專利名稱：在具有受控界面特性和擴(kuò)散尾的第Ⅳ族襯底上制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電子和光電子器件的外延沉積。更具體地，本發(fā)明涉
及在第IV族襯底上沉積第m/v族電子和光電子器件結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在第iv族襯底上沉積用于第in/v族光電/電子器件如多結(jié)太陽能電池
和發(fā)光二極管(LED)的層序列是已知的。這種器件的電子和光學(xué)性能正
在被廣泛研究，并且這些性能和襯底外延層界面特性之間的關(guān)聯(lián)性受到極大關(guān)注。對于襯底外延層界面給予關(guān)注的原因多半是由于這些器件的性能
由該界面的品質(zhì)決定。
當(dāng)在第IV族襯底例如Ge上外延沉積第III/V族材料例如GaAs時，不易于形成第III和V族層的合適的原子層序列。第IV族位點(Ge原子)可結(jié)合第III族或第V族原子。實際上，第IV族襯底的某些區(qū)域會結(jié)合第III族原子，而一些其它區(qū)域會結(jié)合第V族原子。這些不同的生長區(qū)之間的邊界區(qū)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)缺陷，如反相疇(anti-phase domains)，這不利地影響器件的性能。
為減少這些不希望事件中的一些，第IV族襯底通常是晶向偏角(off cutangle)為0-15。的斜切襯底(vicinal substrate)。這些斜切襯底提供其中原子能夠與不同掩^結(jié)構(gòu)相附著的臺面(terrace )和臺階邊緣(step edge)，因此在生長工藝中提供更高級別。
在器件例如具有在第IV族襯底上外延沉積的第III/V族化合物的太陽能電池中，經(jīng)常需要通過在第IV族襯底中擴(kuò)散例如第V族物質(zhì)從而在第IV族村底中產(chǎn)生器件本身的一部分。作為一個實例，對于太陽能電池，如果在p-型Ge襯底中擴(kuò)散第V族元素，那么形成n-型區(qū)域，產(chǎn)生p-n結(jié)。該p-n結(jié)變成光活性的并且可以是單一或多結(jié)太陽能電池的一部分。然而，當(dāng);通常工藝溫度(500-750。C )下在Ge襯底上沉積第HI/V族化合物時，化合物的第V族元素在襯底中趨于難以控制地擴(kuò)散，由此4吏得可預(yù)期的p-n結(jié)的形成變得困難。在包括具有預(yù)先存在的p-n結(jié)的Ge襯底的情況下，例如可以是在Ge、 SiGe和SiC電子電路上的A質(zhì)集成第III-V族光電/電子器件的情況下，沉積覆蓋第III/V族化合物可改變預(yù)先存在的p-n結(jié)的摻雜分布，導(dǎo)致p-n結(jié)與器件的性能低于正常標(biāo)準(zhǔn)。因此，電特性難以控制。在此情況下，獲得和保持襯底p-n結(jié)的期望的摻雜分布和電特性可變得相當(dāng)困難，甚至是不可能，在太陽能電池的情況下，這些電特性包括開路電壓(V。e)。此外，第IV族原子會從襯底擴(kuò)散i^外延沉積的第III/V族層。因此，當(dāng)沒有通過使用適合的成核條件和材料來減小第IV族原子的過度擴(kuò)散時，初始0.5 ~ ljim的第III/V層序列內(nèi)的層可高度摻雜有第IV族元素。第IV族原子例如Si和Ge在適中的濃度下通常是第III/V族半導(dǎo)體材料中的n-型摻雜劑。然而，這些原子由于它們的兩性本質(zhì)，因此在以顯著大于2xl018 cm—s的濃度引入時，可導(dǎo)致大程度的補償(組合引入n畫和p-型雜質(zhì))，經(jīng)常導(dǎo)致J^質(zhì)半導(dǎo)體層的電性能和光學(xué)性能的顯著劣化。
Ermer等人的美國專利6，380，601Bl (以下稱為Ermer)教導(dǎo)在p-型
Ge襯底上的n摻雜的中間層上沉積GalnP，并在所述GalnP層上后續(xù)沉
積GaAs 二元化合物。GalnP層的磷在Ge襯底中的擴(kuò)散不趨于如GaAs
層的砷一樣深。因此，磷摻雜和GalnP層的后續(xù)沉積使得能夠較好地控制
Ge襯底的n-型層的摻雜分布，并因此導(dǎo)致較好地控制在Ge襯底中形成的
p-n結(jié)的電特性。然而，在Ge襯底界面處具有GalnP界面層的問M:在用于這些材料的典型外延工藝條件下制備的器件的形態(tài)不理想經(jīng)常存
在很多缺陷。似乎需要GalnP界面層的極端成核條件(溫度、沉積速率、第V族過壓)以獲得具有適當(dāng)形態(tài)的器件。
因此，需要提供在典型外延工藝條件下制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件具有在第IV族襯底上外延沉積的第HI/V族化合物，所述器件具有合適的形態(tài)，并且所述方法允許更好地控制光學(xué)和電學(xué)的界面特性以及在第IV族襯底中的擴(kuò)M。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是避免或減輕具有在第iv族襯底上的外延第m/v
族層的上述器件的至少一個缺點。第一方面中，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括第IV族層；和在所述第IV族層上形成的成核層。所述成核層包括第III-V族化合物，所述第III-V族化合物具有至少鋁(Al)作為第III族元素以及砷(As)、氮(N)和銻(Sb)中的至少一種作為第V族元素。
第二方面中，本發(fā)明l^供一種在第IV族層上制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括:在第IV族層上形成成核層的步驟，所述成核層包括第III-V族化合物，所述第III-V族化合物具有至少鋁(Al)作為笫III族元素以及砷(As)、氮(N)和銻(Sb)中的至少一種作為第V族元素。所述方法還包括在成核層上形成第一第III-V族化合物層的步驟。
第三方面中，本發(fā)明提供一種控制在笫IV族襯底中形成的p-n結(jié)摻雜分布(doping profile)的方法。所述方法包括在第IV族襯底上形成成核層的步驟，所述成核層包括第III-V族化合物，所述第III-V族化合物具有至少鋁(Al)作為第III族元素以及砷(As)、氮(N)和銻(Sb)中的至少一種作為第V族元素。所述方法還包括在成核層上形成第III-V族化合物層的步驟，所述成核層用于控制第V族元素擴(kuò)散進(jìn)入第IV族襯底和用于控制第IV族元素從第IV族襯底中擴(kuò)散出來。
當(dāng)參考下文結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方案的描述時，本發(fā)明的其它方面和特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。


現(xiàn)在將參考附圖，通過僅作為示例的方式來描述本發(fā)明的實施方案，其中
圖l是本發(fā)明的一個實施方案的側(cè)視圖2A和2B是本發(fā)明實施方案的具有不同厚度的AlAs成核層的照片；
圖3是圖1的實施方案的霧度測量值作為AlAs成核層厚度的函數(shù)圖4是在斜切Ge村底上AlAs的沉積工藝的說明圖5是當(dāng)AlAs層的厚度是零時，對于圖1實施方案的結(jié)構(gòu)的不同原子物質(zhì)的SIMS數(shù)據(jù)圖6是當(dāng)AlAs層的厚度是11.6A時，對于圖1實施方案的結(jié)構(gòu)的不同原子物質(zhì)的SIMS數(shù)據(jù)圖7是本發(fā)明方法的流程圖8是作為圖1實施方案的結(jié)構(gòu)的AlAs厚度的函數(shù)的磷SIMS數(shù)據(jù)圖；圖9是作為圖1實施方案的結(jié)構(gòu)的AlAs厚度的函數(shù)的砷SIMS數(shù)據(jù)圖；圖10是作為圖1實施方案的結(jié)構(gòu)的AlAs厚度的函數(shù)的Ge SIMS數(shù)據(jù)
圖11顯示作為圖1實施方案結(jié)構(gòu)的四個不同的AlAs厚度的樣品深度的函數(shù)的褲濃度；
圖12顯示作為圖1實施方案結(jié)構(gòu)的四個不同的AlAs厚度的樣品深度的函數(shù)的砷濃度；
圖13顯示作為圖1實施方案結(jié)構(gòu)的四個不同的AlAs厚度的樣品深度的函數(shù)的Ge濃度；
圖14是具有類似于圖1實施方案中顯示的結(jié)構(gòu)的光伏電池的電流對電壓的圖；和
圖15是對于沒有利用AlAs成核層制造的光生伏打電池和利用AlAs成核層制造的光生伏打電池的一系列電流對電壓的圖。
具體實施例方式
通常，本發(fā)明提供制造具有其上沉積第in/v族層結(jié)構(gòu)的第iv族襯底
的電子或光電子器件的方法。所述方法4吏得能夠制造具有改善的形態(tài)和進(jìn)
入第IV族襯底的第V族組分和^第III/V族層的第IV族組分的受控?fù)?br> 雜分布的器件。
