(57)【要約】【課題】Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ等のエピウェハを成長する前後での電気的特性の変動を低減すること、すなわち反応炉内のＨ２Ｓｅのメモリー効果を低減することが可能な化合物半導体の気相成長方法を得ること。【解決手段】目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層７を有する電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を終了した後、擬似成長としてＶ族原料を流しながら昇温するプロセスを行い、その後に再び目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層７を有する電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を行うことを特徴とする化合物半導体の気相成長方法。【選択図】      図１
2004241463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内に設置した半絶縁性化合物半導体基板を加熱し、反応炉内にＩＩＩ族とＶ族の原料を流すことにより、Ｓｅをドープしたｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造を得るべく、基板上にエピタキシャル層を成長させるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相エピタキシャル成長方法において、
目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を終了した後、擬似成長としてＶ族原料を流しながら昇温するプロセスを行い、その後に再び目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を行うことを特徴とする化合物半導体の気相成長方法。
【請求項２】
請求項１記載の化合物半導体の気相成長方法において、
上記ノンアロイコンタクト層を成長する際、ｎ型ドーパントのＳｅ原料としてＨ２Ｓｅを用いることを特徴とする化合物半導体の気相成長方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の化合物半導体の気相成長方法において、
上記擬似成長時の基板表面温度を４００℃〜９００℃の範囲とすることを特徴とする化合物半導体の気相成長方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の化合物半導体の気相成長方法において、
上記ｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイスが、ｎ型のノンアロイコンタクト層を有する高電子移動度トランジスタであることを特徴とする化合物半導体の気相成長方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の化合物半導体の気相成長方法において、
上記ｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイスが、ｎ型のノンアロイコンタクト層を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタであることを特徴とする化合物半導体の気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電子移動度トランジスタ（Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＨＥＭＴ）等の電子デバイスのエピタキシャル層を成長させるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相エピタキシャル成長方法、特にＳｅ（セレン）をドープしたｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイスのエピタキシャル層を成長させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスタの性能を向上させるためには、より多くの多数キャリアをより高速に伝達できる材質を用いることが重要である。ＧａＡｓ（ガリウム砒素）やＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）などの化合物半導体はＳｉ（シリコン）半導体に比べて、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（Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）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。
【０００３】
ノンアロイコンタクト層を有するＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハ（以下、ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハと略す）のおおまかな構造を図２に示す。ＨＥＭＴ用エピウェハは、半絶縁性基板１上に結晶成長したバッファ層２、電子走行層３、スペーサ層４、電子供給層５及びノンアロイコンタクト層７を具備する。
