(57)【要約】【課題】  成長中断による、Ａｌを含むIII-V族化合物半導体層への酸素の取り込みを抑制した半導体装置を提供すること。【解決手段】  Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体によって半導体基板上に形成された第１の半導体層と、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記第１の半導体層の上面又は前記第１の半導体層の内部に配置された表面保護層とを有する半導体積層構造と、第３のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記半導体積層構造の上面に形成された第２の半導体層を具備すること。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体によって半導体基板の上に形成された第１の半導体層と、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記第１の半導体層の上面又は前記第１の半導体層の内部に配置された表面保護層とを有する半導体積層構造と、
第３のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記半導体積層構造の上面に形成された第２の半導体層を、
具備する半導体装置。
【請求項２】
第３のIII-V族化合物半導体によって半導体基板の上に形成された第２の半導体層と、
Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体で形成された第１の半導体層と、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記第１の半導体層の下面又は前記第１の半導体層の内部に配置された表面保護層とを有し、更に、前記第２の半導体層の上面に形成された半導体積層構造とを、
具備する半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体装置において、
前記第３のIII-V族化合物半導体が、Ｉｎを構成元素として含む化合物半導体であることを、
特徴とする半導体装置。
【請求項４】
Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体で形成される第１の半導体層と、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記第１の半導体層の上面又は前記第１の半導体層の内部に配置される表面保護層とを有する半導体積層構造を、半導体基板の上に成長する工程であって、前記表面保護層の成長後に半導体層の成長を一時中断して、前記半導体基板の温度を下げる第１の工程と、
前記温度を下げたまま、第３のIII-V族化合物半導体で形成される第２の半導体層を、前記半導体積層構造の上面に成長する第２の工程を具備する、
半導体装置の製造方法。
【請求項５】
第３のIII-V族化合物半導体で形成される第２の半導体層を、半導体基板の上に成長する第１の工程と、
Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体で形成される第１の半導体層と、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記第１の半導体層の下面又は前記第１の半導体層の内部に配置される表面保護層とを有する半導体積層構造を、前記第２の半導体層の上面に成長する工程であって、前記表面保護層の成長後に半導体層の成長を一時中断して、前記半導体基板の温度を上げる第２の工程を、
具備する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の半導体装置において、
前記第３のIII-V族化合物半導体が、Ｉｎを構成元素として含む化合物半導体であることを、
特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
III族元素としてＩｎを含むIII-V族化合物半導体（例えば、ＩｎＧａＡｓ）で半導体レーザの活性層を形成すると、Ｉｎを含まないIII-V族化合物半導体（例えば、ＧａＡｓ）で活性層を形成した場合には発光困難な波長帯で、レーザ発振が可能になる。
【０００３】
また、高電子移動度トランジスタのチャネル層をＩｎＧａＡｓで形成すると、チャネル層をＧａＡｓで形成した場合より、電子移動度が高くなる。
【０００４】
このように、Ｉｎを含むIII-V族化合物半導体によって半導体装置の能動層（活性層やチャネル層）を形成することは、有益である。
【０００５】
ところで、化合物半導体装置を形成する基板としては、ＧａＡｓが広く用いられている。しかし、III族元素としてＩｎを含むIII-V族化合物半導体、例えばＩｎＧａＡｓは、ＧａＡｓ基板に格子整合しない。
【０００６】
このため、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓ層を成長すると、成長層には、結晶欠陥が発生してしまう。このよう結晶欠陥は、ＩｎＧａＡｓ層の電気的特性や光学的特性を劣化させる。このため、ＩｎＧａＡｓ層を能動層とする半導体装置を、ＧａＡｓ基板上に形成することは、長らく困難であった。
【０００７】
ところが、結晶欠陥が発生する臨界膜厚以下のＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ層をＧａＡｓ基板上に成長して、量子井戸活性層とするＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザが開発された。この半導体レーザは、従来レーザ発振が困難であった９８０ｎｍで発光する。以来、歪ＩｎＧａＡｓ層を能動層とする半導体装置が、種々開発されるようになった。
【０００８】
ところで、このような半導体装置は、成長温度の異なる複数の半導体層を有している。
【０００９】
例えば、上記ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの活性層は、Ｉｎ０.２Ｇａ０.８Ａｓ井戸層と、このＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ井戸層を上下から挟む一対のＧａＡｓ障壁層とを有している。更に、上記ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザは、活性層と障壁層を上下から挟み、且つIII族元素の組成が除々に変化するＡｌＧａＡｓ層を有している。すなわち、上記ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザは、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造（separate confinement heterostructure）を有している。
