JPH08335588A - ＩｎＰベースの半導体 - Google Patents
ＩｎＰベースの半導体Info
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- JPH08335588A JPH08335588A JP31033295A JP31033295A JPH08335588A JP H08335588 A JPH08335588 A JP H08335588A JP 31033295 A JP31033295 A JP 31033295A JP 31033295 A JP31033295 A JP 31033295A JP H08335588 A JPH08335588 A JP H08335588A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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- H01L29/73—Bipolar junction transistors
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＩｎＰベースの半導体材料に適合可能なｐ型
の半導体を提供する。 【解決手段】 ｐ型の半導体は、炭素ドープのガリウム
ヒ素アンチモン（ＧａＡｓＳｂ：Ｃ）で形成される。Ｇ
ａにトリエチルガリウムまたはトリメチルガリウム、Ａ
ｓに第三級ブチルアルシン、トリメチルヒ素またはアル
シン、Ｓｂにトリメチルアンチモン、トリエチルアンチ
モンまたはスチビン、Ｃに四塩化炭素、四臭化炭素、ト
リメチルガリウムまたはトリメチルヒ素のようなソース
材料を用いて、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）に
より炭素ドープのＧａＡｓＳｂは製作可能である。もし
所望されれば、１×１０20ｃｍ-3を超える活性炭素濃度
がＧａＡｓＳｂ内で達成可能である。したがって、Ｉｎ
Ｐベースの半導体材料に適合可能なｐ型の半導体におい
て、高正孔濃度を提供できる。
の半導体を提供する。 【解決手段】 ｐ型の半導体は、炭素ドープのガリウム
ヒ素アンチモン（ＧａＡｓＳｂ：Ｃ）で形成される。Ｇ
ａにトリエチルガリウムまたはトリメチルガリウム、Ａ
ｓに第三級ブチルアルシン、トリメチルヒ素またはアル
シン、Ｓｂにトリメチルアンチモン、トリエチルアンチ
モンまたはスチビン、Ｃに四塩化炭素、四臭化炭素、ト
リメチルガリウムまたはトリメチルヒ素のようなソース
材料を用いて、金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）に
より炭素ドープのＧａＡｓＳｂは製作可能である。もし
所望されれば、１×１０20ｃｍ-3を超える活性炭素濃度
がＧａＡｓＳｂ内で達成可能である。したがって、Ｉｎ
Ｐベースの半導体材料に適合可能なｐ型の半導体におい
て、高正孔濃度を提供できる。
Description
【０００１】
【発明の分野】この発明はＩＩＩ−Ｖ半導体材料に関
し、特にＩｎＰベースの半導体材料に適合可能で、かつ
電子デバイス内に濃くドープされたｐ型の領域を形成す
るのに用い得る炭素ドープのＧａＡｓＳｂに関する。
し、特にＩｎＰベースの半導体材料に適合可能で、かつ
電子デバイス内に濃くドープされたｐ型の領域を形成す
るのに用い得る炭素ドープのＧａＡｓＳｂに関する。
【０００２】
【発明の背景】ＩＩＩ−Ｖ半導体材料から製作されたヘ
テロ接合のバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）のような
高速電子デバイスは、一般に、濃くドープされたｐ型の
半導体領域を必要とする。しかしながら、高濃度では、
ほとんどのｐ型のドーパントが多層デバイスの他の領域
に拡散する傾向がある。望ましくないドーパントの拡散
は、不安定かつ信頼性のない動作を含め、デバイスの性
能の低下をもたらす。
テロ接合のバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）のような
高速電子デバイスは、一般に、濃くドープされたｐ型の
半導体領域を必要とする。しかしながら、高濃度では、
ほとんどのｐ型のドーパントが多層デバイスの他の領域
に拡散する傾向がある。望ましくないドーパントの拡散
は、不安定かつ信頼性のない動作を含め、デバイスの性
能の低下をもたらす。
【０００３】ＧａＡｓベースの半導体デバイスのため
に、炭素が重大な拡散を示さない有効なｐ型のドーパン
トとして知られている。炭素ドープにより、高正孔濃度
（たとえば≧１０19ｃｍ-3）を有する領域を備えたＧａ
Ａｓ半導体デバイスの信頼性のある動作がもたらされ
た。
に、炭素が重大な拡散を示さない有効なｐ型のドーパン
トとして知られている。炭素ドープにより、高正孔濃度
（たとえば≧１０19ｃｍ-3）を有する領域を備えたＧａ
Ａｓ半導体デバイスの信頼性のある動作がもたらされ
た。
【０００４】ＩｎＰ基板をベースとする半導体デバイス
のために、伝統的に低バンドギャップ材料として選択さ
れていたのはＧａＩｎＡｓであった。しかしながら、金
属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタ
キシ（ＭＢＥ）のいずれによっても、ＧａＩｎＡｓのｐ
型のドープは結晶成長にとって困難であった。ＭＯＣＶ
ＤはＧａＩｎＡｓに亜鉛をドープするのに用いることが
可能であるが、達成可能な最高濃度は低い１０19ｃｍ-3
の範囲である。残念ながら、亜鉛は非常に速く拡散し得
るので、高い亜鉛ドープのデバイスの信頼性は未知であ
る。ＧａＩｎＡｓにベリリウムをドープするためにＭＢ
Ｅを用いることが可能であるが、Ｂｅの拡散率も比較的
に高い。典型的には、Ｂｅドープの領域を有するデバイ
スにおいて拡散に関した劣化を軽減するために、厚いス
ペーサー層が要求される。
のために、伝統的に低バンドギャップ材料として選択さ
れていたのはＧａＩｎＡｓであった。しかしながら、金
属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタ
キシ（ＭＢＥ）のいずれによっても、ＧａＩｎＡｓのｐ
型のドープは結晶成長にとって困難であった。ＭＯＣＶ
ＤはＧａＩｎＡｓに亜鉛をドープするのに用いることが
可能であるが、達成可能な最高濃度は低い１０19ｃｍ-3
の範囲である。残念ながら、亜鉛は非常に速く拡散し得
るので、高い亜鉛ドープのデバイスの信頼性は未知であ
る。ＧａＩｎＡｓにベリリウムをドープするためにＭＢ
Ｅを用いることが可能であるが、Ｂｅの拡散率も比較的
に高い。典型的には、Ｂｅドープの領域を有するデバイ
スにおいて拡散に関した劣化を軽減するために、厚いス
ペーサー層が要求される。
【０００５】ＭＯＣＶＤおよびＭＢＥ成長技術の両方を
用いて、ＧａＩｎＡｓを炭素でドープし、ｐ型の半導体
材料を形成することができる。しかしながら、炭素ドー
プのＧａＩｎＡｓ（ＧａＩｎＡｓ：Ｃ）は、特にＭＯＣ
ＶＤにより成長したとき水素パッシベーションを示し、
これは有効なホール濃度を大いに減少させる。この水素
パッシベーション効果は、材料の中のインジウムの量に
より高められる。つまりインジウム含有量の低いＧａＩ
ｎＡｓは、ほとんどＧａＡｓに等しい良好な炭素ドープ
特性を示す。残念ながら、ＩｎＰベースの材料に格子整
合されると、ＧａＩｎＡｓ：Ｃはほぼ５３％のインジウ
ム含有量を有し、水素パッシベーション効果を受ける。
もしＧａＩｎＡｓ：Ｃの層が露出面であるならば、４０
０℃以上の温度の窒素雰囲気でアニーリングすることに
より、パッシベーション効果は逆転する。しかしなが
ら、炭素ドープのｐ+ 活性ベース層が埋込まれる（すな
わち露出面ではない）ＨＢＴのようなデバイスでは、窒
素中でアニーリングすることによる再活性化は有効な技
術ではない。
用いて、ＧａＩｎＡｓを炭素でドープし、ｐ型の半導体
材料を形成することができる。しかしながら、炭素ドー
プのＧａＩｎＡｓ（ＧａＩｎＡｓ：Ｃ）は、特にＭＯＣ
ＶＤにより成長したとき水素パッシベーションを示し、
これは有効なホール濃度を大いに減少させる。この水素
パッシベーション効果は、材料の中のインジウムの量に
より高められる。つまりインジウム含有量の低いＧａＩ
ｎＡｓは、ほとんどＧａＡｓに等しい良好な炭素ドープ
特性を示す。残念ながら、ＩｎＰベースの材料に格子整
合されると、ＧａＩｎＡｓ：Ｃはほぼ５３％のインジウ
ム含有量を有し、水素パッシベーション効果を受ける。
もしＧａＩｎＡｓ：Ｃの層が露出面であるならば、４０
０℃以上の温度の窒素雰囲気でアニーリングすることに
より、パッシベーション効果は逆転する。しかしなが
ら、炭素ドープのｐ+ 活性ベース層が埋込まれる（すな
わち露出面ではない）ＨＢＴのようなデバイスでは、窒
素中でアニーリングすることによる再活性化は有効な技
術ではない。
【０００６】先行技術の前述の限界を考えて、ＩｎＰベ
ースの材料に適合可能で、かつ重大な水素パッシベーシ
ョン効果なしにほぼ１０20ｃｍ-3の濃度まで炭素ドープ
可能である低バンドギャップの半導体材料が必要にな
る。そのような炭素ドープの半導体材料が、ＭＯＣＶＤ
およびＭＢＥプロセスの両方により生成可能であること
も望ましい。
ースの材料に適合可能で、かつ重大な水素パッシベーシ
ョン効果なしにほぼ１０20ｃｍ-3の濃度まで炭素ドープ
可能である低バンドギャップの半導体材料が必要にな
る。そのような炭素ドープの半導体材料が、ＭＯＣＶＤ
およびＭＢＥプロセスの両方により生成可能であること
も望ましい。
【０００７】
【発明の概要】この発明は、炭素ドープのガリウムヒ素
アンチモン（ＧａＡｓＳｂ：Ｃ）で形成される半導体を
含む。たとえば金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）ま
たは分子線エピタキシ（ＭＢＥ）により、炭素ドープの
ＧａＡｓＳｂは製作可能であり、ｐ型の半導体を生成す
る。それぞれガリウム、ヒ素、アンチモンおよび炭素の
ためのソース材料として、トリエチルガリウム（ＴＥＧ
ａ）、第三級ブチルアルシン（ＴＢＡｓ）、トリメチル
アンチモン（ＴＭＳｂ）および四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）
を用いてＭＯＣＶＤによりＧａＡｓＳｂ：Ｃは成長し
た。Ｇａのためにトリメチルガリウム、Ａｓのためにア
ルシンまたはトリメチルヒ素、Ｓｂのためにスチビンま
たはトリエチルアンチモン、Ｃのために四臭化炭素、ト
リメチルガリウムまたはトリメチルヒ素のような他のソ
ース材料を組合せて用いて、ＭＯＣＶＤによって炭素ド
ープのＧａＡｓＳｂを作ってもよい。元素のＧａ、Ａｓ
およびＳｂのような伝統的なＭＢＥソースに加えて、Ｍ
ＢＥまたは金属有機ＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）は、前述のソ
ースを利用できることが予想される。
アンチモン（ＧａＡｓＳｂ：Ｃ）で形成される半導体を
含む。たとえば金属有機化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）ま
たは分子線エピタキシ（ＭＢＥ）により、炭素ドープの
ＧａＡｓＳｂは製作可能であり、ｐ型の半導体を生成す
る。それぞれガリウム、ヒ素、アンチモンおよび炭素の
ためのソース材料として、トリエチルガリウム（ＴＥＧ
ａ）、第三級ブチルアルシン（ＴＢＡｓ）、トリメチル
アンチモン（ＴＭＳｂ）および四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）
を用いてＭＯＣＶＤによりＧａＡｓＳｂ：Ｃは成長し
た。Ｇａのためにトリメチルガリウム、Ａｓのためにア
ルシンまたはトリメチルヒ素、Ｓｂのためにスチビンま
たはトリエチルアンチモン、Ｃのために四臭化炭素、ト
リメチルガリウムまたはトリメチルヒ素のような他のソ
ース材料を組合せて用いて、ＭＯＣＶＤによって炭素ド
ープのＧａＡｓＳｂを作ってもよい。元素のＧａ、Ａｓ
およびＳｂのような伝統的なＭＢＥソースに加えて、Ｍ
ＢＥまたは金属有機ＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）は、前述のソ
ースを利用できることが予想される。
【０００８】炭素ドープのＧａＡｓＳｂはｐ型の半導体
を含み、これは水素パッシベーションの効果なしにデバ
イスの領域において高濃度の低拡散率のｐドーパントが
組込まれなければならないＩｎＰベースの半導体デバイ
スにおいて、従来のｐ型のＧａＩｎＡｓと置換し得る。
１×１０20ｃｍ-3を超える活性炭素濃度が、所望されれ
ばＧａＡｓＳｂ内で達成可能である。
を含み、これは水素パッシベーションの効果なしにデバ
イスの領域において高濃度の低拡散率のｐドーパントが
組込まれなければならないＩｎＰベースの半導体デバイ
スにおいて、従来のｐ型のＧａＩｎＡｓと置換し得る。
１×１０20ｃｍ-3を超える活性炭素濃度が、所望されれ
ばＧａＡｓＳｂ内で達成可能である。
【０００９】この発明の主な目的は、ＩｎＰベースの半
導体材料に適合可能なｐ型の半導体である。この発明の
特徴は炭素ドープのＧａＡｓＳｂである。この発明の利
点は、ＩｎＰベースの半導体材料に適合可能で、ＭＯＣ
ＶＤおよびＭＢＥプロセスを用いて作ることのできるｐ
型の半導体における高正孔濃度である。
導体材料に適合可能なｐ型の半導体である。この発明の
特徴は炭素ドープのＧａＡｓＳｂである。この発明の利
点は、ＩｎＰベースの半導体材料に適合可能で、ＭＯＣ
ＶＤおよびＭＢＥプロセスを用いて作ることのできるｐ
型の半導体における高正孔濃度である。
【００１０】この発明およびさらにその利点をより完全
に理解するために、以下の好ましい実施例の詳細な説明
は添付図面を参照する。
