JPH01319927A - 化合物半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
化合物半導体薄膜の製造方法Info
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- JPH01319927A JPH01319927A JP15284988A JP15284988A JPH01319927A JP H01319927 A JPH01319927 A JP H01319927A JP 15284988 A JP15284988 A JP 15284988A JP 15284988 A JP15284988 A JP 15284988A JP H01319927 A JPH01319927 A JP H01319927A
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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Ｊ
本発明はガリウム系（Ｇａ系）化合物半導体薄膜の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
■−■族化合物半導体薄膜、特に■族元素としてＧａを
用いるものは高速トランジスタ、発光素子、受光素子な
どへきわめて広く応用分野を持っている。ＧａＮ はそ
の広いバンドギャップエネルギー（３，４ｅＶ）から青
色発光素子としての検討が進められている。Ｇ ａＰ
、Ｇ ａＡ ｓＰは緑から赤の広い可視領域での発光素
子として応用されている。
用いるものは高速トランジスタ、発光素子、受光素子な
どへきわめて広く応用分野を持っている。ＧａＮ はそ
の広いバンドギャップエネルギー（３，４ｅＶ）から青
色発光素子としての検討が進められている。Ｇ ａＰ
、Ｇ ａＡ ｓＰは緑から赤の広い可視領域での発光素
子として応用されている。
またＧａＡｓはその高移動度を利用しまたマイクロ波増
幅用トランジスタや近赤外領域での発光／受光素子とし
て利用されている。
幅用トランジスタや近赤外領域での発光／受光素子とし
て利用されている。
こうした化合物半導体薄膜の製造方法として近年有機金
属化合物を用いるＭＯＶＰＥ （有機金属気相エピタ
キシャル法）やＭ ＯＭ １３ Ｅ （を機金属利用分
子線エピタキシャル法）が、従来の液相エピタキシャル
法やハライドＶＰＥ法に変わって注目されている。この
理由はこれらの方法が反応の制御性、量産性が良く、ま
た利用できる原料が広いことによる。従来、これらの方
法に使用されているＧａ原子を含む有機金属化合物とし
てはトリメチルガリウム（Ｔ Ｍ Ｇ ）、トリエチル
ガリウム（ＴＥＣ）などがある。
属化合物を用いるＭＯＶＰＥ （有機金属気相エピタ
キシャル法）やＭ ＯＭ １３ Ｅ （を機金属利用分
子線エピタキシャル法）が、従来の液相エピタキシャル
法やハライドＶＰＥ法に変わって注目されている。この
理由はこれらの方法が反応の制御性、量産性が良く、ま
た利用できる原料が広いことによる。従来、これらの方
法に使用されているＧａ原子を含む有機金属化合物とし
てはトリメチルガリウム（Ｔ Ｍ Ｇ ）、トリエチル
ガリウム（ＴＥＣ）などがある。
一方、こうした■−Ｖ族化合物半導体のより一層の適用
領域を拡大するためには、露光操作を併用するいわゆる
光選択エピタキシャル成長技術がきわめて有用である。
領域を拡大するためには、露光操作を併用するいわゆる
光選択エピタキシャル成長技術がきわめて有用である。
すなわち、薄膜成長時に基板に対して紫外光または可視
光を照射することにより、成長温度の低温化、薄膜品質
の向上、ダイレクトパターニング、伝導性の制御などの
効果が期待されている。最近青柳らはＧａＡｓのＭ Ｏ
Ｖ ＰＥ成長においてＡｒレーザ照射により選択成長が
可能なことを見いだした（Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、牡
