JPH05283813A

JPH05283813A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH05283813A
Application number: JP7805792A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Funamizu; 将久船水
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、不純物プロファイルの急峻な界面
を形成することを目的とする。【構成】本発明では、基板表面に形成された第１の半
導体層表面に、第１の不純物を高濃度に含有した不純物
吸着層を形成する不純物吸着層形成工程と、さらに前記
不純物吸着層上に第２の半導体層を形成し、前記第２の
半導体層内に、拡散係数が前記第１の不純物より大きい
第２の不純物を拡散させ、前記不純物吸着層で前記第２
の不純物を阻止し、前記第１の半導体層と不純物濃度ま
たは不純物の異なる第２の半導体層を形成する第２の半
導体層形成工程とを含むようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に埋め込み型半導体レーザのｐｎ接合など，
化合物半導体装置における高濃度拡散層の形成に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体レーザにおける電流狭窄構
造の１つとして、活性層の両側を半導体層で埋め込んだ
埋め込み構造が用いられている。このような埋め込み構
造の半導体レ―ザは、効率的な電流の閉じ込めが可能で
ありしきい値電流が低いこと等、優れた特性をもつレ―
ザであるといわれている。

【０００３】この埋め込み型半導体レーザの製造に際し
ては、１回目の結晶成長により半導体基板上に活性層等
を成長してダブルヘテロ構造のウェハを形成した後、ス
トライプ状の酸化シリコン膜をマスクにしてエッチング
を行いストライプ状のメサを形成する。そしてさらに２
回目の結晶成長によりメサの側部および上部にｐ型半導
体層、ｎ型半導体層等を成長形成してメサを埋め込む。

【０００４】例えば図８(a) 乃至(d) にその一例を示
す。

【０００５】まず、図８(a) に示すように、気相エピタ
キシャル法により、ｎ- ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板
１上に活性層Ａを構成するｎ- アルミニウムガリウムヒ
素（ＡｌＧａＡｓ）層２、ＧａＡｓ層３と、さらにこの
上層にｐ- ＡｌＧａＡｓ層４、オ―ミックコンタクト層
としてのｐ+ ＧａＡｓ層５を順次積層し、ＧａＡｓ層３
の両界面が夫々ヘテロ接合を形成する活性層Ａを形成す
る（ダブルヘテロ接合）。

【０００６】続いて図８(b) に示すように、スパッタ法
により、シリコン酸化膜６を形成し、フォトリソグラフ
ィ法により（００１）方向に伸びるストライプ状にパタ
―ニングする。

【０００７】更に、図８(c) に示す如く、前記シリコン
酸化膜６をマスクとして、臭素のエタノ―ル溶液をエッ
チング液として用いたウェットエッチング法によりｎ-
ＡｌＧａＡｓ層２およびＧａＡｓ層３、ｐ- ＡｌＧａＡ
ｓ層４、ｐ+ ＧａＡｓ層５を逆メサ構造をなすようにパ
タ―ニングする。

【０００８】この後、図８(d) に示す如く、エッチング
部分すなわち前記ｎ- ＡｌＧａＡｓ層２およびＧａＡｓ
層３の側壁、ｐ- ＡｌＧａＡｓ層４の側壁には夫々ｐ-
ＡｌＧａＡｓ層７とｎ- ＡｌＧａＡｓ層８を液相エピタ
キシャル成長法によって成膜する。これらの層は電流ブ
ロック層Ｂとして作用する。すなわち、ヘテロ接合によ
り横方向を光をとじ込めるようにしレ―ザの発振波長と
出力の安定化をはかるようにしている。

【０００９】ところで、この電流ブロック層の形成に際
し、液相エピタキシャル工程は高温工程であるため、基
板（ウェハ）をセットした後の高温雰囲気下でメサが形
成された表面のアルミニウム（Ａｌ）が酸化されたり、
ヒ素（Ａｓ）が抜けてしまったりすることがある。この
ことにより、レ―ザの動作時に、メサの部分の表面から
のリ―ク電流が大きくなり、効率が低下し、レ―ザを作
動せしめるのに大電流を要するという問題があった。

