JPH08208397A - 化合物半導体の気相成長法 - Google Patents

化合物半導体の気相成長法

Info

Publication number
JPH08208397A
JPH08208397A JP1138795A JP1138795A JPH08208397A JP H08208397 A JPH08208397 A JP H08208397A JP 1138795 A JP1138795 A JP 1138795A JP 1138795 A JP1138795 A JP 1138795A JP H08208397 A JPH08208397 A JP H08208397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon
compound semiconductor
plane
substrate
impurity
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
Application number
JP1138795A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3714486B2 (ja
Inventor
Hiroshi Ito
弘 伊藤
Kenji Kurishima
賢二 栗島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP01138795A priority Critical patent/JP3714486B2/ja
Publication of JPH08208397A publication Critical patent/JPH08208397A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3714486B2 publication Critical patent/JP3714486B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭素不純物の取り込み効率を増大させて、p
型の導電形となった3元系の化合物半導体を気相成長で
きるようにすることを目的とする。 【構成】 3元系のIII−V族化合物半導体を結晶成
長させる基板の面方位を、(100)面もしくはこの
(100)面と等価な面から、[011]方向もしくは
この[011]方向と等価な方向へ、20度ないし60
度の範囲に傾けた状態とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、積層構造を有する化
合物半導体の気相成長法に関する。
【0002】
【従来の技術】III−V族化合物半導体の結晶成長に
おいて、III族原子原料とV族原子原料と共に、n型
もしくはp型の不純物となる原料を添加して気相成長す
ることで、それぞれn型もしくはp型の導電形となった
III−V族化合物半導体の結晶を成長できる。従来、
この、n型,p型それぞれの伝導型を実現するための添
加物として、III族,IV族,VI族の原子が広く用
いられてきた。中でも、IV族原子である炭素(C)
は、結晶中での拡散定数が小さく高濃度ドーピングが可
能であるなどの特徴を有していることから、近年p型ド
ーパントとして注目を集めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的に、I
V族元素は両性的な性質をしており、III−V族化合
物半導体の成長条件によっては、p型にもn型にもなり
得る。すなわち、III−V族化合物半導体の結晶成長
において、炭素をドーピングした場合、III族元素の
サイトとなりドナーとして働く場合と、V族元素のサイ
トとなりアクセプターとして働く場合とがある。このた
め、アクセプターとして働かせるようにドーピングして
いても、ドナーとしてドーピングされてしまう状態、す
なわち補償比が増大した状態となり、ドーピングした炭
素原子のアクセプターの状態の量とドナーの状態の量と
が近接してしまうことがある。この結果、キャリア濃度
が低下したり、所望の導電形が得られないという問題が
あった。
【0004】例えば、近年、超高速素子用材料として注
目されている、3元系のIII−V族化合物半導体であ
るInGaAs中へ炭素ドーピングを行う場合、炭素の
両性的性質が顕著に現れる。このため、このInGaA
sの成長において、所望の性能を得るためにInの組成
比を増大させると、上述した補償比が増大し、キャリア
(正孔)濃度が急激に低下してしまうという問題があっ
た。
【0005】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、炭素不純物の取り込み効
率を増大させて、p型の導電形となった3元系の化合物
半導体を気相成長できるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の化合物半導体
の気相成長法は、基板上に炭素が不純物として導入され
る化合物半導体層を結晶成長させる化合物半導体の気相
成長法において、化合物半導体層を形成する基体の主表
面が、(100)面もしくはこの(100)面と等価な
面から、[011]方向もしくはこの[011]方向と
等価な方向へ、20度ないし60度の範囲に傾けた面方
位となっていることを特徴とする。また、化合物半導体
層は少なくとも3元系のIII−V族化合物半導体であ
ることを特徴とする。
【0007】
【作用】不純物として導入される炭素は、p型のドーパ
ントとして作用する。
【0008】
【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、この発明の1実施例におけるキャリア
(正孔)の濃度とInの組成比との関係を示す相関図で
ある。この実施例では、炭素をドープするInGaAs
の結晶成長に関し、Gaの原料としてトリメチルガリウ
ム(TMGa),Inの原料としてトリメチルインジウ
ム(TMIn),Asの原料としてアルシン(AsH
3 )を用いた。また、ドープする炭素のソースとしては
四臭化炭素(CBr4 )を用いた。
【0009】そして、この場合、四臭化炭素の供給流量
は一定とし、結晶成長の温度は510℃とした。使用し
たInP基板の面方位は、(100)面から[011]