圖1顯示本發(fā)明包括的一個示例性三結(jié)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)18。這種結(jié)構(gòu)可用
于多結(jié)太陽能電池例如三結(jié)太陽能電池中。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易
理解，類似的結(jié)構(gòu)可用于發(fā)光二極管(LEDs)及其它電子和/或光電子器件。在斜切Ge襯底20頂上沉積厚度t的AlAs層22。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，術(shù)語"斜切，，此處指的是在基面(fundamental plane)附近取向的晶面。斜切Ge襯底的角度可以為0。-20°; Ge襯底的晶體取向可以是朝向最近的<111>平面例如為6?；蛉魏纹渌m合的取向。在AlAs層22頂上A;f 度為t2的GalnP層24和厚度為t3的GaAs層26。 AlAs層22、 GalnP層 24和GaAs層26的沉積可通過諸如金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD )、 化學(xué)束外延(CBE)、分子束外延(MBE)、固相外延(SPE)、氫化物 氣相外延或其它類似的混合系統(tǒng)或其組合的任何適當(dāng)方法來實現(xiàn)。雖然顯 示Ge襯底20，但是也可以使用任何其它適合的第IV族襯底例如Si、 SiGe 或SiC襯底。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，上述說明也適用于以下情況 其中使用需要從第IV族材料到第III-V族化合物的過渡的器件，而不是笫 IV族襯底。類似地，可用具有高濃度Al其它的第III-V族化合物半導(dǎo)體 合金例如A1N、 AlSb或Al(Ga)As的來取代AlAs層，而沒有脫離本發(fā)明的 范圍。
在圖2A和2B中，比較了 AlAs層22的兩個不同厚度^的結(jié)構(gòu)18的 形態(tài)。在圖2A和2B中，試驗結(jié)構(gòu)28對應(yīng)于t產(chǎn)0的結(jié)構(gòu)18，試驗結(jié)構(gòu) 30對應(yīng)于具有t產(chǎn)4的單層AlAs的試驗結(jié)構(gòu)18。圖2A和2B顯示試驗結(jié) 構(gòu)28和30的頂表面的顯微照片，其中在所有情況下tf0.025 jun， t3=0.2 jun。通過MOCVD在650-730 。C的溫度下，以GaAs、 GalnP和AlAs的 沉積速率分別為4 jim/小時、0.8 nm/小時和0.7-0.42 nm/小時來制造試驗結(jié) 構(gòu)28和30。
如圖2A (Ge上的GalnP)所示，顯示為白色斑點的缺陷數(shù)目顯著比 圖2B (Ge上的AlAs)中較多。缺陷密度的數(shù)量^圖2A中為每平方厘 米(cm2)數(shù)千而在圖2B中基本上為0。這類缺陷在圖2B上完全不存在。 在圖2B中部的大的斑點歸因于在試驗結(jié)構(gòu)30上的雜質(zhì)粒子，這不是成核 工藝固有的。
圖3顯示結(jié)構(gòu)18的霧度作為AlAs層22厚度^的函數(shù)的圖。所述測 量采用由California的KLA-Tencor制造的SurfscanTM霧度測量設(shè)備來實 施。由霧度圖清楚可見加入僅僅一小部分的單層AlAs即顯著改善結(jié)構(gòu) 18的表面形態(tài)。
在后續(xù)第III / V族化合物之間具有中間AlAs層22的在斜切Ge襯底 上沉積的第in/V族化合物的形態(tài)改善的原因如下。如圖4A和4B所示， Al原子相對于As原子較小。因而，Al原子電化學(xué)勢，該電化學(xué)勢有利于 這些Al原子位于在斜切Ge襯底加上存在的臺階(step ) 40處。因此， 假如由于襯底溫度而導(dǎo)致表面能足夠高以允許發(fā)生表面重構(gòu)，則在生長腔 室中引入Al和As并允許經(jīng)歷充分的時間，將使得臺階40主要被Al原子占據(jù)。這使得能夠建立均勻的生長序列，導(dǎo)致形態(tài)完好的樣品，如圖2B 所示，其中適當(dāng)?shù)亟⒊珊诵蛄胁⒁虼朔聪喈犎毕蒿@著減少。該工藝是已 知的成核工藝并且在圖4A和4B示出的情況下可在沉積AlAs層外延層的 典型溫度(例如，650-730。C)下發(fā)生。
