JPH0722344A - 気相成長法 - Google Patents
気相成長法Info
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- JPH0722344A JPH0722344A JP19167393A JP19167393A JPH0722344A JP H0722344 A JPH0722344 A JP H0722344A JP 19167393 A JP19167393 A JP 19167393A JP 19167393 A JP19167393 A JP 19167393A JP H0722344 A JPH0722344 A JP H0722344A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素濃度が均一なIII-Ｖ族化合物半導体が、
再現性良く形成できるようにすることを目的とする。 【構成】 成長温度を反応律速温度領域である４５０℃
とし、供給するＧａのソースガスのモル分率に対するＡ
ｓのソースガスのモル分率の比であるＶ／ＩＩＩ比が１
以下の領域で成長を行うと、炭素濃度があまり変化せ
ず、不純物（キャリア）である炭素混入量が均一なＧａ
Ａｓ層が形成できる。
再現性良く形成できるようにすることを目的とする。 【構成】 成長温度を反応律速温度領域である４５０℃
とし、供給するＧａのソースガスのモル分率に対するＡ
ｓのソースガスのモル分率の比であるＶ／ＩＩＩ比が１
以下の領域で成長を行うと、炭素濃度があまり変化せ
ず、不純物（キャリア）である炭素混入量が均一なＧａ
Ａｓ層が形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、III-Ｖ族化合物半導
体中の拡散係数の小さい代表的な不純物である炭素の高
濃度かつ高均一なドーピングを実現する気相成長法に関
するものである。
体中の拡散係数の小さい代表的な不純物である炭素の高
濃度かつ高均一なドーピングを実現する気相成長法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、III-Ｖ族化合物結晶からなる半導
体薄膜を用いた電子・光ディバイスの研究開発が活発に
行われている。このような各種半導体ディバイス用薄膜
の高品質化のためには、これら半導体薄膜の製造におけ
る不純物のドーピングの制御技術を、より高度化する必
要がある。特に、超高速トランジスタとして注目されて
いるヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）で
は、超高速動作のために不純物を高濃度にドーピングし
たｐ型ベース層作製技術の確立が不可欠である。
体薄膜を用いた電子・光ディバイスの研究開発が活発に
行われている。このような各種半導体ディバイス用薄膜
の高品質化のためには、これら半導体薄膜の製造におけ
る不純物のドーピングの制御技術を、より高度化する必
要がある。特に、超高速トランジスタとして注目されて
いるヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）で
は、超高速動作のために不純物を高濃度にドーピングし
たｐ型ベース層作製技術の確立が不可欠である。
【０００３】以下に、代表的なIII-Ｖ族化合物半導体デ
ィバイスであるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴを例に
挙げて高濃度ｐ型不純物半導体ドープ法についての従来
技術を説明する。従来、Ｇａ（Ａｌ）Ａｓ結晶へのｐ型
ドーパントとして亜鉛（Ｚｎ），ベリリウム（Ｂｅ）お
よびマグネシウム（Ｍｇ）が一般的に用いられてきた。
しかしながら、これらのドーパントは、結晶中での拡散
速度が大きいため、急峻な濃度のプロファイルの維持が
困難であり、その成長およびプロセス過程でｐ／ｎ接合
位置の「ずれ」を生じ、ディバイス特性劣化の主原因と
なっていた。
ィバイスであるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系ＨＢＴを例に
挙げて高濃度ｐ型不純物半導体ドープ法についての従来
技術を説明する。従来、Ｇａ（Ａｌ）Ａｓ結晶へのｐ型
ドーパントとして亜鉛（Ｚｎ），ベリリウム（Ｂｅ）お
