、キャリアガスを用いる場合、有機金属ガスを効果的
に半導体基板または半導体層上に搬送させることができ
、また、希釈ガスを用いる場合、有機金属ガスの量を効
果的に制御することができ、よって、前述した従来の化
合物半導体層の気相成長法の場合と同様に、化合物半導
体層を、効率よく、且つ所望の厚さに制御性よく形成す
ることができる。 しかしながら、本発明による化合物半導体層の気相成長
法の場合、前述した従来の化合物半導体層の気相成長法
の場合とは異なり、キ【・リアガスまたは希釈ガスとし
て水素を用いているため、その不活性ガスによって、水
素のように、化合物半導体層の成長過程における有機金
属ガスの炭化水素と反応して安定な炭化水素を生成させ
たり、有機金属ガスの分解によって成長する不安定な炭
化水素と反応して安定な炭化水素を生成させたりする、
ということがないことから、有機金属ガスの分解により
生成する炭化水素の炭素の固が、前述した従来の化合物
半導体層の気相成長法の場合に比し格段的に多い。 このため、成長過程の化合物半導体層内に取込まれる炭
素は、化合物単導体層の成長過程において同じ温度条件
で、前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合
に比し高い濃度を有し、よって、化合物半導体層の成長
過程において、化合物半導体層のｐ型不純物の同じ濃度
を得るのに、前述した従来の化合物半導体層の気相成長
法の場合に比し高い温度の温度条件とすることができる
。 以上のことから、本発明による化合物半導体層の気相成
長法によれば、前述した従来の化合物半導体層の気相成
長法の場合に比し高い炭素によるｐ型不純物の濃度を有
し且つ前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場
合に比し低い結晶欠陥密度しか有しない化合物半導体層
を容易に形成することができる。 【実施例１】 トリメチル砒素（Ａｓ （ＣＨ３）３）でなる有機金属
ガスとエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３）でなる有
機金属ガスとを形成せんとするＧａＡｓでなる化合物半
導体層の原料ガスとして用い、且つそれら有機金属ガス
に対するキャリアガス及び希釈ガスの双方を用いた有機
金属気相成長法によって、半導体基板または半導体層上
に、上述した有機金属ガスにもとずくそれらを構成して
いる炭素をｐ型不純物として導入している上述したＧａ
Ａｓでなる化合物半導体層を形成した。 この場合、下表のＧａＡＳでなる化合物半導体層の成長
過程における成長条件とした。 表：成長条件 Ｇａ（Ｃ２Ｈｓ ） ３供給量（キャリア水素ガス流量
）−−−−・−・−１，２ｘ １０’ｍｏｌ／ｍｉｎ、
（３０ｃｃｍ）Ａｓ（ＣＨ３＞ ３供給量（キャリア
水素ガス流量）−−−−・−−−−１，６ｘ １０’ｍ
ｏｌ／ｍｉｎ、 （３０ｃｃｍ）希釈窒素ガス流量・・
・・・・・・・３５００ｃｃｍ成長室圧力 ・・・
・・・・・・０．１ａｔｌｌｌ成長温度５成長−６１０
℃ しかるときは、ＧａＡｓでなる化合物半導体層の成長過
程における温度条件の温度に対する、得られるＧａＡＳ
でなる化合物半導体層の炭素によるｐ型不純物の濃度の
関係が、第１図の線Ａに示すように得られた。 ちなみに、同じ温度で従来の場合に比し５倍のキャリア
濃度が得られ、また同じきのを得るのに、温度を従来の
場合より約２０℃高くすることができた。 ちなみに、前’＞＋したように、希釈ガスとして、水素
ガスを用いたことを除いて、上述した成長条件で同じＧ
ａＡＳでなる化合物半導体層を形成した場合、第１図の
線Ｂに示す結果しか得られなかった。 また、得られるＧａＡＳでなる化合物半導体層のフォト
ルミネセンス測定を、本発明による化合物半導体層の気
相成長法の場合と上述した従来の化合物半導体層の気相
成長法の場合とで行った結果、前者が後者の場合に比し
高い発光強瓜で得られた。 以上のことから、本発明による化合物半導体層の実施例
１によれば、従来の化合物半導体層の気相成長法による
場合に比し高い炭素によるｐ型不純物の濃度を有し且つ
前述した従来の化合物半導体層の気相成長法の場合に比
し低い結晶欠陥しか有しないＧａＡＳでなる化合物半導
体層を形成することができることが明らかであろう。
【実施例２】
【実施例１１において、主１１リアガスどして水素ガス
を用いるのに代え、窒素ガスを用いたことを除いて上述
した成長条件で、ＧａＡｓでなる化合物半導体層を形成
したところ、同一温度で【実施例１】の場合の３〜４侶
のキャリア濃度が得られ、また、同一キャリア濃度を得
るのに、温度を
を用いるのに代え、窒素ガスを用いたことを除いて上述
した成長条件で、ＧａＡｓでなる化合物半導体層を形成
したところ、同一温度で【実施例１】の場合の３〜４侶
のキャリア濃度が得られ、また、同一キャリア濃度を得
るのに、温度を
【実施例１】の場合より約１５℃高くす
ることができた。
ることができた。
第１図は、本発明による化合物半導体層の気相成長法の
説明に供する成長過程における温度に対する、得られた
化合物半導体層の炭素によるｐ型不純物の濃度の関係を
、キャリア濃度で、従来の化合物半導体層の気相成長法
の場合と対比して示す図である。 出願人 日本電信電話株式会社
説明に供する成長過程における温度に対する、得られた
化合物半導体層の炭素によるｐ型不純物の濃度の関係を
、キャリア濃度で、従来の化合物半導体層の気相成長法
の場合と対比して示す図である。 出願人 日本電信電話株式会社
Claims (1)
- 【請求項１】 有機金属ガスを形成せんとする化合物半導体層の原料ガ
スとして用い、且つ上記有機金属ガスに対するキャリア
ガス及び希釈ガスのいずれか一方または双方を用いた有
機金属気相成長法によって、半導体基板または半導体層
上に、上記有機金属ガスにもとずくそれを構成している
炭素をｐ型不純物として導入している上記化合物半導体
層を形成する化合物半導体層の気相成長法において、 上記キャリアガス及び上記希釈ガスのいずれか一方また
は双方として、水素以外の不活性ガスを用いることを特
徴とする化合物半導体層の気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23291890A JPH04113614A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 化合物半導体層の気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23291890A JPH04113614A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 化合物半導体層の気相成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04113614A true JPH04113614A (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=16946880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23291890A Pending JPH04113614A (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 化合物半導体層の気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04113614A (ja) |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP23291890A patent/JPH04113614A/ja active Pending
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