JPH04354325A - 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 - Google Patents
化合物半導体のエピタキシャル成長方法Info
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- JPH04354325A JPH04354325A JP15555591A JP15555591A JPH04354325A JP H04354325 A JPH04354325 A JP H04354325A JP 15555591 A JP15555591 A JP 15555591A JP 15555591 A JP15555591 A JP 15555591A JP H04354325 A JPH04354325 A JP H04354325A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クロライドＣＶＤ法に
よる化合物半導体の気相エピタキシャル成長方法に関し
、例えば不純物がデルタ関数的にドープされてなるδド
ープ層を含む半導体層の気相成長に利用して効果的な技
術に関する。
よる化合物半導体の気相エピタキシャル成長方法に関し
、例えば不純物がデルタ関数的にドープされてなるδド
ープ層を含む半導体層の気相成長に利用して効果的な技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、不純物を添加したＧａＡｓ，Ｇ
ａＰ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を基板上に気相エピタキシャル成長させるには、例えば
図４に示すような気相成長装置を用いて行なっている。 この気相成長装置は、円筒状をなす石英製の反応管１と
、電気炉２とからなり、電気炉２は反応管１の軸方向温
度分布を制御できるように構成されている。この気相成
長装置によりＧａＡｓ層を気相エピタキシャル成長させ
る場合、反応管１内には、上流側（図では左側）に材料
源であるガリウム３を収納した原料ボート４を配置し、
下流側に気相成長をさせるＧａＡｓ基板５を配置する。 一方、反応管１の上流端には、原料ボート４を迂回して
ガスを基板５の上流に供給するための第１のガス導入管
６ａと第２のガス導入管６ｂが接続されている。また、
反応管１の上流端には原料ボート４にガスを供給するた
めの第３のガス導入管６ｃが接続されている。
ａＰ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を基板上に気相エピタキシャル成長させるには、例えば
図４に示すような気相成長装置を用いて行なっている。 この気相成長装置は、円筒状をなす石英製の反応管１と
、電気炉２とからなり、電気炉２は反応管１の軸方向温
度分布を制御できるように構成されている。この気相成
長装置によりＧａＡｓ層を気相エピタキシャル成長させ
る場合、反応管１内には、上流側（図では左側）に材料
源であるガリウム３を収納した原料ボート４を配置し、
下流側に気相成長をさせるＧａＡｓ基板５を配置する。 一方、反応管１の上流端には、原料ボート４を迂回して
ガスを基板５の上流に供給するための第１のガス導入管
６ａと第２のガス導入管６ｂが接続されている。また、
反応管１の上流端には原料ボート４にガスを供給するた
めの第３のガス導入管６ｃが接続されている。
【０００３】そして、ガス導入管６ｃの管路途中には塩
化砒素（ＡｓＣｌ３）の入ったバブラ８が介装されてい
る。上記ガス導入管６ｂ，６ｃには、流量調節器７ｂ，
７ｃを介してＨ２ガスが導入され、バブラ８内のＡｓＣ
ｌ３中へＨ２ガスを吹き込むことによって、所定の流量
のＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスを反応管１内に供給できる
ように構成されている。また、バブラ８は、温度制御可
能な恒温槽（図示省略）に入れ、温度を制御することに
よってＡｓＣｌ３の蒸発量を制御するようにしてある。 なお、９は反応管１の下流端に接続された排気管である
。 以下の説明ではガス導入管６ａからなるガス供給系をＡ
系統と、また、ガス導入管６ｂからなるガス供給系をＢ
系統と、さらに、バブラ８およびガス導入管６ｃからな
るガス供給系をＣ系統と呼ぶ。
化砒素（ＡｓＣｌ３）の入ったバブラ８が介装されてい
る。上記ガス導入管６ｂ，６ｃには、流量調節器７ｂ，
７ｃを介してＨ２ガスが導入され、バブラ８内のＡｓＣ
ｌ３中へＨ２ガスを吹き込むことによって、所定の流量
のＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスを反応管１内に供給できる
ように構成されている。また、バブラ８は、温度制御可
能な恒温槽（図示省略）に入れ、温度を制御することに
よってＡｓＣｌ３の蒸発量を制御するようにしてある。 なお、９は反応管１の下流端に接続された排気管である
。 以下の説明ではガス導入管６ａからなるガス供給系をＡ
系統と、また、ガス導入管６ｂからなるガス供給系をＢ
系統と、さらに、バブラ８およびガス導入管６ｃからな
るガス供給系をＣ系統と呼ぶ。
【０００４】図４のごとき構成の気相成長装置を用いて
クロライドＣＶＤ法によりＧａＡｓエピタキシャル層を
成長させる場合、先ずＣ系統からＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合
ガスを反応管１内に供給する。次に、所定時間経過後、
Ｂ系統から水素ガスを供給すると同時に、Ａ系統からド
ーピングガス（例えばシラン）を供給し、気相成長を行
なう。そして、上記成長中、ドーピングガスの流量を制
御することによって図５に示すように不純物濃度がデル
タ関数的に変化する多層構造のＧａＡｓ薄膜を成長させ
ることができる。
クロライドＣＶＤ法によりＧａＡｓエピタキシャル層を
成長させる場合、先ずＣ系統からＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合
ガスを反応管１内に供給する。次に、所定時間経過後、
Ｂ系統から水素ガスを供給すると同時に、Ａ系統からド
ーピングガス（例えばシラン）を供給し、気相成長を行
なう。そして、上記成長中、ドーピングガスの流量を制
御することによって図５に示すように不純物濃度がデル
タ関数的に変化する多層構造のＧａＡｓ薄膜を成長させ
ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＧａＡｓ基
板を用いたデバイスにおいては、気相成長層内に不純物
がデルタ関数的にドープされたδドープ層を有するとＦ
ＥＴのｇｍが高くなるため、図５に実線Ａで示すような
濃度変化の急峻なδドープ層を有する基板が要望されて
いる。しかるに、図４のごとき構成の気相成長装置を用
いてクロライドＣＶＤ法によりドーピングガスの流量を
制御することによってδドープ層を含むＧａＡｓの気相
成長を行なうと、図５に一点鎖線Ｂで示すように各層の
界面での濃度変化がなだらかになってしまい、実線Ａの
ごとき濃度変化の急峻なδドープ層が得られないという
問題点があった。
板を用いたデバイスにおいては、気相成長層内に不純物
がデルタ関数的にドープされたδドープ層を有するとＦ
ＥＴのｇｍが高くなるため、図５に実線Ａで示すような
濃度変化の急峻なδドープ層を有する基板が要望されて
いる。しかるに、図４のごとき構成の気相成長装置を用
いてクロライドＣＶＤ法によりドーピングガスの流量を
制御することによってδドープ層を含むＧａＡｓの気相
成長を行なうと、図５に一点鎖線Ｂで示すように各層の
界面での濃度変化がなだらかになってしまい、実線Ａの
ごとき濃度変化の急峻なδドープ層が得られないという
問題点があった。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、その目的とするところは、不純物を添加した
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を気相エピタキシャル成長
法で成長させる場合に、キャリア濃度（不純物濃度）の
分布曲線が界面近傍で急峻となるような成長方法を提供
することにある。
たもので、その目的とするところは、不純物を添加した
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を気相エピタキシャル成長
法で成長させる場合に、キャリア濃度（不純物濃度）の
分布曲線が界面近傍で急峻となるような成長方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、エピタキ
シャル成長層のキャリア濃度分布が界面近傍で急峻にな
らない原因について考察した。その結果、所望のキャリ
ア濃度を得るのに必要な流量でドーピングガスを反応管
に導入した場合、導入開始と同時に成長用基板設置部で
の反応ガス中のドーパント濃度が所定の濃度になるわけ
でないためであるとの結論に達した。そこで、本発明者
らは、このドーパント濃度が遷移している間にエピタキ
シャル層が成長しないように基板表面をエッチングして
やれば良いと考え、ドーパント濃度が一定になるまでＢ
