JPS63209121A - 3−5族化合物半導体多層薄膜の形成法 - Google Patents
3−5族化合物半導体多層薄膜の形成法Info
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- JPS63209121A JPS63209121A JP4199787A JP4199787A JPS63209121A JP S63209121 A JPS63209121 A JP S63209121A JP 4199787 A JP4199787 A JP 4199787A JP 4199787 A JP4199787 A JP 4199787A JP S63209121 A JPS63209121 A JP S63209121A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (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〕
この発明は、気相成長法(二よってl −V族化合物半
導体多層薄膜を形成する方法C1関するものである。
導体多層薄膜を形成する方法C1関するものである。
一般に、l−V族化合物半導体多層薄膜が、第1図に概
略説明図で示されるように、反応管1などからなるガス
流通反応帯域の第1領域1:、GaまたはIn17)第
1族元素(例えばGa )と、P、As、あるいはSb
の$V族元素(例えばAs)からなる原料2を容器3に
入れた状態で配置し、一方残りの同第2領域にはl−V
族化合物(例えばGa−As)の基体4を支持体5上に
置き、 両領域をそれぞれ所定の温度(例えば第1領域を730
℃、第2領域も730℃)に加熱した状態で、第1領域
に導入管8を通して第V族元素の塩化物(例えばAsC
j?3 ) Aを、He 、 Ar 、 N2などの不
活性ガス(例えばHe)またはH2含有の不活性ガス(
例えばHe)Bをキャリアガスとして導入して、第1族
元素の塩化物(例えば塩化ガリウム)ガスと第v族元素
ガス(例えば砒素ガス)を含有する反応生成ガスを形成
し、 この反応生成ガスを第2領域に導入すると同時に、第2
領域には導入管9を通して、反応ガスとしてH2ガスま
たは不活性ガスで希釈したI]2ガスCを導入して、基
体4の表面にl−v族化合物の高抵抗層(例えば平均層
厚:4pm程度のGa As層)を形成し、 引続いて、さらに第2領域に、同じく導入管9を通して
、S r H4、S i HzCl 2、H28、H2
Se、またはTaH2からなるドープガス(例えばH2
8) Bを上記反応ガスCと一緒に導入して、前記高抵
抗層の、上C:、N型電導を与えるSi、S、Se、あ
るいはTey>−らなるドープ物質を含有した璽−V族
化合物からなる異質の活性層(例えばSを約1017c
rIL−3の電子濃度でドープした平均層厚:O13p
m100Qa −−As層)を形成することからなる気
相成長法にて形成されることは良く知られるところであ
る。
略説明図で示されるように、反応管1などからなるガス
流通反応帯域の第1領域1:、GaまたはIn17)第
1族元素(例えばGa )と、P、As、あるいはSb
の$V族元素(例えばAs)からなる原料2を容器3に
入れた状態で配置し、一方残りの同第2領域にはl−V
族化合物(例えばGa−As)の基体4を支持体5上に
置き、 両領域をそれぞれ所定の温度(例えば第1領域を730
℃、第2領域も730℃)に加熱した状態で、第1領域
に導入管8を通して第V族元素の塩化物(例えばAsC
j?3 ) Aを、He 、 Ar 、 N2などの不
活性ガス(例えばHe)またはH2含有の不活性ガス(
例えばHe)Bをキャリアガスとして導入して、第1族
元素の塩化物(例えば塩化ガリウム)ガスと第v族元素
ガス(例えば砒素ガス)を含有する反応生成ガスを形成
し、 この反応生成ガスを第2領域に導入すると同時に、第2
領域には導入管9を通して、反応ガスとしてH2ガスま
たは不活性ガスで希釈したI]2ガスCを導入して、基
体4の表面にl−v族化合物の高抵抗層(例えば平均層
