TW564542B - 3-5 group compound semiconductor and semiconductor device - Google Patents

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Masahiko Hata
Hiroyuki Sazawa
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Sumitomo Chemical Co
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Description

564542 Α7 Β7 五、發明説明（1) 發明背景 (1) 發明範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於第3-5族化合物半導體及半導體裝置。更 特別地，其係關於第3 - 5族化合物半導體，其具有取向附生 生長晶體層結構，適用於構成具ρ η接面的元件列，及係關 於半導體裝置。 (2) 相關技術之描述 近年來，在各式各樣含有半導體ρη接面層的高速電子 元件或光學元件範圍中，試圖要發展出包含單一傳導底質 和許多元件成整體地位於其上的高密度積體元件列。但在 希望使各式各樣元件於單一底質上（特別是在傳導底質上）高 密度整體化的同時，有著積體元件之間漏電提高和元件彼 此之間干擾增加的問題。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 已提出用以抑制造成此干擾之元件漏電的方式，例如 ，在半隔絕底質上形成各元件，形成溝槽深度到達半隔絕 底質的分隔元件，以使各元件之間電力隔絕，一個方法中 ，半隔絕取向附生層形成於傳導底質上，之後在半絕緣取 向附生層上形成裝置層，形成溝槽深度到達半絕緣取向附 生層的分隔元件，以達到各元件之間的電力隔絕效果。 就設計觀點，前述的兩個方法（特別是後者）有其優點， 這是是因爲其與底質傳導類型有關的自由度高之故。此外 ，用以增進此元件列作爲ρη接面二極體的可靠性，一個含 有η ρ η接面的雙極電晶體或含有ρ η ρ η接面的半導體聞流管 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -4- 564542 A7 _B7 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ’使用結晶度®、錯置密度低的底質特別有效。許多情況 中，藉添加雜質元素而損及傳導性，以得到低錯置密度。 據此，第二個方法中，使用傳導底質並施用半絕緣取向附 生層以隔絕元素，此爲較有潛力者。 類似地，使各式各樣半導體元件高密度整體化而製得 的其他半導體裝置也會發生各半導體元件之間的干擾問題 。隨著元件密度增高和元件距離變小，防止元件內部干擾 問題的方法變得更爲重要。 用以隔絕元件之間的半隔絕取向附生層形成於底質上 時，使用未施用摻雜物來源便生長之所謂未經摻雜的取向 附生層。但即使未經摻雜的取向附生層形成用於此目的， 也難藉此形成實際上電絕緣性質足夠的層，在許多情況中 ，半導體元件之間的漏電無法被有效抑制。因此，製備如 :pn接面二極體列時，npn雙極電晶體列或pnpn半導體閘 流管列’即使當未摻雜的取向附生層形成於傳導底質上以 抑制元件漏電，亦總是無法獲致令人滿意的結果，難製得 在足夠獨立條件下操作的二極體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明槪述 本發明的目的是要提出一種第3-5族化合物半導體、半 導體裝置和元件列，其中，在各式各樣半導體元件以高密 度形成於底質上時，元件之間的漏電發展得以被有效抑制 〇 本發明的另一目的是要提出第3-5族化合物半導體、半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公酱) 564542 A7 B7 五、發明説明（3) 導體裝置和元件列，以便製備內部漏電發展受到充分抑制 且元件高密度整體化的列。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 欲解決前述問題，根據本發明，提出一種第3-5族化合 物半導體，其包含傳導底質和化合物半導體裝置層（藉由在 該傳導底質上取向附生形成），其結構包含絕緣層（pn層合 結構層，具有由p_型傳導層和η-型傳導層組成的pn接面） 介於底質和裝置層之間。此半導體結構亦可包含摻有氧的 AlGaAs層（用以代替pn層合結構層或額外者），其作爲高電 阻層。 此外，根據本發明，提出一種半導體元件列，其包含 傳導底質和一對異型裝置層（含有由第3-5族化合物半導體 形成於該傳導底質上之pn接面），其結構中，介於該裝置層 和該傳導底質之間的異阻擋層的傳導類型與緊鄰該異阻擋 層並含有pn接面介面的活性層部分（此部分與該異阻擋層接 觸）之傳導類型相同，藉此，價帶中發展出組成差異造成的 帶不連續性，藉此抑制流動於裝置層和傳導性底質之間的 電流。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之申請專利範圍第1項的特徵，提出一種 第3-5族化合物半導體，其包含傳導底質和藉取向附生生長 於該傳導底質上形成的第3-5族化合物半導體裝置層，其包 含介於該傳導底質和該裝置層之間的pn層合結構層，此層 具有至少一個pn接面包含具p-型傳導性的p-型層及n-型傳 導性的η-型層。 Ρ-型層和η-型層層合而形成至少一個Ρη接面層，於垂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 564542 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 直方向流通於pn層合結構之間的電流可被藉該至少一個pn 接面形成的能障所抑制，能夠確保傳導底質和裝置層之間 所須的絕電條件。雖然施用至少一對時，包含P-型層和n-型層的層合結構已有效，但採用二或多對的重覆層合結構 時，於垂直於pn層合結構層方向流動的電流能夠被更有效 抑制。 根據本發明之申請專利範圍第2項之特徵，提出一種 第3-5族化合物半導體，其特徵爲其包含傳導底質和藉取向 附生生長於傳導底質上形成的第3-5族化合物半導體裝置層 ，其包含摻氧的AlGaAs層介於該傳導底質和該裝置層之間 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 摻有氧的AlGaAs層提供高電阻層。其於膜厚度方向的 電阻値由A1組成、氧摻雜濃度及形成的層厚度決定。藉由 提供在膜厚度方向高電阻質的摻氧AlGaAs層，能夠抑制於 其厚度方向流動的電流，能夠有效抑制流動於裝置層和傳 導底質之間的電流，可解決漏電問題。因此，藉由使用摻 氧的AlGaAs層，可確保達到傳導底質和裝置層之間所須的 電隔絕條件，並可減少漏電。 根據本發明之申請專利範圍第3項之特徵，提出一種 根據申請專利範圍第1項的第3-5族化合物半導體，其尙包 含摻氧的AlGaAs層介於該傳導底質和該裝置層之間。 根據本發明之申請專利範圍第4項之特徵，提出一種 根據申請專利範圍第3項的第3-5族化合物半導體，其中， 使該摻氧的AlGaAs層介於該傳導底質和該Pn層合結構層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 564542 A7 B7 五、發明説明（5) 之間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之申請專利範圍第5項之特徵，提出一種 半導體裝置，其包含根據申請專利範圍第1、2、3或4項 之第3-5族化合物半導體。 根據本發明之申請專利範圍第6項之特徵，提出一種 元件列，其包含傳導底質及藉取向附生生長於該傳導底質 上之第3-5族化合物半導體之裝置層，該裝置層是雙重異型 裝置層，其包含一對異阻擋層和活性層位於該異阻擋層之 間’其中，位於傳導底質側上（下文中將此稱爲下方異阻擋 層）該異阻擋層對之異阻擋層的傳導類型與該活性層的傳導 類型相同。 因此，藉由使得下方阻擋層的傳導類型與相鄰的活性 層相同，價帶中的組成差異造成帶不連續性，利用藉此形 成的阻擋層能夠抑制流動於活性層和傳導底質之間的電流 ，可降低元件干擾。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之申請專利範圍第7項之特徵，提出一種 根據申請專利範圍第6項的元件列，其包含具至少一個pn 接面的pn層合結構層，包含具p-型傳導性的型層和具η-型傳導性的η-型層，介於該異阻擋層和該傳導底質之間。 根據本發明之申請專利範圍第8項之特徵，提出一種 根據申請專利範圍第6項之元件列，其尙包含摻氧的 AlGa As層介於該下方異阻擋層和該傳導底質之間。 根據本發明之申請專利範圍第9項之特徵，提出一種 根據申請專利範圍第7項之元件列，其尙包含摻氧的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 564542 A7 B7 五、發明説明（6)
AlGaAs層介於該下方異阻擋層和該傳導底質之間。 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之申請專利範圍第10項之特徵’提出一種 根據申請專利範圍第9項之元件列，其中，該摻氧的 AlGa As層介於該傳導底質和該pn層合結構層之間。 根據本發明，在各式各樣半導體元件以高密度形成於 底質上時，因爲元件之間的漏電而造成元件內部干擾（此造 成嚴重問題）可藉由增加重覆層合P-型層和η-型層的簡單步 驟或藉由形成摻氧的AlGaAs層而有效抑制。相較於未經摻 雜的取向附生層，摻氧的AlGa As層能夠更穩定地生長高電 阻晶體，因此其提供可靠性高的元件。 使用雙重異接面類型pn-接面二極體元件，代替前述者 或額外增加，一對異阻擋層施用於底質側，該一異阻擋層 的傳導類型與活性層相同，因爲活性層和異阻擋層之間的 A1含量不同而造成價帶的帶不連續性，藉此可抑制漏電， 可減少元件內部干擾。據此，幾乎藉由在以前步驟程序中 加諸一些變化就能夠製得元件干擾受到充分抑制並具有穩 定的二極體性質的二極體列。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 附圖簡述 附圖1是根據本發明之第3-5族化合物半導體的一個實 施例的截面圖。 附圖2是使用附圖1所示第3-5族化合物半導體構築的 pn接面二極體例截面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 564542 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（7) 主要元件對照表 1 η-型GaAs底質 2緩衝層 3摻有氧的AlGaAs層 4 ρ η層合結構層 5下方異阻擋層 6活性層 7上方異阻擋層 8接觸層 10第3-5族化合物半導體 41 ρ-型層 42 η-型層 43 ρ-型層 44 η-型層 45 ρ-型層 46 η-型層 20 pri接面二極體列 21元件隔離溝槽 30 pn接面二極體 30A 上表面 32 η電極 3 3 ρ電極 5 0 pn接面二極體 51 ρ-型區域 IΊ: >----^裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 564542 A7 __B7_ 五、發明説明（8) 52 η電極 53 ρ電極 本發明之較佳實施例 下文中將參考附圖地詳細說明本發明的一個實施例。 附圖1是根據本發明之第3-5族化合物半導體的一個實 施例的截面圖。第3-5族化合物半導體10用以製備雙重異 型ρη接面二極體列，其爲層結構，包含傳導性η-型GaAs 底質1和許多化合物半導體薄膜晶體層，其含有使用金屬 有機蒸汽相取向附生法（MOVPE)，藉連續層合而形成於底質 1上的活性層。 此實施例中，緩衝層2層合作爲η-型GaAs底質上的n-型GaAs層。之後，緩衝層2上層合摻有氧的AlGaAs層3( 其爲摻有氧的Alo.3Gao.7As層，作爲高電阻層）和ρη層合結 構層4(用以藉ρη接面造成的能量阻擋抑制電流）。 ρη層合結構層4上進一步形成第3-5族化合物半導體 的雙重異型裝置層（所謂的異結構），其包含活性層6(包含 η-型Al〇.15Ga〇.85As層）介於下方異阻擋層5和上方阻擋層7 之間，此二阻擋層的能障皆比活性層6來得高。本實施例 中，下方異阻擋層5和上方阻擋層7分別包含η-型 Al〇.6Ga〇.4As層，另於上方阻擋層7上形成包含η-型GaAs層 的接觸層8。 ρη層合結構4包含ρ-型層41、43和45(各包含具ρ-型 傳導性的Ρ-型Al〇.4Ga〇.6As層）和η-型層42、44和46(各包含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填』 ;寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 564542 Α7 Β7 五、發明説明（9) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本X) 具η-型傳導性的η-型AluGa。.6As層），其如附圖1所示者層 合。因此’ ρη層合結構層4具有重覆層合結構，其中，ρ-型層和η-型層交替層合，藉此在ρ·型層和連接的η-型層之 間形成ρη接面。 本實施例中，ρη層合結構層4具有6層結構，其中， Ρ-型層和η-形層重覆的層合數目是6;其含有3對ρ-型層和 η -型層，ρη接面數是5。 如前述者，包含重覆ρη接面的ρη層合結構層4作爲 電隔絕層，藉由利用藉ρη接面形成的能障，防止自活性層 6(裝置活性層）漏電至η-型GaAs底質1。因此，藉ρη層合 結構層4(包含重覆ρη接面）中形成的能障作用，電子和電 洞於垂直於第3-5族化合物半導體1〇各層的方向中之流動 被ρη層合結構層4所阻斷。 因此，如下文中詳述者，藉由使用前述第3-5族化合物 半導體1 0，電流僅於其適當路徑中流動，漏電的發展受到 抑制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 通常，ρη接面的能障比所用材料的能障來得高；因此 ，前述層結構以AlGaAs型材料構築時，在不損及晶體品質 的限度內，A1含量較高爲佳。 各P-型層41、43及45及η-型層42' 44和46的厚度 以與ρη接面消耗層厚度相同或來得大爲佳，此視摻雜濃度 而定。厚度低於前述者時，一些情況中，無法達到足夠的 防止漏電效果。因爲消耗層厚度與摻雜濃度平方根成反比 ，所以，隨著形成的Ρ η接面的摻雜濃度提高，各層厚度可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -12- 564542 A7 B7 五、發明説明（作 以較低。此處，應以實質摻雜濃度指定構成ρ η層合結構層 4的ρ-型層和η-型層的傳導性；例如，即使未供應摻雜物 即生長的層（所謂的未摻雜層），也必須將Ρ-型或η-型傳導 物視爲Ρ·型和η-型層。 即使重覆ρη接面數是1，也能得到有利效果，只要ρη 層合結構層4具有至少一個ρ-型層和至少一個η-型層，效 果便已足夠。但當層合重複數目增加時防止漏電的效果更 高。特別地，薄層用於摻雜濃度高的ρη接面時，因爲阻擋 厚度變小，而因隧道效應而有漏電情況。此時，層合重複 數目越大，抑制漏電效果越大。 本實施例中，除了藉由使用ρη層合結構層4抑制漏電 以外，另藉由形成摻有氧的AlGaAs層3而提供高電阻層， 藉此抑制漏電情況。 因此，摻氧的AlGaAs層3提供的高電阻層利用摻氧的 AlGa As層（已知其具有高電阻性）防止電流漏至η-型GaAs底 質1。摻氧的AlGaAs層3的優點在於：相較於未摻雜的取 向附生層，其可更穩定地生長高電阻晶體。 摻氧的AlGaAs層3於膜厚度方向的電阻性由A1含量 、氧摻雜濃度和層厚度決定。在不損及晶體品質的前提下 ，A1含量以高爲佳，實際上以約0.3-0.5爲佳。在不損及晶 體品質的前提下，氧摻雜濃度亦以高爲佳，以約7xl015-1 xlO19/立方公分爲佳。在無損於生長時間的前提下，摻氧 的AlGaAs層3厚度以大爲佳。 此外，此實施例中，半導體10結構中，控制下方異阻 本紙張尺度適用中.國國家襟準（CNS ) A4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填· ;寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 564542 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1) 擋層5的傳導類型，能夠抑制流至η-型GaAs底質1的漏出 電流。通常，要構築一個具AlGa As型晶體的pn接面二極 體列時，形成下方異阻擋層5作爲未摻雜層，以具有隔絕 效果，同樣地，於其上方形成活性層6和上方異阻擋層7 作爲η-型層。在η-型活性層6和上方異阻擋層7的一部分 添加Ρ-型雜質，此藉由離子植入或熱擴散或藉選擇性取向 附生生長形成Ρ-型半導體層而完成，可形成pn接面元件。 但使用未經摻雜之A1含量高的AlGaAs得到的下方異阻擋 層是低濃度P-型傳導性低的層，此外，P-型摻雜濃度難以 穩定。其結果是，難以在活性層6和下方異阻擋層5之間 的價帶中形成對比於電洞的能障，電洞可能漏至η-型GaAs 底質側。爲防止這樣的問題，半導體10結構中，使得下方 異阻擋層5的傳導類型與緊鄰層5的活性層6的傳導類型 (η-型）相同，藉此，此處，組成差異導致的帶不連續性出現 於價帶中，藉此得以抑制電洞向下漏至η-型Ga As底質1的 情況。 附圖1所示實施例中，半導體10結構中有三層前面詳 述用以抑制電流漏至含有pn接面的裝置層和η-型Ga As底 質1之間。特定言之，半導體10具有pn層合結構層4、摻 氧的AlGaAs層3和下方異阻擋層5(傳導類型於緊鄰下方異 阻擋層並介於異阻擋層之間的活性層相同）。但各層足以抑 制漏電，即使單獨使用亦然，不須要使用所有的這三層。 但相較於僅使用三層中任何一者時，本實施例中，使用這 三層中的任何二者或所有能夠更有效抑制漏電發展。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -14- 564542 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 ___ B7五、發明説明（吻 附圖1所示實施例所示者是第3-5族化合物半導體，其 層結構可用以製備pn接面二極體元件列，此發明不將第3-5族化合物半導體限制於僅用以製備pil接面二極體元件列 ，其可類似地用以抑制其他元件的漏電情況（元件內部干擾） ，例如，具有npn接面和ppn接面的異雙極性電晶體或具 有ρηρη接面的半導體閘流管。 附圖2所示者是ρη接面二極體列的截面圖，此裝置是 使用附圖1中所示的第3 - 5族化合物半導體構築的半導體裝 置。附圖2所示ρη接面二極體列20的層結構與附圖1所 示者相同’在附圖2的各組件中，相當於附圖1組件者分 別以相同編號表示。 此ρη接面二極體列20包含兩個ρη接面二極體30和 50’藉由形成兀件隔離溝槽21至達η -型GaAs底質1深度 而組成。ρη接面二極體的上表面3〇A分別形成n電極32( 與η-型區域，層8接觸）和ρ電極33(於ρη接面二極體30 上表面上形成的ρ-型區域上）。對位於ρι1接面二極體30之 相同面上的η電極32和ρ電極33施以電壓，得到以pn接 面爲基礎的整流特徵。類似地，ρη接面二極體50的接觸層 8上形成η電極52，ρ-型區域51上形成ρ電極53。 ρη接面二極體列構造如前述者，例如，當ρη接面二極 體30被單獨驅動時，自ρη接面二極體30流至ρη接面二極 體50的漏出電流會受到下方異阻擋層5、ρη層合結構層4 和摻氧的AlGaAs層3抑制，使得即使η-型GaAs底質1傳 導時’也能夠實質上防止電流經由n-型GaAs底質1漏至 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝· 訂 d 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚） -15- 564542 A7 _______B7_ 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) pn接面二極體50。據此，在結構如pn接面二極體列20的 pn接面二極體列中，因爲pn接面二極體之間的漏電而對於 電流-電壓性質造成的干擾效應的發展被有效抑制。pn接 面二極體50被單獨驅動時亦然。此外，pn接面二極體30 和50同時驅動時，兩個二極體之間的干擾得以被有效抑制 〇 參考下列實例地進一步描述本發明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然下面所示實例係關於在GaAs底質上的AlGaAs型 第3-5族化合物半導體層結構，本發明不限於此類型。例如 ，本發明可類似地用於GaAs底質上的AlInGaP-型第3-5族 化合物半導體、InP底質上的InGaAsP-型第3-5族化合物半 導體和GaN底質上的InGaN-型第3-5族化合物半導體。此 外，雖然所述實例僅爲pn接面二極體元件、具摻氧AlGaAs 層3和pn層合結構層4的結構的例子，本發明不限於pn 接面二極體元件。類似地，本發明亦可用於各式各樣發光 元件、光偵測器、電子元件..等，其可雙極性操作並含有 ppn接面、npn接面和pnpn接面，亦係關於以列形式排列的 元件及二維方式排列的元件。 下面所示實例皆關於具附圖2結構的pn接面二極體列 實例1 pn層合結構4重複數目6，p-型層（P-型Al〇.4Ga〇.6As；^ 摻雜濃度是2xl018 /立方公分，層厚40奈米，η-型層（η-型 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -16 - 564542 A7 B7 五、發明説明（哼
AluGauAs)的摻雜濃度是2xl018/立方公分’層厚40奈米 〇 摻氧的AlGaAs層（摻氧的Al〇.3Ga〇.7As)的氧濃度是 2χ1018/立方公分，層厚220奈米。 下方異阻擋層5的傳導類型是η·型。 前述結構之詳述如下。η-型GaAs底質生長層結構示於 附圖2的取向附生層。因此，在η-型GaAs緩衝層上生長 220奈米慘氧的Alo.3Gao.7As層（其氧濃度是2xl018 / 方公 分），之後爲包含A10.41Ga0.6As的pn層合結構層的6次循 環。P-型層和η-型層濃度分別是2xl018 /立方公分，層厚 40奈米。之後生長雙重異結構，其包含η-型AluGauAs下 方異阻擋層、π -型Al〇."Ga〇.85As層和η -型AluGauAs上異 阻擋層。之後另生長η-型GaAs接觸層。 藉選擇性離子植入，在藉此製得的取向附生晶體上注 入Zn，施以活化熱處理以形成深度達活性層中間的p-型區 域，並藉此形成pn接面二極體。之後，進行區塊間的元件 分離，以光蝕刻法形成深達底質的隔離溝槽。之後，p-型 歐姆電極形成於P-型區域，η-型歐姆電極形成於n-型區域 〇 藉此製得的此pn接面二極體列用以藉下列方法測定漏 電情況。穩定電流5毫安培通至pn接面二極體一側的p電 極，2至20毫安培電流掃過pn接面二極體另一側的p電極 。掃略期間內，分別測定通過鄰近pn接面二極體一側之n 電極的電流和通過pn接面二極體另一側之p電極的電流。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I —---^---II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 564542 A7 B7 五、發明説明（ 掃略電流是20毫安培時，由流過鄰近Pn接面二極體一側 的η電極的電流値I，以下列等式計算元件內部干擾程度a 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A(%) = (I-I〇)/I〇x 1 00 I。= 5毫安培 二極體元件之間的干擾程度A越小越佳。 此實例得到的元件內部干擾程度平均是0.4%。 實例2 根據與實例1相同方法製造pn接面二極體列，但取向 附生晶體層結構不同，並根據相同方法評估二極體之間的 漏電導致的元件內部干擾效應。 此處，pn層合結構4重複數目24，η-型層（η-型 Al〇.4GaQ.6As)的摻雜濃度是2χ1018/立方公分，層厚10奈米 ，Ρ-型層（Ρ-型Al〇.4Ga〇.6As)未經摻雜，層厚10奈米。 於與實例1相同的條件下製得摻氧的AlGaAs層。 測量顯示元件內部干擾程度是0.7%。 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 實例3 根據與實例1相同方法製造pn接面二極體列，但取向 附生晶體層結構不同，並根據相同方法評估。 此處，無pn層合結構4。 於與實例1相同的條件下製得摻氧的AlGaAs層3 ’但 層厚300奈米。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇〆297公釐） -18- 564542 A7 B7_ 五、發明説明（作 下方異阻擋層5的傳導類型亦與實例1相同。 測量顯示元件內部干擾程度是2.5%。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實例4 根據與實例1相同方法製造pn接面二極體列，但取向 附生晶體層結構不同，並根據相同方法評估。 此處，ρη層合結構4重複數目24，η -型層（η -型Ga)的 摻雜濃度是2x1 018 /立方公分，層厚1〇奈米，p-型層（p-型 Al〇.4Ga〇.6As)未經摻雜，層厚10奈米。 未形成摻氧的AlGaAs層。 下方異阻擋層5的傳導類型是未經摻雜類型（p-型）。 測量顯示元件內部干擾程度是10.3%。 實例5 根據與實例1相同方法製造pn接面二極體列，但取向 附生晶體層結構不同，並根據相同方法評估。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此處，pn層合結構4重複數目10，η-型層（η-型Ga As) 的摻雜濃度是2x 1018 /立方公分，層厚10奈米，p-型層（p-型AluGauAs)未經摻雜，層厚10奈米。 於與實例1相同的條件下製得摻氧的AlGaAs層3，但 層厚280奈米。 下方異阻擋層5的傳導類型是未經摻雜類型（p-型）。 測量顯示元件內部干擾程度是11.7%。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 564542 A7 B7 五、發明説明（ 比較例 根據與實例1相同方法製造pn接面二極體列’但取向 附生晶體層結構不同，並根據相同方法評估。 此處，未形成pn層合結構4和摻氧的AlGaAs層3 ° 下方異阻擋層5的傳導類型是未經摻雜類型（P-型）。 測量顯示元件內部干擾程度是19%。 由實例1 -5和比較例的測定結果可以看出 (1) 只是採用以pn層合結構層4、摻氧AlGaAs層3或 下方異阻擋層爲基礎的阻擋物中之任何一者，就能使得元 件內部干擾情況顯著優於以前者，及 (2) 雖然pn層合結構層4的重複數目僅1就能夠獲致 足夠的元件內部干擾抑制效果，提高重複數目可獲得更強 化效果。 (讀先閲讀背面之注意事_ 1· •項再填· 裝-- :寫本頁) d 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（€阳）八4規格（210/ 297公楚） -20-

Claims (1)

  1. 564542—I f- 9 iLI A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 第91 124375號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年8月29日修正 1. 一種第3-5族化合物半導體，其特徵爲其包含傳導底 質和藉晶膜生長而於該傳導底質上形成的第3-5族化合物半 導體裝置層，其包含介於該傳導底質和該裝置層之閭的pn 層合結構層，此層具有至少一個pn接面，包含具p-型傳導 性的p-型層及n-型傳導性的η·型層。 2. —種第3-5族化合物半導體，其特徵爲其包含傳導底 質和藉晶膜生長而於該傳導底質上形成的第3-5族化合物半 導體裝置層，其包含介於該傳導底質和該裝置層間之摻氧 的 AlQaAs 層。 3. 如申請專利範圍第1項之第3-5族化合物半導體，其 尙包含介於該傳導底質和該裝置層間.之摻氧的AlGaAs層。_ 4. 如申請專利範圍第3項之第3-5族化合物半導體，其 中該摻氧的AlGaAs層係介於該傳導底質和該pn層合結構 層之間。 5. —種半導體裝置，其特徵爲其包含如申請專利範圍第 1、2、3或4項之第3-5族化合物半導體。 6. —種半導體元件陣列，其特徵爲其包含傳導底質及藉 晶膜生長而於該傳導底質上之第3-5族化合物半導體之裝置 層，該裝置層是雙重異型裝置層，其包含一對異阻擋層和 位於該異阻擋層之間的活性層，其中，該異阻擋層對中之 位於傳導底質側上的異阻擋層（下文中將此稱爲下方異阻擋 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS)A4規格(210 X 297公釐) ~Γ 丨_Ί ΦII (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) •1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 564542 ABCD 々、申請專利範圍 2 層）的傳導類型與該活性層的傳導類型相同。 7. 如申請專利範圍第6項之半導體元件陣列，其中，在 該異阻擋層和該傳導底質之間，包含具至少一個ρ η接面的 ρη層合結構層，包含具ρ-型傳導性的ρ_型層和具η-型傳導 性的η-型層。 8. 如申請專利範圍第6項之半導體元件陣列，其尙包含 介於該下方異阻擋層和該傳導底質間之摻氧的AlGaAs層。 9·如申請專利範圍第7項之半導體元件陣列，其尙包含 介於該下方異阻擋層和該傳導底質間之摻氧的AlGa As層。 10·如申請專利範圍第9項之半導體元件陣列，其中， 該摻氧的AlGaAs層係介於該傳導底質和該pn層合結構層 之間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·#· 訂 •I 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 , -·* - 0 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -2 -
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