に理解するために、以下の好ましい実施例の詳細な説明
は添付図面を参照する。
【００１１】
【好ましい実施例の詳細な説明】この発明は、炭素ドー
プのガリウムヒ素アンチモン（ＧａＡｓＳｂ：Ｃ）で形
成されるｐ型の半導体を含む。たとえば、金属有機化学
気相成長（ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタキシ（ＭＢ
Ｅ）のようなさまざまな方法により、炭素ドープのＧａ
ＡｓＳｂは製作可能である。それぞれ、ガリウム、ヒ
素、アンチモンおよび炭素のためのソース材料として、
トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、第三級ブチルアルシ
ン（ＴＢＡｓ）、トリメチルアンチモン（ＴＭＳｂ）お
よび四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）を用いて、ＭＯＣＶＤによ
りＧａＡｓＳｂ：Ｃは成長した。水平ＭＯＣＶＤ室で用
いられる成長条件は、５００−６００℃の温度範囲で７
０Ｔｏｒｒの動作圧力であった。ＩｎＰベースのヘテロ
接合のバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）の成長におけ
る以前の経験に基づいて、これらの材料および条件は選
択された。Ｇａのためにトリメチルガリウム、Ａｓのた
めにアルシンまたはトリメチルヒ素、Ｓｂのためにスチ
ビンまたはトリエチルアンチモン、Ｃのために四臭化炭
素、トリメチルガリウムまたはトリメチルヒ素のような
他のソース材料を組合せて用いて、ＭＯＣＶＤによって
炭素ドープのＧａＡｓＳｂを作ってもよい。元素のＧ
ａ、ＡｓおよびＳｂのような伝統的なＭＢＥソースに加
えて、ＭＢＥまたは金属有機ＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）は、
前述のソースを利用できることが予想される。
プのガリウムヒ素アンチモン（ＧａＡｓＳｂ：Ｃ）で形
成されるｐ型の半導体を含む。たとえば、金属有機化学
気相成長（ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタキシ（ＭＢ
Ｅ）のようなさまざまな方法により、炭素ドープのＧａ
ＡｓＳｂは製作可能である。それぞれ、ガリウム、ヒ
素、アンチモンおよび炭素のためのソース材料として、
トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、第三級ブチルアルシ
ン（ＴＢＡｓ）、トリメチルアンチモン（ＴＭＳｂ）お
よび四塩化炭素（ＣＣｌ4 ）を用いて、ＭＯＣＶＤによ
りＧａＡｓＳｂ：Ｃは成長した。水平ＭＯＣＶＤ室で用
いられる成長条件は、５００−６００℃の温度範囲で７
０Ｔｏｒｒの動作圧力であった。ＩｎＰベースのヘテロ
接合のバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）の成長におけ
る以前の経験に基づいて、これらの材料および条件は選
択された。Ｇａのためにトリメチルガリウム、Ａｓのた
めにアルシンまたはトリメチルヒ素、Ｓｂのためにスチ
ビンまたはトリエチルアンチモン、Ｃのために四臭化炭
素、トリメチルガリウムまたはトリメチルヒ素のような
他のソース材料を組合せて用いて、ＭＯＣＶＤによって
炭素ドープのＧａＡｓＳｂを作ってもよい。元素のＧ
ａ、ＡｓおよびＳｂのような伝統的なＭＢＥソースに加
えて、ＭＢＥまたは金属有機ＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）は、
前述のソースを利用できることが予想される。
【００１２】ＭＯＣＶＤを用いて、ＩｎＰに適合可能な
ＧａＡｓＳｂ組成を達成するためには、気相におけるＡ
ｓ／Ｓｂ比の入念な制御が要求される。ヒ素は優先的に
アンチモンの上に堆積するので、ＴＭＳｂのより大きな
気相濃度が一般に必要である。ＣＣｌ4 を加えると成長
速度が低くなり、ドープされないまたはｎ型ドープのＧ
ａＡｓＳｂ材料に対し組成変化を起こす可能性がある。
ＣＣｌ4 を加えるとＧａＡｓＳｂ組成はＡｓが富むの
で、正しい組成を維持するためには、ＴＢＡｓ気相濃度
を減少させる必要がある。
ＧａＡｓＳｂ組成を達成するためには、気相におけるＡ
ｓ／Ｓｂ比の入念な制御が要求される。ヒ素は優先的に
アンチモンの上に堆積するので、ＴＭＳｂのより大きな
気相濃度が一般に必要である。ＣＣｌ4 を加えると成長
速度が低くなり、ドープされないまたはｎ型ドープのＧ
ａＡｓＳｂ材料に対し組成変化を起こす可能性がある。