、３１３１（１９８６））。
光を照射することにより、成長温度の低温化、薄膜品質
の向上、ダイレクトパターニング、伝導性の制御などの
効果が期待されている。最近青柳らはＧａＡｓのＭ Ｏ
Ｖ ＰＥ成長においてＡｒレーザ照射により選択成長が
可能なことを見いだした（Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、牡
、３１３１（１９８６））。
しかしながら、トリメチルガリウム、トリエチルガリウ
ムなどの有機金属化合物を用いるＭＯＶＰＥやＭＯＭＢ
Ｅでは、主に炭素と考えられる不純物の混入の問題があ
り、より一層の薄膜の結晶性の向上、電気的特性の向上
、伝導性の制御性向上が望まれている。
ムなどの有機金属化合物を用いるＭＯＶＰＥやＭＯＭＢ
Ｅでは、主に炭素と考えられる不純物の混入の問題があ
り、より一層の薄膜の結晶性の向上、電気的特性の向上
、伝導性の制御性向上が望まれている。
また、薄膜成長時に紫外光または可視光を照射するもの
では、成長速度に限界があり、また薄膜の品質も不十分
である問題がある。
では、成長速度に限界があり、また薄膜の品質も不十分
である問題がある。
よって、本発明の目的はより品質の優れたＧａ系化合物
半導体薄膜の製造方法を）１供することにあり、また光
選択エピタキシャル成長において成長速度と薄膜品質の
向上を図ることにある。
半導体薄膜の製造方法を）１供することにあり、また光
選択エピタキシャル成長において成長速度と薄膜品質の
向上を図ることにある。
本発明では、反応容器中にガリウムを含む化合物と元素
周期表Ｖｂ族元素を含む化合物を気相で導入し、これら
を熱分解して、前記反応容器中に設置した基板上にＧａ
−Ｖ族元素化合物半導体薄膜を製造する方法において、
面期ガリウムを含む化合物として下記一般式［Ａ］〜［
Ｋ］で表わされるしのを使用することをその解決手段と
した。
周期表Ｖｂ族元素を含む化合物を気相で導入し、これら
を熱分解して、前記反応容器中に設置した基板上にＧａ
−Ｖ族元素化合物半導体薄膜を製造する方法において、
面期ガリウムを含む化合物として下記一般式［Ａ］〜［
Ｋ］で表わされるしのを使用することをその解決手段と
した。
［Δ］ Ｇａ（ＺＲ）Ｘ！
（但し、式中Ｒ；アルギル基、ｘ；ハロゲン、２：酸素
または硫黄） ［Ｂ］ Ｇａ（ＺＲ＋） （ＺＲｔ）Ｊ（但し、式中
Ｒ３，Ｒｔ；アルキル基、Ｘ；ハロゲン、２．酸素また
は硫黄） ［Ｃ］ Ｇａ（ＺＲｌ） （ＺＲｔ）（ＺＲ−）（但
し、式中Ｒ，，Ｒ，，Ｒｆｆ；アルキル基、２、酸素ま
たは硫黄） ［Ｄ ］ＧａＲＸ。
または硫黄） ［Ｂ］ Ｇａ（ＺＲ＋） （ＺＲｔ）Ｊ（但し、式中
Ｒ３，Ｒｔ；アルキル基、Ｘ；ハロゲン、２．酸素また
は硫黄） ［Ｃ］ Ｇａ（ＺＲｌ） （ＺＲｔ）（ＺＲ−）（但
し、式中Ｒ，，Ｒ，，Ｒｆｆ；アルキル基、２、酸素ま
たは硫黄） ［Ｄ ］ＧａＲＸ。
（但し、式中Ｒ；アルキル基、ｘ：ハロゲン）［Ｅ ’
Ｊ Ｇａ（Ｒ１）（Ｒｐ）Ｘ（但し、式中Ｒ６，Ｒｔ
；アルキル基、Ｘ、ハロゲノ〕 ［Ｆコ Ｇａ（ＺＲ＋）ＲＪａ （但し、式中Ｒ１，Ｒｔ、Ｒ３；アルキル基、Ｚ：酸素
または硫黄） ［Ｇ］ Ｇａ（Ｚ’Ｒ１） （ＺＲ−）Ｒ１（但し、
式中Ｒ＋、Ｒｔ、Ｒ１１；アルキル基、Ｚ：酸素または
硫黄） ［＋−１］ ＧａＲ５ＲｔＲ２ （但し、式中Ｒ１，Ｒ１，Ｒ３；アルキル基）［（］
ＧａＲ１Ｒｔｆｌ （但し、式中Ｒ，，Ｒ，；アルキル基）［Ｊ］ Ｇａ
ＲＩｌｙ （但し、式中Ｒ：アルキル基） ［Ｋ ］ ＧａＲ。
Ｊ Ｇａ（Ｒ１）（Ｒｐ）Ｘ（但し、式中Ｒ６，Ｒｔ
；アルキル基、Ｘ、ハロゲノ〕 ［Ｆコ Ｇａ（ＺＲ＋）ＲＪａ （但し、式中Ｒ１，Ｒｔ、Ｒ３；アルキル基、Ｚ：酸素
または硫黄） ［Ｇ］ Ｇａ（Ｚ’Ｒ１） （ＺＲ−）Ｒ１（但し、
式中Ｒ＋、Ｒｔ、Ｒ１１；アルキル基、Ｚ：酸素または
硫黄） ［＋−１］ ＧａＲ５ＲｔＲ２ （但し、式中Ｒ１，Ｒ１，Ｒ３；アルキル基）［（］
ＧａＲ１Ｒｔｆｌ （但し、式中Ｒ，，Ｒ，；アルキル基）［Ｊ］ Ｇａ