圖5顯示對類似于圖2A的試驗結(jié)構(gòu)28的試驗結(jié)構(gòu)即^ = 0的結(jié)構(gòu)18 實施的二次離子質(zhì)鐠(SIMS)測量。線50表示Ge襯底20和第III/V 族化合物之間的邊界。由圖5的SIMS圖可看出，測量原子質(zhì)量72 (Ge)、 75 (As) 、 31 (P) 、 27 (Al) 、 69 (Ga)和115 (In)，作為暴露于通 過3 kV電壓加速的Cs原子束的時間的函數(shù)。顯示了通過SIMS束探測的 暴露時間對深度的關(guān)系的深度標(biāo)尺。值得注意的是測量的是鍺同位素72 而不是普通的鍺74。以此來避免原子質(zhì)量為75的As的測量的任何干擾。
如圖的區(qū)域52所示，P擴(kuò)散it^ Ge襯底并相對于所有其它的物質(zhì)擴(kuò) 散占優(yōu)勢。這導(dǎo)致在Ge襯底中高水平的ii-型導(dǎo)電率，這并不總是所需要 的。在Ge襯底中存在這種水平的P可導(dǎo)致低的反向擊穿電壓，這是不能 容許的。在這種結(jié)構(gòu)中，在Ge襯底中P的擴(kuò)散只能通過在Ge襯底上GalnP 成核層的溫度和厚度(生長時間)來控制。這使得m^控制Ge襯底中p-n 結(jié)的M。
因此，諸如在圖2A中所示其中^-0的結(jié)構(gòu)不僅顯示出差的形態(tài)品質(zhì) 而且具有基本上無法控制的深入Ge襯底的n-型摻雜，所述結(jié)構(gòu)具有在 650-730。C下以0.8 jim/小時的生^it率在Ge襯底上直接沉積的GalnP。
在其中摻雜分布是可接受的情況下，所得器件的差的形態(tài)通常會產(chǎn)生較低 的光電子性能。
圖6顯示對圖2B的試驗結(jié)構(gòu)30即在Ge襯底20頂上具有^ = 4單層 (AlAs )的樣品來實施的SIMS測量。線50表示Ge襯底20和第III / V 族化合物之間的邊界。由圖6的SIMS圖可看出，測量原子量72 ( Ge)、 75 (As) 、 31+31+31 (三離子體P) 、 69 (Ga)和115 (In)，作為暴露 于通過3kV電壓加速的Cs原子束的時間的函數(shù)。
顯然，在Ge襯底中P的擴(kuò)散顯著小于圖5中所示。在Ge襯底中P 的擴(kuò)散深度為約0.02 nm,在Ge襯底中As的擴(kuò)散為約O.lO jim。因此， 當(dāng)制造類似于用于太陽能電池、LED或其它光電子或電子器件的結(jié)構(gòu)18 的結(jié)構(gòu)時，更加非常容易在使用高Al含量合金諸如AlAs作為成核層時控 制在Ge襯底中的摻雜分布。
9圖7顯示用于結(jié)構(gòu)如圖1的結(jié)構(gòu)18的工藝步驟。在步驟60,在p-型 第IV族襯底上形成包含AlAs的成核層。在步驟62,實施包^^磷的第IH /V族層的外延沉積，同時在村底表面附近形成p-n結(jié)。隨后為步驟64， 其中根據(jù)需要實施另外的半導(dǎo)體材料的外延沉積。
圖8-10顯示對于四個不同厚度^的AlAs層22的類似于結(jié)構(gòu)18的結(jié) 構(gòu)的其它SIMS數(shù)據(jù)。圖8是顯示采用僅僅1.4A的AlAs厚度在多大程度 上減小了在Ge襯底中磷擴(kuò)散的P分布。圖9是顯示極少As擴(kuò)散it^ Ge 襯底的As分布。圖10是顯示AlAs層的存在顯著減小Ge向外擴(kuò)散i^第 III/ V族層的底部的Ge分布。Ge通常是在第III/V族材料中的n-型摻雜 劑。Ge的增強的向外擴(kuò)散將防止p-n結(jié)位置接近于成核層。圖8-10中的 每一個顯示AlAs質(zhì)量分布的軌跡以確定利用^ = 1.4A至t產(chǎn)5.6A所沉積的 結(jié)構(gòu)的界面位置。在^ = 0的沉積結(jié)構(gòu)18的情況下，在界面顯然沒有檢測 到Al，但是其在半導(dǎo)體內(nèi)部的位置可接近于72 Ge或31P分布。圖11-13 顯示相同數(shù)據(jù)組，但是這次根據(jù)材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，這允許賊射時間轉(zhuǎn)換 為分布深度和計數(shù)速率轉(zhuǎn)換為原子濃度(對取樣的同位素的相對豐度校 正)。如圖8-10所示，它們顯示AlAs層厚度分別對作為樣品深度函數(shù)的 P、 Ge和As原子濃度的影響。垂直的點畫線標(biāo)記第III-V族層和Ge襯底 之間的邊界。圖11顯示P擴(kuò)散進(jìn)入Ge襯底如何隨著AlAs層的厚度增加 而減小。圖12顯示如何通過選擇AlAs層的合適厚度可調(diào)節(jié)As擴(kuò)散it^ Ge襯底。圖13顯示Ge擴(kuò)散進(jìn)入第III-V族層如何隨著AlAs層的厚度增 加而減小。 一個AlAs的單層足以使得從與Ge襯底的界面的150 nm內(nèi)的 Ge原子濃度下降到乃至低于lxl017 cirT3。
