JPH02221196A - ３―ｖ族化合物半導体薄膜の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は■族生導体結晶上へ高品質かつ表面平坦性に優
れたＩＩＩ−Ｖ族半導体エピタキシャル膜を形成するＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜の形成技術に関するもので
ある。

（従来の技術） 現在、Ｓｉに代表される■族生導体単結晶基板上にＧａ
Ａｓに代表される■旧Ｖ族化合物半導体単結晶薄膜を形
成する試みが活発に行われている。これは、このような
薄膜構造が形成できると、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体高
機能素子を安価なＳｉ基板上に作製でき、またＳｉの高
い熱伝導率によって光素子等の性能向上が期待できるた
めである。さらにＳｉ基板上に選択的にＩＩＩ　＋　Ｖ
族化合物半導体単結晶薄膜を形成できれば、Ｓｉ超高集
積回路とＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体超高速素子や光素子
を同一基板上に形成できるため、新しい高機能素子の開
発が予想されるからである。

しかしながら、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶はＩＩＩ
族と■族の２種類の元素から成る有極性結晶であるのに
対し、■族生導体単結晶基板は単一元素から成る無極性
結晶である。従って、通常用いられる（１００）面方位
を有する■族生導体単結晶基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体単結晶薄膜をエピタキシャル成長させようとする
場合、ＩＩＩ族と■族の配列の１ケ相がずれ、極性が反
転した領域、いわゆるアンチ、フェイズ・ドメインがで
きやすく、前基板面内でＩＩＩ族とＶ族の配列の位相が
そろったいわゆるシングル・ドメイン単結晶薄膜を確実
に得ることはごく最近までは困難であった。

この問題を解決するために考えられたのが雑誌［ジャパ
ニーズ、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス
（Ｊｐｎ、　Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、）　Ｊ　　
第２４巻第６号（１９８５年）の第Ｌ３９１−３９３頁
に説明されている「二段階成長法」と呼ばれる方法であ
る。すなわちＳｉ単結晶基板の温度を４５０℃以下の低
温として、まず２００人程変り微細な多結晶もしくは非
晶質状のＧａＡｓバッファ層を堆積した後、Ｓｉ単結晶
基板の温度を通常の成長温度、上記文献の場合は６００
℃としてＧａＡｓ単結晶薄膜を成長させる方法である。

この方法によってシングル・ドメイン単結晶薄膜を確実
に得ることができるようになった。微細な多結晶もしく
は非晶質状のＧａＡｓ薄膜は温度６００℃に昇温する間
にアニールされて単結晶化する。上記文献の結果はＭＯ
ＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　　Ｏｒｇａｎｉｃ　　Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ　　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による
ものであったが、以後ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ旦ｅ
ｅｍ　′Ｅｐｉｔａｘｙ）法でも同様に二段階成長法が
有効であることが確認された。

さて二段階成長法ではまず低温でＧａＡｓバッファ層を
成長するが、このバッファ層は島状の成長をしているこ
とがその後の研究の結果わかってきた。シングル・ドメ
インの単結晶を得るためには、最初それぞれの島の結晶
方位は一致していなくても良いが、島が十分小さく周囲
の島とそれぞれ接していることが必要である。そしてそ
の後のアニールによって優勢なほうの方位への並び替え
が起こってシングル・ドメイン化すると考えられている
。また並び替えが起こらなくても、ＧａＡｓ成長中に１
憂勢方位のみが残ってシングル・ドメイン化するとも考
えられるが、この場合でも高温でのアニルは必要となる
。これは低温で成長したバッファ層が多くの欠陥を含む
ため、２００人程変り薄いうちにアニールして結晶性を
回復させる必要があるためである。