ＲＩｌｙ （但し、式中Ｒ：アルキル基） ［Ｋ ］ ＧａＲ。
（但し、式中Ｒ；ヒニル基、アリル基）〔作用〕
これらの一般式［Ａ１−［Ｋ］にしめされる有機金属化
合物を使用してＭＯＶＰＥ法やＭＯＭＢＥ法により化合
物半導体薄膜を作成すると、従来の原料使用時に比較し
て薄膜品質が向上し、更に光照射による成長の選択性が
著しく向上する。
合物を使用してＭＯＶＰＥ法やＭＯＭＢＥ法により化合
物半導体薄膜を作成すると、従来の原料使用時に比較し
て薄膜品質が向上し、更に光照射による成長の選択性が
著しく向上する。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明では、反応容器中にガリウムを含む化合物と元素
周期表Ｖｂ族元素を含む化合物を気相で導入し、これら
を熱分解して、前記反応容器中に設置した基板上にＧａ
−Ｖ族元素化合物半導体薄膜を製造する方法において、
前期ガリウムを含む化合物として萌記一般式［Ａ］〜［
Ｋ］で表わされる化合物を使用ずろことを特徴としてい
る。
周期表Ｖｂ族元素を含む化合物を気相で導入し、これら
を熱分解して、前記反応容器中に設置した基板上にＧａ
−Ｖ族元素化合物半導体薄膜を製造する方法において、
前期ガリウムを含む化合物として萌記一般式［Ａ］〜［
Ｋ］で表わされる化合物を使用ずろことを特徴としてい
る。
この一般式ＵＡ］〜［Ｋ］に属する具体的な化合物の代
表例を４表に示す。
表例を４表に示す。
一般式［Ａ１−［Ｉ（］で示される化合物の池の具体例
としては、次に挙げるしのなどがある。
としては、次に挙げるしのなどがある。
一般式［Ａ］に属する化合物
Ｇａ（ＯＣｔｌｌｓ）Ｃ１１，Ｇａ（ＯＣｓｌｌｔ）Ｂ
ｒｚ、 Ｇａ（ｔ−ＯＣａｌｌｓ）ＣＬＧａ（ｓ−Ｑ
Ｃ，ｌｌ５） ｌ ｌ、 Ｃａ（ＯＣＩＩｓ月ｍ、
Ｇａ（ＳＣＩＩｓ）ＣＩ！−一般式しＢｒに属する
化合物 Ｇａ（ＯＣａｌｌｓ）＋Ｂｒ、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）ｔ
ｌ、 Ｇ１１（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣｔｌｌｓ）ＢｒＧ
ａ（ＯＣａｌｌｙ）＋Ｃｉ！、 ＧＭ（Ｌ−ＯＣａｌ
ｌ、）＋Ｂｒ、ＧＭ（！−ＯＣ＊１Ｉｙ）ｔｌＧａ（Ｏ
ＣＨ３）（ｔ−ＯＣａＬ）Ｂｒ、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）（
Ｌ−ＯＣａｌｌ−）Ｃ（ｔＣａ（ＯＣＩＩｓ）（ＱＣ−
１１ｔ）Ｂｒ、 Ｇａ（Ｓｃｕｌｌｇ）−Ｂｒ、 （
ｉｌｌ（ＳＣｔＨｓ）言Ｇａ（ＳＣＩＩｓ）（ＯＣｅｌ
ｌｓ）Ｂｒ一般式［Ｃｌに属する化合物 Ｇａ（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣＪｉ）＋、 ＧＭ（ＯＣＩ
Ｉｓ）ｔ（ＯＣＪｓ）、 Ｇａ（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣ
３Ｈｙ）ｔＣａ（ＯＣＩｌ、）（ＯＣ＋ＩＩ％）（ＯＣ
，１ｌｔ）、 Ｇａ（ＯＣ，Ｈｓ）（ｉ−ＱＣ，１ｉ
ｔ）（ｔ−ＯＣ，ＩＩ−）Ｇａ（ＯＣ，１１，）＋（ｉ
−ＱＣ，ｌ１ｖ）、 Ｇａ（ＯＣＩｌ、）（ｔ−ＯＣ
，Ｉｌ、）。
ｒｚ、 Ｇａ（ｔ−ＯＣａｌｌｓ）ＣＬＧａ（ｓ−Ｑ
Ｃ，ｌｌ５） ｌ ｌ、 Ｃａ（ＯＣＩＩｓ月ｍ、
Ｇａ（ＳＣＩＩｓ）ＣＩ！−一般式しＢｒに属する
化合物 Ｇａ（ＯＣａｌｌｓ）＋Ｂｒ、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）ｔ
ｌ、 Ｇ１１（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣｔｌｌｓ）ＢｒＧ
ａ（ＯＣａｌｌｙ）＋Ｃｉ！、 ＧＭ（Ｌ−ＯＣａｌ
ｌ、）＋Ｂｒ、ＧＭ（！−ＯＣ＊１Ｉｙ）ｔｌＧａ（Ｏ
ＣＨ３）（ｔ−ＯＣａＬ）Ｂｒ、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）（
Ｌ−ＯＣａｌｌ−）Ｃ（ｔＣａ（ＯＣＩＩｓ）（ＱＣ−
１１ｔ）Ｂｒ、 Ｇａ（Ｓｃｕｌｌｇ）−Ｂｒ、 （
ｉｌｌ（ＳＣｔＨｓ）言Ｇａ（ＳＣＩＩｓ）（ＯＣｅｌ
ｌｓ）Ｂｒ一般式［Ｃｌに属する化合物 Ｇａ（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣＪｉ）＋、 ＧＭ（ＯＣＩ
Ｉｓ）ｔ（ＯＣＪｓ）、 Ｇａ（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣ
３Ｈｙ）ｔＣａ（ＯＣＩｌ、）（ＯＣ＋ＩＩ％）（ＯＣ
，１ｌｔ）、 Ｇａ（ＯＣ，Ｈｓ）（ｉ−ＱＣ，１ｉ
ｔ）（ｔ−ＯＣ，ＩＩ−）Ｇａ（ＯＣ，１１，）＋（ｉ
−ＱＣ，ｌ１ｖ）、 Ｇａ（ＯＣＩｌ、）（ｔ−ＯＣ
，Ｉｌ、）。
Ｇａ（ＳＣＩＩｓ）（ＯＣａｌｌｓ）ｔ、 Ｇａ（Ｓ
ＣＩＩｓ）＊（ＳＣｔｌｌｓ）、 Ｇａ（ＯＣＲｓ）
＋（ＳＣｔｌｌｓ）一般式［Ｄ］に属する化合物 ＧａＣＨｓＢｒｔ、 ＧａＣＨｓｌ＋、 Ｇ
ａＣａｌｌ５ＣＬＧａ（ｉ−Ｃｓｌｌｙ）Ｂｒｔ、 （
ｉａ（ｔ−ＣａＬ月１． Ｇａ（８−ＣａＬ）ＣＬ一
般式［Ｅ］に属する化合物 Ｇａ（Ｃｅｌｌｓ）＋ＣＩ２． Ｇａ（Ｃ１ｌｓ）Ｊ
ｒ、 Ｇａ（ＣＩｌｓ）ｔｌＧａ（ＣＩｆｆｓ）Ｊ
ｒ、 Ｇａ（Ｃ＋１Ｉｉ）＋ｌ、 Ｇａ（Ｃｓｌ
ｌ、）ｔｃｃＧａ（Ｃ１ｌｓ）（ＣＩｆｆｓ）ＣＩ２．
Ｇａ（Ｃｔｌｌｇ）（ｔ−Ｃａｌｌｓ）Ｂｒ一般式
［Ｆコに属する化合物 Ｇａ（ＯＣａｌｌｓ）（Ｃｅｌｌｓ）＊、 Ｇａ（Ｏ
Ｃｓｌｌｔ）（Ｌ−ＣａＨｔ）ｔＣａ（ＯＣＩＩｓ）（
ｔ−Ｃａｌｌｓ）ｔ、 ｆｉａ（ＯＣｔｌｌｓ）（！
−Ｃｓｌ１７）ｔＧａ（ＯＣＩＩｓ）（Ｃｌｌｉ）（Ｃ
ｔｌｌｓ）、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）（Ｃ，１ｌｓ）（ｉ−
ＣａＨｔ）Ｇａ（ｔ−ＱＣ４Ｉｆ−）（Ｃ１ｌｓ）（Ｃ
ｅｔｌ−）、 Ｇａ（ｓ−ＯＣａｌｌｓ）（ＣＩｌｓ）
＊ｃａ（ｔ−ＯＣ，Ｈｓ）（ＣＩｌｓ）（Ｃｓｌｌｔ）
、 Ｇａ（ｉ−ＯＣｓｔｌｔ）（Ｃａｌｌｓ）（Ｃａｌ
１７）Ｇａ（ＳＣ＋ｌ１ｓ）（Ｃｅｌｌｓ）ｔ、 Ｇａ
（ＳＣ，１ｌｔ）（ｔ−Ｃｊｌｓ）ｅ一般式［Ｇ］に属
する化合物 Ｇａ（ＯＣＩｌａ）ｙｃｔｌｌｉ、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）
ｔｃｓＨｔ、 Ｇａ（ＯＣｓｌｌｔ）ｔｃＩＩｓＧａ（
ｔ−ＯＣａＨｅ）ｅｃｓＬ、Ｇａ（１−ＯＣａＨｅ）ｙ
ｃｚｌｌｓＧａ（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣｔＨｓ）ＣＩｌｓ
、 Ｇａ（ＯＣｔｌｌｉ）（ＯＣｓｌｌｔ）ＣｔＨｓ
ＧＭ（ＯＣｔＨｓ）（ＯＣｓＬ）ＣＪｓ、Ｇａ（ＯＣＨ
ｓ）（Ｌ−ＯＣａＨｅ）ＣｔＨｓＧＭ（ｔ−ＱＣ６Ｈｅ
）（ＩＩ−ＯＣｊｌ、）ＣＩＩｓ、 Ｇａ（ＯＣａｌ
ｌｓ）（ｔ−ＯＣ，Ｉｌｍ）ＣｌｌｓＧａ（ＳＣＩＩｓ
）＋ＣｔＨｓ、Ｇａ（ＳＣｔｌｌｓ）ｅｃ３Ｈｔ一般式
［Ｈ］に属する化合物 Ｇａ（Ｃｓｔｌ＋＋）ｓ、 Ｇａ（ｅｌｆｓ）＊Ｃ＊
ＩＩ＊、 Ｇａ（ＣＬ）（Ｃｅｌｌｓ）ｔｏｌｌ（Ｃ
ｌｌｓ）（Ｃｓｌｌｔ）ｔ、 Ｇａ（Ｃｔｌｌｉ）ｔ（
ｔ−Ｃａｌｌｓ）、 Ｇａ（ＣＪａ）（ｓ−Ｃａｌｌｓ
）ｔＧａ（Ｃ１＋、）（Ｃ，１Ｉｓ）（Ｃ−Ｈ−）、
Ｇａ（Ｃ，１ｌａ）（Ｃｓｌｌｔ）（ｔ−Ｃ，Ｉｌｍ）
Ｇａ（Ｃｓｌｌｖ）（ｉ−Ｃｓｌｌｔ）（ｔ−Ｃａｌｌ
ｓ）、 Ｇａ（ＣＨｓ）（ｔ−ＣＪｅ）（ｇ−Ｃ４Ｈｅ
）これらの化合物は、室温で、固体のものが多く、また
蒸気圧が低いものが多い。したがって、実際の使用時に
おいては、原料収納容器や配管系を加熱する必要がある
。室温で液体のものは従来のものと同様にバブリングに
よって気化し、反応容器に導入することができる。
ＣＩＩｓ）＊（ＳＣｔｌｌｓ）、 Ｇａ（ＯＣＲｓ）
＋（ＳＣｔｌｌｓ）一般式［Ｄ］に属する化合物 ＧａＣＨｓＢｒｔ、 ＧａＣＨｓｌ＋、 Ｇ
ａＣａｌｌ５ＣＬＧａ（ｉ−Ｃｓｌｌｙ）Ｂｒｔ、 （
ｉａ（ｔ−ＣａＬ月１． Ｇａ（８−ＣａＬ）ＣＬ一
般式［Ｅ］に属する化合物 Ｇａ（Ｃｅｌｌｓ）＋ＣＩ２． Ｇａ（Ｃ１ｌｓ）Ｊ
ｒ、 Ｇａ（ＣＩｌｓ）ｔｌＧａ（ＣＩｆｆｓ）Ｊ
ｒ、 Ｇａ（Ｃ＋１Ｉｉ）＋ｌ、 Ｇａ（Ｃｓｌ
ｌ、）ｔｃｃＧａ（Ｃ１ｌｓ）（ＣＩｆｆｓ）ＣＩ２．
Ｇａ（Ｃｔｌｌｇ）（ｔ−Ｃａｌｌｓ）Ｂｒ一般式
［Ｆコに属する化合物 Ｇａ（ＯＣａｌｌｓ）（Ｃｅｌｌｓ）＊、 Ｇａ（Ｏ
Ｃｓｌｌｔ）（Ｌ−ＣａＨｔ）ｔＣａ（ＯＣＩＩｓ）（
ｔ−Ｃａｌｌｓ）ｔ、 ｆｉａ（ＯＣｔｌｌｓ）（！
−Ｃｓｌ１７）ｔＧａ（ＯＣＩＩｓ）（Ｃｌｌｉ）（Ｃ
ｔｌｌｓ）、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）（Ｃ，１ｌｓ）（ｉ−
ＣａＨｔ）Ｇａ（ｔ−ＱＣ４Ｉｆ−）（Ｃ１ｌｓ）（Ｃ
ｅｔｌ−）、 Ｇａ（ｓ−ＯＣａｌｌｓ）（ＣＩｌｓ）
＊ｃａ（ｔ−ＯＣ，Ｈｓ）（ＣＩｌｓ）（Ｃｓｌｌｔ）
、 Ｇａ（ｉ−ＯＣｓｔｌｔ）（Ｃａｌｌｓ）（Ｃａｌ
１７）Ｇａ（ＳＣ＋ｌ１ｓ）（Ｃｅｌｌｓ）ｔ、 Ｇａ
（ＳＣ，１ｌｔ）（ｔ−Ｃｊｌｓ）ｅ一般式［Ｇ］に属
する化合物 Ｇａ（ＯＣＩｌａ）ｙｃｔｌｌｉ、 Ｇａ（ＯＣＪｓ）
ｔｃｓＨｔ、 Ｇａ（ＯＣｓｌｌｔ）ｔｃＩＩｓＧａ（
ｔ−ＯＣａＨｅ）ｅｃｓＬ、Ｇａ（１−ＯＣａＨｅ）ｙ
ｃｚｌｌｓＧａ（ＯＣＩＩｓ）（ＯＣｔＨｓ）ＣＩｌｓ
、 Ｇａ（ＯＣｔｌｌｉ）（ＯＣｓｌｌｔ）ＣｔＨｓ
ＧＭ（ＯＣｔＨｓ）（ＯＣｓＬ）ＣＪｓ、Ｇａ（ＯＣＨ
ｓ）（Ｌ−ＯＣａＨｅ）ＣｔＨｓＧＭ（ｔ−ＱＣ６Ｈｅ
）（ＩＩ−ＯＣｊｌ、）ＣＩＩｓ、 Ｇａ（ＯＣａｌ
ｌｓ）（ｔ−ＯＣ，Ｉｌｍ）ＣｌｌｓＧａ（ＳＣＩＩｓ
）＋ＣｔＨｓ、Ｇａ（ＳＣｔｌｌｓ）ｅｃ３Ｈｔ一般式
［Ｈ］に属する化合物 Ｇａ（Ｃｓｔｌ＋＋）ｓ、 Ｇａ（ｅｌｆｓ）＊Ｃ＊
ＩＩ＊、 Ｇａ（ＣＬ）（Ｃｅｌｌｓ）ｔｏｌｌ（Ｃ
ｌｌｓ）（Ｃｓｌｌｔ）ｔ、 Ｇａ（Ｃｔｌｌｉ）ｔ（
ｔ−Ｃａｌｌｓ）、 Ｇａ（ＣＪａ）（ｓ−Ｃａｌｌｓ
）ｔＧａ（Ｃ１＋、）（Ｃ，１Ｉｓ）（Ｃ−Ｈ−）、
Ｇａ（Ｃ，１ｌａ）（Ｃｓｌｌｔ）（ｔ−Ｃ，Ｉｌｍ）
Ｇａ（Ｃｓｌｌｖ）（ｉ−Ｃｓｌｌｔ）（ｔ−Ｃａｌｌ
ｓ）、 Ｇａ（ＣＨｓ）（ｔ−ＣＪｅ）（ｇ−Ｃ４Ｈｅ
）これらの化合物は、室温で、固体のものが多く、また
蒸気圧が低いものが多い。したがって、実際の使用時に
おいては、原料収納容器や配管系を加熱する必要がある
。室温で液体のものは従来のものと同様にバブリングに
よって気化し、反応容器に導入することができる。
一方、周期表Ｖｂ族元素を含む化合物としては、窒素（
Ｎ）、ヒ素（Ａ ｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ
）を含む化合物が用いられ、具体的にはアンモニア（Ｎ
Ｈコ）、アルシン（Ａ ｓｊ■ｓ ）、ホスヒン（ＰＨ
３）、５ｂｌｌｉ、５ｂ（１５などが使用できる。
Ｎ）、ヒ素（Ａ ｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ
）を含む化合物が用いられ、具体的にはアンモニア（Ｎ
Ｈコ）、アルシン（Ａ ｓｊ■ｓ ）、ホスヒン（ＰＨ
３）、５ｂｌｌｉ、５ｂ（１５などが使用できる。
また、薄膜形成手法としては、Ｍ ＯＶ Ｐ Ｅ法、Ｍ
ＯＭｒｌＥ法などが用いられ、またＥＣＲ励起手法を併
用したＭＯＶＰＥ法などら使用できるが、これらに限定
されることはない。
ＯＭｒｌＥ法などが用いられ、またＥＣＲ励起手法を併
用したＭＯＶＰＥ法などら使用できるが、これらに限定
されることはない。
さらに、本発明においては、薄膜形成時、基板に紫外光
、可視光を照射する露光操作を適用することができる。
、可視光を照射する露光操作を適用することができる。
視線光、可視光としてレーザを使用することもできる。
この露光操作により薄膜成長の選択性が向上する。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例り
第１図は本発明をＧａＮ 化合物半導体の単結晶薄膜の
製造に適用した場合の装置の構成を示す系統図である。
製造に適用した場合の装置の構成を示す系統図である。
同図においてＧａＮ 化合物半導体を構成するＧａ元素
を含む打機金属化合物（シ゛エチルカ゛リウム９ｒＬＨ
Ｍ）Ｉが封入されているバブラー容器２内に、ガス流量
コントローラー３により流量調整された窒素ガスを窒素
ガスボンベ４からを流すことにより気体状の有機金属化
合物を反応容器６中に導入する。この時バブラー容器２
は化合物の蒸気圧を高めるために８０℃に加熱されてい
る。他方ＧａＮ 化合物半導体を構成する窒素元素を含
む原料であるアンモニアは、これが充填されているアン
モニアボンベ７から流量コントローラー８を介して所要
量が反応容器６中に供給される。反応容器内６には、サ
ファイア基板９がサセプタ２３上に配置されていて、高
周波加熱コイル１２により所定の温度に加熱され、化学
気相反応によりＧａＮｉ膜が形成される。サセプタ温度
は９００から１０００℃が適当である。基板９の温度は
熱電対ｌ！で測定される。こうして作成したＧａＮ 薄
膜の炭素不純物濃度は従来公知のＴＭＧ使用時に比べ２
桁以上低減することができた。またＸ線回折により評価
した結晶性に関しても大幅に向上した。
を含む打機金属化合物（シ゛エチルカ゛リウム９ｒＬＨ
Ｍ）Ｉが封入されているバブラー容器２内に、ガス流量
コントローラー３により流量調整された窒素ガスを窒素
ガスボンベ４からを流すことにより気体状の有機金属化
合物を反応容器６中に導入する。この時バブラー容器２
は化合物の蒸気圧を高めるために８０℃に加熱されてい
る。他方ＧａＮ 化合物半導体を構成する窒素元素を含
む原料であるアンモニアは、これが充填されているアン
モニアボンベ７から流量コントローラー８を介して所要
量が反応容器６中に供給される。反応容器内６には、サ
ファイア基板９がサセプタ２３上に配置されていて、高
周波加熱コイル１２により所定の温度に加熱され、化学
気相反応によりＧａＮｉ膜が形成される。サセプタ温度
は９００から１０００℃が適当である。基板９の温度は
熱電対ｌ！で測定される。こうして作成したＧａＮ 薄
膜の炭素不純物濃度は従来公知のＴＭＧ使用時に比べ２
桁以上低減することができた。またＸ線回折により評価
した結晶性に関しても大幅に向上した。
（実施例２〜１４）
実施例 １ においてシ゛エチルカ゛リウムクロライド
の代わり に次表の化合物を使用する他は同様にしてＧ
ａ薄膜の作成を行っｊコ。このときバブラー容器２は化
合物の融点以上に加熱されている。同様の評価により、
いずれの場合も実施例ｔと同様高品質な薄膜が得られる
ことが確認された。
の代わり に次表の化合物を使用する他は同様にしてＧ
ａ薄膜の作成を行っｊコ。このときバブラー容器２は化
合物の融点以上に加熱されている。同様の評価により、
いずれの場合も実施例ｔと同様高品質な薄膜が得られる
ことが確認された。
（実施例＋５）
第２図は本発明の第１５の実施例に使用される装置の構
成図であって、反応容器２１中に設置されたＧａＡｓ基
板２２上にＧａＡｓのエピタキシャル成長を行う例であ
る。ＧａＡｓ基板２２はサセプタ２３上に置かれ、Ａｒ
レーザ（波長５１４．５ｎｍ） ２４からのレーザを基
板に照射することにより、照射領域と非照射領域の成長
のコントラストをつけろことができる。Ｇａの有機金属
化合物Ｃシ’ｌｆルメ目ハ゛リウム）及びＡｓの原料（
アルシン）はそれぞれ管２５゜２６から実施例Ｉと同様
にして導入される。基板温度は赤外温度計２゛７で測定
される。基板温度５００℃、レーザーパワー２Ｗにおい
て膜厚のコントラスト３００が得られることが確認され
た。これは従来のＴＥＧを使用したときに比較して５倍
以上のコントラストの増加であった。また炭素不純物濃
度ら１桁以上低減できた。光源としてＡｒレーザ（波長
３５５．０ｎｍ）およびＫｒＦエキンマレーザ（波長２
４８ｎ＠）を使用したときも同様にして大幅な特性向上
が確認できた。また実施例１から１４で使用した有機金
属化合物を使用した場合も同様にして優れた特性の薄膜
が得られ、また成長のコントラストも大きく取ることが
できた。
成図であって、反応容器２１中に設置されたＧａＡｓ基
板２２上にＧａＡｓのエピタキシャル成長を行う例であ
る。ＧａＡｓ基板２２はサセプタ２３上に置かれ、Ａｒ
レーザ（波長５１４．５ｎｍ） ２４からのレーザを基
板に照射することにより、照射領域と非照射領域の成長
のコントラストをつけろことができる。Ｇａの有機金属
化合物Ｃシ’ｌｆルメ目ハ゛リウム）及びＡｓの原料（
アルシン）はそれぞれ管２５゜２６から実施例Ｉと同様
にして導入される。基板温度は赤外温度計２゛７で測定
される。基板温度５００℃、レーザーパワー２Ｗにおい
て膜厚のコントラスト３００が得られることが確認され
た。これは従来のＴＥＧを使用したときに比較して５倍
以上のコントラストの増加であった。また炭素不純物濃
度ら１桁以上低減できた。光源としてＡｒレーザ（波長
３５５．０ｎｍ）およびＫｒＦエキンマレーザ（波長２
４８ｎ＠）を使用したときも同様にして大幅な特性向上
が確認できた。また実施例１から１４で使用した有機金
属化合物を使用した場合も同様にして優れた特性の薄膜
が得られ、また成長のコントラストも大きく取ることが
できた。
以上説明したように、本発明に係る化合物半導、体Ｒ膜
の製造方法によれば、Ｇａを含む有機金属化合物原料と
して、新規な化合物を使用する。このため薄膜品質の大
幅な向上が達成され、また光選択エピタキシャル成長技
術においては光吸収特性が長波軒側に移動するため光吸
収特性が向上し、成長の選択性が著しく向上する利点が
ある。
の製造方法によれば、Ｇａを含む有機金属化合物原料と
して、新規な化合物を使用する。このため薄膜品質の大
幅な向上が達成され、また光選択エピタキシャル成長技
術においては光吸収特性が長波軒側に移動するため光吸
収特性が向上し、成長の選択性が著しく向上する利点が
ある。
第１図は本発明の第１から第１４の実施例において用い
たＧａＮ 単結晶薄膜の製造装置の構成を示す系統図、
第２図は第１５の実施例において使用したＧ ａＡ ｓ
ｉＱ膜の製造装置を示す構成図である。 ｌ・・・・・有機金属化合物、２・・・・・バブラー容
器、６．２１・・・・反応容器、９，２２・・・・・基
板、１２・・・・・・高周波加熱コイル、２４・・・・
・Ａｒレーザ。 出願人 日本電信電話株式会社 １−ｍ−肩羽食金為化合？労 ２−−−ハ゛７゛
ラー宕昏３．８−−−７７パス堵１１コ〉トローラ−４
−一一璧叡がスボ゛ンへ′５−一一カロ？、１配Ｉ
６−−−Ｉｌ＾゛容屈７−−−７＞Ｌ２
了爪゛ンペ′ ９−一一巻石に１０−−１じ７°
夕 １１−一一煕電灯１２−−−高５し漠如鰹
コイ１し 第２図 ↓
たＧａＮ 単結晶薄膜の製造装置の構成を示す系統図、
第２図は第１５の実施例において使用したＧ ａＡ ｓ
ｉＱ膜の製造装置を示す構成図である。 ｌ・・・・・有機金属化合物、２・・・・・バブラー容
器、６．２１・・・・反応容器、９，２２・・・・・基
板、１２・・・・・・高周波加熱コイル、２４・・・・
・Ａｒレーザ。 出願人 日本電信電話株式会社 １−ｍ−肩羽食金為化合？労 ２−−−ハ゛７゛
ラー宕昏３．８−−−７７パス堵１１コ〉トローラ−４
−一一璧叡がスボ゛ンへ′５−一一カロ？、１配Ｉ
６−−−Ｉｌ＾゛容屈７−−−７＞Ｌ２
了爪゛ンペ′ ９−一一巻石に１０−−１じ７°
夕 １１−一一煕電灯１２−−−高５し漠如鰹
コイ１し 第２図 ↓
Claims (3)
- （１）反応容器中にガリウムを含む化合物と元素周期表
Ｖｂ族元素を含む化合物を気相で導入し、これらを熱分
解して、前記反応容器中に設置した基板上にＧａ−Ｖ族
元素化合物半導体薄膜を製造する方法において、前期ガ
リウムを含む化合物として下記一般式［Ａ］〜［Ｋ］で
表わされる化合物を使用することを特徴とする化合物半
導体薄膜の製造方法。 ［Ａ］Ｇａ（ＺＲ）Ｘ＿２ （但し、式中Ｒ：アルキル基、Ｘ：ハロゲン、Ｚ：酸素
または硫黄） ［Ｂ］Ｇａ（ＺＲ＿１）（ＺＲ＿２）＿２Ｘ（但し、式
中Ｒ＿１、Ｒ＿２、：アルキル基、Ｘ：ハロゲン、Ｚ：