厚:4pm程度のGa As層)を形成し、 引続いて、さらに第2領域に、同じく導入管9を通して
、S r H4、S i HzCl 2、H28、H2
Se、またはTaH2からなるドープガス(例えばH2
8) Bを上記反応ガスCと一緒に導入して、前記高抵
抗層の、上C:、N型電導を与えるSi、S、Se、あ
るいはTey>−らなるドープ物質を含有した璽−V族
化合物からなる異質の活性層(例えばSを約1017c
rIL−3の電子濃度でドープした平均層厚:O13p
m100Qa −−As層)を形成することからなる気
相成長法にて形成されることは良く知られるところであ
る。
一方、l −V族化合物半導体多層薄膜(:おいては、
高抵抗層から活性層へは急峻なプロファイルで切替わり
、かつ活性層の電子濃度は平坦であることが望ましいと
される反面、電子濃度を10173−3から2桁下げる
のに平均層厚で0.2μm程度の遷移厚みの形成は不可
避であり、これより薄くすることは回器であるとされて
いた。
高抵抗層から活性層へは急峻なプロファイルで切替わり
、かつ活性層の電子濃度は平坦であることが望ましいと
される反面、電子濃度を10173−3から2桁下げる
のに平均層厚で0.2μm程度の遷移厚みの形成は不可
避であり、これより薄くすることは回器であるとされて
いた。
これに対して、近i、特開昭61−27622号公報に
見られるように、上記の遷移厚みを減少させる目的で、
高抵抗層の形成工程と活性層の形成工程の間で、第2領
域に導入管9を通して不活性ガスを導入するという方法
(以下従来法という)が行なわれている。
見られるように、上記の遷移厚みを減少させる目的で、
高抵抗層の形成工程と活性層の形成工程の間で、第2領
域に導入管9を通して不活性ガスを導入するという方法
(以下従来法という)が行なわれている。
しかし、上記の従来法では、ガス流通反応帯域中のドー
プ物質の濃度が、活性層形成時の初期において低く、そ
の後だんだん高くなり、ある値に定常化するまで、所定
の遷移時間を必要とすることから、活性層における電子
濃度は成長初期において低く、その後だんだん高くなり
、このように嘆厚方向に電子濃度勾配をもつようになり
、平坦な電子濃度とすることはできないものであろう〔
問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点から、1−V
族化合物半導体多層薄膜における活性層の電子濃度を平
坦にすべく研究を行なった結果、上記の気相成長法によ
るI−V族化合物半導体多層薄膜の形成に際して、 所定厚の高抵抗層形成後I:、 いままで$2領域から導入されていたH2ガス、または
不活性ガス希釈のH2ガス(この場合の不活性ガスには
希釈度によって高抵抗層の析出成長速度を制御する作用
がある)からなる反応ガスを、不活性ガス、またはH2
含有の不活性ガス(この場合のH2には、キャリアガス
におけるH2t1ス含有におけると同様に反応帯域を反
応の行なわれない期間も非酸化性状態に保持する作用が
ある)からなる反応停止ガスに変換して所定時間導入し
、ついで、上記の反応停止ガスの導入を続けながら、さ
らにドープガスを、第2領域C;、ドープ物質の濃度が
第2領域において定常化するまで導入した後で、 通常の条件で、すなわち上記停止ガスを上記反応ガスに
変換して活性層を形成すると、この結果の活性層におい
ては、模厚方向の電子濃度勾配がなく、電子濃度が平坦
(二なるという知見を得たのである。
プ物質の濃度が、活性層形成時の初期において低く、そ
の後だんだん高くなり、ある値に定常化するまで、所定
の遷移時間を必要とすることから、活性層における電子
濃度は成長初期において低く、その後だんだん高くなり
、このように嘆厚方向に電子濃度勾配をもつようになり
、平坦な電子濃度とすることはできないものであろう〔
問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点から、1−V
族化合物半導体多層薄膜における活性層の電子濃度を平
坦にすべく研究を行なった結果、上記の気相成長法によ
るI−V族化合物半導体多層薄膜の形成に際して、 所定厚の高抵抗層形成後I:、 いままで$2領域から導入されていたH2ガス、または
不活性ガス希釈のH2ガス(この場合の不活性ガスには
希釈度によって高抵抗層の析出成長速度を制御する作用
がある)からなる反応ガスを、不活性ガス、またはH2
含有の不活性ガス(この場合のH2には、キャリアガス
におけるH2t1ス含有におけると同様に反応帯域を反
応の行なわれない期間も非酸化性状態に保持する作用が
ある)からなる反応停止ガスに変換して所定時間導入し
、ついで、上記の反応停止ガスの導入を続けながら、さ
らにドープガスを、第2領域C;、ドープ物質の濃度が
第2領域において定常化するまで導入した後で、 通常の条件で、すなわち上記停止ガスを上記反応ガスに
変換して活性層を形成すると、この結果の活性層におい
ては、模厚方向の電子濃度勾配がなく、電子濃度が平坦
(二なるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 ガス流通反応帯域の第1領域に、GaまたはInの第1
族元素と、P、As、あるいはSbの第V族元素からな
る原料を配置し、残りの同第2領域には■−■族化合物
の基体を置き、 両領域をそれぞれ所定の温度に加熱した状態で、第1領
域に第V族元素の塩化物を、不活性ガスまたは水素含有
の不活性ガスをキャリアガスとして導入して、第1族元
素の塩化物を第V族元素を生成させ、 この反応生成ガスを第2領域に導入すると同時に、第2
領域には反応ガスとして水素ガスまたは不活性ガスで希
釈した水素ガスを導入して、基体の表面にl−V族化合
物の高抵抗層を形成し、所定厚の高抵抗層形成後、さら
に$2領域に、SiH4,5iH2(J2. H2S
、 H2Se 、またはTaH2からなるドープガスを
導入して、前記高抵抗層の上C;、Si。
て、 ガス流通反応帯域の第1領域に、GaまたはInの第1
族元素と、P、As、あるいはSbの第V族元素からな
る原料を配置し、残りの同第2領域には■−■族化合物
の基体を置き、 両領域をそれぞれ所定の温度に加熱した状態で、第1領
域に第V族元素の塩化物を、不活性ガスまたは水素含有
の不活性ガスをキャリアガスとして導入して、第1族元
素の塩化物を第V族元素を生成させ、 この反応生成ガスを第2領域に導入すると同時に、第2
領域には反応ガスとして水素ガスまたは不活性ガスで希
釈した水素ガスを導入して、基体の表面にl−V族化合
物の高抵抗層を形成し、所定厚の高抵抗層形成後、さら
に$2領域に、SiH4,5iH2(J2. H2S
、 H2Se 、またはTaH2からなるドープガスを
導入して、前記高抵抗層の上C;、Si。
3 、 Se 、あるいはTeからなるドープ物質を含
有した璽−■族化合物からなる異質の活性層を形成する
、1−V族化合物半導体多層薄膜の形成法において、上
記の高抵抗層形成工程と上記の活性層形成工程の間に、 fal 第2領域Cユ導入される上記の水素ガスまた
は不活性ガス希釈の水素ガスからなる反応ガスを、不活
性ガスまたは水素含有の不活性ガス(この場合水素の含
有割合は前記不活性ガス希釈の水素ガスより相対的(二
低い)からなる反応停止ガスに代えて、所定時間導入す
る工程、 +b) 上記の反応停止ガスとドープガスとを、上記
(aJ工程に続いて、第2領域に、ドープ物質の濃度が
$2領域において定常化するまで導入する工程、 以上1a)およびfbl工程を付加することによって、
I−V族化合物半導体多層薄膜における活性薄模の電子
濃度を平坦化することに特徴を有するものである。
有した璽−■族化合物からなる異質の活性層を形成する
、1−V族化合物半導体多層薄膜の形成法において、上
記の高抵抗層形成工程と上記の活性層形成工程の間に、 fal 第2領域Cユ導入される上記の水素ガスまた
は不活性ガス希釈の水素ガスからなる反応ガスを、不活
性ガスまたは水素含有の不活性ガス(この場合水素の含
有割合は前記不活性ガス希釈の水素ガスより相対的(二
低い)からなる反応停止ガスに代えて、所定時間導入す
る工程、 +b) 上記の反応停止ガスとドープガスとを、上記
(aJ工程に続いて、第2領域に、ドープ物質の濃度が
$2領域において定常化するまで導入する工程、 以上1a)およびfbl工程を付加することによって、
I−V族化合物半導体多層薄膜における活性薄模の電子
濃度を平坦化することに特徴を有するものである。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
る。
第1図において、ガス流通反応帯域を構成する石英ガラ
ス製反応管1の第1領域に、Ga−As原料2を容器3
に入れた状態で配置し、同第2領域には支持台5上に乗
せた状態で板状Ga−As基板4を配置し、′@1およ
び第2領域を730℃に加熱した状態で、第1領域に、
H2を1容着%含有するHeガスからなるキャリアガス
Bを300rM/分の流黴で温度:17.8℃に調節し
たAsCA3 (Alの液中にバブリングしてから導入
管8を通して導入し続けながら、oaczガスとAS4
ガスからなる反応生成ガスを形成し、一方切替弁6によ
r)H2ガスからなる反応ガスCのみを導入管9を通し
て第2領域(二60分間導入して、基体4の表面にGa
−Asの高抵抗層を析出成長させた後、切換弁6により
反応ガスCを、H2を1客用%含有のHeガスからなる
反応停止ガスDに代えて導入し、この反応停止ガスを3
分間導入した後で、切替弁7によりH2S:15opp
mを含有するHeガスからなるドープガスEを、前記反
応停止ガスと一緒(1第2領域に導入し、ドープガスの
導入開始から3分間経過後に、切替弁6c二より反応停
止ガスを、再び反応ガスに代え、反応ガスとドープガス
とをH2S濃度が2.OX I Q−7モル比となるよ
うに第2領域に導入して、上記高抵抗層の上にSをドー
プしたGa−Asからなる活性層を析出成長させ、これ
を3分間行なった後で、キャリアガスBによるAsCl
2因の第1領域への導入を停止し、第1領域へはキャリ
アガスBのみを導入して活性層の析出成長を停止させる
ことによって本発明法を実施した。
ス製反応管1の第1領域に、Ga−As原料2を容器3
に入れた状態で配置し、同第2領域には支持台5上に乗
せた状態で板状Ga−As基板4を配置し、′@1およ
び第2領域を730℃に加熱した状態で、第1領域に、
H2を1容着%含有するHeガスからなるキャリアガス
Bを300rM/分の流黴で温度:17.8℃に調節し
たAsCA3 (Alの液中にバブリングしてから導入
管8を通して導入し続けながら、oaczガスとAS4
ガスからなる反応生成ガスを形成し、一方切替弁6によ
r)H2ガスからなる反応ガスCのみを導入管9を通し
て第2領域(二60分間導入して、基体4の表面にGa
−Asの高抵抗層を析出成長させた後、切換弁6により
反応ガスCを、H2を1客用%含有のHeガスからなる
反応停止ガスDに代えて導入し、この反応停止ガスを3
分間導入した後で、切替弁7によりH2S:15opp
mを含有するHeガスからなるドープガスEを、前記反
応停止ガスと一緒(1第2領域に導入し、ドープガスの
導入開始から3分間経過後に、切替弁6c二より反応停
止ガスを、再び反応ガスに代え、反応ガスとドープガス
とをH2S濃度が2.OX I Q−7モル比となるよ
うに第2領域に導入して、上記高抵抗層の上にSをドー
プしたGa−Asからなる活性層を析出成長させ、これ
を3分間行なった後で、キャリアガスBによるAsCl
2因の第1領域への導入を停止し、第1領域へはキャリ
アガスBのみを導入して活性層の析出成長を停止させる
ことによって本発明法を実施した。
この結果、Ga−Asよりなる基体4上に、平均層厚:
5pmを有し、カッg(子濃度がI X 10 ”cu
t−3のQa −As高抵抗層と、平均層厚:0.22
μmを有し、かつ電子濃度が1.5X10 cm
のGa−As活性層からなるGa−As多層薄11i(
以下、本発明多層薄膜という)が形成された。
5pmを有し、カッg(子濃度がI X 10 ”cu
t−3のQa −As高抵抗層と、平均層厚:0.22
μmを有し、かつ電子濃度が1.5X10 cm
のGa−As活性層からなるGa−As多層薄11i(
以下、本発明多層薄膜という)が形成された。
また、比較の目的で、反応停止ガスとドープガスの1!
2領域への3分間導入を行なわない以外は、上記の本発
明法と同一の条件で従来法を行ない、Ga As多層
薄膜(以下、従来多層薄膜という)を形成した。
2領域への3分間導入を行なわない以外は、上記の本発
明法と同一の条件で従来法を行ない、Ga As多層
薄膜(以下、従来多層薄膜という)を形成した。
この結果得られた本発明多層薄膜と従来多層薄膜の深さ
方向の電子濃度プロファイルを測定し、第2図に示した
。
方向の電子濃度プロファイルを測定し、第2図に示した
。
[発明の効果]
@2図に示されるように、本発明多層薄膜では、活性薄
膜の電子濃度が平坦であるのに対して、従来多層薄膜の
活性薄膜には、成長初期で小さく、その後だんだん大き
くなる電子濃度勾配があり、平坦でないことが明らかで
ある。
膜の電子濃度が平坦であるのに対して、従来多層薄膜の
活性薄膜には、成長初期で小さく、その後だんだん大き
くなる電子濃度勾配があり、平坦でないことが明らかで
ある。
上述のように、この発明の方法によれば、電子濃度勾配
が平坦な、かつ高抵抗層から活性層への切替わりが急峻
なプロファイルで行なわれるI −vl化合物半導体多
層薄膜を形成することができるのである。
が平坦な、かつ高抵抗層から活性層への切替わりが急峻
なプロファイルで行なわれるI −vl化合物半導体多
層薄膜を形成することができるのである。
第1図はH−v族化合物半導体多層薄膜の形成装置を示
す概略説明図、第2図は薄膜の電子濃度プロファイルを
示す曲線図である。 1・・・反応管、 2・・・原料。 3・・・容器、 4・・・基体。 5・・・支持台、6,7・・・切換弁。 8.9・・・導入管、 人・・・@V族元素の塩化
物。 B・・・キャリアガス、 C・・・反応ガス。 D・・・反応停止ガス、 E・・・ドープガス。
す概略説明図、第2図は薄膜の電子濃度プロファイルを
示す曲線図である。 1・・・反応管、 2・・・原料。 3・・・容器、 4・・・基体。 5・・・支持台、6,7・・・切換弁。 8.9・・・導入管、 人・・・@V族元素の塩化
物。 B・・・キャリアガス、 C・・・反応ガス。 D・・・反応停止ガス、 E・・・ドープガス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ガス流通反応帯域の第1領域に、GaまたはInの第1
族元素と、P、As、あるいはSbの第V族元素からな
る原料を配置し、残りの同第2領域にはII−V族化合物
の基体を置き、 両領域をそれぞれ所定の温度に加熱した状態で、第1領
域に第V族元素の塩化物を、不活性ガスまたは水素含有
の不活性ガスをキャリアガスとして導入して、第II族元
素の塩化物と第V族元素を生成させ、 この反応生成ガスを第2領域に導入すると同時に、第2
領域には反応ガスとして水素ガスまたは不活性ガスで希
釈した水素ガスを導入して、基体の表面にII−V族化合
物の高抵抗層を形成し、所定厚の高抵抗層の形成後、さ
らに第2領域に、SiH_4、SiH_2Cl_2、H
_2S、H_2Se、またはTeH_2からなるドープ
ガスを導入して、前記高抵抗層の上に、Si、S、Se
、あるいはTeからなるドープ物質を含有したII−V族
化合物からなる異質の活性層を形成する、II−V族化合
物半導体多層薄膜の形成法において、 上記の高抵抗層形成工程と上記の活性層形成工程の間に
、 (a)第2領域に導入される上記の水素ガスまたは不活
性ガス希釈の水素ガスからなる反応ガスを、不活性ガス
または水素含有の不活性ガス(この場合水素の含有割合
は前記不活性ガス希釈の水素ガスより相対的に低い)か
らなる反応停止ガスに代えて、所定時間導入する工程、 (b)上記の反応停止ガスとドープガスとを、上記(a
)工程に続いて、第2領域に、ドープ物質の濃度が第2
領域において定常化するまで導入する工程、 以上(a)および(b)工程を付加したことを特徴とす
る活性層が平坦な電子濃度を有するII−V族化合物半導
体多層薄膜の形成法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4199787A JPS63209121A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 3−5族化合物半導体多層薄膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4199787A JPS63209121A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 3−5族化合物半導体多層薄膜の形成法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63209121A true JPS63209121A (ja) | 1988-08-30 |
Family
ID=12623841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4199787A Pending JPS63209121A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 3−5族化合物半導体多層薄膜の形成法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63209121A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5468678A (en) * | 1991-11-08 | 1995-11-21 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Method of manufacturing P-type compound semiconductor |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP4199787A patent/JPS63209121A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5468678A (en) * | 1991-11-08 | 1995-11-21 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Method of manufacturing P-type compound semiconductor |
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