JP2015141936A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015141936A JP2015141936A JP2014012509A JP2014012509A JP2015141936A JP 2015141936 A JP2015141936 A JP 2015141936A JP 2014012509 A JP2014012509 A JP 2014012509A JP 2014012509 A JP2014012509 A JP 2014012509A JP 2015141936 A JP2015141936 A JP 2015141936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- buffer layer
- carbon
- type
- doped
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 32
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 7
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 30
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005247 gettering Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- NBRKLOOSMBRFMH-UHFFFAOYSA-N tert-butyl chloride Chemical compound CC(C)(C)Cl NBRKLOOSMBRFMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- XNNQFQFUQLJSQT-UHFFFAOYSA-N bromo(trichloro)methane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Br XNNQFQFUQLJSQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02387—Group 13/15 materials
- H01L21/02392—Phosphides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02455—Group 13/15 materials
- H01L21/02461—Phosphides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02455—Group 13/15 materials
- H01L21/02463—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02494—Structure
- H01L21/02496—Layer structure
- H01L21/02505—Layer structure consisting of more than two layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02546—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02576—N-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7782—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
- H01L29/7783—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material
- H01L29/7785—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material with more than one donor layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L31/03042—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds characterised by the doping material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L31/03046—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
- H01L31/1075—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes in which the active layers, e.g. absorption or multiplication layers, form an heterostructure, e.g. SAM structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
- H01L31/1844—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3086—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure doping of the active layer
- H01S5/309—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure doping of the active layer doping of barrier layers that confine charge carriers in the laser structure, e.g. the barriers in a quantum well structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34306—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