酸素または硫黄） ［Ｃ］Ｇａ（ＺＲ＿１）（ＺＲ＿２）（ＺＲ＿３）（但
し、式中Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３：アルキル基、Ｚ：酸
素または硫黄） ［Ｄ］ＧａＲＸ＿２ （但し、式中Ｒ：アルキル基、Ｘ：ハロゲン）［Ｅ］Ｇ
ａ（Ｒ＿１）（Ｒ＿２）Ｘ （但し、式中Ｒ＿１、Ｒ＿２：アルキル基、Ｘ：ハロゲ
ン） ［Ｆ］Ｇａ（ＺＲ＿１）Ｒ＿２Ｒ＿３ （但し、式中Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３：アルキル基、Ｚ
：酸素または硫黄） ［Ｇ］Ｇａ（ＺＲ＿１）（ＺＲ＿２）Ｒ＿３（但し、式
中Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３：アルキル基、Ｚ：酸素また
は硫黄） ［Ｈ］ＧａＲ＿１Ｒ＿２Ｒ＿３ （但し、式中Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３：アルキル基）［
Ｉ］ＧａＲ＿１Ｒ＿２Ｈ （但し、式中Ｒ＿１、Ｒ＿２：アルキル基）［Ｊ］Ｇａ
ＲＨ＿２ （但し、式中Ｒ：アルキル基） ［Ｋ］ＧａＲ＿３ （但し、式中Ｒ：ビニル基、アリル基） - （２）特許請求範囲第１項記載の化合物半導体薄膜の製
造方法において、該基板に紫外光または可視光を照射す
ることを特徴とする化合物半導体薄膜の製造方法。 - （３）特許請求範囲第２項記載の化合物半導体薄膜の製
造方法において、紫外光または可視光の光源がレーザで
あることを特徴とする化合物半導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15284988A JPH01319927A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15284988A JPH01319927A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319927A true JPH01319927A (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=15549473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15284988A Pending JPH01319927A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01319927A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2540732A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-02 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Deposition of gallium containing thin films using new gallium precursors. |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP15284988A patent/JPH01319927A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2540732A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-02 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Deposition of gallium containing thin films using new gallium precursors. |
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