系統のガス導入管よりエッチングガスを流入させる実験
を行なった。すなわち、図２に示すような気相成長装置
において、まずＡ系統やＣ系統から供給するガスの流量
を一定とし、Ｂ系統から供給するガス（ＡｓＣｌ３＋Ｈ
２の混合ガス）の濃度や流量を変えてエピタキシャル成
長を行なう実験を繰り返した。その結果、Ｂ系統から供
給するガス中のＡｓＣｌ３の量が多くなるとエピタキシ
ャル成長速度が遅くなり、ある値を越えて供給すると基
板表面がエッチングされることが分かった。この発明は
、上記知見に基づいてなされたもので、半導体基板上に
不純物濃度が深さ方向に階段状に変化する化合物半導体
層を気相成長させるにあたり、ドーピングガスの供給開
始または流量の変更と同期して原料ボートを迂回してガ
スを供給する第２ガス導入路からエッチング用ガスを導
入し、反応管内のドーパント濃度が安定してから上記エ
ッチング用ガスの供給を停止させ、所望の不純物濃度の
半導体層を成長させることを提案するものである。
シャル成長層のキャリア濃度分布が界面近傍で急峻にな
らない原因について考察した。その結果、所望のキャリ
ア濃度を得るのに必要な流量でドーピングガスを反応管
に導入した場合、導入開始と同時に成長用基板設置部で
の反応ガス中のドーパント濃度が所定の濃度になるわけ
でないためであるとの結論に達した。そこで、本発明者
らは、このドーパント濃度が遷移している間にエピタキ
シャル層が成長しないように基板表面をエッチングして
やれば良いと考え、ドーパント濃度が一定になるまでＢ
系統のガス導入管よりエッチングガスを流入させる実験
を行なった。すなわち、図２に示すような気相成長装置
において、まずＡ系統やＣ系統から供給するガスの流量
を一定とし、Ｂ系統から供給するガス（ＡｓＣｌ３＋Ｈ
２の混合ガス）の濃度や流量を変えてエピタキシャル成
長を行なう実験を繰り返した。その結果、Ｂ系統から供
給するガス中のＡｓＣｌ３の量が多くなるとエピタキシ
ャル成長速度が遅くなり、ある値を越えて供給すると基
板表面がエッチングされることが分かった。この発明は
、上記知見に基づいてなされたもので、半導体基板上に
不純物濃度が深さ方向に階段状に変化する化合物半導体
層を気相成長させるにあたり、ドーピングガスの供給開
始または流量の変更と同期して原料ボートを迂回してガ
スを供給する第２ガス導入路からエッチング用ガスを導
入し、反応管内のドーパント濃度が安定してから上記エ
ッチング用ガスの供給を停止させ、所望の不純物濃度の
半導体層を成長させることを提案するものである。
【０００８】
【作用】上記した手段によれば、ドーパント濃度が遷移
している間は基板表面がエッチングされるため、不純物
濃度がゆるやかに変化する遷移層が成長するのが防止さ
れ、これによって、不純物濃度の分布曲線が界面近傍で
急峻となり不純物濃度が変化する多層構造のエピタキシ
ャル層を成長させることができる。
している間は基板表面がエッチングされるため、不純物
濃度がゆるやかに変化する遷移層が成長するのが防止さ
れ、これによって、不純物濃度の分布曲線が界面近傍で
急峻となり不純物濃度が変化する多層構造のエピタキシ
ャル層を成長させることができる。
【０００９】
【実施例】図２に、本発明に係る気相エピタキシャル成
長方法に使用する気相成長装置の一例を示す。この気相
成長装置は、図４に示すものとほぼ同様であるが、電気
炉２は反応管１の軸方向に移動可能であるとともに、反
応管１内に管の軸方向に沿って勾配を有するような温度
分布（図３参照）を形成できるように構成されている。 また、ガス導入管６ｂ，６ｃには、三方弁１０ｂ，１１
ｂ，１０ｃ，１１ｃがそれぞれ介装されており、Ｈ２ガ
スをバブラ８ｂ，８ｃ内のＡｓＣｌ３に吹き込ませてＡ
ｓＣｌ３＋Ｈ２の混合ガスとしたり、Ｈ２ガスをそのま
ま反応管１内へ供給できるように構成されている。
長方法に使用する気相成長装置の一例を示す。この気相
成長装置は、図４に示すものとほぼ同様であるが、電気
炉２は反応管１の軸方向に移動可能であるとともに、反
応管１内に管の軸方向に沿って勾配を有するような温度
分布（図３参照）を形成できるように構成されている。 また、ガス導入管６ｂ，６ｃには、三方弁１０ｂ，１１
ｂ，１０ｃ，１１ｃがそれぞれ介装されており、Ｈ２ガ
スをバブラ８ｂ，８ｃ内のＡｓＣｌ３に吹き込ませてＡ
ｓＣｌ３＋Ｈ２の混合ガスとしたり、Ｈ２ガスをそのま
ま反応管１内へ供給できるように構成されている。
【００１０】次に、上記気相成長装置を用いて本発明方
法によりＧａＡｓ基板５上にＧａＡｓ層を気相成長させ
る具体的手順を説明する。。先ず、電気炉２への供給電
力を制御して、図３に示すように原料ボート部の温度が
約８２０℃、基板部の温度が約７５０℃で原料ボート部
から基板部までは徐々に温度が下がるような温度分布を
反応管１内に形成させる。上記昇温が終了したなら、バ
ブラ８ｂ，８ｃの温度を約２０℃で一定に保って、図１
に示すような手順に従って、Ａ，Ｂ，Ｃ系統のガス導入
管からのガスの供給開始、停止を行なうことにより、Ｇ
ａＡｓ基板５上に不純物（例えばＳｉ）濃度が階段状に
変化するＧａＡｓ層を気相成長させる。なお、時刻Ｔ０
の前までにボート部４ではＡｓ４がＧａ中に溶解限度ま
で溶け込んでＧａＡｓクラストが生成されているものと
する。
法によりＧａＡｓ基板５上にＧａＡｓ層を気相成長させ
る具体的手順を説明する。。先ず、電気炉２への供給電
力を制御して、図３に示すように原料ボート部の温度が
約８２０℃、基板部の温度が約７５０℃で原料ボート部
から基板部までは徐々に温度が下がるような温度分布を
反応管１内に形成させる。上記昇温が終了したなら、バ
ブラ８ｂ，８ｃの温度を約２０℃で一定に保って、図１
に示すような手順に従って、Ａ，Ｂ，Ｃ系統のガス導入
管からのガスの供給開始、停止を行なうことにより、Ｇ
ａＡｓ基板５上に不純物（例えばＳｉ）濃度が階段状に
変化するＧａＡｓ層を気相成長させる。なお、時刻Ｔ０
の前までにボート部４ではＡｓ４がＧａ中に溶解限度ま
で溶け込んでＧａＡｓクラストが生成されているものと
する。
【００１１】まず、エピタキシャル成長の開始（時刻Ｔ
０）と同時に、Ｂ系統からはＨ２ガスを供給するととも
に、Ｃ系統からはＡｓＣｌ３を含有するＨ２ガスを供給
する。すると、ボート部４ではＧａＡｓとＨＣｌが反応
してＧａＣｌとＡｓ４が生成され、これが下流の基板５
に供給され、基板５の表面にてＧａＡｓが析出し、アン
ドープＧａＡｓ層が成長する。このとき、Ａ系統からは
ドーピングガスを供給しないようにする。バッファ層が
所定の厚さまで成長すると、時刻Ｔ１でＢ系統の供給ガ
スをＨ２からＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスに切り換え、Ａ
系統からはドーピングガスとしてＳｉＨ４（水素稀釈１
０ｐｐｍ）を供給し始める。この際、Ｂ系統から供給さ
れるガスが分解して発生するＨＣｌが基板表面をエッチ
ングするためエピタキシャル層が成長されない。反応管
内のガスの濃度が安定する時刻Ｔ２でＢ系統の供給ガス
をＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスからＨ２ガスに切り換える
。すると、Ｂ系統から供給されるガスが分解して発生す
るＨＣｌによる基板表面のエッチング作用がなくなるた
め、不純物が高濃度にドーピングされたＧａＡｓ活性層
が基板５上にエピタキシャル成長される。これによりバ
ッファ層から活性層にかけてのキャリア濃度を急峻にさ
せることができる。
０）と同時に、Ｂ系統からはＨ２ガスを供給するととも
に、Ｃ系統からはＡｓＣｌ３を含有するＨ２ガスを供給
する。すると、ボート部４ではＧａＡｓとＨＣｌが反応
してＧａＣｌとＡｓ４が生成され、これが下流の基板５
に供給され、基板５の表面にてＧａＡｓが析出し、アン
ドープＧａＡｓ層が成長する。このとき、Ａ系統からは
ドーピングガスを供給しないようにする。バッファ層が
所定の厚さまで成長すると、時刻Ｔ１でＢ系統の供給ガ
スをＨ２からＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスに切り換え、Ａ
系統からはドーピングガスとしてＳｉＨ４（水素稀釈１
０ｐｐｍ）を供給し始める。この際、Ｂ系統から供給さ
れるガスが分解して発生するＨＣｌが基板表面をエッチ
ングするためエピタキシャル層が成長されない。反応管
内のガスの濃度が安定する時刻Ｔ２でＢ系統の供給ガス
をＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスからＨ２ガスに切り換える
。すると、Ｂ系統から供給されるガスが分解して発生す
るＨＣｌによる基板表面のエッチング作用がなくなるた
め、不純物が高濃度にドーピングされたＧａＡｓ活性層
が基板５上にエピタキシャル成長される。これによりバ
ッファ層から活性層にかけてのキャリア濃度を急峻にさ
せることができる。
【００１２】次に、時刻Ｔ３でＡ系統のドーピングガス
（ＳｉＨ４）の供給量を減らすとともに、Ｂ系統の供給
ガスをＨ２ガスからＡｓＣｌ３＋Ｈ２の混合ガスに切り
替える。すると、Ｂ系統から供給されるガスが分解して
発生するＨＣｌが基板表面をエッチングするためエピタ