【０００４】
基板１は単結晶成長するための下地である。バッファ層２は、基板表面の残留不純物の影響によるデバイス特性劣化を防ぐ働きや、電子走行層３からのリーク電流を防ぐ働きをもつ半絶縁性のＧａＡｓ層またはＡｌＧａＡｓ（アルミニウムガリウム砒素）層である。電子走行層３は自由電子が流れる半絶縁性のＩｎＧａＡｓ層であり、高純度である必要がある。スペーサ層４は、電子走行層の自由電子が電子供給層の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を持つ半絶縁性のＧａＡｓ層またはＡｌＧａＡｓ層である。電子供給層５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３へ供給する働きをもつｎ型のＡｌＧａＡｓ層である。ノンアロイコンタクト層７は金属電極とのオーミックコンタクトを形成するキャリア濃度の大きなｎ型のＩｎＧａＡｓ層である。
【０００５】
コンタクト層７は電極を形成するための層であり、低抵抗であることが重要である。コンタクト層７の抵抗を下げるためには、キャリア濃度を高くしなければならないが、従来よく用いられているＧａＡｓでは５×１０１８ｃｍ−３以上のキャリア濃度を得るのは難しい。そこでＩｎＧａＡｓを用い、例えば１×１０１９ｃｍ−３という高キャリア濃度を実現できるようにしている。
【０００６】
上記ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの具体的な構造例を図３に示した。結晶成長のことをエピタキシャルと言う。エピタキシャル層名称のｎ−はエピタキシャル層がｎ型であることを表し、ｎ＋−はキャリア濃度が大きいｎ型であることを表している。また、ｉ−はエピタキシャル層が半絶縁性であることを表している。厚さの単位はｎｍ（１０−９ｍ）である。キャリア濃度の単位はｃｍ−３である。
【０００７】
このＨＥＭＴ用エピウェハは、ＭＯＶＰＥ法により、半絶縁性ＧａＡｓ基板１上に、バッファ層２として、ｉ−ＧａＡｓ（厚さ５００ｎｍ、キャリア濃度１×１０１３ｃｍ−３以下）、ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ（厚さ１００ｎｍ、キャリア濃度１×１０１６ｃｍ−３以下）、ｉ−ＧａＡｓ（厚さ１００ｎｍ、キャリア濃度１×１０１５ｃｍ−３以下）、ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ（厚さ１００ｎｍ、キャリア濃度１×１０１６ｃｍ−３以下）、ｉ−ＧａＡｓ（厚さ１００ｎｍ、キャリア濃度１×１０１５ｃｍ−３以下）を順次設け、更に、電子走行層３としてｉ−Ｉｎ０．２０ＧａＡｓ（厚さ２０ｎｍ）を設ける。その上に更に、スペーサ層４として、ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層（厚さ５ｎｍ、キャリア濃度１×１０１６ｃｍ−３以下）、電子供給層５としてｎ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ（厚さ２５ｎｍ、キャリア濃度３×１０１８ｃｍ−３（Ｓｉドープ））、その上にゲートコンタクト層６としてｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ（厚さ５０ｎｍ、キャリア濃度１×１０１６ｃｍ−３以下）を設け、その上にノンアロイコンタクト層７としてｎ＋−Ｉｎ０．５０ＧａＡｓ（厚さ５０ｎｍ、キャリア濃度１×１０１９ｃｍ−３）を設ける。
【０００８】
このノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの成長方法を以下に述べる。
【０００９】
エピタキシャル層を成長させる半絶縁性化合物半導体基板を成長炉内にセットし、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形成する。
【００１０】
ｉ−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ＡｓＨ３（アルシン）を基板に供給する。なお、Ｇａ原料として他にＧａ（ＣＨ３ＣＨ２）３（トリエチルガリウム）がある。Ａｓ原料として他にＡｓ（ＣＨ３）３（トリメチル砒素）、ＴＢＡ（ターシャリーブチルアルシン）がある。
【００１１】
ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＡｓＨ３、及びＡｌ原料の用Ａｌ（ＣＨ３）３（トリメチルアルミニウム）を基板に供給する。なお、Ａｌ原料として他にＡｌ（ＣＨ３ＣＨ２）３（トリエチルアルミニウム）がある。Ａｌ０．２５ＧａＡｓとはＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓを略したものであり、ＡｌとＧａの比が０．２５：０．７５であることを意味する。
【００１２】
ｉ−Ａｌ０．２０ＧａＡｓを成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＡｓＨ３、及びＩｎ原料のＩｎ（ＣＨ３）３（トリメチルインジウム）を基板に供給する。Ｉｎ０．２０ＧａＡｓとはＩｎ０．２０Ｇａ０．８０Ａｓを略したものであり、ＩｎとＧａの比が０．２０：０．８０であることを意味する。なお、Ｉｎ原料として他にＩｎ（ＣＨ３ＣＨ２）３（トリエチルインジウム）がある。
【００１３】
