JPH034517A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
- Publication number
- JPH034517A JPH034517A JP13746189A JP13746189A JPH034517A JP H034517 A JPH034517 A JP H034517A JP 13746189 A JP13746189 A JP 13746189A JP 13746189 A JP13746189 A JP 13746189A JP H034517 A JPH034517 A JP H034517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- iii
- growth
- ratio
- iii ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は■−ｖ族化合物半導体の有機金属気相成長方法
に係わり、特に高濃度のｐ型不純物を含む■−ｖ族化合
物半導体の有機金属気相成長方法に係わる。
に係わり、特に高濃度のｐ型不純物を含む■−ｖ族化合
物半導体の有機金属気相成長方法に係わる。
（従来の技術）
従来の有機金属気相成長法においてはＶ族元素原料と■
族元素原料の供給比（以後Ｖ／ＩＩＩ比と呼ぶ）を小さ
くすると表面モフォロジーの劣化と成長速度の低下が同
時に生じるのでＶ／ＩＩＩ比を表面モフォロジーの劣化
が生じるよりも十分大きくとるのが通常であった。この
ため■族宵機金属供給量に比べてＶ放水素化物の供給量
が多く、その利用効率が極めて悪かった。Ｖ放水素化物
の利用効率を上げるためにＶ放水素化物の熱分解を行な
う方法があった。この方法では良質の■−ｖ族化合物半
導体をエピタキシャル成長できず実用的ではなかった。
族元素原料の供給比（以後Ｖ／ＩＩＩ比と呼ぶ）を小さ
くすると表面モフォロジーの劣化と成長速度の低下が同
時に生じるのでＶ／ＩＩＩ比を表面モフォロジーの劣化
が生じるよりも十分大きくとるのが通常であった。この
ため■族宵機金属供給量に比べてＶ放水素化物の供給量
が多く、その利用効率が極めて悪かった。Ｖ放水素化物
の利用効率を上げるためにＶ放水素化物の熱分解を行な
う方法があった。この方法では良質の■−ｖ族化合物半
導体をエピタキシャル成長できず実用的ではなかった。
また■−ｖ族化合物半導体のｐ型不純物としては、亜鉛
（以後Ｚｎと表記する）やマグネシウム（以後Ｍｇと表
記する）やベリリウム（以後Ｂｅと表記する）が一般的
である。−このうちＺｎやＭｇは蒸気圧や拡散係数が大
きく高濃度に制御性良く急峻な濃度プロファイルをつけ
て添加することは難しかった。また、Ｂｅは猛毒であり
、有機金属気相成長法では取扱が難しい。従来の有機金
属気相成長法ではＶ／ＩＩＩ比を小さくするにつれてカ
ーボンの取り込まれ量が増大しｐ型のキャリア濃度が増
大することは知られていた。しかしＶ／■比を小さくす
ると表面モフオロジーが劣化して、良質なエピタキシャ
ル層に高濃度にカーボンを添加することはできなかった
。近年、高真空下で■族元素のアルキル化物と、Ｖ族分
子元素ないしＶ族元素の水素化物を熱分解したＶ族原子
あるいは分子のビームを用いてエピタキシャル結晶成長
を行なう化学ビームエピタキシャル法により、カーボン
の添加が可能になった。しかしこの方法では結晶成長の
装置がきわめて複雑・高価であり、装置内真空度の維持
に多大の労力・費用が必要であり実用的ではなかった。
（以後Ｚｎと表記する）やマグネシウム（以後Ｍｇと表
記する）やベリリウム（以後Ｂｅと表記する）が一般的
である。−このうちＺｎやＭｇは蒸気圧や拡散係数が大
きく高濃度に制御性良く急峻な濃度プロファイルをつけ
て添加することは難しかった。また、Ｂｅは猛毒であり
、有機金属気相成長法では取扱が難しい。従来の有機金
属気相成長法ではＶ／ＩＩＩ比を小さくするにつれてカ
ーボンの取り込まれ量が増大しｐ型のキャリア濃度が増
大することは知られていた。しかしＶ／■比を小さくす
ると表面モフオロジーが劣化して、良質なエピタキシャ
ル層に高濃度にカーボンを添加することはできなかった
。近年、高真空下で■族元素のアルキル化物と、Ｖ族分
子元素ないしＶ族元素の水素化物を熱分解したＶ族原子
あるいは分子のビームを用いてエピタキシャル結晶成長