方向へ約25.2度傾けた(311)A面である。な
お、GaAs基板を用いるようにしても良い。また、こ
れに対する従来の例として、面方位(100)のInP
基板上にも、上述と同様にInGaAsの結晶を成長さ
せた。
【0010】ここで、成長させているInGaAs層の
Inの組成を変化させると、図1に示すように、面方位
が(100)の基板でも(311)Aの基板でも、In
組成比の増大にともない、キャリア濃度は低下してい
る。しかし、Inの組成比(x)が0.2以上で、面方
位が(311)Aの基板では、図中「○」で示すよう
に、図中「△」で示す面方位が(100)の基板の場合
に比較して、キャリア濃度の低下が少なく、炭素のドー
ピング効率が数倍程度改善されることが分かる。
【0011】例えば、通常良く用いられるInの組成が
0.53程度では、キャリア濃度は4倍であり、すなわ
ち、炭素のドーピング効率が4倍となる。この現象は、
炭素原子と結晶を構成する各原子との結合力が、Ga>
As>Inという関係になっていることに起因してい
る。
【0012】炭素原子は、InGaAs結晶中でInや
GaのIII族原子と結合を作ること、すなわち、V族
原子であるAsサイトとなることでp型不純物となる。
ここで、表面がほぼAsで覆われている(100)基板
を用いた場合、成長させる結晶中のIn組成比を増大さ
せると、炭素原子とAsとの結合確率が増大し、p型不
純物のドーピングによるキャリア濃度が急激に低下して
しまう。これに対して、(311)A基板では、未結合
のボンドを持つIII族原子が基板表面に高密度に存在
しているため、炭素原子とIII族原子との結合確率が
一定の割合で高く保たれ、p型不純物のドーピングによ
るキャリア濃度の低下が抑制されるためと考えられる。
【0013】発明者らは、以上の効果が基板の面方位や
成長させる結晶の組成と深い関係にあると考え、注意深
く検討を行った結果、それらのことは、(100)面よ
り[011]方向へ約54.7度傾けた(111)A面
から(311)A面までと、これらの面から微傾斜した
面方位の基板、または、これらと等価な面の基板を用い
た場合に得られる効果であることを確認した。すなわ
ち、結晶を成長する基板の面方位が(100)面、また
は、これと等価な面から、[011]方向またはこれと
等価な方向へ、20ないし60度の範囲で同様に得られ
ることを確認した。
【0014】本実施例では、ドープする炭素の原料とし
て四臭化炭素を用いたが、この他、TMGa,トリメチ
ルアルシン(TMAs),トリメチルアルミニウム(T
MAl),四塩化炭素(CCl4 )などを用いる場合で
も同様である。また、Gaの原料としてトリメチルガリ
ウムを用いるようにしたが、トリエチルガリウム(TE
Ga)を用いても良く、またInの原料としてはトリエ
チルインジウム(TEIn)であっても良い。また、A
sの原料としては、トリメチルアルシン(TMAs),
トリエチルアルシン(TEAs),ターシャリーブチル
アルシン(TBAs)などを用いるようにしても良い。
【0015】ところで、上記実施例においては、InG
aAsを結晶成長する場合について説明したが、これに
限るものではなく、InAlAsやInGaAsPを結
晶成長する場合でも同様である。すなわち、Inx Al
y Ga1-x-y As1-zz (0.2≦x≦0.8、0≦
y≦1、0≦z≦0.5)の結晶成長をする場合、同様
な効果が得られる。この場合、Alの原料としては、ト
リメチルアルミニウム(TMAl),トリエチルアルミ
ニウム(TEAl)などを用いれば良く、Pの原料とし
てはフォスフィン(PH3 )やターシャリーブチルフォ
スフィン(TBP)などを用いるようにすればよい。ま
た、上記構成にSbを加えても良い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、3元系のIII−V族化合物半導体を結晶成長させ
る基板の面方位を、(100)面もしくはこの(10
0)面と等価な面から、[011]方向もしくはこの
[011]方向と等価な方向へ、20度ないし60度の
範囲に傾けた状態とするようにした。このため、炭素を
p型の不純物として効率よくドーピングでき、キャリア
濃度の低下を抑制できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の1実施例における不純物の濃度と
Inの組成比との関係を示す相関図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に炭素が不純物として導入される
    化合物半導体層を結晶成長させる化合物半導体の気相成
    長法において、 前記化合物半導体層を形成する基体の主表面が、(10
    0)面もしくはこの(100)面と等価な面から、[0
    11]方向もしくはこの[011]方向と等価な方向
    へ、20度ないし60度の範囲に傾けた面方位となって
    いることを特徴とする化合物半導体の気相成長法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の化合物半導体の気相成長
    法において、 前記化合物半導体層は少なくとも3元系のIII−V族
    化合物半導体であることを特徴とする化合物半導体の気
    相成長法。
JP01138795A 1995-01-27 1995-01-27 化合物半導体の気相成長法 Expired - Lifetime JP3714486B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01138795A JP3714486B2 (ja) 1995-01-27 1995-01-27 化合物半導体の気相成長法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01138795A JP3714486B2 (ja) 1995-01-27 1995-01-27 化合物半導体の気相成長法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08208397A true JPH08208397A (ja) 1996-08-13
JP3714486B2 JP3714486B2 (ja) 2005-11-09