一方、ＩＩＩ族原掛原料族原料とを交互に供給する方法
によって低温で直接単結晶膜を成長する試みが最近なさ
れるようになった。たとえば雑誌［アプライド・フィジ
ックス・レター（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、
）　Ｊ第５３巻第２４号（１９８８年）の第２４３５−
２４３７頁に説明されているように、高真空中でＩＩＩ
族原子とＶｊｌ原子を交互に供給するＭＥＥ（Ｍｉｇｒ
ａｔｉｏｎ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　９ｉｔａｘｙ）法によ
って低温で約４００人の単結晶膜を直接成長後、同じ温
度でＭＢＥ成長することで厚いシングル・ドメイン単結
晶膜を得ている。この場合、成長中に優勢方位のみが残
ってシングル・ドメイン化すると考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） ＩＩＩ　−Ｖ族化合物半導体薄膜のエピタキシャル成長
法において、上記の従来技術の問題点を考えてみる。

半導体薄膜の素子応用の観点からはシングル・ドメイン
化とともに結晶品質の向上とさらに表面の平坦性が重要
である。平坦な表面を得るには島状成長では島が小さく
高密度であるほどよい。さらには層状成長であることが
最も望ましい。また通常５ｉ（１００）基板上の成長層
には、基板と成長層との格子不整合から予習、されるよ
りはるかに多くの転位や積層欠陥等が含まれる。そして
これら多くは島と島の間から発生すると考えられるため
、結晶品質の向上のためには層状成長であることが望ま
しい。

二段階成長法の場合、バッファ層の成長温度としては低
温はど島の大きさが小さく密度は高くなる傾向にある。

しかしながらあまり低温になると双晶や積層欠陥などを
多数含む結晶品質の極めて悪い膜となり、さらには非晶
質状となるため層状成長の実現は極めて難しい。しかも
実際には膜厚が十分源いうちに結晶性回復のためアニー
ルをする必要がある。ところがせっかく低温で平坦なバ
ッファ層を成長したにもかかわらず、このアニールをし
すぎると固相成長によって表面に大きな凹凸が生じてし
まい、逆にアニールが不十分であると結晶品質が十分向
上しないという問題点があった。

一方、Ｈ１族原料とＶ族原料とを交互に供給する方法で
は、成長初期から比較的結晶性が良いため、少なくとも
二段階成長法のように膜厚が薄いうちにアニールする必
要はない。そのためまず低温で十分厚い単結晶膜を成長
しておくことができ、その後必要があれば結晶性改善の
ためのアニールを行えば良く、表面に大きな凹凸が生じ
る心配はなくなる。しかしながら、この方法でも成長初
期は依然として島状成長であり、層状成長の実現には至
らず根本的な結晶性および平坦性の向上は望めないとい
う問題点があった。

さらに通常、結晶成長の容易な５ｉ（１００）面を基板
として用いるが、この場合基板と成長層との界面で発生
した転位が容易に上層まで伸びて貫通転位となりやすい
ため、十分高品質の結晶を得るためには数μｍ以上の厚
い膜を成長する必要があるという共通の問題点があった
。

本発明の目的はこのような従来技術の欠点を克服し、■
族生導体結晶上に表面平坦性に優れた高品質なＩＩＩ−
Ｖ族半導体エピタキシャル膜を形成するＩＩＩ　＋　Ｖ
族化合物半導体薄膜形成技術を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明はＩＩＩ−Ｖ族化合単結導体薄膜■族結晶上に形
成する方法において、前記■族結晶上に薄いＡｌ層を形
成する工程と、前記Ａｌ層上にｖ族原料を供給し、前記
Ａｌ層をＩＩＩ族構成元素をＡｌとするＩＩＩ−Ｖ族化
合物単結晶に変換する工程と、前記ＩＩＩ　−Ｖ族化合
物単結晶層上にＩＩＩ　ｅ　Ｖ族化合物半導体薄膜を形
成するものである。また別の方法では前記■族結晶上に
Ａｌを含む有機揮発性化合物を供給し薄いＡｌ層を形成
する工程と、このＡｌ層上にＶ族元素またはＶ族元素の
揮発性化合物を供給し、前記Ａｌ層をＩＩＩ族構成元素
がＡｌである１ＩＬＶ族化合物単結晶層に変換する工程
とを経た後、所望のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶薄
膜を形成することを特徴とする。