- H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds
- H01L21/30621—Vapour phase etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L29/207—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds further characterised by the doping material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3407—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers characterised by special barrier layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【課題】デバイス特性と信頼性を改善することができる半導体装置の製造方法を得る。
【解決手段】n型InP基板1上にn型AlInAsバッファ層3を成長させる。n型AlInAsバッファ層3上に順にアンドープAlInAsアバランシェ増倍層4、p型AlInAs電界緩和層5、n−型InGaAs光吸収層6、及びn−型InP窓層7を成長させてアバランシェフォトダイオードを形成する。p型AlInAs電界緩和層5にp型ドーパントとして炭素をドープする。n型AlInAsバッファ層3に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープする。
【選択図】図1
【解決手段】n型InP基板1上にn型AlInAsバッファ層3を成長させる。n型AlInAsバッファ層3上に順にアンドープAlInAsアバランシェ増倍層4、p型AlInAs電界緩和層5、n−型InGaAs光吸収層6、及びn−型InP窓層7を成長させてアバランシェフォトダイオードを形成する。p型AlInAs電界緩和層5にp型ドーパントとして炭素をドープする。n型AlInAsバッファ層3に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープする。
【選択図】図1
Description
本発明は、デバイス特性と信頼性を改善することができる半導体装置の製造方法に関する。
光デバイスと電子デバイスでは高性能化に伴い局所的な高濃度p型半導体層が必要とされている。このために低拡散ドーパントである炭素がしばしば用いられる(例えば、非特許文献1,2参照)。光デバイスにおいては低雑音、高感度、かつ高速応答を実現するためにAlInAsを増倍層に用いた電子増倍型アバランシェフォトダイオードが注目されている。アバランシェモードを制御するための電界緩和層に炭素のハイドープp型AlInAs層が用いられている。また、電子デバイスにおいては携帯電話の信号増幅作用を持つヘテロ接合型バイポーラトランジスタの高効率化のために炭素がp型ベース層のドーパントとして用いられている。
IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 20, NO. 6, MARCH 15, 2008
IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 18, NO. 1, JANUARY 1, 2006
ハイドープp型炭素ドープ層は、低温、低V族流量などの特異な成長条件で得られ、加えてAlを組成として含む結晶材料ではさらに得られやすくなる。Alは非常に活性な材料であり、成長条件的にも結晶中に炭素以外の不純物(特に酸素)が取り込まれやすく、さらに結晶成長炉内への成長材料の供給に伴い意図せぬ不純物が結晶中に取り込まれるため、デバイス特性や信頼性に悪影響を及ぼす問題があった。積層構造において、この現象はAlを含む結晶層や炭素ドーピングする最初の層の成長初期で顕著に見られるが、成長初期部よりも上部か、その層よりも上部の成長層からは見られなくなる。
電界緩和層に炭素ドープしたAlInAsを用いた電子増倍型のアバランシェフォトダイオードにおいて、電界緩和層中に取り込まれた酸素等の不純物が欠陥として振舞う。電界緩和層を成長後に活性層である光吸収層を成長するため、増倍特性や信頼性を悪化させてしまう。また、炭素ドープのベース層を用いたヘテロ接合型バイポーラトランジスタにおいて、ベース層内に含まれた不純物が欠陥となるため、キャリア伝導の阻害要因となり信頼性に悪影響を及ぼす。
両者に共通することは炭素ドープ層がデバイス構造内に一層のみで存在し、かつ活性層付近に存在していることである。そのため良好な結晶性が得られにくい成長条件に加えて意図しない不純物取り込みが活性層付近の炭素ドープ層に発生し、デバイス特性や信頼性に影響が出てしまう問題があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はデバイス特性と信頼性を改善することができる半導体装置の製造方法を得るものである。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上にバッファ層を成長させる工程と、前記バッファ層上に順にアンドープ増倍層、電界緩和層、光吸収層、及び窓層を成長させてアバランシェフォトダイオードを形成する工程とを備え、前記電界緩和層にp型ドーパントとして炭素をドープし、前記バッファ層に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープすることを特徴とする。
本発明により炭素をドープした電界緩和層への意図しない不純物の取り込みを抑制することができるため、デバイス特性と信頼性を改善することができる。