ＣＣｌ4 を加えるとＧａＡｓＳｂ組成はＡｓが富むの
で、正しい組成を維持するためには、ＴＢＡｓ気相濃度
を減少させる必要がある。
【００１３】ＩｎＰベースの半導体材料は、ＩｎＰ基板
の上にエピタキシャルに成長し得る関連材料の族を含
む。ＩｎＰベースの材料は、一般にＩｎＰ，Ｇａx Ｉｎ
1-x Ａｓ，Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y ，Ａｌx Ｉｎ
1-x Ａｓ，ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓy
Ｓｂ1-y ，ＡｌＡｓx Ｓｂ1-x ，ＧａＰx Ｓｂ1-x およ
びＡｌx Ｇａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y を含む。第三級および
第四級のＩｎＰベースの材料は、その組成が結果として
ＩｎＰの格子パラメータに一致する格子パラメータを有
する結晶構造（すなわち格子整合された材料）をもたら
すように成長可能である。しかしながら、これらの組成
は、ＩｎＰの格子パラメータとは多いに異なる格子パラ
メータで製作されることも可能である。
の上にエピタキシャルに成長し得る関連材料の族を含
む。ＩｎＰベースの材料は、一般にＩｎＰ，Ｇａx Ｉｎ
1-x Ａｓ，Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y ，Ａｌx Ｉｎ
1-x Ａｓ，ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓy
Ｓｂ1-y ，ＡｌＡｓx Ｓｂ1-x ，ＧａＰx Ｓｂ1-x およ
びＡｌx Ｇａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y を含む。第三級および
第四級のＩｎＰベースの材料は、その組成が結果として
ＩｎＰの格子パラメータに一致する格子パラメータを有
する結晶構造（すなわち格子整合された材料）をもたら
すように成長可能である。しかしながら、これらの組成
は、ＩｎＰの格子パラメータとは多いに異なる格子パラ
メータで製作されることも可能である。
【００１４】炭素ドープのＧａＡｓＳｂはｐ型の半導体
を含み、これは、水素パッシベーション効果なしに高濃
度の低拡散率のｐドーパントが組込まれなければならな
いＩｎＰベースの半導体デバイスにおいて、従来のｐ型
のＧａＩｎＡｓに置換し得る。もし所望されれば、１×
１０20ｃｍ-3を超える活性炭素濃度がＧａＡｓＳｂ内で
達成可能である。
を含み、これは、水素パッシベーション効果なしに高濃
度の低拡散率のｐドーパントが組込まれなければならな
いＩｎＰベースの半導体デバイスにおいて、従来のｐ型
のＧａＩｎＡｓに置換し得る。もし所望されれば、１×
１０20ｃｍ-3を超える活性炭素濃度がＧａＡｓＳｂ内で
達成可能である。
【００１５】炭素ドープのＧａＡｓＳｂは、たとえば、
技術分野で周知のｎ−ｐ−ｎまたはｐ−ｎ−ｐデバイス
を含むＩＩＩ−Ｖ化合物半導体ＨＢＴにおけるｐ型の層
として有用である。例として、図１の概略的な断面図で
ｎ−ｐ−ｎＨＢＴ１０が示され、図２では他のｐ−ｎ−
ｐＨＢＴ３０が示される。ＨＢＴ１０および３０はＩｎ
Ｐ基板１２上に形成され、それぞれエミッタ、コレクタ
およびベースのためにコンタクト１４、１６および１８
を含む。例示の実施例（限定ではない）として説明され
示されるｎ−ｐ−ｎＨＢＴ１０において、コレクタコン
タクト（サブコレクタ）層２０、コレクタ層２２、ベー
ス層２４、エミッタ層２６およびエミッタコンタクト層
２８は、図１で示されるように、ＩｎＰ基板１２上にエ
ピタキシャルに堆積される。エミッタ層１６およびコレ
クタ層２２は、たとえば薄くドープされた（ｎ- ）Ｉｎ
ＰまたはＩｎＡｌＡｓを含んでもよい。コンタクト層２
０および２８は、たとえば濃くドープされた（ｎ+ ）Ｇ
ａＩｎＡｓまたはＧａＡｓＳｂを含んでもよい。濃くド
ープされたベース層２４（ｐ+ ）は、この発明の炭素ド
ープのＧａＡｓＳｂから製作され、先行技術で用いられ
るｐ型のＧａＩｎＡｓと置換する。先行技術のｐ+ Ｇａ
ＩｎＡｓをこの発明の炭素ドープのｐ+ ＧａＡｓＳｂと
置換することにより、水素パッシベーション効果なしに
高濃度の低拡散率のｐ型のドーパントを組込むことが可
能である。上で述べたＭＯＣＶＤ成長技術と、ＭＢＥお
よびＭＯＭＢＥのような他の結晶技術を用いて、ベース
層２４はＧａＡｓＳｂ：Ｃで製作されてもよい。
技術分野で周知のｎ−ｐ−ｎまたはｐ−ｎ−ｐデバイス
を含むＩＩＩ−Ｖ化合物半導体ＨＢＴにおけるｐ型の層
