本发明专利技术得到一种能够改善器件特性和可靠性的半导体装置的制造方法。在n型InP衬底(1)上方使n型AlInAs缓冲层(3)生长。在n型AlInAs缓冲层(3)上方依次使无掺杂AlInAs雪崩倍增层(4)、p型AlInAs电场缓和层(5)、n-型InGaAs光吸收层(6)以及n-型InP窗口层(7)生长而形成雪崩光电二极管。在p型AlInAs电场缓和层(5)中作为p型掺杂物而掺杂碳。在n型AlInAs缓冲层(3)中，与具有导电性的杂质一起掺杂碳。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种能够改善器件特性和可靠性的。
技术介绍
在光学器件和电子器件中，伴随高性能化而需要局部高浓度的P型半导体层。因此，有时使用作为低扩散掺杂物的碳(例如，参照非专利文献1、2)。在光学器件中，为了实现低噪声、高灵敏度、且高速响应，在倍增层中使用AlInAs的电子倍增型雪崩光电二极管得到注目。在用于控制雪崩模式的电场缓和层中使用碳的高掺杂P型AlInAs层。另外，在电子器件中，为了使具有移动电话的信号放大作用的异质结双极型晶体管高效化，使用碳作为P型基极层的掺杂物。非专利文献1:1EEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.20, N0.6, MARCH15，2008非专利文献2:IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.18，N0.1, JANUARYI, 2006高掺杂p型碳掺杂层能够在低温、低V族流量等特殊的生长条件下得到，而且在将Al作为组分而包含的晶体材料中更加容易得到。Al是非常活跃的材料，在生长条件方面，在晶体中也容易混入碳以外的杂质(特别是氧)，并且伴随向晶体生长炉内供给生长材料，不期望的杂质会被吸入至晶体中，因此存在对器件特性或可靠性造成恶劣影响的问题。在层叠构造中，该现象在包含Al的晶体层、掺杂碳的最初层的生长初期显著地出现，但是从与生长初期部相比靠上部、或与该层相比靠上部的生长层起不会出现。在电场缓和层中使用掺杂有碳的AlInAs的电子倍增型的雪崩光电二极管中，混入至电场缓和层中的氧等杂质成为缺陷。由于在使电场缓和层生长后，生长作为活性层的光吸收层，因此，导致倍增特性、可靠性恶化。另外，在使用碳掺杂的基极层的异质结双极型晶体管中，由于包含在基极层内的杂质成为缺陷，因此成为阻碍载流子传导的主要原因，对可靠性造成恶劣影响。两者共通的是碳掺杂层在器件构造内仅存在一层，且存在于活性层附近。因此，存在下述问题，即，除了不易得到良好的晶体性的生长条件之外，还会在活性层附近的碳掺杂层中吸入不期望的杂质，对器件特性、可靠性产生影响。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种能够改善器件特性和可靠性的。本专利技术所涉及的，其特征在于，具有:在衬底上方使缓冲层生长的工序；以及在所述缓冲层上方依次使无掺杂倍增层、电场缓和层、光吸收层、以及窗口层生长而形成雪崩光电二极管的工序，在所述电场缓和层中作为P型掺杂物而掺杂碳，在所述缓冲层中与具有导电性的杂质一起掺杂碳。专利技术的效果根据本专利技术，能够抑制不期望的杂质被吸入至掺杂碳的电场缓和层，因此能够改善器件特性和可靠性。【附图说明】图1是表示本专利技术的实施方式I所涉及的半导体装置的剖面图。图2是表示在InP衬底上方生长的碳掺杂AlInAs和InP的层叠构造中的杂质浓度的SIMS分析结果的图。图3是表示在Si掺杂AlInAs中同时掺杂有碳的情况下的载流子浓度的变化的图。图4是表示本专利技术的实施方式4所涉及的半导体装置的剖面图。图5是表示本专利技术的实施方式5所涉及的半导体装置的剖面图。图6是表示本专利技术的实施方式6所涉及的半导体装置的剖面图。符号的说明In型InP衬底，3η型AlInAs缓冲层，4无掺杂AlInAs雪崩倍增层，5ρ型AlInAs电场缓和层，6η_型InGaAs光吸收层，7η -型InP窗口层，9η型InP衬底，1n型InP缓冲层，Iln型InP包覆层，12AlGaInAs量子阱活性层、13p型InP包覆层、16半绝缘性GaAs衬底，17AlGaAs缓冲层，18η型GaAs集电极层，19ρ型GaAs基极层，20η型InGaP发射极层，23半绝缘性GaAs衬底，24AlGaAs缓冲层，25η型AlGaAs电子供给层，27无掺杂InGaAs沟道层。