JPH08245291A - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の成長方法 - Google Patents
Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の成長方法Info
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- JPH08245291A JPH08245291A JP5120395A JP5120395A JPH08245291A JP H08245291 A JPH08245291 A JP H08245291A JP 5120395 A JP5120395 A JP 5120395A JP 5120395 A JP5120395 A JP 5120395A JP H08245291 A JPH08245291 A JP H08245291A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素を高濃度にドーピングした層を原子層レ
ベルの厚さで制御でき、大口径基板上にも高均一な成長
を行うことのできるIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方
法を提供しようとするものである。 【構成】 III-Ｖ族化合物半導体結晶の有機金属気相成
長方法において、III 族有機金属原料とＶ族有機金属原
料を交互に供給し、必要に応じて、III 族有機金属原料
とＶ族有機金属原料の供給の間か、Ｖ族有機金属原料に
Ｖ族水素化物を添加してを供給し、その供給量及び供給
時間を調節して炭素ドーピング量を制御することを特徴
とするIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法である。
ベルの厚さで制御でき、大口径基板上にも高均一な成長
を行うことのできるIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方
法を提供しようとするものである。 【構成】 III-Ｖ族化合物半導体結晶の有機金属気相成
長方法において、III 族有機金属原料とＶ族有機金属原
料を交互に供給し、必要に応じて、III 族有機金属原料
とＶ族有機金属原料の供給の間か、Ｖ族有機金属原料に
Ｖ族水素化物を添加してを供給し、その供給量及び供給
時間を調節して炭素ドーピング量を制御することを特徴
とするIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、III-Ｖ族化合物半導体
結晶の有機金属気相成長方法に関する。
結晶の有機金属気相成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機金属気相成長方法（ＯＭＶＰＥ法）
は、膜厚制御に優れ、化合物半導体を用いたヘテロ接合
デバイス用基板の作製に用いられてきた。ヘテロ接合デ
バイスの中でもＨＢＴ（ヘテロジャンクション・バイポ
ーラ・トランジスタ）は超高速で動作するため、盛んに
開発されている。ＨＢＴの構造は、ｎ−ＧａＡｓのコレ
クタ、ｐ−ＡｌＧａＡｓのベース及びｎ−ＡｌＧａＡｓ
のエミッタで構成されている。ＨＢＴの特性は、ベース
層の正孔濃度が高いほど、また、ベース層の厚さが薄い
ほど高い特性が得られる。また、エミッタ側からコレク
タ側に向けてベース層中のＡｌ組成を傾斜させることに
より、さらに高速動作が可能になる。
は、膜厚制御に優れ、化合物半導体を用いたヘテロ接合
デバイス用基板の作製に用いられてきた。ヘテロ接合デ
バイスの中でもＨＢＴ（ヘテロジャンクション・バイポ
ーラ・トランジスタ）は超高速で動作するため、盛んに
開発されている。ＨＢＴの構造は、ｎ−ＧａＡｓのコレ
クタ、ｐ−ＡｌＧａＡｓのベース及びｎ−ＡｌＧａＡｓ
のエミッタで構成されている。ＨＢＴの特性は、ベース
層の正孔濃度が高いほど、また、ベース層の厚さが薄い
ほど高い特性が得られる。また、エミッタ側からコレク
タ側に向けてベース層中のＡｌ組成を傾斜させることに
より、さらに高速動作が可能になる。
【０００３】従来、ＯＭＶＰＥ法では、ｐ型ドーパント
としてＺｎが用いられていたが、Ｚｎの拡散係数が大き
いため、成長中にベース領域からエミッタ領域に拡散し
てしまい、急峻なｐｎ接合を得ることができないという
問題があった。また、Ｚｎに比べて拡散係数が５桁小さ
いＭｇのドーピングも検討されているが、Ｍｇ原料が配
管や反応管に吸着されやすいため、急峻なドーピング・
プロファイルを形成することが難しい。そのため、最近
では炭素ドーピングが検討されている。例えば、成長圧
力７６ＴｏｒｒでIII 族原料としてＴＭＧａ、Ｖ族原料
としてＴＭＡｓを用いて２×１０19ｃｍ-3の炭素ドーピ
ングを行うことが提案された（Appl. Phys. Lett. Vol.
53, No.14,p.1317〜1319：T.F.Kuech et al.）。
としてＺｎが用いられていたが、Ｚｎの拡散係数が大き
いため、成長中にベース領域からエミッタ領域に拡散し
てしまい、急峻なｐｎ接合を得ることができないという
問題があった。また、Ｚｎに比べて拡散係数が５桁小さ
いＭｇのドーピングも検討されているが、Ｍｇ原料が配
管や反応管に吸着されやすいため、急峻なドーピング・
プロファイルを形成することが難しい。そのため、最近
では炭素ドーピングが検討されている。例えば、成長圧
力７６ＴｏｒｒでIII 族原料としてＴＭＧａ、Ｖ族原料
としてＴＭＡｓを用いて２×１０19ｃｍ-3の炭素ドーピ
ングを行うことが提案された（Appl. Phys. Lett. Vol.
53, No.14,p.1317〜1319：T.F.Kuech et al.）。
【０００４】本発明者等は、Ｖ族有機金属原料を用い、
減圧成長させることにより、ＯＭＶＰＥ法で２．５×１
０20ｃｍ-3という高濃度の炭素ドーピングが可能である
ことを報告した（Inst. Phys. Conf. Ser. No 112: Cha
pter 3, Paper presented atInt. Symp. GaAs and Rela
ted Compounds, Jersey, 1990）。また、III 族原料と
してＴＭＧａを、また、Ｖ族原料としてＴＭＡｓを同時
に流してＯＭＶＰＥ法で炭素ドープＧａＡｓ気相成長す
るときに、ＡｓＨ3 を添加して炭素のドーピング量を制
御することを提案した（特開平２─３５１６号公報）。
減圧成長させることにより、ＯＭＶＰＥ法で２．５×１
０20ｃｍ-3という高濃度の炭素ドーピングが可能である
ことを報告した（Inst. Phys. Conf. Ser. No 112: Cha
pter 3, Paper presented atInt. Symp. GaAs and Rela
ted Compounds, Jersey, 1990）。また、III 族原料と
してＴＭＧａを、また、Ｖ族原料としてＴＭＡｓを同時
に流してＯＭＶＰＥ法で炭素ドープＧａＡｓ気相成長す
るときに、ＡｓＨ3 を添加して炭素のドーピング量を制
御することを提案した（特開平２─３５１６号公報）。
【０００５】一方、ベース層の厚さに関しては、１００
ｎｍ以下の厚さを正確に制御する必要があり、また、基
板面内の均一性も高いことが要求される。従来のＯＭＶ
ＰＥ法では、結晶薄膜の成長速度が基本的にはIII 族原
料の基板表面への供給速度で決まるため、ベース層の厚
さを正確に制御するためには原料供給量の正確な制御が
必要になるが、原子層レベルでの制御は困難である。ま
た、基板面内の厚さの均一性はガス流に依存するため、
大口径基板での均一性を確保することも困難である。
ｎｍ以下の厚さを正確に制御する必要があり、また、基
板面内の均一性も高いことが要求される。従来のＯＭＶ
ＰＥ法では、結晶薄膜の成長速度が基本的にはIII 族原
料の基板表面への供給速度で決まるため、ベース層の厚
さを正確に制御するためには原料供給量の正確な制御が
必要になるが、原子層レベルでの制御は困難である。ま
た、基板面内の厚さの均一性はガス流に依存するため、
大口径基板での均一性を確保することも困難である。
【０００６】このように、高性能のＨＢＴを実現するた
めには、ベース層として１０20ｃｍ -3以上の高濃度ドー
ピング及び１００ｎｍ以下で原子層レベルの厚さの均一
性が要求されるため、従来のＶ族有機金属を用いたＯＭ
ＶＰＥ法による炭素ドープ層の成長では不十分であっ
た。また、傾斜型ベース層の場合、１００ｎｍの中でＡ
ｌ組成を所定のプロファイルで変化させる必要があっ
た。
めには、ベース層として１０20ｃｍ -3以上の高濃度ドー
ピング及び１００ｎｍ以下で原子層レベルの厚さの均一
性が要求されるため、従来のＶ族有機金属を用いたＯＭ
ＶＰＥ法による炭素ドープ層の成長では不十分であっ
た。また、傾斜型ベース層の場合、１００ｎｍの中でＡ
ｌ組成を所定のプロファイルで変化させる必要があっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
上記の問題を解消し、炭素を高濃度にドーピングした層
を原子層レベルの厚さで制御でき、大口径基板上にも高
均一な成長を行うことのできるIII-Ｖ族化合物半導体結
晶の成長方法を提供しようとするものである。
上記の問題を解消し、炭素を高濃度にドーピングした層
を原子層レベルの厚さで制御でき、大口径基板上にも高
均一な成長を行うことのできるIII-Ｖ族化合物半導体結
晶の成長方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1) III-Ｖ族
化合物半導体結晶の有機金属気相成長方法において、II
I 族有機金属原料とＶ族有機金属原料を交互に供給する
ことにより炭素をドーピングすることを特徴とするIII-
Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法、(2) III 族有機金属
原料の供給からＶ族有機金属原料の供給への間、及び／
又は、Ｖ族有機金属原料の供給からIII 族有機金属原料
の供給への間に、Ｖ族水素化物を供給し、その供給量及
び供給時間を調節して炭素ドーピング量を制御すること
を特徴とする上記(1) 記載のIII-Ｖ族化合物半導体結晶
の成長方法、及び、(3) Ｖ族有機金属原料にＶ族水素化
物を添加して供給し、Ｖ族水素化物の添加量を調節して
炭素ドーピング量を制御することを特徴とする上記(1)
記載のIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法である。
化合物半導体結晶の有機金属気相成長方法において、II
I 族有機金属原料とＶ族有機金属原料を交互に供給する
ことにより炭素をドーピングすることを特徴とするIII-
Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法、(2) III 族有機金属
原料の供給からＶ族有機金属原料の供給への間、及び／
又は、Ｖ族有機金属原料の供給からIII 族有機金属原料
の供給への間に、Ｖ族水素化物を供給し、その供給量及
び供給時間を調節して炭素ドーピング量を制御すること
を特徴とする上記(1) 記載のIII-Ｖ族化合物半導体結晶
の成長方法、及び、(3) Ｖ族有機金属原料にＶ族水素化
物を添加して供給し、Ｖ族水素化物の添加量を調節して
炭素ドーピング量を制御することを特徴とする上記(1)
記載のIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法である。
【０００９】本発明で使用するIII 族有機金属原料とし
ては、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルア
ルミニウム（ＴＭＡｌ）等を使用することができ、Ｖ族
有機金属原料としては、トリメチルひ素（ＴＭＡｓ）、
トリエチルひ素（ＴＥＡｓ）等を使用することができ、
Ｖ族水素化物としては、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ターシ
ャリーブチルアルシン〔（Ｃ4 Ｈ7 ）ＡｓＨ2 ＝ＴＢＡ
ｓ〕トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリエチルアル
ミニウム（ＴＥＡｌ）等を使用することができる。
ては、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルア
ルミニウム（ＴＭＡｌ）等を使用することができ、Ｖ族
有機金属原料としては、トリメチルひ素（ＴＭＡｓ）、
トリエチルひ素（ＴＥＡｓ）等を使用することができ、
Ｖ族水素化物としては、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ターシ
ャリーブチルアルシン〔（Ｃ4 Ｈ7 ）ＡｓＨ2 ＝ＴＢＡ
ｓ〕トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリエチルアル
ミニウム（ＴＥＡｌ）等を使用することができる。
【００１０】
【作用】ＴＭＧａとＴＭＡｓを原料として用い、ＧａＡ
ｓを成長する場合の手順を説明すると次のようになる。 ＴＭＧａを成長室に導入して基板表面に１原子層を吸
着させる。 成長室内の余剰のＴＭＧａをパージする。 ＴＭＡｓを成長室に導入して基板表面に吸着している
Ｇａ化合物と反応させてＧａＡｓを１分子層だけ成長さ
せる。 成長室内のＴＭＡｓをパージする。
ｓを成長する場合の手順を説明すると次のようになる。 ＴＭＧａを成長室に導入して基板表面に１原子層を吸
着させる。 成長室内の余剰のＴＭＧａをパージする。 ＴＭＡｓを成長室に導入して基板表面に吸着している
Ｇａ化合物と反応させてＧａＡｓを１分子層だけ成長さ
せる。 成長室内のＴＭＡｓをパージする。
【００１１】の工程でＴＭＧａが基板に１層吸着する
と、Ｇａにメチル基が１個又は２個結合したＧａ化合物
となり、その上にはＧａ化合物は吸着しない。の工程
でＴＭＡｓを導入してＧａＡｓが１分子層成長する際
に、Ｇａと結合していたメチル基のＣは、結晶中に取り
込まれてアクセプタになる。Ａｓ層の上にはＡｓは吸着
しないので、の工程でＴＭＡｓをパージし、その後、
からの工程を繰り返す。このように、ＧａとＡｓを
１原子層づつ吸着・反応させて結晶を成長させるため、
膜厚を原子層単位で制御することが可能になる。
と、Ｇａにメチル基が１個又は２個結合したＧａ化合物
となり、その上にはＧａ化合物は吸着しない。の工程
でＴＭＡｓを導入してＧａＡｓが１分子層成長する際
に、Ｇａと結合していたメチル基のＣは、結晶中に取り
込まれてアクセプタになる。Ａｓ層の上にはＡｓは吸着
しないので、の工程でＴＭＡｓをパージし、その後、
からの工程を繰り返す。このように、ＧａとＡｓを
１原子層づつ吸着・反応させて結晶を成長させるため、
膜厚を原子層単位で制御することが可能になる。
【００１２】通常、原子層エピタキシャル法又は分子層
エピタキシャル法と呼ばれる成長方法では、アルシン
（ＡｓＨ3 ）を導入するが、この場合にはアルシンが分
解してできる水素原子がＴＭＧａのメチル基と結合して
メタンとなり、大部分の炭素は結晶に取り込まれないと
考えられる。しかし、本発明では、水素原子を発生しな
いＶ族有機金属原料を用いるため、大部分の炭素が結晶
に取り込まれるので高濃度の炭素ドーピングが可能とな
る。
エピタキシャル法と呼ばれる成長方法では、アルシン
（ＡｓＨ3 ）を導入するが、この場合にはアルシンが分
解してできる水素原子がＴＭＧａのメチル基と結合して
メタンとなり、大部分の炭素は結晶に取り込まれないと
考えられる。しかし、本発明では、水素原子を発生しな
いＶ族有機金属原料を用いるため、大部分の炭素が結晶
に取り込まれるので高濃度の炭素ドーピングが可能とな
る。
【００１３】上記のＧａＡｓ成長速度は、ガス流によっ
て基板表面に供給されるIII 族原料の量に依存しないた
め、大口径の基板上でも極めて均一な層厚を可能にす
る。なお、上記のＧａＡｓの成長において、ＴＭＡｓの
代わりにＴＥＡｓを用いて同様の成長を行うことができ
る。また、ＴＭＧａの代わりにＴＭＡｌを用いてＡｌＡ
ｓを同様に成長することもできる。
て基板表面に供給されるIII 族原料の量に依存しないた
め、大口径の基板上でも極めて均一な層厚を可能にす
る。なお、上記のＧａＡｓの成長において、ＴＭＡｓの
代わりにＴＥＡｓを用いて同様の成長を行うことができ
る。また、ＴＭＧａの代わりにＴＭＡｌを用いてＡｌＡ
ｓを同様に成長することもできる。
【００１４】Ｖ族有機金属を用いたＯＭＶＰＥ法の炭素
ドーピングでは、成長温度を変化させることにより炭素
のドーピング量を制御できる。本発明でも、成長温度で
ドーピング量を制御することはある程度可能である。成
長温度が高いほど基板に吸着しているＧａと結合したメ
チル基が熱分解するため、炭素の取り込みが減少するか
らである。
ドーピングでは、成長温度を変化させることにより炭素
のドーピング量を制御できる。本発明でも、成長温度で
ドーピング量を制御することはある程度可能である。成
長温度が高いほど基板に吸着しているＧａと結合したメ
チル基が熱分解するため、炭素の取り込みが減少するか
らである。
【００１５】しかし、成長温度が低すぎる場合及び高す
ぎる場合には、１原子層づつの成長が維持できなくな
る。即ち、低温の場合は成長反応が起こり難くなり、高
温の場合にはＴＭＧａの熱分解が進み、Ｇａが基板表面
に析出するためである。したがって、成長温度以外のド
ーピング量の制御方法が必要になる。
ぎる場合には、１原子層づつの成長が維持できなくな
る。即ち、低温の場合は成長反応が起こり難くなり、高
温の場合にはＴＭＧａの熱分解が進み、Ｇａが基板表面
に析出するためである。したがって、成長温度以外のド
ーピング量の制御方法が必要になる。
【００１６】ところで、III 族有機金属原料を基板表面
に吸着させた後にアルシン等のＶ族水素化物を供給する
と、基板表面に吸着しているIII 族有機金属原料のメチ
ル基やエチル基がアルシンから発生する水素原子と反応
してメタンやエタンとなり、基板表面から離脱するた
め、炭素の取り込みが抑制される。
に吸着させた後にアルシン等のＶ族水素化物を供給する
と、基板表面に吸着しているIII 族有機金属原料のメチ
ル基やエチル基がアルシンから発生する水素原子と反応
してメタンやエタンとなり、基板表面から離脱するた
め、炭素の取り込みが抑制される。
【００１７】そこで、本発明では、アルシン等のＶ族水
素化物の供給量及び／又は供給時間を調節することによ
り、炭素のドーピング量を制御しようとするものであ
る。Ｖ族水素化物の供給は、III 族有機金属原料の供給
とＶ族有機金属原料の供給の間に行うか、Ｖ族有機金属
原料に添加して供給してもよい。
素化物の供給量及び／又は供給時間を調節することによ
り、炭素のドーピング量を制御しようとするものであ
る。Ｖ族水素化物の供給は、III 族有機金属原料の供給
とＶ族有機金属原料の供給の間に行うか、Ｖ族有機金属
原料に添加して供給してもよい。
【００１８】本発明によれば、III-Ｖ族化合物半導体結
晶への炭素ドーピング量は、５×１０16〜１×１０21ｃ
ｍ-3の範囲で制御することが可能であり、前記ドーピン
グ量を確保するために、Ｖ族水素化物の供給量は、III
族有機金属原料の供給量の０〜２００％の範囲が適して
いる。
晶への炭素ドーピング量は、５×１０16〜１×１０21ｃ
ｍ-3の範囲で制御することが可能であり、前記ドーピン
グ量を確保するために、Ｖ族水素化物の供給量は、III
族有機金属原料の供給量の０〜２００％の範囲が適して
いる。
【００１９】
（実施例１）半絶縁性ＧａＡｓ基板を反応管内に設置
し、管内の圧力を１０Ｔｏｒｒに保ち、予めＴＭＡｓを
流した状態で基板を７００℃まで加熱してクリーニング
した後、基板温度を４５０℃に下げてＴＭＡｓの供給を
止めた。なお、キャリアガスの水素は常時５００ｓｃｃ
ｍで供給した。
し、管内の圧力を１０Ｔｏｒｒに保ち、予めＴＭＡｓを
流した状態で基板を７００℃まで加熱してクリーニング
した後、基板温度を４５０℃に下げてＴＭＡｓの供給を
止めた。なお、キャリアガスの水素は常時５００ｓｃｃ
ｍで供給した。
【００２０】次に、ＴＭＧａを６ｓｃｃｍで５秒間導入
し、次いで１０秒間水素でパージした後、ＴＭＡｓを５
０ｓｃｃｍで５秒間導入し、次いで１０秒間水素でパー
ジした。この操作を５００周期繰り返した後、ＴＭＡｓ
を流した状態で基板温度を室温に戻して成長を終了し
た。成長した結晶の厚さは１４００Åとなり、１周期当
たり１分子層（２．８３Å）成長したときの値と一致
し、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャルになっ
ていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素濃度を測
定したところ、１×１０21ｃｍ-3の高濃度ドーピングが
確認された。なお、基板温度を３５０℃及び５５０℃に
変更し、その他の条件を上記と同様にして成長させたと
ころ、３５０℃では０．５分子層しか成長せず、５５０
℃では．１．５分子層と厚くなった。
し、次いで１０秒間水素でパージした後、ＴＭＡｓを５
０ｓｃｃｍで５秒間導入し、次いで１０秒間水素でパー
ジした。この操作を５００周期繰り返した後、ＴＭＡｓ
を流した状態で基板温度を室温に戻して成長を終了し
た。成長した結晶の厚さは１４００Åとなり、１周期当
たり１分子層（２．８３Å）成長したときの値と一致
し、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャルになっ
ていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素濃度を測
定したところ、１×１０21ｃｍ-3の高濃度ドーピングが
確認された。なお、基板温度を３５０℃及び５５０℃に
変更し、その他の条件を上記と同様にして成長させたと
ころ、３５０℃では０．５分子層しか成長せず、５５０
℃では．１．５分子層と厚くなった。
【００２１】（実施例２）半絶縁性ＧａＡｓ基板を反応
管内に設置し、管内の圧力を１０Ｔｏｒｒに保ち、予め
ＴＥＡｓを流した状態で基板を７００℃まで加熱してク
リーニングした後、基板温度を５５０℃に下げてＴＥＡ
ｓの供給を止めた。なお、キャリアガスの水素は常時５
００ｓｃｃｍで供給した。
管内に設置し、管内の圧力を１０Ｔｏｒｒに保ち、予め
ＴＥＡｓを流した状態で基板を７００℃まで加熱してク
リーニングした後、基板温度を５５０℃に下げてＴＥＡ
ｓの供給を止めた。なお、キャリアガスの水素は常時５
００ｓｃｃｍで供給した。
【００２２】次に、ＴＭＡｌを８ｓｃｃｍで５秒間導入
し、次いで１０秒間水素でパージした後、ＴＥＡｓを１
００ｓｃｃｍで５秒間導入し、次いで１０秒間水素でパ
ージした。この操作を５００周期繰り返した後、ＴＥＡ
ｓを流した状態で基板温度を室温に戻して成長を終了し
た。成長した結晶の厚さは１４００Åとなり、１周期当
たり１分子層（２．８３Å）成長したときの値と一致
し、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャルになっ
ていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素濃度を測
定したところ、３×１０21ｃｍ-3の高濃度ドーピングが
確認された。なお、基板温度を３５０℃及び６５０℃に
変更し、その他の条件を上記と同様にして成長させたと
ころ、３５０℃では０．４分子層しか成長せず、５５０
℃では．１．４分子層と厚くなった。
し、次いで１０秒間水素でパージした後、ＴＥＡｓを１
００ｓｃｃｍで５秒間導入し、次いで１０秒間水素でパ
ージした。この操作を５００周期繰り返した後、ＴＥＡ
ｓを流した状態で基板温度を室温に戻して成長を終了し
た。成長した結晶の厚さは１４００Åとなり、１周期当
たり１分子層（２．８３Å）成長したときの値と一致
し、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャルになっ
ていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素濃度を測
定したところ、３×１０21ｃｍ-3の高濃度ドーピングが
確認された。なお、基板温度を３５０℃及び６５０℃に
変更し、その他の条件を上記と同様にして成長させたと
ころ、３５０℃では０．４分子層しか成長せず、５５０
℃では．１．４分子層と厚くなった。
【００２３】（実施例３）実施例１において、ＴＭＧａ
とＴＭＡｓの供給の間に１％のアルシンを含有する水素
５０ｓｃｃｍを１秒間供給した。ガスの供給手順は次の
通りである。 ＴＭＧａ（６ｓｃｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 １％アルシン含有水素（５０ｓｃｃｍ）を１秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 ＴＭＡａ（５０ｓｃｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 １％アルシン含有水素（５０ｓｃｃｍ）を１秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 上記の操作を５００周期繰り返した結晶の厚さは１４０
０Åとなり、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャ
ルになっていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素
濃度を測定したところ、２×１０20ｃｍ-3であり、アル
シン供給により炭素のドーピングが制御できることが確
認された。
とＴＭＡｓの供給の間に１％のアルシンを含有する水素
５０ｓｃｃｍを１秒間供給した。ガスの供給手順は次の
通りである。 ＴＭＧａ（６ｓｃｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 １％アルシン含有水素（５０ｓｃｃｍ）を１秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 ＴＭＡａ（５０ｓｃｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 １％アルシン含有水素（５０ｓｃｃｍ）を１秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 上記の操作を５００周期繰り返した結晶の厚さは１４０
０Åとなり、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャ
ルになっていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素
濃度を測定したところ、２×１０20ｃｍ-3であり、アル
シン供給により炭素のドーピングが制御できることが確
認された。
【００２４】（実施例４）実施例２において、ＴＭＡｌ
とＴＥＡｓを供給し、ＴＥＡｓと同時にＴＢＡｓを１０
０ｓｃｃｍで供給した。ガスの供給手順は次の通りであ
る。 ＴＭＡｌ（８ｓｃｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 ＴＥＡａ（１００ｓｃｃｍ）とＴＢＡｓ（１００ｓｃ
ｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 上記の操作を５００周期繰り返した結晶の厚さは１４０
０Åとなり、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャ
ルになっていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素
濃度を測定したところ、５×１０20ｃｍ-3であり、ＴＢ
Ａｓ供給により炭素のドーピングが制御できることが確
認された。
とＴＥＡｓを供給し、ＴＥＡｓと同時にＴＢＡｓを１０
０ｓｃｃｍで供給した。ガスの供給手順は次の通りであ
る。 ＴＭＡｌ（８ｓｃｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 ＴＥＡａ（１００ｓｃｃｍ）とＴＢＡｓ（１００ｓｃ
ｃｍ）を５秒間供給 水素（５００ｓｃｃｍ）パージを１０秒間 上記の操作を５００周期繰り返した結晶の厚さは１４０
０Åとなり、成長が１分子層づつの分子層エピタキシャ
ルになっていることが確認された。ＳＩＭＳ測定で炭素
濃度を測定したところ、５×１０20ｃｍ-3であり、ＴＢ
Ａｓ供給により炭素のドーピングが制御できることが確
認された。
【００２５】なお、従来法で得た直径３インチ基板のエ
ピタキシャル層厚を測定すると、５〜１０％のバラツキ
があったが、上記実施例では、全て１％以下の測定誤差
範囲内であった。
ピタキシャル層厚を測定すると、５〜１０％のバラツキ
があったが、上記実施例では、全て１％以下の測定誤差
範囲内であった。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、上記のように、III 族有機金
属原料とＶ族有機金属原料を交互に基板上に供給するこ
とにより、炭素を高濃度にドーピングした層を原子層レ
ベルの厚さで制御することができ、大口径基板上にも高
い均一性を有するエピタキシャル層を成長することが可
能になった。また、Ｖ族水素化物を、III 族有機金属原
料とＶ族有機金属原料の供給の間か、Ｖ族有機金属原料
に添加して供給することにより、炭素のドーピング量を
広い範囲で制御することが可能になった。
属原料とＶ族有機金属原料を交互に基板上に供給するこ
とにより、炭素を高濃度にドーピングした層を原子層レ
ベルの厚さで制御することができ、大口径基板上にも高
い均一性を有するエピタキシャル層を成長することが可
能になった。また、Ｖ族水素化物を、III 族有機金属原
料とＶ族有機金属原料の供給の間か、Ｖ族有機金属原料
に添加して供給することにより、炭素のドーピング量を
広い範囲で制御することが可能になった。
Claims (3)
- 【請求項１】 III-Ｖ族化合物半導体結晶の有機金属気
相成長方法において、III 族有機金属原料とＶ族有機金
属原料を交互に供給することにより炭素をドーピングす
ることを特徴とするIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方
法。 - 【請求項２】 III 族有機金属原料の供給からＶ族有機
金属原料の供給への間、及び／又は、Ｖ族有機金属原料
の供給からIII 族有機金属原料の供給への間に、Ｖ族水
素化物を供給し、その供給量及び供給時間を調節して炭
素ドーピング量を制御することを特徴とする請求項１記
載のIII-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法。 - 【請求項３】 Ｖ族有機金属原料にＶ族水素化物を添加
して供給し、Ｖ族水素化物の供給量を調節して炭素ドー
ピング量を制御することを特徴とする請求項１記載のII
I-Ｖ族化合物半導体結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120395A JPH08245291A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5120395A JPH08245291A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08245291A true JPH08245291A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=12880348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5120395A Pending JPH08245291A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08245291A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6036771A (en) * | 1997-09-30 | 2000-03-14 | Nec Corporation | Method of manufacturing optical semiconductor device |
| 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 |
| US7208413B2 (en) | 2000-06-27 | 2007-04-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| 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 |
| US7595263B2 (en) | 2003-06-18 | 2009-09-29 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition of barrier materials |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP5120395A patent/JPH08245291A/ja active Pending
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7501343B2 (en) | 2000-06-27 | 2009-03-10 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7208413B2 (en) | 2000-06-27 | 2007-04-24 | 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 |
| US7033922B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-04-25 | Applied Materials. Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US7115494B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| 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 |
| US7781326B2 (en) | 2001-02-02 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US7094680B2 (en) | 2001-02-02 | 2006-08-22 | 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 |
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| US7211144B2 (en) | 2001-07-13 | 2007-05-01 | Applied Materials, Inc. | Pulsed nucleation deposition of tungsten layers |
| US6878206B2 (en) | 2001-07-16 | 2005-04-12 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | 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 |
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| US7732325B2 (en) | 2002-01-26 | 2010-06-08 | 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 |
| US7473638B2 (en) | 2002-01-26 | 2009-01-06 | Applied Materials, Inc. | Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers |
| US7115499B2 (en) | 2002-02-26 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode |
| US7429516B2 (en) | 2002-02-26 | 2008-09-30 | Applied Materials, Inc. | Tungsten nitride atomic layer deposition processes |
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| US7595263B2 (en) | 2003-06-18 | 2009-09-29 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition of barrier materials |
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