ｎ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓを成長する場合には、Ａｌ（ＣＨ３）３、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（珪素）がある。Ｓｉ原料としてＳｉＨ４（モノシラン）、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）がある。
【００１４】
ｎ＋−Ｉｎ０．５０ＧａＡｓ（ノンアロイコンタクト層７）を成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ３ＣＨ２）３、ＡｓＨ３、Ｉｎ（ＣＨ３）３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Ｓｅ（セレン）がある。Ｓｅ原料としてはＨ２Ｓｅ（セレン化水素）がある。Ｓｅを高濃度にドーピングさせるため、炉内の熱環境を最適化し、Ｇａ（ＣＨ３ＣＨ２）３、ＡｓＨ３、Ｉｎ（ＣＨ３）３、及びＨ２Ｓｅ（セレン化水素）を基板に供給する。
【００１５】
ところで、ノンアロイコンタクト層７のｎ型ドーパントには、高濃度にドーピングするためＨ２Ｓｅを用いている。Ｈ２Ｓｅは配管内に残留する「メモリー効果」が非常に高いため、連続成長していくと配管内に残留しているＨ２Ｓｅによりｎ型ドーパントとして追加され、電気的特性に影響を及ぼす、という問題がある。
【００１６】
従来、ｎ型層を成長しないときは、水素などの不活性ガスをｎ型ドーパント供給ラインに供給するが、ｎ型ドーパントは配管でのメモリー効果が非常に大きいため、通常用いられる水素や窒素などの不活性ガスによる配管パージだけでは配管内の残留しているｎ型ドーパントを完全に除去することはできない。そこで、気相成長前及び気相成長中断中に、Ｖ族元素を含む原料化合物をｎ型ドーパント供給ラインに流すことによって、ｎ型ドーパント供給ラインの清浄化を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１０−０９７９９６号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ノンアロイコンタクト層のｎ型ドーパントであるＨ２Ｓｅは、反応炉内にも供給される以上、配管のみならず反応炉内にも残留する。この「メモリー効果」により、連続成長していくと、反応炉内に残留しているＨ２Ｓｅによりｎ型ドーパントとして追加され、次成長時の電気的特性に影響を及ぼす。
【００１９】
上記特許文献１は、この反応炉内に残留するＨ２Ｓｅの「メモリー効果」を低減する技術については記載がない。発明の要点で後述するように、反応炉におけるＨ２Ｓｅの「メモリー効果」についても、これを低減しないと、連続成長したエピタキシャルウェハの電気的特性が変動し、安定した量産ができず、歩留の低下にもつながるという問題がある。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ等のエピウェハを成長する前後での電気的特性の変動を低減すること、すなわち反応炉内のＨ２Ｓｅの「メモリー効果」を低減することが可能な化合物半導体の気相成長方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
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。
【００２２】
請求項１の発明に係る化合物半導体の気相成長方法は、反応炉内に設置した半絶縁性化合物半導体基板を加熱し、反応炉内にＩＩＩ族とＶ族の原料を流すことにより、Ｓｅ（セレン）をドープしたｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造を得るべく、基板上にエピタキシャル層を成長させるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相エピタキシャル成長方法において、目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を終了した後、擬似成長としてＶ族原料を流しながら昇温するプロセスを行い、その後に再び目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１記載の化合物半導体の気相成長方法において、上記ノンアロイコンタクト層を成長する際、ｎ型ドーパントのＳｅ原料としてＨ２Ｓｅ（セレン化水素）を用いることを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の化合物半導体の気相成長方法において、上記擬似成長時の基板表面温度を４００℃〜９００℃の範囲とすることを特徴とする。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の化合物半導体の気相成長方法において、上記ｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイスが、ｎ型のノンアロイコンタクト層を有する高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）であることを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の化合物半導体の気相成長方法において、上記ｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイスが、ｎ型のノンアロイコンタクト層を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタであることを特徴とする。
【００２７】
＜発明の要点＞
目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造がＨＥＭＴ構造である場合を例にすると、従来技術では、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長した後に、Ｈ２Ｓｅが反応炉内にメモリー効果として残り、次成長時の電気的特性に影響を及ぼすという問題がある。連続成長したエピタキシャル層の電気的特性が変動するということは、安定した量産ができず、歩留の低下にもつながる。
【００２８】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、図３に示す構造のノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長する前と後において、図３内に示した電気的特性評価用構造（基板１、バッファ層２、電子走行層３、スペーサ層４、電子供給層５及びゲートコンタクト層６）のエピタキシャルウェハ（評価用構造エピウェハ）の成長を行い、作製したそれぞれの評価構造用エピウェハのシート抵抗を渦電流法により測定した。シート抵抗とはエピタキシャルウェハ表面での抵抗であり、単位はΩ／ｓｑ．である。この結果を表１の左欄「従来技術（擬似成長無し）」に示す。
【００２９】
表１に示すように、従来技術（擬似成長無し）の場合、ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長する前（Ｈ２Ｓｅ使用前）の評価用構造エピウェハ（図４（ａ））では、シート抵抗が３４７Ω／ｓｑ．であるのに対し、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長（図４（ｂ））した後の評価用構造エピウェハ（図４（ｃ））では、シート抵抗が２９６Ω／ｓｑ．と低下している。すなわち、ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長する前と後で、評価構造用エピウェハのシート抵抗が１４．７％も下がっている。評価用構造エピウェハのシート抵抗が大幅に変動するということは、ＨＥＭＴの電気的特性であるピンチオフ電圧やシートキャリア濃度、電子移動度も変動するということである。すなわち同じ条件でノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを連続成長しても同じ電気的特性のエピタキシャルウェハが成長できない。これでは安定量産ができず、歩留の低下にもつながってしまう。
【００３０】
そこで、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長（図１（ｂ））した後に、つまり目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有するＨＥＭＴ構造の成長を一回成長し終わる毎に、擬似成長としてＶ族原料を流しながら昇温するプロセス（図１（ｃ））を行う。このようにすると、Ｖ族原料が反応炉内のｎ型ドーパントのＨ２Ｓｅと反応して、Ｈ２Ｓｅのメモリー効果が低減される。従って、この擬似成長プロセスを行った後に、再び目的とする電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を行うようにすると、安定して、所望の電気的特性を有する電子デバイス構造の化合物半導体を気相成長することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００３２】
本実施形態では、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長する前後での電気的特性の変動を低減するため、すなわち反応炉内のＨ２Ｓｅのメモリー効果を低減するために、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長した後、擬似成長としてＶ族原料を流しながら成長温度まで昇温するプロセスを行う。そして、その後に、目的のノンアロイコンタクト層付ＨＥＭＴの積層構造を持つウェハのエピタキシャル層を成長する。
【００３３】
図１に本実施形態におけるノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの成長フロー図を示す。図示するように、図３内に示した電気的特性評価用構造（基板１、バッファ層２、電子走行層３、スペーサ層４、電子供給層５及びゲートコンタクト層６）のエピウェハをエピタキシャル成長し（図１（ａ））、次いでＨ２Ｓｅを用いたノンアロイコンタクト層７をエピタキシャル成長して（図１（ｂ））、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長する。
【００３４】
次に、擬似成長としてＶ族原料のＡｓＨ３を流しながら昇温し、１０分間保持するプロセスを行う（図１（ｃ））。この昇温時の基板表面温度は４００℃〜９００℃の範囲とする。その後に、再び目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造のためのエピタキシャル層の成長を行う（図１（ｄ））。
【００３５】
このように目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有するＨＥＭＴ等の電子デバイス構造の成長を一回成長し終わる毎に、擬似成長のプロセス（図１（ｃ））を入れることで、反応炉内のＨ２Ｓｅメモリー効果を低減し、次の目的のエピタキシャル成長において電気的特性を変動させずに成長を行うことができる。
【００３６】
【実施例】
本発明を図３のノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハ作製後に適用した。
【００３７】
ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの成長条件を下記する。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ウェハを用いた。ｉ−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。ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ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。ｉ−Ｉｎ０．２０ＧａＡｓ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。ｎ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の成長には、ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓの成長に使用したＧａ（ＣＨ３）３、Ａｌ（ＣＨ３）３、ＡｓＨ３に加えてＳｉ２Ｈ６を使用した。Ｓｉ２Ｈ６の流量は５０ｃｃ／分である。Ｓｉ２Ｈ６以外の流量はｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の場合と同じである。ｎ＋−Ｉｎ０．５０ＧａＡｓ層の成長には、Ｇａ（ＣＨ３Ｈ２）３、Ｉｎ（ＣＨ３）３、ＡｓＨ３及びＨ２Ｓｅを用い、それらの流量はそれぞれ１５０ｃｃ／分、４００ｃｃ／分、１００ｃｃ／分及び２００ｃｃ／分である。
【００３８】
まず、上記ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハのエピタキシャル成長前に、図３中で示した評価用構造（基板１、バッファ層２、電子走行層３、スペーサ層４、電子供給層５及びゲートコンタクト層６）のエピウェハをエピタキシャル成長した（図１（ａ）参照）。次いでｎ型ドーパントのＳｅ原料としてＨ２Ｓｅを用い、Ｓｅドープのｎ型のノンアロイコンタクト層７をエピタキシャル成長し（図１（ｂ））、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを形成した。
【００３９】
次に、Ｖ族原料のＡｓＨ３を流しながら昇温し、１０分間保持するという擬似成長を、下記の条件で行った（図１（ｃ））。すなわち、昇温時の基板温度を成長時と同じく６６０℃、成長炉内圧力を７０Ｔｏｒｒとし、希釈用ガスとして水素を用いた。そして、Ｖ族原料であるＡｓＨ３を流量５００ｃｃ／分で流し、昇温後１０分間保持し、その後冷却した。
【００４０】
この擬似成長後、再び評価用構造のエピウェハ（図１（ｄ））のエピタキシャル成長を行った。
【００４１】
上記ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハ成長後に擬似成長を行った実施例の場合（本発明「擬似成長有り」）と、ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハ成長後に擬似成長を行わなかった場合（従来技術「擬似成長無し」）について、ノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハのエピタキシャル成長の前と後（つまりＨ２Ｓｅ使用前と後）における評価用構造エピウェハのシート抵抗を渦電流法により測定し、その変動率を比較した。その結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2004241463.tif 000003
【００４３】
表１に示すように、従来技術（擬似成長無し）の場合、Ｈ２Ｓｅの使用前と後（図４（ａ）と（ｃ））において、評価用構造エピウェハのシート抵抗が３４７Ω／ｓｑ．から２９６Ω／ｓｑ．と低下し、シート抵抗変動率が１４．７％と高くなっている。これに対し、本発明の実施例（擬似成長有り）の場合、Ｈ２Ｓｅの使用前と後（図１（ａ）と（ｄ））において、評価用構造エピウェハのシート抵抗は３４７Ω／ｓｑ．から３４４Ω／ｓｑ．までしか低下せず、シート抵抗変動率が０．９％に止まっている。
【００４４】
このように本発明の実施例（擬似成長「有り」）では、評価用構造エピウェハのシート抵抗変動率が非常に小さいことが分かる。
【００４５】
