[发明专利]III-V族化合物半导体装置的制造方法

说明书

一种III―V族化合物半导体装置(100)的制造方法，具备：第1工序，向设定为第1温度(T1)的反应炉(220)供给V族原料气体(250d)和杂质原料气体(250e)，在未掺杂的III―V族化合物半导体层中添加杂质；第2工序，停止上述杂质原料气体(250e)的供给，将上述反应炉(220)的温度升温至高于上述第1温度(T1)的第2温度(T2)，继续进行上述V族原料气体(250d)的供给。

技术领域

本申请涉及一种化合物半导体装置的制造方法，特别涉及一种利用气相扩散法向III-V族化合物半导体中添加杂质的方法。

背景技术

作为使用III-V族化合物半导体的装置的重要技术，可举出杂质的扩散技术。例如，通过在光电二极管(PD)、雪崩光电二极管(APD)、法布里·珀罗(FP)型激光器、分布式反馈(DFB)型激光器等光学装置中利用锌(Zn)的扩散技术，能够控制性良好地形成p型区域(例如，参照专利文献1和专利文献2)。

另外，电子装置、光学装置等集成多种功能，在加工时进行将集成的各元件间电绝缘分离的工序。此时，作为使杂质选择性地扩散而提高电阻的方法，杂质的扩散技术也是有效的。利用气相生长装置的气相扩散法特别被称为开管法。该开管法由于生产率和扩散控制性高，因而是一种有用的气相扩散法。

专利文献2中提及了使用有机金属气相生长装置的锌(Zn)的气相扩散法。使用石英安瓿管的闭管法中，由于试料尺寸受到限制而难以大面积化，再加上扩散的控制方法少，扩散浓度和扩散深度存在偏差，这些都被提出作为课题讨论。该专利文献中，作为使用石英安瓿管的闭管法的解决方案，提出了开管法。

根据该提案，首先，在n型InP基板上以未掺杂的方式生长InP包覆层和InGaAs接触层、或者InP包覆层和InGaAsP接触层。接下来，在设定为400℃的气相生长装置的反应炉中，使AsH₃、PH₃、DMZn(二甲基锌，Dimethyl Zinc)、H₂流过30分钟，将锌(Zn)添加于未掺杂层。导入于气相生长装置的反应炉的基板使用具有在炉允许范围的最大直径的基板，反应炉中一次性导入反应炉允许的最大片数的基板。根据该开管法，能够将相对于扩散时间的锌(Zn)的扩散深度抑制在闭管法的1/5左右。

另外，非专利文献1中同样公开了使用有机金属气相生长装置来试制光电二极管的结果。提及了由于能够精细地控制气体的流量和切换，因此控制性和再现性提高。这里，气相生长装置的反应炉的内部设定为475～550℃且900hPa(900mbar)。表明通过在反应炉的内部使AsH₃、PH₃、DEZn(二乙基锌，Diethyl Zinc)、H₂流过来实施扩散而制作pin-InGaAs光电二极管，由此与使用安瓿管的扩散法相比，实现了再现性高的逆电流值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6－104195号公报

专利文献2：日本特开平6－310449号公报

专利文献3：日本特开2014－11348号公报

非专利文献

非专利文献1：Journal of Crystal GrowtH195,79(1998)

发明内容