として有用である。例として、図１の概略的な断面図で
ｎ−ｐ−ｎＨＢＴ１０が示され、図２では他のｐ−ｎ−
ｐＨＢＴ３０が示される。ＨＢＴ１０および３０はＩｎ
Ｐ基板１２上に形成され、それぞれエミッタ、コレクタ
およびベースのためにコンタクト１４、１６および１８
を含む。例示の実施例（限定ではない）として説明され
示されるｎ−ｐ−ｎＨＢＴ１０において、コレクタコン
タクト（サブコレクタ）層２０、コレクタ層２２、ベー
ス層２４、エミッタ層２６およびエミッタコンタクト層
２８は、図１で示されるように、ＩｎＰ基板１２上にエ
ピタキシャルに堆積される。エミッタ層１６およびコレ
クタ層２２は、たとえば薄くドープされた（ｎ- ）Ｉｎ
ＰまたはＩｎＡｌＡｓを含んでもよい。コンタクト層２
０および２８は、たとえば濃くドープされた（ｎ+ ）Ｇ
ａＩｎＡｓまたはＧａＡｓＳｂを含んでもよい。濃くド
ープされたベース層２４（ｐ+ ）は、この発明の炭素ド
ープのＧａＡｓＳｂから製作され、先行技術で用いられ
るｐ型のＧａＩｎＡｓと置換する。先行技術のｐ+ Ｇａ
ＩｎＡｓをこの発明の炭素ドープのｐ+ ＧａＡｓＳｂと
置換することにより、水素パッシベーション効果なしに
高濃度の低拡散率のｐ型のドーパントを組込むことが可
能である。上で述べたＭＯＣＶＤ成長技術と、ＭＢＥお
よびＭＯＭＢＥのような他の結晶技術を用いて、ベース
層２４はＧａＡｓＳｂ：Ｃで製作されてもよい。
【００１６】この発明の利点は、周知のＭＯＣＶＤ技術
を用い、もし所望されれば、１×１０20ｃｍ-3を超える
ＧａＡｓＳｂにおける活性炭素濃度を達成して、ＩｎＰ
ベースの半導体デバイスを製作することが可能であると
いうことである。たとえば、ＨＢＴにおける活性ベース
層は、それぞれエミッタおよびコレクタにより上下の境
界を定められた埋込接合であるので、露出した、先行技
術のＧａＩｎＡｓ：Ｃ層で水素パッシベーション効果を
逆転させるのに用いられるような窒素雰囲気のアニーリ
ングは有効な技術ではない。したがって、特に確立した
ＭＯＣＶＤ技術による製作が所望されるとき、この発明
の炭素ドープのＧａＡｓＳｂは、ＩｎＰベースのＨＢＴ
にとって優れた半導体材料である。
を用い、もし所望されれば、１×１０20ｃｍ-3を超える
ＧａＡｓＳｂにおける活性炭素濃度を達成して、ＩｎＰ
ベースの半導体デバイスを製作することが可能であると
いうことである。たとえば、ＨＢＴにおける活性ベース
層は、それぞれエミッタおよびコレクタにより上下の境
界を定められた埋込接合であるので、露出した、先行技
術のＧａＩｎＡｓ：Ｃ層で水素パッシベーション効果を
逆転させるのに用いられるような窒素雰囲気のアニーリ
ングは有効な技術ではない。したがって、特に確立した
ＭＯＣＶＤ技術による製作が所望されるとき、この発明
の炭素ドープのＧａＡｓＳｂは、ＩｎＰベースのＨＢＴ
にとって優れた半導体材料である。
【図１】この発明の炭素ドープのＧａＡｓＳｂの領域を
組込む例示のＩｎＰベースの半導体デバイスの概略的な
断面図である。
組込む例示のＩｎＰベースの半導体デバイスの概略的な
断面図である。
【図２】この発明の炭素ドープのＧａＡｓＳｂの領域を
組込む別の例示のＩｎＰベースの半導体デバイスの概略
的な断面図である。
組込む別の例示のＩｎＰベースの半導体デバイスの概略
的な断面図である。
１２ ＩｎＰ基板 ２０ 第１のｎ+ エピタキシャル層 ２２ 第１のｎ- エピタキシャル層 ２４ ｐ+ エピタキシャル層 ２６ 第２のｎ- エピタキシャル層 ２８ 第２のｎ+ エピタキシャル層 １０ ｎ−ｐ−ｎＨＢＴデバイス ３０ ｐ−ｎ−ｐＨＢＴデバイス ４０ ｐ+ コレクタコンタクト層 ４２ ｐ- コレクタ層 ４４ ｎ+ ベース層 ４６ ｐ- エミッタ層 ４８ エミッタコンタクト層
Claims (10)
- 【請求項１】 ＩｎＰベースの半導体材料の層（１２，
２０，２２）と、 前記ＩｎＰベースの材料の層（１２，２０，２２）の上
に形成された炭素ドープのＧａＡｓＳｂのエピタキシャ
ル層（２４，４２）とを含む、ＩｎＰベースの半導体。 - 【請求項２】 前記ＩｎＰベースの半導体材料の層が、
ＩｎＰ基板（１２）を含み、前記炭素ドープのＧａＡｓ
Ｓｂは、前記ＩｎＰ基板（１２）上にエピタキシャル層
（２４，４２）として形成される、請求項１に記載のＩ
ｎＰベースの半導体。 - 【請求項３】 ＩｎＰ基板（１２）をさらに含み、 前記ＩｎＰベースの半導体材料の層は前記ＩｎＰ基板
（１２）の上にエピタキシャル層（２０，２２，４２）
として形成され、 前記炭素ドープのＧａＡｓＳｂは前記ＩｎＰベースの半
導体材料（２０，２２，４２）の層の上にエピタキシャ
