JPH01117016A - ヘテロ構造形成方法 - Google Patents
ヘテロ構造形成方法Info
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- JPH01117016A JPH01117016A JP27325187A JP27325187A JPH01117016A JP H01117016 A JPH01117016 A JP H01117016A JP 27325187 A JP27325187 A JP 27325187A JP 27325187 A JP27325187 A JP 27325187A JP H01117016 A JPH01117016 A JP H01117016A
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はへテロ構造形成方法に関し、特に分子線エピタ
キシ（以下、ＭＢＥと称する）法によって高品質なヘテ
ロ構造を形成する方法に関するものである。
キシ（以下、ＭＢＥと称する）法によって高品質なヘテ
ロ構造を形成する方法に関するものである。
［従来の技術］
異種の半導体結晶の成長において、それぞれの半導体結
晶の最適成長条件は、通常具なっている。
晶の最適成長条件は、通常具なっている。
特に成長温度は高品質なエピタキシャル層を成長させる
上で、重要な役割をはたす。従来、最適成長温度の異な
った半導体結晶を成長させる方法として、ヒータ加熱法
で、そこに投入する電力を制御することにより、基板温
度をそれぞれの最適成長温度に合わせるという方法が行
われている（ジャーナル・オブ・アプライド・フィツク
ス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ ｐｈｙｓ
ｉｃｓ） 、５２、（１９８１）、３８６１ ）。
上で、重要な役割をはたす。従来、最適成長温度の異な
った半導体結晶を成長させる方法として、ヒータ加熱法
で、そこに投入する電力を制御することにより、基板温
度をそれぞれの最適成長温度に合わせるという方法が行
われている（ジャーナル・オブ・アプライド・フィツク
ス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ ｐｈｙｓ
ｉｃｓ） 、５２、（１９８１）、３８６１ ）。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら従来のヒータ加熱による基板温度の制御法
によっては温度変化の急峻なプロファイルを実現できな
いという欠点があった。これはヒータ加熱法が、基板を
保持している基板ホルダを温め、その熱が基板に伝わる
ことによって、基板温度を変化させるという間接的な温
度制御法であることに由来する。このため、成長温度の
異なる超薄膜の多層構造を成長させる際、成長させる材
料の変化に基板温度の変化が追従できず、高品質のへテ
ロ構造を形成することが困難であった。
によっては温度変化の急峻なプロファイルを実現できな
いという欠点があった。これはヒータ加熱法が、基板を
保持している基板ホルダを温め、その熱が基板に伝わる
ことによって、基板温度を変化させるという間接的な温
度制御法であることに由来する。このため、成長温度の
異なる超薄膜の多層構造を成長させる際、成長させる材
料の変化に基板温度の変化が追従できず、高品質のへテ
ロ構造を形成することが困難であった。
本発明の目的は、以上述べたような従来の問題点を解決
した高品質のへテロ構造の形成方法を提供することにあ
る。
した高品質のへテロ構造の形成方法を提供することにあ
る。
し問題点を解決するための手段］
本発明は、分子線エピタキシ法において、ヒータ加熱法
で制御した第１の成長温度で基板上に第１の半導体材料
を結晶成長させる第１の工程と、該ヒータ加熱法と基板
上への赤外線照射により急峻に第１の成長温度より高い
第２の成長温度に基板湿度を制御し、第２の半導体材料
を結晶成長させる第２の工程とを有し、上記２つの工程
を連続して行うことを特徴とするヘテロ構造形成方法で
ある。
で制御した第１の成長温度で基板上に第１の半導体材料
を結晶成長させる第１の工程と、該ヒータ加熱法と基板
上への赤外線照射により急峻に第１の成長温度より高い
第２の成長温度に基板湿度を制御し、第２の半導体材料
を結晶成長させる第２の工程とを有し、上記２つの工程
を連続して行うことを特徴とするヘテロ構造形成方法で
ある。
［作用］
基板に赤外線を照射すると格子振動吸収を生じ、該基板
温度を上昇せしめることが可能である。この昇温過程は
、ヒータ加熱法による間接的な昇温過程と異なり、直接
基板を温めることができるため、ヒータ加熱法と併用す
ることにより、きわめて急峻な温度変化プロファイルを
得ることができる。
温度を上昇せしめることが可能である。この昇温過程は
、ヒータ加熱法による間接的な昇温過程と異なり、直接
基板を温めることができるため、ヒータ加熱法と併用す
ることにより、きわめて急峻な温度変化プロファイルを
得ることができる。
［実施例コ
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の方法に用いられるＭＢＥ装置の概略
構成図である。ここではＩｎＰ基板上に、ＩｎＭＡｓバ
リア層でＩｎＧａＡｓ量子井戸を挟んだ多重量子井戸構
造を形成する例について述べる。
構成図である。ここではＩｎＰ基板上に、ＩｎＭＡｓバ
リア層でＩｎＧａＡｓ量子井戸を挟んだ多重量子井戸構
造を形成する例について述べる。
まず通常の方法で化学的に清浄化したＩｎＰ（００１）
基板４を成長室１内の基板ホルダ３に装着する。
基板４を成長室１内の基板ホルダ３に装着する。
成長に先立ち、２．５Ｘ １Ｏ−５ＴＯｒｒのＡｓ圧下
でＩｎＰ基板４の表面を熱クリーニングする。通常５１
０℃で表面酸化膜が脱落し、表面が清浄となる。ヒータ
加熱によりＩｎＧａＡＳの成長温度５５０℃に基板温度
を安定に制御させる。
でＩｎＰ基板４の表面を熱クリーニングする。通常５１
０℃で表面酸化膜が脱落し、表面が清浄となる。ヒータ
加熱によりＩｎＧａＡＳの成長温度５５０℃に基板温度
を安定に制御させる。
まず、ＩｎＭＡｓのクラッド層を成長させるため、Ｉｎ
、 Ｈの分子線源２１．２３の前方のシャ’ｙり５１，
５３を開け、さらに赤外線ランプ６の前方のシャッタ５
４を開けて赤外線を基板に照射し、基板温度をＩｎＭＡ
Ｓの成長温度である５８０°Ｃに昇温させる。この時の
成長膜厚は０．５庫とした。
、 Ｈの分子線源２１．２３の前方のシャ’ｙり５１，
５３を開け、さらに赤外線ランプ６の前方のシャッタ５
４を開けて赤外線を基板に照射し、基板温度をＩｎＭＡ
Ｓの成長温度である５８０°Ｃに昇温させる。この時の
成長膜厚は０．５庫とした。
次にＩｎＧａＡＳとＩｎＭＡｓの多重母子井戸構造形成
の方法について述べる。第２図は、多重量子井戸形成時
の基板温度プロファイルおよびシャッタ制御図で、同図
に示すように、前記成長にひきつづき、ＩｎＧａＡＳ量
子井戸形成のためＭと赤外線のシャッタ５３、５４を閉
めると同時にＧａの分子線源２２の前方のシャッタ５２
を開け、基板温度５５０℃でＩｎＧａＡｓを１００人成
長する。次に、再びＧａのシャッタ５２を閉じ、Ｎと赤
外線のシャッタ５３．５４を開け、ＩｎＭＡｓを５８０
℃で１００人成長する。この工程を２０回繰返し、多重
量子井戸構造を形成した。最後に再びＩｎＭＡｓクラッ
ド層を０．４庫成長した。
の方法について述べる。第２図は、多重量子井戸形成時
の基板温度プロファイルおよびシャッタ制御図で、同図
に示すように、前記成長にひきつづき、ＩｎＧａＡＳ量
子井戸形成のためＭと赤外線のシャッタ５３、５４を閉
めると同時にＧａの分子線源２２の前方のシャッタ５２
を開け、基板温度５５０℃でＩｎＧａＡｓを１００人成
長する。次に、再びＧａのシャッタ５２を閉じ、Ｎと赤
外線のシャッタ５３．５４を開け、ＩｎＭＡｓを５８０
℃で１００人成長する。この工程を２０回繰返し、多重
量子井戸構造を形成した。最後に再びＩｎＭＡｓクラッ
ド層を０．４庫成長した。
このようにして形成された多重母子井戸の室温における
フォトルミネッセンス（以下、ＰＬと称す）スペクトル
を第３図に示す。図中、実線は本発明方法によって形成
した場合、破線は従来例によって形成した場合を示す。
フォトルミネッセンス（以下、ＰＬと称す）スペクトル
を第３図に示す。図中、実線は本発明方法によって形成
した場合、破線は従来例によって形成した場合を示す。
第３図かられかるように、従来のヒータ加熱法による成
長温度制御より正確で急峻な制御が可能なため、各層で
の非発光中心を低減でき、その結果、強いＰ［発光強度
が得られた。
長温度制御より正確で急峻な制御が可能なため、各層で
の非発光中心を低減でき、その結果、強いＰ［発光強度
が得られた。
このように、本発明によれば発光効率の高いヘテロ量子
井戸構造を得ることができる。
井戸構造を得ることができる。
なお、以上の実施例では、ＩｎＧａＡｓ／ ＩｎＭＡｓ
吊子井戸を例にとったが、伯の成長温度の異なる材料系
においても本発明の方法を適用して、発光効率の高いヘ
テロ構造を形成することができる。
吊子井戸を例にとったが、伯の成長温度の異なる材料系
においても本発明の方法を適用して、発光効率の高いヘ
テロ構造を形成することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明のへテロ構造形成方法によ
れば、極めて急峻な基板温度制御が可能である。この結
果、これまで成長条件が大きく異なるため組合わせ不可
能と考えられていた材料系においても、高品質なヘテロ
構造を形成することが可能であり、デバイス設計上、材
料選択の自由度を広げることができる。
れば、極めて急峻な基板温度制御が可能である。この結
果、これまで成長条件が大きく異なるため組合わせ不可
能と考えられていた材料系においても、高品質なヘテロ
構造を形成することが可能であり、デバイス設計上、材
料選択の自由度を広げることができる。
第１図は本発明の方法に用いられるＭＢＥ装置の概略構
成図、第２図は多重量子井戸形成時の基板温度プロファ
イルおよびシャッタ制御図、第３図は本発明の方法によ
り形成した多重量子井戸の室温におけるＰＬスペクトル
図を従来例と比較して示した図である。
成図、第２図は多重量子井戸形成時の基板温度プロファ
イルおよびシャッタ制御図、第３図は本発明の方法によ
り形成した多重量子井戸の室温におけるＰＬスペクトル
図を従来例と比較して示した図である。
Claims (1)
- （１）分子線エピタキシ法において、ヒータ加熱法で制
御した第１の成長温度で基板上に第１の半導体材料を結
晶成長させる第１の工程と、該ヒータ加熱法と基板上へ
の赤外線照射により急峻に第１の成長温度より高い第２
の成長温度に基板温度を制御し、第２の半導体材料を結
晶成長させる第２の工程とを有し、上記２つの工程を連
続して行うことを特徴とするヘテロ構造形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27325187A JPH01117016A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | ヘテロ構造形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27325187A JPH01117016A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | ヘテロ構造形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117016A true JPH01117016A (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=17525227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27325187A Pending JPH01117016A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | ヘテロ構造形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01117016A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0354190A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Sony Corp | 薄膜形成方法及びその装置 |
| CN112160030A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-01 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 分子束外延系统及分子束外延表面的温度控制方法 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27325187A patent/JPH01117016A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0354190A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Sony Corp | 薄膜形成方法及びその装置 |
| CN112160030A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-01 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 分子束外延系统及分子束外延表面的温度控制方法 |
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