キシャル層が成長されない。反応管内のガスの濃度が安
定する時刻Ｔ４でＢ系統の供給ガスをＡｓＣｌ３＋Ｈ２
混合ガスからＨ２ガスに切り換える。すると、Ｂ系統か
ら供給されるガスが分解して発生するＨＣｌによる基板
表面のエッチング作用がなくなりしかもドーピングガス
の流量も少ないため、不純物が低濃度にドーピングされ
たＧａＡｓ活性層が基板５上にエピタキシャル成長され
る。
（ＳｉＨ４）の供給量を減らすとともに、Ｂ系統の供給
ガスをＨ２ガスからＡｓＣｌ３＋Ｈ２の混合ガスに切り
替える。すると、Ｂ系統から供給されるガスが分解して
発生するＨＣｌが基板表面をエッチングするためエピタ
キシャル層が成長されない。反応管内のガスの濃度が安
定する時刻Ｔ４でＢ系統の供給ガスをＡｓＣｌ３＋Ｈ２
混合ガスからＨ２ガスに切り換える。すると、Ｂ系統か
ら供給されるガスが分解して発生するＨＣｌによる基板
表面のエッチング作用がなくなりしかもドーピングガス
の流量も少ないため、不純物が低濃度にドーピングされ
たＧａＡｓ活性層が基板５上にエピタキシャル成長され
る。
【００１３】その後、時刻Ｔ５でＡ系統のドーピングガ
スの供給量を増やすとともに、Ｂ系統の供給ガスをＨ２
からＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスに切り換える。すると、
Ｂ系統から供給されるガスが分解して発生するＨＣｌが
基板表面をエッチングするためエピタキシャル層が成長
されない。反応管内のガスの濃度が安定する時刻Ｔ６で
Ｂ系統の供給ガスをＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスからＨ２
ガスに切り換える。すると、Ｂ系統から供給されるガス
が分解して発生するＨＣｌによる基板表面のエッチング
作用がなくなるため、不純物が高濃度にドーピングされ
たＧａＡｓ活性層が基板５上にエピタキシャル成長され
る。 これにより低濃度活性層から高濃度活性層にかけてのキ
ャリア濃度を急峻にさせることができる。そして、高濃
度活性層が所望の厚さに成長した時点（時刻Ｔ７）で、
Ａ、ＢおよびＣ系統の供給ガスを停止、もしくはＮ２ガ
スに切り換えて終了する。
スの供給量を増やすとともに、Ｂ系統の供給ガスをＨ２
からＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスに切り換える。すると、
Ｂ系統から供給されるガスが分解して発生するＨＣｌが
基板表面をエッチングするためエピタキシャル層が成長
されない。反応管内のガスの濃度が安定する時刻Ｔ６で
Ｂ系統の供給ガスをＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスからＨ２
ガスに切り換える。すると、Ｂ系統から供給されるガス
が分解して発生するＨＣｌによる基板表面のエッチング
作用がなくなるため、不純物が高濃度にドーピングされ
たＧａＡｓ活性層が基板５上にエピタキシャル成長され
る。 これにより低濃度活性層から高濃度活性層にかけてのキ
ャリア濃度を急峻にさせることができる。そして、高濃
度活性層が所望の厚さに成長した時点（時刻Ｔ７）で、
Ａ、ＢおよびＣ系統の供給ガスを停止、もしくはＮ２ガ
スに切り換えて終了する。
【００１４】一例として、上記実施例を適用し、時刻Ｔ
１〜Ｔ３およびＴ５〜Ｔ７の間にＡ系統から供給するド
ーピングガス流量をそれぞれ５０ｃｃ／ｍｉｎ、時刻Ｔ
３〜Ｔ５の間にＡ系統から供給するドーピングガス流量
を１０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｂ系統から供給するＨ２ガスおよ
びＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスの流量を８００ｃｃ／ｍｉ
ｎ一定、Ｃ系統からの成長用ガス（Ｈ２＋ＡｓＣｌ３）
の流量は８００ｃｃ／ｍｉｎ一定、としてエピタキシャ
ル層を成長する実験を行なった。得られた気相エピタキ
シャル成長層のキャリヤ濃度分布をＣ−Ｖ測定により測
定した。その結果、図４に実線Ａで示すようなプロファ
イルが得られた。図４は、横軸にエピタキシャル成長膜
の表面からの深さを、縦軸にキャリア濃度をとったもの
である。同図から、低濃度層が５００オングストローム
のような非常に薄い層である場合においても、各成長層
の境界でキャリア濃度が急峻に変化する階段状濃度分布
のエピタキシャル層を成長できるようになることが分か
る。
１〜Ｔ３およびＴ５〜Ｔ７の間にＡ系統から供給するド
ーピングガス流量をそれぞれ５０ｃｃ／ｍｉｎ、時刻Ｔ
３〜Ｔ５の間にＡ系統から供給するドーピングガス流量
を１０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｂ系統から供給するＨ２ガスおよ
びＡｓＣｌ３＋Ｈ２混合ガスの流量を８００ｃｃ／ｍｉ
ｎ一定、Ｃ系統からの成長用ガス（Ｈ２＋ＡｓＣｌ３）
の流量は８００ｃｃ／ｍｉｎ一定、としてエピタキシャ
ル層を成長する実験を行なった。得られた気相エピタキ
シャル成長層のキャリヤ濃度分布をＣ−Ｖ測定により測
定した。その結果、図４に実線Ａで示すようなプロファ
イルが得られた。図４は、横軸にエピタキシャル成長膜
の表面からの深さを、縦軸にキャリア濃度をとったもの
である。同図から、低濃度層が５００オングストローム
のような非常に薄い層である場合においても、各成長層
の境界でキャリア濃度が急峻に変化する階段状濃度分布
のエピタキシャル層を成長できるようになることが分か
る。
【００１５】なお、上記実施例では、δドープ層を有す
るエピタキシャル層の気相成長を例にとって説明したが
、この発明は上記実施例に限定されず、不純物濃度が階
段状に変化する多層構造のＧａＡｓエピタキシャル層の
成長やＩｎＧａＰ／ＧａＡｓおよびＩｎ０．５３Ｇａ０
．４７Ａｓ／ＩｎＰのような格子定数の一致する異種の
半導体層を積層してなるヘテロ接合を気相エピタキシャ
ル成長させる場合に適用することによって、各層の境界
で組成を急峻に変化させることが可能である。また、本
発明は、ＧａＡｓの気相エピタキシャル成長のみでなく
、ＧａＰ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ等の化合物半導体の薄膜を
多層に気相エピタキシャル成長させる場合一般に利用す
ることができる。
るエピタキシャル層の気相成長を例にとって説明したが
、この発明は上記実施例に限定されず、不純物濃度が階
段状に変化する多層構造のＧａＡｓエピタキシャル層の
成長やＩｎＧａＰ／ＧａＡｓおよびＩｎ０．５３Ｇａ０
．４７Ａｓ／ＩｎＰのような格子定数の一致する異種の
半導体層を積層してなるヘテロ接合を気相エピタキシャ
ル成長させる場合に適用することによって、各層の境界
で組成を急峻に変化させることが可能である。また、本
発明は、ＧａＡｓの気相エピタキシャル成長のみでなく
、ＧａＰ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ等の化合物半導体の薄膜を
多層に気相エピタキシャル成長させる場合一般に利用す
ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、半導体
基板上に不純物濃度が深さ方向に変化する化合物半導体
層を気相成長させるにあたり、ドーピングガスの供給開
始または流量の変更と同期して原料ボートを迂回してガ
スを供給する第２ガス導入路からエッチング用ガスを導
入し、反応管内のドーパント濃度が安定してから上記エ
ッチング用ガスの供給を停止させ、所望の不純物濃度の
半導体層を成長させるようにしたので、ドーパント濃度
が遷移している間は基板表面がエッチングされるため、
不純物濃度がゆるやかに変化する遷移層が成長するのが
防止され、これによって、不純物濃度の分布曲線が界面
近傍で急峻となり階段状に不純物濃度が変化する多層構
造のエピタキシャル層を成長させることができるという
効果がある。
基板上に不純物濃度が深さ方向に変化する化合物半導体
層を気相成長させるにあたり、ドーピングガスの供給開
始または流量の変更と同期して原料ボートを迂回してガ
スを供給する第２ガス導入路からエッチング用ガスを導
入し、反応管内のドーパント濃度が安定してから上記エ
ッチング用ガスの供給を停止させ、所望の不純物濃度の
半導体層を成長させるようにしたので、ドーパント濃度
が遷移している間は基板表面がエッチングされるため、
不純物濃度がゆるやかに変化する遷移層が成長するのが
防止され、これによって、不純物濃度の分布曲線が界面
近傍で急峻となり階段状に不純物濃度が変化する多層構
造のエピタキシャル層を成長させることができるという
効果がある。
【図１】本発明に係る化合物半導体の気相エピタキシャ
ル成長方法の一実施例における各ガス導入管からの導入
ガス流量の変化を示すタイムチャートである。
ル成長方法の一実施例における各ガス導入管からの導入
ガス流量の変化を示すタイムチャートである。
【図２】本発明に係る化合物半導体の気相エピタキシャ
ル成長方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断
正面図である。
ル成長方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断
正面図である。
【図３】本発明の実施例における反応管内の温度分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】従来の化合物半導体の気相エピタキシャル成長
方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断正面図
である。
方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断正面図
である。
【図５】エピタキシャル成長層の深さ方向のキャリア濃
度分布を示すグラフである。
度分布を示すグラフである。
１ 反応管
２ 加熱炉（電気炉）
３ 原料ガリウム
４ 原料ボート
５ 成長用基板
６ａ，６ｂ，６ｃ ガス導入管
８，８ｂ，８ｃ バブラ
Claims (1)
- 【請求項１】 ＩＩＩ族原料と半導体基板とを収容し
た反応管内の原料ボート部にガスを供給可能な第１のガ
ス導入路と原料ボートを迂回してガスを供給可能な第２
ガス導入路及び第３ガス導入路とを有する気相成長装置
を用いて、上記第１のガス導入路よりエピタキシャル成
長用ガスを、また第３のガス導入路よりドーピングガス
を供給して、上記半導体基板上に不純物濃度が深さ方向
に変化する化合物半導体膜を気相成長させるにあたり、
ドーピングガスの供給開始または流量の変更と同期して
原料ボートを迂回してガスを供給する第２ガス導入路か
らエッチング用ガスを導入し、反応管内のドーパント濃
度が安定してから上記エッチング用ガスの供給を停止さ
せ、所望の不純物濃度の半導体層を成長させるようにし
たことを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のエピタ
キシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15555591A JPH04354325A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15555591A JPH04354325A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354325A true JPH04354325A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=15608624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15555591A Pending JPH04354325A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04354325A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008010807A (ja) * | 2006-05-30 | 2008-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体積層構造の製造方法 |
| MD151Z (ro) * | 2008-12-30 | 2010-09-30 | Государственный Университет Молд0 | Procedeu de creştere a straturilor epitaxiale GaAs într-un reactor orizontal |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP15555591A patent/JPH04354325A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008010807A (ja) * | 2006-05-30 | 2008-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体積層構造の製造方法 |
| MD151Z (ro) * | 2008-12-30 | 2010-09-30 | Государственный Университет Молд0 | Procedeu de creştere a straturilor epitaxiale GaAs într-un reactor orizontal |
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