JPS62243316A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS62243316A JPS62243316A JP8641786A JP8641786A JPS62243316A JP S62243316 A JPS62243316 A JP S62243316A JP 8641786 A JP8641786 A JP 8641786A JP 8641786 A JP8641786 A JP 8641786A JP S62243316 A JPS62243316 A JP S62243316A
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- layer
- nondoped
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- gaas layer
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- Pending
Links
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Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は半導体装置の製造方法、具体的には分子線エピ
タキシャル成長法によりペテロ接合を形成する方法に関
するものであり、N型ム1zGa1)CAS層上に電気
的特性の優れたノンドープGaAs層を2 ・ − 形成する方法を提供するものである。
タキシャル成長法によりペテロ接合を形成する方法に関
するものであり、N型ム1zGa1)CAS層上に電気
的特性の優れたノンドープGaAs層を2 ・ − 形成する方法を提供するものである。
従来の技術
分子線エピタキシー法によりノンドープのGaAs層上
に薄いノンドープAlzGal yAs層及びN型ム1
zGa、 yAs層を順次形成した構造(以下順へテロ
構造と呼ぶ)においては、GaAs層とAlxGa1−
xAS層のへテロ接合界面に移動度の非常に大きい2次
元電子ガスがたまることが知られており、この構造は超
高速の電界効果トランジスタに応用されている。一方、
この構造を逆転した構造、すなわちN型のム1zGa、
xAs層上にノンドープの薄いム1zGa、−XAs
層及びノンドープのにaAs層を順次形成した構造(以
下逆へテロ構造と呼ぶ)では、ペテロ界面にたまる2次
元電子ガスの移動度は順へテロ構造の場合に比べ、著し
く低くなることが知られている。この逆へテロ構造にお
いて2次元電子ガスの移動度が低い理由を調べた結果、
ノンドープのGaAs中にH型ム1zGa1XAS中に
ドープしたSi原子が混入することが原因であることが
判明した。GaAs中に混入するSiの量は、分子線エ
ピタキシャル成長の際の成長基板温度(Ts)に強く依
存し、Ts) 600°CでSi ノGaAs層への混
入が顕著となることがわかっている。このため逆へテロ
構造で高移動度の2次元電子ガスを得る方法として従来
よりTsが500〜550℃という比較的低い温度で行
なう方法がとられている。
に薄いノンドープAlzGal yAs層及びN型ム1
zGa、 yAs層を順次形成した構造(以下順へテロ
構造と呼ぶ)においては、GaAs層とAlxGa1−
xAS層のへテロ接合界面に移動度の非常に大きい2次
元電子ガスがたまることが知られており、この構造は超
高速の電界効果トランジスタに応用されている。一方、
この構造を逆転した構造、すなわちN型のム1zGa、
xAs層上にノンドープの薄いム1zGa、−XAs
層及びノンドープのにaAs層を順次形成した構造(以
下逆へテロ構造と呼ぶ)では、ペテロ界面にたまる2次
元電子ガスの移動度は順へテロ構造の場合に比べ、著し
く低くなることが知られている。この逆へテロ構造にお
いて2次元電子ガスの移動度が低い理由を調べた結果、
ノンドープのGaAs中にH型ム1zGa1XAS中に
ドープしたSi原子が混入することが原因であることが
判明した。GaAs中に混入するSiの量は、分子線エ
ピタキシャル成長の際の成長基板温度(Ts)に強く依
存し、Ts) 600°CでSi ノGaAs層への混
入が顕著となることがわかっている。このため逆へテロ
構造で高移動度の2次元電子ガスを得る方法として従来
よりTsが500〜550℃という比較的低い温度で行
なう方法がとられている。
発明が解決しようとする問題点
成長基板温度を低くすると得られた成長結晶膜は、熱的
に弱く、これを用いて電界効果トランジスタなどを製造
する場合、イオン注入及びアニールというような高温熱
処理のプロセスを経ると、成長結晶膜の劣化が生じ、2
次元電子ガスの移動度が低下するという問題が生じる。
に弱く、これを用いて電界効果トランジスタなどを製造
する場合、イオン注入及びアニールというような高温熱
処理のプロセスを経ると、成長結晶膜の劣化が生じ、2
次元電子ガスの移動度が低下するという問題が生じる。
問題点を解決するための手段
本発明は以上のような問題点を解決する新しい結晶成長
方法を提供するものである。逆へテロ構造を熱的に強く
する方法として成長基板温度を高める必要がある。イオ
ン注入後のアニールのプロセスを考えた場合、このプロ
セスによって劣化の生じ々い成長基板温度は630℃〜
700℃にする必要がある。しかし、前述したようにこ
のような高い基板温度では、N型のAlzGa1XAS
層にドープするべきSlが、GILAS層にまで混入す
ることは避けられない。そこで本発明では次のような方
法により逆へテロ接合を形成する。
方法を提供するものである。逆へテロ構造を熱的に強く
する方法として成長基板温度を高める必要がある。イオ
ン注入後のアニールのプロセスを考えた場合、このプロ
セスによって劣化の生じ々い成長基板温度は630℃〜
700℃にする必要がある。しかし、前述したようにこ
のような高い基板温度では、N型のAlzGa1XAS
層にドープするべきSlが、GILAS層にまで混入す
ることは避けられない。そこで本発明では次のような方
法により逆へテロ接合を形成する。
まず、N型A1zGaI X18層を形成し、つづいて
ノンドープのGaAs層を形成する。この時、GaAs
層にはSiが混入されている。この一旦成長したGaA
s層を高真空中で蒸発させ、N型ム1zGal X18
層を露出し、つづいてノンドープのAl−−yAsO薄
層及びノンドープGa18層を成長させる方法をとるの
である。
ノンドープのGaAs層を形成する。この時、GaAs
層にはSiが混入されている。この一旦成長したGaA
s層を高真空中で蒸発させ、N型ム1zGal X18
層を露出し、つづいてノンドープのAl−−yAsO薄
層及びノンドープGa18層を成長させる方法をとるの
である。
作用
Siが、GaAs層中に混入するのは、Siの表面偏析
現象が高い基板温度の場合に顕著になり、N型ム1zG
a、−XAs層にドープされるのが遅れるためであるが
、一旦格子位置に入ったSi原子が拡散によって動くこ
とは、表面偏析現象に比べると格段に少ない量であると
思われる。従って、高い基5べ一/ 板温度で一旦、N型ム1xGal xAs層上にノンド
ープGaAs層を成長させ、次に、GaAs層を蒸発に
より除去した場合に、露出したN型入1zGa1xAs
層の表面には動き易いSiは既に十分に少ない量となっ
ている。このような状況において、適当な基板成長温度
でノンドープム1yGal yAs層、ノンドープGa
As層を順次成長させると第2のGaAs層中にSiが
混入することは殆んどなくなる。従って、本発明の方法
によれば、ノンドープのGaAs層の純度は非常に改善
され、逆へテロ構造のへテロ界面にたまる2次元電子ガ
スの移動度が大幅に改善されることに々る。
現象が高い基板温度の場合に顕著になり、N型ム1zG
a、−XAs層にドープされるのが遅れるためであるが
、一旦格子位置に入ったSi原子が拡散によって動くこ
とは、表面偏析現象に比べると格段に少ない量であると
思われる。従って、高い基5べ一/ 板温度で一旦、N型ム1xGal xAs層上にノンド
ープGaAs層を成長させ、次に、GaAs層を蒸発に
より除去した場合に、露出したN型入1zGa1xAs
層の表面には動き易いSiは既に十分に少ない量となっ
ている。このような状況において、適当な基板成長温度
でノンドープム1yGal yAs層、ノンドープGa
As層を順次成長させると第2のGaAs層中にSiが
混入することは殆んどなくなる。従って、本発明の方法
によれば、ノンドープのGaAs層の純度は非常に改善
され、逆へテロ構造のへテロ界面にたまる2次元電子ガ
スの移動度が大幅に改善されることに々る。
実施例
第1図に沿って本発明の実施例を詳しく説明する。
第1図aにおいて1は半絶縁性GaAs基板であり、ま
ず基板温度650℃において、ノンドープGaAs層2
を約0.1μm1つづいてノンドープムl 、)3(r
a O,7ムS層3を約0.2.czll成長させた後
、Siを約1×1018/CIIII ドープしたN
型ム10.3G”0.7ムS6ヘー/ 層4を500人と、ノンドープGaAs層5 ’iz
500人成長させた。この時の成長膜中のSiの濃度分
布の測定結果を第2図aに示すが、Siが表面のノンド
ープGaAs層6に混入している様子がわかる。
ず基板温度650℃において、ノンドープGaAs層2
を約0.1μm1つづいてノンドープムl 、)3(r
a O,7ムS層3を約0.2.czll成長させた後
、Siを約1×1018/CIIII ドープしたN
型ム10.3G”0.7ムS6ヘー/ 層4を500人と、ノンドープGaAs層5 ’iz
500人成長させた。この時の成長膜中のSiの濃度分
布の測定結果を第2図aに示すが、Siが表面のノンド
ープGaAs層6に混入している様子がわかる。
次に、基板温度を650℃より720〜750℃に上昇
させ、Gaのビームを止めた状態におくと、表面のGa
As層5が蒸発し、N型ム10.5Ga0.7AS層4
が露出する。(第1図b)N型ムlO,3GNO,7A
S層4は露出するが蒸発はしない。しかる後、基板温度
を最初の630〜650℃にもどし、第1図Cに示すノ
ンドープム10.3Ga0.7AS層6を約100八と
ノンドープGaAs層7を約100o人成長する。この
時の成長膜中のSi分布を第2図すに示すが、表面の第
2のノンドープGaAs層7にSiは殆んど混入してい
ないことがわかる。このようにして形成した逆へテロ構
