JPS61116823A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
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- JPS61116823A JPS61116823A JP22172684A JP22172684A JPS61116823A JP S61116823 A JPS61116823 A JP S61116823A JP 22172684 A JP22172684 A JP 22172684A JP 22172684 A JP22172684 A JP 22172684A JP S61116823 A JPS61116823 A JP S61116823A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
- H01L31/1035—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type the devices comprising active layers formed only by AIIIBV compounds
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
速力分野
本発明はＩｎＰ基板上にＩ ｎ ｘ Ｇａ １−ｘＡ
ｓ層を形成する結晶成長方法に関する。
ｓ層を形成する結晶成長方法に関する。
技来技術とその問題点
近年、ｍ−ｖ族化合物半導体例えば、Ａｚｘｏａｔ−Ｘ
Ａｓ、 Ｉｎ、Ｇａ１−ｘＡＳ ｙ Ｐ １− ｙ等
の材料を用いて種々の半心体デバイスが作り出されてい
る。この中でＩｎｘＧａ１−、ｃＡｓｙＰＩ−ｙ系の材
料は、１μｍ帯の長波長帯元通信用デバイスへの応用が
なされている。
Ａｓ、 Ｉｎ、Ｇａ１−ｘＡＳ ｙ Ｐ １− ｙ等
の材料を用いて種々の半心体デバイスが作り出されてい
る。この中でＩｎｘＧａ１−、ｃＡｓｙＰＩ−ｙ系の材
料は、１μｍ帯の長波長帯元通信用デバイスへの応用が
なされている。
特にＩｎｘＧａ１−ｘＡｓは、エネルギーギヤ、グが室
温で０．７３ｅＶであり１．７μｍまでの分光感度を有
しており、長波長帯元通信用受光素子としての開発がな
されているプ 第１図には、Ｉ ｎ ｘＧ ａ １− ｘＡ ｓ系半導
体受元素子の一例を示す＠この例では、ＩｎＰ基板２上
に光吸収層であるＩｎ、Ｃ）ａｌ−、Ａｓｓ層、更にウ
ィンド層でちれている。このようにＩｎＰ基板上にキャ
リア濃度の低いＩｎｘＧａ１−ＸＡｓ層を形成すること
が多々ある〇この場合、成長雰囲気中に酸素を微量混入
して、キャリア濃度を制御する方法が採られている０ま
た、使用する基板もその表面の面方位が（１００）や（
Ｉｌｌ）のように正確に定まった方位面を有するものを
用いていた。このような方法においては。
温で０．７３ｅＶであり１．７μｍまでの分光感度を有
しており、長波長帯元通信用受光素子としての開発がな
されているプ 第１図には、Ｉ ｎ ｘＧ ａ １− ｘＡ ｓ系半導
体受元素子の一例を示す＠この例では、ＩｎＰ基板２上
に光吸収層であるＩｎ、Ｃ）ａｌ−、Ａｓｓ層、更にウ
ィンド層でちれている。このようにＩｎＰ基板上にキャ
リア濃度の低いＩｎｘＧａ１−ＸＡｓ層を形成すること
が多々ある〇この場合、成長雰囲気中に酸素を微量混入
して、キャリア濃度を制御する方法が採られている０ま
た、使用する基板もその表面の面方位が（１００）や（
Ｉｌｌ）のように正確に定まった方位面を有するものを
用いていた。このような方法においては。
ある程度はキャリア濃度の低い層を得ることは可能であ
っても非常に低いキャリア濃度の層を得る釦は非常に難
しく、充分満足いくものが得られていない。
っても非常に低いキャリア濃度の層を得る釦は非常に難
しく、充分満足いくものが得られていない。
辿良濾を解決するための手段
本発明は、酸素が微量釦混入された成長雰囲気中で気相
成長する結晶成長方法において、基板表面がＣ１００）
から１度板上傾いている面方位を有するＩｎＰ基板を用
いて、上述の問題点を解決した。
成長する結晶成長方法において、基板表面がＣ１００）
から１度板上傾いている面方位を有するＩｎＰ基板を用
いて、上述の問題点を解決した。
発明の作用・原理
気相成長方法によって、エピタキシャル層の低キヤリア
濃度化を行う場合、酸素を成長雰囲気中に微量添加する
事によ、９．ｓｔのエピタキシャル層中への偏析が押え
られ低キヤリア濃度化が得られる事が一般的に知られて
いる。我々の実験においてもＩｎｘＧａ１ 、Ａｓ成長
雰曲気に酸素添加を行うと低キヤリア濃度化が得られる
事が判っている。更にこの場合使用するＩｎＰ基板の面
方位によりて到１ 達のキャリア濃度に違い
がある０第２図には例えば面方位か（１００）のＩｎＰ
基板上と（１００）よシも（１１０）に２５）たむいた
ＩｎＰ基板上にＩｎ。
濃度化を行う場合、酸素を成長雰囲気中に微量添加する
事によ、９．ｓｔのエピタキシャル層中への偏析が押え
られ低キヤリア濃度化が得られる事が一般的に知られて
いる。我々の実験においてもＩｎｘＧａ１ 、Ａｓ成長
雰曲気に酸素添加を行うと低キヤリア濃度化が得られる
事が判っている。更にこの場合使用するＩｎＰ基板の面
方位によりて到１ 達のキャリア濃度に違い
がある０第２図には例えば面方位か（１００）のＩｎＰ
基板上と（１００）よシも（１１０）に２５）たむいた
ＩｎＰ基板上にＩｎ。
Ｇａ １− Ｘ Ａ、ｓを成長させた場合、酸素添加量
に対するキャリア濃度の変化を示している０こｈより（
１００）面よりも２０かたむいた基板上に形成したＩ
ｎ ｘ Ｇａ １−ｘＡ ｓ層は到達キャリア濃度が〜
ｌＯｃ！！１と飛躍的に減少している事が判るっ 更に、この場合結晶面方向に関係なく （１００）面よ
シ１ｏ、 ５°、ｉｏ’傾いた面方位を有する基板上の
成長でも、上述と同様な結果が得られる口この原因とし