よびマグネシウム（Ｍｇ）が一般的に用いられてきた。
しかしながら、これらのドーパントは、結晶中での拡散
速度が大きいため、急峻な濃度のプロファイルの維持が
困難であり、その成長およびプロセス過程でｐ／ｎ接合
位置の「ずれ」を生じ、ディバイス特性劣化の主原因と
なっていた。
【０００４】最近、これらのドーパントに代わり、拡散
係数が小さく、高濃度化が可能な炭素不純物が着目さ
れ、炭素ドープ法の研究開発が種々の薄膜成長法で試み
られている。この炭素ドープ法には、例えば、グラファ
イトフィラメントを炭素源とした分子線エピタキシー
（ＭＢＥ）法がある（文献１：Ｒ．Ｊ．Ｍａｌｉｋ，
Ｒ．Ｎ．Ｎｏｔｔｅｎｂｅｒｇ，Ｅ．Ｆ．Ｓｃｈｕｂｅ
ｒｔ，Ｊ．Ｆ．Ｗａｌｋｅｒ，ａｎｄ Ｒ．Ｊ．Ｒｙａ
ｍ；Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
５０巻（１９８８年）Ｐ．２６１１）。
係数が小さく、高濃度化が可能な炭素不純物が着目さ
れ、炭素ドープ法の研究開発が種々の薄膜成長法で試み
られている。この炭素ドープ法には、例えば、グラファ
イトフィラメントを炭素源とした分子線エピタキシー
（ＭＢＥ）法がある（文献１：Ｒ．Ｊ．Ｍａｌｉｋ，
Ｒ．Ｎ．Ｎｏｔｔｅｎｂｅｒｇ，Ｅ．Ｆ．Ｓｃｈｕｂｅ
ｒｔ，Ｊ．Ｆ．Ｗａｌｋｅｒ，ａｎｄ Ｒ．Ｊ．Ｒｙａ
ｍ；Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
５０巻（１９８８年）Ｐ．２６１１）。
【０００５】また、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）のメ
チル基を炭素源としたガスソースＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）
法がある（文献２：Ｔ．Ｙａｍａｄａ，Ｅ．Ｔｏｋｕｍ
ｉｔｓｕ，Ｋ．Ｓａｉｔｏ，Ｔ．Ａｋａｍａｔｓｕ，
Ｍ．Ｍｉｙａｕｃｈｉ，Ｋ．Ｋｏｎａｇａｉ，ａｎｄ
Ｋ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ；Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ９５巻（１９８９年）Ｐ．
１４５）。そして、III 族元素の供給源であるトリメチ
ル砒素（ＴＭＡｓ）のメチル基を炭素源とした有機金属
気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用い、温度によりドーピン
グ濃度を制御する方法がある（文献３：Ｔ．Ｋｏｂａｙ
ａｓｈｉ ａｎｄ Ｎ．Ｉｎｏｕｅ；Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ；１０２巻（１９
９０年）Ｐ．１８３）。
チル基を炭素源としたガスソースＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）
法がある（文献２：Ｔ．Ｙａｍａｄａ，Ｅ．Ｔｏｋｕｍ
ｉｔｓｕ，Ｋ．Ｓａｉｔｏ，Ｔ．Ａｋａｍａｔｓｕ，
Ｍ．Ｍｉｙａｕｃｈｉ，Ｋ．Ｋｏｎａｇａｉ，ａｎｄ
Ｋ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ；Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ９５巻（１９８９年）Ｐ．
１４５）。そして、III 族元素の供給源であるトリメチ
ル砒素（ＴＭＡｓ）のメチル基を炭素源とした有機金属
気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用い、温度によりドーピン
グ濃度を制御する方法がある（文献３：Ｔ．Ｋｏｂａｙ
ａｓｈｉ ａｎｄ Ｎ．Ｉｎｏｕｅ；Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ；１０２巻（１９
９０年）Ｐ．１８３）。
【０００６】または、同じＭＰＶＰＥ法で、III 族元素
であるガリウムの供給源であるトリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ）と、Ｖ族元素である砒素の供給源であるアルシン