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、n型InP基板1上に、キャリア濃度3〜5×1018cm−3、厚み0.1〜1μmのn型InPバッファ層2、キャリア濃度3〜5×1018cm−3、厚み0.1〜0.5μmのn型AlInAsバッファ層3、厚み0.1〜0.5μmのアンドープAlInAsアバランシェ増倍層4、キャリア濃度0.5〜1×1018cm−3、厚み0.05〜0.15μmのp型AlInAs電界緩和層5、キャリア濃度1〜5×1015cm−3、厚み1〜2μmのn−型InGaAs光吸収層6、キャリア濃度0.01〜0.1×1015cm−3、厚み0.5〜1μmのn−型InP窓層7、及びキャリア濃度1〜5×1018cm−3、厚み0.1〜0.5μmのp型InGaAsコンタクト層8が順に積層されたアバランシェフォトダイオードである。図示は省略するがn−型InP窓層7内にp型領域が形成されている。
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、n型InP基板1上に、キャリア濃度3〜5×1018cm−3、厚み0.1〜1μmのn型InPバッファ層2、キャリア濃度3〜5×1018cm−3、厚み0.1〜0.5μmのn型AlInAsバッファ層3、厚み0.1〜0.5μmのアンドープAlInAsアバランシェ増倍層4、キャリア濃度0.5〜1×1018cm−3、厚み0.05〜0.15μmのp型AlInAs電界緩和層5、キャリア濃度1〜5×1015cm−3、厚み1〜2μmのn−型InGaAs光吸収層6、キャリア濃度0.01〜0.1×1015cm−3、厚み0.5〜1μmのn−型InP窓層7、及びキャリア濃度1〜5×1018cm−3、厚み0.1〜0.5μmのp型InGaAsコンタクト層8が順に積層されたアバランシェフォトダイオードである。図示は省略するがn−型InP窓層7内にp型領域が形成されている。
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。各半導体層の成長方法は、有機金属気相成長法(MOVPE: Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)、分子線エピタキシャル成長法(MBE: Molecular Beam Epitaxy)などである。
まず、結晶成長炉内においてMOVPE法を用い、成長温度を630℃として、n型InP基板1上に、n型InPバッファ層2、n型AlInAsバッファ層3、アンドープAlInAsアバランシェ増倍層4を成長させる。n型AlInAsバッファ層3にはキャリア濃度が3〜5×1018cm−3となるように導電性を持つ不純物であるSiと共に炭素をドープする。
次に、成長温度を580℃付近まで降温し、結晶成長炉内においてp型AlInAs電界緩和層5を成長させる。p型AlInAs電界緩和層5にp型ドーパントとして炭素をドープする。
次に、成長温度を630℃まで昇温し、結晶成長炉内においてn−型InGaAs光吸収層6、n−型InP窓層7、p型InGaAsコンタクト層8を順に成長させる。
図2は、InP基板上に成長した炭素ドープAlInAsとInPの積層構造における不純物濃度のSIMS分析結果を示す図である。第一層目の炭素ドープAlInAsの成長初期には酸素が異常に取り込まれていることがわかる。これは炭素添加材料の構成元素にあるハロゲンの結晶成長炉内での反応や、結晶成長炉内で熱分解した有機金属材料からのAlが非常に活性であるため結晶成長炉内に残留する酸素と結合することで起きると推測される。さらに特徴的なことに、第二層目と第三層目の炭素ドープAlInAs中にはこの様な酸素取り込みが見られない。この現象を本実施の形態では利用している。
n型AlInAsバッファ層3成長中に炭素ドーパントソース(CBr4など)による影響や活性なAl材料によりゲッタリングが起こるため、結晶成長炉内に残存している酸素をn型AlInAsバッファ層3内に閉じ込めることができる。従って、n型AlInAsバッファ層3よりも上にある炭素ドープのp型AlInAs電界緩和層5への酸素取り込みを防ぐことができる。n型AlInAsバッファ層3はアンドープAlInAsアバランシェ増倍層4やp型AlInAs電界緩和層5よりも下に存在し基板側に近いため、アバランシェフォトダイオードの動作時においてキャリア生成が行われるn−型InGaAs光吸収層6から離れており、酸素による結晶欠陥の影響を軽減することができる。
図3は、SiドープAlInAs中に炭素を同時にドープした場合のキャリア濃度の変化を示す図である。SiドープAlInAsはn型伝導を示すが、炭素ドープAlInAsはp型伝導を示す。このため、両者を同時にドープする場合、炭素量を増やすと徐々にn型としてのキャリア濃度が下がっていく。n型AlInAsバッファ層3のn型キャリア濃度はデバイス動作時のバッファ層空乏化に影響を及ぼさないよう3×1018cm−3以上であることが望ましい。そして、ゲッタリング作用をある程度発生させ第二層目の炭素ドープ層に残存酸素が取り込まれないようにする必要がある。両条件を満たすために、n型AlInAsバッファ層3における導電性を持つ不純物Siに対する炭素の比率は1/10〜1/100であることが望ましい。
以上説明したように、本実施の形態では、n−型InGaAs光吸収層6から離れたn型AlInAsバッファ層3に酸素が取り込まれる。これにより、n−型InGaAs光吸収層6付近の炭素をドープしたp型AlInAs電界緩和層5への意図しない酸素の取り込みを抑制することができるため、増倍特性などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
なお、p型層は不純物のドーピングだけでなく、Zn拡散によっても形成することができる。n型InP基板に限らず、半絶縁性基板上に同等の構造を成長させてもよい。また、積層構造を上下逆にしてp型層から成長する場合、最初のp型コンタクト層を成長中に炭素を同時にドーピングすれば同じ効果が得られる。この場合、コンタクト層に他のp型ドーパントと同時に炭素をドープするが、元々炭素はp型ドーパントであるため特に問題は無い。またp型キャリア濃度をあげることができるのでコンタクト抵抗を下げることもできる。
実施の形態2.
