JPH0529218A - 有機金属分子線エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
有機金属分子線エピタキシヤル成長方法Info
- Publication number
- JPH0529218A JPH0529218A JP3182636A JP18263691A JPH0529218A JP H0529218 A JPH0529218 A JP H0529218A JP 3182636 A JP3182636 A JP 3182636A JP 18263691 A JP18263691 A JP 18263691A JP H0529218 A JPH0529218 A JP H0529218A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- gaas
- group
- raw material
- tega
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02387—Group 13/15 materials
- H01L21/02395—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02546—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02576—N-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
- H01L21/02639—Preparation of substrate for selective deposition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/065—Gp III-V generic compounds-processing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/104—Mask, movable
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/105—Masks, metal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/106—Masks, special
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の有機金属分子線
成長方法に際し、高純度ＧａＡｓやｎ型ＧａＡｓなど
を、従来よりも低い基板温度で選択成長する。 【構成】 ＧａＡｓ成長におけるＧａ原料として、トリ
エチルガリウム（ＴＥＧａ）とジエチルガリウムクロラ
イド（ＤＥＧａＣｌ）の両方を用いる。 【効果】 ＤＥＧａＣｌの存在により、ＳｉＯ2マスク
２上のＴＥＧａの分解物が脱離しやすくなるため、Ｓｉ
Ｏ2マスク２上に多結晶ＧａＡｓが堆積せず、従来より
も低い基板温度で高純度ＧａＡｓ層や高不純物濃度ｎ型
ＧａＡｓ層３の選択成長が可能となる。しかも従来の成
長方法と同等の成長速度が得られる。
成長方法に際し、高純度ＧａＡｓやｎ型ＧａＡｓなど
を、従来よりも低い基板温度で選択成長する。 【構成】 ＧａＡｓ成長におけるＧａ原料として、トリ
エチルガリウム（ＴＥＧａ）とジエチルガリウムクロラ
イド（ＤＥＧａＣｌ）の両方を用いる。 【効果】 ＤＥＧａＣｌの存在により、ＳｉＯ2マスク
２上のＴＥＧａの分解物が脱離しやすくなるため、Ｓｉ
Ｏ2マスク２上に多結晶ＧａＡｓが堆積せず、従来より
も低い基板温度で高純度ＧａＡｓ層や高不純物濃度ｎ型
ＧａＡｓ層３の選択成長が可能となる。しかも従来の成
長方法と同等の成長速度が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体の有機金属分子線エピタキシャル成長方法に関す
る。
導体の有機金属分子線エピタキシャル成長方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体の成長方法において、通常
の分子線エピタキシャル成長装置と同じ超高真空対応の
成長室を使用し、その原料として有機金属ガスを用いる
有機金属分子線エピタキシャル成長法（以下ＭＯＭＢＥ
法と略す。）が知られている。
の分子線エピタキシャル成長装置と同じ超高真空対応の
成長室を使用し、その原料として有機金属ガスを用いる
有機金属分子線エピタキシャル成長法（以下ＭＯＭＢＥ
法と略す。）が知られている。
【０００３】ＭＯＭＢＥ法は、分子線エピタキシャル法
と比較して、表面欠陥が少なく選択成長性が良いなどの
利点を有している。さらには、有機金属気相成長法に対
しては、膜厚および組成の制御性が高く、均一性も良い
などの利点があり、化合物半導体の成長方法として非常
に有用である。
と比較して、表面欠陥が少なく選択成長性が良いなどの
利点を有している。さらには、有機金属気相成長法に対
しては、膜厚および組成の制御性が高く、均一性も良い
などの利点があり、化合物半導体の成長方法として非常
に有用である。
