JPH05175143A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH05175143A JPH05175143A JP3344554A JP34455491A JPH05175143A JP H05175143 A JPH05175143 A JP H05175143A JP 3344554 A JP3344554 A JP 3344554A JP 34455491 A JP34455491 A JP 34455491A JP H05175143 A JPH05175143 A JP H05175143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- compound semiconductor
- group
- doping
- impurity diffusion
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エピタキシャル有機金属気相成長法等による
三元あるいはそれ以上の多元系の化合物半導体装置の製
造方法に関し、高濃度に原子層ドーピングし、その不純
物の拡散を抑えて急峻な不純物分布を得る。 【構成】 原子層ドーピング層５の下層と上層に臨界膜
厚より薄い不純物拡散抑制層４，６を成長する。この場
合、化合物半導体が三元系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体で
あり、原子層ドーピング層の下層と上層の不純物拡散抑
制層４，６が、ＩＩＩ族のみが異なる二元化合物半導体
層（例えばＧａＰとＩｎＰ）、あるいは、Ｖ族のみが異
なる二元化合物半導体層にして、両不純物拡散抑制層の
間に拡散が生じたとき、さらにその下層または上層の三
元系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体３，７（例えばＩｎＧａ
Ｐ）の組成と同じ組成になるようにすることができる。
三元あるいはそれ以上の多元系の化合物半導体装置の製
造方法に関し、高濃度に原子層ドーピングし、その不純
物の拡散を抑えて急峻な不純物分布を得る。 【構成】 原子層ドーピング層５の下層と上層に臨界膜
厚より薄い不純物拡散抑制層４，６を成長する。この場
合、化合物半導体が三元系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体で
あり、原子層ドーピング層の下層と上層の不純物拡散抑
制層４，６が、ＩＩＩ族のみが異なる二元化合物半導体
層（例えばＧａＰとＩｎＰ）、あるいは、Ｖ族のみが異
なる二元化合物半導体層にして、両不純物拡散抑制層の
間に拡散が生じたとき、さらにその下層または上層の三
元系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体３，７（例えばＩｎＧａ
Ｐ）の組成と同じ組成になるようにすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高濃度に原子層ドーピ
ングし、その不純物の拡散を抑えて急峻な不純物分布を
得る、例えばエピタキシャル有機金属気相成長法による
多元系の化合物半導体装置の製造方法に関する。
ングし、その不純物の拡散を抑えて急峻な不純物分布を
得る、例えばエピタキシャル有機金属気相成長法による
多元系の化合物半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＩＩＩ−Ｖ族あるいはＩＩ−ＶＩ
族半導体装置等においては、１０19ｃｍ-3以上の高濃度
に不純物をドープした層を得るのは困難であった。この
ため高濃度に一原子層だけドーピングするという原子層
ドーピング法が開発された。
族半導体装置等においては、１０19ｃｍ-3以上の高濃度
に不純物をドープした層を得るのは困難であった。この
ため高濃度に一原子層だけドーピングするという原子層
ドーピング法が開発された。
【０００３】この原子層ドーピング法においては、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族半導体に例をとると、ドーピングを行う場合の
みＩＩＩ族原料およびＶ族源流の供給を止めてドーパン
ト原料のみを供給するか、もしくは、ＩＩＩ族原料の供
給を止めてドーパント原料とＶ族原料をいっしょに供給
するかのいずれかの工程によって行う。
Ｉ−Ｖ族半導体に例をとると、ドーピングを行う場合の
みＩＩＩ族原料およびＶ族源流の供給を止めてドーパン
ト原料のみを供給するか、もしくは、ＩＩＩ族原料の供
給を止めてドーパント原料とＶ族原料をいっしょに供給
するかのいずれかの工程によって行う。
【０００４】そして、その後ドーパント原料の供給を止
め、ＩＩＩ族原料とＶ族原料の供給を再開してＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体層の成長を続行する。この手法によ
り、１０19ｃｍ-3以上の高濃度層を得ることが可能にな
り、薄い高濃度層を形成することにより、容易に低雑音
アンプ用の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の高
性能化を図ることができる。また、ヘテロバイポーラト
ランジスタ（ＨＢＴ）の実用化においても薄い高濃度ベ
ース層を形成することが必要である。
め、ＩＩＩ族原料とＶ族原料の供給を再開してＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体層の成長を続行する。この手法によ
り、１０19ｃｍ-3以上の高濃度層を得ることが可能にな
り、薄い高濃度層を形成することにより、容易に低雑音
アンプ用の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の高
性能化を図ることができる。また、ヘテロバイポーラト
ランジスタ（ＨＢＴ）の実用化においても薄い高濃度ベ
ース層を形成することが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図３は、従来の原子層
ドーピング法によって製造した半導体装置の構成図であ
る。この図において、１１はＧａＡｓ基板、１２はＧａ
Ａｓ層、１３はＩｎＧａＰ層、１４は不純物層、１５は
ＩｎＧａＰ層である。
ドーピング法によって製造した半導体装置の構成図であ
る。この図において、１１はＧａＡｓ基板、１２はＧａ
Ａｓ層、１３はＩｎＧａＰ層、１４は不純物層、１５は
ＩｎＧａＰ層である。
【０００６】この半導体装置は、ＭＯＣＶＤ成長装置を
用いて、ＧａＡｓ基板１１の上にバッファ層としてＧａ
Ａｓ層１２を成長し、その上にノンドープのＩｎＧａＰ
層１３を厚さ１０００Å成長し、つぎに、三族のＩｎと
Ｇａの原料の供給を停止して、Ｖ族の原料ＰＨ3 とジシ
ランＳｉ2 Ｈ6 のみを２分間程度反応炉に供給して不純
物１４を１原子層成長する。そして、その後、再びノン
ドープのＩｎＧａＰ層１５を厚さ１０００Å成長する。
用いて、ＧａＡｓ基板１１の上にバッファ層としてＧａ
Ａｓ層１２を成長し、その上にノンドープのＩｎＧａＰ
層１３を厚さ１０００Å成長し、つぎに、三族のＩｎと
Ｇａの原料の供給を停止して、Ｖ族の原料ＰＨ3 とジシ
ランＳｉ2 Ｈ6 のみを２分間程度反応炉に供給して不純
物１４を１原子層成長する。そして、その後、再びノン
ドープのＩｎＧａＰ層１５を厚さ１０００Å成長する。
【０００７】図４は、横型ＭＯＣＶＤ成長装置の概略構
成説明図である。この図において、２１はアルシンボン
ベ、２２はジシランボンベ、２３はトリメチルガリウム
槽、２４はマスフローコントローラ、２５，２６はガス
切り換えバルブ、２７は反応管、２８はＧａＡｓ基板、
２９はカーボン製サセプタ、３０は排ガス除害装置であ
る。
成説明図である。この図において、２１はアルシンボン
ベ、２２はジシランボンベ、２３はトリメチルガリウム
槽、２４はマスフローコントローラ、２５，２６はガス
切り換えバルブ、２７は反応管、２８はＧａＡｓ基板、
２９はカーボン製サセプタ、３０は排ガス除害装置であ
る。
【０００８】本発明の実施例で使用するこの横型有機金
属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置は従来から知られて
いるが、その操作を説明すると、アルシンボンベ２１
と、ジシランボンベ２２中のアルシンとジシランはマス
フローコントローラ２４によって流量を制御され、ガス
切り換えバルブ２５によって適宜切り換えられて反応管
２７に供給されるようになっている。
属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置は従来から知られて
いるが、その操作を説明すると、アルシンボンベ２１
と、ジシランボンベ２２中のアルシンとジシランはマス
フローコントローラ２４によって流量を制御され、ガス
切り換えバルブ２５によって適宜切り換えられて反応管
２７に供給されるようになっている。
【０００９】また、水素（Ｈ2 ）は別途マスフローコン
トローラ２４によって流量制御され、適宜ガス切り換え
バルブ２６によって切り換えられてトリメチルガリウム
槽２３に導入され、バブリングによってトリメチルガリ
ウムを反応管２７に供給するようになっている。
トローラ２４によって流量制御され、適宜ガス切り換え
バルブ２６によって切り換えられてトリメチルガリウム
槽２３に導入され、バブリングによってトリメチルガリ
ウムを反応管２７に供給するようになっている。
【００１０】そのほか水素は直接反応管に導入され、あ
るいは、トリメチルガリウムを希釈するために、トリメ
チルガリウム槽２３の出口に接続されている。反応管２
７には、ＧａＡｓ基板２８を支持するカーボン製サセプ
タ２９が設けられている。なお、すべてのガスは排ガス
除害装置３０を経て除害され排気される。
るいは、トリメチルガリウムを希釈するために、トリメ
チルガリウム槽２３の出口に接続されている。反応管２
７には、ＧａＡｓ基板２８を支持するカーボン製サセプ
タ２９が設けられている。なお、すべてのガスは排ガス
除害装置３０を経て除害され排気される。
【００１１】図５は、従来の原子層ドーピング法による
不純物分布図である。この図において、横軸は深さ、縦
軸は不純物濃度を示している。この図の不純物分布図は
Ｃ−Ｖ測定による結果を示し、曲線ａは比較のためＧａ
Ａｓ層にＳｉを原子層ドープした場合の不純物分布を示
し、曲線ｂはＩｎＧａＰ層にＳｉを原子層ドープした場
合の不純物分布を示している。ＧａＡｓの場合は、半値
幅が５０Å程度であり、Ｃ−Ｖ法の測定限界に近い急峻
な不純物分布が得られていることがわかる。
不純物分布図である。この図において、横軸は深さ、縦
軸は不純物濃度を示している。この図の不純物分布図は
Ｃ−Ｖ測定による結果を示し、曲線ａは比較のためＧａ
Ａｓ層にＳｉを原子層ドープした場合の不純物分布を示
し、曲線ｂはＩｎＧａＰ層にＳｉを原子層ドープした場
合の不純物分布を示している。ＧａＡｓの場合は、半値
幅が５０Å程度であり、Ｃ−Ｖ法の測定限界に近い急峻
な不純物分布が得られていることがわかる。
【００１２】これに対してＩｎＧａＰの場合は、半値幅
が２００Å程度にまで拡がってしまっており、Ｓｉが拡
散していることがわかる。Ｓｉの拡散は、ドーピング層
の下層のＩｎＧａＰ層の方が顕著であった。
が２００Å程度にまで拡がってしまっており、Ｓｉが拡
散していることがわかる。Ｓｉの拡散は、ドーピング層
の下層のＩｎＧａＰ層の方が顕著であった。
【００１３】このように、上記のような半導体装置の構
造上必要なＩＩＩ族混晶の三元化合物半導体もしくはＶ
族混晶の三元化合物半導体に対して原子層ドーピングを
行おうとすると、結晶成長中に不純物が数十原子層にま
で拡散してしまい、所望の高濃度ドーピング層を一原子
層レベルで得るのは困難であった。
造上必要なＩＩＩ族混晶の三元化合物半導体もしくはＶ
族混晶の三元化合物半導体に対して原子層ドーピングを
行おうとすると、結晶成長中に不純物が数十原子層にま
で拡散してしまい、所望の高濃度ドーピング層を一原子
層レベルで得るのは困難であった。
【００１４】特に、ドーピング層の下層への拡散が顕著
であるが、その理由は、原子層ドーピング中はＩＩＩ族
原料は供給されないため成長層自体の成長は行われず、
ドーパント原料のみが表面に多量に付着していくが、こ
の時に下層の半導体層にドーパントが拡散していくため
である。
であるが、その理由は、原子層ドーピング中はＩＩＩ族
原料は供給されないため成長層自体の成長は行われず、
ドーパント原料のみが表面に多量に付着していくが、こ
の時に下層の半導体層にドーパントが拡散していくため
である。
【００１５】したがって、三元あるいはそれ以上の多元
化合物半導体の高濃度ドーピング原子層を得るのは不可
能であり、実際のデバイス応用可能な構造に原子層ドー
ピング技術を適用するのは困難であった。本発明は、原
子層ドーピングによって、高不純物濃度で、かつ、急峻
な不純物分布を有する三元あるいはそれ以上の多元系の
ＩＩＩ−ＶあるいはＩＩ−ＶＩ族等の化合物半導体装置
を提供することを目的とする。
化合物半導体の高濃度ドーピング原子層を得るのは不可
能であり、実際のデバイス応用可能な構造に原子層ドー
ピング技術を適用するのは困難であった。本発明は、原
子層ドーピングによって、高不純物濃度で、かつ、急峻
な不純物分布を有する三元あるいはそれ以上の多元系の
ＩＩＩ−ＶあるいはＩＩ−ＶＩ族等の化合物半導体装置
を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる化合物半
導体装置の製造方法においては、原子層ドーピング層の
下層と上層に臨界膜厚より薄い不純物拡散抑制層を介在
させて成長する工程を採用した。
導体装置の製造方法においては、原子層ドーピング層の
下層と上層に臨界膜厚より薄い不純物拡散抑制層を介在
させて成長する工程を採用した。
【００１７】この場合、化合物半導体を三元系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物とし、原子層ドーピング層の下層の不純物拡
散抑制層と上層の不純物拡散抑制層を、ＩＩＩ族元素の
みあるいはＶ族元素のみが異なる二元化合物半導体層で
構成することができる。
Ｖ族化合物とし、原子層ドーピング層の下層の不純物拡
散抑制層と上層の不純物拡散抑制層を、ＩＩＩ族元素の
みあるいはＶ族元素のみが異なる二元化合物半導体層で
構成することができる。
【００１８】
【作用】本発明のように、原子層ドーピング層を挟む下
層と上層に臨界膜厚より薄い不純物の拡散を抑制する化
合物半導体層を介挿すると、原子層ドーピング層中の不
純物が下層あるいは上層に拡散するのを効果的に抑える
ことができる。
層と上層に臨界膜厚より薄い不純物の拡散を抑制する化
合物半導体層を介挿すると、原子層ドーピング層中の不
純物が下層あるいは上層に拡散するのを効果的に抑える
ことができる。
【００１９】この際、例えば三元混晶系の化合物半導体
中では、相互拡散抑制層である二元化合物半導体層は二
原子層程度で臨界膜厚より薄い範囲にとどまっているた
め格子定数のずれによる歪みの影響は生じない。また、
相互拡散抑制層である原子層ドープ層の上層と下層の二
元化合物半導体として、それらが完全に相互拡散した場
合に、さらにその上下にある三元混晶と同じ組成になる
組成の組合せにすることにより、相互拡散による悪影響
を除くことができる。
中では、相互拡散抑制層である二元化合物半導体層は二
原子層程度で臨界膜厚より薄い範囲にとどまっているた
め格子定数のずれによる歪みの影響は生じない。また、
相互拡散抑制層である原子層ドープ層の上層と下層の二
元化合物半導体として、それらが完全に相互拡散した場
合に、さらにその上下にある三元混晶と同じ組成になる
組成の組合せにすることにより、相互拡散による悪影響
を除くことができる。
【００２０】上記の説明で明らかなように、三元系の化
合物半導体においては不純物の拡散抑制層は二元系の化
合物半導体層であり、四元系の化合物半導体においては
不純物の拡散抑制層は三元以下の化合物半導体層である
というように、不純物の拡散抑制層として母材料より少
なくとも１元少ない化合物半導体層を用いることにな
る。
合物半導体においては不純物の拡散抑制層は二元系の化
合物半導体層であり、四元系の化合物半導体においては
不純物の拡散抑制層は三元以下の化合物半導体層である
というように、不純物の拡散抑制層として母材料より少
なくとも１元少ない化合物半導体層を用いることにな
る。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。本実施例では、図４に示した常圧横型Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて、ＧａＡｓ基板上に、ＩＩＩ族混晶
系のＩｎＧａＰを成長した。そして、ＩＩＩ族原料はト
リメチルガリウム（ＴＭＧ）とトリメチルインジウム
（ＴＭＩ）、Ｖ族原料はホスフィン（ＰＨ3 ）、アルシ
ン（ＡｓＨ3 ）であり、ドーパント原料としてジシラン
（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を使用した。
的に説明する。本実施例では、図４に示した常圧横型Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて、ＧａＡｓ基板上に、ＩＩＩ族混晶
系のＩｎＧａＰを成長した。そして、ＩＩＩ族原料はト
リメチルガリウム（ＴＭＧ）とトリメチルインジウム
（ＴＭＩ）、Ｖ族原料はホスフィン（ＰＨ3 ）、アルシ
ン（ＡｓＨ3 ）であり、ドーパント原料としてジシラン
（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を使用した。
【００２２】図１は、本発明の一実施例の製造方法によ
って製造した半導体装置の構成図である。この図におい
て、１はＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓバッファ層、３は
ＩｎＧａＰ層、４はＧａＰ層、５はＳｉ原子層ドーピン
グ層、６はＩｎＰ層、７はＩｎＧａＰ層である。
って製造した半導体装置の構成図である。この図におい
て、１はＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓバッファ層、３は
ＩｎＧａＰ層、４はＧａＰ層、５はＳｉ原子層ドーピン
グ層、６はＩｎＰ層、７はＩｎＧａＰ層である。
【００２３】この半導体装置は、ＧａＡｓ基板１の上
に、トリメチルガリウムとアルシンを供給してＧａＡｓ
バッファ層２を成長し、その上にトリメチルインジウ
ム、トリメチルガリウム、ホスフィンを供給してノンド
ープＩｎＧａＰ層３を成長し、その上にトリメチルガリ
ウムとホスフィンを供給してＧａＰ層４を一原子層成長
し、その上にジシランを供給してＳｉ原子層ドーピング
層５を成長し、その上にトリメチルインジウムとホスフ
ィンを供給してＩｎＰ層６を一原子層成長し、その上に
トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、ホスフィ
ンを供給してノンドープＩｎＧａＰ層７を成長した。
に、トリメチルガリウムとアルシンを供給してＧａＡｓ
バッファ層２を成長し、その上にトリメチルインジウ
ム、トリメチルガリウム、ホスフィンを供給してノンド
ープＩｎＧａＰ層３を成長し、その上にトリメチルガリ
ウムとホスフィンを供給してＧａＰ層４を一原子層成長
し、その上にジシランを供給してＳｉ原子層ドーピング
層５を成長し、その上にトリメチルインジウムとホスフ
ィンを供給してＩｎＰ層６を一原子層成長し、その上に
トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、ホスフィ
ンを供給してノンドープＩｎＧａＰ層７を成長した。
【００２４】つぎに、上記の成長条件の一例を示す。 ＧａＡｓバッファ層の成長条件 ６５０℃ ７６０Ｔｏｒｒ １８％アルシン（Ｈ2 ベース） ４×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ． トリメチルガリウム ８×１０-4ｍｏｌ／ｍｉｎ．
【００２５】 ＩｎＧａＰ層の成長条件 ６５０℃ ７６０Ｔｏｒｒ トリメチルガリウム ５．４×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ． トリメチルインジウム ６．０×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ． ホスフィン １．１×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎ． ジシラン ５．０×１０-7ｍｏｌ／ｍｉｎ． プレーナドーピング時間 ２ｍｉｎ． シートキャリア濃度 ｎs ＝５×１０12ｃｍ-2 ＧａＰ，ＩｎＰを成長するときはＩＩＩ族の片方を供給
しない。
しない。
【００２６】膜圧の一例は下記のとおりである。 ＧａＡｓバッファ層 ５０００Å ＩｎＧａＰ層 １０００Å ＩｎＰ／ＧａＰ １原子層程度
【００２７】図２は、本発明の一実施例の原子層ドーピ
ング法による不純物分布図である。この図において、横
軸は深さ、縦軸は不純物濃度を示している。この図の不
純物分布はＣ−Ｖ測定による結果を示し、曲線ｃはこの
実施例の製造方法によって製造した半導体装置の不純物
分布を示している。この図によると、この実施例による
Ｓｉの不純物分布はその半値幅が５０Å程度であり、急
峻な不純物分布が得られていることがわかる。
ング法による不純物分布図である。この図において、横
軸は深さ、縦軸は不純物濃度を示している。この図の不
純物分布はＣ−Ｖ測定による結果を示し、曲線ｃはこの
実施例の製造方法によって製造した半導体装置の不純物
分布を示している。この図によると、この実施例による
Ｓｉの不純物分布はその半値幅が５０Å程度であり、急
峻な不純物分布が得られていることがわかる。
【００２８】これは、Ｓｉ原子層ドーピング層５の下の
ＧａＰ層４によってＳｉの拡散が抑えられていると考え
られる。この結果を図５の曲線ｂと比較すると、原子層
ドーピング層の下への拡散を抑える効果が特に絶大であ
ることがわかる。
ＧａＰ層４によってＳｉの拡散が抑えられていると考え
られる。この結果を図５の曲線ｂと比較すると、原子層
ドーピング層の下への拡散を抑える効果が特に絶大であ
ることがわかる。
【００２９】この実施例の製造方法によると、原子層ド
ーピング層５の上層のＩｎＰ層６は臨界膜厚より薄いた
め、その上に成長するＩｎＧａＰ層７の格子歪みを緩和
する効果と、Ｓｉの拡散を抑制する効果を併せもつもの
と考えられる。測定の結果によると、成長後の表面状態
は良好であり、格子歪みの影響は認められなかった。こ
の実施例による製造方法、特に、ＨＥＭＴに適用した場
合、キャリアの移動度を高くしたままで二次元電子ガス
（２ＤＥＧ）濃度を高くし特性を向上する上で有効であ
った。
ーピング層５の上層のＩｎＰ層６は臨界膜厚より薄いた
め、その上に成長するＩｎＧａＰ層７の格子歪みを緩和
する効果と、Ｓｉの拡散を抑制する効果を併せもつもの
と考えられる。測定の結果によると、成長後の表面状態
は良好であり、格子歪みの影響は認められなかった。こ
の実施例による製造方法、特に、ＨＥＭＴに適用した場
合、キャリアの移動度を高くしたままで二次元電子ガス
（２ＤＥＧ）濃度を高くし特性を向上する上で有効であ
った。
【００３０】また、本実施例の効果は、ＩｎＰ基板上に
ＩｎＧａＡｓを成長してＣを高濃度ドーピングする場合
にも顕著に現れた。この場合、原子層ドーピング層の下
層にＧａＡｓ層、上層にＩｎＡｓ層を成長した。これは
ＨＢＴのベース層を薄く保ち、高不純物濃度にして電流
利得を向上する等高性能化する上で不可欠の技術であ
る。
ＩｎＧａＡｓを成長してＣを高濃度ドーピングする場合
にも顕著に現れた。この場合、原子層ドーピング層の下
層にＧａＡｓ層、上層にＩｎＡｓ層を成長した。これは
ＨＢＴのベース層を薄く保ち、高不純物濃度にして電流
利得を向上する等高性能化する上で不可欠の技術であ
る。
【００３１】また、ドーピング層を挟んでＧａＡｓ層と
ＡｌＡｓ層を形成し、その上下にＡｌＧａＡｓ層を形成
する場合にも適用できる。上記の実施例では、ＩＩＩ族
混晶系の成長について述べたが、Ｖ族混晶系の成長に使
用しても同様の効果が得られた。また、上記実施例は、
三元系化合物半導体の成長に関するものであるが、四
元、五元系の化合物半導体層の成長にも適用することが
できる。
ＡｌＡｓ層を形成し、その上下にＡｌＧａＡｓ層を形成
する場合にも適用できる。上記の実施例では、ＩＩＩ族
混晶系の成長について述べたが、Ｖ族混晶系の成長に使
用しても同様の効果が得られた。また、上記実施例は、
三元系化合物半導体の成長に関するものであるが、四
元、五元系の化合物半導体層の成長にも適用することが
できる。
【００３２】例えば、ドープ層を挟んでＩｎＧａＰ層と
ＡｌＧａＰ層を形成し、その上下に四元系ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層を形成する場合、および、ドープ層を挟んでＩｎＧ
ａＡｓ層とＩｎＧａＰ層を形成し、その上下に四元系Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層を形成する場合、あるいは、ドープ層を
挟んでＧａＩｎＡｓＰ層とＡｌＧａＡｓＰ層を形成し、
その上下に五元系ＡｌＧａＩｎＡｓＰ層を形成する場合
にも適用できる。また、製造装置も、横型常圧ＭＯＣＶ
Ｄ炉だけでなく、縦型炉、クロライドＣＶＤ炉等にも応
用できることはいうまでもない。
ＡｌＧａＰ層を形成し、その上下に四元系ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層を形成する場合、および、ドープ層を挟んでＩｎＧ
ａＡｓ層とＩｎＧａＰ層を形成し、その上下に四元系Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層を形成する場合、あるいは、ドープ層を
挟んでＧａＩｎＡｓＰ層とＡｌＧａＡｓＰ層を形成し、
その上下に五元系ＡｌＧａＩｎＡｓＰ層を形成する場合
にも適用できる。また、製造装置も、横型常圧ＭＯＣＶ
Ｄ炉だけでなく、縦型炉、クロライドＣＶＤ炉等にも応
用できることはいうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
格子定数の差による歪みを伴うことなく、ＩＩＩ族混晶
系もしくはＶ族混晶系の三元以上のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体、あるいは、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に高濃度
ドーピングを原子層レベルで行うことができるため、高
不純物濃度層を有する高速動作が可能な半導体装置等の
の性能向上に寄与するところが大きい。
格子定数の差による歪みを伴うことなく、ＩＩＩ族混晶
系もしくはＶ族混晶系の三元以上のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体、あるいは、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に高濃度
ドーピングを原子層レベルで行うことができるため、高
不純物濃度層を有する高速動作が可能な半導体装置等の
の性能向上に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の一実施例の製造方法によって製造した
半導体装置の構成図である。
半導体装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施例の原子層ドーピング法による
不純物分布図である。
不純物分布図である。
【図３】従来の原子層ドーピング法によって製造した半
導体装置の構成図である。
導体装置の構成図である。
【図４】横型ＭＯＣＶＤ成長装置の概略構成説明図であ
る。
る。
【図５】従来の原子層ドーピング法による不純物分布図
である。
である。
１ ＧａＡｓ基板 ２ ＧａＡｓバッファ層 ３ ＩｎＧａＰ層 ４ ＧａＰ層 ５ Ｓｉ原子層ドーピング層 ６ ＩｎＰ層 ７ ＩｎＧａＰ層
Claims (6)
- 【請求項１】 原子層ドーピング層の下層と上層に臨界
膜厚より薄い不純物拡散抑制層を成長することを特徴と
する化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 化合物半導体が三元系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物であることを特徴とする請求項１記載の化合物半導体
装置の製造方法。 - 【請求項３】 原子層ドーピング層の下層の不純物拡散
抑制層と上層の不純物拡散抑制層が、ＩＩＩ族元素の
み、あるいは、Ｖ族元素のみが異なる二元化合物半導体
層であることを特徴とする請求項２記載のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 原子層ドーピング層の下層の不純物拡散
抑制層がＧａＰであり、上層の不純物拡散抑制層がＩｎ
Ｐであり、さらにその上層および下層がＩｎＧａＰ層で
あることを特徴とする請求項３に記載の三元系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 原子層ドーピング層の下層の不純物拡散
抑制層がＧａＡｓであり、上層の不純物拡散抑制層がＩ
ｎＡｓであり、さらにその上層および下層がＩｎＧａＡ
ｓ層であることを特徴とする請求項３に記載の三元系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 原子層ドーピング層の下層の不純物拡散
抑制層がＧａＡｓであり、上層の不純物拡散抑制層がＡ
ｌＡｓであり、さらにその上層および下層がＡｌＧａＡ
ｓであることを特徴とする請求項３に記載の三元系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34455491A JP3189061B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34455491A JP3189061B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175143A true JPH05175143A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3189061B2 JP3189061B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=18370178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34455491A Expired - Lifetime JP3189061B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3189061B2 (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786184A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-03-31 | Nec Kansai Ltd | 結晶成長方法 |
| US6855368B1 (en) | 2000-06-28 | 2005-02-15 | Applied Materials, Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US6878206B2 (en) | 2001-07-16 | 2005-04-12 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US6911391B2 (en) | 2002-01-26 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
| US6916398B2 (en) | 2001-10-26 | 2005-07-12 | Applied Materials, Inc. | Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition |
| US6936906B2 (en) | 2001-09-26 | 2005-08-30 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
| US6951804B2 (en) | 2001-02-02 | 2005-10-04 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US6998579B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-02-14 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US7022948B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-04-04 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US7049226B2 (en) | 2001-09-26 | 2006-05-23 | Applied Materials, Inc. | Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization |
| US7085616B2 (en) | 2001-07-27 | 2006-08-01 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition apparatus |
| US7101795B1 (en) | 2000-06-28 | 2006-09-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer |
| US7115499B2 (en) | 2002-02-26 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode |
| US7201803B2 (en) | 2001-03-07 | 2007-04-10 | Applied Materials, Inc. | Valve control system for atomic layer deposition chamber |
| US7211144B2 (en) | 2001-07-13 | 2007-05-01 | Applied Materials, Inc. | Pulsed nucleation deposition of tungsten layers |
| US7262133B2 (en) | 2003-01-07 | 2007-08-28 | Applied Materials, Inc. | Enhancement of copper line reliability using thin ALD tan film to cap the copper line |
| US7405158B2 (en) | 2000-06-28 | 2008-07-29 | Applied Materials, Inc. | Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques |
| US7439191B2 (en) | 2002-04-05 | 2008-10-21 | Applied Materials, Inc. | Deposition of silicon layers for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications |
| US7501344B2 (en) | 2000-06-27 | 2009-03-10 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7595263B2 (en) | 2003-06-18 | 2009-09-29 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition of barrier materials |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34455491A patent/JP3189061B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786184A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-03-31 | Nec Kansai Ltd | 結晶成長方法 |
| US7501343B2 (en) | 2000-06-27 | 2009-03-10 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7501344B2 (en) | 2000-06-27 | 2009-03-10 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7101795B1 (en) | 2000-06-28 | 2006-09-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer |
| US6855368B1 (en) | 2000-06-28 | 2005-02-15 | Applied Materials, Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US7465666B2 (en) | 2000-06-28 | 2008-12-16 | Applied Materials, Inc. | Method for forming tungsten materials during vapor deposition processes |
| US7405158B2 (en) | 2000-06-28 | 2008-07-29 | Applied Materials, Inc. | Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques |
| US7235486B2 (en) | 2000-06-28 | 2007-06-26 | Applied Materials, Inc. | Method for forming tungsten materials during vapor deposition processes |
| US7115494B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US7033922B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-04-25 | Applied Materials. Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US7022948B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-04-04 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US6998579B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-02-14 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US7094680B2 (en) | 2001-02-02 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US7781326B2 (en) | 2001-02-02 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US6951804B2 (en) | 2001-02-02 | 2005-10-04 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US7201803B2 (en) | 2001-03-07 | 2007-04-10 | Applied Materials, Inc. | Valve control system for atomic layer deposition chamber |
| US7211144B2 (en) | 2001-07-13 | 2007-05-01 | Applied Materials, Inc. | Pulsed nucleation deposition of tungsten layers |
| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US6878206B2 (en) | 2001-07-16 | 2005-04-12 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US7085616B2 (en) | 2001-07-27 | 2006-08-01 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition apparatus |
| US7352048B2 (en) | 2001-09-26 | 2008-04-01 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
| US6936906B2 (en) | 2001-09-26 | 2005-08-30 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
| US7494908B2 (en) | 2001-09-26 | 2009-02-24 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for integration of barrier layer and seed layer |
| US7049226B2 (en) | 2001-09-26 | 2006-05-23 | Applied Materials, Inc. | Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization |
| US6916398B2 (en) | 2001-10-26 | 2005-07-12 | Applied Materials, Inc. | Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition |
| US7732325B2 (en) | 2002-01-26 | 2010-06-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers |
| US7094685B2 (en) | 2002-01-26 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
| US7473638B2 (en) | 2002-01-26 | 2009-01-06 | Applied Materials, Inc. | Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers |
| US6911391B2 (en) | 2002-01-26 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
| US7429516B2 (en) | 2002-02-26 | 2008-09-30 | Applied Materials, Inc. | Tungsten nitride atomic layer deposition processes |
| US7115499B2 (en) | 2002-02-26 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode |
| US7439191B2 (en) | 2002-04-05 | 2008-10-21 | Applied Materials, Inc. | Deposition of silicon layers for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications |
| US7262133B2 (en) | 2003-01-07 | 2007-08-28 | Applied Materials, Inc. | Enhancement of copper line reliability using thin ALD tan film to cap the copper line |
| US7595263B2 (en) | 2003-06-18 | 2009-09-29 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition of barrier materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3189061B2 (ja) | 2001-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3189061B2 (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JP3093904B2 (ja) | 化合物半導体結晶の成長方法 | |
| JP2817995B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体ヘテロ構造基板および▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物ヘテロ構造半導体装置 | |
| JP3224437B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置 | |
| JPH08293505A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3326704B2 (ja) | Ｉｉｉ／ｖ系化合物半導体装置の製造方法 | |
| JP3158651B2 (ja) | 化合物半導体及びその製造方法 | |
| JPH0529218A (ja) | 有機金属分子線エピタキシヤル成長方法 | |
| JP3536699B2 (ja) | 化合物半導体気相エピタキシャル成長方法 | |
| JP3416051B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置の製造方法 | |
| JP2956619B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の成長方法 | |
| JP3487393B2 (ja) | ヘテロエピタキシャル半導体基板の形成方法、かかるヘテロエピタキシャル半導体基板を有する化合物半導体装置、およびその製造方法 | |
| JPH10284510A (ja) | 半導体基板 | |
| JPH02156522A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3120436B2 (ja) | 半導体装置用のエピタキシャル結晶の製造方法 | |
| JP2000133654A (ja) | バイポーラトランジスタの製造方法 | |
| JP3213551B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の気相成長方法及びその装置 | |
| JPH0590160A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JP2790013B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JP2001308315A (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体エピタキシャルウェハ | |
| JP2000124444A (ja) | 半導体装置及びエピタキシャルウェハ | |
| JPH09298160A (ja) | 化合物半導体結晶成長方法及びヘテロ接合バイポーラトランジスタ | |
| JP2009081213A (ja) | 高電子移動度トランジスタ及びその製造方法 | |
| JPH11204438A (ja) | 化合物半導体エピタキシャルウェハおよびその製造方法 | |
| JPH07249759A (ja) | 半導体装置とその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010417 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080518 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090518 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090518 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100518 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100518 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 11 |