を行なう化学ビームエピタキシャル法により、カーボン
の添加が可能になった。しかしこの方法では結晶成長の
装置がきわめて複雑・高価であり、装置内真空度の維持
に多大の労力・費用が必要であり実用的ではなかった。
近年を機金属気相成長法においてＶ族元素のアルキル化
物を用いてカーボンをｐ型不純物として添加する試みが
なされている。しかしこの場合には、表面モフオロジー
の良好な結晶が得られず、実用的でなかった。
物を用いてカーボンをｐ型不純物として添加する試みが
なされている。しかしこの場合には、表面モフオロジー
の良好な結晶が得られず、実用的でなかった。
（発明が解決しようとする課題）
前述のように有機金属気相成長法においてはＶ族原料ガ
スの利用効率が悪いという問題があった。このため人体
に対して有害な、大量の、■族水素化物を含む気相成長
後の洗気ガスの無害化に多大の費用が必要であった。
スの利用効率が悪いという問題があった。このため人体
に対して有害な、大量の、■族水素化物を含む気相成長
後の洗気ガスの無害化に多大の費用が必要であった。
また高濃度のｐ型不純物を拡散なく添加しようとすると
猛毒のＢｅを使用せねばならず実用的でない、あるいは
化学ビームエピタキシャル法によらねばならず装置が高
価で維持が難しく実用的でない、あるいはＶ族元素のア
ルキル化物を用いると良好な結晶成長ができないという
問題があった。
猛毒のＢｅを使用せねばならず実用的でない、あるいは
化学ビームエピタキシャル法によらねばならず装置が高
価で維持が難しく実用的でない、あるいはＶ族元素のア
ルキル化物を用いると良好な結晶成長ができないという
問題があった。
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、Ｖ族原料ガスの使用量を抑制し、また
ｐ型不純物として高濃度にカーボンを添加可能である実
用的気相成長方法を提出することにある。
とするところは、Ｖ族原料ガスの使用量を抑制し、また
ｐ型不純物として高濃度にカーボンを添加可能である実
用的気相成長方法を提出することにある。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
従来、有機金属気相成長法ではＶ／ＩＩＩ比の小さい表
面モフォロジーの劣化する成長条件があるとＶ／ＩＩＩ
比を小さくすればする程表面モフオロジーが劣化すると
考えられていた。しかし鋭意研究の結果、有機金属がメ
チル基を含む場合、Ｖ／ＩＩＩ比の小さい表面モフオロ
ジーが劣化する成長条件の中に局所的に、完全鏡面の結
晶成長が可能な結晶成長条件が存在することを見いだし
た。本発明の気相成長法は、このＶ／Ｉｆｆ比の小さい
限られた条件下で気相成長を行なうものである。Ｖ／Ｉ
ＩＩ比が極めて小さな条件の下で結晶成長を行なってい
るので、ガリウムヒソ及びアルミニウムガリウムヒＶ
（ＡＩ Ｇａ Ａｓ ： Ｏ＜Ｘ＜１）を成長Ｘ
１−ｘすると極めて高濃度にカーボンを添
加できる。
面モフォロジーの劣化する成長条件があるとＶ／ＩＩＩ
比を小さくすればする程表面モフオロジーが劣化すると
考えられていた。しかし鋭意研究の結果、有機金属がメ
チル基を含む場合、Ｖ／ＩＩＩ比の小さい表面モフオロ
ジーが劣化する成長条件の中に局所的に、完全鏡面の結
晶成長が可能な結晶成長条件が存在することを見いだし
た。本発明の気相成長法は、このＶ／Ｉｆｆ比の小さい
限られた条件下で気相成長を行なうものである。Ｖ／Ｉ
ＩＩ比が極めて小さな条件の下で結晶成長を行なってい
るので、ガリウムヒソ及びアルミニウムガリウムヒＶ
（ＡＩ Ｇａ Ａｓ ： Ｏ＜Ｘ＜１）を成長Ｘ
１−ｘすると極めて高濃度にカーボンを添
加できる。
すなわち、ガリウムヒソ及びアルミニウムガリウムヒソ
の有機金属気相成長方法において、■族有機金属の原料
としてメチル基を有するアルキル化物を含み、Ｖ族元素
供給量と■族元素供給量の比（Ｖ／ＩＩＩ比）を、１よ
りも小さなＶ／ＩＩＩ比で非鏡面成長を生じる第一のＶ
／ＩＩＩ比領域と、１よりも大きなＶ／ＩＩＩ比で非鏡
面成長を生じる第二の■／■比領域の間の、鏡面成長が
起こるＶ／ＩＩＩ比領域に股領域て、エピタキシャル成
長するものである。
の有機金属気相成長方法において、■族有機金属の原料
としてメチル基を有するアルキル化物を含み、Ｖ族元素
供給量と■族元素供給量の比（Ｖ／ＩＩＩ比）を、１よ
りも小さなＶ／ＩＩＩ比で非鏡面成長を生じる第一のＶ
／ＩＩＩ比領域と、１よりも大きなＶ／ＩＩＩ比で非鏡
面成長を生じる第二の■／■比領域の間の、鏡面成長が
起こるＶ／ＩＩＩ比領域に股領域て、エピタキシャル成
長するものである。
（作 用）
本発明によればＶ／ＩＩＩ比のきわめて小さい条件下で
結晶成長を行なうのでＶ族水素化物の利用効率が極めて
高い。また表面モフォロジーが完全鏡面化する条件下で
結晶成長を行なっているので、きわめて良質の結晶がで
きる。
結晶成長を行なうのでＶ族水素化物の利用効率が極めて
高い。また表面モフォロジーが完全鏡面化する条件下で
結晶成長を行なっているので、きわめて良質の結晶がで
きる。
Ｖ／ＩＩＩ比極めて小さな条件の下で結晶成長を行なっ
ているので、アルミニウムガリウムヒソ（ＡＩ Ｇａ
Ａｓ ： ０＜Ｘ＜１）を成長とすｘ ｌ−
ｘ ると極めて高濃度にカーボンを添加できる。カーボンは
拡散係数が小さく、活性化率が高いので、極めて制御性
良く高濃度にｐｍ不純物を添加でき、しかも、極めて急
峻なキャリア濃度プロファイルを形成できる。
ているので、アルミニウムガリウムヒソ（ＡＩ Ｇａ
Ａｓ ： ０＜Ｘ＜１）を成長とすｘ ｌ−
ｘ ると極めて高濃度にカーボンを添加できる。カーボンは
拡散係数が小さく、活性化率が高いので、極めて制御性
良く高濃度にｐｍ不純物を添加でき、しかも、極めて急
峻なキャリア濃度プロファイルを形成できる。
（実施例）
〈実施例１〉
以下本発明の詳細をガリウムヒソ（ＧａＡｓ）の成長を
例にとって説明する。
例にとって説明する。
供給原料はトリメチルガリウム（ＴＭＧ）とアルシン（
Ａ ｓ Ｈａ ）である。成長温度は６２０℃であり、
ガス流速６０ ｃｍ ／ ｗｉｎ以上とした。Ｖ族原料
のアルシンと■族原料のトリメチルガリウムの供給量は
それぞれ４ Ｘ １０−６ａ＋ｏｌ ／ｓｉｎ 〜８５ ＸＩＯｍｏｌ／ＩＩＩ１ｎ、３ Ｘ １０−６＊ｏｌ／
ＩＩＩｌｎ〜１．８ ｘ １０−５ｉｏ１ ／ＩＩＩ１
ｎであり、更に、Ｖ／ＩＩＩ比は０．５〜４の間であっ
た。０．５以下では成長したガリウムヒソの表面にガリ
ウムメタルの析出が生じた。４以上では成長したガリウ
ムヒソの表面モフォロジーが劣化した。このときの成長
速度は１ｕａ＋／ ｈｒ 〜５ ｕｍ／ ｓｉｎであっ
た。
Ａ ｓ Ｈａ ）である。成長温度は６２０℃であり、
ガス流速６０ ｃｍ ／ ｗｉｎ以上とした。Ｖ族原料
のアルシンと■族原料のトリメチルガリウムの供給量は
それぞれ４ Ｘ １０−６ａ＋ｏｌ ／ｓｉｎ 〜８５ ＸＩＯｍｏｌ／ＩＩＩ１ｎ、３ Ｘ １０−６＊ｏｌ／
ＩＩＩｌｎ〜１．８ ｘ １０−５ｉｏ１ ／ＩＩＩ１
ｎであり、更に、Ｖ／ＩＩＩ比は０．５〜４の間であっ
た。０．５以下では成長したガリウムヒソの表面にガリ
ウムメタルの析出が生じた。４以上では成長したガリウ
ムヒソの表面モフォロジーが劣化した。このときの成長
速度は１ｕａ＋／ ｈｒ 〜５ ｕｍ／ ｓｉｎであっ
た。
成長したガリウムヒソの伝導型は全てｐ型であり、Ｖ／
ＩＩＩ比が小さいほどキャリア濃度が高かった。ｐ型の
キャリア濃度はファン・デア・バラ法により１×１０１
９ｃｍ 〜１×１０２０ｃＩｎ−３となった。このと
き不純物３ 濃度を５ｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ Ｍａｓｓ ５ｐｅ
ｃｔｒｏｉｅｔｒｙ法により測定したところガーボン（
Ｃ）濃度とキャリア濃度がほぼ一致していた。このとき
格子常数の変化は０．０２％以下であり、Ｂｅを添加し
て同程度のキャリアを生成した場合に比べ１１５以下で
あった。
ＩＩＩ比が小さいほどキャリア濃度が高かった。ｐ型の
キャリア濃度はファン・デア・バラ法により１×１０１
９ｃｍ 〜１×１０２０ｃＩｎ−３となった。このと
き不純物３ 濃度を５ｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ Ｍａｓｓ ５ｐｅ
ｃｔｒｏｉｅｔｒｙ法により測定したところガーボン（
Ｃ）濃度とキャリア濃度がほぼ一致していた。このとき
格子常数の変化は０．０２％以下であり、Ｂｅを添加し
て同程度のキャリアを生成した場合に比べ１１５以下で
あった。
カーボンのプロファイル分析をおこなったところ９−３
５Ｘ１０ ｃｍ から分析感度（１０１７ｃｍ−３
）以下まで分解能（３００オングストローム）以下で急
峻に変化した。供給原料ＶｌＴｒｉ比が１０以上で表面
モフォロジーは再び良好になった。しかしこのとき多数
のヒロックが認められた（数万ｃＩ１１−２〜数十万（
２）−２）。本発明によるＶ／ＩＩＩ比が小さく鏡面成
長する条件の下で成長した場合にはヒロックはほとんど
認められなかった。（１万ｃＩ１１−２以下）。
）以下まで分解能（３００オングストローム）以下で急
峻に変化した。供給原料ＶｌＴｒｉ比が１０以上で表面
モフォロジーは再び良好になった。しかしこのとき多数
のヒロックが認められた（数万ｃＩ１１−２〜数十万（
２）−２）。本発明によるＶ／ＩＩＩ比が小さく鏡面成
長する条件の下で成長した場合にはヒロックはほとんど
認められなかった。（１万ｃＩ１１−２以下）。
■族原料としてトリメチルガリウムのかわりにトリエチ
ルガリウム（Ｔ Ｅ Ｇ）を使用すると、Ｖ／■比を４
以下にすると成長したガリウムヒソ上に急激にガリウム
メタルが析出した。
ルガリウム（Ｔ Ｅ Ｇ）を使用すると、Ｖ／■比を４
以下にすると成長したガリウムヒソ上に急激にガリウム
メタルが析出した。
〈実施例２〉
以下本発明の第二の実施例をアルミニウムガリウムヒソ
（ＡＩＩＧａＡｓ）の成長を例にとって説明する。
（ＡＩＩＧａＡｓ）の成長を例にとって説明する。
供給原料はトリメチルアルミニウム（ＧＭＡ）、トリメ
チルガリウムとアルシンである。成長温度は５６０〜６
２０℃であり、ガス流速は６００１１／１ｎ以上とした
。Ｖ族原料のアルシンと■族原料のトリメチルアルミニ
ウム、トリ、メチルガリウムの供給量はそれぞれＩ Ｘ
１０−６ｍｏｌ ／園りｎ〜４×５ １０ ｍｏｌ ／ＩＩＩｉｎ ％ ＩＸＩ ０−６
ａ＋ｏｌ ／ｌ１ｉｎ 〜４Ｘ５ １０ ｍｏｌ ／ＩＩＩｉｎ 、３ Ｘ １０−６ｍ
ｏｌ ／ｓｉｎ −１，８×１Ｏ−５１１ｏｌ／１ｎで
あり、更に、Ｖ／ＩＩＩ比は０．８〜２の間であった。
チルガリウムとアルシンである。成長温度は５６０〜６
２０℃であり、ガス流速は６００１１／１ｎ以上とした
。Ｖ族原料のアルシンと■族原料のトリメチルアルミニ
ウム、トリ、メチルガリウムの供給量はそれぞれＩ Ｘ
１０−６ｍｏｌ ／園りｎ〜４×５ １０ ｍｏｌ ／ＩＩＩｉｎ ％ ＩＸＩ ０−６
ａ＋ｏｌ ／ｌ１ｉｎ 〜４Ｘ５ １０ ｍｏｌ ／ＩＩＩｉｎ 、３ Ｘ １０−６ｍ
ｏｌ ／ｓｉｎ −１，８×１Ｏ−５１１ｏｌ／１ｎで
あり、更に、Ｖ／ＩＩＩ比は０．８〜２の間であった。
０．８以下では成長したアルミニウムガリウムヒソの表
面モフォロジーが劣化し、■族金属が析出した。Ｖ／Ｉ
ＩＩ比２以上では成長したガリウムヒソの表面モフォロ
ジーが劣化した。エピタキシャル層の成長速度は１ｕＩ
ｌ／ｈｒ〜５ｕｍ／ＩＩＩｉｎであった。成長したガリ
ウムヒソの伝導型は全てｐ型であり、Ｖ／ＩＩＩ比が小
さいほどキャリア濃度が高かった。ｐ型キャリア濃度は
ファン・デア・パラ法によりＩ Ｘ １０１９ｃｍ−３
〜５×１０２０ｃｍ−３となった。このとき不純物濃度
を５ｅｃｏｎｄａｒｙ Ｊｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔ
ｒｏｍｅｔｒｙ法により測定したところカーボンの濃度
とキャリア濃度がほぼ一致していた。同一のＶ／ＩＩＩ
比の下では、アルミ組成が高いほどカーボン濃度もキャ
リア濃度も高かった。カーボンのプロファイル分析を行
なった９−３ ところ５Ｘ１０ ｃｓａ から分析感度（１０’ｃ
ｍ−３）以下まで分解能（３００オングストローム）以
下で急峻に変化した。供給原料Ｖ／ＩＩＩ比が１０以上
で表面モフォロジーは再び良好になった。しかしこのと
き多数のヒロックが認められた（±数万２ １〜数十刃〇ａｌ−２）。本発明によるＶ／ＩＩＩ比が
小さく鏡面成長する条件の下で成長した場合にはヒロッ
クはほとんど認められなかった（１万印−２以下）。
面モフォロジーが劣化し、■族金属が析出した。Ｖ／Ｉ
ＩＩ比２以上では成長したガリウムヒソの表面モフォロ
ジーが劣化した。エピタキシャル層の成長速度は１ｕＩ
ｌ／ｈｒ〜５ｕｍ／ＩＩＩｉｎであった。成長したガリ
ウムヒソの伝導型は全てｐ型であり、Ｖ／ＩＩＩ比が小
さいほどキャリア濃度が高かった。ｐ型キャリア濃度は
ファン・デア・パラ法によりＩ Ｘ １０１９ｃｍ−３
〜５×１０２０ｃｍ−３となった。このとき不純物濃度
を５ｅｃｏｎｄａｒｙ Ｊｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔ
ｒｏｍｅｔｒｙ法により測定したところカーボンの濃度
とキャリア濃度がほぼ一致していた。同一のＶ／ＩＩＩ
比の下では、アルミ組成が高いほどカーボン濃度もキャ
リア濃度も高かった。カーボンのプロファイル分析を行
なった９−３ ところ５Ｘ１０ ｃｓａ から分析感度（１０’ｃ
ｍ−３）以下まで分解能（３００オングストローム）以
下で急峻に変化した。供給原料Ｖ／ＩＩＩ比が１０以上
で表面モフォロジーは再び良好になった。しかしこのと
き多数のヒロックが認められた（±数万２ １〜数十刃〇ａｌ−２）。本発明によるＶ／ＩＩＩ比が
小さく鏡面成長する条件の下で成長した場合にはヒロッ
クはほとんど認められなかった（１万印−２以下）。
〈実施例３〉
第１図は本発明の第１の実施例を用いて作製したｐ−ｎ
接合を有する結晶の作製例である。
接合を有する結晶の作製例である。
ｐ型ガリウムヒソ（１００）基板１０１の上に本発明の
第二の実施例の気相成長法によりトリメチルガリウムと
トリメチルアルミニウムとアルシンを用いてｐ型アルミ
ニウムガリウムヒソ層（ｐ−２Ｘ１０１９ｃｍ−３）１
０２．９０００オングストロームを形成した。その上に
トリエチルガリウム、トリエチルアルミニウム、アルシ
ン、シラン（Ｓ ｉＨ４）を用いて、ｎ型アルミニウム
ガリウム層（ｎ＝ＩＸ１０１８ａｍ−３）１０３．３５
００オングストロームを形成した。第２図は該ｐ−ｎ接
合を有する結晶のキャリア濃度プロファイルである。ｐ
−ｎ接合面でのキャリア濃度変化は、分解能以下（１０
０オングストローム）以下で達成された。ｐ型アルミニ
ウムガリウムヒソ層１０２にＭｇまたはＺｎを添加して
ｐ型のキャリアを生成し、本実施例と同様の構造のｐ−
ｎ接合を有する結晶を作製したところ、ｐ−ｎ接合界面
でのキャリア濃度変化は２００オングストロ一ム以上を
要した。これは本発明の実施例ではカーボンの拡散係数
が小さいためにｐ−ｎ接合位置がＡｔ Ｇａ Ａ
ｓ／Ａｔ Ｇａ Ａｓ：ｘ ｌ−ｘ
ｙ １−ｙ（０＜ｘ、ｙ＜１ ；ｘ−ｙ）
へテロ接合界面と略一致しているためである。
第二の実施例の気相成長法によりトリメチルガリウムと
トリメチルアルミニウムとアルシンを用いてｐ型アルミ
ニウムガリウムヒソ層（ｐ−２Ｘ１０１９ｃｍ−３）１
０２．９０００オングストロームを形成した。その上に
トリエチルガリウム、トリエチルアルミニウム、アルシ
ン、シラン（Ｓ ｉＨ４）を用いて、ｎ型アルミニウム
ガリウム層（ｎ＝ＩＸ１０１８ａｍ−３）１０３．３５
００オングストロームを形成した。第２図は該ｐ−ｎ接
合を有する結晶のキャリア濃度プロファイルである。ｐ
−ｎ接合面でのキャリア濃度変化は、分解能以下（１０
０オングストローム）以下で達成された。ｐ型アルミニ
ウムガリウムヒソ層１０２にＭｇまたはＺｎを添加して
ｐ型のキャリアを生成し、本実施例と同様の構造のｐ−
ｎ接合を有する結晶を作製したところ、ｐ−ｎ接合界面
でのキャリア濃度変化は２００オングストロ一ム以上を
要した。これは本発明の実施例ではカーボンの拡散係数
が小さいためにｐ−ｎ接合位置がＡｔ Ｇａ Ａ
ｓ／Ａｔ Ｇａ Ａｓ：ｘ ｌ−ｘ
ｙ １−ｙ（０＜ｘ、ｙ＜１ ；ｘ−ｙ）
へテロ接合界面と略一致しているためである。
本実施例ではｐ型アルミニウムガリウムヒソ層１０２を
成長するのにトリメチルガリウムとトリメチルアルミニ
ウムを用いたが、トリメチルガリウムとトリエチルアル
ミニウムの組合せ、トリエチルガリウムとトリメチルア
ルミニウムの組合せを用いてもよい。本発明の実施例を
含め、いずれの場合も良好な表面モフオロジーのもとて
不純物の添加により制御性良くｎ型のキャリアを生成す
るためには表面モフオロジーが劣化するよりも大きなＶ
／ＩＩＩ比のもとて結晶成長を行う必要がある。
成長するのにトリメチルガリウムとトリメチルアルミニ
ウムを用いたが、トリメチルガリウムとトリエチルアル
ミニウムの組合せ、トリエチルガリウムとトリメチルア
ルミニウムの組合せを用いてもよい。本発明の実施例を
含め、いずれの場合も良好な表面モフオロジーのもとて
不純物の添加により制御性良くｎ型のキャリアを生成す
るためには表面モフオロジーが劣化するよりも大きなＶ
／ＩＩＩ比のもとて結晶成長を行う必要がある。
本実施例ではＡＩ Ｇａ Ａｓ／Ａｔ。
ｘ １−ｘ
Ｇ ａ Ａ ｓ ： （０＜Ｘ Ｔ ｙ ＜１ ；
ｘ−ｙ ）ヘテ−ｙ 口接合界面でのｐ−ｎ接合を例に上げたが、Ｇ ａ Ａ
ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓホモ接合界面、ＡｌＧａＡｓ
／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓホモ接合界面でも本実施例
同様にｐ−ｎ接合を形成できる。また、本発明は、■族
元素としてガリウム及びアルミニウムの少なくとも１種
を含み、Ｖ族元素としてＡｓを含むｐ型の化合物半導体
膜の成長形成に適用できることは明らかである。
ｘ−ｙ ）ヘテ−ｙ 口接合界面でのｐ−ｎ接合を例に上げたが、Ｇ ａ Ａ
ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓホモ接合界面、ＡｌＧａＡｓ
／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓホモ接合界面でも本実施例
同様にｐ−ｎ接合を形成できる。また、本発明は、■族
元素としてガリウム及びアルミニウムの少なくとも１種
を含み、Ｖ族元素としてＡｓを含むｐ型の化合物半導体
膜の成長形成に適用できることは明らかである。
さらに、本発明の気相成長方法はへテロバイポーラトラ
ンジスタのｐベース層、レーザダイオードのｐ型クラッ
ド層やｐ型コンタクト層、フォトダイオードのｐ型層等
、全てのｐ型層への適用が可能である。
ンジスタのｐベース層、レーザダイオードのｐ型クラッ
ド層やｐ型コンタクト層、フォトダイオードのｐ型層等
、全てのｐ型層への適用が可能である。
［発明の効果］
以上述べたように本発明の気相成長方法によればＶ／Ｉ
ＩＩ比がきわめて小さく■族元素の利用効率が極めて高
かった。このため猛毒のＶ放水素化物の使用量が少なく
、有害なＶ族酸化物Ｖ族元素の析出量が少なかった。こ
のためＶ族元素及びその化合物の処理費用が大幅に削減
できた。しかもこのとき極めて高品質の結晶が成長がで
きた。
ＩＩ比がきわめて小さく■族元素の利用効率が極めて高
かった。このため猛毒のＶ放水素化物の使用量が少なく
、有害なＶ族酸化物Ｖ族元素の析出量が少なかった。こ
のためＶ族元素及びその化合物の処理費用が大幅に削減
できた。しかもこのとき極めて高品質の結晶が成長がで
きた。
ＡＩ Ｇａ Ａｓ （０＜ｘ＜１）においてはｘ
ｌ−ｘ 高濃度にカーボンが添加できた。カーボンの活性化率は
極めて１に近く結晶の品質を損なわずにｐ型キャリアを
高濃度に添加できた。また、格子常数の変化も小さかっ
た。さらに、カーボンの拡散係数は小さくきわめて急峻
なキャリア濃度プロファイルが得られた。
ｌ−ｘ 高濃度にカーボンが添加できた。カーボンの活性化率は
極めて１に近く結晶の品質を損なわずにｐ型キャリアを
高濃度に添加できた。また、格子常数の変化も小さかっ
た。さらに、カーボンの拡散係数は小さくきわめて急峻
なキャリア濃度プロファイルが得られた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にかかわるｐ−ｎ接合を含む結晶である
。第２図は本発明に係わる実施例におけ、ｐ−ｎ接合の
急峻性を説明する説明図である。 １０１・・・ｐ型ガリウムヒソ（１００）基板、１０２
・・・ｐ型アルミニウムガリウムヒソ層、１０３・・・
ｎ型アルミニウムガリウムヒソ層。
。第２図は本発明に係わる実施例におけ、ｐ−ｎ接合の
急峻性を説明する説明図である。 １０１・・・ｐ型ガリウムヒソ（１００）基板、１０２
・・・ｐ型アルミニウムガリウムヒソ層、１０３・・・
ｎ型アルミニウムガリウムヒソ層。
Claims (2)
- （１）ガリウムヒソ若しくはアルミニウムガリウムヒソ
の有機金属気相成長方法において、III族有機金属の原
料としてメチル基を有するアルキル化物を含む、Ｖ族元
素供給量とIII族元素供給量の比（Ｖ／III比）を１より
も小さなＶ／IIIで非鏡面成長を生じる第一のＶ／III比
領域と、１よりも大きなＶ／III比で非鏡面成長を生じ
る第二のＶ／III比領域の間の、鏡面成長が起こるＶ／
III比領域に設定して、エピキタシャル成長を行うこと
を特徴とする気相成長方法。 - （２）前記Ｖ族元素の水素化物がアルシンであり、前記
III族元素のアルキル化物がトリメチルガリウムまたは
トリメチルアルミニウムの少なくとも一つからなること
を特徴とする請求項１に記載の気相成長方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13746189A JPH034517A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 気相成長方法 |
| DE69024246T DE69024246T2 (de) | 1989-03-31 | 1990-03-29 | Verfahren zur Herstellung einer Dünnschichthalbleiterlegierung |
| US07/501,781 US5168077A (en) | 1989-03-31 | 1990-03-29 | Method of manufacturing a p-type compound semiconductor thin film containing a iii-group element and a v-group element by metal organics chemical vapor deposition |
| EP90303352A EP0390552B1 (en) | 1989-03-31 | 1990-03-29 | Method of manufacturing compound semiconductor thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13746189A JPH034517A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034517A true JPH034517A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15199149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13746189A Pending JPH034517A (ja) | 1989-03-31 | 1989-06-01 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034517A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5315133A (en) * | 1992-01-30 | 1994-05-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor structure including p-type and n-type regions doped with carbon |
| JP2010225981A (ja) | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子、集積素子、光半導体素子の製造方法 |
| JP2011014922A (ja) * | 2010-09-02 | 2011-01-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 化合物半導体ウェーハの製造方法及び化合物半導体素子 |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP13746189A patent/JPH034517A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5315133A (en) * | 1992-01-30 | 1994-05-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor structure including p-type and n-type regions doped with carbon |
| US5387544A (en) * | 1992-01-30 | 1995-02-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor device including carbon as a dopant |
| JP2010225981A (ja) | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子、集積素子、光半導体素子の製造方法 |
| JP2011014922A (ja) * | 2010-09-02 | 2011-01-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 化合物半導体ウェーハの製造方法及び化合物半導体素子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4912532A (en) | Electro-optical device with inverted transparent substrate and method for making same | |
| EP0403293B1 (en) | Method of manufacturing III-V group compound semiconductor device | |
| JP3198912B2 (ja) | ３−５族化合物半導体の製造方法 | |
| JP3410863B2 (ja) | 化合物半導体装置及び化合物半導体発光装置 | |
| US5663976A (en) | Buried-ridge laser device | |
| Dupuis | III-V semiconductor heterojunction devices grown by metalorganic chemical vapor deposition | |
| US5389396A (en) | InGaAsP/GaAs diode laser | |
| JP3158651B2 (ja) | 化合物半導体及びその製造方法 | |
| JPH034517A (ja) | 気相成長方法 | |
| Tsang et al. | InGaAs/InP p‐i‐n photodiodes grown by chemical beam epitaxy | |
| JPH03211888A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| US5384151A (en) | InGaAsP/GaAs diode laser | |
| JP3697304B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP3274907B2 (ja) | 窒化インジウムガリウム化合物半導体の成長方法 | |
| Sodabanlu et al. | Improvement of InGaP solar cells grown with TBP in planetary MOVPE reactor | |
| US20020127755A1 (en) | Diode laser | |
| JP3109567B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体ウェハの製造方法 | |
| Lundin et al. | Influence of the carrier gas composition on metalorganic vapor phase epitaxy of gallium nitride | |
| US5606180A (en) | III-V compound semiconductor with high crystal quality and luminous efficiency | |
| JPH0387019A (ja) | ３―ｖ族化合物半導体素子の製造方法 | |
| Kurtz et al. | Hidden but important parameters in Ga/sub 0.5/In/sub 0.5/P cell growth | |
| US5421910A (en) | Intermetallic compound semiconductor thin film | |
| JP3316828B2 (ja) | 半導体薄膜再成長法 | |
| JPH11307457A (ja) | ノンアロイ用電極コンタクト層およびその作製方法 | |
| JPH01214083A (ja) | 半導体レーザ装置、ダブルヘテロウエハおよびその製造方法 |