【００１０】
ここで、ＩｎＧａＡｓ井戸層の成長に適した温度は４００〜５００℃であり、ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ層の成長に適した温度は、６００℃以上である。
【００１１】
そこで、上記ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザは、ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ層を７１０℃で成長し、一方、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ井戸層を５３０℃で成長して形成される。その際、成長温度の変更は、ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ層とＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ井戸層の間に位置するＧａＡｓ障壁層の成長を、その中央部で一時的に中断して行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Anders Larsson, Jeffrey Cody, and Robert J. Lang, Appl. Phys. Lett.55, pp.2268-2270(1989).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、上記ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザでは、障壁層は、ＧａＡｓで形成されている。
【００１４】
しかし、障壁層を、ＡｌＧａＡｓ層で形成した方が好ましい場合がある。例えば、ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの障壁層をＡｌＧａＡｓで形成すると、レーザ発振波長を短波長化することができる。このようなレーザ発振波長の短波長化は、短距離光通信にとって好ましい。
【００１５】
ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの障壁層をＡｌＧａＡｓで形成しようとすると、半導体層の成長をＡｌＧａＡｓ障壁層の中央で中断して、成長温度を変更することが必要になる。
【００１６】
しかし、Ａｌは、非常に活性で、酸素と結合しやすい元素である。このため、ＡｌＧａＡｓ層の成長を中断すると、ＡｌＧａＡｓ表面に露出したＡｌ原子が酸素と結合してしまう。その結果、酸素がＡｌＧａＡｓ層中に取り込まれ、半導体装置の特性を劣化させる。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、成長中断による、Ａｌを含むIII-V族化合物半導体層への酸素の取り込みを抑制した半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本半導体装置は、Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体によって半導体基板の上に形成された第１の半導体層と、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記第１の半導体層の上面又は前記第１の半導体層の内部に配置された表面保護層とを有する半導体積層構造と、第３のIII-V族化合物半導体で形成され、且つ前記半導体積層構造の上面に形成された第２の半導体層を具備する。
【発明の効果】
【００１９】
本半導体装置及びその製造方法によれば、成長中断による、Ａｌを含むIII-V族化合物半導体層への酸素の取り込みを、抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体多層構造の構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である（その１）。
【図３】実施例１のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である（その２）。
【図４】実施例１のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である（その３）。
【図５】表面保護層を設けずに、障壁層の中央で半導体層の成長を中断して形成した、ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのバンド構造を説明する図である。
【図６】ＧａＡｓ表面保護層の厚さと、ＡｌＧａＡｓ障壁に取り込まれる酸素濃度の関係を説明する図である。
【図７】酸素濃度の測定の用いた試料の断面を説明する図である。
【図８】実施例２のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体多層構造の構成を説明する断面図である。
【図９】実施例２のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である（その１）。
【図１０】実施例２のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である（その２）。
【図１１】実施例２のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である（その３）。
【図１２】実施例２のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である（その４）。
【図１３】実施例２のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのバンド構造を説明する図である。
【図１４】実施例３の高電子移動度トランジスタの製造手順を説明する工程断面図である（その１）。
【図１５】実施例３の高電子移動度トランジスタの製造手順を説明する工程断面図である（その２）。
【図１６】実施例３の高電子移動度トランジスタの製造手順を説明する工程断面図である（その３）。
【図１７】比較例のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体多層構造の構成を説明する断面図である。
【図１８】比較例のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体多層構造をＳＩＭＳで測定した結果を説明する図である。
【図１９】比較例のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのバンド構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００２２】
尚、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、一度説明した部分の説明は省略する。また、半導体部材の前に付した材料は、その部材を形成する材料を表すものとする。例えば、ＡｌＧaＡｓ障壁層とは、ＡｌＧａＡｓで形成された障壁層を意味するものとする。
【００２３】
本実施の形態の半導体装置では、Ａｌを構成元素として含まないIII-V族化合物半導体（GaAs、InGaAsP等）で形成された表面保護層が、Ａｌを構成元素として含むIII-V族化合物半導体（AlGaAs、AlInAs等）によって形成された障壁層の内部や上面又は下面に形成されている。ここで、Ａｌを構成元素として含まないIII-V族化合物半導体の厚さは、２原子層以上８原子層以下である。
【００２４】
このようにすれば、Ａｌを構成元素として含まない表面保護層（GaAs、InGaAsP等）で成長を中断して成長温度を切り替えることによって、Ａｌを構成元素として含むIII-V族化合物半導体（AlGaAs、AlInAs等）によって形成された障壁層への、酸素の取り込みを抑制することができる。
【００２５】
また、表面保護層が８原子層以下と薄いので、表面保護層を形成しても、半導体装置の特性は殆ど変化しない。
【００２６】
以下、本実施の形態の半導体装置及びその製造方法を、実施例に従って、詳しく説明する。
【実施例１】
【００２７】
（１）構  成
図１は、本実施例のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体多層体２の構成を説明する断面図である。
【００２８】
本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザは、図１に示すように、半導体積層構造４と、半導体積層構造４の上に形成され、半導体積層構造４に接する能動層６（例えば、活性層）を具備している。尚、能動層とは、半導体装置に入力された電流が供給される半導体層（例えば、半導体レーザの活性層）、又は半導体装置に印加される電界が作用する半導体層（例えば、光変調器の光導波層）である。
【００２９】
半導体積層構造４は、半導体基板８（例えば、ＧａＡs基板）の上に形成された障壁層１０と、障壁層１０の上面に配置された表面保護層１２を有している。尚、表面保護層１２は、障壁層１０の内部に配置してもよい。
【００３０】
ここで、障壁層１０は、Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体（例えば、Al0.2Ga0.8As）によって形成されている。一方、表面保護層１２は、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体（例えば、GaAs）で形成されている。
【００３１】
そして、能動層６は、Ｉｎを構成元素として含む第３のIII-V族化合物半導体(例えば、In0.2Ga0.8As)で形成され、半導体積層構造４の上面に形成されている。
【００３２】
（２）製造方法
図２乃至４は、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である。以下、製造方法に従って、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの構造を詳しく説明する。
【００３３】
（i）成長装置への基板導入工程
まず、ＧａＡｓ基板１４を、ＭＢＥ（molecular beam epitaxy）装置の準備室に導入する。
【００３４】
次に、ＧａＡｓ基板１４を準備室内で加熱して、ＧａＡｓ基板等に吸着したガスを除去する。その後、ＧａＡｓ基板１４を、超高真空に保持された成長室へ搬送し、基板ホルダーに装着する。
【００３５】
（ii）バッファ層及び下部クラッド層の形成工程（図２（ａ）参照）
まず、Ａｓ雰囲気下でＧａＡｓ基板１４を加熱して、ＧａＡｓ基板１４の表面を覆う酸化膜を除去する。
【００３６】
次に、基板温度（成長温度）を、６００℃に昇温する。その後、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１６を１００ｎｍ成長する。この成長により、平坦な成長面が形成される。
【００３７】
次に、Ｓｉをドーピングしたｎ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ下部クラッド層１８を１０００ｎｍ成長する。尚、ｎ型ドーパントには、Ｓｉを用いる（以下、同様）。
【００３８】
（iii）下部障壁層の形成工程（図２（ｂ）参照）
次に、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ下部障壁層２０を、約１５０ｎｍ成長する。
【００３９】
（iv）表面保護層の形成工程（図２（ｃ）参照）
次に、ＧａＡｓ表面保護層２２を、２原子層成長する。
【００４０】
その後、半導体層の成長を一時中断し、基板温度を５００℃に降温する。
【００４１】
この時、ＧａＡｓ表面保護層２２は、成長室内に僅かに残留している酸素等の残留ガスに曝される。しかし、ＧａＡｓ表面保護層２２は、Ａｌを構成元素として含まないので、殆ど酸素と結合しない。
【００４２】
また、ｎ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ下部クラッド層１８も、厚さ２原子層のＧａＡｓ表面保護層２２で覆われているので、殆ど酸素と結合しない（下記「（３）特  性」の「（iii）酸素取込み抑制効果」参照）。
【００４３】
このように、本製造方法によれば、半導体層の成長を中断しても、成長層に酸素が殆ど取り込まれない。
【００４４】
尚、表面保護層２２を障壁層２０の内部に形成し、その後、障壁層２０の成長を一時中断して、基板温度を下げてもよい。
【００４５】
（v）量子井戸層及び上部障壁層の形成工程（図３（ａ）参照）
次に、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層２４を６ｎｍ形成する。
【００４６】
次に、Ｂｅをドーピングしたｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ上部障壁層２６を、約１５０ｎｍ成長する。尚、ｐ型ドーパントには、Ｂｅを用いる（以下、同様）。
【００４７】
基板温度は、上部障壁層２６が５ｎｍ成長するまでは、５００℃に保持する。その後、上部障壁層２６を成長しながら、除々に、基板温度を６００℃まで昇温する。
【００４８】
尚、量子井戸層２４は、活性層となる。
【００４９】
（vi）上部クラッド層及びキャップ層形成工程（図３（ｂ）参照）
次に、ｐ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ上部クラッド層２８を、１０００ｎｍ成長する。
【００５０】
次に、ｐ＋型ＧａＡｓキャップ層３０を、２００ｎｍ成長する。
【００５１】
以上の工程により、本実施例の半導体レーザとなる半導体多層体３２が完成する。
【００５２】
（vii）素子化工程（図４参照）
まず、半導体多層体３２が形成されたＧａＡｓ基板１４を、ＭＢＥ装置から取り出す。
【００５３】
次に、半導体多層体３２をリッジ状に加工し、キャップ層３０の上側が開口している絶縁膜３４を形成する。
【００５４】
次に、キャップ層３０の表面及び基板１４の裏面に、夫々、ｐ電極３６及びｎ電極３８を形成する。
【００５５】
最後に、ＧａＡｓ基板１４をヘキ開して、ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ４０を完成する。
【００５６】
本製造方法を纏めると、以下のようになる。
【００５７】
本製造方法は、障壁層１０と、障壁層１０の上（又は、障壁層１０の内部に）配置される表面保護層１２とを有する半導体積層構造４を、半導体基板８の上に成長する第１の工程を具備している。
【００５８】
ここで、障壁層１０（下部障壁層２０）は、Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体（例えば、Al0.2Ga0.8As）によって形成される。一方、表面保護層１２（ＧａＡｓ表面保護層２２）は、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体（例えば、GaAs）によって形成される。
【００５９】
そして、第１の工程では、表面保護層１２の成長後に半導体層の成長を一時中断して、半導体基板８の温度を下げる。
【００６０】
更に、本製造方法は、半導体基板８の温度を下げたまま、Ｉｎを構成元素として含む第３のIII-V族化合物半導体（例えば、In0.2Ga0.8As）で形成される能動層６を、半導体積層構造４の上面に成長する第２の工程を具備している。
【００６１】
（３）特  性
（i）レーザ発振波長
本歪量子井戸レーザ４０を形成するＩｎＧａＡｓ量子井戸層２４は、「背景技術」で説明した、従来の歪量子井戸レーザを形成するＩｎＧａＡｓ量子井戸層と同じく、６ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓで形成されている。
【００６２】
一方、従来の歪量子井戸レーザの障壁層はＧａＡｓで形成されているが、本歪量子井戸レーザの障壁層２０,２６はＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓで形成されている。
【００６３】
このため、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザは、従来のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの発振波長９８０ｎｍより短波長の８５０ｎｍから９００ｎｍでレーザ発振する。
【００６４】
ところで、このレーザ発振波長は、表面保護層２２を設けずに形成したＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのレーザ発振波長と、略同じである。
【００６５】
これは、表面保護層２２が２原子層と極めて薄いため、障壁層１０（下部障壁層２０）と量子井戸層２４の間に表面保護層１２（ＧａＡｓ表面保護層２２）を設けても、量子井戸層２４に形成される量子準位が変化しないためである。
【００６６】
（ii）レーザ発振特性
図５は、従来ＩｎＧaＡｓ歪量子井戸レーザのように表面保護層２２を設けずに、障壁層２０,２６の中央で半導体層の成長を中断して形成したＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのバンド構造を説明する図である。
【００６７】
図５には、ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体層の価電子帯の頂上４２と伝導帯の底４４のエネルギーが記載されている。図５の縦方向の位置は、電子のエネルギーを表している。図５の横方向の位置は、成長方向の位置を表している。図５の左側にＧａＡｓ基板１４が位置し、右側にｐ型ＧａＡｓキャップ層３０が位置する。図５の上部には、対応する半導体層の符号が付されている。また、破線４６は、成長を中断した半導体表面（以後、中断面と呼ぶ）の位置を表している。
【００６８】
成長温度を変更するため障壁層２０,２６の成長を中断すると、ＭＢＥ装置内に残留している酸素が、Ａｌと反応して中断面近傍（中断面を含む。以下、同様）の成長層に取り込まれる。成長層（障壁層２０,２６）に取り込まれた酸素は、バンドギャップ内にエネルギー準位４８を形成し、非発光中心となる。
【００６９】
ところで、量子井戸層２４と中断面４６は、極めて接近している（障壁層２０,２６の厚さが、従来のＩｎＧaＡｓ歪量子井戸レーザと同じ５ｎｍの場合、量子井戸層２４と中断面４６の間隔は２．５ｎｍになる。）。
【００７０】
このように、量子井戸層２４と中断面４６が接近していると、量子井戸層２４に注入された電子５０の波動関数は、中断面近傍に浸み出している。
【００７１】
このため、量子井戸層２４に注入された電子５０は、一部、酸素に起因するエネルギー準位４８（以下、欠陥準位と呼ぶ）に緩和し、その後、量子井戸層２４に注入された正孔５２と再結合する。その結果、量子井戸層２４内のキャリア濃度が低下する。
【００７２】
このため、活性層の光利得が低下して、ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのレーザ発振特性（閾値、微分量子効率等）が劣化する。
【００７３】
一方、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ４０では、Ａｌを構成元素として含まないＧａＡｓ製の表面保護層で成長を中断するので、中断面近傍への酸素の取り込みが抑制される。
【００７４】
故に、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ４０では、欠陥準位の生成が抑制され、レーザ発振特性（閾値、微分量子効率等）が劣化することはない。
【００７５】
（iii）酸素取込み抑制効果
本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ４０を形成する半導体多層体３２を、２次イオン分析計（Secondary Ion Mass Spectroscopy;SIMS）で分析しても酸素は、検出されない。一方、ＧａＡｓ表面保護層２２を設けずに障壁層の成長を中断して、歪量子井戸レーザを形成すると、中断面近傍で酸素が検出される。
【００７６】
ところで、表面保護層２２の厚さは、２原子層と薄い。そこで、表面保護層２２の形成に必要な半導体層の厚さを明らかにするため、表面保護層２２の厚さと、中断面近傍に取り込まれる酸素濃度の関係を調べた。
【００７７】
図６は、ＧａＡｓ表面保護層の厚さと、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層に取り込まれる酸素濃度の関係を説明する図である。横軸は、ＧａＡｓ表面保護層の厚さである。縦軸は、中断面における酸素濃度である。
【００７８】
ＧａＡｓ表面保護層を形成しない場合、すなわちＧａＡｓ表面保護層の厚さが０原子層の場合の酸素濃度は、２×１０１７ｃｍ−３であった。また、ＧａＡｓ表面保護層の厚さが１原子層の場合の酸素濃度は、９×１０１６ｃｍ−３であった。
【００７９】
一方、ＧａＡｓ表面保護層の厚さが２原子層以上の場合、中断層における酸素濃度は、破線で示すノイズレベル以下であった。尚、図６中の「○」は、中断面に於けるＳＩＭＳ信号の強度がノイズレベルと同程度であった場合に、その信号強度を酸素濃度に換算したものである。
【００８０】
図６に示すように、表面保護層の厚さが１原子層の場合、酸素取込み抑制効果は不十分である。しかし、表面保護層の厚さが２原子層以上の場合、表面保護層の酸素取込み抑制効果は顕著になる。
【００８１】
従って、表面保護層の厚さとしては、２原子層以上が好ましく、更に好ましくは４原子層以上である。但し、表面保護層が厚すぎると、表面保護層に接する半導体層（例えば、量子井戸層）の量子準位が大きく変化してしまう。従って、表面保護層の厚さは、８原子層以下が好ましく、更に好ましくは６原子層以下である。
【００８２】
III-V族化合物半導体の１格子は、２原子層によって形成されている。従って、６原子層は、格子定数の３倍に相当する。これは、ＧａＡｓでは１．７ｎｍに過ぎない。このような表面保護層が量子井戸層２４の近傍に設けられても、その量子準位が受ける影響は大きくない。表面保護層の厚さが、８原子層の場合も同様である。
【００８３】
最後に、上記酸素濃度測定に用いた試料について説明する。
【００８４】
図７は、本酸素濃度測定に用いた試料５４の断面を説明する図である。試料５４は、ＧａＡｓ基板１４の上に、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ層とＧａＡｓ表面保護層を交互に成長して形成した。その際、ＧａＡｓ表面保護層を成長する度に半導体層の成長を約１０分中断して、その後次のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ層の成長を再開した。
【００８５】
第１層目の表面保護層５６の厚さは、１原子層である。第２層目の表面保護層５８乃至第５層目の表面保護層６４の厚さは、夫々、２原子層、４原子層、６原子層、及び８原子層である。各層の成長温度は、４７０℃である。酸素の取込み量は、成長温度が低いほど大きくなる。従って、本試料に取り込まれる酸素の濃度は、上述した半導体多層構造２に取り込まれる酸素の濃度より、高くなる。
【００８６】
このような試料５４をＳＩＭＳで分析し、各表面保護膜５６,５８,６０,６２,６４に於ける酸素濃度と、第１層目のＡｌＧａＡｓ層６６と第２層目のＡｌＧａＡｓ層６８との間の中断面７２に於ける酸素濃度を測定して、図６を得た。
【実施例２】
【００８７】
（１）構  成
図８は、本実施例のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体多層体７４の構成を説明する断面図である。
【００８８】
本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザは、図８に示すように、半導体基板８（例えば、ＧａＡs基板）の上に形成された能動層６（例えば、活性層）と、能動層６の上面に形成され、能動層６に接する半導体積層構造７６を具備している。
【００８９】
半導体積層構造７６は、障壁層８０と、障壁層８０の内部に配置された表面保護層７８を有している。尚、表面保護層７８は、障壁層８０の下面に配置されてもよい。
【００９０】
ここで、障壁層８０は、Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体（例えば、Al0.2Ga0.8As）によって形成されている。一方、表面保護層７８は、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体（例えば、GaAs）で形成されている。
【００９１】
そして、能動層６は、Ｉｎを構成元素として含む第３のIII-V族化合物半導体(例えば、In0.2Ga0.8As)で形成されている。
【００９２】
（２）製造方法
図９乃至１２は、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの製造手順を説明する工程断面図である。以下、製造方法に従って、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの構造を詳しく説明する。
【００９３】
（i）成長装置への基板導入工程〜下部クラッド層の形成工程（図９（ａ）参照）
実施例１の「（i）成長装置への基板導入工程」〜「（ii）バッファ層及び下部クラッド層の形成工程」と同じ手順により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１６とｎ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ下部クラッド層１８を成長する。
【００９４】
（ii）下部障壁層の下側部分の形成工程（図９（ｂ）参照）
次に、ｎ型Al０.2Ga0.8As下部障壁層８２の下側部分８４を、約１４５ｎｍ成長する。
【００９５】
（iii）第１の表面保護層の形成工程（図２（ｃ）参照）
次に、第１のＧａＡｓ表面保護層８６を、２原子層成長する。
【００９６】
その後、半導体層の成長を一時中断し、基板温度を、６００℃から５００℃に降温する。
【００９７】
この時、ＧａＡｓ表面保護層８６は、成長室内に僅かに残留しているガス（酸素等）に曝される。しかし、ＧａＡｓ表面保護層８６は、Ａｌを構成元素として含まないので、殆ど酸素を取り込まない。
【００９８】
また、ｎ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ下部クラッド層８６も、厚さ２原子層のＧａＡｓ表面保護層２２で覆われているので、殆ど酸素を取り込まない（実施例１の「（３）特  性」の「（iii）酸素取込み抑制効果」参照）。
【００９９】
（iv）下部障壁層の上側部分の形成工程（図１０（ａ）参照）
次に、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ下部障壁層８２の上側部分８８を、約５ｎｍ成長する。
【０１００】
（v）量子井戸層及び上部障壁層の下側部分の形成工程（図１０（ｂ）参照）
次に、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層２４を、６ｎｍ成長する。この量子井戸層２４は、活性層となる。
【０１０１】
次に、ｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ上部障壁層９０の下側部分９２を、約５ｎｍ成長する。
【０１０２】
（vi）第２の表面保護層形成工程（図１０（ｃ）参照）
次に、第２のＧａＡｓ表面保護層９４を、２原子層成長する。
【０１０３】
その後、半導体層の成長を一時中断し、基板温度を、５００℃から６００℃に昇温する。
【０１０４】
この時、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層２４は、上部障壁層９０の下側部分９２によって表面が覆われているので、成長温度が６００℃に上昇しても熱分解しない。また、中断面（すなわち、表面保護層９４）の近傍に、酸素が取り込まれることもない。
【０１０５】
（vii）上部障壁層の上側部分の形成工程（図１１（ａ）参照）
次に、ｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ上部障壁層９０の上側部分９６を、約１４５ｎｍ成長する。
【０１０６】
（viii）上部クラッド層及びキャップ層形成工程（図１１（ｂ）参照）
次に、実施例１の「（vi）上部クラッド層及びキャップ層形成工程」と同じ手順により、ｐ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ上部クラッド層２８及びｐ型ＧａＡｓキャップ層３０を成長する。
【０１０７】
以上の工程により、本実施例の半導体レーザとなる半導体多層体７４が完成する。
【０１０８】
（ix）素子化工程（図１２参照）
最後に、実施例１の「（vii）素子化工程」と同じ手順により、ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ９８を完成する。
【０１０９】
以上の例では、第１の表面保護層８６及び第２の表面保護層９４は、夫々、下部障壁層８２及び上部障壁層９０の内部に形成されている。しかし、第１の表面保護層８６及び第２の表面保護層９４は、夫々、下部障壁層８２の上面及び上部障壁層９０の下面に形成されてもよい。
【０１１０】
本製造方法を纏めると、以下のようになる。
【０１１１】
本製造方法は、Ｉｎを構成元素として含む第３のIII-V族化合物半導体（例えば、In0.2Ga0.8As）で形成される能動層６を、半導体基板８の上に成長する第１の工程を具備している。
【０１１２】
また、本製造方法は、障壁層８０（上側障壁層９０）と、障壁層８０の内部（又は、障壁層８０の下面に）配置される表面保護層７８（第２のＧａＡｓ表面保護層９４）とを有する半導体積層構造７６を、能動層６の上面に成長する第２の工程を具備している。
【０１１３】
ここで、障壁層８０は、Ａｌを構成元素として含む第１のIII-V族化合物半導体（例えば、Al0.2Ga0.8As）によって形成される。一方、表面保護層７８は、厚さが２原子層以上８原子層以下のＡｌを構成元素として含まない第２のIII-V族化合物半導体（例えば、GaAs）によって形成される。
【０１１４】
（３）特  性
（i）レーザ発振波長
本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザも、実施例１の歪量子井戸レーザ４０と同様、略８５０ｎｍから９００ｎｍでレーザ発振する。この波長は、従来のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザの発振波長９８０ｎｍより短波長である。
【０１１５】
このようなレーザ発振波長の短波長化は、ＧａＡｓではなくＡｌＧａＡｓによって、障壁層８２,９０を形成することによって実現される。尚、表面保護層８６,９４は、２原子層と薄く、しかも、障壁層８２,９０の中に形成されている。従って、表面保護層８６,９４を設けることによって、量子井戸層２４内の量子準位が受ける影響は僅かである。
【０１１６】
（ii）レーザ発振特性
図１３は、実施例１のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ４０のバンド構造を説明する図である。図１３の見方は、図５と同じである。
【０１１７】
実施例１で説明したように、ＧａＡｓ表面保護層２２を形成すると、成長膜中に酸素は検出されなくなる。
【０１１８】
しかし、ＡｌＧａＡｓ程ではないが、ＧａＡｓも、残留酸素（成長室中に残留している酸素）と結合する。従って、ＧａＡｓ表面保護層２２も残留酸素と結合し、微量の非発光中心を中断面近傍に形成する。このため、実施例１のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ４０では、表面保護層２２と量子井戸２４の界面に、微量の欠陥準位９９が形成される（図１３参照）。
【０１１９】
また、成長を中断しなくても、ＡｌＧａＡｓ障壁層２０,２６は、残留酸素と僅かに結合する。特に、成長温度が低いと、ＡｌＧａＡｓ障壁層２０,２６は、残留酸素と結合しやすくなる。
【０１２０】
ところで、実施例１では、成長温度を除々に上げながら、上部障壁層２６を成長する。従って、成長温度が十分に高くなるまでの間、上部障壁層２６は、酸素を取り込みやすい状態になっている。従って、実施例１のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ４０では、量子井戸層２４近傍の上部障壁層２６内に、欠陥準位１００が形成される（図１３参照）。
【０１２１】
これらの欠陥準位９９,１００は、ＡｌＧａＡｓ障壁層の成長を中断した際に形成される欠陥準位ほどは、大量ではない。
【０１２２】
しかし、レーザ発振特性を改善するためには、このような欠陥準位に起因する非発光再結合を抑制することも重要である。
【０１２３】
本実施例では、表面保護層８６,９４が、量子井戸２４と障壁層８２,９０の界面ではなく、障壁層８２,９０の内部に形成されている。このため、表面保護層８６,９４近傍に欠陥準位が形成されても、非発光再結合は起こり難い。
【０１２４】
また、本実施例では、量子井戸２４の上面近傍に表面保護層９４を形成してから、成長温度を、ＡｌＧａＡｓが酸素と結合し難い高温に戻す。従って、その後に形成される上部障壁層９０には、殆ど酸素は取り込まれない。このため、上部障壁層９０に取り込まれる酸素は僅かである。
【０１２５】
尚、本実施例でも、量子井戸層２４と第２の表面保護膜９４の間に、低温（５００℃）で形成されたＡｌＧａＡｓ層（上部障壁層の下側部分９２）が存在する。しかし、その厚さは、僅か５ｎｍである。従って、このような低温成長ＡｌＧａＡｓ層に形成される非発光中心の総数は極僅かであり、レーザ特性に及ぼす影響は小さい。
【実施例３】
【０１２６】
図１４乃至１６は、本実施例の高電子移動度トランジスタの製造方法を説明する工程断面である。以下、製造方法に従って、本高電子移動度トランジスタの構成を説明する。
【０１２７】
（１）製造方法
（i）成長装置への基板導入工程
実施例１の「（i）成長装置への基板導入工程」と同じ手順により、ＧａＡｓ基板１４を、成長室の基板ホルダーに装着する。
【０１２８】
（ii）バッファ層の形成工程（図１４（ａ）参照）
まず、Ａｓ雰囲気下でＧａＡｓ基板１４を加熱して、ＧａＡｓ基板１４の表面を覆う酸化膜を除去する。
【０１２９】
次に、基板温度（成長温度）を、６００℃に昇温する。この状態で、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１６を１００ｎｍ成長する。この成長により、平坦な成長面が形成される。
【０１３０】
（iii）チャネル層の形成工程（図１４（ｂ）参照）
次に、半導体層の成長を一時中断し、基板温度を、５００℃に下る。この状態で、ｉ−Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓチャネル層１０２を、１５ｎｍ成長する。尚、ｉ−Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓに付された「i-」は、不純物が意図的にはドープされていないことを意味する（以下、同様）。
【０１３１】
（iv）障壁層の形成工程１（図１４（ｃ）参照）
次に、基板温度を５００℃に保持したまま、ｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層１０４を、約５ｎｍ成長する。
【０１３２】
（v）表面保護層の形成工程（図１５（ａ）参照）
次に、ＧａＡｓ表面保護層１０６を、２原子層成長する。
【０１３３】
その後、半導体層の成長を一時中断し、基板温度を、５００℃から６００℃に昇温する。
【０１３４】
この時、ｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層の下側部分１０４によって表面が覆われているので、ｉ−Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓチャネル層１０２は、成長温度が６００℃に上昇しても熱分解しない。
【０１３５】
また、表面保護層１０６がＧａＡｓで形成されているので、中断面に酸素が取り込まれることもない。
【０１３６】
（vi）障壁層の形成工程２（図１５（ｂ）参照）
次に、ｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層の上側部分１０８を、約１５ｎｍ成長する。
【０１３７】
次に、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層１１０を、４０ｎｍ成長する。ここで、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層１１０の電子濃度は、２×１０１６ｃｍ−３である。
【０１３８】
（vii）コンタクト層の形成工程（図１６（ａ）参照）
次に、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１２を、１０ｎｍ成長する。ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１２の電子濃度は、２×１０１８ｃｍ−３である。
【０１３９】
（viii）素子化工程（図１６（ｂ）参照）
次に、チャネルの形成予定領域で、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１２を、ウェットエッチングにより除去する。
【０１４０】
次に、露出したｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層１１０の表面、及びｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１２の表面に、夫々、電極１１４，１１６を形成する。
【０１４１】
以上の工程により、高電子移動度トランジスタ１１８が完成する。
【０１４２】
（２）移動度
ｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層の下側部分１０４の成長後、ＧａＡｓ表面保護層１０６を形成せずにｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層１０９の成長を中断して基板温度を６００℃に昇温すると、中断面（及びその近傍）に酸素が取り込まれる。その結果、ｉ−Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓチャネル層１０２の近傍に、不純物原子（酸素原子）が取り込まれる。
【０１４３】
このような不純物原子は、ｉ−Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓチャネル層１０２を走行する電子を散乱し、チャネル層１０２の移動度を低下させる。その結果、高電子移動度トランジスタの特性が劣化する。
【０１４４】
一方、本高電子移動度トランジスタ１１８では、表面保護層１０６を設けて半導体層の成長を中断するので、中断面近傍への酸素原子の取り込みは起きない。従って、以上のような特性劣化は生じない。
【０１４５】
（比較例）
図１７は、本比較例のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザを形成する半導体多層体１２０の構成を説明する断面図である。
【０１４６】
本半導体多層体１２０の構成は、実施例１の半導体多層体２の構成と殆ど同じである。但し、本比較例では、ＧａＡｓ表面保護層を形成せずに、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ下部障壁層２０の成長後に、半導体層の成長を中断して、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層２４を成長する。この際、半導体層の成長を中断している間に、基板温度を、６００℃から５００℃に下げる。
【０１４７】
このため、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ下部障壁層２０とＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層２４の界面に、酸素が取り込まれる。
【０１４８】
図１８は、本半導体多層体１２０をＳＩＭＳで測定した結果を説明する図である。
【０１４９】
横軸は、基板１４に垂直な方向の位置である。縦軸は、酸素濃度である。図１８の上部には、対応する半導体層の符号が付されている。
【０１５０】
図１８に示すように、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ下部障壁層２０とＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層２４の界面近傍で、酸素濃度が高くなっている。その他の領域の酸素濃度は、破線１２２で示す検出限界レベル以下である。
【０１５１】
図１９は、本ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのバンド構造を説明する図である。図１９の見方は、図５と同じである。
【０１５２】
ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ下部障壁層２０とＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層２４の界面近傍に取り込まれた酸素によって、欠陥準位１２４が形成される（図１９参照）。この欠陥準位１２４を介して、量子井戸層２４に注入されたキャリアが消滅する。このため、本比較例のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザのレーザ発振特性は、良好ではない。
【０１５３】
（変形例）
以上の例では、能動層を形成する化合物半導体は、Ｉｎを構成元素として含む化合物半導体（例えば、ＩｎＧaＡｓ）である。しかし、能動層を形成する化合物半導体は、このような化合物半導体に限られない。能動層を形成する化合物半導体は、障壁層を形成する化合物半導体（例えば、ＡｌＧaＡｓ）より成長温度が低い化合物半導体（例えば、ＩｎＧａＡｓＰ等）であればよい。
【０１５４】
以上の例では、表面保護層が設けられる半導体層は、能動層に注入されるキャリアに対してポテンシャル障壁を形成する半導体層すなわち障壁層である。しかし、表面保護層が設けられる半導体層は、障壁層に限られない。例えば、光を閉じ込める光閉じ込め層や、活性層を挟むクラッド層であってもよい。
【０１５５】
また、以上の例では、表面保護層が設けられた半導体積層構造に接す半導体層は、能動層である。しかし、半導体積層構造に接す半導体層は、能動層に限られない。例えば、光吸収層のように、半導体装置から出力される電流が生成される半導体層であってもよい。
【０１５６】
また、以上の例では、障壁層を形成するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓのＡｌ組成比ｘは、０.２である。しかし、Ａｌの組成比ｘは、０.２に限られない。Ａｌの組成比ｘは、０より大きく１以下であればよい。
【０１５７】
また、以上の例では、能動層は、単一量子井戸層によって形成されている。しかし、能動層を形成する半導体層は、量子井戸層に限られない。例えば、能動層は、多重量子井戸、量子細線、及び量子箱等によって形成されてもよい。
【０１５８】
また、以上の例で説明した半導体装置は、半導体レーザ及び高電子移動度トランジスタである。しかし、以上の例が適用可能な半導体装置は、これらの半導体装置には限られない。例えば、光検出器や光変調器であってもよい。
【０１５９】
また、以上の例では、半導体多層体はＭＢＥによって形成される。しかし、有機金属気相成長法等他の結晶成長法によって、半導体多層体を形成してもよい。
【０１６０】
また、以上の例では、ｎ型ドーパントにはＳｉを用い、ｐ型ドーパントにはＢｅを用いている。しかし、他の元素を、ドーパントに用いてもよい。
【符号の説明】
【０１６１】
２・・・（実施例１の）半導体多層体        ４・・・半導体積層構造
６・・・能動層      ８・・・半導体基板
１０・・・障壁層      １２・・・表面保護層
１４・・・ＧａＡｓ基板      １６・・・ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１８・・・ｎ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ下部クラッド層
２０・・・ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ下部障壁層
２２・・・ＧａＡｓ表面保護層
２４・・・Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ量子井戸層
２６・・・ｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ上部障壁層
２８・・・ｐ型Ａｌ０．８Ｇａ０．２Ａｓ上部クラッド層
３０・・・ｐ型ＧａＡｓキャップ層
３２・・・半導体多層体      ３４・・・絶縁膜
３６・・・ｐ電極      ３８・・・ｎ電極
４０・・・ＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ
４２・・・価電子帯の頂上      ４４・・・伝導帯の底
４６・・・波線
４８・・・（酸素に起因にする）エネルギー準位
５０・・・電子      ５２・・・正孔
５４・・・試料      ５６・・・第１層目のＧａＡｓ保護層
５８・・・第２層目のＧａＡｓ保護層      ６０・・・第３層目のＧａＡｓ保護層
６２・・・第４層目のＧａＡｓ保護層      ６４・・・第５層目のＧａＡｓ保護層
６６・・・第１層目のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ層
６８・・・第２層目のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ層
７２・・・中断面
７４・・・半導体多層体      ７６・・・半導体積層構造
７８・・・表面保護層      ８０・・・障壁層
８２・・・下部障壁層      ８４・・・下部障壁層の下側部分
８６・・・ＧａＡｓ表面保護層      ８８・・・下部障壁層の上側部分
９０・・・上部障壁層      ９２・・・上部障壁層の下側部分
９４・・・ＧａＡｓ表面保護層      ９６・・・上部障壁層の上側部分
９８・・・実施例２のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザ
９９,１００・・・（酸素に起因にする）欠陥準位
１０２・・・ｉ−Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓチャネル層
１０４・・・ｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層の下側部分
１０６・・・ＧａＡｓ表面保護層
１０８・・・ｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層の上側部分
１０９・・・ｉ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層
１１０・・・ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ障壁層
１１２・・・ｎ型ＧａＡｓコンタクト層
１１４，１１６・・・電極      １１８・・・高電子移動度トランジスタ
１２０・・・（比較例の）半導体多層体      １２４・・・欠陥準位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2010192548.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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