（ＡｓＨ3 ）との成膜を行う成長室への供給比（Ｖ/III
比）を変えることにより、ＧａＡｓエピタキシャル層へ
のカーボン混入量を制御する試もある。この場合、ＴＭ
Ｇのメチル基を炭素源としている。一方、よりよい結晶
状態を得られる高い温度での成長を行うために、四塩化
炭素（ＣＣｌ4 ）を炭素供給源として用いる研究も存在
する。
であるガリウムの供給源であるトリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ）と、Ｖ族元素である砒素の供給源であるアルシン
（ＡｓＨ3 ）との成膜を行う成長室への供給比（Ｖ/III
比）を変えることにより、ＧａＡｓエピタキシャル層へ
のカーボン混入量を制御する試もある。この場合、ＴＭ
Ｇのメチル基を炭素源としている。一方、よりよい結晶
状態を得られる高い温度での成長を行うために、四塩化
炭素（ＣＣｌ4 ）を炭素供給源として用いる研究も存在
する。
【０００７】これらは、それぞれ何れの場合において
も、炭素濃度１０19atoms/ｃｍ-3以上の高濃度ドープ法
が確立されている。このように、成長法によって、種々
の炭素ドーピングが試みられているが、量産性の観点か
らは、現時点で有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）法が
有利であると本発明者は考えている。このような量産性
を考慮した場合、形成される高濃度の不純物拡散層の再
現性および均一性が重視されることはいうまでもない。
ＭＢＥ法やＭＯＭＢＥ法では、高真空状態が必要となる
ため、装置の構成が難しく、装置の大型化がし難い。ま
た、四塩化炭素をガスソースとする場合、四塩化炭素の
供給ばらつきの制御が難しく、また、この物質は環境問
題上いずれ使用が不可能になる。
も、炭素濃度１０19atoms/ｃｍ-3以上の高濃度ドープ法
が確立されている。このように、成長法によって、種々
の炭素ドーピングが試みられているが、量産性の観点か
らは、現時点で有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）法が
有利であると本発明者は考えている。このような量産性
を考慮した場合、形成される高濃度の不純物拡散層の再
現性および均一性が重視されることはいうまでもない。
ＭＢＥ法やＭＯＭＢＥ法では、高真空状態が必要となる
ため、装置の構成が難しく、装置の大型化がし難い。ま
た、四塩化炭素をガスソースとする場合、四塩化炭素の
供給ばらつきの制御が難しく、また、この物質は環境問
題上いずれ使用が不可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たＭＯＶＰＥ法による従来の炭素ドーピング法では、主
に原料ガスの化学反応を利用しているため、成長温度に
よって炭素混入量が大きく変化してしまうという問題が
あった。また、Ｖ/III比によりドーピング濃度を制御す
る炭素ドーピング法では、成長温度のほかに、わずかな
Ｖ/III比の相違によっても炭素混入量が大きく変動して
しまうという問題があった。この、Ｖ/III比は、通常１
以上の値が用いられるのがＭＯＶＰＥ法では常識になっ
ている。なぜならば、通常の成長温度（供給律速となる
温度領域）でＶ/III比が１以下の領域では、III 族ドロ
ップレットが発生し、表面が鏡面に形成されるエピタキ
シャル層が実現困難だからである。
たＭＯＶＰＥ法による従来の炭素ドーピング法では、主
に原料ガスの化学反応を利用しているため、成長温度に
よって炭素混入量が大きく変化してしまうという問題が
あった。また、Ｖ/III比によりドーピング濃度を制御す
る炭素ドーピング法では、成長温度のほかに、わずかな
Ｖ/III比の相違によっても炭素混入量が大きく変動して
しまうという問題があった。この、Ｖ/III比は、通常１
以上の値が用いられるのがＭＯＶＰＥ法では常識になっ
ている。なぜならば、通常の成長温度（供給律速となる
温度領域）でＶ/III比が１以下の領域では、III 族ドロ
ップレットが発生し、表面が鏡面に形成されるエピタキ
シャル層が実現困難だからである。
【０００９】ここで、ＭＯＶＰＥ法による従来の炭素ド
ーピング特性を具体的に示し、従来の炭素ドープ法の問
題点をより明確に説明することとする。まず、温度によ
りドーピング濃度を制御する場合の問題点について説明
する。図３に、Ｖ族元素である砒素ソースであり炭素源
となるトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）とIII 族元素である
ガリウムソースとなるトリエチルガリウム（ＴＥＧ）の
組み合わせ（Ｖ/III比＝１４〜１５）で作製したＧａＡ
ｓ層中の炭素濃度と成長温度との関係を示す。前述した
ように、この炭素ドーピング技術をＨＢＴなどのベース
層作製時に応用しようとする場合、ディバイス特性の均
一性・再現性を確保するためには、当然のごとくドーピ
ング層中のキャリア濃度（炭素濃度）の面内均一性や再
現性を実現する必要がある。
ーピング特性を具体的に示し、従来の炭素ドープ法の問
題点をより明確に説明することとする。まず、温度によ
りドーピング濃度を制御する場合の問題点について説明
する。図３に、Ｖ族元素である砒素ソースであり炭素源
となるトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）とIII 族元素である
ガリウムソースとなるトリエチルガリウム（ＴＥＧ）の
組み合わせ（Ｖ/III比＝１４〜１５）で作製したＧａＡ
ｓ層中の炭素濃度と成長温度との関係を示す。前述した
ように、この炭素ドーピング技術をＨＢＴなどのベース
層作製時に応用しようとする場合、ディバイス特性の均
一性・再現性を確保するためには、当然のごとくドーピ
ング層中のキャリア濃度（炭素濃度）の面内均一性や再
現性を実現する必要がある。
【００１０】しかしながら、例えば図３でわかるよう
に、基板温度の設定温度５２５℃で、±５℃の面内分布
が生じた場合、成長させるＧａＡｓ層内の炭素濃度（不
純物濃度）は、目標値±１００％程度の分布を呈するこ
とになる。この５２５℃という温度は、ＴＭＡｓとＴＥ
Ｇの組み合わせにおける供給律速となる温度領域であ
る。最近では、多数枚同時成長用の装置も多く使用され
ているようになってきており、この場合、基板間でのキ
ャリア濃度のばらつきが更に大きくなることが容易に想
像される。
に、基板温度の設定温度５２５℃で、±５℃の面内分布
が生じた場合、成長させるＧａＡｓ層内の炭素濃度（不
純物濃度）は、目標値±１００％程度の分布を呈するこ
とになる。この５２５℃という温度は、ＴＭＡｓとＴＥ
Ｇの組み合わせにおける供給律速となる温度領域であ
る。最近では、多数枚同時成長用の装置も多く使用され
ているようになってきており、この場合、基板間でのキ
ャリア濃度のばらつきが更に大きくなることが容易に想
像される。
【００１１】次に、Ｖ/III比により炭素ドーピング濃度
を制御する方法について、その問題点を説明する。図４
に、炭素供給源となるトリメチルガリウム（ＴＭＧ：Ｇ
ａソース）とアルシン（ＡｓＨ3 ：Ａｓソース）の組み
合わせで，成長温度５５０℃におけるそのＶ/III比と炭
素濃度との関係を示す。例えば、図４からわかるよう
に、Ｖ/III比を１．１から５まで変化させた場合、炭素
混入量は５×１０18ｃｍ-3から２×１０19ｃｍ-3まで大
きく変化してしまい、ディバイス特性の不均一をもたら
す結果となる。このような現象は、炭素混入量が、それ
を制御するパラメータ（成長温度やＶ/III比）に強く依
存していることに起因している。すなわち、Ｖ/III比に
よる炭素ドーピング法においても、基板全面に渡って成
長界面での実質的なＶ/III比の値を均一化することは至
難の業である。
を制御する方法について、その問題点を説明する。図４
に、炭素供給源となるトリメチルガリウム（ＴＭＧ：Ｇ
ａソース）とアルシン（ＡｓＨ3 ：Ａｓソース）の組み
合わせで，成長温度５５０℃におけるそのＶ/III比と炭
素濃度との関係を示す。例えば、図４からわかるよう
に、Ｖ/III比を１．１から５まで変化させた場合、炭素
混入量は５×１０18ｃｍ-3から２×１０19ｃｍ-3まで大
きく変化してしまい、ディバイス特性の不均一をもたら
す結果となる。このような現象は、炭素混入量が、それ
を制御するパラメータ（成長温度やＶ/III比）に強く依
存していることに起因している。すなわち、Ｖ/III比に
よる炭素ドーピング法においても、基板全面に渡って成
長界面での実質的なＶ/III比の値を均一化することは至
難の業である。
【００１２】これらの炭素混入量を制御するパラメータ
は、当然、ＭＯＶＰＥ装置性能や、ガスのフローパター
ンを厳密に制御するための成長条件の抽出法などに強く
依存する。しかし、装置性能を向上させることや、最適
な成長条件を把握するためには、多大な労力と費用がか
かることは明白であり、今後、枚葉処理などの装置規模
の拡大に伴ってますます困難なものになると言わざるを
得ない。
は、当然、ＭＯＶＰＥ装置性能や、ガスのフローパター
ンを厳密に制御するための成長条件の抽出法などに強く
依存する。しかし、装置性能を向上させることや、最適
な成長条件を把握するためには、多大な労力と費用がか
かることは明白であり、今後、枚葉処理などの装置規模
の拡大に伴ってますます困難なものになると言わざるを
得ない。
【００１３】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、炭素濃度が均一なIII-Ｖ
族化合物半導体が、再現性良く形成できるようにするこ
とを目的とする。
るためになされたものであり、炭素濃度が均一なIII-Ｖ
族化合物半導体が、再現性良く形成できるようにするこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の気相成長法
は、結晶成長を行う反応室内に供給するIII 族原料ガス
のモル分率に対するＶ族原料ガスのモル分率の比が１以
下であり、結晶成長を行う温度が反応律速温度領域であ
ることを特徴とする。
は、結晶成長を行う反応室内に供給するIII 族原料ガス
のモル分率に対するＶ族原料ガスのモル分率の比が１以
下であり、結晶成長を行う温度が反応律速温度領域であ
ることを特徴とする。
【００１５】
【作用】不純物である炭素の混入が阻害されず、炭素供
給源の炭素供給能力に依存し、これが温度の影響を受け
ない領域では、炭素の混入量が温度に影響されない。
給源の炭素供給能力に依存し、これが温度の影響を受け
ない領域では、炭素の混入量が温度に影響されない。
【００１６】
【実施例】以下この発明の１実施例を図を参照して説明
する。図１は、成長温度４５０℃におけるＧａＡｓへの
炭素混入量のＶ/III比依存性を示した相関図である。成
長に用いた原料は、ＴＭＧとＡｓＨ3 であり、成長時の
炉内圧力は１０Ｔｏｒｒである。図１において、Ｖ/III
比が１以下のデータが示されているが、これらは本発明
者によって初めて得られたデータである。
する。図１は、成長温度４５０℃におけるＧａＡｓへの
炭素混入量のＶ/III比依存性を示した相関図である。成
長に用いた原料は、ＴＭＧとＡｓＨ3 であり、成長時の
炉内圧力は１０Ｔｏｒｒである。図１において、Ｖ/III
比が１以下のデータが示されているが、これらは本発明
者によって初めて得られたデータである。
【００１７】従来では、ＭＯＶＰＥ法では成長させる結
晶の品質を良くするため、ソースガスの反応律速温度領
域より高い供給律速温度領域でエピタキシャル成長を行
っていた。しかし、この実施例では、成長温度を供給律
速温度領域より低い反応律速温度領域で行うところに特
徴がある。成長温度を反応律速温度領域である４５０℃
とした場合、図１からわかるように、炭素混入量のＶ/I
II比依存性に２つのモードが存在する。すなわち、Ｖ/I
II比が１より大きい領域では、前述したように、Ｖ/III
比に反比例して炭素混入量が減少していく。一方、従来
ＭＯＶＰＥ法では非常識とされていたＶ/III比が１以下
の領域では、炭素混入量が一定値を示しおり、そして鏡
面のエピタキシャル層が得られる。
晶の品質を良くするため、ソースガスの反応律速温度領
域より高い供給律速温度領域でエピタキシャル成長を行
っていた。しかし、この実施例では、成長温度を供給律
速温度領域より低い反応律速温度領域で行うところに特
徴がある。成長温度を反応律速温度領域である４５０℃
とした場合、図１からわかるように、炭素混入量のＶ/I
II比依存性に２つのモードが存在する。すなわち、Ｖ/I
II比が１より大きい領域では、前述したように、Ｖ/III
比に反比例して炭素混入量が減少していく。一方、従来
ＭＯＶＰＥ法では非常識とされていたＶ/III比が１以下
の領域では、炭素混入量が一定値を示しおり、そして鏡
面のエピタキシャル層が得られる。
【００１８】これは、次のように考えられる。Ｖ/III比
が１より大きい領域では、成長界面の固相のストイキオ
メトリ（ＡｓとＧａの組成比）が気相のＡｓソースガス
とＧａソースガスの比（Ｖ/III比）に依存して変化す
る。気相中で濃度比の高くなっているＶ族元素であるＡ
ｓのなかで成長に寄与しないものがでてきて、この成長
に寄与しない気相中のＡｓによって結晶中のＡｓ空孔濃
度が減少する。このため、不純物として固相中のＡｓサ
イトに容易に入っていく炭素原子の混入が妨害される。
このため、Ｖ/III比が１より大きい領域、すなわち気相
中のＡｓ濃度が大きい領域では、この気相中のＡｓ濃度
が高くなればなるほど、炭素の混入量は減少する。
が１より大きい領域では、成長界面の固相のストイキオ
メトリ（ＡｓとＧａの組成比）が気相のＡｓソースガス
とＧａソースガスの比（Ｖ/III比）に依存して変化す
る。気相中で濃度比の高くなっているＶ族元素であるＡ
ｓのなかで成長に寄与しないものがでてきて、この成長
に寄与しない気相中のＡｓによって結晶中のＡｓ空孔濃
度が減少する。このため、不純物として固相中のＡｓサ
イトに容易に入っていく炭素原子の混入が妨害される。
このため、Ｖ/III比が１より大きい領域、すなわち気相
中のＡｓ濃度が大きい領域では、この気相中のＡｓ濃度
が高くなればなるほど、炭素の混入量は減少する。
【００１９】一方、Ｖ/III比が１以下の領域では、Ａｓ
ソースガスの分解で気相に生成したＡｓほとんどが成長
に寄与している。いわゆるＡｓ供給律速の領域であるた
め、成長界面での実質的なＶ/III比がＶ/III＝１の状態
を保持していると考えられる。従って、成長界面での固
相中のストイキオメトリが変化しないために、炭素混入
量が一定になるものと本発明者は考える。すなわち、こ
の結果は、Ｖ/III比が１以下の領域で炭素ドープエピタ
キシャル層を作製すれば、気相中のＶ/III比が多少変動
しても炭素混入量は変化しないことを意味している。
ソースガスの分解で気相に生成したＡｓほとんどが成長
に寄与している。いわゆるＡｓ供給律速の領域であるた
め、成長界面での実質的なＶ/III比がＶ/III＝１の状態
を保持していると考えられる。従って、成長界面での固
相中のストイキオメトリが変化しないために、炭素混入
量が一定になるものと本発明者は考える。すなわち、こ
の結果は、Ｖ/III比が１以下の領域で炭素ドープエピタ
キシャル層を作製すれば、気相中のＶ/III比が多少変動
しても炭素混入量は変化しないことを意味している。
【００２０】そこで、２インチ径半絶縁性ＧａＡｓ基板
上に、ＴＭＧとＡｓＨ3 を用いてＶ/III比を０．７５に
設定し、成長温度４５０℃でＧａＡｓ層を１μｍ成長さ
せ、この基板を５ｍｍ角にカットした後、ホール（Ｈａ
ｌｌ）効果測定により、キャリア濃度の分布を測定し
た。図２は、この測定の結果であるキャリア濃度の基板
内分布を示す分布図である。なお同図には比較のため、
Ｖ/III比が２．０のときのキャリア濃度分布も示してあ
る。第２図から明らかなように、Ｖ/III比が０．７５の
場合、キャリア濃度の基板内ばらつきが±５％であるの
に対し、Ｖ/III比が２．０の場合には、±３５％ものキ
ャリア濃度の基板面内不均一が生じていることがわか
る。
上に、ＴＭＧとＡｓＨ3 を用いてＶ/III比を０．７５に
設定し、成長温度４５０℃でＧａＡｓ層を１μｍ成長さ
せ、この基板を５ｍｍ角にカットした後、ホール（Ｈａ
ｌｌ）効果測定により、キャリア濃度の分布を測定し
た。図２は、この測定の結果であるキャリア濃度の基板
内分布を示す分布図である。なお同図には比較のため、
Ｖ/III比が２．０のときのキャリア濃度分布も示してあ
る。第２図から明らかなように、Ｖ/III比が０．７５の
場合、キャリア濃度の基板内ばらつきが±５％であるの
に対し、Ｖ/III比が２．０の場合には、±３５％ものキ
ャリア濃度の基板面内不均一が生じていることがわか
る。
【００２１】なお、上記実施例ではＧａＡｓ結晶を成長
させるソースガスとして、ＴＭＧとＡｓＨ3 を用いた
が、これに限るものではなく、ＴＭＧとＴＭＡｓやＴＥ
ＧとＴＭＡｓの組み合わせでも同様である。また、上記
実施例では、III-Ｖ化合物半導体層としてＧａＡｓにつ
いて説明したが、これに限るものではなく、他のIII-Ｖ
族化合物半導体もしくは混晶においても、成長温度を反
応律速温度領域としてＶ/III比を１以下とすれば、上記
実施例と同様の効果を奏する。
させるソースガスとして、ＴＭＧとＡｓＨ3 を用いた
が、これに限るものではなく、ＴＭＧとＴＭＡｓやＴＥ
ＧとＴＭＡｓの組み合わせでも同様である。また、上記
実施例では、III-Ｖ化合物半導体層としてＧａＡｓにつ
いて説明したが、これに限るものではなく、他のIII-Ｖ
族化合物半導体もしくは混晶においても、成長温度を反
応律速温度領域としてＶ/III比を１以下とすれば、上記
実施例と同様の効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高濃度に炭素混入したIII-Ｖ族化合物ピタキシャル
層が高い均一性と再現性を保持して作製できることか
ら、これを材料としたディバイス特性の均一性，特性再
現性も向上できるという効果がある。
ば、高濃度に炭素混入したIII-Ｖ族化合物ピタキシャル
層が高い均一性と再現性を保持して作製できることか
ら、これを材料としたディバイス特性の均一性，特性再
現性も向上できるという効果がある。
【図１】この発明の１実施例における成長温度４５０℃
でのＧａＡｓへの炭素混入量のＶ/III比依存性を示した
相関図である。
でのＧａＡｓへの炭素混入量のＶ/III比依存性を示した
相関図である。
【図２】この発明によるキャリア濃度の基板内分布を示
す分布図である。
す分布図である。
【図３】ＧａＡｓ層中の炭素濃度と成長温度との関係を
示す相関図である。
示す相関図である。
【図４】Ｖ/III比と炭素濃度との関係を示す相関図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 III-Ｖ族化合物の結晶を有機金属気相成
長法によってエピタキシャル成長させる気相成長法であ
って、 結晶成長を行う反応室内に供給するIII 族原料ガスのモ
ル分率に対するＶ族原料ガスのモル分率の比が１以下で
あり、 結晶成長を行う温度が反応律速温度領域であることを特
徴とする気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19167393A JPH0722344A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19167393A JPH0722344A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 気相成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722344A true JPH0722344A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=16278558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19167393A Pending JPH0722344A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722344A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002261029A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | エピウエハの成長方法及び成長装置 |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP19167393A patent/JPH0722344A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002261029A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | エピウエハの成長方法及び成長装置 |
| JP4605331B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2011-01-05 | 住友電気工業株式会社 | エピウエハの成長方法及び成長装置 |
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