【００１０】またバイポーラトランジスタは大きな負荷
駆動力を有するため高速動作可能な集積回路素子として
重要な役割を担っているが、このバイポ−ラトランジス
タを高速でかつ低電力で動作させるためには、遮断周波
数を向上させ、素子内の蓄積電荷量を減らすことが有効
である。このため、電子の走行時間を縮めるべく、ベー
ス層を薄くする必要がある。ヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタ（ＨＢＴ）においても、不純物の濃度制御と高
精度の膜厚制御が要求される。特にヘテロ接合バイポ−
ラトランジスタのベース層は不純物濃度が高く、薄膜で
あり界面の急峻性が要求される。これは、トランジスタ
内部に、高い電界がかかるためであり、特に精度良く薄
膜を形成することによりトランジスタの動作を良好にす
ることができる。

【００１１】しかしながらトランジスタのベース層に添
加するｐ型不純物としては、高濃度に添加することがで
きることからベリリウム（Ｂｅ）を用いることが多い。
しかしながらＢｅは拡散係数が大きいため、ベース層と
隣接するコレクタ層にＢｅが拡散し、膜厚を制御して形
成したはずのベース層が実際には厚くなり、ベース、コ
レクタ間の不純物ファイルがブロードになり、動作特性
を向上することができないという問題があった。

【００１２】またＨＢＴの動作特性の向上のためには、
エミッタとベースのｐｎ接合位置を１nmのオーダーで一
致させることが不可欠である。また、ベースを薄くする
ために、ベース濃度の向上が不可欠であるが、現在の技
術では、この二条件を両立させることは極めて困難であ
る。これは、エミッタやベースの形成そのものや電極取
り出し用の高濃度層形成のための拡散技術によって行う
が、この拡散工程における高温過程において高濃度にド
ープされたベース層中の不純物が拡散してしまい、ｐｎ
接合の位置がヘテロ接合の位置とずれてしまうからであ
る。今後のバイポ−ラトランジスタの高速化のために
は、特に、ベース層を、１０nmのオーダーの薄さに実現
することが不可欠であるので、べース電極を取り出すた
めの高濃度層の形成をいかに行うかが問題となってい
た。

【００１３】このように、従来のＨＢＴでは、べース電
極取り出し用の高濃度層形成のための拡散工程における
高温過程において高濃度にドープされたベース層中の不
純物が拡散してしまい、ｐｎ接合の位置がヘテロ接合の
位置とずれてしまうという問題もあった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の埋め
込み型半導体レーザの製造方法では、埋め込み領域内に
エピタキシャル成長により形成されたｐｎ接合を用いて
電流を活性層に集中させるものであるが、良好なｐｎ接
合を形成することができずリークが増大し易いという問
題があった。

【００１５】この原因は、ｐ型不純物として主に用いら
れているＺｎのｎ型半導体層への拡散が大きいことにあ
る。すなわち、ｐｎ接合の不純物プロファイルがブロー
ドとなり、急峻なｐｎ接合界面を形成することができ
ず、ｐｎ接合特性を悪化させていたためである。

【００１６】さらにこの方法によると、活性層付近には
Ｚｎに起因する非発光の再結合準位が増加し、レーザ特
性を向上させることができないという欠点があった。

【００１７】またこのような問題は必ずしも半導体レー
ザに限定されるものではなく、結晶成長によりｐ型とｎ
型の半導体層を隣接して形成する場合、ｐ型半導体層か
らｎ型半導体層へのＺｎの拡散が結晶成長中あるいは結
晶成長後の熱処理工程において起こり、ｐｎ接合界面の
界面特性が劣化するという問題がある。

【００１８】そしてまたこのような拡散によりｐｎ接合
界面がずれ、ｐｎ接合の位置制御が難しいという問題も
ある。

【００１９】また、従来のＨＢＴにおいては、ベース層
からの不純物の拡散により、急峻なベース・コレクタ界
面を得ることができず、トランジスタ特性を向上できな
いという問題があった。また同一導電型の高濃度層を形
成する工程であるベースコンタクトの形成に際しても、
薄いベース層を貫通しないように低抵抗のベースコンタ
クトを形成するのはきわめて困難であった。

【００２０】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、急峻な不純物プロファイルを形成することを目的と
する。またしいては動作電流の低い埋め込み型半導体レ
―ザを提供することを目的とする。また、薄い半導体領
域に低抵抗の良好なコンタクトを形成することを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、基板
表面に形成された第１の半導体層表面に、第１の不純物
を高濃度に含有した不純物吸着層を形成する工程と、さ
らにこの不純物吸着層上に第２の半導体層を形成し、前
記第２の半導体層内に、拡散係数が前記第１の不純物よ
り大きい第２の不純物を拡散させ、前記不純物吸着層で
前記第２の不純物を阻止し、前記第１の半導体層と不純
物濃度または不純物の異なる第２の半導体層を形成する
第２の半導体層形成工程とを含むようにしている。

【００２２】ここで不純物吸着層とは原子オーダーで不
純物が吸着された半導体層をいう。なおこのような不純
物吸着層は、母体材料の供給によって一般的に半導体層
の堆積を行い、不純物を供給したまま母体材料の供給を
停止して半導体の堆積を停止すると、半導体層表面に原
子オーダーで不純物が吸着する。しかし吸着する場所が
限られているため、ある濃度以上は吸着することができ
ない。このときの不純物吸着層の厚さが原子オーダーで
ある。

【００２３】また本発明の方法では、基板表面に形成さ
れた第１の半導体層表面に、拡散係数の小さい第１の不
純物を高濃度に含有した薄い不純物吸着層を形成したの
ち、さらに前記不純物吸着層上に第２の半導体層を形成
し、前記第２の半導体層内に、拡散係数の大きい第２の
不純物を拡散させ、前記不純物吸着層で前記第２の不純
物を阻止し、前記第１の半導体層と不純物濃度または不
純物の異なる第２の半導体層を成長せしめるようにして
いる。

【００２４】

【作用】本発明の方法では、基板表面に形成された第１
の半導体層表面に、拡散係数の小さい第１の不純物を高
濃度に含有した薄い不純物吸着層を形成したのち、さら
に前記不純物吸着層上に第２の半導体層を形成し、前記
第２の半導体層内に、拡散係数の大きい第２の不純物を
拡散させ、前記不純物吸着層で前記第２の不純物を阻止
し、前記第１の半導体層と不純物濃度または不純物の異
なる第２の半導体層を成長せしめるようにしているた
め、拡散係数の大きい不純物を用いる場合にも拡散工程
あるいは半導体層成長工程における熱によっても不純物
吸着層で不純物の拡散が阻止され、第１の半導体層と第
２の半導体層との間で良好な不純物プロファイルを得る
ことができる。

【００２５】ここでは、飽和に近い状態で拡散係数の小
さい不純物が存在し、第１の不純物はこの薄い不純物吸
着層によって阻止され、第２の半導体層にまで拡散する
ことはない。また薄いため電気的には何等影響を及ぼさ
ない。

【００２６】またこの不純物吸着層の不純物の結晶中に
おける拡散係数が１×１０^-13cm²／sec から１×１０
^-16cm²／sec の範囲にあり、拡散しやすく阻止すべき
不純物の拡散係数との差が３桁以上であるとき、十分な
拡散阻止を達成することができる。

【００２７】また、不純物吸着層の不純物濃度として
は、拡散を抑制しようとする層の不純物濃度の３倍以上
高濃度であるのが望ましい。しかし拡散係数の差が大き
い場合は不純物吸着層の濃度が隣接層の濃度よりもやや
小さい場合にも不純物吸着層内自体で飽和状態に吸着し
ている場合には、阻止層として十分に作用することがで
きる。

【００２８】なお、ｐｎ接合など第１の半導体層と第２
の半導体層が同一導電型の場合、一導電型の半導体層に
高濃度のコンタクト層を形成する場合など互いに逆導電
型の場合にも適用可能である。またノンドープすなわち
真性半導体層と一導電型の半導体層との接合界面にも有
効である。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００３０】まず、基本原理を説明するために第１の実
施例について説明する。

【００３１】図１(a) に示すように、半導体基板表面に
ｎ型不純物としてのシリコンを低濃度にドープしたｎ型
インジウムリン（ＩｎＰ）層１１をエピタキシャル成長
させたのち、基板を成長温度に保ったまま待機した状態
において、ｎ型ＩｎＰ層１１の表面にシリコンのドーピ
ング材料となるＳｉＨ₄またはＳｉ₂Ｈ₆を一定時間供
給することにより、図１(b) に示すようにシリコン含有
層１２を形成する。

【００３２】ついで、図１(c) に示すようにシリコン含
有層１２よりも低濃度のＺｎ（ｐ型不純物）濃度を有す
るｐ型ＩｎＰ層１３を成長せしめる。

【００３３】このようにして図１(d) に示すように所望
の膜厚のｐ型ＩｎＰ層１３が形成される。ここでＺｎは
ｎ型不純物のＳｉよりも拡散係数の大きいものである
が、Ｓｉ含有層１２の存在によりｐ型不純物であるＺｎ
の拡散はこのＳｉ含有層１２で停止することになる。

【００３４】なお、シリコン含有層１２の形成は、ｎ型
ＩｎＰ層１１の形成後基板を成長温度に保ったまま待機
した状態で行ったが、ｎ型ＩｎＰ層１１の成長後一旦成
長を止めて、エッチング処理を行った後に行うようにし
てもよい。

【００３５】また、図２に示すように表面に凹凸を有す
る半導体層の上層にシリコン含有層１２を形成しても、
上層からの不純物の阻止に有効に作用する。

【００３６】さらにまた、本発明の第２の実施例とし
て、ｐｎ接合界面をさらに良好に形成するために、第１
のｎ型半導体層２１上に不純物含有高濃度層２２を形成
した後さらに第２のｎ型半導体層２３を成長させ、この
表面を一旦エッチングしたのち、さらにこの上層にｐ型
半導体層２４を形成し、このｐ型半導体層２４からｐ型
不純物（Ｚｎ）を第２のｎ型半導体層２３に拡散させ導
電型を反転させ、不純物含有高濃度層２２との界面に接
合界面を形成することも可能である。

【００３７】すなわち図３(a) に示すように、半導体基
板表面に、ｎ型不純物としてのシリコンを低濃度にドー
プしたｎ型インジウムリン（ＩｎＰ）層２１をエピタキ
シャル成長させたのち、基板を成長温度に保ったまま待
機した状態において、第１のｎ型ＩｎＰ層２１の表面に
シリコンのドーピング材料となるＳｉＨ₄またはＳｉ₂
Ｈ₆を一定時間供給することにより、シリコン含有層２
２を形成し、さらにこの上層に再び同様にして第２のｎ
型ＩｎＰ層２３を成長させる。

【００３８】ついで、第２のｎ型ＩｎＰ層２３をエッチ
ング加工（パターニング）した後、図３(b) に示すよう
にシリコン含有層２２よりも低濃度のＺｎ（ｐ型不純
物）濃度を有するｐ型ＩｎＰ層２４を成長せしめる。

【００３９】このとき第２のｎ型ＩｎＰ層２３中のｎ型
不純物濃度に対してｐ型ＩｎＰ層２４のｐ型不純物の不
純物濃度が高いため、図３(c) に示すように第２のｎ型
ＩｎＰ層２３はＺｎの拡散により導電型が反転してｐ型
ＩｎＰ層２３ｓとなる。ここでもＺｎの拡散はシリコン
含有層２２で停止し、急峻なｐｎ接合界面を得ることが
できる。

【００４０】このようにすることにより、第２のｎ型Ｉ
ｎＰ層２３とｐ型ＩｎＰ層２４との界面２５がエッチン
グ後の再成長界面となり、ｐｎ接合は第１のｎ型ＩｎＰ
層２１との界面に形成されるため、接合位置の位置ずれ
がなく急峻なｐｎ接合界面を得ることができるのみなら
ず、欠陥のない良好なｐｎ接合面を得ることができる。
次にシリコン含有層の不純物濃度を確認するために図
３(a) に示したように第２のｎ型ＩｎＰ層２３の形成直
後の半導体基板の不純物濃度と深さとの関係をＣ−Ｖ測
定により測定した。その結果を図４に示す。この図から
あきらかなように表面から０．５μm の深さに不純物濃
度ｎ＝１×１０¹⁸cm^-3の急峻なピークがある。次にこの
シリコン含有層の形成に際し、ＳｉＨ₄ガス（１０００
ppm ）の流量を変化させたときの不純物濃度との関係を
測定した。その結果図５に示すように、シリコン含有層
の不純物濃度はＳｉＨ₄ガス流量に正比例しており、こ
の流量によりｎ＝１×１０₁₉cm^-3まで制御可能であっ
た。

【００４１】次に、本発明の方法を用いて埋め込み型半
導体レーザを形成する方法について説明する。

【００４２】まず、図６(a) に示すように、液相エピタ
キシャル法により、ｎ- インジウムリン（ＩｎＰ）基板
３１上に、１．１μm 帯の発光が可能である組成の厚さ
０．１μm のノンドープのＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層３
２を形成し，さらに１．５μm 帯の発光が可能である組
成の厚さ０．１μm のノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性
層３３、シリコンを高濃度に含有する不純物含有層３
４、Ｚｎを不純物とする不純物濃度ｐ＝２×１０¹⁸cm^-3
のｐ型ＩｎＰキャップ層３５を順次成長する。ここで不
純物含有層３４の形成はＩｎＧａＡｓＰ活性層３３とｐ
型ＩｎＰキャップ層３５の成長の間に基板を成長温度に
保持したまま、シリコンの原料であるＳｉＨ₄を１分間
流して形成した。ここで不純物含有層３４の不純物濃度
はｎ＝３×１０¹⁸cm^-3とした。

【００４３】続いて図６(b) に示すように、スパッタ法
により、シリコン酸化膜Ｍを形成し、フォトリソグラフ
ィ法によりパタ―ニングしこれをマスクとしてｐ型Ｉｎ
Ｐキャップ層３５から基板３０までの一部を選択的にエ
ッチングし幅１〜１．５μmのストライプ状メサを形成
する。

【００４４】そしてこの状態で上述したのと同様の方法
で再び不純物濃度ｎ＝３×１０¹⁸cm^-3の高濃度のシリコ
ンを含有する不純物含有層３７を形成したのち、不純物
濃度ｐ＝２×１０¹⁸cm^-3のｐ型ＩｎＰ埋め込み層４１、
ｎ＝７×１０¹⁷cm^-3のｎ型ＩｎＰ埋め込み層４２を順次
成長させる。

【００４５】そして図６(c) に示すように、メサエッチ
のマスクとして用いたシリコン酸化膜Ｍをエッチング除
去し３回目のエピタキシャル成長により、Ｚｎを不純物
として用いたｐ＝２×１０¹⁸cm^-3のｐ型ＩｎＰクラッド
層４３およびｐ型ＩｎＰコンタクト層３６を形成する。
そして、さらに酸化シリコン膜３８を形成した後Ａｕ／
ＡｕＺｎからなるｐ側電極３９を形成すると共に基板裏
面側にＡｕ／ＡｕＧｅからなるｎ側電極４０を形成す
る。

【００４６】このようにして形成された半導体レーザは
閾値電流１０mAで室温ＣＷ発振を得ることができた。

【００４７】比較のために不純物含有層３４，３７を形
成することなく他の構造はまったく同様にして形成した
半導体レーザの閾値電流は２５mAであり、これとの比較
からも、不純物含有層３４，３７を介在させた本発明実
施例の半導体レーザによれば動作電流が大幅に低減され
ていることがわかる。

【００４８】これは、不純物含有層３４を挿入すること
によりｐ型ＩｎＰ層３５から活性層３３に拡散するＺｎ
を抑制したことと、不純物吸着層３７を挿入することに
より、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層４１から活性層３３に拡散
するＺｎを抑制したこと、そしてＩｎＰ基板３１と埋め
込み層４１とのｐｎ接合を急峻にしたことによるもので
あると思われる。すなわち、Ｚｎの活性層への拡散は、
活性層での非発光再結合成分の減少につながり、さらに
ｐｎ接合を急峻にしたことでリーク電流が減少し活性層
３３に注入される電流の効率が増加したためである。

【００４９】なお逆バイアス構造によりリーク電流を抑
制する埋め込み層において，さらにｐ型ＩｎＰ層４１，
４３とｎ型ＩｎＰ層４２のｐｎ接合界面に不純物含有層
を形成することによりさらなる特性の向上をはかること
が可能である。

【００５０】また、前記実施例ではメサを形成したが逆
メサ構造でもよいことはいうまでもなっくまた活性層の
組成についても適宜変更可能である。

【００５１】さらに、前記実施例では高濃度の不純物含
有層を形成するｎ型不純物としてＳｉを用いたが、これ
に代えてＳｎ，Ｇｅを用いることも可能である。またｐ
型不純物として拡散長の大きいＺｎを用いたが、Ｃｄま
たはＭｇを用いるようにしてもよい。

【００５２】加えて、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の化合
物を用いた半導体レーザについて説明したが、Ｇａ（Ａ
ｌ）ＩｎＰ／ＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＡｓ／ＧａＩｎＡｓ
／ＩｎＰ系、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系の化合物半導体
装置等についても適用可能であり、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施可能である。

【００５３】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。

【００５４】図７は本発明の第３の実施例のＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ系のＨＢＴの製造工程を示す図である。

【００５５】このＨＢＴは、コレクタ層としてのノンド
ープのＧａＡｓ層５２と、ｐ型不純物としてＢｅを用い
たベース層としてのｐ型ＡｌＧａＡｓ層５４との間に、
ｐ型不純物として高濃度のＣを用いたｐ型ＡｌＧａＡｓ
層５３を介在させ、Ｂｅの拡散を抑制することにより、
ベースコレクタ接合位置を高精度に維持し接合界面を急
峻に保つようにしたことを特徴とするものである。

【００５６】すなわち、図７(a) に示すように、半絶縁
性のＧａＡｓ基板５０上に、分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法により、バッファ層としてシリコン濃度１×１０
¹⁹cm^-3、膜厚６００nmのｎ型ＧａＡｓ５１、コレクタ層
となる膜厚３００nmのノンドープＧａＡｓ層５２を順次
成長させた後、さらにｐ型不純物として不純物濃度２×
１０¹⁹cm^-3のカーボンをドープした膜厚１０nmのｐ型Ａ
ｌＧａＡｓ層５３を堆積した後、この上層にベース層と
して不純物としてＢｅを用いた不純物濃度６×１０¹⁹cm
^-3、厚さ７０nmのｐ型ＡｌＧａＡｓ層５４と、エミッタ
層としての不純物濃度５×１０¹⁷cm^-3、厚さ１５０nmの
ｎ型ＡｌＧａＡｓ層５５と、エミッタコンタクト層とし
て不純物濃度２×１０¹⁹cm^-3厚さ５０nmのｎ- 型ＡｌＧ
ａＡｓ層５６、不純物濃度２×１０¹⁹cm^-3厚さ５０nmの
ｎ- 型ＩｎＧａＡｓ層５７を順次エピタキシャル成長さ
せ、さらにＨ+ イオンをイオン注入して分離のための絶
縁層６０を形成した後、エミッタ電極としてのＷＳｉ／
Ｗ電極５８を堆積し、さらにこの上層に酸化シリコン膜
５９を堆積し、この２層を順次パターニングする。この
２層をマスクとしてさらにｎ- 型ＩｎＧａＡｓ層５７、
ｎ- 型ＡｌＧａＡｓ層５６、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層５５を
順次選択的にエッチング除去し、酸化シリコン膜５９堆
積後に異方性エッチングを行い、前記エッチングで得ら
れた突出領域の周りを酸化シリコン膜５９で被覆するよ
うにする（図７(b) ）。

【００５７】この後ベース電極となるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
電極６１を形成し、さらに酸化シリコン膜５９にビアホ
ールを形成しコレクタ電極としてのＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔ
ｉ／Ｐｔ電極６２を形成する（図７(c) ）。

【００５８】このようにして形成されたＨＢＴによれ
ば、エミッタサイズは１×５μm ²でＶ_CE＝２Ｖ，電流
密度Ｊ_c＝１０⁵Ａ／cm²において最高動作周波数ｆ
_max＝６０GHz を得ることができた。ちなみにカーボン
を高濃度に添加したＡｌＧａＡＳ層５３を介在させず他
は同様に形成した従来のＨＢＴでは最高動作周波数ｆ
_max＝４５GHz であった。本発明によれば、コレクタ層
であるＧａＡｓ層５２は、本来ノンドープであるが、べ
ース層としてのｐ型ＡｌＧａＡＳ層５４との間に、母材
をベース層と同一材料で構成し拡散係数の小さいカーボ
ンを高濃度に添加したＡｌＧａＡＳ層５３を介在させる
ことにより、不純物濃度は１０¹⁵cm^-3程度と低く抑えら
れベース層コレクタ層の不純物プロファイルを急峻に抑
えることができ、各層の設計が確実となり、トランジス
タの動作特性の向上をはかることができたものである。
また、この例ではコレクタ層であるＧａＡｓ層５２と、
べース層としてのｐ型ＡｌＧａＡＳ層５４との間に、介
在せしめられるＡｌＧａＡＳ層５３のカーボンの濃度
は、ベース層のＢｅ濃度よりもやや低いが、薄くかつ拡
散係数が小さいため、十分に拡散防止層として作用す
る。

【００５９】なお前記実施例に限定されることなく各層
の組成や形状は適宜変更可能である。例えば、薄いべー
ス層へのコンタクトを形成するに際し、高濃度の不純物
吸着層であるコンタクト層から薄いべース層に不純物が
拡散し突き抜けを生じるのを防ぐことも可能である。ま
たｐ型不純物の組み合わせにＢｅとＣを用いたが、Ｚｎ
とＣの組み合わせを用いるようにしてもよい。またｎ型
にも適用可能であり、ＳもしくはＳｅとＳｉの組み合わ
せを用いるようにしてもよい。

【００６０】さらには前記実施例では、ＡｌＧａＡｓ／
ＧａＡｓ系を用いたが、ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）／ＩｎＰ
系、Ｇａ（Ａｌ）ＩｎＰ／ＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＡｓ／
ＧａＩｎＡｓ系／ＩｎＰ系、さらにはシリコン系への適
用も可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、拡散係数の大きい第１の不純物を含む第１の半導体
層と、この第１の半導体層と不純物濃度または不純物の
異なる第２の半導体層との間に拡散係数の小さい不純物
を高濃度に含有した不純物吸着層を介在させることによ
り、相互拡散を抑制することができ、良好な界面特性を
得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の半導体装置の製造工程図

【図２】本発明実施例の半導体装置の製造工程図

【図３】本発明実施例の半導体装置の製造工程図

【図４】本発明の実施例方法で形成した半導体装置の深
さと不純物濃度との関係を示す図

【図５】本発明におけるシランと不純物濃度との関係を
示す図

【図６】本発明実施例の埋め込み型半導体レーザの製造
工程図

【図７】本発明実施例のＨＢＴの製造工程図

【図８】従来例の埋め込み型半導体レーザの製造工程図

【符号の説明】

１１ｎ型ＩｎＰ層１２Ｓｉ含有層１３ｐ型ＩｎＰ層２１ｎ型ＩｎＰ層２２Ｓｉ含有層２３ｎ型ＩｎＰ層２４ｐ型ＩｎＰ層２５再成長界面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面に形成された第１の半導体層表
面に、第１の不純物を高濃度に含有した不純物吸着層を
形成する不純物吸着層形成工程とさらに前記不純物吸着
層上に第２の半導体層を形成し、前記第２の半導体層内
に、拡散係数が前記第１の不純物より大きい第２の不純
物を拡散させ、前記不純物吸着層で前記第２の不純物を
阻止し、前記第１の半導体層と不純物濃度または不純物
の異なる第２の半導体層を形成する第２の半導体層形成
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。