ル層（２４，４４）として形成される、請求項１に記載
のＩｎＰベースの半導体。 - 【請求項４】 ＩｎＰ基板（１２）と、 前記ＩｎＰ基板（１２）の上に形成されたｎ型のＩｎＰ
ベースの半導体材料の第１の層（２０，２２）とをさら
に含み、 前記炭素ドープのＧａＡｓＳｂは前記ｎ型のＩｎＰベー
スの半導体材料の第１の層（２０，２２）の上にｐ型の
層（２４）として形成され、さらに前記炭素ドープのＧ
ａＡｓＳｂのｐ型の層（２４）の上に形成されたｎ型の
ＩｎＰベースの半導体材料の第２の層（２６）を含む、
請求項１に記載のＩｎＰベースの半導体。 - 【請求項５】 前記ＩｎＰベースの半導体材料の層（１
２，２０，２２，４２）が、ＩｎＰ，Ｇａx Ｉｎ1-x Ａ
ｓ，Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y ，Ａｌx Ｉｎ1-x Ａ
ｓ，ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｓｂ
1-y ，ＡｌＡｓxＳｂ1-x ，ＧａＰx Ｓｂ1-x およびＡ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓy Ｓｂ1-y からなる材料の群から選択
される、請求項１に記載のＩｎＰベースの半導体。 - 【請求項６】 ＩｎＰ基板（１２）をさらに含み、 前記ＩｎＰベースの半導体材料の層は前記ＩｎＰ基板
（１２）の上に第１のｎ + エピタキシャル層（２０）と
して形成され、さらに、 前記第１のｎ+ 層（２０）の上に形成されたＩｎＰベー
スの半導体材料の第１のｎ- エピタキシャル層（２２）
をさらに含み、 前記炭素ドープのＧａＡｓＳｂは前記第１のｎ- 層（２
２）の上にｐ+ エピタキシャル層（２４）として形成さ
れ、さらに、 前記炭素ドープのＧａＡｓＳｂのｐ+ 層（２４）の上に
形成されたＩｎＰベースの半導体材料の第２のｎ- エピ
タキシャル層（２６）と、 前記第２のｎ- 層（２６）の上に形成されたＩｎＰベー
スの半導体材料の第２のｎ+ エピタキシャル層（２８）
とをさらに含む、請求項１に記載のＩｎＰベースの半導
体。 - 【請求項７】 半導体はｎ−ｐ−ｎＨＢＴデバイス（１
０）であり、 ＩｎＰ基板（１２）を含み、 前記ＩｎＰベースの半導体材料の層は前記ＩｎＰ基板
（１２）の上にｎ+ コレクタコンタクト層（２０）とし
て形成され、さらに、 前記ｎ+ コレクタコンタクト層（２０）の上に形成され
たｎ- ＩｎＰベースの半導体材料のコレクタ層（２２）
を含み、 前記炭素ドープのＧａＡｓＳｂは前記ｎ- コレクタ層
（２２）の上にｐ+ ベース層（２４）として形成され、
さらに、 前記炭素ドープのＧａＡｓＳｂのｐ+ ベース層（２４）
の上に形成されたｎ-ＩｎＰベースの半導体材料のエミ
ッタ層（２６）と、 前記ｎ- エミッタ層（２６）の上に形成されたｎ+ Ｉｎ
Ｐベースの半導体材料のエミッタコンタクト層（２８）
とを含む、請求項１に記載のＩｎＰベースの半導体。 - 【請求項８】 半導体はｐ−ｎ−ｐＨＢＴデバイス（３
０）であり、 ＩｎＰ基板（１２）を含み、 前記炭素ドープのＧａＡｓＳｂは前記ＩｎＰ基板（１
２）の上にｐ+ コレクタコンタクト層（４０）として形
成され、 前記ＩｎＰベースの半導体材料の層は前記ｐ+ コレクタ
コンタクト層（４０）の上にｐ- コレクタ層（４２）と
して形成され、さらに、 前記ｐ- コレクタ層（４２）の上に形成されたｎ+ Ｉｎ
Ｐベースの半導体材料のベース層（４４）と、 前記ｎ+ ベース層（４４）の上に形成されたｐ- ＩｎＰ
ベースの半導体材料のエミッタ層（４６）と、 前記ｐ- エミッタ層（４６）の上に形成されたｐ+ Ｉｎ
Ｐベースの半導体材料のエミッタコンタクト層（４８）
とを含む、請求項１に記載のＩｎＰベースの半導体。 - 【請求項９】 前記コレクタ層（４２）がｐ- 炭素ドー
プのＧａＡｓＳｂ層を含む、請求項８に記載のｐ−ｎ−
ｐＨＢＴ（３０）。 - 【請求項１０】 前記エミッタコンタクト層（４８）
が、ｐ+ 炭素ドープのＧａＡｓＳｂ層を含む、請求項９
に記載のｐ−ｎ−ｐＨＢＴ（３０）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US34826494A | 1994-11-30 | 1994-11-30 | |
| US08/348264 | 1994-11-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08335588A true JPH08335588A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=23367277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31033295A Withdrawn JPH08335588A (ja) | 1994-11-30 | 1995-11-29 | ＩｎＰベースの半導体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0715357A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08335588A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6399971B1 (en) | 1998-04-28 | 2002-06-04 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method for fabricating the same |
| JP2015026690A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6670653B1 (en) * | 1999-07-30 | 2003-12-30 | Hrl Laboratories, Llc | InP collector InGaAsSb base DHBT device and method of forming same |
| US6888873B2 (en) | 2002-02-21 | 2005-05-03 | Finisar Corporation | Long wavelength VCSEL bottom mirror |
| US7295586B2 (en) * | 2002-02-21 | 2007-11-13 | Finisar Corporation | Carbon doped GaAsSb suitable for use in tunnel junctions of long-wavelength VCSELs |
| US6822274B2 (en) * | 2003-02-03 | 2004-11-23 | Agilent Technologies, Inc. | Heterojunction semiconductor device having an intermediate layer for providing an improved junction |
| US6933539B1 (en) | 2004-05-17 | 2005-08-23 | Corning Incorporated | Tunnel junctions for long-wavelength VCSELs |
| US9530708B1 (en) | 2013-05-31 | 2016-12-27 | Hrl Laboratories, Llc | Flexible electronic circuit and method for manufacturing same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2920838B2 (ja) * | 1990-08-22 | 1999-07-19 | 富士通株式会社 | 半導体装置 |
| JPH05206155A (ja) * | 1992-01-28 | 1993-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体薄膜素子 |
-
1995
- 1995-11-24 EP EP95118551A patent/EP0715357A1/en not_active Withdrawn
- 1995-11-29 JP JP31033295A patent/JPH08335588A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6399971B1 (en) | 1998-04-28 | 2002-06-04 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method for fabricating the same |
| JP2015026690A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0715357A1 (en) | 1996-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |