JP2737155B2 - ▲ＩＩＩ▼−▲Ｖ▼化合物半導体へのｎ型ドーピング方法 - Google Patents
▲ＩＩＩ▼−▲Ｖ▼化合物半導体へのｎ型ドーピング方法Info
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- JP2737155B2 JP2737155B2 JP63133470A JP13347088A JP2737155B2 JP 2737155 B2 JP2737155 B2 JP 2737155B2 JP 63133470 A JP63133470 A JP 63133470A JP 13347088 A JP13347088 A JP 13347088A JP 2737155 B2 JP2737155 B2 JP 2737155B2
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はIII−Ｖ化合物半導体へのｎ型ドーピング方
法に関するものである。
法に関するものである。
（従来の技術） III−Ｖ族化合物半導体においては、そのｎ型ドーパ
ントとしては一般にGe,Si,Snなどが考えられ、特にSiが
広く用いられている。しかし、これらのドーパントはGa
AsやInPなどに適用できても、GaSb,AlSbにはアクセプタ
ーとなってしまうために適用できず、これらSbの化合物
に対しては、ｎ型ドーパントとしてはTeが用いられてい
る。また、TeはすべてのIII−Ｖ化合物半導体に対しｎ
型ドーパントになるという特徴がある。液相成長などに
おいてTeをGaSbやAlSbなどにドーピングするには、はじ
めから必要量のTeをGaSbの液体中に混入しておけばよい
が、現在広く研究に用いられている分子線エピタキシー
法により、ｎ型GaSb等を成長するには、Teのドーピング
には、少し工夫が必要となる。なぜなら、TeはSiに比較
して蒸気圧が高いために、例えば１μm/時でGaSbを成長
するとき、1018/cm3の濃度でTeをGaSbにドーピングする
には、Teを分子線源にすれば、Teの温度は数十℃に保た
なければならなくなる。この場合には、Teの温度が室温
に近いために、Teの温度を短時間で自由自在に変えるこ
とが困難となり、ドーピング量を急峻に変化させること
が難かしかった。
ントとしては一般にGe,Si,Snなどが考えられ、特にSiが
広く用いられている。しかし、これらのドーパントはGa
AsやInPなどに適用できても、GaSb,AlSbにはアクセプタ
ーとなってしまうために適用できず、これらSbの化合物
に対しては、ｎ型ドーパントとしてはTeが用いられてい
る。また、TeはすべてのIII−Ｖ化合物半導体に対しｎ
型ドーパントになるという特徴がある。液相成長などに
おいてTeをGaSbやAlSbなどにドーピングするには、はじ
めから必要量のTeをGaSbの液体中に混入しておけばよい
が、現在広く研究に用いられている分子線エピタキシー
法により、ｎ型GaSb等を成長するには、Teのドーピング
には、少し工夫が必要となる。なぜなら、TeはSiに比較
して蒸気圧が高いために、例えば１μm/時でGaSbを成長
するとき、1018/cm3の濃度でTeをGaSbにドーピングする
には、Teを分子線源にすれば、Teの温度は数十℃に保た
なければならなくなる。この場合には、Teの温度が室温
に近いために、Teの温度を短時間で自由自在に変えるこ
とが困難となり、ドーピング量を急峻に変化させること
が難かしかった。
そこで、Teのドーピング量をより急峻に変化させるた
めに、Teの供給原料としてGa2Te3が用いられた。（大森
等：ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジクス（Japanese Journal of Applied Physics）第2
3巻P.L94−L96）。Ga2Te3は、Teに比較して蒸気圧がか
なり低く、分子線源としてGa2Te3を用いたことにより、
1018/cm3のドーピングを行うには、約350℃で可能とな
り、分子線源としてTeを用いた場合に比べ300度程度温
度を高くすることができるようになった。そのために、
Teを用いた場合に比べドーピング量の制御性がよくな
り、より急峻なドナー濃度変化が可能となった。
めに、Teの供給原料としてGa2Te3が用いられた。（大森
等：ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジクス（Japanese Journal of Applied Physics）第2
3巻P.L94−L96）。Ga2Te3は、Teに比較して蒸気圧がか
なり低く、分子線源としてGa2Te3を用いたことにより、
1018/cm3のドーピングを行うには、約350℃で可能とな
り、分子線源としてTeを用いた場合に比べ300度程度温
度を高くすることができるようになった。そのために、
Teを用いた場合に比べドーピング量の制御性がよくな
り、より急峻なドナー濃度変化が可能となった。
しかし、Teを用いた場合より制御性がよくなったとは
いえ、350℃という温度は、分子線源セル中のルツボの
温度を変化させるにには、その応答速度がまだ遅く、制
御性はまだ不十分なものとなっていた。第１表に、分子
線エピタキシー法による成長において１μm/時の成長速
度のとき、1018/cm3のドーピング濃度に必要なGa2Te3、
及びTeの温度を本発明で述べるGaTeを用いた時の温度と
共に示す。
いえ、350℃という温度は、分子線源セル中のルツボの
温度を変化させるにには、その応答速度がまだ遅く、制
御性はまだ不十分なものとなっていた。第１表に、分子
線エピタキシー法による成長において１μm/時の成長速
度のとき、1018/cm3のドーピング濃度に必要なGa2Te3、
及びTeの温度を本発明で述べるGaTeを用いた時の温度と
共に示す。
（発明が解決しようとする問題点） 分子線エピタキシー法により、ｎ型GaSbを等を成長す
る際に従来のように、Ga2Te3をTeドーピングに用いた場
合には、Ga2Te3分子線源セルの温度を350℃程度にしな
ければならず、温度変化に対応するルツボの応答速度が
遅く温度制御が不十分なものであった。
る際に従来のように、Ga2Te3をTeドーピングに用いた場
合には、Ga2Te3分子線源セルの温度を350℃程度にしな
ければならず、温度変化に対応するルツボの応答速度が
遅く温度制御が不十分なものであった。
本発明は、この温度変化に対する応答速度を速くし、
急峻なドーピング変化を可能とするドーピング方法を提
供することにある。
急峻なドーピング変化を可能とするドーピング方法を提
供することにある。
（課題を解決するための手段） 分子線エピタキシー法によるIII−Ｖ化合物半導体の
成長の際にｎ型ドーピングを行う方法において、ｎ型ド
ーピング原料をGaTeとし、ドーピング時のGaTeの温度を
450℃から700℃の範囲にすることを特徴とする。
成長の際にｎ型ドーピングを行う方法において、ｎ型ド
ーピング原料をGaTeとし、ドーピング時のGaTeの温度を
450℃から700℃の範囲にすることを特徴とする。
（作用） 分子線エピタキシー法による、ｎ型III−Ｖ化合物半
導体の成長において、GaTeを分子線源としてTeを上記半
導体にドーピングする方法を用いれば、１μm/時の成長
速度において1018/cm3のドナー濃度にするために必要な
GaTeの温度は約700℃である。この温度は従来行なわれ
ていたGa2Te3をTeの原料とする場合の必要な温度約350
℃に比べ350度高くすることが可能となった。
導体の成長において、GaTeを分子線源としてTeを上記半
導体にドーピングする方法を用いれば、１μm/時の成長
速度において1018/cm3のドナー濃度にするために必要な
GaTeの温度は約700℃である。この温度は従来行なわれ
ていたGa2Te3をTeの原料とする場合の必要な温度約350
℃に比べ350度高くすることが可能となった。
このために、GaTeの温度の応答速度が速くなりTeのド
ーピング量の制御性が格段に改善され、きわめて急峻な
濃度変化が可能となった。（従来比で数倍）。またGaTe
を用いた場合Teと共にGaが同時に分子線として照射され
るために、成長結晶の中にTeと同量のGaが取込まれるこ
とになる。しかし、Teと同量のGaの量は非常に少なく母
結晶の１万分の１程度であり、特にGaSbやAlGaSbの成長
に際しては仮に高濃度のドーピングを行ったとしてもGa
は母結晶の組成であるために、GaTeから照射されるGa
は、不純物とはならないために、まったく問題とならな
い、InSbやInAsの成長に際しても、１万分の１程度の寄
与しか与えないために、大きな問題とはならない。
ーピング量の制御性が格段に改善され、きわめて急峻な
濃度変化が可能となった。（従来比で数倍）。またGaTe
を用いた場合Teと共にGaが同時に分子線として照射され
るために、成長結晶の中にTeと同量のGaが取込まれるこ
とになる。しかし、Teと同量のGaの量は非常に少なく母
結晶の１万分の１程度であり、特にGaSbやAlGaSbの成長
に際しては仮に高濃度のドーピングを行ったとしてもGa
は母結晶の組成であるために、GaTeから照射されるGa
は、不純物とはならないために、まったく問題とならな
い、InSbやInAsの成長に際しても、１万分の１程度の寄
与しか与えないために、大きな問題とはならない。
（実施例） 以下実施例に基いて本発明を詳細に説明する。まず、
第１の実施例としてGaAsの成長を行った場合について説
明する。分子線エピタキシャル成長装置に導入した後、
基板温度を650℃まで昇温しAs雰囲気中で基板表面を清
浄化した。続いて基板温度を600℃にし、GaとAsの分子
線を照射することにより通常のGaAsのエピタキシャル成
長を行った。成長速度は、１μm/時間である。このと
き、分子線装置内に設置してあるGaTeの入ったルツボを
加熱して蒸発させることによりTeのドーピングを行っ
た。ルツボの温度は450〜700℃までの各種温度でドーピ
ングをした。次に他の実施例としてGaSb中にTeをドーピ
ングした。GaSb基板の清浄化は基板温度550℃でSb雰囲
気中で行った。基板温度530℃でGaとSbの分子線照射を
行うことによりGaSbを基板にエピタキシャル成長した。
このときGaAsと同様にTeのドーピングを行った。
第１の実施例としてGaAsの成長を行った場合について説
明する。分子線エピタキシャル成長装置に導入した後、
基板温度を650℃まで昇温しAs雰囲気中で基板表面を清
浄化した。続いて基板温度を600℃にし、GaとAsの分子
線を照射することにより通常のGaAsのエピタキシャル成
長を行った。成長速度は、１μm/時間である。このと
き、分子線装置内に設置してあるGaTeの入ったルツボを
加熱して蒸発させることによりTeのドーピングを行っ
た。ルツボの温度は450〜700℃までの各種温度でドーピ
ングをした。次に他の実施例としてGaSb中にTeをドーピ
ングした。GaSb基板の清浄化は基板温度550℃でSb雰囲
気中で行った。基板温度530℃でGaとSbの分子線照射を
行うことによりGaSbを基板にエピタキシャル成長した。
このときGaAsと同様にTeのドーピングを行った。
第１図に以上の分子線エピタキシー法による成長にお
いて得られたドーピング量についてGaTeとの温度との関
係を、III−Ｖ化合物半導体を１μm/時で成長した場合
について示す。ここでGaTeの温度としては絶対温度
（Ｔ）を用い、横軸は（1/T）×103とする。なお上記２
つの実施例において同じ結果が得られた。図に示すよう
に、1018/cm3のドーピング濃度に必要なGaTeの温度は70
0℃である。第１表に示した従来用いられていたGa2Te3
やTeに比べ同じドーピング濃度に対しては、高温となる
ために、温度変化に対する応答速度が数倍以上速くなる
ために、ドーピング濃度の制御性が格段に向上した。
いて得られたドーピング量についてGaTeとの温度との関
係を、III−Ｖ化合物半導体を１μm/時で成長した場合
について示す。ここでGaTeの温度としては絶対温度
（Ｔ）を用い、横軸は（1/T）×103とする。なお上記２
つの実施例において同じ結果が得られた。図に示すよう
に、1018/cm3のドーピング濃度に必要なGaTeの温度は70
0℃である。第１表に示した従来用いられていたGa2Te3
やTeに比べ同じドーピング濃度に対しては、高温となる
ために、温度変化に対する応答速度が数倍以上速くなる
ために、ドーピング濃度の制御性が格段に向上した。
以上の実施例において作製した試料を二次イオン質量
分析法により評価したところ、測定限界に近い極めて急
峻なTeの濃度分布が得られた。
分析法により評価したところ、測定限界に近い極めて急
峻なTeの濃度分布が得られた。
なお本実施例では、GaAsとGaSb中にTeをドーピングし
た場合について示したが、他のIII−Ｖ化合物半導体例
えばInP、InSb、AlGaAsなどに用いて有効であること明
らかである。また本発明の効果は成長時の基板温度など
の成長条件に依存するものではない。
た場合について示したが、他のIII−Ｖ化合物半導体例
えばInP、InSb、AlGaAsなどに用いて有効であること明
らかである。また本発明の効果は成長時の基板温度など
の成長条件に依存するものではない。
（発明の効果） 以上説明したように分子線エピタキシー法により、ｎ
型III−Ｖ化合物半導体を成長する際に、Teをドーパン
トとする場合Teの供給原料としてGaTeを用いたことによ
り従来のようにGa2Te3やTeを用いる場合に比較して、高
温でドーピングが行えるので温度制御が容易に行え、ド
ーピング量の制御性を格段に向上させることが可能とな
る。
型III−Ｖ化合物半導体を成長する際に、Teをドーパン
トとする場合Teの供給原料としてGaTeを用いたことによ
り従来のようにGa2Te3やTeを用いる場合に比較して、高
温でドーピングが行えるので温度制御が容易に行え、ド
ーピング量の制御性を格段に向上させることが可能とな
る。
第１図は本発明による、GaTeを分子線源に用いた場合
の、ドーピング濃度（ｎ）と温度（T:絶対温度）の関係
を示した図である。
の、ドーピング濃度（ｎ）と温度（T:絶対温度）の関係
を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項１】分子線エピタキシー法によるIII−Ｖ化合
物半導体の成長の際にｎ型ドーピングを行う方法におい
て、 ｎ型ドーピング原料をGaTeとし、ドーピング時のGaTeの
温度を450℃から700℃の範囲にすることを特徴とするII
I−Ｖ化合物半導体へのｎ型ドーピング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133470A JP2737155B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | ▲ＩＩＩ▼−▲Ｖ▼化合物半導体へのｎ型ドーピング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133470A JP2737155B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | ▲ＩＩＩ▼−▲Ｖ▼化合物半導体へのｎ型ドーピング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301591A JPH01301591A (ja) | 1989-12-05 |
| JP2737155B2 true JP2737155B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=15105527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63133470A Expired - Lifetime JP2737155B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | ▲ＩＩＩ▼−▲Ｖ▼化合物半導体へのｎ型ドーピング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737155B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173827A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ３−５族化合物半導体の製法 |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP63133470A patent/JP2737155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01301591A (ja) | 1989-12-05 |
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