【０００４】ＭＯＭＢＥ法は、多くの半導体デバイスの
結晶成長に用いられている。例えば砒化ガリウム（Ｇａ
Ａｓ）を成長する場合、ガリウム（Ｇａ）原料としてト
リメチルガリウム（ＴＭＧａ）やトリエチルガリウム
（ＴＥＧａ）、砒素（Ａｓ）原料として金属砒素（Ａｓ
4）あるいはアルシン（ＡｓＨ3）などが用いられる。ま
た、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）を成長する場合に
は、アルミニウム（Ａｌ）原料としてトリメチルアルミ
ニウム（ＴＭＡｌ）やトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ
ｌ）などが用いられる。
結晶成長に用いられている。例えば砒化ガリウム（Ｇａ
Ａｓ）を成長する場合、ガリウム（Ｇａ）原料としてト
リメチルガリウム（ＴＭＧａ）やトリエチルガリウム
（ＴＥＧａ）、砒素（Ａｓ）原料として金属砒素（Ａｓ
4）あるいはアルシン（ＡｓＨ3）などが用いられる。ま
た、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）を成長する場合に
は、アルミニウム（Ａｌ）原料としてトリメチルアルミ
ニウム（ＴＭＡｌ）やトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ
ｌ）などが用いられる。
【０００５】実際に、例えばヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタ（ＨＢＴ）の結晶成長においては、ＩＩＩ族原
料としてＴＥＧａ、ＴＭＧａ、ＴＥＡｌなど、Ｖ族原料
としてＡｓＨ3などが用いられる。
ンジスタ（ＨＢＴ）の結晶成長においては、ＩＩＩ族原
料としてＴＥＧａ、ＴＭＧａ、ＴＥＡｌなど、Ｖ族原料
としてＡｓＨ3などが用いられる。
【０００６】ＩＩＩ族原料としてＴＭＧａのようなメチ
ル系原料を用いた場合、成長中にメチル基中の炭素が成
長層中に取り込まれて、ｐ型となりやすい。従って、ド
ーパント濃度の低い高純度のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を成長する場合には、メチル基に比べてＩＩＩ族原子か
ら脱離しやすいエチル基のようなアルキル基を持つＩＩ
Ｉ族原料を用いる。
ル系原料を用いた場合、成長中にメチル基中の炭素が成
長層中に取り込まれて、ｐ型となりやすい。従って、ド
ーパント濃度の低い高純度のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を成長する場合には、メチル基に比べてＩＩＩ族原子か
ら脱離しやすいエチル基のようなアルキル基を持つＩＩ
Ｉ族原料を用いる。
【０００７】この方法については、例えばエヌ．フルハ
タ（Ｎ．Ｆｕｒｕｈａｔａ）らによって、ジャーナル・
オブ・クリスタル・グロウス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）第１０２巻８１４頁
（１９９０年）に示されているように、ＴＥＧａとＡｓ
4を用いた場合、基板温度５００℃、ＴＥＧａ流量０．
８ｃｃ／ｍｉｎ、Ａｓ4圧１．５×１０-4Ｔｏｒｒの条
件において、キャリア濃度１．５×１０14ｃｍ-3のｐ
型、室温でのキャリア移動度４００ｃｍ2／Ｖｓの高純
度のＧａＡｓが成長できる。
タ（Ｎ．Ｆｕｒｕｈａｔａ）らによって、ジャーナル・
オブ・クリスタル・グロウス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）第１０２巻８１４頁
（１９９０年）に示されているように、ＴＥＧａとＡｓ
4を用いた場合、基板温度５００℃、ＴＥＧａ流量０．
８ｃｃ／ｍｉｎ、Ａｓ4圧１．５×１０-4Ｔｏｒｒの条
件において、キャリア濃度１．５×１０14ｃｍ-3のｐ
型、室温でのキャリア移動度４００ｃｍ2／Ｖｓの高純
度のＧａＡｓが成長できる。
【０００８】さらには成長中にシリコン（Ｓｉ）などの
ｎ型不純物をドーピングすることにより、補償度の低い
良好なｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長でき
る。
ｎ型不純物をドーピングすることにより、補償度の低い
良好なｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長でき
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の成長方法で
は、特にＴＥＧａのようなエチル系原料を用いて高純度
あるいはｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長する場
合、図３に示すように基板１上の二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）膜などのマスク２の開口部分の基板１上のみにＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる性質、つまり選択
成長性が悪いという問題点があった。
は、特にＴＥＧａのようなエチル系原料を用いて高純度
あるいはｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長する場
合、図３に示すように基板１上の二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2）膜などのマスク２の開口部分の基板１上のみにＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる性質、つまり選択
成長性が悪いという問題点があった。
【００１０】例えば、ＴＥＧａを用いたＧａＡｓの成長
の場合、高純度のＧａＡｓを成長するには、５００℃程
度の低い基板温度が適当である。それより高い基板温度
では高不純物濃度ｐ型ＧａＡｓが成長し、高純度ＧａＡ
ｓは得られない。従ってｎ型不純物を高濃度にドーピン
グしても、非常に補償比の高いｎ型ＧａＡｓ層しか得ら
れない。
の場合、高純度のＧａＡｓを成長するには、５００℃程
度の低い基板温度が適当である。それより高い基板温度
では高不純物濃度ｐ型ＧａＡｓが成長し、高純度ＧａＡ
ｓは得られない。従ってｎ型不純物を高濃度にドーピン
グしても、非常に補償比の高いｎ型ＧａＡｓ層しか得ら
れない。
【００１１】しかし、６００℃以上の高い成長温度でな
ければ選択成長性が得られず、６００℃以下の成長温度
ではＳｉＯ2マスク２上に多結晶のＧａＡｓが堆積して
しまうため、半導体デバイスに適用することができなか
った。
ければ選択成長性が得られず、６００℃以下の成長温度
ではＳｉＯ2マスク２上に多結晶のＧａＡｓが堆積して
しまうため、半導体デバイスに適用することができなか
った。
【００１２】図３は、従来のＴＥＧａのみによる成長方
法で、基板温度５００℃で成長した成長層の断面図であ
る。ＧａＡｓ上には高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長
層３′が成長するが、同時にＳｉＯ2上に厚い多結晶Ｇ
ａＡｓ堆積物４が存在しており、これは半導体デバイス
に適用できない。
法で、基板温度５００℃で成長した成長層の断面図であ
る。ＧａＡｓ上には高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長
層３′が成長するが、同時にＳｉＯ2上に厚い多結晶Ｇ
ａＡｓ堆積物４が存在しており、これは半導体デバイス
に適用できない。
【００１３】以上のような問題点により、例えば高不純
物濃度ｎ型ＧａＡｓ層を、オーミック電極形成部分のみ
に選択的に成長した構造を持つ、ソース抵抗の低い高性
能デバイスの作成は困難であった。
物濃度ｎ型ＧａＡｓ層を、オーミック電極形成部分のみ
に選択的に成長した構造を持つ、ソース抵抗の低い高性
能デバイスの作成は困難であった。
【００１４】本発明の目的は、ＭＯＭＢＥ法でＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体を成長する方法において、特に高純度
あるいはｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長する方
法において、従来よりも低い基板温度で、選択成長する
方法を提供することにある。
Ｖ族化合物半導体を成長する方法において、特に高純度
あるいはｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長する方
法において、従来よりも低い基板温度で、選択成長する
方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の有機金属
分子線エピタキシャル成長方法においては、ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の有機金属分子線エピタキシャル成長方
法において、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長するＩＩ
Ｉ族原料として、ハロゲン基がＩＩＩ族原子と結合する
構造を持つ原料と、ハロゲン基を持たない有機金属原料
との両方を用いるものである。
め、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の有機金属
分子線エピタキシャル成長方法においては、ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の有機金属分子線エピタキシャル成長方
法において、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長するＩＩ
Ｉ族原料として、ハロゲン基がＩＩＩ族原子と結合する
構造を持つ原料と、ハロゲン基を持たない有機金属原料
との両方を用いるものである。
【００１６】
【作用】ここでは、ハロゲン基がＩＩＩ族原子と結合し
た構造を持つ原料としてジエチルガリウムクロライド
（ＤＥＧａＣｌ）を用い、また、ハロゲン基を持たない
有機金属原料としてＴＥＧａを用いた場合のＧａＡｓ選
択成長について述べる。Ｖ族原料としてはＡｓ4あるい
はＡｓＨ3を用いる。
た構造を持つ原料としてジエチルガリウムクロライド