実施の形態1ではn型AlInAsバッファ層3中に有機ハロゲン化物を用いて炭素をドープすることでゲッタリング作用を促す。しかし、炭素ドープAlInAsはp型伝導のため同時にドープしたSiによるn型伝導を阻害するため炭素供給量を制御する必要がある。
実施の形態1ではn型AlInAsバッファ層3中に有機ハロゲン化物を用いて炭素をドープすることでゲッタリング作用を促す。しかし、炭素ドープAlInAsはp型伝導のため同時にドープしたSiによるn型伝導を阻害するため炭素供給量を制御する必要がある。
そこで、本実施の形態では、n型AlInAsバッファ層3ではなく、n型InPバッファ層2にSiと共に炭素をドープする。InP中へ炭素をドープするとn型伝導を示す。従って、バッファ層中にアクセプタとして働く炭素が存在しないためバッファ層の不純物濃度制御が容易になる。さらに、結晶成長炉内の不純物がInP中へ取り込まれやすくなる状況を作ることができる。InP中へはAlInAs中と比べて酸素や炭素などの不純物は取り込まれにくいため、良好な結晶性を持つn型InPバッファ層2を成長することができる。
その他、実施の形態1と同様にn−型InGaAs光吸収層6付近の炭素をドープしたp型AlInAs電界緩和層5への意図しない酸素の取り込みを抑制することができるため、増倍特性などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
実施の形態3.
本実施の形態では、n型InPバッファ層2を形成する前に、ハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料であるCBr4を結晶成長炉へ導入してn型InP基板1の表面をエッチングして1〜10分クリーニングを行う。その後に実施の形態1,2と同様に結晶成長を行う。
本実施の形態では、n型InPバッファ層2を形成する前に、ハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料であるCBr4を結晶成長炉へ導入してn型InP基板1の表面をエッチングして1〜10分クリーニングを行う。その後に実施の形態1,2と同様に結晶成長を行う。
成長前に導入する材料はCBr4だけでなくCCl3Br(カーボントリクロライドブロマイド)やTBCl(ターシャリーブチルクロライド)などのハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料でもよい。
また、Alを含んだ有機金属材料(トリメチルアルミニウムなど)のように熱分解した際に還元作用を示す材料を結晶成長炉内に導入して、n型InP基板1の表面を還元させてもよい。
このように結晶成長前にハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料やAlを含んだ有機金属材料を導入することで結晶成長炉に残存する酸素をゲッタリングして結晶成長層中への酸素取り込みを抑えることができる。さらに、基板表面で還元作用が起こり、基板表面に堆積している不純物を除去でき、不純物起因による特性悪化を防いで高品質なバッファ層を成長することができる。
本実施の形態の結晶成長前の処理は、受光素子の製造方法だけでなく、後述する発光素子や電子デバイスの製造方法にも適用することができ、同様な効果を得ることができる。
実施の形態4.
図4は、本発明の実施の形態4に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、n型InP基板9上に、n型InPバッファ層10、n型InPクラッド層11、障壁層に炭素が変調ドープされたAlGaInAs量子井戸活性層12、p型InPクラッド層13、p型ガイド層14、及びp型キャップ層15が順に積層された変調ドープ半導体レーザである。
図4は、本発明の実施の形態4に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、n型InP基板9上に、n型InPバッファ層10、n型InPクラッド層11、障壁層に炭素が変調ドープされたAlGaInAs量子井戸活性層12、p型InPクラッド層13、p型ガイド層14、及びp型キャップ層15が順に積層された変調ドープ半導体レーザである。
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。MOVPE法を用いて、結晶成長炉内においてn型InP基板9上にn型InPバッファ層10を成長させる。結晶成長炉内においてn型InPバッファ層10上に順にn型InPクラッド層11、AlGaInAs量子井戸活性層12、p型InPクラッド層13、p型ガイド層14、及びp型キャップ層15を成長させる。n型InPバッファ層10とn型InPクラッド層11の少なくとも一方に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープする。
n型InPクラッド層11のキャリア濃度は1×1018cm−3となるようにハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料を用いて炭素をドーピングするとともにSiやSの様なドナーとドーピングを行う。p型InPクラッド層13のキャリア濃度はZnなどを用い1×1018cm−3となるように制御する。
以上説明したように、本実施の形態では、n型InPバッファ層10とn型InPクラッド層11の少なくとも一方に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープして、AlGaInAs量子井戸活性層12から離れたこれらの層で結晶成長炉内の不純物の取り込みを起こさせる。これにより、炭素がドープされたAlGaInAs量子井戸活性層12への意図しない酸素の取り込みを抑制することができるため、発光強度や効率などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
なお、基板などの材料としてInP以外のGaAsを用いても、活性層の材料にAlGaInPを用いることで同様の成長は可能である。また、基板の導電性がp型の場合でも活性層より上部をn型にすることで同様の成長が可能である。半導体基板の導電性は特に問わない。
実施の形態5.
図5は、本発明の実施の形態5に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、半絶縁性GaAs基板16上に、酸素と炭素がドープされたAlGaAsバッファ層17、n型GaAsコレクタ層18、p型GaAsベース層19、n型InGaPエミッタ層20、n型GaAsカバー層21、及びn型InGaAsコンタクト層22が順に積層されたバイポーラトランジスタである。
図5は、本発明の実施の形態5に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、半絶縁性GaAs基板16上に、酸素と炭素がドープされたAlGaAsバッファ層17、n型GaAsコレクタ層18、p型GaAsベース層19、n型InGaPエミッタ層20、n型GaAsカバー層21、及びn型InGaAsコンタクト層22が順に積層されたバイポーラトランジスタである。
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。MOVPE法を用いて、結晶成長炉内において半絶縁性GaAs基板16上にAlGaAsバッファ層17を成長させる。結晶成長炉内においてAlGaAsバッファ層17上に順にn型GaAsコレクタ層18、p型GaAsベース層19、n型InGaPエミッタ層20、n型GaAsカバー層21、及びn型InGaAsコンタクト層22を成長させる。
ここで、AlGaAsバッファ層17を成長させる際に供給するV族材料の量を調整して、結晶成長炉内の酸素をAlGaAsバッファ層17に炭素の濃度以上に取り込ませる。また、キャリア濃度が2〜3×1018cm−3となるように有機ハロゲン化物を用いてp型GaAsベース層19にp型ドーパントとして炭素をドープする。n型InGaPエミッタ層20のキャリア濃度は0.1〜1×1018cm−3、n型GaAsカバー層21とn型InGaAsコンタクト層22のキャリア濃度は5×1018cm−3程度にする。
以上説明したように、本実施の形態では、結晶成長炉内の酸素をAlGaAsバッファ層17に炭素の濃度以上に取り込ませる。これにより、炭素がドープされたp型GaAsベース層19への意図しない酸素の取り込みを抑制することができる。また、酸素が高濃度ドープされたAlGaAsバッファ層17は高抵抗であり、デバイス動作時のリーク電流が減る。このため、増幅効率などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
なお、基板などの材料としてGaAs以外のInPを用いても、ベース層やエミッタ層の材料にAlInAs又はInGaAsを用いることで同様の成長は可能である。また、ベース層の炭素ドープ成長はハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料によるドーパントを用いるほか、III族材料に含まれるメチル基からの炭素供給によるドーピングも可能である。
実施の形態6.
図6は、本発明の実施の形態6に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、半絶縁性GaAs基板23上に、酸素と炭素がドープされたAlGaAsバッファ層24、n型AlGaAs電子供給層25、アンドープAlGaAsスペーサ層26、アンドープInGaAsチャネル層27、アンドープAlGaAsスペーサ層28、n型AlGaAs電子供給層29、n型AlGaAsショットキー層30、及びn型GaAsキャップ層31が順に積層された電界効果型トランジスタである。
図6は、本発明の実施の形態6に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、半絶縁性GaAs基板23上に、酸素と炭素がドープされたAlGaAsバッファ層24、n型AlGaAs電子供給層25、アンドープAlGaAsスペーサ層26、アンドープInGaAsチャネル層27、アンドープAlGaAsスペーサ層28、n型AlGaAs電子供給層29、n型AlGaAsショットキー層30、及びn型GaAsキャップ層31が順に積層された電界効果型トランジスタである。
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。MOVPE法を用いて、結晶成長炉内において半絶縁性GaAs基板23上にAlGaAsバッファ層24を成長させる。結晶成長炉内においてAlGaAsバッファ層24上に順にn型AlGaAs電子供給層25、アンドープAlGaAsスペーサ層26、アンドープInGaAsチャネル層27、アンドープAlGaAsスペーサ層28、n型AlGaAs電子供給層29、n型AlGaAsショットキー層30、及びn型GaAsキャップ層31を成長させる。
ここで、AlGaAsバッファ層24を成長させる際に供給するV族材料の量を調整して、結晶成長炉内の酸素をAlGaAsバッファ層24に炭素の濃度以上に取り込ませる。n型AlGaAs電子供給層25,29のキャリア濃度は1〜2×1018cm−3、n型AlGaAsショットキー層30のキャリア濃度はアンドープ又は1×1017cm−3以下、n型GaAsキャップ層31のキャリア濃度5×1018cm−3程度にする。
以上説明したように、本実施の形態では、AlGaAsバッファ層24を成長させる際に供給するV族材料の量を調整して、結晶成長炉内の酸素をAlGaAsバッファ層24に炭素の濃度以上に取り込ませる。これにより、チャネル層と電子供給層への意図しない酸素の取り込みを抑制することができる。また、酸素が高濃度ドープされたAlGaAsバッファ層24は高抵抗であり、デバイス動作時のリーク電流が減る。このため、スイッチング速度や増幅効率などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
なお、GaAs上のInGaAs層は格子不整合のため成長できる臨界膜厚が非常に薄く、20nm以下に設定することが望ましい。GaAs以外でもInPを用いても電子供給層にInPやAlInAsなどを用いても同様の成長は可能である。
1 n型InP基板、3 n型AlInAsバッファ層、4 アンドープAlInAsアバランシェ増倍層、5 p型AlInAs電界緩和層、6 n−型InGaAs光吸収層、7 n−型InP窓層、9 n型InP基板、10 n型InPバッファ層、11 n型InPクラッド層、12 AlGaInAs量子井戸活性層、13 p型InPクラッド層、16 半絶縁性GaAs基板、17 AlGaAsバッファ層、18 n型GaAsコレクタ層、19 p型GaAsベース層、20 n型InGaPエミッタ層、23 半絶縁性GaAs基板、24 AlGaAsバッファ層、
25 n型AlGaAs電子供給層、27 アンドープInGaAsチャネル層
25 n型AlGaAs電子供給層、27 アンドープInGaAsチャネル層
Claims (8)
- 基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順にアンドープ増倍層、電界緩和層、光吸収層、及び窓層を成長させてアバランシェフォトダイオードを形成する工程とを備え、
前記電界緩和層にp型ドーパントとして炭素をドープし、
前記バッファ層に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記バッファ層はAlを結晶組成として含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記バッファ層における前記導電性を持つ不純物に対する前記炭素の比率は1/10〜1/100であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順に第1導電型クラッド層、活性層、及び第2導電型クラッド層を成長させて半導体レーザを形成する工程とを備え、
前記活性層に炭素をドープし、
前記バッファ層と前記第1導電型クラッド層の少なくとも一方に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順にコレクタ層、ベース層、及びエミッタ層を成長させてバイポーラトランジスタを形成する工程とを備え、
前記ベース層にp型ドーパントとして炭素をドープし、
前記バッファ層に炭素をドープさせ、酸素を前記バッファ層に前記炭素の濃度以上に取り込ませることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順に電子供給層、チャネル層を成長させて電界効果型トランジスタを形成する工程とを備え、
前記チャネル層はInGaAsであり、
前記バッファ層に炭素をドープさせ、酸素を前記バッファ層に前記炭素の濃度以上に取り込ませることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記バッファ層を形成する前に、ハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料を導入して前記基板の表面をエッチングする工程を更に備えることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記バッファ層を形成する前に、Alを含んだ有機金属材料を導入して前記基板の表面を還元させる工程を更に備えることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014012509A JP2015141936A (ja) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 半導体装置の製造方法 |
US14/507,884 US20150214307A1 (en) | 2014-01-27 | 2014-10-07 | Method for manufacturing semiconductor device |
CN201510040723.9A CN104810430A (zh) | 2014-01-27 | 2015-01-27 | 半导体装置的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014012509A JP2015141936A (ja) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015141936A true JP2015141936A (ja) | 2015-08-03 |
Family
ID=53679802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014012509A Pending JP2015141936A (ja) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150214307A1 (ja) |
JP (1) | JP2015141936A (ja) |
CN (1) | CN104810430A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024029182A1 (ja) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 住友電気工業株式会社 | 半導体積層体、光半導体素子および半導体積層体の製造方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6477036B2 (ja) * | 2015-03-05 | 2019-03-06 | 住友電気工業株式会社 | 半導体積層体および半導体装置 |
CN107170847A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-15 | 中国科学院半导体研究所 | 基于AlInAsSb体材料作倍增区的雪崩光电二极管及其制备方法 |
CN111478181B (zh) * | 2019-01-23 | 2021-03-12 | 潍坊华光光电子有限公司 | 一种多波长激光器的制备方法 |
DE102019003068A1 (de) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | 3-5 Power Electronics GmbH | Stapelförmige hochsperrende lnGaAS-Halbleiterleistungsdiode |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4651187A (en) * | 1984-03-22 | 1987-03-17 | Nec Corporation | Avalanche photodiode |
US5407531A (en) * | 1994-02-15 | 1995-04-18 | At&T Corp. | Method of fabricating a compound semiconductor device |
US5740192A (en) * | 1994-12-19 | 1998-04-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser |
US5656538A (en) * | 1995-03-24 | 1997-08-12 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Halide dopant process for producing semi-insulating group III-V regions for semiconductor devices |
US6083781A (en) * | 1995-12-20 | 2000-07-04 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for manufacturing compound semiconductor field-effect transistors with improved DC and high frequency performance |
KR20040094418A (ko) * | 2002-02-01 | 2004-11-09 | 피코메트릭스 인코포레이티드 | 전하제어된 애벌란시 광다이오드 및 그 제조방법 |
EP2073277A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | Alcatel Lucent | Avalanche photodiode |
-
2014
- 2014-01-27 JP JP2014012509A patent/JP2015141936A/ja active Pending
- 2014-10-07 US US14/507,884 patent/US20150214307A1/en not_active Abandoned
-
2015
- 2015-01-27 CN CN201510040723.9A patent/CN104810430A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024029182A1 (ja) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 住友電気工業株式会社 | 半導体積層体、光半導体素子および半導体積層体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150214307A1 (en) | 2015-07-30 |
CN104810430A (zh) | 2015-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH09199758A (ja) | 低抵抗p型窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 | |
JP7169613B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
JP2015141936A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2001044569A (ja) | ドープド半導体材料、ドープド半導体材料の製造方法、および半導体デバイス | |
JP3368452B2 (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP2014099467A (ja) | アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法 | |
Minamikawa et al. | GaInN‐based tunnel junctions with high InN mole fractions grown by MOVPE | |
US20130032813A1 (en) | Method and system for doping control in gallium nitride based devices | |
JP2016058693A (ja) | 半導体装置、半導体ウェーハ、及び、半導体装置の製造方法 | |
JP2004088054A (ja) | Iii−v族化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP6303998B2 (ja) | アバランシェフォトダイオードの製造方法 | |
JP5295912B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2013021024A (ja) | トランジスタ素子 | |
KR101761310B1 (ko) | 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
JP2005251820A (ja) | ヘテロ接合型電界効果トランジスタ | |
JP5920043B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
JPH09246527A (ja) | 半導体装置 | |
JP3156909B2 (ja) | 半導体積層構造の気相成長方法 | |
JP2005136162A (ja) | 化合物半導体素子の製造方法 | |
JP2016092121A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3348015B2 (ja) | ノンアロイ用電極コンタクト層の作製方法 | |
WO2016098778A1 (ja) | 半導体トランジスタ用エピタキシャルウェハ及び半導体トランジスタ | |
CN110867727B (zh) | 一种高增益有源区的生长方法及vcsel的生长方法 | |
JP2009094148A (ja) | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ | |
CN117012814B (zh) | InP基异质结双极性晶体管的外延结构及其制备方法 |