ては％ （１００）面より１０以上傾く面では■族原子
とＶ族原子の配列がよりランダムになりこれが不純物の
結晶への偏析に影響を与えるものと考えられる。我々の
実験においては、（１００）面よシも傾いた面方位を有
する基板上のＩ ｎ ｘ Ｇａ １− ｘＡｓエピタキ
シャル層は、低キヤリア濃度であるが電子移動度が劣る
ことが判っている。これは、アクセグター不純物による
補償によシ低キャリア濃度化が生じている事を示唆して
いる０つまり（１００）面よシも１°以上傾いた面方位
を有する基板上へのＩｎＸＧａｐ−ｘＡｓエピタキシャ
ル層は前述した原子配列のランダムさによってアクセグ
ター不純物をよシ結晶中にと夛こみやすい傾向にあシ、
そのために酸素添加により低濃度化を行った場合ドナー
不純物を補償する効果がより顕著に生じ低キャリアθ）
変化が得られると考えられる。
に対するキャリア濃度の変化を示している０こｈより（
１００）面よりも２０かたむいた基板上に形成したＩ
ｎ ｘ Ｇａ １−ｘＡ ｓ層は到達キャリア濃度が〜
ｌＯｃ！！１と飛躍的に減少している事が判るっ 更に、この場合結晶面方向に関係なく （１００）面よ
シ１ｏ、 ５°、ｉｏ’傾いた面方位を有する基板上の
成長でも、上述と同様な結果が得られる口この原因とし
ては％ （１００）面より１０以上傾く面では■族原子
とＶ族原子の配列がよりランダムになりこれが不純物の
結晶への偏析に影響を与えるものと考えられる。我々の
実験においては、（１００）面よシも傾いた面方位を有
する基板上のＩ ｎ ｘ Ｇａ １− ｘＡｓエピタキ
シャル層は、低キヤリア濃度であるが電子移動度が劣る
ことが判っている。これは、アクセグター不純物による
補償によシ低キャリア濃度化が生じている事を示唆して
いる０つまり（１００）面よシも１°以上傾いた面方位
を有する基板上へのＩｎＸＧａｐ−ｘＡｓエピタキシャ
ル層は前述した原子配列のランダムさによってアクセグ
ター不純物をよシ結晶中にと夛こみやすい傾向にあシ、
そのために酸素添加により低濃度化を行った場合ドナー
不純物を補償する効果がより顕著に生じ低キャリアθ）
変化が得られると考えられる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は、半導体受光素子の断面模式図であるＧ面方位
が（１００）よシも（１１０）に２°かたむいたｒｎＰ
基板２上に１元吸収層であるＩｎｙＧａｌ 、Ａｓ層３
ウィンド層であるＩｎＰ層４を形成し、ｐｎ接合６の拡
散法によってＩｎ、Ｇａ１．Ａｓｓ層中に設けられてい
る。ここでＩｎｘ０ａｔ 、Ａｓｓ層及びＩｎＰ層４は
、ハロゲン輸送気相成長法の一つであるハイドライド気
相成長方法によって成長している。
が（１００）よシも（１１０）に２°かたむいたｒｎＰ
基板２上に１元吸収層であるＩｎｙＧａｌ 、Ａｓ層３
ウィンド層であるＩｎＰ層４を形成し、ｐｎ接合６の拡
散法によってＩｎ、Ｇａ１．Ａｓｓ層中に設けられてい
る。ここでＩｎｘ０ａｔ 、Ａｓｓ層及びＩｎＰ層４は
、ハロゲン輸送気相成長法の一つであるハイドライド気
相成長方法によって成長している。
Ｉ ｎ Ｘ Ｇ ａ １− ｘ Ａ ｓ層の成長におい
て成長雰囲気中に酸素を微量添加する事によって低キヤ
リア濃度のエピタキシャル層が形成されるコこのため素
子特性として、逆電圧印加時の空乏層が伸びかつ低容、
、ｉｉｌがイ０られるだめ高速応答を有する半導体受光
素子が得られた。
て成長雰囲気中に酸素を微量添加する事によって低キヤ
リア濃度のエピタキシャル層が形成されるコこのため素
子特性として、逆電圧印加時の空乏層が伸びかつ低容、
、ｉｉｌがイ０られるだめ高速応答を有する半導体受光
素子が得られた。
第３図には従来技術よシ得られた低キヤリア濃度が得ら
れていないＩｎ、ｃＧａ １−ｘＡｓ系受元素子と本発
明によシ低キャリア濃度がイリられているＩｒ＋。
れていないＩｎ、ｃＧａ １−ｘＡｓ系受元素子と本発
明によシ低キャリア濃度がイリられているＩｒ＋。
Ｇａ Ｌ−ｘＡ ｓ系素子素子の逆電圧と素子容量の関
係を比較したものである。これよυ、逆電圧６■での素
子容量が、従来技術による素子では、０．７９Ｆ、本発
明による素子では０．２ｐＦであシ、Ｉ ｎ ｘＱＲｌ
−、ｃＡｓ層の低キヤリア濃度化の効果がうかがえる。
係を比較したものである。これよυ、逆電圧６■での素
子容量が、従来技術による素子では、０．７９Ｆ、本発
明による素子では０．２ｐＦであシ、Ｉ ｎ ｘＱＲｌ
−、ｃＡｓ層の低キヤリア濃度化の効果がうかがえる。
更に本発明によって得られた半導体受光素子は受信感度
の面でも大幅な改善が得られる。尚、実施例では受光素
子の作製に適用した例について説明したが、本発明の他
の素子作製にも適用できることは言うまでもない口 発明の詳細 な説明した様に本発明によれば、低キャリアＱ度Ｉｎア
Ｇ ａ １− ｘ Ａ ｓエピタキシャル層の形成が可
能となる。この結果、高性能を有する半尋体累子が容易
に得られる。
の面でも大幅な改善が得られる。尚、実施例では受光素
子の作製に適用した例について説明したが、本発明の他
の素子作製にも適用できることは言うまでもない口 発明の詳細 な説明した様に本発明によれば、低キャリアＱ度Ｉｎア
Ｇ ａ １− ｘ Ａ ｓエピタキシャル層の形成が可
能となる。この結果、高性能を有する半尋体累子が容易
に得られる。
第１図は半導鉢受元素子の模式図を示す。第２図は本発
明の製造方法の背景となっているｆハイドライド気相成
長方法により ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓエピタキシャル層
を成長させる場合の酸素添加量とキャリア濃度の関係を
示す図で、面方位が（１００）と（１００）より（１１
０）に２°かたむいたＩｎＰ 基板上でのエピタキシャ
ル層の比較をした図である。 第３図は本発明と従来技術より得られた半導鉢受元素子
の逆電圧と素子容量の関係を示す図。 図中２はＩｎＰ基版、３はＩｎｘＧａ１−、ｃＡｓ層、
４はＩｎＩ’なるウィンド層、６はｐｎ接合、７はｐ
拡散領域、である。
明の製造方法の背景となっているｆハイドライド気相成
長方法により ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓエピタキシャル層
を成長させる場合の酸素添加量とキャリア濃度の関係を
示す図で、面方位が（１００）と（１００）より（１１
０）に２°かたむいたＩｎＰ 基板上でのエピタキシャ
ル層の比較をした図である。 第３図は本発明と従来技術より得られた半導鉢受元素子
の逆電圧と素子容量の関係を示す図。 図中２はＩｎＰ基版、３はＩｎｘＧａ１−、ｃＡｓ層、
４はＩｎＩ’なるウィンド層、６はｐｎ接合、７はｐ
拡散領域、である。
Claims (1)
- ＩｎＰ基板を、酸素が微量混入された成長雰囲気中に
晒して、当該ＩｎＰ基板上にＩｎ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘ
Ａｓを形成する気相成長方法において、前記ＩｎＰ基板
として基板表面の面方位が（１００）面から１度以上傾
いた面方位を有する基板を用いることを特徴とする結晶
成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221726A JPH0670971B2 (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221726A JPH0670971B2 (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116823A true JPS61116823A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0670971B2 JPH0670971B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=16771293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59221726A Expired - Lifetime JPH0670971B2 (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670971B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144317A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体装置の製造方法 |
| WO1994016459A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-21 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Semiconductor expitaxial substrate |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5577131A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-10 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | Vapor phase growth of compound semiconductor epitaxial film |
| JPS56105625A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of compound semiconductor thin film single crystal of high ratio resistance and low transition density |
-
1984
- 1984-10-22 JP JP59221726A patent/JPH0670971B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5577131A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-10 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | Vapor phase growth of compound semiconductor epitaxial film |
| JPS56105625A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of compound semiconductor thin film single crystal of high ratio resistance and low transition density |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144317A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体装置の製造方法 |
| WO1994016459A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-21 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Semiconductor expitaxial substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0670971B2 (ja) | 1994-09-07 |
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