（ＤＥＧａＣｌ）を用い、また、ハロゲン基を持たない
有機金属原料としてＴＥＧａを用いた場合のＧａＡｓ選
択成長について述べる。Ｖ族原料としてはＡｓ4あるい
はＡｓＨ3を用いる。
【００１７】本発明の方法においては、塩素基を持つＤ
ＥＧａＣｌは基板上あるいはＳｉＯ2上で分解し、ガリ
ウムクロライド（ＧａＣｌ）を生成する。ＴＥＧａは、
基板上あるいはＳｉＯ2上でモノエチルガリウム（ＭＥ
Ｇａ）あるいはジエチルガリウム（ＤＥＧａ）に分解す
る。
ＥＧａＣｌは基板上あるいはＳｉＯ2上で分解し、ガリ
ウムクロライド（ＧａＣｌ）を生成する。ＴＥＧａは、
基板上あるいはＳｉＯ2上でモノエチルガリウム（ＭＥ
Ｇａ）あるいはジエチルガリウム（ＤＥＧａ）に分解す
る。
【００１８】これらの分解は５００℃以下の低い成長温
度でも容易に起こる。ＧａＡｓ上においては、ＭＥＧａ
あるいはＤＥＧａはＡｓと結合し、ＧａＡｓが成長す
る。ＧａＣｌはほとんど基板から脱離し、成長には関与
しない。
度でも容易に起こる。ＧａＡｓ上においては、ＭＥＧａ
あるいはＤＥＧａはＡｓと結合し、ＧａＡｓが成長す
る。ＧａＣｌはほとんど基板から脱離し、成長には関与
しない。
【００１９】ここで従来のＴＥＧａのみを用いた成長方
法では、ＳｉＯ2上でＭＥＧａおよびＤＥＧａはＡｓと
結合し、多結晶のＧａＡｓが堆積し、選択成長性は得ら
れなかった。
法では、ＳｉＯ2上でＭＥＧａおよびＤＥＧａはＡｓと
結合し、多結晶のＧａＡｓが堆積し、選択成長性は得ら
れなかった。
【００２０】しかし本発明の方法においては、ＳｉＯ2
上において、ＧａＣｌの存在によりＳｉＯ2表面が不活
性化し、ＭＥＧａおよびＤＥＧａが脱離しやすくなる。
ＭＥＧａおよびＤＥＧａがＡｓと結合する前に脱離する
ため、ＳｉＯ2マスク上にはＧａＡｓは堆積しない。
上において、ＧａＣｌの存在によりＳｉＯ2表面が不活
性化し、ＭＥＧａおよびＤＥＧａが脱離しやすくなる。
ＭＥＧａおよびＤＥＧａがＡｓと結合する前に脱離する
ため、ＳｉＯ2マスク上にはＧａＡｓは堆積しない。
【００２１】従って、本発明の方法により、従来より低
い成長温度である４００℃においても、選択成長が可能
である。
い成長温度である４００℃においても、選択成長が可能
である。
【００２２】またＧａＣｌはＧａＡｓ基板上での成長に
は関与しないので、ＴＥＧａのみを用いた従来の成長方
法と同様に高純度ＧａＡｓが成長でき、ｎ型不純物をド
ーピングした場合には、補償度の低い良好なｎ型ＧａＡ
ｓが得られる。
は関与しないので、ＴＥＧａのみを用いた従来の成長方
法と同様に高純度ＧａＡｓが成長でき、ｎ型不純物をド
ーピングした場合には、補償度の低い良好なｎ型ＧａＡ
ｓが得られる。
【００２３】ここでは、ＧａＡｓの結晶成長について説
明したが、他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体あるいはその
混晶においても同様な効果が得られる。
明したが、他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体あるいはその
混晶においても同様な効果が得られる。
【００２４】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図１および図２を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００２５】図２は、本発明の方法の実施例に用いる有
機金属分子線エピタキシャル成長装置の模式的断面図で
ある。この装置は、有機金属原料を供給するライン５，
６と、それぞれのガス流量をコントロールするマスフロ
ーコントローラ７，８と、有機金属原料を成長室に導入
するガスセル９，１０と、成長室１１と、排気装置１２
と、基板加熱機構１３とから構成されている。
機金属分子線エピタキシャル成長装置の模式的断面図で
ある。この装置は、有機金属原料を供給するライン５，
６と、それぞれのガス流量をコントロールするマスフロ
ーコントローラ７，８と、有機金属原料を成長室に導入
するガスセル９，１０と、成長室１１と、排気装置１２
と、基板加熱機構１３とから構成されている。
【００２６】なお１４は、Ｖ族原料用セル、１５は、ｎ
型ドーパント用セル、１６は、真空度を測定するヌード
イオンゲージである。
型ドーパント用セル、１６は、真空度を測定するヌード
イオンゲージである。
【００２７】次に、本発明の一の実施例として、ＩＩＩ
族原料としてＤＥＧａＣｌおよびＴＥＧａを用い、Ｖ族
原料としてＡｓ4を用い、ｎ型ドーパントとしてＳｉを
使用して、高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長層をｎ型
ＧａＡｓ基板上に成長する場合について述べる。
族原料としてＤＥＧａＣｌおよびＴＥＧａを用い、Ｖ族
原料としてＡｓ4を用い、ｎ型ドーパントとしてＳｉを
使用して、高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長層をｎ型
ＧａＡｓ基板上に成長する場合について述べる。
【００２８】図１は、本発明の成長方法による成長層の
模式的断面図である。ｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成した
ＳｉＯ2マスク２は、ＳｉＯ2を化学的気相成長法（ＣＶ
Ｄ法）で成長し、レジストを用いたフォトリソグラフィ
法および弗酸溶液によるエッチング法によって形成でき
る。
模式的断面図である。ｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成した
ＳｉＯ2マスク２は、ＳｉＯ2を化学的気相成長法（ＣＶ
Ｄ法）で成長し、レジストを用いたフォトリソグラフィ
法および弗酸溶液によるエッチング法によって形成でき
る。
【００２９】高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長層３
は、次のような成長条件で成長する。ＴＥＧａ流量は、
１ｃｃ／ｍｉｎ、ＤＥＧａＣｌ流量は、１ｃｃ／ｍｉ
ｎ、Ａｓ4圧力は、１×１０-4Ｔｏｒｒ、基板温度は、
５００℃とする。ＴＥＧａの供給ラインは、約７０℃、
ＤＥＧａＣｌの供給ラインは、約１００℃に加熱するこ
とにより、上述の流量が安定して得られる。Ｓｉセルの
温度は、１０５０℃とする。
は、次のような成長条件で成長する。ＴＥＧａ流量は、
１ｃｃ／ｍｉｎ、ＤＥＧａＣｌ流量は、１ｃｃ／ｍｉ
ｎ、Ａｓ4圧力は、１×１０-4Ｔｏｒｒ、基板温度は、
５００℃とする。ＴＥＧａの供給ラインは、約７０℃、
ＤＥＧａＣｌの供給ラインは、約１００℃に加熱するこ
とにより、上述の流量が安定して得られる。Ｓｉセルの
温度は、１０５０℃とする。
【００３０】この条件において、高不純物濃度ｎ型Ｇａ
Ａｓ選択成長層３の成長速度は、約１μｍ／ｈｒであ
り、ｎ型不純物濃度は３×１０18ｃｍ-3である。
Ａｓ選択成長層３の成長速度は、約１μｍ／ｈｒであ
り、ｎ型不純物濃度は３×１０18ｃｍ-3である。
【００３１】この実施例の成長方法においては、ＤＥＧ
ａＣｌの存在により、基板温度５００℃においても、Ｓ
ｉＯ2マスク上のＴＥＧａの分解物が脱離し、多結晶Ｇ
ａＡｓは堆積しない。ＤＥＧａＣｌはＧａＡｓ基板上の
成長には関与しないので、ＧａＡｓ成長速度が低下する
ことなく、高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長層３が得
られる。
ａＣｌの存在により、基板温度５００℃においても、Ｓ
ｉＯ2マスク上のＴＥＧａの分解物が脱離し、多結晶Ｇ
ａＡｓは堆積しない。ＤＥＧａＣｌはＧａＡｓ基板上の
成長には関与しないので、ＧａＡｓ成長速度が低下する
ことなく、高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長層３が得
られる。
【００３２】このような高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択
成長層３は、この上に例えば金（Ａｕ）／ゲルマニウム
（Ｇｅ）／ニッケル（Ｎｉ）の合金層などで電極を形成
することにより、例えばヘテロ接合電界効果トランジス
タのオーミック電極として用いることができ、ソース抵
抗の低い、高性能な半導体デバイスが得られる。
成長層３は、この上に例えば金（Ａｕ）／ゲルマニウム
（Ｇｅ）／ニッケル（Ｎｉ）の合金層などで電極を形成
することにより、例えばヘテロ接合電界効果トランジス
タのオーミック電極として用いることができ、ソース抵
抗の低い、高性能な半導体デバイスが得られる。
【００３３】本実施例は、ＴＥＧａとＤＥＧａＣｌを用
いた成長について説明したが、ＴＥＧａとエチルガリウ
ムジクロライド（ＥＧａＤＣｌ）あるいはトリクロガリ
ウム（ＧａＣｌ3）などの他の原料を用いてもかまわな
い。
いた成長について説明したが、ＴＥＧａとエチルガリウ
ムジクロライド（ＥＧａＤＣｌ）あるいはトリクロガリ
ウム（ＧａＣｌ3）などの他の原料を用いてもかまわな
い。
【００３４】また、本発明の成長方法を他のＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体あるいはその混晶に適用しても同様な効
果が得られる。例えばトリエチルインジウム（ＴＥＩ
ｎ）とジエチルインジウムクロライド（ＤＥＩｎＣｌ）
を用いた砒化インジウムの成長に適用してもよい。
族化合物半導体あるいはその混晶に適用しても同様な効
果が得られる。例えばトリエチルインジウム（ＴＥＩ
ｎ）とジエチルインジウムクロライド（ＤＥＩｎＣｌ）
を用いた砒化インジウムの成長に適用してもよい。
【００３５】さらには、ハロゲン基がＩＩＩ族原子に結
合した構造を持つＩＩＩ族材料として、臭素基を持つジ
エチルガリウムブロマイド（ＤＥＧａＢｒ）などを用い
てもかまわない。
合した構造を持つＩＩＩ族材料として、臭素基を持つジ
エチルガリウムブロマイド（ＤＥＧａＢｒ）などを用い
てもかまわない。
【００３６】さらには、本発明の成長方法を、ＴＭＧａ
などを用いたｐ型ＧａＡｓの選択成長に適用しても、従
来よりもさらに良好な低温選択成長性が得られる。
などを用いたｐ型ＧａＡｓの選択成長に適用しても、従
来よりもさらに良好な低温選択成長性が得られる。
【００３７】また、ここではＳｉＯ2マスクを用いた場
