(57)【要約】  第１の温度（Ｔ１）に設定した反応炉（２２０）に、Ｖ族原料ガス（２５０ｄ）と不純物原料ガス（２５０ｅ）を供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガス（２５０ｅ）の供給を止めて、前記反応炉（２２０）の温度を前記第１の温度（Ｔ１）よりも高い第２の温度（Ｔ２）まで昇温し、前記Ｖ族原料ガス（２５０ｄ）の供給は続けて行う第２の工程と、を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置（１００）の製造方法。
2019224966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、
前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、
を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程では、前記反応炉の圧力が前記第１の工程の圧力よりも低く設定されていることを特徴とする請求項１に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程が始まると、エッチングガスの供給を開始することを特徴とする請求項２に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給は続けて行うことを特徴とする請求項２に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスとIII族原料ガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給と前記III族原料ガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給は続けて行うことを特徴とする請求項２に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行うことを特徴とする請求項１に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスとIII族原料ガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給と前記III族原料ガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給は続けて行うことを特徴とする請求項１記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項８】
第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程
を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスの供給に加えて、さらにIII族原料ガスを供給することを特徴とする請求項８に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の工程で供給する不純物原料ガスに、ジメチル亜鉛、または、ジエチル亜鉛を使用することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の工程で供給するエッチングガスに、ハロゲン系反応性ガスを使用することを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の工程で供給するエッチングガスに、ハロゲン系反応性ガスを使用することを特徴とする請求項３に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、化合物半導体装置の製造方法に関わり、特に、気相拡散法を使用してIII―Ｖ族化合物半導体に不純物を添加する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
III―Ｖ族化合物半導体を用いたデバイスの重要な技術として、不純物の拡散技術が挙げられる。例えば、フォトダイオード( ＰＤ )、アバランシェフォトダイオード( ＡＰＤ )、ファブリーペロー( ＦＰ )型レーザ、分布帰還( ＤＦＢ )型レーザなどの光デバイスでは、亜鉛( Ｚｎ )の拡散技術を用いることで、制御性良くｐ型領域を形成することができる（例えば、特許文献１、および、特許文献２を参照）。【０００３】
また、電子デバイス、光デバイスなどでは、複数の機能が集積され、プロセス時に、集積する各素子間を電気的に絶縁分離することが行われている。この際に、選択的に不純物を拡散し、抵抗を上げる手法としても、不純物の拡散技術が有効である。気相成長装置を利用する気相拡散法は、特に、開管法と呼ばれている。この開管法は、スループットと拡散制御性の高さから、有用な気相拡散法である。【０００４】
特許文献２には、有機金属気相成長装置を用いた亜鉛( Ｚｎ )の気相拡散法について言及されている。石英アンプル管を使用した閉管法では、試料サイズが制限されることで大面積化が難しいこと、なおかつ、拡散の制御方法が少なく、拡散濃度と拡散深さがばらつくことが、課題に取り上げられている。この特許文献では、石英アンプル管を使用した閉管法の解決策として、開管法を提案している。【０００５】
この提案によれば、先ず、ｎ型ＩｎＰ基板の上に、ＩｎＰクラッド層とＩｎＧａＡｓコンタクト層、もしくは、ＩｎＰクラッド層とＩｎＧａＡｓＰコンタクト層を、アンドープで成長させる。次に、４００ ℃に設定された気相成長装置の反応炉で、ＡｓＨ３、ＰＨ３、ＤＭＺｎ（ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ ）、Ｈ２を、３０分間、流して、亜鉛( Ｚｎ )をアンドープ層に添加する。気相成長装置の反応炉に導入する基板には、炉が許す限りの最大径を有しているものを使い、反応炉には、反応炉が許す最大枚数の基板を、一度に導入する。この開管法によれば、拡散時間に対する亜鉛( Ｚｎ )の拡散深さを、閉管法に比べて、１/５程度に抑えることが可能になる。【０００６】
また、非特許文献１には、同様に、有機金属気相成長装置を用いてフォトダイオードを試作した結果を示している。ガスの流量と切り替えを細かく制御することができる点で、制御性および再現性が向上することについて言及がみられる。ここでは、気相成長装置の反応炉の内部は、４７５〜５５０℃、かつ９００ｈＰａ (９００ ｍｂａｒ)に設定している。反応炉の内部に、ＡｓＨ３、ＰＨ３、ＤＥＺｎ（Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ）、Ｈ２を流して拡散を実施し、ｐｉｎ-ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを作製することで、アンプル管での拡散法と比較して、再現性の高い逆電流値を実現したことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１０４１９５号公報
【特許文献２】特開平６−３１０４４９号公報
【特許文献３】特開２０１４−１１３４８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Journal of Crystal Growth 195, 79 (1998)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、化合物半導体装置の製造方法では、制御性よく高濃度ドーピングを実施する手法として、気相拡散法が用いられている。例えば、アンドープで成長したＩｎＧａＡｓコンタクト層とＩｎＰクラッド層を４５０ ℃に熱した反応炉の内部で、気相拡散法によりｐ型化した試料を作成する。図１は、この試料を、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）分析した結果を示している。このグラフから、ＩｎＧａＡｓコンタクト層中に、１ｘ１０１９cm−３以上、ＩｎＰクラッド層中に、１ｘ１０１８cm−３前後の濃度の亜鉛( Ｚｎ )が、それぞれ添加されていることが確認できる。【００１０】
しかしながら、特許文献３の実施例１にはＩｎＧａＡｓ層にＺｎを拡散させる工程を施すことで、ＩｎＧａＡｓ層の結晶性が低下し表面が荒れてしまい、Ｚｎを拡散させる工程後のＩｎＧａＡｓ層と電極との密着性が悪くなることが記載されている。このように、拡散工程直後の基板表面は、結晶性あるいはモフォロジーが悪化してしまう。基板表面の結晶性あるいはモフォロジーの悪化は、基板方向および基板と垂直方向への拡散制御性、つまりドーピングの制御性をも低下させることになる。この問題に対して特許文献３では、ＩｎＧａＡｓ層を除去し、再度、クラッド層の上にＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層を形成することが記載されている。しかし、ＩｎＧａＡｓコンタクト層を除去し、再度ＩｎＧａＡｓコンタクト層を成長する工程では、表面残渣の影響によるＩｎＧａＡｓエッチング残りの懸念、および工程数の増加など量産工程としては不向きである。【００１１】
本願は、上記のような課題を解消するための技術を開示するものであり、単純な工程により、拡散工程による基板表面の結晶性、モフォロジーの低下を抑制し、制御性が改善されたドーピングを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、を備えているものである。【００１３】
また、別形態の本願に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、を備えているものである。
【発明の効果】
【００１４】
本願に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、を備えていることにより、表面残渣の発生を反応炉内で抑制することができ、単純な工程により、拡散工程による基板表面の結晶性、モフォロジーの低下を抑制し、制御性が改善されたドーピングを実現できる。【００１５】
また、別形態の本願に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、を備えていることにより、気相成長装置から化合物半導体基板を取り出すまでに、残渣を除去することができ、単純な工程により、拡散工程による基板表面の結晶性、モフォロジーの低下を抑制し、制御性が改善されたドーピングを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】III―Ｖ族化合物半導体装置について、ＳＩＭＳ分析を行った結果を示す図である。
【図２】実施の形態に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置について、要部構造を説明するための断面図である。
【図３】実施の形態に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置において、選択拡散の説明を行うための断面図である。
【図４】実施の形態に関わる結晶成長装置の構造を説明するための概略図である。
【図５】実施の形態１に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するためのプロセスフロー図である。
【図６】実施の形態２に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するためのプロセスフロー図である。
【図７】実施の形態３に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するためのプロセスフロー図である。
【図８】実施の形態４に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するための第１のプロセスフロー図である。
【図９】実施の形態４に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するための第２のプロセスフロー図である。
【図１０】実施の形態５に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するための第１のプロセスフロー図である。
【図１１】実施の形態５に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するための第２のプロセスフロー図である。
【図１２】実施の形態６に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するための第１のプロセスフロー図である。
【図１３】実施の形態６に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法の要部を説明するための第２のプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
気相拡散法によるドーピングでは、拡散速度を上げるために拡散源となる不純物原料ガス（拡散原料ガス）の流量と反応炉内の圧力などを上げると、基板表面に、残渣物が発生する。この基板表面に発生した残渣物は、拡散源に起因するもので、表面モフォロジーを低下させる。さらに、選択拡散のために基板表面に絶縁マスクを形成すると、開口部面積が小さければ小さいほど、残渣物の発生が顕著となる傾向がみられる。
【００１８】
基板表面の残渣物は、続くプロセスに影響を与える。また、残渣物が発生することで、不純物とＶ族原料ガスを主要元素とした生成物が、表面に堆積した状態となる。このため、拡散後の降温中にも予期せぬ不純物拡散が発生し、拡散深さの制御性と再現性が低下する。この結果、濃度プロファイルの制御性と再現性を確保できない可能性が生じる。
【００１９】
以上の考察により、基板表面の残渣物の発生を抑制する、あるいは発生した残差物を除去することで、濃度プロファイルの制御性と再現性を確保できるようになるという知見が得られた。
【００２０】
以下、基板表面の残渣物の発生を抑制する、あるいは発生した残差物を除去する方法についての実施の形態を、図を参照しながら説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズと縮尺はそれぞれ独立している。例えば、構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズと縮尺が異なっている場合もある。また、III―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、実際にはさらに複数の工程を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。
【００２１】
実施の形態１．
実施の形態に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法について、図を参照しながら、以下に説明する。図２は、本願の実施の形態に関わる光半導体装置１００の要部を示している断面構造図である。光半導体装置１００の一例である半導体レーザは、ｎ型ＩｎＰ基板１１と、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２と、活性層１３と、クラッド層１４（ ＩｎＰクラッド層 ）と、コンタクト層１５（ ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層）などから構成されている。
【００２２】
III族元素には、ホウ素（ Ｂ ）、アルミニウム（ Ａｌ ）、ガリウム（ Ｇａ ）、インジウム（ Ｉｎ ）などが存在する。化合物半導体を構成するのは、主に、アルミニウムとガリウム、インジウムである。Ｖ族元素には、窒素（ Ｎ ）、リン（ Ｐ ）、ヒ素（ Ａｓ ）、アンチモン（ Ｓｂ ）などが存在する。化合物半導体を構成するのは、主に、窒素とリン、ヒ素であり、まれにアンチモンが使われる。代表的なIII―Ｖ族化合物半導体には、ガリウム・ヒ素（ ＧａＡｓ ）、窒化ガリウム（ ＧａＮ ）、インジウム・リン（ ＩｎＰ ）などが存在する。
【００２３】
III―Ｖ族化合物半導体を用いたデバイスの重要な製造技術として、不純物の拡散技術が挙げられる。受光素子（フォトダイオード、アバランシェフォトダイオードなど）および発光素子（ファブリーペロー型レーザ、分布帰還型レーザなど）では、亜鉛( Ｚｎ )の拡散技術を用いることでｐ型領域を形成することができる。また、不純物の拡散技術は、複数の機能を集積した電子デバイス、光デバイスなどのプロセス時に、集積する各素子間を電気的に絶縁分離することに使うことができる。
【００２４】
光半導体装置が、レーザ構造を有する場合、拡散の対象とする化合物半導体基板では、ｎ型ＩｎＰ基板の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層を形成した後、活性層を成長する。その後、意図的に不純物を添加しないアンドープのクラッド層（ ｉ-ＩｎＰクラッド層 ）と、コンタクト層（ ｉ-ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ｉ-ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ）とを積層する。そのまま、結晶成長装置内で気相拡散法を実施するか、もしくは、一度、炉内から基板を取り出して、選択拡散のための絶縁マスクを形成する。
【００２５】
つぎに、図３を参照して、選択拡散について説明する。同図には、ｎ型ＩｎＰ基板１１と、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２と、活性層１３と、クラッド層１４と、コンタクト層１５と、絶縁マスク１６が示されている。選択拡散に利用した絶縁マスク１６は、コンタクト層１５の上に形成されている。絶縁マスク１６を形成してから、再度、結晶成長装置内に基板を導入し、気相拡散法を実施して、ｐ型領域を形成する。
【００２６】
図４は、気相拡散法が行われる気相成長装置２００を表している概念図である。気相成長装置２００は、排気装置２１０、反応炉２２０、ヒータ２３０、流量コントローラ（ ＭＦＣ ）２４０、ガス容器２５０などから構成されている。反応炉２２０の内部温度は、ヒータ２３０を作動することで、調整することができる。反応炉２２０の内部圧力は、排気装置２１０、または、流量コントローラ２４０を調整することで、一定値に調整することができる。この気相成長装置２００を使って、キャリアガス２５０ａ、III族原料ガス２５０ｂ、エッチングガス２５０ｃ、Ｖ族原料ガス２５０ｄ、不純物原料ガス２５０ｅなどを供給することができる。
【００２７】
先ず、ｎ型ＩｎＰ基板１１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２を形成した後、活性層１３を成長する。その後、意図的に不純物を添加しない、クラッド層（ ｉ-ＩｎＰクラッド層 ）とコンタクト層（ ｉ-ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ｉ-ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ）とを積層する。その後、反応炉２２０の内部に、Ｖ族原料ガス、不純物原料ガス、キャリアガス（ Ｈ２ ）を流して、気相拡散法により、不純物拡散層を作製する。
【００２８】
図５は、結晶成長装置にて行われる気相拡散法の要部を説明するためのプロセスフローを示している。所定の温度（温度Ｔ１：第１の温度）と所定の圧力（圧力Ｐ１：第１の圧力）に設定した炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガス（拡散原料ガス）とＶ族原料ガスとを供給することで、アンドープのコンタクト層とアンドープのクラッド層に不純物を拡散することができる（第１の工程）。
【００２９】
アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４にｐ型領域を形成する際、不純物原料ガスには、例えば、ジエチル亜鉛（ Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ ： ＤＥＺｎ ）、または、ジメチル亜鉛（ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ : ＤＭＺｎ ）を使用する。Ｖ族原料ガスには、例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３を使用する。拡散実施温度（第１の温度）は、例えば、４００ 〜 ５００ ℃で、反応炉２２０の内部圧力（第１の圧力）は、１００ 〜 ７００ ｈＰａ ( １００ 〜 ７００ ｍｂａｒ )である。
【００３０】
所望の時間、炉内に不純物原料ガス（拡散原料ガス）を供給しながら不純物拡散を実施した後、不純物原料ガス（拡散原料ガス）の供給を止め、炉内の温度を温度Ｔ２（第２の温度）に設定する。第２の温度は、不純物拡散工程に比べて高い値に設定しておく。炉内の温度を拡散実施時の温度Ｔ１から温度Ｔ２に引き上げた状態で、一定時間保持して、残渣を除去する（第２の工程）。例えば、拡散に反応炉の温度が４５０℃、圧力が７００ ｈＰａ (７００ ｍｂａｒ )であれば、反応炉の温度を６００℃（Ｔ２）に設定する。この残渣除去工程のあと、炉内を常圧および常温に戻す。ここで、第２の温度は、残差を除去できる温度に設定する必要があり、不純物を拡散する層の材料、不純物の種類、不純物拡散工程における温度、第２の温度を維持する時間など種々の条件に依存する。ただし、第２の温度は、不純物拡散工程の温度（第１の温度）に比べて、少なくとも５０℃以上高く設定することが好ましい。
【００３１】
対象となる化合物半導体の結晶性を損なわないように低温で不純物拡散を実施すると、もしくは、拡散速度を上げるために拡散源となる不純物原料ガスの流量を上げると、基板表面に、拡散源起因の残渣物が発生する。この残渣物は、表面モフォロジーを低下させる。さらには、選択拡散のために基板表面に絶縁マスクを形成すると、開口部面積が小さければ小さいほど、残渣発生が顕著となる傾向がみられる。
【００３２】
本実施の形態に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法によれば、炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガス（ＤＥＺｎ、ＤＭＺｎなど）と、Ｖ族原料ガス（ＡｓＨ３、ＰＨ３など）とを供給して、拡散を実施し、その後、不純物原料ガスの供給を止め、炉内の温度を拡散実施時の温度から、温度を引き上げた状態で、一定時間保持する。これにより、残渣の発生が抑制されるので、不純物の濃度プロファイルにおいて、制御性と再現性を確保することが可能である。
【００３３】
気相成長装置での気相拡散法は、不純物原料ガス（拡散原料ガス）とＶ族原料ガスを化合物半導体の表面で反応させ、不純物を、対象とする化合物半導体へ拡散させる技術である。化合物半導体の表面での反応が促進し、分解物が堆積し始めることで表面モフォロジーが低下する。不純物原料ガスの供給を止めることで新たな残渣発生を抑えつつ、炉内の温度を拡散時より引き上げることで、表面に堆積した拡散残渣物の蒸気圧を上げ、表面から脱離しやすい状態にする。これにより、拡散後の表面から不純物を主要元素とする生成物を除去し、降温中の拡散を抑えて、制御性を確保することができる。
【００３４】
本実施の形態は、気相拡散法により不純物添加する工程において、昇温した反応炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガスを供給し不純物を化合物半導体層内に添加および拡散した後、残渣除去工程としてＶ族原料ガスは供給しつつ不純物原料ガス（拡散原料ガス）の供給を止める工程と、反応炉内の温度を拡散工程より上げる工程とを備える化合物半導体装置の製造方法に関わる。このことにより、不純物拡散の制御性を向上することができるとともに、続く、結晶成長工程、製膜工程、電極形成工程にも耐えうる表面モフォロジーを得ることができる。
【００３５】
本願に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、を備えているものである。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態２に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、実施の形態１に関わる化合物半導体装置の製造方法において、拡散後の残渣除去工程における昇温と合わせて、反応炉内の圧力を下げた状態で、一定時間保持することを特徴とするものである。
【００３７】
先ず、ｎ型ＩｎＰ基板１１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２を形成した後、活性層１３を成長する。その後、意図的に不純物を添加しない、クラッド層１４（ ｉ-ＩｎＰクラッド層 ）とコンタクト層１５（ ｉ-ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ｉ-ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ）とを積層する。その後、反応炉２２０の内部に、Ｖ族原料ガス、不純物原料ガス、キャリアガス（ Ｈ２ ）を流して、気相拡散法により、不純物拡散層を作製する。
【００３８】
図６は、結晶成長装置にて行われる気相拡散法の要部を説明するためのプロセスフローを示している。アンドープのコンタクト層１５とクラッド層１４をｐ型化する際には、炉内を温度Ｔ０から温度Ｔ１に昇温し、炉内の圧力を圧力Ｐ０から圧力Ｐ１にして、常圧よりも減圧状態にする。炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガス（拡散原料ガス）とＶ族原料ガスとを供給することで、アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４に不純物を拡散することができる。
【００３９】
アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４にｐ型領域を形成する際、不純物原料ガスには、例えば、ジエチル亜鉛（ Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ ： ＤＥＺｎ ）、または、ジメチル亜鉛（ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ : ＤＭＺｎ ）を使用する。Ｖ族原料ガスには、例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３を使用する。拡散実施温度は、例えば、４００ 〜 ５００ ℃で、反応炉２２０の内部圧力は、１００ 〜 ７００ ｈＰａ ( １００ 〜 ７００ ｍｂａｒ )である。
【００４０】
所望の時間、炉内に不純物原料ガス（拡散原料ガス）を供給しながら不純物拡散を実施した後、不純物原料ガス（拡散原料ガス）の供給を止める。さらに、炉内を温度Ｔ１から温度Ｔ２（第２の温度）に昇温して、拡散時より温度を引き上げ、しかも、反応炉内を圧力Ｐ１（第１の圧力）から圧力Ｐ２（第２の圧力）に下げて、一定時間保持して、残渣を除去する。
【００４１】
例えば、不純物拡散実施時に反応炉の温度が４５０℃、圧力が７００ ｈＰａ (７００ ｍｂａｒ )であれば、反応炉の温度を６００℃に、反応炉の圧力を１００ ｈＰａ (１００ ｍｂａｒ )に設定する。この残渣除去工程のあと、炉内の圧力を常圧に戻しながら、炉内の温度を下げていく。ここで、第２の温度は、残差を除去できる温度に設定する必要があり、不純物を拡散する層の材料、不純物の種類、不純物拡散工程における温度、第２の温度を維持する時間など種々の条件による。ただし、第２の温度は、不純物拡散工程に比べて、少なくとも５０℃以上高い値に設定するのが好ましい。また、第２の圧力は、第１の圧力よりも少しでも下げることである程度の効果があるが、５０ｈＰａ以上下げることが好ましい。
【００４２】
本実施の形態は、実施の形態１において、拡散後の残渣除去工程としてＶ族原料ガスは供給しつつ拡散原料ガスの供給を止める工程と、反応炉内の温度を拡散工程より上げる工程と同時に、反応炉内の圧力を不純物拡散工程より下げる工程とを備える化合物半導体装置の製造方法に関わる。温度を上げるとともに炉内の圧力を下げることで残渣物がより脱離しやすい状態を作っている。また、化合物半導体基板にあらかじめ添加している不純物の拡散を抑制するために、炉内温度をある一定温度以上、上げることができない場合にも有効である。
【００４３】
実施の形態３．
実施の形態３に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、実施の形態２に関わる化合物半導体装置の製造方法において、拡散残渣を除去する際に、塩化水素（ ＨＣｌ ）ガスなどの反応性ガスを炉内に導入することを特徴とするものである。
【００４４】
先ず、ｎ型ＩｎＰ基板１１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２を形成した後、活性層１３を成長する。その後、意図的に不純物を添加しない、クラッド層１４（ ｉ-ＩｎＰクラッド層 ）とコンタクト層１５（ ｉ-ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ｉ-ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ）とを積層する。その後、反応炉２２０の内部に、Ｖ族原料ガス、不純物原料ガス、キャリアガス（ Ｈ２ ）を流して、気相拡散法により、不純物拡散層を作製する。
【００４５】
図７は、結晶成長装置にて行われる気相拡散法の要部を説明するためのプロセスフローを示している。アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４をｐ型化する際には、炉内を温度Ｔ０から温度Ｔ１に昇温し、炉内の圧力を圧力Ｐ０から圧力Ｐ１に下げる。炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガス（拡散原料ガス）とＶ族原料ガスとを供給することで、アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４に不純物を拡散することができる。
【００４６】
アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４にｐ型領域を形成する際、不純物原料ガスには、例えば、ジエチル亜鉛（ Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ ： ＤＥＺｎ ）、または、ジメチル亜鉛（ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ : ＤＭＺｎ ）を使用する。Ｖ族原料ガスには、例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３を使用する。拡散実施温度は、例えば、４００ 〜 ５００ ℃で、反応炉２２０の内部圧力は、１００ 〜 ７００ ｈＰａ( １００ 〜 ７００ ｍｂａｒ )である。
【００４７】
所望の時間、炉内に不純物原料ガス（拡散原料ガス）を供給しながら不純物拡散を実施した後、不純物原料ガス（拡散原料ガス）の供給を止める。さらに、炉内を温度Ｔ１（第１の温度）から温度Ｔ２（第２の温度）に昇温して、拡散時より引き上げ、反応炉内の圧力を圧力Ｐ１（第１の圧力）から圧力Ｐ２（第２の圧力）まで下げて、一定時間保持して、残渣を除去する。例えば、不純物拡散実施時に反応炉の温度が４５０℃、圧力が７００ ｈＰａ (７００ ｍｂａｒ )であれば、反応炉の温度を６００℃に、反応炉の圧力を１００ ｈＰａ (１００ ｍｂａｒ )に設定する。
【００４８】
残渣除去の工程では、不純物拡散の工程に比べて、反応炉の温度を少なくとも５０℃以上上げ、反応炉の圧力を５０ ｈＰａ以上下げることが好ましい。この残渣除去工程の際に、反応性ガスを導入する。反応性ガスは、ＨＣｌ（塩化水素）、ＴｂＣｌ３（三塩化テルビウム）などのハロゲン系のエッチングガスであることが好ましい。このあと、炉内の圧力を元に戻しながら、炉内の温度を下げていく。
【００４９】
本実施の形態は、拡散工程の後に残渣除去工程として、さらにエッチングガスを導入する工程を備える化合物半導体装置の製造方法に関わる。すなわち、第２の工程が始まると、エッチングガスの供給を開始する。本実施の形態によれば、ハロゲン系の反応性ガスを炉内に導入することで、拡散工程後の残渣物を除去する効果を高めることが可能になる。
【００５０】
実施の形態４．
実施の形態４に関わる化合物半導体装置の製造方法は、炉内にキャリアガスのＨ２と同時に、不純物原料ガス（例えば、ＤＥＺｎ、または、ＤＭＺｎ）と、Ｖ族原料ガス（例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３）を供給することで、Ｖ族原料が脱離することを抑え、半導体結晶性を確保しながら不純物を拡散させる。その際、同時に反応性ガスを炉内に導入する。III族原料ガスを同時に導入してもよい。
【００５１】
先ず、ｎ型ＩｎＰ基板１１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２を形成した後、活性層１３を成長する。その後、意図的に不純物を添加しない、クラッド層１４（ ｉ-ＩｎＰクラッド層 ）とコンタクト層１５（ ｉ-ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ｉ-ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ）とを積層する。その後、反応炉２２０の内部に、Ｖ族原料ガス、不純物原料ガス、キャリアガス（ Ｈ２ ）、反応性ガスを流して、気相拡散法により、不純物拡散層を作製する。
【００５２】
図８は、結晶成長装置にて行われる気相拡散法の要部を説明するためのプロセスフローを示している。アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４をｐ型化する際には、炉内を温度Ｔ０から温度Ｔ１に昇温し、炉内の圧力を圧力Ｐ０から圧力Ｐ１に下げる。炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガス（拡散原料ガス）とＶ族原料ガスと反応性ガスとを供給することで、Ｖ族原料が脱離することを抑えながら、アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４に不純物を拡散することができる。
【００５３】
コンタクト層１５とクラッド層１４にｐ型領域を形成する際、不純物原料ガスには、例えば、ジエチル亜鉛（ Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ ： ＤＥＺｎ ）、または、ジメチル亜鉛（ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ : ＤＭＺｎ ）を使用する。反応性ガスには、ＨＣｌ（塩化水素）、ＴｂＣｌ３（三塩化テルビウム）などのハロゲン系のエッチングガスを使用する。Ｖ族原料ガスには、例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３を使用する。拡散実施温度は、例えば、４００ 〜 ５００ ℃で、反応炉２２０の内部圧力は、１００ 〜 ７００ ｈＰａ( １００ 〜 ７００ ｍｂａｒ )である。
【００５４】
所望の時間、炉内に不純物原料ガス（拡散原料ガス）と反応性ガスを供給しながら不純物拡散を実施した後、不純物原料ガス（拡散原料ガス）の供給を止める。さらに、炉内を温度Ｔ１（第１の温度）から温度Ｔ２（第２の温度）に昇温して、拡散時より引き上げ、反応炉内の圧力を圧力Ｐ１（第１の圧力）から圧力Ｐ２（第２の圧力）に下げて、一定時間保持して、残渣を除去する。
【００５５】
例えば、不純物拡散実施時に反応炉の温度が４５０℃、圧力が７００ ｈＰａ (７００ ｍｂａｒ )であれば、反応炉の温度を６００℃に、反応炉の圧力を１００ ｈＰａ (１００ ｍｂａｒ )に設定する。残渣除去の工程では、不純物拡散の工程に比べて、反応炉の温度を少なくとも５０℃以上上げ、反応炉の圧力を５０ ｈＰａ以上下げることが好ましい。この残渣除去工程の際にも、反応性ガスを導入する。このあと、炉内の圧力を元に戻しながら、炉内の温度を下げていく。
【００５６】
不純物ガスを供給する不純物拡散工程中から反応性ガス（エッチングガス）を導入することで、拡散時の堆積物をそもそも発生させずに不純物添加することが可能となる。拡散対象の化合物半導体基板そのものがエッチングガスの導入により削れてしまう場合は、図９に示すように、不純物拡散工程において、III族原料ガスを導入する。III族原料ガスの導入により結晶成長とエッチングを同時に進行させ残渣を除去する。拡散除去工程の後に残渣除去工程を進行させるよりも、さらに制御性を高めることが可能となる。
【００５７】
本実施の形態は、気相拡散法により不純物添加する工程において、昇温した反応炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガスを供給する際、エッチングガスも同時に導入する工程を備える化合物半導体装置の製造方法に関わる。また、昇温した反応炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給する際、同時にIII族原料ガスを供給する化合物半導体装置の製造方法に関わる。
【００５８】
実施の形態５．
実施の形態５に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、不純物の拡散工程で、炉内にキャリアガスのＨ２と同時に、不純物原料ガス（例えば、ＤＥＺｎ、または、ＤＭＺｎ）と、Ｖ族原料ガス（例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３）と、反応性ガスとを供給することで、Ｖ族原料が脱離することを抑え、半導体結晶性を確保しながら不純物を拡散させる。III族原料ガスを同時に導入してもよい。
【００５９】
先ず、ｎ型ＩｎＰ基板１１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２を形成した後、活性層１３を成長する。その後、意図的に不純物を添加しない、クラッド層１４（ ｉ-ＩｎＰクラッド層 ）とコンタクト層１５（ ｉ-ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ｉ-ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ）とを積層する。その後、反応炉２２０の内部に、Ｖ族原料ガス、不純物原料ガス、キャリアガス（ Ｈ２ ）、反応性ガスを流して、気相拡散法により、不純物拡散層を作製する。
【００６０】
図１０は、結晶成長装置にて行われる気相拡散法の要部を説明するためのプロセスフローを示している。アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４をｐ型化する際には、炉内を温度Ｔ０から温度Ｔ１に昇温し、炉内の圧力を圧力Ｐ０から圧力Ｐ１に下げ、常圧よりも減圧状態にする。炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガス（拡散原料ガス）とＶ族原料ガスと反応性ガス（エッチングガス）とを供給することで、アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４に不純物を拡散することができる。
【００６１】
アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４にｐ型領域を形成する際、不純物原料ガスには、例えば、ジエチル亜鉛（ Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ ： ＤＥＺｎ ）、または、ジメチル亜鉛（ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ : ＤＭＺｎ ）を使用する。Ｖ族原料ガスには、例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３を使用する。反応性ガスには、ＨＣｌ（塩化水素）、ＴｂＣｌ３（三塩化テルビウム）などのハロゲン系のエッチングガスを使用する。拡散実施温度は、例えば、４００ 〜 ５００ ℃で、反応炉２２０の内部圧力は、１００ 〜 ７００ ｈＰａ ( １００ 〜 ７００ ｍｂａｒ )である。
【００６２】
所望の時間、炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガス（拡散原料ガス）と反応性ガスとを供給しながら不純物拡散を実施する。その後、不純物原料ガス（拡散原料ガス）と反応性ガスの供給を止め、さらに、炉内の温度を温度Ｔ１（第１の温度）から温度Ｔ２（第２の温度）に昇温して、拡散時より引き上げる。例えば、不純物拡散実施時に反応炉の温度が４５０℃であれば、反応炉の温度を６００℃に設定する。残渣除去の工程では、不純物拡散の工程に比べて、反応炉の温度を少なくとも５０℃以上上げることが好ましい。このあと、炉内の圧力を常圧に戻しながら、炉内の温度を下げていく。
【００６３】
不純物ガスを供給する不純物拡散工程中から反応性ガス（エッチングガス）を導入することで、拡散時の堆積物をそもそも発生させずに不純物添加することが可能となる。拡散対象の化合物半導体基板そのものがエッチングガスの導入により削れてしまう場合は、図１１に示すように、III族原料ガスを導入する。III族原料ガスの導入により結晶成長とエッチングを同時に進行させ残渣を除去する。
【００６４】
本実施の形態は、気相拡散法により不純物添加する工程において、昇温した反応炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガスを供給する際、エッチングガスも同時に導入する工程を備える化合物半導体装置の製造方法に関わる。また、昇温した反応炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給する際、同時にIII族原料ガスを供給する化合物半導体装置の製造方法に関わる。
【００６５】
実施の形態６．
実施の形態６に関わるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、不純物の拡散工程で、炉内にキャリアガスのＨ２と同時に、不純物原料ガス（例えば、ＤＥＺｎ、または、ＤＭＺｎ）と、Ｖ族原料ガス（例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３）と、反応性ガスとを供給することで、Ｖ族原料が脱離することを抑え、半導体結晶性を確保しながら不純物を拡散させる。III族原料ガスを同時に導入してもよい。
【００６６】
先ず、ｎ型ＩｎＰ基板１１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２を形成した後、活性層１３を成長する。その後、意図的に不純物を添加しない、クラッド層１４（ ｉ-ＩｎＰクラッド層 ）とコンタクト層１５（ ｉ-ＩｎＧａＡｓコンタクト層、または、ｉ-ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ）とを積層する。その後、反応炉２２０の内部に、Ｖ族原料ガス、不純物原料ガス、キャリアガス（ Ｈ２ ）、反応性ガスを流して、気相拡散法により、不純物拡散層を作製する。
【００６７】
図１２は、結晶成長装置にて行われる気相拡散法の要部を説明するためのプロセスフローを示している。アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４をｐ型化する際には、炉内の温度を温度Ｔ０から温度Ｔ１（第１の温度）に昇温し、炉内の圧力を圧力Ｐ０から圧力Ｐ１（第１の圧力）に下げ、常圧よりも減圧状態にする。炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガス（拡散原料ガス）とＶ族原料ガスと反応性ガスとを供給することで、アンドープのコンタクト層１５とアンドープのクラッド層１４に不純物を拡散することができる（第１の工程）。
【００６８】
コンタクト層１５とクラッド層１４にｐ型領域を形成する際、不純物原料ガスには、例えば、ジエチル亜鉛（ Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ ： ＤＥＺｎ ）、または、ジメチル亜鉛（ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｚｉｎｃ : ＤＭＺｎ ）を使用する。反応性ガスには、ＨＣｌ（塩化水素）、ＴｂＣｌ３（三塩化テルビウム）などのハロゲン系のエッチングガスを使用する。Ｖ族原料ガスには、例えば、ＡｓＨ３、または、ＰＨ３を使用する。拡散実施温度は、例えば、４００ 〜 ５００ ℃で、反応炉２２０の内部圧力は、１００ 〜 ７００ ｈＰａ ( １００ 〜 ７００ ｍｂａｒ )である。
【００６９】
所望の時間、炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガス（拡散原料ガス）と反応性ガスとを供給しながら不純物拡散を実施する。その後、不純物原料ガス（拡散原料ガス）と反応性ガスの供給を止め、炉内の圧力を元に戻しながら、炉内の温度を下げていく。炉内にキャリアガス（ Ｈ２ ）と同時に、不純物原料ガスと、Ｖ族原料ガスと、反応性ガスとを供給することで、Ｖ族原料が脱離することを抑え、半導体結晶性を確保しながら不純物を拡散することができる。
【００７０】
不純物ガスを供給する不純物拡散工程中から反応性ガス（エッチングガス）を導入することで、拡散時の堆積物をそもそも発生させずに不純物添加することが可能となる。拡散対象の化合物半導体基板そのものがエッチングガスの導入により削れてしまう場合は、図１３に示すように、III族原料ガスを導入する。III族原料ガスの導入により結晶成長とエッチングを同時に進行させ残渣を除去する。拡散工程の後に残渣除去工程を進行させるよりも、さらに制御性を高めることが可能となる。
【００７１】
本実施の形態は、気相拡散法により不純物添加する工程において、昇温した反応炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガスを供給する際、エッチングガスも同時に導入する工程を備える化合物半導体装置の製造方法に関わる。また、昇温した反応炉内にＶ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給する際、同時にIII族原料ガスを供給する化合物半導体装置の製造方法に関わる。
【００７２】
本実施の形態に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、を備えているものである。また、前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスの供給に加えて、さらにIII族原料ガスを供給することを特徴とするIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法に関わる。
【００７３】
なお、上記実施の形態では、III―Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザの気相拡散法による製造方法を説明した。本願の実施の形態は、デバイスの種類、使用する材料等を限定するものではなく、気相拡散法において発生した不純物残渣を反応炉内で除去することを特徴とする開示である。デバイスの種類と構造、拡散で使用する不純物原料ガスの種類などは適宜変更が可能である。
【００７４】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００７５】
１１  ｎ型ＩｎＰ基板、１２  ｎ型ＩｎＰクラッド層、１３  活性層、１４  クラッド層、１５  コンタクト層、１６  絶縁マスク、１００  光半導体装置、２００  気相成長装置、２１０  排気装置、２２０  反応炉、２３０  ヒータ、２４０  流量コントローラ、２５０  ガス容器、２５０ａ  キャリアガス、２５０ｂ  III族原料ガス、２５０ｃ  エッチングガス、２５０ｄ  Ｖ族原料ガス、２５０ｅ  不純物原料ガス
【図１】
2019224966.tif 000003
【図２】
2019224966.tif 000004
【図３】
2019224966.tif 000005
【図４】
2019224966.tif 000006
【図５】
2019224966.tif 000007
【図６】
2019224966.tif 000008
【図７】
2019224966.tif 000009
【図８】
2019224966.tif 000010
【図９】
2019224966.tif 000011
【図１０】
2019224966.tif 000012
【図１１】
2019224966.tif 000013
【図１２】
2019224966.tif 000014
【図１３】
2019224966.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月21日(2018.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、
前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温するとともに、前記反応炉の圧力を前記第１の工程の圧力よりも低く設定して、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、
を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の温度は、前記第１の温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする請求項１に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程の圧力は、前記第１の工程の圧力よりも５０ｈＰａ以上低く設定することを特徴とする請求項１または２に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程が始まると、エッチングガスの供給を開始することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給は続けて行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスとIII族原料ガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給と前記III族原料ガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給は続けて行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項７】
第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、
前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、
を備え、
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行うことを特徴とするIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項８】
第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、
前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、
を備え、
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスとIII族原料ガスを供給し、
前記第２の工程は、前記不純物原料ガスの供給と前記III族原料ガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給は続けて行うことを特徴とするIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項９】
第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程
を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスの供給に加えて、さらにIII族原料ガスを供給することを特徴とする請求項９に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の工程で供給する不純物原料ガスに、ジメチル亜鉛、または、ジエチル亜鉛を使用することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の工程で供給するエッチングガスに、ハロゲン系反応性ガスを使用することを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の工程で供給するエッチングガスに、ハロゲン系反応性ガスを使用することを特徴とする請求項４に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本願に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、第１の温度に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温するとともに、前記反応炉の圧力を前記第１の工程の圧力よりも低く設定して、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、を備えているものである。
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月6日(2019.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４００℃から５００℃の範囲の温度である第１の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力である第１の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、
前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温するとともに、前記反応炉の圧力を前記第１の圧力よりも低く設定して、エッチングガスの供給を開始するとともに前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、
を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の温度は、前記第１の温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする請求項１に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程の圧力は、前記第１の圧力よりも５０ｈＰａ以上低く設定することを特徴とする請求項１または２に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記エッチングガスはハロゲン系反応性ガスであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項５】
４００℃から５００℃の範囲の温度である第１の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力である第１の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスとしてのハロゲン系反応性ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、
前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温するとともに、前記反応炉の圧力を前記第１の圧力よりも低く設定して、前記Ｖ族原料ガスと前記エッチングガスの供給は続けて行う第２の工程と、
を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項６】
４００℃から５００℃の範囲の温度である第１の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、
前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、
を備え、
前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスとしてハロゲン系反応性ガスを供給し、
前記第２の工程では、前記不純物原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行うことを特徴とするIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項７】
４００℃から５００℃の範囲の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスとしてハロゲン系反応性ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程
を備えているIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の工程で供給する不純物原料ガスに、ジメチル亜鉛、または、ジエチル亜鉛を使用することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本願に開示されるIII―Ｖ族化合物半導体装置の製造方法は、４００℃から５００℃の範囲の温度である第１の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力である第１の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温するとともに、前記反応炉の圧力を前記第１の圧力よりも低く設定して、エッチングガスの供給を開始するとともに前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、を備えているものである。
また、４００℃から５００℃の範囲の温度である第１の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力である第１の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスとしてのハロゲン系反応性ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温するとともに、前記反応炉の圧力を前記第１の圧力よりも低く設定して、前記Ｖ族原料ガスと前記エッチングガスの供給は続けて行う第２の工程と、を備えているものである。
また、４００℃から５００℃の範囲の温度である第１の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程と、前記不純物原料ガスの供給を止めて、前記反応炉の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで昇温し、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行う第２の工程と、を備え、前記第１の工程では、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスに加えて、さらにエッチングガスとしてハロゲン系反応性ガスを供給し、前記第２の工程では、前記不純物原料ガスの供給と前記エッチングガスの供給を止めて、前記Ｖ族原料ガスの供給は続けて行うものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、４００℃から５００℃の範囲の温度、および１００ｈＰａから７００ｈＰａの範囲の圧力に設定した反応炉に、Ｖ族原料ガスと不純物原料ガスとエッチングガスとしてハロゲン系反応性ガスを供給して、アンドープのIII―Ｖ族化合物半導体層に不純物を添加する第１の工程、を備えているものである。
【国際調査報告】
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