JPH0272616A - 分子線エピタキシャル成長法 - Google Patents
分子線エピタキシャル成長法Info
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- JPH0272616A JPH0272616A JP22243188A JP22243188A JPH0272616A JP H0272616 A JPH0272616 A JP H0272616A JP 22243188 A JP22243188 A JP 22243188A JP 22243188 A JP22243188 A JP 22243188A JP H0272616 A JPH0272616 A JP H0272616A
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- molecular beam
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- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 title 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 title 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 3
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- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
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- WUBBRNOQWQTFEX-UHFFFAOYSA-N 4-aminosalicylic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C(O)=C1 WUBBRNOQWQTFEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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】
〔概 要〕
分子線エピタキシャル成長法に係り、特にn型伝導を示
すSi ドープGaAs+−x SbXの分子線エピ
タキシャル成長法に関し、 GaAs、−x SbxがInPと格子整合するx=0
.49付近において、 Si ドープによりn型伝導を実現する分子線エピタ
キシャル成長法を提供することを目的とし、分子線エピ
タキシャル成長法によりGa、Sb及びAsを照射しな
がら半導体基板上にGaAs+−x Sbxを形成して
いる際に、該GaとSbの分子線照射を停止すると同時
にSiを該GaAs+−x Sbx上に1原子層未満ド
ープしてn型伝導を示すSi ドープGaAs1−x
Sbxを形成することを構成とする。
すSi ドープGaAs+−x SbXの分子線エピ
タキシャル成長法に関し、 GaAs、−x SbxがInPと格子整合するx=0
.49付近において、 Si ドープによりn型伝導を実現する分子線エピタ
キシャル成長法を提供することを目的とし、分子線エピ
タキシャル成長法によりGa、Sb及びAsを照射しな
がら半導体基板上にGaAs+−x Sbxを形成して
いる際に、該GaとSbの分子線照射を停止すると同時
にSiを該GaAs+−x Sbx上に1原子層未満ド
ープしてn型伝導を示すSi ドープGaAs1−x
Sbxを形成することを構成とする。
本発明は分子線エピタキシャル成長法に係り、特にn型
伝導を示すSl ドープGaAs+−x Sbxの分子
線エピタキシャル成長法に関する。
伝導を示すSl ドープGaAs+−x Sbxの分子
線エピタキシャル成長法に関する。
従来、m−v族化合物半導体あるいはm−mV族化合物
半導体のへテロ接合は半導体デバイスに広く応用されて
いる。例えば、GaAs / AlGaAsInGaA
s/ InAlAsはよく知られているヘテロ接合構成
である。
半導体のへテロ接合は半導体デバイスに広く応用されて
いる。例えば、GaAs / AlGaAsInGaA
s/ InAlAsはよく知られているヘテロ接合構成
である。
これらのm−v族化合物半導体あるいはm−mV族化合
物半導体への11型ドーパント材料として、S i、
S n、 Ge、 Te等があるが、これらの中で特に
Siは活性化率が高い、偏析しない、蒸気圧が低いので
制御し易い等の理由により広く用いられている。
物半導体への11型ドーパント材料として、S i、
S n、 Ge、 Te等があるが、これらの中で特に
Siは活性化率が高い、偏析しない、蒸気圧が低いので
制御し易い等の理由により広く用いられている。
しかし、GaAS+−x Sbx ヘのSi ドーピ
ングに関する報告例は少なく、次の二つの報告にとどま
る。
ングに関する報告例は少なく、次の二つの報告にとどま
る。
(1) General Electric Corp
、のMcLeanら(Inst、Phys、Conf、
5eries No、74 (1984) p、145
)によれば、X < 0.2においてのみn型が得られ
るが、それ以外ではp型になる。
、のMcLeanら(Inst、Phys、Conf、
5eries No、74 (1984) p、145
)によれば、X < 0.2においてのみn型が得られ
るが、それ以外ではp型になる。
(2)イリノイ大学のKlemら (SPTE Vol
、796(1987) p、18)によれば、InPと
の格子不整が3×10〜3〜4 X 10−3(x =
0.45〜0.54に相当)においてp型になる。
、796(1987) p、18)によれば、InPと
の格子不整が3×10〜3〜4 X 10−3(x =
0.45〜0.54に相当)においてp型になる。
これまでGaAs、X、SbxがInPと格子整合する
X=0.49付近については、上記報告例のごとくGa
As+−x SbxはSl ドープによりn型伝導にな
るとされている。
X=0.49付近については、上記報告例のごとくGa
As+−x SbxはSl ドープによりn型伝導にな
るとされている。
特許62−19430号あるいは特願昭63−5691
2号においてGaAs、−x SbxはSi ドープ
によりn型層が得られるエピタキシャル成長法について
記載されている。しかしながらその成長条件が限られて
おり、しかも成長条件の正確な制御が必要である。
2号においてGaAs、−x SbxはSi ドープ
によりn型層が得られるエピタキシャル成長法について
記載されている。しかしながらその成長条件が限られて
おり、しかも成長条件の正確な制御が必要である。
GaAs、−x SbXがInPと格子整合するx=0
.49付近についてSi ドープによりn型伝導にな
らずにn型伝導になる方法を再現性よく実現する成長方
法が望まれていた。
.49付近についてSi ドープによりn型伝導にな
らずにn型伝導になる方法を再現性よく実現する成長方
法が望まれていた。
本発明はGaAsz−x SbXがInPと格子整合す
るX=0.49付近において Si ドープによりn型伝導を実現する分子線エピタ
キシャル成長法を提供することを目的とする。
るX=0.49付近において Si ドープによりn型伝導を実現する分子線エピタ
キシャル成長法を提供することを目的とする。
上記課題は本発明によれば
分子線エピタキシャル成長法によりGa、Sb及びAs
を照射しながら半導体基板上にGaAsz−x SbX
を形成している際に、該GaとSbの分子線照射を停止
すると同時にSiを該GaAs1−x Sbx上に1原
子層未満ドープしてn型伝導を示すSi ドープGa
As+−XSbXを形成することを特徴とする分子線エ
ピタキシャル成長法によって解決される。
を照射しながら半導体基板上にGaAsz−x SbX
を形成している際に、該GaとSbの分子線照射を停止
すると同時にSiを該GaAs1−x Sbx上に1原
子層未満ドープしてn型伝導を示すSi ドープGa
As+−XSbXを形成することを特徴とする分子線エ
ピタキシャル成長法によって解決される。
1−V族化合物半導体あるいはm−m−v族化合物半導
体に対して■族元素は両性の不純物である。その不純物
がm族原子と置換しそのサイト乙こ入ればドナーとなり
、n型半導体が実現する。
体に対して■族元素は両性の不純物である。その不純物
がm族原子と置換しそのサイト乙こ入ればドナーとなり
、n型半導体が実現する。
方、■族原子と置換すればアクセプターとなり、n型半
導体ができる。どちらサイトに入るかは組成やエピタキ
シャル成長条件及び成長方法の選択によって制御できる
可能性が大きい。
導体ができる。どちらサイトに入るかは組成やエピタキ
シャル成長条件及び成長方法の選択によって制御できる
可能性が大きい。
SiをGaAs、−XSb)+に面状に(1原子層未満
)ドープすることによりn型半導体になる機構は必ずし
も明確でないが、Siを面状にドープする際は、Asの
みが照射されているため、Si とAsがより結合しや
すい状況にあり、 Si原子がGa原子を従来法に比べてもより置換し易く
なるように作用するものと推定される。
)ドープすることによりn型半導体になる機構は必ずし
も明確でないが、Siを面状にドープする際は、Asの
みが照射されているため、Si とAsがより結合しや
すい状況にあり、 Si原子がGa原子を従来法に比べてもより置換し易く
なるように作用するものと推定される。
以下本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
分子線源格納室を四つ以上有する分子線エピタキシャル
成長装置を使用する。
成長装置を使用する。
エピタキシャル成長基材の材料としてInPを用い、基
板温度を480°Cに設定する。分子線源(ソース)と
してGa、As、Sb及びSiを用意し各分子線源格納
室に配置する。この時各分子線源の温度を以下のように
設定する。
板温度を480°Cに設定する。分子線源(ソース)と
してGa、As、Sb及びSiを用意し各分子線源格納
室に配置する。この時各分子線源の温度を以下のように
設定する。
Ga 1112℃
A s 310°C
3b 565℃
S i 1253°C上記設定におい
てAg3とGaの基板への入射分子数比(J As a
/ JGa)は7.0である。
てAg3とGaの基板への入射分子数比(J As a
/ JGa)は7.0である。
As、分子数とGa分子数の比(JAst/ JGa)
は次式より求められる (Wood et、al、 A
ppl、Phys、Lett。
は次式より求められる (Wood et、al、 A
ppl、Phys、Lett。
Vol、53 (1982) p、4230)。
JAs4/JGa −(PAs4/PGa)× (η
Ga/ηAsa) X TAs4 ・ MGa TGa
−MAs。
Ga/ηAsa) X TAs4 ・ MGa TGa
−MAs。
ここで、PAsa 、 PGaはそれぞれAs4 とG
aのbeam−equivalent pressur
eであり、TAs4. TGa はそれぞれAsa分子
線源とGa分子線源の温度であり、MAst 、 )I
GaはそれぞれAs4とGaの原子量(分子量)であり
、ηAsa 、ηGaはN2を標準物質として次式で
定義されるイオン化率比である。
aのbeam−equivalent pressur
eであり、TAs4. TGa はそれぞれAsa分子
線源とGa分子線源の温度であり、MAst 、 )I
GaはそれぞれAs4とGaの原子量(分子量)であり
、ηAsa 、ηGaはN2を標準物質として次式で
定義されるイオン化率比である。
(ηAs4/ ’7Nz) −(0,4ZAs /14
) + 0.6(77Ga/ 77N2) −(0
,4ZAs /14) + 0.にこでZAs
、ZGaはそれぞれGa、Asの原子番号である。
) + 0.6(77Ga/ 77N2) −(0
,4ZAs /14) + 0.にこでZAs
、ZGaはそれぞれGa、Asの原子番号である。
このような分子線エピタキシャル成長法の設定により第
1図に示すエピタキシャル成長構造を得た。すなわち半
絶縁性のInP基板1の(001)面上に各Ga 、
As 、 Sbの分子線源からそれぞれGa 、 As
、Sbを照射してノンドープのハソファ層としてのGa
AsSb 2 aを厚さ4500人に成長した。その後
GaとSbの各格納室のシャッターを閉じAsのみを1
nP基板上に照射している状態でSi ドープを27
秒間行なう。この時のStO面濃度を1×l Oj2c
m−2とする。27秒間Si ドープを行なった後、
更に初めの成長工程であるノンドープのGaAsSb
2 bを100人の厚さに成長し、これらの工程を45
回繰返し行なった。
1図に示すエピタキシャル成長構造を得た。すなわち半
絶縁性のInP基板1の(001)面上に各Ga 、
As 、 Sbの分子線源からそれぞれGa 、 As
、Sbを照射してノンドープのハソファ層としてのGa
AsSb 2 aを厚さ4500人に成長した。その後
GaとSbの各格納室のシャッターを閉じAsのみを1
nP基板上に照射している状態でSi ドープを27
秒間行なう。この時のStO面濃度を1×l Oj2c
m−2とする。27秒間Si ドープを行なった後、
更に初めの成長工程であるノンドープのGaAsSb
2 bを100人の厚さに成長し、これらの工程を45
回繰返し行なった。
GaAs+−x Sbxの組成はInPと整合するx=
0.49とした。上記方法により得られたエビクキシャ
ル成長基板のホール測定により得られたキャリア濃度を
第1表に示す。一方策2図に示すようにInP基板l上
にノンドープのGaAsSb 2を4500人の厚さに
形成し、更にSi ドープのGaAsSb 6を45
00人の厚さに形成した従来法により得られた試料をホ
ール測定して得られたキャリア濃度と同じく第1表に示
す。
0.49とした。上記方法により得られたエビクキシャ
ル成長基板のホール測定により得られたキャリア濃度を
第1表に示す。一方策2図に示すようにInP基板l上
にノンドープのGaAsSb 2を4500人の厚さに
形成し、更にSi ドープのGaAsSb 6を45
00人の厚さに形成した従来法により得られた試料をホ
ール測定して得られたキャリア濃度と同じく第1表に示
す。
第1表に示すように本実施例のようにSiを面状(1原
子層未満)にドープすることによりノンドープGaAs
Sb Z上にn型層を実現でき、また従来法に比較して
もキャリア濃度は大きく、活性化率も向上する。
子層未満)にドープすることによりノンドープGaAs
Sb Z上にn型層を実現でき、また従来法に比較して
もキャリア濃度は大きく、活性化率も向上する。
第1表 ホール測定
1・・・InP基板、
2a 、 2b−ノンドープGaAsSb。
3.6−3i ドープGaAs、Sb0成長温度 4
80℃ Si原原子変度I X l 018cm−”〔発明の効
果〕 以上説明した様に、本発明によれば、従来■−■族化合
物半導体あるいはm−m−v族化合物半導体においてn
型ドーパントとして広く用いられてきたSiを、GaA
so、 s+Sbo、 aqにもn型ドーパントとして
適用して、n型伝導のGaAs+−x Sbxを提供す
ることができる。また従来法に比べ活性化率を40%以
上も向上することができる。
80℃ Si原原子変度I X l 018cm−”〔発明の効
果〕 以上説明した様に、本発明によれば、従来■−■族化合
物半導体あるいはm−m−v族化合物半導体においてn
型ドーパントとして広く用いられてきたSiを、GaA
so、 s+Sbo、 aqにもn型ドーパントとして
適用して、n型伝導のGaAs+−x Sbxを提供す
ることができる。また従来法に比べ活性化率を40%以
上も向上することができる。
第1図は本発明の一実施例を説明するための模式断面図
であり、 第2図は従来法により得られた一実施例を説明するため
の模式断面図である。
であり、 第2図は従来法により得られた一実施例を説明するため
の模式断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、分子線エピタキシャル成長法によりGa、Sb及び
Asを照射しながら半導体基板上にGaAs_1_−_
xSb_xを形成している際に、該GaとSbの分子線
照射を停止すると同時にSiを該 GaAs_1_−_xSb_x上に1原子層未満ドープ
してn型伝導を示すSiドープGaAs_1_−_xS
b_xを形成することを特徴とする分子線エピタキシャ
ル成長法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22243188A JPH0272616A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 分子線エピタキシャル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22243188A JPH0272616A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 分子線エピタキシャル成長法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0272616A true JPH0272616A (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=16782289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22243188A Pending JPH0272616A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 分子線エピタキシャル成長法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0272616A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03253022A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Nec Corp | 不純物半導体 |
US5104825A (en) * | 1989-05-10 | 1992-04-14 | Fujitsu Limited | Method of producing a semiconductor device |
US5385864A (en) * | 1993-05-28 | 1995-01-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor thin film and a Hall-effect device |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP22243188A patent/JPH0272616A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5104825A (en) * | 1989-05-10 | 1992-04-14 | Fujitsu Limited | Method of producing a semiconductor device |
JPH03253022A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Nec Corp | 不純物半導体 |
US5385864A (en) * | 1993-05-28 | 1995-01-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor thin film and a Hall-effect device |
US5605860A (en) * | 1993-05-28 | 1997-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor thin film and method of fabrication Hall-effect device |
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