圖14顯示具有類似于18的結(jié)構(gòu)的Ge太陽能電池的作為電壓函數(shù)的 電流圖。該Ge太陽能電池的開路電壓(V。c)為0.247 mV,在V。。下的電 阻為7.2歐姆，短路電流密度(Jsc)為-36mA/cm2，串聯(lián)電阻為2歐姆， 填充因子(fill factor)為60.5%，所述填充因子為電流/電壓圖的垂直度 (squareness)的度量。這些>|*1 Ge二極管具有良好性能的指示。
圖15表示對于利用或不利用AlAs成核層制造的Ge太陽能電池的一 系列的電^4目對于電壓的圖。沒有AlAs成核層的太陽能電池的兩個電流/ 電壓圖由箭頭指示。對于這些電池，V。c=280 mV， Jsc=-36 mA/cm2，串聯(lián) 電阻為2歐姆，填充因子為63%。在正向偏壓也表現(xiàn)出良好的二極管性能， 但是，如箭頭所示，反向擊穿電壓非常差(約-(UV)。具有AlAs成核層 的太陽能電池的電5^電壓圖沒有顯示擊穿電壓，表明AlAs成核提供整體上優(yōu)異的二極管性能。更重要的是，在當(dāng)使用AlAs成核層的情況下獲得 更平滑的形態(tài)，這對于在該p/n結(jié)上生長的其它有源元件性能而言通常將 是關(guān)健的，例如在太陽能電池中通常如此。
雖然上述示例性實施方案顯示在Ge襯底上生長第III/V族結(jié)構(gòu)，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可容易地理解，可使用其它類型的第IV族襯底。類似地，雖 然使用二元的AlAs化合物作為成核層，也應(yīng)理解，包含AlAs的三元或四 元的第HI/V族化合物也可以用作成核層，而沒有脫離本發(fā)明的范圍。本 領(lǐng)域技術(shù)人員可理解本發(fā)明同樣可適用于在包括或者不包括p-n結(jié)的所 有種類的第IV族襯底上制造器件。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解當(dāng)在 第III和第V族原子之間在用于表面結(jié)合的電化學(xué)勢或尺寸上存在顯著差 異時，第III-V族化合物的其它組合可以取代AlAs。這種第III-V族化合 物包括例如A1N、 、 AlSb或BAs、 BSb、 GaN、 、 GaSb、 InN、、或InAs。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解雖然上述描述指的是p-型第IV族襯底，也 可使用其它類型的第IV族襯底。這種襯底包括n-型、未摻雜的和半絕緣 的襯底。
本發(fā)明提供制造具有其上沉積第ni/v族層結(jié)構(gòu)的第iv族襯底的電子
或光電子器件的方法。所述方法使得能夠制造具有改善的形態(tài)以及ii^第 IV族襯底的第V族組分和進(jìn)入第III/V族層的笫IV族組分的受控?fù)诫s分
布的器件。根據(jù)本發(fā)明制造的器件具有很好的反向擊穿電壓特性和極好的
正向偏壓特性，還具有平滑的形態(tài)，該形態(tài)對于在成核序列期間產(chǎn)生的p/n 結(jié)上(或沒有)外延生長另外的有源層是理想的。
本發(fā)明的上述實施方案意圖是僅僅示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可對特定的 實施方案進(jìn)行改變、變更和變化，而沒有脫離僅由所附的權(quán)利要求限定的 本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體器件，包括第IV族層；和在所述第IV族層上形成的成核層，所述成核層包括第III-V族化合物，所述第III-V族化合物具有至少鋁(Al)作為第III族元素以及砷(As)、氮(N)和銻(Sb)中的至少一種作為第V族元素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第III-V族化合物還包括敏Ga) 和銦(In)中的至少一種作為第III族元素。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括在所述成核層上形成的第一第 III-V族化合物層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的器件，其中所述笫一第III / V族化合物層包括 GalnP、 AlInP和AlGalnP中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的器件，還包括在所述第 一笫III / V族化合物層上形成的第二第in-v族化合物層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中所述第二第in-v族化合物層包括GaAs。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第IV族層具有鄰近所述成核層 的p畫n結(jié)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述笫IV族層是p-型層、n-型層和 未摻雜的層中的一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的器件，其中所述器件是電子器件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中所述電子器件是光電子器件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的器件，其中所述光電子器件是太陽能電池或發(fā) 光二極管。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第IV族層選自由Ge層、Si層、 SiGe和SiC層組成的組。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第IV族層是第IV族襯底。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的器件，其中所述第IV族襯底是斜切襯底。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中所述斜切村底具有0 ~20。的角度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中所述成核層、所述第一笫III/V族 化合物層和所述第二第III/V族化合物層中的至少一個通過外延生長工藝形成o
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述成核層的厚度為1 ~20個單層。
18. —種在第IV族層上制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括以下步驟在所述第IV族層上形成成核層，所述成核層包括第III-V族化合物， 所述第III-V族化合物具有至少鋁(Al)作為第III族元素以及砷(As)、 氮(N)和銻(Sb)中的至少一種作為第V族元素；和在所述成核層上形成第一第III-V族化合物層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括在所述第一第HI/V族化合物層上形成第二第in/v族化合物層結(jié)構(gòu)的步驟。
20. —種控制在第IV族襯底中形成的p-n結(jié)摻雜分布的方法，所述方法包 括以下步驟在所述第IV族襯底上形成成核層，所述成核層包括第III-V族化合物， 所述第III-V族化合物具有至少鋁(Al)作為第III族元素以及砷(As)、 氮(N)和銻(Sb)中的至少一種作為第V族元素；和在所述成核層上形成第in-v族化合物層，所述成核層用于控制第V 族元素擴(kuò)散進(jìn)入所述第IV族襯底和用于控制第IV族元素從所述第IV族 襯底中擴(kuò)散出來。
全文摘要
在斜切第IV族襯底上具有外延沉積的第III/V族化合物的電子和光電子器件及其制造方法。所述器件包括在Ge襯底上的AlAs成核層。所述第IV族襯底包含p-n結(jié)，在含As層的外延生長期間其特性的改變通過AlAs成核層得到最小化。所述AlAs成核層提供器件的改善的形態(tài)以及一種手段，以通過擴(kuò)散As和/或P來控制p-n結(jié)位置接近第IV族襯底表面和通過最小化第IV族元素的擴(kuò)散來控制p-n結(jié)位置接近第III/V族結(jié)構(gòu)的底部。
文檔編號H01L29/12GK101501819SQ200780029521
公開日2009年8月5日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者約瑟夫·勒內(nèi)·布魯諾·瑞爾, 西蒙·法法德, 諾貝特·皮茨 申請人:瑟雷姆技術(shù)公司