(57)【要約】【課題】プレーナドープＨＥＭＴのシートキャリア濃度の面内バラツキを抑えることができる気相成長方法を提供すること。【解決手段】半導体結晶を成長させる基板３をサセプタ１に保持し、該基板３をサセプタ１に対して自転させ、サセプタ１を加熱し、加熱された基板３上に原料ガス及び希釈用ガスを供給して、プレーナドープ層を有するIII−Ｖ族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法において、成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板３が自転で１回転する時間ｔの整数倍とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体結晶を成長させる基板をサセプタに保持し、該基板をサセプタに対して自転させ、サセプタを加熱し、加熱された基板上に原料ガス及び希釈用ガスを供給して、プレーナドープ層を有するIII−Ｖ族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法において、
成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が自転で１回転する時間ｔの整数倍とすることを特徴とする気相成長方法。
【請求項２】
半導体結晶を成長させる基板をサセプタに保持し、該基板をサセプタに対して自転させると共に、サセプタを回転させることにより基板を公転させ、そのサセプタを加熱し、加熱された基板上に原料ガス及び希釈用ガスを供給して、プレーナドープ層を有するIII−Ｖ族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法において、
成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が自転で１回転する時間ｔの整数倍とすることを特徴とする気相成長方法。
【請求項３】
半導体結晶を成長させる基板を板状のサセプタに配設し、且つ成長面たる下面をガス流路側に向けて保持し、該基板をサセプタに対して自転させると共に、サセプタを回転させることにより基板を公転させ、そのサセプタを加熱し、サセプタ中心部分から放射状に原料ガス及び希釈用ガスを流し、加熱された基板上にプレーナドープ層を有するIII−Ｖ族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法において、
成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が自転で１回転する時間ｔの整数倍とすることを特徴とする気相成長方法。
【請求項４】
請求項２又は３記載の気相成長方法において、
上記回転する板状のサセプタに、複数の基板を、サセプタ中心から少し離れた位置にて周方向に配設し、同時に多数枚成長することを特徴とする気相成長方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の気相成長方法において、
プレーナドープ層の成長には、ｎ型ドーパント原料として、ジシラン、モノシラン、またはセレン化水素を用いることを特徴とする気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱された自転する基板上に原料ガスを供給してIII−Ｖ族化合物半導体結晶をバラツキなく成長する気相成長方法、特にプレーナドープ層を面内バラツキなく成長する気相成長方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などの電子デバイスに用いられるIII−Ｖ族化合物半導体結晶を、有機金属気相成長法、分子線エピタキシー法、液相エピタキシャル成長法等を用いて、エピタキシャル成長させる技術、特にプレーナドープ法を用いたエピタキシャル成長法に適用できるものである。
【背景技術】
【０００３】
ガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）などの化合物半導体はシリコン（Ｓｉ）に比べて、電子移動度が高いという特長がある。この特長をいかして、ＧａＡｓやＩｎＧａＡｓは高速動作や高効率動作を要求されるデバイスに多く用いられている。代表例としてＨＥＭＴが挙げられ、携帯電話の送信用マイクロ波増幅器や衛星放送用受信アンテナの高周波増幅器に用いられている。
【０００４】
ＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハの概略構造を図４に示す。ＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハは、半絶縁性基板上に結晶成長したバッファ層、電子走行層、スペーサ層、キャリア供給層及びコンタクト層よりなる。基板は単結晶成長するための下地である。バッファ層は基板表面の残留不純物によるデバイス特性劣化を防ぐ働きや、電子走行層からのリーク電流を防ぐ働きがある。電子走行層は自由電子が流れる層であり、高純度である必要がある。スペーサ層は、電子走行層の自由電子がキャリア供給層のｎ型不純物によってイオン散乱されるのを抑止する働きがある。キャリア供給層はｎ型不純物がドーピングされており、発生した自由電子を電子走行層へ供給する。キャリア供給層の成長法には、エピタキシャル層に一様にｎ型不純物をドーピングした均一ドープ法と、成長中断を行いｎ型不純物単原子をドーピングするプレーナドープ法がある。コンタクト層は電極を形成するための層である。