合について述べたが、窒化シリコンなどの他の材料によ
るマスクを用いた場合でも同様の効果が期待できる。
合について述べたが、窒化シリコンなどの他の材料によ
るマスクを用いた場合でも同様の効果が期待できる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＤＥＧａＣｌの存在により、従来よりも低い基板温度に
おいて、良好な選択成長性が得られる。ＤＥＧａＣｌ
は、ＧａＡｓ基板上の成長には関与しないので、成長速
度が低下することなく、高純度ＧａＡｓが得られる。
ＤＥＧａＣｌの存在により、従来よりも低い基板温度に
おいて、良好な選択成長性が得られる。ＤＥＧａＣｌ
は、ＧａＡｓ基板上の成長には関与しないので、成長速
度が低下することなく、高純度ＧａＡｓが得られる。
【００３９】ｎ型不純物をドーピングした場合には、補
償度の低い良好なｎ型ＧａＡｓが得られる。したがっ
て、例えば、高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ層を、オーミッ
ク電極形成部分のみに選択的に成長することが可能とな
り、ヘテロ接合電界効果トランジスタなどに用いた場合
には、ソース抵抗の低い高性能デバイスが実現される。
償度の低い良好なｎ型ＧａＡｓが得られる。したがっ
て、例えば、高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ層を、オーミッ
ク電極形成部分のみに選択的に成長することが可能とな
り、ヘテロ接合電界効果トランジスタなどに用いた場合
には、ソース抵抗の低い高性能デバイスが実現される。
【図１】本発明の一実施例の成長方法に用いられる成長
装置の模式的断面図である。
装置の模式的断面図である。
【図２】本発明の一実施例の成長方法による成長層の模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図３】従来の成長方法による成長層の模式的断面図で
ある。
ある。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ＳｉＯ2マスク ３，３′ 高不純物濃度ｎ型ＧａＡｓ選択成長層 ４ 多結晶ＧａＡｓ堆積物 ５，６ 有機金属原料供給ライン ７，８ マスフローコントローラ ９，１０ ガスセル １１ 成長室 １２ 排気装置 １３ 基板加熱機構 １４ Ｖ族原料用セル １５ ｎ型ドーパント用セル １６ ヌードイオンゲージ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の有機金属分
子線エピタキシャル成長方法において、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を成長するＩＩＩ族原料として、ハロゲン基
がＩＩＩ族原子と結合する構造を持つ原料と、ハロゲン
基を持たない有機金属原料との両方を用いることを特徴
とする有機金属分子線エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182636A JP2789861B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 |
| US07/916,689 US5294565A (en) | 1991-07-23 | 1992-07-22 | Crystal growth method of III - V compound semiconductor |
| DE69228631T DE69228631T2 (de) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | Verfahren zur Kristallzüchtung eines III-V Verbindungshalbleiters |
| EP92306723A EP0524817B1 (en) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | Crystal growth method of III - V compound semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182636A JP2789861B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529218A true JPH0529218A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2789861B2 JP2789861B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=16121761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3182636A Expired - Fee Related JP2789861B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5294565A (ja) |