Family

ID=11776608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01138795A Expired - Lifetime JP3714486B2 (ja) 1995-01-27 1995-01-27 化合物半導体の気相成長法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3714486B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006030565A1 (ja) * 2004-09-17 2006-03-23 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. エピタキシャル結晶の成長方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006030565A1 (ja) * 2004-09-17 2006-03-23 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. エピタキシャル結晶の成長方法
JPWO2006030565A1 (ja) * 2004-09-17 2008-05-08 日鉱金属株式会社 エピタキシャル結晶の成長方法
US7465353B2 (en) 2004-09-17 2008-12-16 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Method for growing epitaxial crystal
JP4696070B2 (ja) * 2004-09-17 2011-06-08 Jx日鉱日石金属株式会社 エピタキシャル結晶の成長方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3714486B2 (ja) 2005-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5116455A (en) Process of making strain-free, carbon-doped epitaxial layers and products so made
EP0497350B1 (en) Crystal growth method for gallium nitride-based compound semiconductor
US5231298A (en) GaAs device having a strain-free c-doped layer
US5682040A (en) Compound semiconductor device having a reduced resistance
JPH03236218A (ja) 化合物半導体装置およびその製造方法
JP3230029B2 (ja) Iii−v族化合物半導体結晶成長方法
JP3158651B2 (ja) 化合物半導体及びその製造方法
JP3326704B2 (ja) Iii/v系化合物半導体装置の製造方法
JP2789861B2 (ja) 有機金属分子線エピタキシャル成長方法
JP3714486B2 (ja) 化合物半導体の気相成長法
EP0715357A1 (en) Carbon-doped GaAsSb semiconductor
US8022440B2 (en) Compound semiconductor epitaxial substrate and manufacturing method thereof
JPH02260628A (ja) 半導体デバイスの製造方法
JP3156909B2 (ja) 半導体積層構造の気相成長方法
JP2885435B2 (ja) 化合物半導体薄膜の製造方法
JP2920838B2 (ja) 半導体装置
JPH0783109B2 (ja) 高速半導体装置
JPH0754805B2 (ja) 化合物半導体の気相成長方法
JP2000049094A (ja) 化合物半導体の製造方法
JP2533086B2 (ja) GaInPのエピタキシヤル成長方法とその構造
JP2889291B2 (ja) ▲III▼―▲V▼族化合物p型半導体の製造方法
JPH06267867A (ja) 化合物半導体の結晶成長法およびこれを用いたオーミックコンタクトの形成法
JP3424315B2 (ja) Iii−v族化合物混晶半導体薄膜の気相成長方法
JP3421234B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0714785A (ja) 半導体エピタキシャル基板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040511

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050818

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080902

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100902

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100902

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120902

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130902

Year of fee payment: 8

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term