【０００５】
以下ではプレーナドープ法によるＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハについて述べる。
【０００６】
プレーナドープ法によるＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハの構造例を表１に示した。結晶成長のことをエピタキシャルと言う。厚さの単位はnm（１０-9ｍ）であり、キャリア濃度の単位はcm-3である。
【０００７】
【表１】
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【０００８】
表１に示したＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハの成長方法を以下に述べる。
【０００９】
図３は、気相成長に用いられる成長炉であり、基板３はサセプタと呼ばれる板の下側にフェイスダウンでセットされる。サセプタ１は、成長中、一方向に回転しており、下から上に向かう原料ガス６が、サセプタ１の下を、そのサセプタ中心部から半径方向外側に流れ、自公転する加熱された基板３上で分解し、基板３に結晶成長する。
【００１０】
この成長炉は、軸２を中心として回転する板状のサセプタ１に、半導体ウェハから成る複数の基板３を、サセプタ中心から少し離れた位置にて周方向に配設し、且つ面をガス流路４側に向けて支持し、その基板３の裏面側のサセプタ１の上方に基板加熱用ヒータ（成長用加熱ヒータ）５を配置し、このヒータ５でサセプタ１を加熱し、サセプタ中心部分から放射状に原料ガス６を流し、加熱された基板３上で半導体結晶をエピタキシャル成長させる気相成長装置として構成されている。
【００１１】
エピタキシャル層を成長させる基板３をサセプタ１にセットし、成長炉内で加熱する。成長炉内に原料ガス６を供給すると、原料ガス６が熱により分解し、基板３上にエピタキシャル層を成長する。
【００１２】
原料として、ｉ−ＧａＡｓを成長する場合には、Ｇａ原料のトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3）3）とＡｓ原料のアルシン（ＡｓＨ3）を基板に供給する。なお、Ｇａ原料として他にトリエチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3ＣＨ2）3）がある。Ａｓ原料としては他にトリメチル砒素（Ａｓ（ＣＨ3）3）、ターシャリーブチルアルシン（ＴＢＡ）がある。
【００１３】
ｉ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3、及びＡｌ原料のトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）を基板に供給する。なお、Ａｌ原料として他にトリエチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3ＣＨ2）3）がある。
【００１４】
ｉ型Ｉｎ0.20Ｇａ0.80Ａｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3、及びＩｎ原料のトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）を基板に供給する。なお、Ｉｎ原料として他にトリエチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3ＣＨ2）3）がある。
【００１５】
ｎ型ＧａＡｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3及びｎ型ドーパントを基板に供給する。ｎ型ドーパントの元素としてはシリコン（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）がある。Ｓｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）がある。Ｓｅ原料としてはセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）がある。
【００１６】
キャリア供給層としてのプレーナドープ層を成長する場合には、成長中断を設け、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨ4を基板に供給する。ただし、熱によるエピタキシャル層表面の荒れを防ぐため、Ｖ族原料であるＡｓＨ3は供給している。
【００１７】
ここでサセプタ１を静止したまま結晶成長すると結晶の厚さが不均一になってしまう。これは原料ガスが熱で分解され、下流ほど原料の消耗が激しく、結晶の厚さが薄くなってしまうためである。そこで、上記のようにサセプタを回転することにより、原料ガスの流れに対して上流側の厚い部分と下流側の薄い部分を平均させ、結晶の厚さを均一にする。通常は、結晶層を成長する間にサセプタ１は数十から数百回転するため、結晶層の厚さは均一となる。
【００１８】
ところが、スペーサ層は例えば３nmと非常に薄く、スペーサ層を結晶成長する時間が短いため、サセプタ１が半回転、１回転半といったように、きちんと回転できない場合がある。このような場合に基板セット位置による特性の差が発生してしまう。
