[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够改善器件特性和可靠性的半导体装置的制造方法。

背景技术

在光学器件和电子器件中，伴随高性能化而需要局部高浓度的p型半导体层。因此，有时使用作为低扩散掺杂物的碳(例如，参照非专利文献1、2)。在光学器件中，为了实现低噪声、高灵敏度、且高速响应，在倍增层中使用AlInAs的电子倍增型雪崩光电二极管得到注目。在用于控制雪崩模式的电场缓和层中使用碳的高掺杂p型AlInAs层。另外，在电子器件中，为了使具有移动电话的信号放大作用的异质结双极型晶体管高效化，使用碳作为p型基极层的掺杂物。

非专利文献1：IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.20,NO.6,MARCH 15,2008

非专利文献2：IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.18,NO.1,JANUARY 1,2006

高掺杂p型碳掺杂层能够在低温、低Ⅴ族流量等特殊的生长条件下得到，而且在将Al作为组分而包含的晶体材料中更加容易得到。Al是非常活跃的材料，在生长条件方面，在晶体中也容易混入碳以外的杂质(特别是氧)，并且伴随向晶体生长炉内供给生长材料，不期望的杂质会被吸入至晶体中，因此存在对器件特性或可靠性造成恶劣影响的问题。在层叠构造中，该现象在包含Al的晶体层、掺杂碳的最初层的生长初期显著地出现，但是从与生长初期部相比靠上部、或与该层相比靠上部的生长层起不会出现。

在电场缓和层中使用掺杂有碳的AlInAs的电子倍增型的雪崩光电二极管中，混入至电场缓和层中的氧等杂质成为缺陷。由于在使电场缓和层生长后，生长作为活性层的光吸收层，因此，导致倍增特性、可靠性恶化。另外，在使用碳掺杂的基极层的异质结双极型晶体管中，由于包含在基极层内的杂质成为缺陷，因此成为阻碍载流子传导的主要原因，对可靠性造成恶劣影响。

两者共通的是碳掺杂层在器件构造内仅存在一层，且存在于活性层附近。因此，存在下述问题，即，除了不易得到良好的晶体性的生长条件之外，还会在活性层附近的碳掺杂层中吸入不期望的杂质，对器件特性、可靠性产生影响。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种能够改善器件特性和可靠性的半导体装置的制造方法。

本发明所涉及的半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：在衬底上方使缓冲层生长的工序；以及在所述缓冲层上方依次使无掺杂倍增层、电场缓和层、光吸收层、以及窗口层生长而形成雪崩光电二极管的工序，在所述电场缓和层中作为p型掺杂物而掺杂碳，在所述缓冲层中与具有导电性的杂质一起掺杂碳。

发明的效果

根据本发明，能够抑制不期望的杂质被吸入至掺杂碳的电场缓和层，因此能够改善器件特性和可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的剖面图。

图2是表示在InP衬底上方生长的碳掺杂AlInAs和InP的层叠构造中的杂质浓度的SIMS分析结果的图。

图3是表示在Si掺杂AlInAs中同时掺杂有碳的情况下的载流子浓度的变化的图。

图4是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体装置的剖面图。

图5是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体装置的剖面图。

图6是表示本发明的实施方式6所涉及的半导体装置的剖面图。

符号的说明

1n型InP衬底，3n型AlInAs缓冲层，4无掺杂AlInAs雪崩倍增层，5p型AlInAs电场缓和层，6n^-型InGaAs光吸收层，7n^-型InP窗口层，9n型InP衬底，10n型InP缓冲层，11n型InP包覆层，12AlGaInAs量子阱活性层、13p型InP包覆层、16半绝缘性GaAs衬底，17AlGaAs缓冲层，18n型GaAs集电极层，19p型GaAs基极层，20n型InGaP发射极层，23半绝缘性GaAs衬底，24AlGaAs缓冲层，25n型AlGaAs电子供给层，27无掺杂InGaAs沟道层。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。

实施方式1.