JPH02246344A - エピタキシヤルウエハ及びその製造方法 - Google Patents

エピタキシヤルウエハ及びその製造方法

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JPH02246344A
JPH02246344A JP6878189A JP6878189A JPH02246344A JP H02246344 A JPH02246344 A JP H02246344A JP 6878189 A JP6878189 A JP 6878189A JP 6878189 A JP6878189 A JP 6878189A JP H02246344 A JPH02246344 A JP H02246344A
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JP
Japan
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doped
gaas
growth temperature
epitaxial wafer
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Minoru Sawada
稔 澤田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明はエピタキシャルウェハ及びその製造方法に関し
、特にスートモルフイックHEMTに用いられるエピタ
キシャルウェハ及びその製造方法に関する。
(ロ)従来の技術 衛星放送受信システムの需要が高まる中、このシステム
の重要部分を占めるHEMT(高電子移動度トランジス
タ)の性能向上に注目が集まっている。G a A s
 / A I G a A s系HEMTのゲート長短
縮による高性能化だけでなく、最近では2次元電子ガス
が形成されるチャンネル層をInyG a +−yA 
s  歪層としたスートモルフイック(Psevdom
orphic)Il造を用いることによる高性能化が試
みられている(A、 A、 Ke tterson  
et、al、IEEETrans。
Electron、Dev、、Vol、EDL−33、
pp、564−571.1986参照)。
第2図はスートモルフイックHEMTに用いる従来のエ
ピタキシャルウェハの概略断面図であり、該エピタキシ
ャルウェハは半絶縁性GaAs基板(11)上に分子線
エピタキシャル技術によりノンドープGaAs層(成長
温度500℃、膜厚1μm)(12)、ノンドープIn
xGa+−xAs層(成長温度500℃、膜厚150人
、xwo、2)(13)、ノンドープA11yGa、−
、AB層(成長温度500℃、膜厚20人、y=0.2
) (14)、S iドープA l y G a 、、
A s層(成長温度500℃、膜厚500人、)+=0
.2、n=2X10”7cm”) (15)、及びSi
ドープGaAs層(成長温度500℃、膜厚500人、
n=2.5X10’・/am”) (16)を順次成長
させることにより完成する。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上述のエピタキシャルウェハの製造方法では、ノンドー
プInxGa+−xAs層(13)及びスペーサとなる
ノンドープAl y (:、 a 、−、A s層(1
4)を成長させる場合、基板温度を500℃付近として
いる。これは、成長温度を500℃以上にすると、In
の優先的蒸発が起こり、核層(13)の組成が変化する
ためであるが、500℃近辺で成長させたノンドープA
J!yGa、−yAs層(14)は、結晶性が悪くトラ
ップ等が多く、スペーサとして適さないばかりかAJ!
GaAs/I nGaAsヘテロ接合界面の乱れを招来
する。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は半絶縁性GaAs基板上に、第1のノンドープ
GaAs層、ノンドープ°l n x G a + −
xAs層、第2のノンドープGaAs層、一導電型のA
J!yGa、−yAs層、一導電型のGaAs層がこの
順序でエピタキシャル成長により積層されていることを
特徴とするエピタキシャルウェハである。
また、半絶縁性GaAs基板上に第1のノンドープGa
As層をエピタキシャル成長する工程と、前記第1のノ
ンドープGaAs層上に第1の成長温度でノンドープI
nxGa+−8As 層をエピタキシャル成長する工程
と、前記ノンドープInxGa+−xAs層上に第2の
成長温度で第2のノンドープGaAs層をエピタキシャ
ル成長する工程と、前記第2のノンドープGaAs層上
に前記第1、第2の成長温度よりも高い第3の成長温度
で一導電型のA l y G a +−,A s 層を
エピタキシャル成長する工程と、前記一導電型のA t
 y G a 、、A s層上に前記第1、第2の成長
温度よりも高い第4の成長温度で一導電型のGaAs層
をエピタキシャル成長する工程と、を含むことを特徴と
するエピタキシャルウェハの製造方法である。
(ホ)作用 スペーサとして用いるGaAsは成長温度が500℃で
あっても十分結晶性が良く、トラップ密度も少ない。従
って、良好なGaAs/InGaAsヘテロ界面を形成
することができる。
また、スペーサとしての第2のGaAs層成長後、n型
AJ!GaAs層及びn型GaAsを500℃よりも高
い成長温度で成長することによって、nJ!2AZGa
As層中のトラップ密度が減少し、2次元電子供給能力
(つまりn型AJ!GaAs層のキャリア濃度)の増加
及びn型AlGaAs層、n型GaAs層の抵抗値を低
減することができる。
(へ)実施例 第1図はスートモルフイックHEMTに用いる本発明の
一実施例のエピタキシャルウェハの概略断面図であり、
該エピタキシャルウェハは半絶縁性GaAs基板(1)
上に分子線エピタキシャル技術によりノンドープGaA
s層(成長温度500℃、膜厚1μm)(2)、ノンド
ープInxG a 、、A s層(成長温度500℃、
膜厚150人、x−0,2)(3)、ノンドープGaA
s層(成長温度500℃、膜厚20人)(4)、Siド
ープA ’ y G a r −F A s層(成長温
度630℃、膜厚500人、y=0.2、n=2X10
”/am”)(5)、及びSiドープGaAs層(成長
温度630℃、膜厚500人、n:2,5X10”/c
m”)(6)を順次成長させることにより完成する。
このエピタキシャルウェハをサンプルAとする。
また、SiドープA l y G a +−yA s 
層(5)及びSiドープGaAs層(6)の成長温度を
SOO℃とする以外は上述のエピタキシャルウニ/%の
製造工程と同一の製造工程により完成するエピタキシャ
ルウェハをサンプルBとする。
さらに、第2図に示した従来のエピタキシャルウェハを
サンプルCとする。
これらサンプルA、B、Cの評価結果を以下に示す。
■ サンプルA、B、Cの電子移動度の測定を行なうと
、 サンプルA:6750cm”/v−s サンプルB:6500c+n”/v−sサンプルC:5
000an″/v−8 となり、スペーサとしてノンドープGaAs層を用いる
ことにより電子移動度が大幅に向上すること、及びSi
ドープA!yGa、−yAs 層(5)及びSiドープ
GaAs層(6)の成長温度を高くすることによりさら
に電子移動度が向上することが理解される。
■ サンプルA、B、Cのシートキャリア濃度の測定を
行なうと、 サンプルA : 1.g  X l 011./Cmt
サンプル13: 1.55XIO’″ハがサンプルC:
1,4  XIO”/c+n”となり、スペーサとして
ノンドープGaAs層を用いることによりシートキャリ
ア濃度が向上すること、及びSiドープA l y G
 a +−,A、s層(5)、SiドープG a A 
s F i (6)の成長温度を高くすることによりさ
らにシートキャリア濃度が向上することが理解される。
■ サンプルA、B、Cを用いて、ゲート長0.5μm
、ゲート幅200μm、ソース・ゲ−ト間隔2μmのH
EMTを作製し、これらHEMTの動作周波数12GH
z、ソース・ドレイン電流10mAにおける高周波特性
の測定を行なうと、 サンプルA:最小雑音指数N F m1n=0.9dB
サンプルB:最小雑音指数N F m1n= 1.Od
BサンプルC:最小雑音指数N F min = 1.
3dBとなり、スペーサとしてノンドープGaAs層を
用いることによりNFm1nが大幅に改善すること、及
びSiドープAtyGa+−y As層(5)及びSi
ドープGaAs層(6)の成長温度を高くすることによ
りさらにNFm1nが改善することが理解される。
尚、本発明を2次元ホールガスが形成されるエピタキシ
ャルウェハに適用することができるのは明らかであり、
この場合、Siに代えてBe等をドープしてAJ!yG
a+−yAs層(5)、GaAs層(5)をp型とすれ
ばよい。
(ト)発明の効果 本発明のエピタキシャルウェハは以上の説明から明らか
な如く、スペーサとしてノンドープGaAs層を用いる
ことにより良好なG a A s / I nGaAs
ヘテロ接合界面を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のエピタキシャルウェハの概
略断面図、第2図は従来のエピタキシャルウェハの概略
断面図である。 (1)・・・半絶縁性GaAs基板、(2)・・・ノン
ドープGaAs層、(3)−・・ノンドープI n x
 G a +−aAs層、(4)−・・ノンドープGa
As層、(5)・・・n型A l yG a 、−、A
 S 層、(6)−・n型GaAs層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半絶縁性GaAs基板上に、第1のノンドープGa
    As層、ノンドープInxGa_1_−_xAs層、第
    2のノンドープGaAs層、一導電型のAlyGa_1
    _−_yAs層、一導電型のGaAs層がこの順序でエ
    ピタキシャル成長により積層されていることを特徴とす
    るエピタキシャルウェハ。 2、半絶縁性GaAs基板上に第1のノンドープGaA
    s層をエピタキシャル成長する工程と、前記第1のノン
    ドープGaAs層上に第1の成長温度でノンドープIn
    xGa_1_−_xAs層をエピタキシャル成長する工
    程と、前記ノンドープInxGa_1_−_xAs層上
    に第2の成長温度で第2のノンドープGaAs層をエピ
    タキシャル成長する工程と、前記第2のノンドープGa
    As層上に前記第1、第2の成長温度よりも高い第3の
    成長温度で一導電型のAtyGa_1_−_yAs層を
    エピタキシャル成長する工程と、前記一導電型のAly Ga_1_−_yAs層上に前記第1、第2の成長温度
    よりも高い第4の成長温度で一導電型のGaAs層をエ
    ピタキシャル成長する工程と、を含むことを特徴とする
    エピタキシャルウェハの製造方法。
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