造の2次元電子ガスの移動度を測定したところ、高温で
成長したにもかかわらず、室温において60oO〜70
00C1lll/V−8,77Kにおいて105CII
11//v−8の値が7ノ・−7 得られた。
させ、Gaのビームを止めた状態におくと、表面のGa
As層5が蒸発し、N型ム10.5Ga0.7AS層4
が露出する。(第1図b)N型ムlO,3GNO,7A
S層4は露出するが蒸発はしない。しかる後、基板温度
を最初の630〜650℃にもどし、第1図Cに示すノ
ンドープム10.3Ga0.7AS層6を約100八と
ノンドープGaAs層7を約100o人成長する。この
時の成長膜中のSi分布を第2図すに示すが、表面の第
2のノンドープGaAs層7にSiは殆んど混入してい
ないことがわかる。このようにして形成した逆へテロ構
造の2次元電子ガスの移動度を測定したところ、高温で
成長したにもかかわらず、室温において60oO〜70
00C1lll/V−8,77Kにおいて105CII
11//v−8の値が7ノ・−7 得られた。
発明の効果
本発明によれば、電気的性質のすぐれた逆へテロ構造を
成長基板温度が650℃という従来に比べて高い温度で
成長でき、熱処理に対して安定な構造とすることが可能
となり、犬なる効果を得ることが可能となる。
成長基板温度が650℃という従来に比べて高い温度で
成長でき、熱処理に対して安定な構造とすることが可能
となり、犬なる効果を得ることが可能となる。
第1図は本発明の一実施例方法を説明するための工程断
面図、第2図は同実施例の工程における成長膜中のSi
の分布を示す特性図である01・・・・・・半絶縁性G
aAs基板、2・・・・・・ノンドープGaAs層、3
・・・・・・ノンドーブムIXGIL、 XAS層、4
・・・・・・N型ム1)(Ga1)CAs層、6・・・
・・・ノンドープGaAs層、6・・・・・・ノンドー
プム1zGal−2As層、7・・・・・・ノンドープ
GaAs層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名J−
−− q AIGrLAs4 4−−−〜At侃A5
面図、第2図は同実施例の工程における成長膜中のSi
の分布を示す特性図である01・・・・・・半絶縁性G
aAs基板、2・・・・・・ノンドープGaAs層、3
・・・・・・ノンドーブムIXGIL、 XAS層、4
・・・・・・N型ム1)(Ga1)CAs層、6・・・
・・・ノンドープGaAs層、6・・・・・・ノンドー
プム1zGal−2As層、7・・・・・・ノンドープ
GaAs層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名J−
−− q AIGrLAs4 4−−−〜At侃A5
Claims (1)
- 半導体基板上にN型Al_xGa_1_−_xAs層、
ノンドープAl_yGa_1_−_yAs層及びノンド
ープGaAs層を分子線エピタキシャル成長法により順
次形成する工程が、前記N型Al_xGa_1_−_x
As層形成する工程と、第1のノンドープGaAs層を
薄く形成する工程と、前記第1のノンドープGaAs層
を高真空中で高温に熱処理を行ない蒸発除去せしめる工
程と、ノンドープAl_yGa_1_−_yAs層を形
成する工程と、第2のノンドープGaAs層を形成する
工程を有してなる半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8641786A JPS62243316A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8641786A JPS62243316A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62243316A true JPS62243316A (ja) | 1987-10-23 |
Family
ID=13886301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8641786A Pending JPS62243316A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62243316A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05198600A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-08-06 | Hughes Aircraft Co | 反転変調ドープされたヘテロ構造の製造方法 |
-
1986
- 1986-04-15 JP JP8641786A patent/JPS62243316A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05198600A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-08-06 | Hughes Aircraft Co | 反転変調ドープされたヘテロ構造の製造方法 |
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