(57)【要約】【課題】デバイス特性と信頼性を改善することができる半導体装置の製造方法を得る。【解決手段】ｎ型ＩｎＰ基板１上にｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３を成長させる。ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３上に順にアンドープＡｌＩｎＡｓアバランシェ増倍層４、ｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５、ｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層６、及びｎ−型ＩｎＰ窓層７を成長させてアバランシェフォトダイオードを形成する。ｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５にｐ型ドーパントとして炭素をドープする。ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順にアンドープ増倍層、電界緩和層、光吸収層、及び窓層を成長させてアバランシェフォトダイオードを形成する工程とを備え、
前記電界緩和層にｐ型ドーパントとして炭素をドープし、
前記バッファ層に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記バッファ層はＡｌを結晶組成として含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記バッファ層における前記導電性を持つ不純物に対する前記炭素の比率は１／１０〜１／１００であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順に第１導電型クラッド層、活性層、及び第２導電型クラッド層を成長させて半導体レーザを形成する工程とを備え、
前記活性層に炭素をドープし、
前記バッファ層と前記第１導電型クラッド層の少なくとも一方に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順にコレクタ層、ベース層、及びエミッタ層を成長させてバイポーラトランジスタを形成する工程とを備え、
前記ベース層にｐ型ドーパントとして炭素をドープし、
前記バッファ層に炭素をドープさせ、酸素を前記バッファ層に前記炭素の濃度以上に取り込ませることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
基板上にバッファ層を成長させる工程と、
前記バッファ層上に順に電子供給層、チャネル層を成長させて電界効果型トランジスタを形成する工程とを備え、
前記チャネル層はＩｎＧａＡｓであり、
前記バッファ層に炭素をドープさせ、酸素を前記バッファ層に前記炭素の濃度以上に取り込ませることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記バッファ層を形成する前に、ハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料を導入して前記基板の表面をエッチングする工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記バッファ層を形成する前に、Ａｌを含んだ有機金属材料を導入して前記基板の表面を還元させる工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の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、デバイス特性と信頼性を改善することができる半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスと電子デバイスでは高性能化に伴い局所的な高濃度ｐ型半導体層が必要とされている。このために低拡散ドーパントである炭素がしばしば用いられる（例えば、非特許文献１，２参照）。光デバイスにおいては低雑音、高感度、かつ高速応答を実現するためにＡｌＩｎＡｓを増倍層に用いた電子増倍型アバランシェフォトダイオードが注目されている。アバランシェモードを制御するための電界緩和層に炭素のハイドープｐ型ＡｌＩｎＡｓ層が用いられている。また、電子デバイスにおいては携帯電話の信号増幅作用を持つヘテロ接合型バイポーラトランジスタの高効率化のために炭素がｐ型ベース層のドーパントとして用いられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 20, NO. 6, MARCH 15, 2008
【非特許文献２】IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 18, NO. 1, JANUARY 1, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハイドープｐ型炭素ドープ層は、低温、低Ｖ族流量などの特異な成長条件で得られ、加えてＡｌを組成として含む結晶材料ではさらに得られやすくなる。Ａｌは非常に活性な材料であり、成長条件的にも結晶中に炭素以外の不純物（特に酸素）が取り込まれやすく、さらに結晶成長炉内への成長材料の供給に伴い意図せぬ不純物が結晶中に取り込まれるため、デバイス特性や信頼性に悪影響を及ぼす問題があった。積層構造において、この現象はＡｌを含む結晶層や炭素ドーピングする最初の層の成長初期で顕著に見られるが、成長初期部よりも上部か、その層よりも上部の成長層からは見られなくなる。
【０００５】
電界緩和層に炭素ドープしたＡｌＩｎＡｓを用いた電子増倍型のアバランシェフォトダイオードにおいて、電界緩和層中に取り込まれた酸素等の不純物が欠陥として振舞う。電界緩和層を成長後に活性層である光吸収層を成長するため、増倍特性や信頼性を悪化させてしまう。また、炭素ドープのベース層を用いたヘテロ接合型バイポーラトランジスタにおいて、ベース層内に含まれた不純物が欠陥となるため、キャリア伝導の阻害要因となり信頼性に悪影響を及ぼす。
【０００６】
両者に共通することは炭素ドープ層がデバイス構造内に一層のみで存在し、かつ活性層付近に存在していることである。そのため良好な結晶性が得られにくい成長条件に加えて意図しない不純物取り込みが活性層付近の炭素ドープ層に発生し、デバイス特性や信頼性に影響が出てしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はデバイス特性と信頼性を改善することができる半導体装置の製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上にバッファ層を成長させる工程と、前記バッファ層上に順にアンドープ増倍層、電界緩和層、光吸収層、及び窓層を成長させてアバランシェフォトダイオードを形成する工程とを備え、前記電界緩和層にｐ型ドーパントとして炭素をドープし、前記バッファ層に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により炭素をドープした電界緩和層への意図しない不純物の取り込みを抑制することができるため、デバイス特性と信頼性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】ＩｎＰ基板上に成長した炭素ドープＡｌＩｎＡｓとＩｎＰの積層構造における不純物濃度のＳＩＭＳ分析結果を示す図である。
【図３】ＳｉドープＡｌＩｎＡｓ中に炭素を同時にドープした場合のキャリア濃度の変化を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る半導体装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る半導体装置を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態６に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、ｎ型ＩｎＰ基板１上に、キャリア濃度３〜５×１０１８ｃｍ−３、厚み０．１〜１μｍのｎ型ＩｎＰバッファ層２、キャリア濃度３〜５×１０１８ｃｍ−３、厚み０．１〜０．５μｍのｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３、厚み０．１〜０．５μｍのアンドープＡｌＩｎＡｓアバランシェ増倍層４、キャリア濃度０．５〜１×１０１８ｃｍ−３、厚み０．０５〜０．１５μｍのｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５、キャリア濃度１〜５×１０１５ｃｍ−３、厚み１〜２μｍのｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層６、キャリア濃度０．０１〜０．１×１０１５ｃｍ−３、厚み０．５〜１μｍのｎ−型ＩｎＰ窓層７、及びキャリア濃度１〜５×１０１８ｃｍ−３、厚み０．１〜０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層８が順に積層されたアバランシェフォトダイオードである。図示は省略するがｎ−型ＩｎＰ窓層７内にｐ型領域が形成されている。
【００１３】
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。各半導体層の成長方法は、有機金属気相成長法（MOVPE: Metal Organic Vapor Phase Epitaxy）、分子線エピタキシャル成長法（MBE: Molecular Beam Epitaxy）などである。
【００１４】
まず、結晶成長炉内においてＭＯＶＰＥ法を用い、成長温度を６３０℃として、ｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３、アンドープＡｌＩｎＡｓアバランシェ増倍層４を成長させる。ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３にはキャリア濃度が３〜５×１０１８ｃｍ−３となるように導電性を持つ不純物であるＳｉと共に炭素をドープする。
【００１５】
次に、成長温度を５８０℃付近まで降温し、結晶成長炉内においてｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５を成長させる。ｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５にｐ型ドーパントとして炭素をドープする。
【００１６】
次に、成長温度を６３０℃まで昇温し、結晶成長炉内においてｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層６、ｎ−型ＩｎＰ窓層７、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層８を順に成長させる。
【００１７】
図２は、ＩｎＰ基板上に成長した炭素ドープＡｌＩｎＡｓとＩｎＰの積層構造における不純物濃度のＳＩＭＳ分析結果を示す図である。第一層目の炭素ドープＡｌＩｎＡｓの成長初期には酸素が異常に取り込まれていることがわかる。これは炭素添加材料の構成元素にあるハロゲンの結晶成長炉内での反応や、結晶成長炉内で熱分解した有機金属材料からのＡｌが非常に活性であるため結晶成長炉内に残留する酸素と結合することで起きると推測される。さらに特徴的なことに、第二層目と第三層目の炭素ドープＡｌＩｎＡｓ中にはこの様な酸素取り込みが見られない。この現象を本実施の形態では利用している。
【００１８】
ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３成長中に炭素ドーパントソース（ＣＢｒ４など）による影響や活性なＡｌ材料によりゲッタリングが起こるため、結晶成長炉内に残存している酸素をｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３内に閉じ込めることができる。従って、ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３よりも上にある炭素ドープのｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５への酸素取り込みを防ぐことができる。ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３はアンドープＡｌＩｎＡｓアバランシェ増倍層４やｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５よりも下に存在し基板側に近いため、アバランシェフォトダイオードの動作時においてキャリア生成が行われるｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層６から離れており、酸素による結晶欠陥の影響を軽減することができる。
【００１９】
図３は、ＳｉドープＡｌＩｎＡｓ中に炭素を同時にドープした場合のキャリア濃度の変化を示す図である。ＳｉドープＡｌＩｎＡｓはｎ型伝導を示すが、炭素ドープＡｌＩｎＡｓはｐ型伝導を示す。このため、両者を同時にドープする場合、炭素量を増やすと徐々にｎ型としてのキャリア濃度が下がっていく。ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３のｎ型キャリア濃度はデバイス動作時のバッファ層空乏化に影響を及ぼさないよう３×１０１８ｃｍ−３以上であることが望ましい。そして、ゲッタリング作用をある程度発生させ第二層目の炭素ドープ層に残存酸素が取り込まれないようにする必要がある。両条件を満たすために、ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３における導電性を持つ不純物Ｓｉに対する炭素の比率は１／１０〜１／１００であることが望ましい。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態では、ｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層６から離れたｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３に酸素が取り込まれる。これにより、ｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層６付近の炭素をドープしたｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５への意図しない酸素の取り込みを抑制することができるため、増倍特性などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
【００２１】
なお、ｐ型層は不純物のドーピングだけでなく、Ｚｎ拡散によっても形成することができる。ｎ型ＩｎＰ基板に限らず、半絶縁性基板上に同等の構造を成長させてもよい。また、積層構造を上下逆にしてｐ型層から成長する場合、最初のｐ型コンタクト層を成長中に炭素を同時にドーピングすれば同じ効果が得られる。この場合、コンタクト層に他のｐ型ドーパントと同時に炭素をドープするが、元々炭素はｐ型ドーパントであるため特に問題は無い。またｐ型キャリア濃度をあげることができるのでコンタクト抵抗を下げることもできる。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態１ではｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３中に有機ハロゲン化物を用いて炭素をドープすることでゲッタリング作用を促す。しかし、炭素ドープＡｌＩｎＡｓはｐ型伝導のため同時にドープしたＳｉによるｎ型伝導を阻害するため炭素供給量を制御する必要がある。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層３ではなく、ｎ型ＩｎＰバッファ層２にＳｉと共に炭素をドープする。ＩｎＰ中へ炭素をドープするとｎ型伝導を示す。従って、バッファ層中にアクセプタとして働く炭素が存在しないためバッファ層の不純物濃度制御が容易になる。さらに、結晶成長炉内の不純物がＩｎＰ中へ取り込まれやすくなる状況を作ることができる。ＩｎＰ中へはＡｌＩｎＡｓ中と比べて酸素や炭素などの不純物は取り込まれにくいため、良好な結晶性を持つｎ型ＩｎＰバッファ層２を成長することができる。
【００２４】
その他、実施の形態１と同様にｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層６付近の炭素をドープしたｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層５への意図しない酸素の取り込みを抑制することができるため、増倍特性などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
【００２５】
実施の形態３．
本実施の形態では、ｎ型ＩｎＰバッファ層２を形成する前に、ハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料であるＣＢｒ４を結晶成長炉へ導入してｎ型ＩｎＰ基板１の表面をエッチングして１〜１０分クリーニングを行う。その後に実施の形態１，２と同様に結晶成長を行う。
【００２６】
成長前に導入する材料はＣＢｒ４だけでなくＣＣｌ３Ｂｒ（カーボントリクロライドブロマイド）やＴＢＣｌ（ターシャリーブチルクロライド）などのハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料でもよい。
【００２７】
また、Ａｌを含んだ有機金属材料（トリメチルアルミニウムなど）のように熱分解した際に還元作用を示す材料を結晶成長炉内に導入して、ｎ型ＩｎＰ基板１の表面を還元させてもよい。
【００２８】
このように結晶成長前にハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料やＡｌを含んだ有機金属材料を導入することで結晶成長炉に残存する酸素をゲッタリングして結晶成長層中への酸素取り込みを抑えることができる。さらに、基板表面で還元作用が起こり、基板表面に堆積している不純物を除去でき、不純物起因による特性悪化を防いで高品質なバッファ層を成長することができる。
【００２９】
本実施の形態の結晶成長前の処理は、受光素子の製造方法だけでなく、後述する発光素子や電子デバイスの製造方法にも適用することができ、同様な効果を得ることができる。
【００３０】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、ｎ型ＩｎＰ基板９上に、ｎ型ＩｎＰバッファ層１０、ｎ型ＩｎＰクラッド層１１、障壁層に炭素が変調ドープされたＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸活性層１２、ｐ型ＩｎＰクラッド層１３、ｐ型ガイド層１４、及びｐ型キャップ層１５が順に積層された変調ドープ半導体レーザである。
【００３１】
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。ＭＯＶＰＥ法を用いて、結晶成長炉内においてｎ型ＩｎＰ基板９上にｎ型ＩｎＰバッファ層１０を成長させる。結晶成長炉内においてｎ型ＩｎＰバッファ層１０上に順にｎ型ＩｎＰクラッド層１１、ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸活性層１２、ｐ型ＩｎＰクラッド層１３、ｐ型ガイド層１４、及びｐ型キャップ層１５を成長させる。ｎ型ＩｎＰバッファ層１０とｎ型ＩｎＰクラッド層１１の少なくとも一方に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープする。
【００３２】
ｎ型ＩｎＰクラッド層１１のキャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−３となるようにハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料を用いて炭素をドーピングするとともにＳｉやＳの様なドナーとドーピングを行う。ｐ型ＩｎＰクラッド層１３のキャリア濃度はＺｎなどを用い１×１０１８ｃｍ−３となるように制御する。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態では、ｎ型ＩｎＰバッファ層１０とｎ型ＩｎＰクラッド層１１の少なくとも一方に導電性を持つ不純物と共に炭素をドープして、ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸活性層１２から離れたこれらの層で結晶成長炉内の不純物の取り込みを起こさせる。これにより、炭素がドープされたＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸活性層１２への意図しない酸素の取り込みを抑制することができるため、発光強度や効率などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
【００３４】
なお、基板などの材料としてＩｎＰ以外のＧａＡｓを用いても、活性層の材料にＡｌＧａＩｎＰを用いることで同様の成長は可能である。また、基板の導電性がｐ型の場合でも活性層より上部をｎ型にすることで同様の成長が可能である。半導体基板の導電性は特に問わない。
【００３５】
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、半絶縁性ＧａＡｓ基板１６上に、酸素と炭素がドープされたＡｌＧａＡｓバッファ層１７、ｎ型ＧａＡｓコレクタ層１８、ｐ型ＧａＡｓベース層１９、ｎ型ＩｎＧａＰエミッタ層２０、ｎ型ＧａＡｓカバー層２１、及びｎ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層２２が順に積層されたバイポーラトランジスタである。
【００３６】
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。ＭＯＶＰＥ法を用いて、結晶成長炉内において半絶縁性ＧａＡｓ基板１６上にＡｌＧａＡｓバッファ層１７を成長させる。結晶成長炉内においてＡｌＧａＡｓバッファ層１７上に順にｎ型ＧａＡｓコレクタ層１８、ｐ型ＧａＡｓベース層１９、ｎ型ＩｎＧａＰエミッタ層２０、ｎ型ＧａＡｓカバー層２１、及びｎ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層２２を成長させる。
【００３７】
ここで、ＡｌＧａＡｓバッファ層１７を成長させる際に供給するＶ族材料の量を調整して、結晶成長炉内の酸素をＡｌＧａＡｓバッファ層１７に炭素の濃度以上に取り込ませる。また、キャリア濃度が２〜３×１０１８ｃｍ−３となるように有機ハロゲン化物を用いてｐ型ＧａＡｓベース層１９にｐ型ドーパントとして炭素をドープする。ｎ型ＩｎＧａＰエミッタ層２０のキャリア濃度は０．１〜１×１０１８ｃｍ−３、ｎ型ＧａＡｓカバー層２１とｎ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層２２のキャリア濃度は５×１０１８ｃｍ−３程度にする。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態では、結晶成長炉内の酸素をＡｌＧａＡｓバッファ層１７に炭素の濃度以上に取り込ませる。これにより、炭素がドープされたｐ型ＧａＡｓベース層１９への意図しない酸素の取り込みを抑制することができる。また、酸素が高濃度ドープされたＡｌＧａＡｓバッファ層１７は高抵抗であり、デバイス動作時のリーク電流が減る。このため、増幅効率などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
【００３９】
なお、基板などの材料としてＧａＡｓ以外のＩｎＰを用いても、ベース層やエミッタ層の材料にＡｌＩｎＡｓ又はＩｎＧａＡｓを用いることで同様の成長は可能である。また、ベース層の炭素ドープ成長はハロゲンを構成元素に持つ炭素添加材料によるドーパントを用いるほか、ＩＩＩ族材料に含まれるメチル基からの炭素供給によるドーピングも可能である。
【００４０】
実施の形態６．
図６は、本発明の実施の形態６に係る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、半絶縁性ＧａＡｓ基板２３上に、酸素と炭素がドープされたＡｌＧａＡｓバッファ層２４、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電子供給層２５、アンドープＡｌＧａＡｓスペーサ層２６、アンドープＩｎＧａＡｓチャネル層２７、アンドープＡｌＧａＡｓスペーサ層２８、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電子供給層２９、ｎ型ＡｌＧａＡｓショットキー層３０、及びｎ型ＧａＡｓキャップ層３１が順に積層された電界効果型トランジスタである。
【００４１】
続いて、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。ＭＯＶＰＥ法を用いて、結晶成長炉内において半絶縁性ＧａＡｓ基板２３上にＡｌＧａＡｓバッファ層２４を成長させる。結晶成長炉内においてＡｌＧａＡｓバッファ層２４上に順にｎ型ＡｌＧａＡｓ電子供給層２５、アンドープＡｌＧａＡｓスペーサ層２６、アンドープＩｎＧａＡｓチャネル層２７、アンドープＡｌＧａＡｓスペーサ層２８、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電子供給層２９、ｎ型ＡｌＧａＡｓショットキー層３０、及びｎ型ＧａＡｓキャップ層３１を成長させる。
【００４２】
ここで、ＡｌＧａＡｓバッファ層２４を成長させる際に供給するＶ族材料の量を調整して、結晶成長炉内の酸素をＡｌＧａＡｓバッファ層２４に炭素の濃度以上に取り込ませる。ｎ型ＡｌＧａＡｓ電子供給層２５，２９のキャリア濃度は１〜２×１０１８ｃｍ−３、ｎ型ＡｌＧａＡｓショットキー層３０のキャリア濃度はアンドープ又は１×１０１７ｃｍ−３以下、ｎ型ＧａＡｓキャップ層３１のキャリア濃度５×１０１８ｃｍ−３程度にする。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態では、ＡｌＧａＡｓバッファ層２４を成長させる際に供給するＶ族材料の量を調整して、結晶成長炉内の酸素をＡｌＧａＡｓバッファ層２４に炭素の濃度以上に取り込ませる。これにより、チャネル層と電子供給層への意図しない酸素の取り込みを抑制することができる。また、酸素が高濃度ドープされたＡｌＧａＡｓバッファ層２４は高抵抗であり、デバイス動作時のリーク電流が減る。このため、スイッチング速度や増幅効率などのデバイス特性と信頼性を改善することができる。
【００４４】
なお、ＧａＡｓ上のＩｎＧａＡｓ層は格子不整合のため成長できる臨界膜厚が非常に薄く、２０ｎｍ以下に設定することが望ましい。ＧａＡｓ以外でもＩｎＰを用いても電子供給層にＩｎＰやＡｌＩｎＡｓなどを用いても同様の成長は可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ｎ型ＩｎＰ基板、３  ｎ型ＡｌＩｎＡｓバッファ層、４  アンドープＡｌＩｎＡｓアバランシェ増倍層、５  ｐ型ＡｌＩｎＡｓ電界緩和層、６  ｎ−型ＩｎＧａＡｓ光吸収層、７  ｎ−型ＩｎＰ窓層、９  ｎ型ＩｎＰ基板、１０  ｎ型ＩｎＰバッファ層、１１  ｎ型ＩｎＰクラッド層、１２  ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸活性層、１３  ｐ型ＩｎＰクラッド層、１６  半絶縁性ＧａＡｓ基板、１７  ＡｌＧａＡｓバッファ層、１８  ｎ型ＧａＡｓコレクタ層、１９  ｐ型ＧａＡｓベース層、２０  ｎ型ＩｎＧａＰエミッタ層、２３  半絶縁性ＧａＡｓ基板、２４  ＡｌＧａＡｓバッファ層、
２５  ｎ型ＡｌＧａＡｓ電子供給層、２７  アンドープＩｎＧａＡｓチャネル層
【図１】
2015141936.tif 000003
【図２】
2015141936.tif 000004
【図３】
2015141936.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015141936.tif 000007
【図６】
2015141936.tif 000008