【具体实施方式】参照附图对本专利技术的实施方式所涉及的进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式I所涉及的半导体装置的剖面图。该半导体装置是如下所述的雪崩光电二极管，即，在η型InP衬底I上方依次层叠有:载流子浓度3?5X 118cnT3、厚度0.1?I μπι的η型InP缓冲层2 ;载流子浓度3?5X1018cm_3、厚度0.1?0.5 μ m的η型Al InAs缓冲层3 ;厚度0.1?0.5 μ m的无掺杂Al InAs雪崩倍增层4 ;载流子浓度0.5?I X 1018cnT3、厚度0.05?0.15 μ m的P型Al InAs电场缓和层5 ;载流子浓度I?5 X 1015cnT3、厚度I?2 μ m的ιΓ型InGaAs光吸收层6 ;载流子浓度0.01?0.1 X 10 1W3、厚度0.5?Iym的η_型InP窗口层7 ;以及载流子浓度I?5X 10 18cm_3、厚度0.1 -0.5 μπι的P型InGaAs接触层8。虽省略图示，但在η_型InP窗口层7内形成有ρ型区域。下面，对本实施方式所涉及的进行说明。各半导体层的生长方法为金属有机气相外延生长法(MOVPE:Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)、分子束外延生长法(MBE:Molecular Beam Epitaxy)等。首先，在晶体生长炉内使用MOVPE法，将生长温度设为630 °C，并在η型InP衬底I上方，使η型InP缓冲层2、η型AlInAs缓冲层3、无掺杂AlInAs雪崩倍增层4生长。在η型AlInAs缓冲层3中，以使载流子浓度成为3?5 X 1018cm_3的方式，与作为具有导电性的杂质Si —起，惨杂碳。然后，将生长温度降温至580°C附近，在晶体生长炉内使p型AlInAs电场缓和层5生长。在P型AlInAs电场缓和层5中作为p型掺杂物而掺杂碳。然后，将生长温度升温至630°C，在晶体生长炉内依次使n_型InGaAs光吸收层6、rT型InP窗口层7、P型InGaAs接触层8生成。图2是表示在InP衬底上方生长的碳掺杂AlInAs和InP层叠构造中的杂质浓度的SMS分析结果的图。由此可知，在第一层的碳掺杂AlInAs的生长初期，氧被异常地吸Ao推测其原因在于，由于碳添加材料的构成元素中存在的卤素在晶体生长炉内的反应、或来自在晶体生长炉内热分解的有机金属材料的Al非常活跃，因此与残留在晶体生长炉内的氧结合而引起的。并且特征在于，在第二层和第三层的碳掺杂AlInAs中不会出现如上所述的氧吸入。在本实施方式中利用该现象。在η型AlInAs缓冲层3的生长中，由碳掺杂源(CBr^ )的影响、活跃的Al材料而发生吸杂，因此，能够将在晶体生长炉内残留的氧限制在η型AlInAs缓冲层3内。因此，能够防止向比η型AlInAs缓冲层3位于上方的碳掺杂ρ型AlInAs电场缓和层5的氧吸入。η型AlInAs缓冲层3与无掺杂AlInAs雪崩倍增层4、ρ型AlInAs电场缓和层5相比位于下方，与衬底侧较近，因此在雪崩光电二极管动作时，与进行载流子生成的η_型InGaAs光吸收层6分离，能够减轻由氧引起的晶体缺陷的影响。图3是表示在Si掺杂AlInAs中同时掺杂有碳的情况下的载流子浓度的变化的图。Si掺杂AlInAs表不η型传导，碳掺杂AlInAs表不ρ型传导。因此，在同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：在衬底上方使缓冲层生长的工序；以及在所述缓冲层上方依次使无掺杂倍增层、电场缓和层、光吸收层以及窗口层生长而形成雪崩光电二极管的工序，在所述电场缓和层中作为p型掺杂物而掺杂碳，在所述缓冲层中，与具有导电性的杂质一起掺杂碳。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：山口晴央，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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