| EP (1) | EP0524817B1 (ja) |
| JP (1) | JP2789861B2 (ja) |
| DE (1) | DE69228631T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08335553A (ja) * | 1995-06-07 | 1996-12-17 | Nec Corp | 選択エピタキシャル成長方法 |
| US6242327B1 (en) | 1997-09-19 | 2001-06-05 | Fujitsu Limited | Compound semiconductor device having a reduced source resistance |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5591666A (en) * | 1995-08-07 | 1997-01-07 | Motorola | Semiconductor device and method of fabrication |
| US6911083B2 (en) * | 2002-06-11 | 2005-06-28 | Tokyo Institute Of Technology | Method for producing powders made of gallium nitride and apparatus for producing the same |
| US7170147B2 (en) * | 2003-07-28 | 2007-01-30 | Lucent Technologies Inc. | Dissipative isolation frames for active microelectronic devices, and methods of making such dissipative isolation frames |
| US7432161B2 (en) * | 2005-01-07 | 2008-10-07 | Stc.Unm | Fabrication of optical-quality facets vertical to a (001) orientation substrate by selective epitaxial growth |
| CN100399590C (zh) * | 2005-06-15 | 2008-07-02 | 上海蓝光科技有限公司 | Mocvd生长氮化物发光二极管结构外延片的方法 |
| EP1801855B1 (en) * | 2005-12-22 | 2009-01-14 | Freiberger Compound Materials GmbH | Processes for selective masking of III-N layers and for the preparation of free-standing III-N layers or of devices |
| US7790566B2 (en) * | 2008-03-19 | 2010-09-07 | International Business Machines Corporation | Semiconductor surface treatment for epitaxial growth |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177178A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | Hitachi Ltd | 薄膜の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5036022A (en) * | 1988-07-05 | 1991-07-30 | International Business Machines Corporation | Metal organic vapor phase epitaxial growth of group III-V semiconductor materials |
| CA1313343C (en) * | 1988-07-05 | 1993-02-02 | Thomas F. Kuech | Metal organic vapor phase epitaxial growth of group iii-v semiconductor materials |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP3182636A patent/JP2789861B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-22 US US07/916,689 patent/US5294565A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-23 DE DE69228631T patent/DE69228631T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-23 EP EP92306723A patent/EP0524817B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177178A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | Hitachi Ltd | 薄膜の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08335553A (ja) * | 1995-06-07 | 1996-12-17 | Nec Corp | 選択エピタキシャル成長方法 |
| US6242327B1 (en) | 1997-09-19 | 2001-06-05 | Fujitsu Limited | Compound semiconductor device having a reduced source resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0524817A2 (en) | 1993-01-27 |
| EP0524817B1 (en) | 1999-03-17 |
| US5294565A (en) | 1994-03-15 |
| JP2789861B2 (ja) | 1998-08-27 |
| DE69228631D1 (de) | 1999-04-22 |
| EP0524817A3 (en) | 1993-08-18 |
| DE69228631T2 (de) | 1999-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11393683B2 (en) | Methods for high growth rate deposition for forming different cells on a wafer | |
| JP2789861B2 (ja) | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 | |
| JP3326704B2 (ja) | Ｉｉｉ／ｖ系化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPH05175150A (ja) | 化合物半導体及びその製造方法 | |
| JP3223575B2 (ja) | 化合物半導体とその製造方法 | |
| JP3189061B2 (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JP3013992B2 (ja) | 化合物半導体結晶の成長方法 | |
| JP2739778B2 (ja) | ３−５族化合物半導体の選択成長方法 | |
| JPH11268996A (ja) | 化合物半導体混晶の成長方法 | |
| JPH0754802B2 (ja) | ＧａＡｓ薄膜の気相成長法 | |
| JP2885435B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の製造方法 | |
| JP3116954B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の成長方法 | |
| JPS63129609A (ja) | ３−５族化合物半導体単結晶薄膜の不純物添加法 | |
| JP3141628B2 (ja) | 化合物半導体素子及びその製造方法 | |
| JP2793239B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の製造方法 | |
| JP2587624B2 (ja) | 化合物半導体のエピタキシヤル結晶成長方法 | |
| JP2821563B2 (ja) | 化合物結晶のエピタキシャル成長方法及びそのドーピング方法 | |
| JPH06140331A (ja) | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 | |
| JP2790013B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JPH03235323A (ja) | 化合物半導体結晶の気相成長法 | |
| JPH03232220A (ja) | 化合物半導体結晶の気相成長法 | |
| JP3213551B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の気相成長方法及びその装置 | |
| JP2924072B2 (ja) | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法及びその成長装置 | |
| JPH01109715A (ja) | 気相成長方法 | |
| JPH08335553A (ja) | 選択エピタキシャル成長方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |