JPS62179714A - 化合物半導体 - Google Patents
化合物半導体Info
- Publication number
- JPS62179714A JPS62179714A JP2251486A JP2251486A JPS62179714A JP S62179714 A JPS62179714 A JP S62179714A JP 2251486 A JP2251486 A JP 2251486A JP 2251486 A JP2251486 A JP 2251486A JP S62179714 A JPS62179714 A JP S62179714A
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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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、化合物半導体、特に２ｔｉｉの極薄の化合物
薄膜半導体層が重ね合せられてヘテロ接合面を形成する
超格子化合物半導体に不純物をドーピングした不純物ド
ープドの化合物半導体に係わる。
薄膜半導体層が重ね合せられてヘテロ接合面を形成する
超格子化合物半導体に不純物をドーピングした不純物ド
ープドの化合物半導体に係わる。
本発明は、一部の構成７ｃ素を共通とする２棟以上の化
合物半導体１−が重ね合せられて少くともｌのヘテロ接
合面を形成する化合物半導体への不純物ドーピングを、
上述の共通の元素をこれとは異る族の元素によって置換
することによってｎ型若しくはｐ型化の不純物ドーピン
グを行うものであり、このようにしてヘテロ接合面を形
成する各化合物半導体層を低原子層の極薄半導体層とす
る超格子構造とする場合においてもすぐれた特性のヘテ
ロ接合面を形成することができ、しかもその不純物の選
定の範囲を高濃度までに広げることができるようにした
ものである。
合物半導体１−が重ね合せられて少くともｌのヘテロ接
合面を形成する化合物半導体への不純物ドーピングを、
上述の共通の元素をこれとは異る族の元素によって置換
することによってｎ型若しくはｐ型化の不純物ドーピン
グを行うものであり、このようにしてヘテロ接合面を形
成する各化合物半導体層を低原子層の極薄半導体層とす
る超格子構造とする場合においてもすぐれた特性のヘテ
ロ接合面を形成することができ、しかもその不純物の選
定の範囲を高濃度までに広げることができるようにした
ものである。
現時点において、超格子構造、特に数原子層以トの極薄
の化合物半導体層の重ね合せによる極薄超格子（以）υ
ＴＳＬという）半導体における不純物ドーピングの知見
は見当らない。
の化合物半導体層の重ね合せによる極薄超格子（以）υ
ＴＳＬという）半導体における不純物ドーピングの知見
は見当らない。
例えば、ｍ−ｖ族超格子化合物半導体の（Ａｊ！ Ａｓ
） ｍ （ＧａＡｓ） ｎにおける不純物ドーピング
ば、その■族元素のＡｌ５Ｇａを他の例えば■族の元素
Ｓｉに置換してｎ型とすることが知られている。しかし
ながら、このような不純物ドーピングを行うと、両化合
物薄膜半導体層の界面は、きれいなヘテロ接合面とはな
らないとかこの接合面が破壊されるなどの問題点が生じ
る。そして、このように不純物としてＳｉが両薄膜半導
体層の界面につまりヘテロ接合面に影響を及ばずことが
ないように、Ｓｉ不純物を薄膜半導体層中のヘテロ接合
面より離間した位置に偏在させる変調ドーピングの試み
もなされているが、このような変調ドーピングはｕＹｓ
Ｌ半導体では実現できない。
） ｍ （ＧａＡｓ） ｎにおける不純物ドーピング
ば、その■族元素のＡｌ５Ｇａを他の例えば■族の元素
Ｓｉに置換してｎ型とすることが知られている。しかし
ながら、このような不純物ドーピングを行うと、両化合
物薄膜半導体層の界面は、きれいなヘテロ接合面とはな
らないとかこの接合面が破壊されるなどの問題点が生じ
る。そして、このように不純物としてＳｉが両薄膜半導
体層の界面につまりヘテロ接合面に影響を及ばずことが
ないように、Ｓｉ不純物を薄膜半導体層中のヘテロ接合
面より離間した位置に偏在させる変調ドーピングの試み
もなされているが、このような変調ドーピングはｕＹｓ
Ｌ半導体では実現できない。
また、本発明者等は、υＴＳＬ半導体では、Ｓｔをドナ
ーとしてドープできないことをつきとめた。これは■族
元素のＡＪとＳｉとが必ず２次の最近接原子位置（ｓｅ
ｃｏｎｄ ｎｅａｒｅｓｔ ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ）に存
在し、ドナーＤと未知物ＸとのいわゆるＤＸセンターの
出現条件を与えてしまってＳＩが有効なドナーとて働か
ないごとに因るものと思われる。
ーとしてドープできないことをつきとめた。これは■族
元素のＡＪとＳｉとが必ず２次の最近接原子位置（ｓｅ
ｃｏｎｄ ｎｅａｒｅｓｔ ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ）に存
在し、ドナーＤと未知物ＸとのいわゆるＤＸセンターの
出現条件を与えてしまってＳＩが有効なドナーとて働か
ないごとに因るものと思われる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上述した諸問題を解決し数原子層以下の旧ＳＬ
化合物半導体において、ドナー或いはアクセプターとし
て働く不純物を広範囲の濃度の自由度をもってドープす
ることができる不純物ドーピング化合物半導体を提供す
る。
化合物半導体において、ドナー或いはアクセプターとし
て働く不純物を広範囲の濃度の自由度をもってドープす
ることができる不純物ドーピング化合物半導体を提供す
る。
本発明は、一部の構成元素を共通とする２種以上の化合
物ｌｆ膜半導体層が重ね合せられて１以上のヘテロ接合
面を形成する化合物半導体に、そのヘテロ接合向を構成
する２種の化合物半導体層の共通元素を、この元素の族
する周期律表中の族とは異る族の他の不純物元素に置換
することによって不純物ドーピングを行う。
物ｌｆ膜半導体層が重ね合せられて１以上のヘテロ接合
面を形成する化合物半導体に、そのヘテロ接合向を構成
する２種の化合物半導体層の共通元素を、この元素の族
する周期律表中の族とは異る族の他の不純物元素に置換
することによって不純物ドーピングを行う。
本発明によればヘテロ接合を構成する２種の化合物半導
体層の共通の元素を他の元素に置換するようにしたので
、両半導体層に対し、不純物元素の置換が行われること
によってこの不純物ドーピングによってヘテロ接合面に
異常性をもたらすことが回避され、すぐれた特性のヘテ
ロ接合面が形成されると共に変調ドーピングによらない
ことから各薄膜半導体層が数原子層以１のＵＴＳＩＬ化
合物半導体を構成できるものである。
体層の共通の元素を他の元素に置換するようにしたので
、両半導体層に対し、不純物元素の置換が行われること
によってこの不純物ドーピングによってヘテロ接合面に
異常性をもたらすことが回避され、すぐれた特性のヘテ
ロ接合面が形成されると共に変調ドーピングによらない
ことから各薄膜半導体層が数原子層以１のＵＴＳＩＬ化
合物半導体を構成できるものである。
夫々数原子層以上の第１及び第２の２種の■−Ｖ族化合
物半導体層Ｔｌｌ及び（２）、例えば２原子層の＾ｌＡ
ｓ半導体Ｉｌｌと、これとの元素＾Ｓを共通とする２原
子層のＧａＡｓ半導体層（２）とが各１層以上重ねられ
て各層＜１１及びく２）間にヘテロ接合向ＪＨを形成し
たＵＳＴＬ構造の半導体層（３）を構成する。各半導体
層（１１及び（２１は夫々周知の分子線エピキタシー法
ＣＭＢＥ法）、或いは金属有機物法（ＭＯＣＶｔｌ法）
によって基板Ｓ上に連続的に繰返し、気相成長するもの
であるが、各層（１１及び＋２１の気相成長時に不純物
ドーピングを行う。この不純物としては、内層ｉｌｌ及
び（２）の共通のＶ族元素＾Ｓと置換する■族元素のＳ
ｅを一様にドープする。このＳｅの不純物源はＨ２Ｓｅ
を用い得る。そして、このようにして気相成長させたＳ
ｅドープのＵＴＳＬの半導体層（３）は、ｎ型を呈した
。第２図は５ ｐｐｍのＨ２ｓｅ供給率とキャリア、す
なわちドナー濃度の測定結果を示すもので、１０１０ｌ
６ａｔｏ ／ａｍ台から６ Ｘ １０” ａｔｏｍｓ
７ｃｍという広い範囲のドーピングをなし得ることがわ
かる。
物半導体層Ｔｌｌ及び（２）、例えば２原子層の＾ｌＡ
ｓ半導体Ｉｌｌと、これとの元素＾Ｓを共通とする２原
子層のＧａＡｓ半導体層（２）とが各１層以上重ねられ
て各層＜１１及びく２）間にヘテロ接合向ＪＨを形成し
たＵＳＴＬ構造の半導体層（３）を構成する。各半導体
層（１１及び（２１は夫々周知の分子線エピキタシー法
ＣＭＢＥ法）、或いは金属有機物法（ＭＯＣＶｔｌ法）
によって基板Ｓ上に連続的に繰返し、気相成長するもの
であるが、各層（１１及び＋２１の気相成長時に不純物
ドーピングを行う。この不純物としては、内層ｉｌｌ及
び（２）の共通のＶ族元素＾Ｓと置換する■族元素のＳ
ｅを一様にドープする。このＳｅの不純物源はＨ２Ｓｅ
を用い得る。そして、このようにして気相成長させたＳ
ｅドープのＵＴＳＬの半導体層（３）は、ｎ型を呈した
。第２図は５ ｐｐｍのＨ２ｓｅ供給率とキャリア、す
なわちドナー濃度の測定結果を示すもので、１０１０ｌ
６ａｔｏ ／ａｍ台から６ Ｘ １０” ａｔｏｍｓ
７ｃｍという広い範囲のドーピングをなし得ることがわ
かる。
また、第３図はドナー濃度ｎを６ Ｘ １０”■−１と
したときのラマン散乱スペクトル図を示し、不純物ドー
ピングをしない場合の同様構造の０丁８１．半導体層と
開位置の２８３ｃｍ−’にそのピークが生じた。因みに
Ａ７！α４ＧａｏｓＡｓの混晶の同様のスペクトルは、
そのピークが２７４ｃ＋ｍ−’に生じる。したがって、
これによればＳｅドープによっても、すぐれた［ＩＴ３
Ｌ構造が生じていることが分る。
したときのラマン散乱スペクトル図を示し、不純物ドー
ピングをしない場合の同様構造の０丁８１．半導体層と
開位置の２８３ｃｍ−’にそのピークが生じた。因みに
Ａ７！α４ＧａｏｓＡｓの混晶の同様のスペクトルは、
そのピークが２７４ｃ＋ｍ−’に生じる。したがって、
これによればＳｅドープによっても、すぐれた［ＩＴ３
Ｌ構造が生じていることが分る。
尚、上述した例は、Ｓｅドープによるｎ型１１Ｔ！９Ｌ
半導体であるが、Ｓｅに代えて、他の同様の■族のＳ。
半導体であるが、Ｓｅに代えて、他の同様の■族のＳ。
Ｔｅ等をドープしてｎ型のＵＴＳｌ、半導体を構成する
ことができる。また、ｎ型に限らず、不純物としてＡｓ
と置換する■族の元素例えばＣの（炭素）のドーピング
を行うごとによってｐ型のドープドＵＴＳＬ半導体を構
成することもできる。ＭＯＣＶＤによる場合、ごのＣの
ドーピングは、例えば （■族元素／■族元素）比を小さくすることによっても
可能となる。
ことができる。また、ｎ型に限らず、不純物としてＡｓ
と置換する■族の元素例えばＣの（炭素）のドーピング
を行うごとによってｐ型のドープドＵＴＳＬ半導体を構
成することもできる。ＭＯＣＶＤによる場合、ごのＣの
ドーピングは、例えば （■族元素／■族元素）比を小さくすることによっても
可能となる。
また」二連した例は、ｍ−ｖ族化合物半導体の■族ノｃ
素を共通とする２種の化合物半導体層のＵ Ｔ Ｓ Ｉ
。
素を共通とする２種の化合物半導体層のＵ Ｔ Ｓ Ｉ
。
半導体に本発明を適用した場合であるが、ＩＩＩ−Ｖ族
の■族を共通とする２種の化合物半導体の■（族元素に
置換して■族、或いは■族元素を不純物ドーピングして
ｐ型、ｎ型とすることもできるし、ｍ−ｖ族に限られず
、ｌｌ−Ｖｌ族化合物によるｔｌＴｓｌ、半導体に適用
するごともできる。
の■族を共通とする２種の化合物半導体の■（族元素に
置換して■族、或いは■族元素を不純物ドーピングして
ｐ型、ｎ型とすることもできるし、ｍ−ｖ族に限られず
、ｌｌ−Ｖｌ族化合物によるｔｌＴｓｌ、半導体に適用
するごともできる。
本発明によれば、低原子層の極薄半導体１−によるＵＴ
ＳＬ半導体層において、すぐれたヘテロ接合面を保持し
て広範囲の濃度で不純物ドーピングがｒＩＪ能であるの
で、この種の極薄超格子半導体の各種半導体装置への適
用がより広められ、その実用上の利益は極めて大である
。
ＳＬ半導体層において、すぐれたヘテロ接合面を保持し
て広範囲の濃度で不純物ドーピングがｒＩＪ能であるの
で、この種の極薄超格子半導体の各種半導体装置への適
用がより広められ、その実用上の利益は極めて大である
。
第１図は本発明による不純物ドーピング化合物半導体層
の路線的断面図、第２図はＨ２Ｓｅの供給率とキャリア
濃度との関係を示す図、第３図は本発明による化合物半
導体の一例のラマンスペクトル図である。 （１１及び（２）は第１及び第２の化合物半導体層、（
３）は極薄超格子構造の半導体層、Ｊ、はヘテロ接合面
である。
の路線的断面図、第２図はＨ２Ｓｅの供給率とキャリア
濃度との関係を示す図、第３図は本発明による化合物半
導体の一例のラマンスペクトル図である。 （１１及び（２）は第１及び第２の化合物半導体層、（
３）は極薄超格子構造の半導体層、Ｊ、はヘテロ接合面
である。
Claims (1)
- 一部の構成元素を共通とする２種以上の化合物薄膜半導
体層が重ね合せられてヘテロ接合面を形成する化合物半
導体に、上記ヘテロ接合面を構成する２種の化合物半導
体層の共通元素を、他の不純物元素に置換することによ
り不純物ドーピングがなされた化合物半導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61022514A JP2545785B2 (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 化合物半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61022514A JP2545785B2 (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 化合物半導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62179714A true JPS62179714A (ja) | 1987-08-06 |
| JP2545785B2 JP2545785B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=12084870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61022514A Expired - Fee Related JP2545785B2 (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 化合物半導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545785B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63240012A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Nec Corp | ３−ｖ族化合物半導体およびその形成方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607121A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Nec Corp | 超格子の構造 |
| JPS6052067A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-23 | Nec Corp | 超格子の構造 |
| JPS61247691A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-04 | Toshiba Corp | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-04 JP JP61022514A patent/JP2545785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607121A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Nec Corp | 超格子の構造 |
| JPS6052067A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-23 | Nec Corp | 超格子の構造 |
| JPS61247691A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-04 | Toshiba Corp | 化合物半導体単結晶の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63240012A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Nec Corp | ３−ｖ族化合物半導体およびその形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2545785B2 (ja) | 1996-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |