[go: up one dir, main page]

JPH11204438A - Compound semiconductor epitaxial wafer and manufacture of the same - Google Patents

Compound semiconductor epitaxial wafer and manufacture of the same

Info

Publication number
JPH11204438A
JPH11204438A JP323098A JP323098A JPH11204438A JP H11204438 A JPH11204438 A JP H11204438A JP 323098 A JP323098 A JP 323098A JP 323098 A JP323098 A JP 323098A JP H11204438 A JPH11204438 A JP H11204438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound semiconductor
semiconductor epitaxial
layer
epitaxial wafer
substrate temperature
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
Application number
JP323098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Sasaki
幸男 佐々木
Harunori Sakaguchi
春典 坂口
Jiro Wada
次郎 和田
Takeshi Meguro
健 目黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP323098A priority Critical patent/JPH11204438A/en
Publication of JPH11204438A publication Critical patent/JPH11204438A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain harmful step bunching and improve characteristics of an element, by limiting a substrate temperature within a specified ranqe and using a specified Ga material. SOLUTION: Harmful step bunching is generated when a substrate temperature is approxmmately 570 deg.C or higher. Thus, epitaxial growth is carried out at a substrate temperature of 565 deg.C or lower. Moreover, in such a low- temperature range, triethyl gallium(TEG) is used as a Ga material in order to prevent mixture of carbon and oxygen. Specifically, a compound semiconductor epitaxial wafer containing Ga compound semiconductor epitaxial is manufactured by limiting the substrate temperature within a range from approximately 505 deg.C to 565 deg.C and by using a metalorganic vapor phase epitaxy(MOVPE) using TEG as a Ga material. Thus, since generation of harmful step bunching can be prevented, a high-definition compound semiconductor epitaxial wafer for FET or for HEMT can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体エピタ
キシャルウェハおよびその製造方法に関する。
The present invention relates to a compound semiconductor epitaxial wafer and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、移動体通信や衛星放送などに、F
ET(Field Effect Transistor、電界効果トランジス
タ)やHEMT(High Electron Mobility Transistor、
電子移動度トランジスタ)などの素子が多用されてい
る。
2. Description of the Related Art At present, mobile communication, satellite broadcasting, etc.
ET (Field Effect Transistor, Field Effect Transistor) and HEMT (High Electron Mobility Transistor,
Elements such as electron mobility transistors) are frequently used.

【0003】一般に、これらの素子は有機金属気相成長
法(MOVPE)によって製造される化合物半導体エピ
タキシャルウェハを用いて製造されている。
Generally, these devices are manufactured using a compound semiconductor epitaxial wafer manufactured by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE).

【0004】図1は、一般的FET用ウェハのエピタキ
シャル層構成概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an epitaxial layer structure of a general FET wafer.

【0005】図2は、一般的HEMT用ウェハのエピタ
キシャル層構成概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram of an epitaxial layer structure of a general HEMT wafer.

【0006】図1および図2によって、一般的なFET
用ウェハおよびHEMT用ウェハのエピタキシャル層構
成について説明する。
FIGS. 1 and 2 show a general FET.
Of the epitaxial layer of the wafer for HEMT and the wafer for HEMT will be described.

【0007】図1に示されるFET用ウェハの例では、
GaAs基板上に順次にアンドープAlGaAs層、ア
ンドープGaAs層、n型GaAs層が設けられてお
り、アンドープAlGaAs層およびアンドープGaA
s層がバッファ層である。
In the example of the FET wafer shown in FIG.
An undoped AlGaAs layer, an undoped GaAs layer, and an n-type GaAs layer are sequentially provided on a GaAs substrate, and an undoped AlGaAs layer and an undoped GaAs layer are provided.
The s layer is the buffer layer.

【0008】図2に示されるHEMT用ウェハの例で
は、GaAs基板上に順次にアンドープAlGaAs
層、アンドープGaAs層、アンドープInGaAs
層、n型AlGaAs層、n型GaAs層が設けられて
おり、アンドープAlGaAs層およびアンドープGa
As層がバッファ層である。
In the example of the HEMT wafer shown in FIG. 2, an undoped AlGaAs is sequentially formed on a GaAs substrate.
Layer, undoped GaAs layer, undoped InGaAs
Layers, an n-type AlGaAs layer and an n-type GaAs layer are provided, and an undoped AlGaAs layer and an undoped Ga
The As layer is a buffer layer.

【0009】上記のバッファ層は、高純度で高抵抗の層
として形成される。
The buffer layer is formed as a high-purity, high-resistance layer.

【0010】上記のようなエピタキシャル層構成のウェ
ハは、有機金属気相成長法(MOVPE)によって製造
され、その概要は以下の通りである。
The wafer having the above-described epitaxial layer structure is manufactured by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE), and the outline thereof is as follows.

【0011】反応炉内の基板を所定の雰囲気下で所定の
基板温度に加熱し次いで III族原料ガスおよびV族原料
ガスを反応炉内に供給し、生成するIII-V族化合物半導
体を上記基板上にエピタキシャル成長させてエピタキシ
ャル層を形成し、更に所定のエピタキシャル層を順次に
形成する。
A substrate in a reaction furnace is heated to a predetermined substrate temperature in a predetermined atmosphere, and then a group III source gas and a group V source gas are supplied into the reaction furnace, and the generated III-V compound semiconductor is supplied to the substrate. Epitaxial growth is performed thereon to form an epitaxial layer, and a predetermined epitaxial layer is sequentially formed.

【0012】上記の III族原料としては III族元素トリ
アルキル化物(TMG:トリメチルガリウム、TMA:
トリメチルアルミニウム、TMI:トリメチルインジウ
ム等)が、上記のV族原料としてはV族元素水素化物
(AsH3 :アルシン等)が用いられる。
The above-mentioned group III raw materials include a group III element trialkylated product (TMG: trimethylgallium, TMA:
Trimethyl aluminum, TMI: trimethyl indium) is, as the group V raw material of the group V element hydride (AsH 3: arsine, etc.) are used.

【0013】上記の基板温度としては、600℃〜80
0℃の温度範囲が用いられている。基板温度が600℃
以上とされている理由は、形成されるエピタキシャル層
の品質が不純物(炭素や酸素)の影響によって劣化する
のを避けるためである。また、基板温度が800℃以下
とされているのは、目的とする反応に支障を来たさない
ようにするためである。
[0013] The substrate temperature is 600 ° C to 80 ° C.
A temperature range of 0 ° C. has been used. Substrate temperature is 600 ℃
The reason for this is to prevent the quality of the epitaxial layer to be formed from being deteriorated by the influence of impurities (carbon or oxygen). The reason why the substrate temperature is set to 800 ° C. or lower is to prevent the desired reaction from being hindered.

【0014】上記の化合物半導体ウェハからFETやH
EMTを製造するには、対応するエピタキシャル層構成
のウェハ上に、ソース電極(S)、ドレイン電極
(D),ゲート電極(G)を形成させる。
From the above compound semiconductor wafer, FET or H
To manufacture an EMT, a source electrode (S), a drain electrode (D), and a gate electrode (G) are formed on a wafer having a corresponding epitaxial layer configuration.

【0015】近年は素子の高性能化のために、エピタキ
シャル層の薄層化と、ゲート電極長を0.2μmにする
などプロセスの微細化が進んでいる。このような、エピ
タキシャル層の薄膜化やプロセスの微細化は以下に説明
されるような新たな技術的問題を生み出した。
In recent years, in order to improve the performance of the device, the process has been miniaturized, for example, by making the epitaxial layer thinner and making the gate electrode length 0.2 μm. Such thinning of the epitaxial layer and miniaturization of the process have created new technical problems as described below.

【0016】有機金属気相成長法(MOVPE法)によ
ってエピタキシャル層を形成した場合に段差凹凸が発生
し、特にGaAs層とInGaAs層を形成した場合に
は高低差約30オングストロームの段差凹凸が発生す
る。これがステップバンチングであり、その発生を抑制
することが課題である。
When an epitaxial layer is formed by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE), unevenness occurs when the epitaxial layer is formed. In particular, when the GaAs layer and the InGaAs layer are formed, the unevenness has a height difference of about 30 angstroms. . This is step bunching, and the problem is to suppress its occurrence.

【0017】HEMTにおける薄膜化は顕著であって、
チャネルの厚さが100〜200オングストローム程度
となっている。従って、高低差が30オングストローム
のステップバンチングの発生は顕著に特性を劣化するこ
ととなる。加えて、微細プロセスによる素子製造の歩留
りを低下させる。
The thinning of the HEMT is remarkable.
The thickness of the channel is about 100 to 200 angstroms. Therefore, the occurrence of step bunching having a height difference of 30 angstroms significantly deteriorates characteristics. In addition, the yield of device manufacturing by the fine process is reduced.

【0018】有機金属気相成長法(MOVPE法)にお
いては、結晶学的主面:(100)面から通常2度前後
傾角した基板が用いられる。上記のGaAs層とInG
aAs層における高低差約30オングストロームのステ
ップバンチングの発生は、この傾角の影響からくる。他
方、この傾角は欠陥密度を低減するために必要であっ
て、斜角をなくせば欠陥密度が高くなる。従って、単に
傾角を有しない基板を使用するということでは、別の技
術的課題をかかえることとなる。
In the metal organic chemical vapor deposition method (MOVPE method), a substrate which is inclined at an angle of about 2 degrees from the (100) crystallographic main plane is used. The above GaAs layer and InG
The occurrence of the step bunching with a height difference of about 30 angstroms in the aAs layer is caused by the influence of the tilt angle. On the other hand, this tilt angle is necessary to reduce the defect density, and eliminating the oblique angle increases the defect density. Therefore, simply using a substrate having no tilt angle involves another technical problem.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、有機金
属気相成長法(MOVPE法)による化合物半導体エピ
タキシャルウェハおよびこれより製造されるFET,H
EMTなどの素子における薄膜化および微細化の進展か
ら、エピタキシャルウェハにおける有害なステップバン
チングを抑え、素子の特性の向上並びに素子の歩留り向
上を計ることが大きな課題となって来ている。
As described above, compound semiconductor epitaxial wafers by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) and FETs and H
With the progress of thinning and miniaturization of devices such as EMT, it has become a major problem to suppress harmful step bunching in epitaxial wafers, to improve device characteristics, and to improve device yield.

【0020】III-V族化合物半導体エピタキシャルウェ
ハ、殊にGaAsエピタキシャル層とInGaAsエピ
タキシャル層などを含むエピタキシャルウェハは、これ
より製造されるFET,HEMTなどの素子の重要性か
ら、ステップバンチングを抑制し、素子特性および素子
歩留りを向上することが急務となっている。
A group III-V compound semiconductor epitaxial wafer, particularly an epitaxial wafer including a GaAs epitaxial layer and an InGaAs epitaxial layer, suppresses step bunching due to the importance of devices such as FETs and HEMTs manufactured therefrom. There is an urgent need to improve device characteristics and device yield.

【0021】本発明は、上記の課題を解決するものであ
る。更に本発明は、傾角基板を使用する有機金属気相成
長法(MOVPE法)によってGaAsエピタキシャル
層、InGaAsエピタキシャル層などを形成する場合
においても、有害なステップバンチング(高低差約30
オングストローム以上)の発生をなくし、得られるエピ
タキシャルウェハから高歩留りで高性能のFET,HE
MT等の素子を製造する技術を提供する。
The present invention solves the above problems. Further, the present invention is also applicable to a case where a GaAs epitaxial layer, an InGaAs epitaxial layer, or the like is formed by a metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) method using a tilted substrate.
Angstroms or more) and high yield, high performance FETs and HEs from the resulting epitaxial wafers.
Provided is a technique for manufacturing an element such as an MT.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】エピタキシャル層におけ
るステップバンチングの発生に重要な技術的要因は基板
温度である。
An important technical factor in the occurrence of step bunching in an epitaxial layer is the substrate temperature.

【0023】有機金属気相成長法(MOVPE法)によ
る化合物半導体エピタキシャル層の形成は基板温度60
0℃以上で行うが、これはAlGaAsエピタキシャル
層などの表面から炭素や酸素が混入して結果的にウェハ
全体の品質が劣化するのを防ぐためである。
The formation of a compound semiconductor epitaxial layer by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) is carried out at a substrate temperature of 60.
This is performed at 0 ° C. or higher, in order to prevent carbon or oxygen from being mixed in from the surface of the AlGaAs epitaxial layer or the like, thereby preventing the quality of the entire wafer from being deteriorated as a result.

【0024】ステップバンチングの基板温度を調べる
と、基板温度600℃以上ではステップバンチングがよ
く成長する。各種条件下に実験を行い、エピタキシャル
層表面をAFMで観察した結果、基板温度570℃以上
で有害なステップバンチングの発生が起り、基板温度5
65℃以下でエピタキシャル成長を行えば有害なステッ
プバンチングの発生を抑制できることが判った。
Examining the substrate temperature of step bunching, step bunching grows well at a substrate temperature of 600 ° C. or higher. Experiments were performed under various conditions, and the surface of the epitaxial layer was observed by AFM. As a result, harmful step bunching occurred at a substrate temperature of 570 ° C. or higher, and the substrate temperature was reduced to 5 ° C.
It has been found that the occurrence of harmful step bunching can be suppressed by performing epitaxial growth at 65 ° C. or lower.

【0025】しかしながら、単にエピタキシャル成長を
基板温度565℃以下で行えば、従来技術によって基板
温度600℃以上とする場合に比較して、エピタキシャ
ル層への炭素や酸素の混入による品質劣化とエピタキシ
ャル成長速度の減少による生産性低下を来すこととな
る。
However, if the epitaxial growth is simply performed at a substrate temperature of 565 ° C. or lower, the quality degradation and the reduction of the epitaxial growth rate due to the incorporation of carbon and oxygen into the epitaxial layer are reduced as compared with the case where the substrate temperature is set to 600 ° C. or higher by the conventional technique. Will result in reduced productivity.

【0026】上記の問題を解決するために、各種の実験
研究を行った結果、基板温度を505℃〜565℃の範
囲とし且つGa原料としてTEG(トリエチルガリウ
ム)を使用することによって、本来の課題を解決し、炭
素および酸素の混入を従来技術によってTMG(トリメ
チルガリウム)を使用した場合の1/10以下に抑え、
生産性上の問題を解決することができた。
As a result of conducting various experimental researches to solve the above-mentioned problems, it has been found that the use of TEG (triethylgallium) as a Ga source and a substrate temperature of 505 ° C. to 565 ° C. And the mixing of carbon and oxygen is suppressed to 1/10 or less of the case where TMG (trimethylgallium) is used by the conventional technology,
We were able to solve productivity problems.

【0027】図4は成長速度の温度依存性図である。FIG. 4 is a diagram showing the temperature dependence of the growth rate.

【0028】以下、図4に基づいて、各種 III族原料を
使用して各種 III−V族化合物半導体エピタキシャル層
を形成した場合の、エピタキシャル成長速度の基板温度
依存性について説明する。なお、V族原料はAsH
3 (アルシン)である。
Hereinafter, the dependence of the epitaxial growth rate on the substrate temperature when various III-V compound semiconductor epitaxial layers are formed using various Group III raw materials will be described with reference to FIG. The group V raw material is AsH
3 (arsine).

【0029】図4に示されるように、拡散律速領域(平
坦線部)と反応律速領域(傾斜線部)の境界部(変曲
点)は、TMG(トリメチルガリウム)によるGaAs
層形成では、565℃、TMA(トリメチルアルミニウ
ム)によるAlAs層形成では、505℃、TMI(ト
リメチルインジウム)によるInAs層形成では、46
5℃、TEG(トリエチルガリウム)によるGaAs層
形成では、425℃である。
As shown in FIG. 4, the boundary (inflection point) between the diffusion limited region (flat line portion) and the reaction limited region (inclined line portion) is formed of GaAs by TMG (trimethylgallium).
In the layer formation, 565 ° C., in the AlAs layer formation by TMA (trimethylaluminum), 505 ° C., in the InAs layer formation by TMI (trimethylindium), 46 in
5 ° C., 425 ° C. for GaAs layer formation by TEG (triethyl gallium).

【0030】工業的なエピタキシャル成長は拡散律速領
域で行う必要があるが、本発明で使用される基板温度範
囲:505℃〜565℃においてはGa原料としてTE
G(トリエチルガリウム)を用いることによってGaA
s層、AlAs層、InAs層の何れもが拡散律速領域
でエピタキシャル成長できることが示されている。
Industrial epitaxial growth must be performed in a diffusion-controlled region. However, when the substrate temperature range used in the present invention is 505 ° C. to 565 ° C., TE is used as a Ga raw material.
By using G (triethylgallium), GaAs
It is shown that any of the s layer, the AlAs layer, and the InAs layer can be epitaxially grown in the diffusion controlled region.

【0031】更に、本発明によれば、III-V族化合物半
導体エピタキシャルウェハ製造において重要なGaAs
層、AlGaAs層、あるいはInGaAs層を同一基
板温度でエピタキシャル成長させることができるが、図
4はその技術的背景を説明している。
Further, according to the present invention, GaAs which is important in the manufacture of a III-V compound semiconductor epitaxial wafer is important.
Layers, AlGaAs layers, or InGaAs layers can be epitaxially grown at the same substrate temperature, but FIG. 4 illustrates the technical background.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明による化合物半導体エピタ
キシャルウェハは、Ga化合物半導体エピタキシャルを
含む化合物半導体エピタキシャルウェハであって、基板
温度を505℃〜565℃の範囲とし、Ga原料として
TEG(トリエチルガリウム)を用いる有機金属気相成
長法(MOVPE)によって製造された化合物半導体エ
ピタキシャルウェハである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A compound semiconductor epitaxial wafer according to the present invention is a compound semiconductor epitaxial wafer including Ga compound semiconductor epitaxial, wherein the substrate temperature is in the range of 505 ° C. to 565 ° C., and TEG (triethylgallium) is used as a Ga raw material. 3 is a compound semiconductor epitaxial wafer manufactured by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE).

【0033】また、本発明による化合物半導体エピタキ
シャルウェハであって、III-V族化合物半導体エピタキ
シャルウェハとして具体化された1群のものは、GaA
s層、AlGaAs層、InGaAs層から成る群より
選ばれた2以上の化合物半導体エピタキシャル層を含む
化合物半導体エピタキシャルウェハであって、基板温度
を505℃〜565℃の範囲とし、Ga原料としてTE
G(トリエチルガリウム)を用いる有機金属気相成長法
(MOVPE)によって製造された化合物半導体エピタ
キシャルウェハである。
A group of compound semiconductor epitaxial wafers according to the present invention embodied as group III-V compound semiconductor epitaxial wafers is GaAs.
A compound semiconductor epitaxial wafer including two or more compound semiconductor epitaxial layers selected from the group consisting of an s layer, an AlGaAs layer, and an InGaAs layer, wherein the substrate temperature is in the range of 505 ° C. to 565 ° C.
It is a compound semiconductor epitaxial wafer manufactured by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) using G (triethylgallium).

【0034】本発明による化合物半導体エピタキシャル
ウェハの製造方法であって基本的なものは、有機金属気
相成長法(MOVPE)を用いてGa化合物半導体エピ
タキシャル層を含む化合物半導体エピタキシャルウェハ
を製造する方法において、基板温度を505℃〜565
℃の範囲とし、Ga原料としてTEG(トリエチルガリ
ウム)を用いる化合物半導体エピタキシャルウェハの製
造方法である。
The basic method of manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer according to the present invention is a method of manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer including a Ga compound semiconductor epitaxial layer using metal organic chemical vapor deposition (MOVPE). , Substrate temperature from 505 ° C to 565
This is a method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer using TEG (triethylgallium) as a Ga raw material in the range of ° C.

【0035】本発明による化合物半導体エピタキシャル
ウェハであって、III-V族化合物半導体エピタキシャル
ウェハとして具体化された1群のものは、有機金属気相
成長法(MOVPE)を用いて、GaAs層、AlGa
As層、InGaAs層から成る群より選ばれた2以上
の化合物半導体エピタキシャル層を含む化合物半導体エ
ピタキシャルウェハを製造する方法において、基板温度
を505℃〜565℃の範囲とし、Ga原料としてTE
G(トリエチルガリウム)を用いる化合物半導体エピタ
キシャルウェハの製造方法である。
A group of compound semiconductor epitaxial wafers according to the present invention, which are embodied as III-V compound semiconductor epitaxial wafers, use a metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) to form a GaAs layer, an AlGa
In a method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer including two or more compound semiconductor epitaxial layers selected from the group consisting of an As layer and an InGaAs layer, a substrate temperature is set in a range of 505 ° C to 565 ° C, and TE is used as a Ga raw material.
This is a method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer using G (triethylgallium).

【0036】更に、本発明による化合物半導体エピタキ
シャルウェハの製造方法であって、より具体化された1
群のものは、有機金属気相成長法(MOVPE)を用い
て、GaAs層、AlGaAs層、InGaAs層から
成る群より選ばれた2以上の化合物半導体エピタキシャ
ル層を含む化合物半導体エピタキシャルウェハを製造す
る方法において、基板として(100)面から傾斜した
傾角を有する基板を用い、基板温度を505℃〜565
℃の範囲とし、Ga原料としてTEG(トリエチルガリ
ウム)を用いる化合物半導体エピタキシャルウェハの製
造方法である。
Further, the present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer according to the present invention, wherein
The group includes a method of manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer including two or more compound semiconductor epitaxial layers selected from the group consisting of a GaAs layer, an AlGaAs layer, and an InGaAs layer using metal organic chemical vapor deposition (MOVPE). In the above, a substrate having an inclination angle inclined from the (100) plane is used as the substrate, and the substrate temperature is set to 505 ° C. to 565.
This is a method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer using TEG (triethylgallium) as a Ga raw material in the range of ° C.

【0037】なお、本発明において、2以上の化合物半
導体エピタキシャル層の成長中、基板温度は一定にする
ことが望ましい。これは、各層毎に基板温度を変える
と、基板温度が一定になるまでのインターバルが必要と
なり成長時間が長くなってしまうことと、インターバル
中に不純物がエピタキシャル層に導入されるためであ
る。
In the present invention, it is desirable to keep the substrate temperature constant during the growth of two or more compound semiconductor epitaxial layers. This is because, if the substrate temperature is changed for each layer, an interval until the substrate temperature becomes constant is required and the growth time becomes longer, and impurities are introduced into the epitaxial layer during the interval.

【0038】本発明によれば、有害なるステップバンチ
ングの発生が防止されるので、FET用あるいはHEM
T用の高品位の化合物半導体エピタキシャルウェハが得
られるので、FETあるいはHEMT素子歩留りが大幅
に向上し、素子の特性(電子移動速度、雑音指数等につ
いて)が向上する。更に、低温域において、炭素や酸素
の混入の少ないエピタキシャル層の形成が可能であるか
ら、高抵抗のバッファ層が形成され、バッファ層のリー
ク電流が低減でき素子特性が向上するが、製造工程の面
においても、エピタキシャル層への強制的な酸素添加が
不要になる等の効果ももたらされる。
According to the present invention, the occurrence of harmful step bunching is prevented, so
Since a high-quality compound semiconductor epitaxial wafer for T is obtained, the yield of FET or HEMT devices is greatly improved, and the characteristics of the devices (such as electron transfer speed and noise figure) are improved. Further, in the low temperature range, it is possible to form an epitaxial layer in which carbon and oxygen are less mixed, so that a buffer layer having a high resistance is formed, a leak current of the buffer layer can be reduced, and element characteristics are improved. Also on the surface, effects such as obviating the necessity of forcibly adding oxygen to the epitaxial layer are provided.

【0039】[0039]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0040】基板温度を530℃とし、Ga原料として
TEG(トリエチルガリウム)を用い、有機金属気相成
長法(MOVPE)によって下記ようなHEMT用エピ
タキシャルウェハを製造した。
An epitaxial wafer for HEMT as described below was manufactured by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) using a substrate temperature of 530 ° C. and TEG (triethyl gallium) as a Ga raw material.

【0041】上記HEMT用エピタキシャルウェハは、
GaAs基板上に順次アンドープ、AlGaAsエピタ
キシャル層、アンドープGaAsエピタキシャル層、ア
ンドープInGaAsエピタキシャル層、n型AlGa
Asエピタキシャル層、n型GaAsエピタキシャル層
を形成したものである。このウェハ構造は図2に示され
る。
The above-mentioned epitaxial wafer for HEMT is:
Undoped, AlGaAs epitaxial layer, undoped GaAs epitaxial layer, undoped InGaAs epitaxial layer, n-type AlGa
An As epitaxial layer and an n-type GaAs epitaxial layer are formed. This wafer structure is shown in FIG.

【0042】なお、この実施例のHEMT用エピタキシ
ャルウェハの製造条件は、上記の基板温度(530
℃)、Ga原料(TEG)を除いて、別記の比較例と同
様にし、Al原料としてTMAを、In原料としてTM
Iを、As原料としてAsH3 を使用した。
The manufacturing conditions of the epitaxial wafer for HEMT of this embodiment are set at the above substrate temperature (530).
° C) and Ga raw material (TEG), except that TMA was used as an Al raw material and TM as an In raw material.
I used AsH 3 as an As material.

【0043】得られたエピタキシャルウェハを用いて、
ゲート長が0.2μmのHEMTを作製した。この場
合、ステップバンチングの発生は認められなかった。A
FM観察の結果では、5オングストローム(一原子層厚
さ)の凹凸のみが認められた。また、バッファ層のアン
ドープAlGaAs層およびアンドープGaAs層は共
に高抵抗化しており、炭素の取込が少ないことが確認さ
れた。
Using the obtained epitaxial wafer,
A HEMT having a gate length of 0.2 μm was manufactured. In this case, no occurrence of step bunching was observed. A
As a result of the FM observation, only irregularities of 5 angstroms (one atomic layer thickness) were observed. Further, it was confirmed that both the undoped AlGaAs layer and the undoped GaAs layer of the buffer layer had a high resistance, and that little carbon was taken in.

【0044】得られたHEMTのNF (雑音指数)は平
均値で0.43dBであり、一番よいものは0.37d
Bであった。なお、HEMTの歩留りはウェハ全体の9
5%であり、歩留りが従来技術に比して格段に向上す
る。
The N F (noise figure) of the obtained HEMT is 0.43 dB on average, and the best one is 0.37 dB.
B. The HEMT yield was 9% for the entire wafer.
5%, and the yield is remarkably improved as compared with the prior art.

【0045】[0045]

【比較例】以下、本発明の実施例と比較するための従来
技術の実施例を説明する。
Comparative Example An example of the prior art for comparison with the example of the present invention will be described below.

【0046】有機金属気相成長法(MOVPE)を用い
て、GaAs基板上にアンドープAlGaAsエピタキ
シャル層を形成し、上記アンドープAlGaAs層の上
にアンドープGaAsエピタキシャル層を形成(以上の
アンドープAlGaAs層とアンドープGaAs層をバ
ッファ層とした)し、更に、順次にアンドープInGa
Asエピタキシャル層、n型AlGaAsエピタキシャ
ル層、n型GaAsエピタキシャル層を形成して、図2
に示されるようなAlGaAs、InGaAs系のHE
MT用エピタキシャルウェハを製造した。
An undoped AlGaAs epitaxial layer is formed on a GaAs substrate by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE), and an undoped GaAs epitaxial layer is formed on the undoped AlGaAs layer (the above undoped AlGaAs layer and undoped GaAs). Layer as a buffer layer), and then undoped InGa
After forming an As epitaxial layer, an n-type AlGaAs epitaxial layer, and an n-type GaAs epitaxial layer, FIG.
AlGaAs and InGaAs HE as shown in FIG.
An epitaxial wafer for MT was manufactured.

【0047】基板温度は600℃とした。有機金属化合
物としては、Ga原料としてTMG(トリメチルガリウ
ム)を、Al原料としてTMA(トリメチルアルミニウ
ム)を、In原料としてTMI(トリメチルインジウ
ム)を使用した。なお、As原料としてAsH3 (アル
シン)を使用した。
The substrate temperature was set at 600 ° C. As the organometallic compound, TMG (trimethylgallium) was used as a Ga raw material, TMA (trimethylaluminum) was used as an Al raw material, and TMI (trimethylindium) was used as an In raw material. In addition, AsH 3 (arsine) was used as an As material.

【0048】得られたエピタキシャルウェハを用いて、
ゲート長が0.2μmのHEMTを作製した。この場
合、ステップバンチングの高さを測定した結果、約30
オングストロームであった。また、バッファ層のキリア
濃度は、アンドープAlGaAs層はp型で5E15c
-3、アンドープGaAs層はp型で5E14cm-3
あった。
Using the obtained epitaxial wafer,
A HEMT having a gate length of 0.2 μm was manufactured. In this case, as a result of measuring the height of the step bunching, about 30
Angstrom. The buffer layer has a killer concentration of 5E15c for the p-type undoped AlGaAs layer.
m −3 , the undoped GaAs layer was p-type and 5E14 cm −3 .

【0049】得られたHEMTの特性としてNF (雑音
指数)を測定した結果、平均値で0.5dBであり、一
番よいものは0.45dBであった。なお、HEMTの
歩留りはウェハ全体の50%であり、50%は不良品で
あった。
As a result of measurement of N F (noise figure) as a characteristic of the obtained HEMT, an average value was 0.5 dB, and the best one was 0.45 dB. The yield of HEMT was 50% of the whole wafer, and 50% was defective.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、高品位の化合物半導体
エピタキシャルウェハが得られる。このような化合物半
導体エピタキシャルウェハを用いることによって。高歩
留りで高品位のFET、HEMTなどの素子が得られ
る。
According to the present invention, a high-quality compound semiconductor epitaxial wafer can be obtained. By using such a compound semiconductor epitaxial wafer. Devices such as FETs and HEMTs with high yield and high quality can be obtained.

【0051】また、本発明によれば低温領域でエピタキ
シャル成長を行って、不純物の混入の少ない化合物半導
体エピタキシャルウェハが得られるので、ウェハ製造に
おける効率が向上される。
Further, according to the present invention, a compound semiconductor epitaxial wafer having a small amount of impurities can be obtained by performing epitaxial growth in a low-temperature region, so that the efficiency in wafer production is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一般的FET用ウェハのエピタキシャル層構成
概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an epitaxial layer configuration of a general FET wafer.

【図2】一般的HEMT用ウェハのエピタキシャル層構
成概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an epitaxial layer configuration of a general HEMT wafer.

【図3】ステップバンチングの写真観察結果の概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view of a result of a photograph observation of step bunching.

【図4】成長速度の温度依存性図である。FIG. 4 is a diagram showing a temperature dependency of a growth rate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目黒 健 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Ken Meguro 5-1-1, Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hidaka Factory, Hitachi Cable, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Ga化合物半導体エピタキシャル層を含
む化合物半導体エピタキシャルウェハであって、基板温
度を505℃〜565℃の範囲とし、Ga原料としてT
EG(トリエチルガリウム)を用いる有機金属気相成長
法(MOVPE)によって製造された化合物半導体エピ
タキシャルウェハ。
1. A compound semiconductor epitaxial wafer including a Ga compound semiconductor epitaxial layer, wherein the substrate temperature is in the range of 505 ° C. to 565 ° C.
A compound semiconductor epitaxial wafer manufactured by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) using EG (triethyl gallium).
【請求項2】 GaAs層、AlGaAs層、InGa
As層から成る群より選ばれた2以上の化合物半導体エ
ピタキシャル層を含む化合物半導体エピタキシャルウェ
ハであって、基板温度を505℃〜565℃の範囲と
し、Ga原料としてTEG(トリエチルガリウム)を用
いる有機金属気相成長法(MOVPE)によって製造さ
れた化合物半導体エピタキシャルウェハ。
2. A GaAs layer, an AlGaAs layer, an InGa
A compound semiconductor epitaxial wafer including two or more compound semiconductor epitaxial layers selected from the group consisting of As layers, wherein the substrate temperature is in a range of 505 ° C. to 565 ° C., and TEG (triethylgallium) is used as a Ga raw material. A compound semiconductor epitaxial wafer manufactured by vapor phase epitaxy (MOVPE).
【請求項3】 請求項1または2記載の化合物半導体エ
ピタキシャルウェハであって、各層が高低差30オング
ストローム以上のステップバンチングを有しない化合物
半導体エピタキシャルウェハ。
3. The compound semiconductor epitaxial wafer according to claim 1, wherein each layer has no step bunching with a height difference of 30 angstroms or more.
【請求項4】 有機金属気相成長法(MOVPE)を用
いてGa化合物半導体エピタキシャル層を含む化合物半
導体エピタキシャルウェハを製造する方法において、基
板温度を505℃〜565℃の範囲とし、Ga原料とし
てTEG(トリエチルガリウム)を用いる化合物半導体
エピタキシャルウェハの製造方法。
4. A method of manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer including a Ga compound semiconductor epitaxial layer using metal organic chemical vapor deposition (MOVPE), wherein the substrate temperature is in a range of 505 ° C. to 565 ° C., and TEG is used as a Ga source. A method for producing a compound semiconductor epitaxial wafer using (triethylgallium).
【請求項5】 有機金属気相成長法(MOVPE)を用
いて、GaAs層、AlGaAs層、InGaAs層か
ら成る群より選ばれた2以上の化合物半導体エピタキシ
ャル層を含む化合物半導体エピタキシャルウェハを製造
する方法において、基板温度を505℃〜565℃の範
囲とし、Ga原料としてTEG(トリエチルガリウム)
を用いる化合物半導体エピタキシャルウェハの製造方
法。
5. A method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer including two or more compound semiconductor epitaxial layers selected from the group consisting of a GaAs layer, an AlGaAs layer, and an InGaAs layer using metal organic chemical vapor deposition (MOVPE). , The substrate temperature is set in the range of 505 ° C. to 565 ° C., and TEG (triethyl gallium)
A method for producing a compound semiconductor epitaxial wafer using the method.
【請求項6】 有機金属気相成長法(MOVPE)を用
いて、GaAs層、AlGaAs層、InGaAs層か
ら成る群より選ばれた2以上の化合物半導体エピタキシ
ャル層を含む化合物半導体エピタキシャルウェハを製造
する方法において、基板として(100)面から傾斜し
た傾角を有する基板を用い、基板温度を505℃〜56
5℃の範囲とし、Ga原料としてTEG(トリエチルガ
リウム)を用いる化合物半導体エピタキシャルウェハの
製造方法。
6. A method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial wafer including two or more compound semiconductor epitaxial layers selected from the group consisting of a GaAs layer, an AlGaAs layer, and an InGaAs layer using metal organic chemical vapor deposition (MOVPE). In the above, a substrate having an inclination angle inclined from the (100) plane is used as the substrate, and the substrate temperature is set to 505 ° C. to 56 ° C.
A method for producing a compound semiconductor epitaxial wafer in the range of 5 ° C. and using TEG (triethylgallium) as a Ga raw material.
JP323098A 1998-01-09 1998-01-09 Compound semiconductor epitaxial wafer and manufacture of the same Pending JPH11204438A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP323098A JPH11204438A (en) 1998-01-09 1998-01-09 Compound semiconductor epitaxial wafer and manufacture of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP323098A JPH11204438A (en) 1998-01-09 1998-01-09 Compound semiconductor epitaxial wafer and manufacture of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11204438A true JPH11204438A (en) 1999-07-30

Family

ID=11551660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP323098A Pending JPH11204438A (en) 1998-01-09 1998-01-09 Compound semiconductor epitaxial wafer and manufacture of the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11204438A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014033080A (en) * 2012-08-03 2014-02-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for manufacturing field effect transistor structure and field effect transistor structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014033080A (en) * 2012-08-03 2014-02-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for manufacturing field effect transistor structure and field effect transistor structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3093904B2 (en) Method for growing compound semiconductor crystal
CN101484986A (en) Compound semiconductor epitaxial substrate and method for producing the same
US8395187B2 (en) Compound semiconductor epitaxial substrate and manufacturing method thereof
JPH05175150A (en) Compound semiconductor and its manufacture
JPH08306703A (en) Compound semiconductor crystal device and manufacturing method thereof
US7550786B2 (en) Compound semiconductor epitaxial substrate
JP3189061B2 (en) Method for manufacturing compound semiconductor device
JPH11204438A (en) Compound semiconductor epitaxial wafer and manufacture of the same
JP3536699B2 (en) Compound semiconductor vapor phase epitaxial growth method
JP4770130B2 (en) Epitaxial wafer for field effect transistor and epitaxial wafer for high electron mobility transistor
JPH0714785A (en) Semiconductor epitaxial substrate and method for manufacturing the same
JP3271619B2 (en) Field effect transistor
JP2004241463A (en) Method of vapor depositing compound semiconductor
JP3120436B2 (en) Method of manufacturing epitaxial crystal for semiconductor device
JP2646966B2 (en) Method for growing thin film of III-V compound semiconductor
JP2002373905A (en) Manufacturing method for iii-v compound semiconductor device
JPH08330236A (en) Organometal vapor growth method
JP2001308315A (en) Iii-v-family compound semiconductor epitaxial wafer
JP2010245547A (en) Compound semiconductor epitaxial substrate
JP2001044127A (en) Manufacture of epitaxial wafer for field-effect transistor
JP2002367918A (en) Method of manufacturing iii-iv compound semiconductor
JPH0620966A (en) Manufacture of compound semiconductor wafer
JP2004165485A (en) Epitaxial wafer for field effect transistor and manufacturing method thereof
JP2000012557A (en) Preparation of bipolar transistor
JPH07249757A (en) Production of epitaxial wafer for hemt