【００１９】
一方、スペーサ層を成長するのに要する時間を、丁度サセプタ１の１回転、２回転というように自然数にするためには、サセプタ回転数の変更、原料ガス流量の変更などが必要となり、そのための条件を検討しなければならず、生産性が低下してしまうという問題がある。
【００２０】
そこで、スペーサ層の如き成長時間の短い結晶層であっても、その薄膜の厚さを均一に成長することができるIII−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法として、一つの結晶層を２回に分けて成長し、その成長開始時刻をサセプタが半回転する時間の奇数倍だけずらせることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、特許文献１はサセプタの回転、つまり基板から見た場合、基板の公転に起因する各基板の面内不均一性を論じたものであり、基板の自転の影響を論じたものではない。
【００２２】
本発明者等は基板の自転に起因して基板面内のシートキャリア濃度に不均一性が生じることを見出した。
【００２３】
図２のような自公転タイプのサセプタに基板をセットし、表１のような構造のＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハを作製した。ＨＥＭＴの重要な特性であるシートキャリア濃度をｖａｎ  ｄｅｒ  Ｐａｕｗ法により測定した。「シートキャリア濃度」とは自由電子の面密度であり、単位はcm-2である。
【００２４】
表２に、従来技術により基板の１回転（自転）に要する時間を任意時間とした場合の、シートキャリア濃度の測定結果を示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
従来技術では、基板の１回転（自転）に要する時間を任意時間として設定している。このため、表２に示したように、シートキャリア濃度は面内バラツキをもっており、このバラツキが大きくなるとＨＥＭＴデバイスの特性ばらつきが大きくなり、歩留りが低下し、生産性が低下してしまう。この面内バラツキの原因としてキャリア供給層であるプレーナドープ層の面内バラツキが挙げられる。
【００２７】
特に、従来技術では、任意時間の成長中断を行い、ｎ型不純物単原子層をドーピングするため、この成長時間によっては図１（ｂ）に示すように基板の１回転半分、もしくは半回転、１＋１／３回転といったように中途半端な回転となり、きちんと基板が１回転できない場合がある。このような場合にシートキャリア濃度の面内バラツキが大きくなってしまう。
【００２８】
エピタキシャル層が厚い場合には何十〜何百回転もするのでドーピングを均一にできる。しかし、プレーナドープ層の成長時間を過度に長くすると、成長中断の時間を長くすることと同じため、チャネル層にダメージを与えてしまい電子移動度が低下する恐れが有る。それゆえにプレーナドープの成長時間は極力短くしたい。また、加熱ヒータの温度バランス最適化でシートキャリア濃度の面内バラツキの改善を行うこともできるが、そのための成長条件を検討しなければならず生産性が低下してしまうという問題点がある。
【００２９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、プレーナドープＨＥＭＴのシートキャリア濃度の面内バラツキを抑えることができる気相成長方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００３１】
請求項１の発明に係る気相成長方法は、半導体結晶を成長させる基板をサセプタに保持し、該基板をサセプタに対して自転させ、サセプタを加熱し、加熱された基板上に原料ガス及び希釈用ガスを供給して、プレーナドープ層を有するIII−Ｖ族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法において、成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が自転で１回転する時間ｔの整数倍とすることを特徴とする。
【００３２】
請求項２の発明に係る気相成長方法は、半導体結晶を成長させる基板をサセプタに保持し、該基板をサセプタに対して自転させると共に、サセプタを回転させることにより基板を公転させ、そのサセプタを加熱し、加熱された基板上に原料ガス及び希釈用ガスを供給して、プレーナドープ層を有するIII−Ｖ族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法において、成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が自転で１回転する時間ｔの整数倍とすることを特徴とする。
【００３３】
請求項３の発明に係る気相成長方法は、半導体結晶を成長させる基板を板状のサセプタに配設し、且つ成長面たる下面をガス流路側に向けて保持し、該基板をサセプタに対して自転させると共に、サセプタを回転させることにより基板を公転させ、そのサセプタを加熱し、サセプタ中心部分から放射状に原料ガス及び希釈用ガスを流し、加熱された基板上にプレーナドープ層を有するIII−Ｖ族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法において、成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が自転で１回転する時間ｔの整数倍とすることを特徴とする。
【００３４】
請求項４の発明は、請求項２又は３記載の気相成長方法において、上記回転する板状のサセプタに、複数の基板を、サセプタ中心から少し離れた位置にて周方向に配設し、同時に多数枚成長することを特徴とする。
【００３５】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の気相成長方法において、プレーナドープ層の成長には、ｎ型ドーパント原料として、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、モノシラン（ＳｉＨ4）、またはセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用いることを特徴とする。
【００３６】
＜発明の要点＞
従来技術では、基板の１回転（自転）に要する時間を任意時間として設定しているため、表２に示したように、ＨＥＭＴのシートキャリア濃度に、例えば±３．６％という大きな面内バラツキをもっている。
【００３７】
この面内バラツキの原因としては、キャリア供給層であるプレーナドープ層の面内バラツキが挙げられ、このプレーナドープ層の任意成長時間は短いために、基板の１回転半分、もしくは半回転、１＋１／３回転といったような端数の回転数となってしまい、きちんと基板が１回転の整数倍で回転できていないことが挙げられる。
【００３８】
このようにシートキャリア濃度の面内バラツキが大きくなるとＨＥＭＴエピタキシャルウェハ、またＨＥＭＴデバイスの特性ばらつきが大きくなり、歩留りが低下、生産性が低下してしまう。
【００３９】
また、加熱ヒータの温度バランス最適化でシートキャリア濃度の面内バラツキの改善を行うこともできるが、そのための成長条件を検討しなければならず生産性が低下してしまうという問題点がある。
【００４０】
本発明では、成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が自転で１回転する時間ｔの整数倍とするので、これによりプレーナドープ層の面内バラツキを抑え、ＨＥＭＴのシートキャリア濃度の面内バラツキを抑えることができる。よって本発明によれば、ＨＥＭＴデバイスの特性ばらつきをなくし、生産歩留りを高めて、上記の問題を解決することができる。
【００４１】
なお、本発明（請求項１〜５）において、プレーナドープ層とは、成長時間の非常に短いエピタキシャル層を意味し、本来のプレーナドープ層のみならず、他の成長時間の非常に短いスペーサ層などのエピタキシャル層もこの概念に含まれる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００４３】
本発明の気相成長方法では、成長中断を行い不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が１回転する時間ｔの整数倍としているので、プレーナドープ層の所定の導電型の不純物を面内均一にドーピングすることができる。
【００４４】
従って、本発明の気相成長方法を用いてＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハを製作した場合、シートキャリア濃度の面内バラツキを抑えることができることから、ＨＥＭＴエピタキシャルウェハの歩留り、生産性向上は勿論のこと、ＨＥＭＴデバイスにおいても歩留り、生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００４６】
図３に本発明の気相成長方法を適用した気相成長装置の構造を示す。既に述べたように、この気相成長装置は、板状のサセプタ１に、複数（ここでは６枚）の半導体ウェハから成る基板３を、サセプタ中心から少し離れた位置にて周方向に配設し、且つ成長させる基板面をガス流路４側に向けた、いわゆるフェイスダウン方式で支持している。この基板３の裏面側において、サセプタ１の上方には基板加熱用ヒータ５が設けてあり、この基板加熱用ヒータ５によりサセプタ１を基板３の裏面側から加熱している。
【００４７】
上記サセプタ１には対向板７が配設され、両者の間にガス流路４が形成される。そして、その下方の原料ガス供給口４ｂから対向板７の中心に設けた吹き出し口４ａに導かれる原料ガス６、つまりサセプタ中心部分に向けて下方から上方へと供給される原料ガス６を、サセプタ１の下面に沿ってサセプタ中心部分から半径方向外側に向けて放射状に流し、上記基板加熱用ヒータ５により加熱された基板３上で半導体結晶をエピタキシャル成長させる構成となっている。
【００４８】
２は第一モータＭ１（図示せず）により回転駆動されるサセプタ回転軸であり、その下端に上記サセプタ１の中心が固定されている。
【００４９】
上記基板３は、サセプタ１に対して独立に回転可能に支持された中空円筒状のホルダ（図示せず）の下部に、フェイスダウン方式で保持されている。そして図示してない第二モータＭ２（図示せず）を起動させると、その回転力が、上記ホルダに伝わり、基板３をサセプタ１に対して相対的に回転（自転）させる。
【００５０】
上記装置の下で表１に示したＨＥＭＴエピタキシャルウェハを成長する方法を以下に述べる。本実施形態ではエピタキシャル成長させる手段として、原子レベルで微細な成長制御の可能なＭＯＶＰＥ法を採用した。
【００５１】
エピタキシャル層を成長させる基板をサセプタ１にセットし、成長炉内で加熱する。成長炉内に原料ガスを供給すると、原料ガスが熱により分解し、基板上にエピタキシャル層を成長する。
【００５２】
半絶縁性ＧａＡｓ基板上に、バッファ層として、ｉ型ＧａＡｓ（厚さ５００nm、キャリア濃度１×１０15cm-3以下）、ｉ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ（厚さ１００nm、キャリア濃度１×１０16cm-3以下）、ｉ型ＧａＡｓ（厚さ１００nm、キャリア濃度１×１０15cm-3以下）、ｉ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ（厚さ１００nm、キャリア濃度１×１０16cm-3以下）、ｉ型ＧａＡｓ（厚さ１００nm、キャリア濃度１×１０15cm-3以下）を順次設け、更に、チャネル層としてｉ型Ｉｎ0.20Ｇａ0.80Ａｓ（厚さ２０nm、キャリア濃度１×１０16cm-3以下）を設ける。その上に、スペーサ層として、ｉ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚さ５nm、キャリア濃度１×１０16cm-3以下）を設ける。その上に更に、キャリア供給層の役割をするプレーナドープ層（ｎ型ドーパント、キャリア濃度４×１０12cm-3）、ｉ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ層（厚さ５０nm、キャリア濃度１×１０16cm-3以下）を設け、その上にコンタクト層としてｎ型ＧａＡｓ（厚さ１５０nm、キャリア濃度３×１０18cm-3）を設けた。
【００５３】
原料として、ｉ型ＧａＡｓを成長する場合には、Ｇａ原料のＧａ（ＣＨ3）3（トリメチルガリウム）とＡｓ原料のアルシン（ＡｓＨ3）を基板に供給する。なお、Ｇａ原料として他にトリエチルガリウム（（ＧａＣＨ3ＣＨ2）3）がある。Ａｓ原料として他にトリメチル砒素（Ａｓ（ＣＨ3）3）、ターシャリーブチルアルシン（ＴＢＡ）がある。
【００５４】
ｉ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3、及びＡｌ原料のトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）を基板に供給する。なお、Ａｌ原料として他にトリエチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3ＣＨ2）3）がある。
【００５５】
ｉ型Ｉｎ0.20Ｇａ0.80Ａｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3、及びＩｎ原料のトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）を基板に供給する。
【００５６】
ｎ型ＧａＡｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3及びｎ型ドーパントを基板に供給する。ｎ型ドーパントの元素としてはＳｉやセレン（Ｓｅ）がある。Ｓｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）がある。Ｓｅ原料としてはセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）がある。
【００５７】
本実施形態では、成長中断を行い、プレーナドープ層にｎ型不純物を面内均一にドーピングするために、プレーナドープ層の成長時間を、基板が１回転する時間ｔの整数倍とした。図１（ａ）に、プレーナドープ層の成長時間を、基板が１回転する時間ｔの１倍である場合の概観図を示した。
【００５８】
図１（ｂ）に示す従来技術のように任意時間をとると基板の１回転半分、もしくは半回転、１＋１／３回転と中途半端に基板が回転してしまい、面内均一にｎ型不純物をドーピングすることができない。しかし、図１（ａ）に示すように、プレーナドープ層の成長時間を基板が１回転（自転）する時間ｔの整数倍とすることで、プレーナドープ層の成長時に、基板がきちんと１回転、２回転、３回転、・・・と回転することから、ｎ型不純物を面内均一にドーピングすることができる。
【００５９】
＜実施例＞
本発明を表１のＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハに適用した。
【００６０】
成長時の基板温度は６６０℃、成長炉内圧力は７０Ｔｏｒｒ、希釈用ガスは水素である。基板には、半絶縁性ＧａＡｓ基板を用いた。
【００６１】
ｉ型ＧａＡｓ層の成長にはＧａ（ＣＨ3）3とＡｓＨ3を用いた。Ｇａ（ＣＨ3）3の流量は７０ｃｃ／分である。ＡｓＨ3の流量は２５０ｃｃ／分である。
【００６２】
ｉ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ層の成長にはＧａ（ＣＨ3）3、Ａｌ（ＣＨ3）3及びＡｓＨ3を用い、それらの流量はそれぞれ３０ｃｃ／分、６０ｃｃ／分及び５００ｃｃ／分である。
【００６３】
ｉ型Ｉｎ0.20Ｇａ0.80Ａｓ層の成長にはＧａ（ＣＨ3）3、Ｉｎ（ＣＨ3）3及びＡｓＨ3を用い、それらの流量はそれぞれ４０ｃｃ／分、１５０ｃｃ／分及び５００ｃｃ／分である。
【００６４】
スペーサ層のｉ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ層の成長にはｉ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ層と同じＧａ（ＣＨ3）3、Ａｌ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3を用い、それらの流量はそれぞれ２０ｃｃ／分、１００ｃｃ／分及び７００ｃｃ／分である。
【００６５】
プレーナドープ層の成長には、基板が１回転する時間ｔ＝４．６秒の整数倍（ここでは３回転）の間、Ｓｉ2Ｈ6を供給した。Ｓｉ2Ｈ6の流量は１２５ｃｃ／分である。ただし熱によるエピタキシャル層表面の荒れを防ぐため、ＡｓＨ3も５００ｃｃ／分供給した。
【００６６】
ｎ型ＧａＡｓ層の成長には、ｉ型ＧａＡｓの成長に使用したＧａ（ＣＨ3）3、ＡｓＨ3に加えてＳｉ2Ｈ6を用いた。Ｓｉ2Ｈ6の流量は１００ｃｃ／分である。Ｓｉ2Ｈ6以外の流量はｉ型ＧａＡｓ層の場合と同じである。
【００６７】
上記条件で成長したＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハのシートキャリア濃度の測定結果を表３に示した。
【００６８】
【表３】
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【００６９】
表３に示すように、本実施例（基板が１回転する時間ｔの３倍、つまり４．６×３（回転）＝１３．８秒）の場合、面内バラツキの方が±０．９％であり、表２の従来技術（任意時間：ここでの例の場合は５×３（回転）＝１５秒）の±３．６％より小さく抑えられていることが分かる。
【００７０】
従来技術を用いて表１のようなＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハを製作した場合、表２に示す測定結果のように、面内バラツキは±３．６％と大きなものとなる。この面内バラツキの原因としてはキャリア供給層であるプレーナドープ層の面内バラツキが挙げられ、プレーナドープ層の任意成長時間は短いために、基板の１回転半分、もしくは半回転、１＋１／３回転といった中途半端な回転となり、きちんと基板が回転できていないという問題点がある。このようにシートキャリア濃度の面内バラツキが大きくなるとＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハ、またＨＥＭＴデバイスの特性ばらつきが大きくなり、歩留りが低下、生産性が低下してしまう。
【００７１】
本実施例では、プレーナドープ層を面内均一にドーピングするために、成長中断を行いｎ型不純物単原子をドーピングするプレーナドープ層の成長時間を、基板が１回転する時間ｔの整数倍とした。このように成長時間を、基板が１回転する時間ｔの整数倍とすることで、プレーナドープ層の成長時に、基板はきちんと１回転、２回転、３回転、・・・と回転し、ｎ型不純物を面内均一にドーピングすることができる。
【００７２】
よって本発明に従い、表１のＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハを製作した場合、表３に示す測定結果のように、シートキャリア濃度の面内バラツキを±０．９％と非常に小さく抑えることができ、さらには±０．８％に抑えることも可能になる。このようにシートキャリア濃度の面内バラツキを抑えることにより、ＨＥＭＴエピタキシャルウェハの歩留り、生産性向上は勿論のこと、ＨＥＭＴデバイスにおいても歩留り、生産性の向上が期待できる。
【００７３】
＜他の実施例、変形例＞
上記実施例では、ＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハのプレーナドープ層の成長に関して説明したが、本発明は成長時間の非常に短い他のエピタキシャル層（例えばスペーサ層など）にも適用することができる。
【００７４】
またＨＥＭＴと同様に、電子デバイスであるＦＥＴ、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）のエピタキシャル層にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】基板の自転とシートキャリア濃度の面内バラツキとの関係の説明に供する図であり、図１（ａ）は本発明の成長方法を示す模式図、図１（ｂ）は従来技術の成長方法を示す模式図である。
【図２】サセプタにセットした基板の回転（自転）と公転（サセプタの回転）の様子を示した図である。
【図３】本発明の成長方法を適用した半導体成長装置（反応炉）を横から見た構造図である。
【図４】本発明の成長方法により製造しようとするＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  サセプタ
２  サセプタ回転軸
３  基板
４  ガス流路
４ａ  吹き出し口
４ｂ  原料ガス供給口
５  基板加熱用ヒータ
６  原料ガス
７  対向板
【図１】
2006093275.tif 000006
【図２】
2006093275.tif 000007
【図３】
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【図４】
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