JPS63122116A - 変調ド−ピング超格子構造の製造方法 - Google Patents
変調ド−ピング超格子構造の製造方法Info
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- JPS63122116A JPS63122116A JP26815286A JP26815286A JPS63122116A JP S63122116 A JPS63122116 A JP S63122116A JP 26815286 A JP26815286 A JP 26815286A JP 26815286 A JP26815286 A JP 26815286A JP S63122116 A JPS63122116 A JP S63122116A
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- doped
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Ｐ型とｎ型の変調ドーピング超格子構造の製
造方法に関する。
造方法に関する。
変調ドーピング超格子構造は、１９７０年ＺＳａｋｉら
によりて提案され、１９７８年Ｄｉｎｇ１ｅらによって
、ＧａＡ３／ＡｔＸＧａ １−ＸＡ５ｔ系でそれが実現
された。その後、多くの報告があるが、Ｓ ｉ ／ Ｇ
ｅＪ Ｘ ３１１−Ｘ ｆＡなどでも２次元電子ガス
、２次元ホールガスの存在が確認されている。
によりて提案され、１９７８年Ｄｉｎｇ１ｅらによって
、ＧａＡ３／ＡｔＸＧａ １−ＸＡ５ｔ系でそれが実現
された。その後、多くの報告があるが、Ｓ ｉ ／ Ｇ
ｅＪ Ｘ ３１１−Ｘ ｆＡなどでも２次元電子ガス
、２次元ホールガスの存在が確認されている。
しかし、変調ドーピングは、結晶成長時、すなわち超格
子構造作成中に限り行なうことが可能であるために、同
一基板上へＰ型とｎ型の変調ドーピングを行うためには
、少なくとも２回の結晶成長工程が必要とされる。Ａ
Ｌ ｘ Ｇ ａ １−Ｘ Ａ ａ系ではホールの移動度
が小さいため、Ｐ型変調ドーピングはあまり注目されて
−ないが、８ｌ−Ｇｅ系など、電子とホールの移動度が
どちらもある程度大きい材料では、変調ドーピング超格
子構造に、Ｐｆｉもｎ型も利用価値が大きい、すなわち
相補型の変調ドーピング超格子トランジスタによる高速
で低消費電力動作する集積回路が可能となる。しかし２
回にわたる超格子構造の形成は相補型のトランジスタの
形成を困難にするばかりでなく、スループットが小さい
超格子構造形成に大きな負担となる。本発明はこのよう
な問題点を解決するもので、その目的とするところは、
Ｐ型とｎ型の変調ドーピング超格子構造を１回の超格子
構造形成工程で行う方法を提供するところにある。
子構造作成中に限り行なうことが可能であるために、同
一基板上へＰ型とｎ型の変調ドーピングを行うためには
、少なくとも２回の結晶成長工程が必要とされる。Ａ
Ｌ ｘ Ｇ ａ １−Ｘ Ａ ａ系ではホールの移動度
が小さいため、Ｐ型変調ドーピングはあまり注目されて
−ないが、８ｌ−Ｇｅ系など、電子とホールの移動度が
どちらもある程度大きい材料では、変調ドーピング超格
子構造に、Ｐｆｉもｎ型も利用価値が大きい、すなわち
相補型の変調ドーピング超格子トランジスタによる高速
で低消費電力動作する集積回路が可能となる。しかし２
回にわたる超格子構造の形成は相補型のトランジスタの
形成を困難にするばかりでなく、スループットが小さい
超格子構造形成に大きな負担となる。本発明はこのよう
な問題点を解決するもので、その目的とするところは、
Ｐ型とｎ型の変調ドーピング超格子構造を１回の超格子
構造形成工程で行う方法を提供するところにある。
本発明の変調ドーピング超格子構造の製造方法はＰ型と
ｎ型の２種類の入射方向が異なる不純物源と、少なくと
も２種類の原材料源を備えたＭＢＥ装置に於いて、立体
的に加工された基板を用いて、Ｐ型に変調ドープされた
超格子構造の部分と、ｎ型に変調ドープされた超格子構
造の部分を１回の超格子構造形成工程で作成する。すな
わち、分子線の直進性を利用することによりＰ型とｎ型
の不純物を同時に高真空チャンバー中に導入しても各々
の不純物が同時にとりこまれてしまわない機に、２個の
