JPH0766136A - Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 - Google Patents
Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法Info
- Publication number
- JPH0766136A JPH0766136A JP21328493A JP21328493A JPH0766136A JP H0766136 A JPH0766136 A JP H0766136A JP 21328493 A JP21328493 A JP 21328493A JP 21328493 A JP21328493 A JP 21328493A JP H0766136 A JPH0766136 A JP H0766136A
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- Japan
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- carbon
- iii
- compound semiconductor
- group
- epitaxial growth
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- Pending
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】炭素ドープのIII −Ｖ族半導体層をエピタキシ
ャル成長させるときに、ｐ型ドーパントとして炭素の活
性化率を高くする成長方法を提供する。 【構成】炭素ドープのＧａＡｓ層を有機金属気相エピタ
キシー（ＭＯＶＰＥ）によりエピタキシャル成長中に基
板２にＡｒＦのエキシマレーザー１など、高エネルギー
の光を照射する。その結果、メチル基の分解が成長基板
の上で促進され、水素は取り込まれずに炭素のみが取り
込まれる。 【効果】従来の成長条件をほとんど変えることなく、炭
素のｐ型ドーパントとしての活性化率が高いＧａＡｓ層
が得られる。
ャル成長させるときに、ｐ型ドーパントとして炭素の活
性化率を高くする成長方法を提供する。 【構成】炭素ドープのＧａＡｓ層を有機金属気相エピタ
キシー（ＭＯＶＰＥ）によりエピタキシャル成長中に基
板２にＡｒＦのエキシマレーザー１など、高エネルギー
の光を照射する。その結果、メチル基の分解が成長基板
の上で促進され、水素は取り込まれずに炭素のみが取り
込まれる。 【効果】従来の成長条件をほとんど変えることなく、炭
素のｐ型ドーパントとしての活性化率が高いＧａＡｓ層
が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素のｐ型ドーパント
としての活性化率が高くなるIII−Ｖ族化合物半導体の
エピタキシャル成長方法に関する。
としての活性化率が高くなるIII−Ｖ族化合物半導体の
エピタキシャル成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にIII −Ｖ族化合物半導体を用いた
高速電子デバイスの一つとしてヘテロ接合バイポーラト
ランジスタ（ＨＢＴ）の開発が盛んに行われている。そ
の材料系としては、ＡｌＧａＡｓをエミッタに、ＧａＡ
ｓをベースとするＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系や、ＩｎＧ
ａＰ／ＧａＡｓ系、ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ系など
がある。従来、このような材料系を用いるｎｐｎ型ＨＢ
Ｔにおいては、ｐ型ベース層に用いるドーパントとし
て、亜鉛、マグネシウム、ベリリウムなどが用いられて
きた。しかしながら、成長時や電子デバイス作製後の通
電時にｐ型ドーパントがエミッタ側に拡散して特性を劣
化させることが問題となり、ｐ型ドーパントとしては拡
散係数の小さい炭素を用いることが多くなってきてい
る。このような炭素ドープ層は、有機金属気相エピタキ
シー（ＭＯＶＰＥ）により成長することができる。すな
わち、ＭＯＶＰＥにおいて成長温度を制御することによ
り、III族またはＶ族原子の供給源である有機金属中に
含まれるメチル基やエチル基から炭素を半導体中にドー
ピングすることができる。一般に成長温度が下がるにつ
れ有機金属の基板表面への付着係数が高くなるため、炭
素のドーピング濃度は高くなる。
高速電子デバイスの一つとしてヘテロ接合バイポーラト
ランジスタ（ＨＢＴ）の開発が盛んに行われている。そ
の材料系としては、ＡｌＧａＡｓをエミッタに、ＧａＡ
ｓをベースとするＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系や、ＩｎＧ
ａＰ／ＧａＡｓ系、ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ系など
がある。従来、このような材料系を用いるｎｐｎ型ＨＢ
Ｔにおいては、ｐ型ベース層に用いるドーパントとし
て、亜鉛、マグネシウム、ベリリウムなどが用いられて
きた。しかしながら、成長時や電子デバイス作製後の通
電時にｐ型ドーパントがエミッタ側に拡散して特性を劣
化させることが問題となり、ｐ型ドーパントとしては拡
散係数の小さい炭素を用いることが多くなってきてい
る。このような炭素ドープ層は、有機金属気相エピタキ
シー（ＭＯＶＰＥ）により成長することができる。すな
わち、ＭＯＶＰＥにおいて成長温度を制御することによ
り、III族またはＶ族原子の供給源である有機金属中に
含まれるメチル基やエチル基から炭素を半導体中にドー
ピングすることができる。一般に成長温度が下がるにつ
れ有機金属の基板表面への付着係数が高くなるため、炭
素のドーピング濃度は高くなる。
【０００３】その従来例の炭素ドープ層、ＧａＡｓ層の
ＭＯＶＰＥによるエピタキシャル成長方法を説明する。
成長温度を５７０℃として、III族原料としてトリメチ
ルガリウム（ＴＭＧａ）、Ｖ族原料としてトリメチル砒
素（ＴＭＡｓ）を流量比［ＴＭＡｓ］／［ＴＭＧａ］＝
５、成長圧力５Ｔｏｒｒで供給すると、正孔濃度約４×
１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層が得られる。
ＭＯＶＰＥによるエピタキシャル成長方法を説明する。
成長温度を５７０℃として、III族原料としてトリメチ
ルガリウム（ＴＭＧａ）、Ｖ族原料としてトリメチル砒
素（ＴＭＡｓ）を流量比［ＴＭＡｓ］／［ＴＭＧａ］＝
５、成長圧力５Ｔｏｒｒで供給すると、正孔濃度約４×
１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような成長方法では、メチル基の熱分解が完全に行われ
ず、水素原子が炭素と結合した状態でＧａＡｓ中に取り
込まれてしまい、一部の炭素がｐ型ドーパントとして活
性化されないという課題があった。前述の従来例の場
合、正孔の濃度約４×１０19ｃｍ-3に対し、実際の炭素
濃度は約６×１０19ｃｍ-3であり、約２×１０19ｃｍ-3
の不活性な炭素が存在する。その結果、正孔の移動度の
低下や、電子デバイス作製後の通電時に水素が脱離する
ことによる正孔濃度の増加という問題が発生する。
ような成長方法では、メチル基の熱分解が完全に行われ
ず、水素原子が炭素と結合した状態でＧａＡｓ中に取り
込まれてしまい、一部の炭素がｐ型ドーパントとして活
性化されないという課題があった。前述の従来例の場
合、正孔の濃度約４×１０19ｃｍ-3に対し、実際の炭素
濃度は約６×１０19ｃｍ-3であり、約２×１０19ｃｍ-3
の不活性な炭素が存在する。その結果、正孔の移動度の
低下や、電子デバイス作製後の通電時に水素が脱離する
ことによる正孔濃度の増加という問題が発生する。
【０００５】本発明はこのような課題を解決して、Ｇａ
Ａｓ中に取り込まれる水素の量を極端に減らし、炭素の
ｐ型ドーパントとしての活性化率を高くする成長方法を
提供することを目的とするものである。
Ａｓ中に取り込まれる水素の量を極端に減らし、炭素の
ｐ型ドーパントとしての活性化率を高くする成長方法を
提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、炭素ドープ層のエピタキシャル成長中
に基板に光を照射するIII −Ｖ族化合物半導体のエピタ
キシャル成長方法とする。
め、本発明では、炭素ドープ層のエピタキシャル成長中
に基板に光を照射するIII −Ｖ族化合物半導体のエピタ
キシャル成長方法とする。
【０００７】
【作用】上記III −Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル
成長方法では、成長基板上に供給されたＴＭＧａの中の
メチル基の分解が光により促進される。その結果、水素
原子は基板上から解離して、炭素のみがエピタキシャル
成長されるＧａＡｓ中に取り込まれ、炭素のｐ型ドーパ
ントとしての活性化率が著しく向上することとなる。
成長方法では、成長基板上に供給されたＴＭＧａの中の
メチル基の分解が光により促進される。その結果、水素
原子は基板上から解離して、炭素のみがエピタキシャル
成長されるＧａＡｓ中に取り込まれ、炭素のｐ型ドーパ
ントとしての活性化率が著しく向上することとなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明のIII −Ｖ族化合物半導体のエ
ピタキシャル成長方法の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ピタキシャル成長方法の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
【０００９】有機金属気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）
による従来例と同様の構成において、成長温度を５７０
℃、III 族原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ
ａ）、Ｖ族原料としてトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）を流
量比［ＴＭＡｓ］／［ＴＭＧａ］＝５、成長圧力５Ｔｏ
ｒｒで供給する。その際に、図１に示すように波長１９
３ｎｍのＡｒＦのエキシマレーザー１をＧａＡｓの成長
基板２上に照射する。なお図中の３はヒータ、４はパイ
ロメータである。その結果、炭素のｐ型ドーパントとし
ての活性化率はほぼ、１００％となり、ドープ量に等し
い６×１０19ｃｍ-3の正孔濃度が得られる。
による従来例と同様の構成において、成長温度を５７０
℃、III 族原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ
ａ）、Ｖ族原料としてトリメチル砒素（ＴＭＡｓ）を流
量比［ＴＭＡｓ］／［ＴＭＧａ］＝５、成長圧力５Ｔｏ
ｒｒで供給する。その際に、図１に示すように波長１９
３ｎｍのＡｒＦのエキシマレーザー１をＧａＡｓの成長
基板２上に照射する。なお図中の３はヒータ、４はパイ
ロメータである。その結果、炭素のｐ型ドーパントとし
ての活性化率はほぼ、１００％となり、ドープ量に等し
い６×１０19ｃｍ-3の正孔濃度が得られる。
【００１０】本実施例においてはIII 族原料としてＴＭ
Ｇａを用いたが、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を用
いることや、Ｖ族原料としてＴＭＡｓを用いたが、トリ
エチル砒素（ＴＥＡｓ）やアルシン（ＡｓＨ3 ）を用い
ることも可能である。
Ｇａを用いたが、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を用
いることや、Ｖ族原料としてＴＭＡｓを用いたが、トリ
エチル砒素（ＴＥＡｓ）やアルシン（ＡｓＨ3 ）を用い
ることも可能である。
【００１１】実施例においては、成長方法としてＭＯＶ
ＰＥを用いたが、有機金属分子線エピタキシー（ＭＯＭ
ＢＥ）を用いることも可能である。そのときの代表的な
III族原料はＴＭＧａ、Ｖ族原料は固体砒素である。
ＰＥを用いたが、有機金属分子線エピタキシー（ＭＯＭ
ＢＥ）を用いることも可能である。そのときの代表的な
III族原料はＴＭＧａ、Ｖ族原料は固体砒素である。
【００１２】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明のIII −Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル
成長方法においては、従来の成長条件をほとんど変える
ことなく高い活性化率を有する炭素ドープのｐ型層を得
ることができる。
に、本発明のIII −Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル
成長方法においては、従来の成長条件をほとんど変える
ことなく高い活性化率を有する炭素ドープのｐ型層を得
ることができる。
【図１】本発明の実施例におけるIII −Ｖ族化合物半導
体のエピタキシャル成長方法を示す構成図
体のエピタキシャル成長方法を示す構成図
【符号の説明】 １ ＡｒＦのエキシマレーザー ２ 成長基板 ３ ヒータ ４ パイロメータ
Claims (2)
- 【請求項１】 III 族またはＶ族原子の供給源として有
機金属を用いることにより、炭素をドーピングするIII
−Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法におい
て、成長中に成長面に光を照射することを特徴とするII
I −Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法。 - 【請求項２】 成長面に照射する光としてエキシマレー
ザーを用いることを特徴とする請求項１記載のIII −Ｖ
族化合物半導体のエピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21328493A JPH0766136A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21328493A JPH0766136A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766136A true JPH0766136A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16636568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21328493A Pending JPH0766136A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Ｉｉｉ −ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766136A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020501345A (ja) * | 2016-10-28 | 2020-01-16 | ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 紫外線照射下で発光デバイスを成長させる方法 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP21328493A patent/JPH0766136A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020501345A (ja) * | 2016-10-28 | 2020-01-16 | ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 紫外線照射下で発光デバイスを成長させる方法 |
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