表２に評価用構造エピウェハのエピタキシャル層中のＳｅ濃度を比較したものを示す。ここでは、従来技術（擬似成長「無し」）でのノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの成長前と後（Ｈ２Ｓｅの使用前と後）の評価用構造エピウェハ（図４（ａ）と（ｃ））と、本発明の実施例（擬似成長「有り」）でのノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハのエピタキシャル成長前と後（Ｈ２Ｓｅ使用前と後）の評価用構造エピウェハ（図１（ａ）と（ｄ））について、それぞれ二次イオン質量分析（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＳＩＭＳ）を行い、そのエピタキシャル層中のＳｅ濃度を定量化した。
【００４６】
【表２】
2004241463.tif 000004
【００４７】
表２に示すように、従来技術（擬似成長無し）の場合、Ｈ２Ｓｅ使用前と後における評価用構造エピウェハのＳｅ濃度が１×１０１５ｃｍ以下から１．４×１０１６ｃｍと高くなっている。これに対し、本発明の実施例（擬似成長有り）の場合、Ｈ２Ｓｅ使用前と後における評価用構造エピウェハのＳｅ濃度が共に１×１０１５ｃｍ以下で変化がない。このことから本発明の実施例ではＳｅ濃度が従来技術よりも低いことが分かる。すなわち反応炉内のＨ２Ｓｅのメモリー効果が十分に低減されていることが分かる。
【００４８】
本発明は、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを成長する前後での電気的特性の変動を低減するもの、すなわち反応炉内のＨ２Ｓｅの「メモリー効果」を低減するものである。Ｈ２Ｓｅを用いたエピタキシャル成長後に、Ｖ族原料を流しながら昇温する擬似成長を入れて、Ｈ２Ｓｅのメモリー効果を低減できれば電気的特性の変動を低減でき、製品の安定量産につながる。
【００４９】
上記実施形態では、Ｈ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの成長前後で電気的特性を不安定とせずに製造する方法として説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ノンアロイコンタクト層にＨ２Ｓｅを用いた図５の如き構成のヘテロ接合バイポーラトランジスタ（Ｈｅｔｅｒｏ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＨＢＴ）にも同様に適用可能である。
【００５０】
なお、擬似成長としてＶ族原料を流しながら成長温度まで昇温するプロセスの替わりに、ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層などのエピタキシャル層を実際に成長することでも、反応炉内のＨ２Ｓｅの「メモリー効果」を低減することができた。ただし、成長するエピタキシャル膜厚が不十分であるとＨ２Ｓｅのメモリー効果を低減できないし、また、余分な原料を使用してしまうことになるので、原料の節約という観点からも本発明は最適である。
【００５１】
【発明の効果】
目的とするｎ型のノンアロイコンタクト層を有する電子デバイス構造がＨＥＭＴ構造である場合を例にすると、従来技術（擬似成長無し）では、図３のようなＨ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを製作した前と後で比較したとき、評価構造用エピウェハのシート抵抗が表１に示すように１４．７％も変動する。シート抵抗が大幅に変動するということは、ＨＥＭＴの電気的特性であるピンチオフ電圧やシートキャリア濃度、電子移動度も変動するということである。すなわち同じ条件でノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハを連続成長しても同じ電気的特性のエピタキシャルウェハが成長できない。これでは安定量産ができず、歩留の低下にもつながってしまう。
【００５２】
本発明では、このような電気的特性の変動を低減するため、すなわち反応炉内のＨ２Ｓｅのメモリー効果を低減するために、目的とするＨ２Ｓｅを用いたノンアロイ層付のＨＥＭＴ等の電子デバイス構造のエピウェハを成長した後、擬似成長としてＶ族原料を流しながら成長温度まで昇温するプロセスを行う。そして、その後に次の目的とする電子デバイス構造のエピタキシャル層を成長する。
【００５３】
本発明により、このように擬似成長のプロセスを入れることで、反応炉内のＨ２Ｓｅメモリー効果が低減でき、次の目的とするエピタキシャル成長においても、電気的特性を変動させずに成長を行うことができる。すなわち本発明によれば、Ｈ２Ｓｅのメモリー効果を低減して、電気的特性の変動を低減することができ、製品の安定量産に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る化合物半導体の気相成長方法のフロー図である。
【図２】本発明を適用したノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの基本構造図である。
【図３】本発明を適用したノンアロイ層付ＨＥＭＴ用エピウェハの断面構造を示す図である。
【図４】従来技術の化合物半導体の気相成長方法を示すフロー図である。
【図５】本発明を適用可能なＨＢＴの基本構造を示す図である。
【符号の説明】
１  半絶縁性基板
２  バッファ層
３  電子走行層
４  スペーサ層
５  電子供給層
７  ノンアロイコンタクト層
【図１】
2004241463.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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