不純物導入口の位置を離し、２種類の分子線が同時に入
射しない形状に基板を加工を施すことによる。
ｎ型の２種類の入射方向が異なる不純物源と、少なくと
も２種類の原材料源を備えたＭＢＥ装置に於いて、立体
的に加工された基板を用いて、Ｐ型に変調ドープされた
超格子構造の部分と、ｎ型に変調ドープされた超格子構
造の部分を１回の超格子構造形成工程で作成する。すな
わち、分子線の直進性を利用することによりＰ型とｎ型
の不純物を同時に高真空チャンバー中に導入しても各々
の不純物が同時にとりこまれてしまわない機に、２個の
不純物導入口の位置を離し、２種類の分子線が同時に入
射しない形状に基板を加工を施すことによる。
以下、本発明について実施例に基づいて詳細に説明する
。第１図は本発明の変調ドーピング超格子構造の製造方
法を実施するためのＭＢＫ装置の概略図である。高真空
排気系１分析装置、ウェハ導入系等の部分は省略しであ
る。また、実施例では５ｉ−Ｇｅ系のガスソースのＭＢ
Ｆｉについて説明するが、ＡｔｘＧａｉ−ｘＡａ系や蒸
発セル等を用いた固体ソースのＭＢＫ、さらには、各セ
ルにイオン化装置や、Ｊ、 Ｏ’、 Ｂｅａｎ らに
よる（Ｊ。
。第１図は本発明の変調ドーピング超格子構造の製造方
法を実施するためのＭＢＫ装置の概略図である。高真空
排気系１分析装置、ウェハ導入系等の部分は省略しであ
る。また、実施例では５ｉ−Ｇｅ系のガスソースのＭＢ
Ｆｉについて説明するが、ＡｔｘＧａｉ−ｘＡａ系や蒸
発セル等を用いた固体ソースのＭＢＫ、さらには、各セ
ルにイオン化装置や、Ｊ、 Ｏ’、 Ｂｅａｎ らに
よる（Ｊ。
ｖａｃ Ｓｏｃ Ｔｅｃｈ ２０ １５７ １９
８２）のような中性粒子トラップを用いたイオンソース
な用いても、本発明の製造方法が利用できることは明ら
かである。１はＰ型ドーパントの導入口、２はＳｉＨ４
等のシリコン原料導入口、３はＧ ｅ Ｈ４等のゲルマ
ニウム原料導入口、４はｎ型ドーパントの導入口である
。これらの原料ガスを必要に応じて５，６，７．８の各
熱分解室で加熱しｔ奄、９．１０，１１，１２の各ガス
吹出し口から高真空チャンバー１６に導入するようにな
っている。
８２）のような中性粒子トラップを用いたイオンソース
な用いても、本発明の製造方法が利用できることは明ら
かである。１はＰ型ドーパントの導入口、２はＳｉＨ４
等のシリコン原料導入口、３はＧ ｅ Ｈ４等のゲルマ
ニウム原料導入口、４はｎ型ドーパントの導入口である
。これらの原料ガスを必要に応じて５，６，７．８の各
熱分解室で加熱しｔ奄、９．１０，１１，１２の各ガス
吹出し口から高真空チャンバー１６に導入するようにな
っている。
１３はシリコン基板、１４はサセプタであり、１５は排
気口で高真空排気系に接続されている。
気口で高真空排気系に接続されている。
特に注意すべきことは、Ｐ型ドーパント吹出し口とｎ型
ドーパント吹出口がシリコン基板に対して、別方向に設
けられている点である０次にこの装置を用いて変調ドー
ピング超格子構造を作成する方法について説明する。
ドーパント吹出口がシリコン基板に対して、別方向に設
けられている点である０次にこの装置を用いて変調ドー
ピング超格子構造を作成する方法について説明する。
第２図は立体的に加工されたシリコン基板上にＰ型とｎ
型の変調ドーピング超格子構造を形成する方法を簡単に
説明するためのものである。２１はＭＢＫ装置中に於け
るＰ型ドーパントの入射方向を示すもので、２２はシリ
コン及びゲルマニウム、２３はｎ型ドーパントそれぞれ
の入射方向を示している。２７は井戸型あるいはストラ
イプ状に加工されたシリフン基板断面図である。Ｓｉ／
Ｇ ｅ ｘ Ｓ ｉ ｌ−ｘ系の変調ドーピング超格子
構造では、Ｇ ｅ ｘ Ｓ ｉ Ｌ−ｘ層あるいはＳｉ
層中にドーパントを導入し、２次元電子ガス及び２次元
ホールガスを形成する。ノンドープ８１層の成長時には
、２２の方向からシリコンのみを供給する。Ｇｅ、 ｓ
１ｌ−ｘＦＩＪの成長も２２の方向から、シリコン層
形成時にｎ型ドーピングを行なうが、２２の方向からシ
リコンを供給しなか、ら、２１の方向からＰ型ドーパン
トを供給し、シリコンとゲルマニウムを供給しなから２
３の方向からｎｇドーパントをチャンバー内に導入する
。このとき、２４の部分には、Ｐ型とｎ型の不純物が同
時にとりこまれるが、２５の部分はｎ型不純物が入射し
ないためにＰ型にドーピングされ、２６０部分はＰ型不
純物が入射しないため、ｎ型にドーピングされる。
型の変調ドーピング超格子構造を形成する方法を簡単に
説明するためのものである。２１はＭＢＫ装置中に於け
るＰ型ドーパントの入射方向を示すもので、２２はシリ
コン及びゲルマニウム、２３はｎ型ドーパントそれぞれ
の入射方向を示している。２７は井戸型あるいはストラ
イプ状に加工されたシリフン基板断面図である。Ｓｉ／
Ｇ ｅ ｘ Ｓ ｉ ｌ−ｘ系の変調ドーピング超格子
構造では、Ｇ ｅ ｘ Ｓ ｉ Ｌ−ｘ層あるいはＳｉ
層中にドーパントを導入し、２次元電子ガス及び２次元
ホールガスを形成する。ノンドープ８１層の成長時には
、２２の方向からシリコンのみを供給する。Ｇｅ、 ｓ
１ｌ−ｘＦＩＪの成長も２２の方向から、シリコン層
形成時にｎ型ドーピングを行なうが、２２の方向からシ
リコンを供給しなか、ら、２１の方向からＰ型ドーパン
トを供給し、シリコンとゲルマニウムを供給しなから２
３の方向からｎｇドーパントをチャンバー内に導入する
。このとき、２４の部分には、Ｐ型とｎ型の不純物が同
時にとりこまれるが、２５の部分はｎ型不純物が入射し
ないためにＰ型にドーピングされ、２６０部分はＰ型不
純物が入射しないため、ｎ型にドーピングされる。
従って、通常の変調ドーピング超格子構造を形成する１
回の工程で、Ｐ、ｎ両タイ、プの変調ドーピング超格子
構造を形成することが可能となる。各々のドーピング量
の制御も独立に行うことも可能である。
回の工程で、Ｐ、ｎ両タイ、プの変調ドーピング超格子
構造を形成することが可能となる。各々のドーピング量
の制御も独立に行うことも可能である。
第３図は基板に傾きをつけることにより、第２図と同様
な効果を得るための基板の加工例であるがこの他にも種
々の加工方法が考えられるのは明らかである。
な効果を得るための基板の加工例であるがこの他にも種
々の加工方法が考えられるのは明らかである。
第４図は変調ドーピング超格子構造を形成するときのシ
リコン、ゲルマニウム、Ｐ９ドーパント、ｎ型ドーパン
トのそれぞれの分子ａｍの時間的変化を模式的に描いた
ものである。
リコン、ゲルマニウム、Ｐ９ドーパント、ｎ型ドーパン
トのそれぞれの分子ａｍの時間的変化を模式的に描いた
ものである。
以上述べたように本発明によれば、Ｐ型とｎ型の２種類
の入射方向が異なる不純物源と少なくとも２種類の原料
源を備えたＭＢＫ装置に於いて、立体的に加工された基
板に対してＰ型とｎ型の変調ドーピングを同時に行うこ
とができることによりて、２次元電子ガスと２次元ホー
ルガスな利用した相補型トランジスタを製造するために
必要なＰ型とｎ型の変調ドーピング超格子構造を１回の
止り＋４− ニー ｈ← ｄ５ 〒 μｍ−Ａ ユ；（
！ −ト ’１ ψ Ｌ ＾；−嘔志 −出ηも！
ニー格子構造作成中でしか不純物のドーピングが行なえ
ない。従って、Ｐ型とｎ型の変調ドーピングが同時にで
きることは相補型のトランジスタを作成するためには本
発明の方法は、必要条件ともいえる。
の入射方向が異なる不純物源と少なくとも２種類の原料
源を備えたＭＢＫ装置に於いて、立体的に加工された基
板に対してＰ型とｎ型の変調ドーピングを同時に行うこ
とができることによりて、２次元電子ガスと２次元ホー
ルガスな利用した相補型トランジスタを製造するために
必要なＰ型とｎ型の変調ドーピング超格子構造を１回の
止り＋４− ニー ｈ← ｄ５ 〒 μｍ−Ａ ユ；（
！ −ト ’１ ψ Ｌ ＾；−嘔志 −出ηも！
ニー格子構造作成中でしか不純物のドーピングが行なえ
ない。従って、Ｐ型とｎ型の変調ドーピングが同時にで
きることは相補型のトランジスタを作成するためには本
発明の方法は、必要条件ともいえる。
第１図は本発明の変調ドーピング超格子を製造するため
に必要なＭＢＥ装置の概略図。 第２図は本発明の製造方法による変調ドーピングされた
シリコン基板断面図。 第３図は、本発明による変調ドーピング超格子構造製造
用のシリコン基板の断面図。 第４図は、変調ドーピング超格子構造製造中の各々の分
子線量の時間変化を模式的に描いた図である。 以 上 出聞人 セイコーエプソン株第４１２÷Ｋｋｉ７１７
ＪｌｒＨζ−一五、１シニーーノ７＋ｕ−ノ”ａ／％−
−（−／ｊ−％−ζ：”ｄ＠／Ｑ＋＋ＩＴＧｒＪ構造の
作成はスループットが非常に悪いうえに超代理人 弁理
士最上筋（他１名） 第３図
に必要なＭＢＥ装置の概略図。 第２図は本発明の製造方法による変調ドーピングされた
シリコン基板断面図。 第３図は、本発明による変調ドーピング超格子構造製造
用のシリコン基板の断面図。 第４図は、変調ドーピング超格子構造製造中の各々の分
子線量の時間変化を模式的に描いた図である。 以 上 出聞人 セイコーエプソン株第４１２÷Ｋｋｉ７１７
ＪｌｒＨζ−一五、１シニーーノ７＋ｕ−ノ”ａ／％−
−（−／ｊ−％−ζ：”ｄ＠／Ｑ＋＋ＩＴＧｒＪ構造の
作成はスループットが非常に悪いうえに超代理人 弁理
士最上筋（他１名） 第３図
Claims (1)
- Ｐ型とｎ型の２種類の入射方向が異なる不純物源と、少
なくとも２種類の原料源を備えたＭＢＥ装置に於いて、
立体的に加工された基板を利用してＰ型の部分とｎ型の
部分を同時に形成することを特徴とする変調ドーピング
超格子構造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26815286A JPS63122116A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 変調ド−ピング超格子構造の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26815286A JPS63122116A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 変調ド−ピング超格子構造の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63122116A true JPS63122116A (ja) | 1988-05-26 |
Family
ID=17454615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26815286A Pending JPS63122116A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 変調ド−ピング超格子構造の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63122116A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0375294A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-03-29 | Nec Corp | シリコンゲルマニウム混晶の分子線エピタキシャル成長方法 |
| US6165582A (en) * | 1992-11-19 | 2000-12-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Magnetic recording medium |
-
1986
- 1986-11-11 JP JP26815286A patent/JPS63122116A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0375294A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-03-29 | Nec Corp | シリコンゲルマニウム混晶の分子線エピタキシャル成長方法 |
| US6165582A (en) * | 1992-11-19 | 2000-12-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Magnetic recording medium |
| US6194047B1 (en) | 1992-11-19 | 2001-02-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Magnetic recording medium |
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