さらに■族結晶の面方位として（１１１）面を用いると
、より効果的である。

また、Ａｌ層の形成を４００６Ｃ以下で行うと良い。

Ａｌ原料としては、Ａｌとハロゲン元素の結合した有機
金属化合物を用いると選択性の点がら好ましい。

また、■旧Ｖ族化合物半導体薄膜の成長初期においては
、ＩＩＩ族原掛原料族原料を交互に供給すると、成長温
度の低温化の観点から好ましい。

（作用） Ｓｉ単結晶基板上へのＧａＡｓの成長で島状成長するの
は、ひとつにはＳｉ結晶とＧａＡｓ結晶との間の大きな
格子定数差、（１００）面への成長では４％という大き
な差が原因となっていると考えられる。ところがたとえ
ば雑誌「応用物理」第５７巻第１１号（１９８８）の第
１７５４頁−１７５９頁に説明されているように、ＭＥ
Ｅ法を用いて１５０℃でＧａとＡｓを交互に供給しても
、ＧａＡｓ１分子層以下のごく初期から島状成長となる
。しかも最初の１原子層は全面に二次元的に付くにもか
かわらず、２原子層目を付けたとたんに島状に変化し表
面被覆率が減少する。さらに格子定数差が０．３７％と
十分に小さいはずのＳｉ単結晶基板上へのＧａＰの成長
でも島状成長となる（雑誌［ジャーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス（Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、）
　Ｊ第６４巻第９号（１９８８年）の第４５２６−４５
３０頁）。

従って■原車結晶基板上へのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
結晶の成長で一般に島状成長する原因は、単に格子定数
差によるストレスのみによるのではなく、むしろその成
長初期における表面■族原子とＩＩＩ族またはＶ族原子
との間の化学結合状態、さらにはＩＩＩ族とＶ族原子と
の間の化学結合状態が深くかかわっていると考えられる
。

この様な考察に基づいて得られたのが本発明のまずＡｌ
を含む原料を供給し数原子から数十原子層分のＡｌ層を
形成し、このＡｌ層をＩＩＩ族構成元素がＡｌであるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物単結晶層に変換したのち、所望のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体薄膜を形成する方法である。

５ｉ−Ａｌの結合は、５ｉ−Ｇａ、また５ｉ−Ａｓなど
の結合に比べて極めて強く、切れにくいと考えられるた
め、Ｓｉ単結晶基板上へ形成したＡｌ層はその成長の初
期から平坦な連続膜となる。ただし、ＳｉとＡｌの合金
化反応を抑えるため、このＡｌ層の形成は４００℃以下
の低温で行うのが望ましい。この点でＡｌ原料として有
機揮発性化合物を用いると低温成長が行える。つづいて
Ｖ族元素またはＶ族元素の揮発性化合物、たとえばＡｓ
の揮発性化合物を供給すると、分解で生じたＡｓは薄い
Ａｌ層中を拡散してＳｉ基板との界面に到達し界面から
順にＡｌＡｓ結晶がエピタキシャル成長する。その結果
、Ａｌ層は数十人の薄い平坦なＡｌＡｓ単結晶連続膜に
変換される。さらにこのＡｌＡｓ膜をバッファ層として
次に所望のＩＩＩ−Ｖ原車結晶薄膜を成長するのである
が、この時は結晶品質を上げるために成長温度は高めに
設定する必要がある。しかしＡｌ、−Ａｓの結合は他の
ＩＩＩ−Ｖ　ｂｘ化合物のＧａ−Ａｓなどの結合に比べ
て強いため、固相成長によってＡｌＡｓ層の表面に大き
な凹凸が生じることはない。さらに少なくとも十分な厚
みが得られるまでは、ＩＩＩ族元素の揮発性化合物とＶ
族元素またはＶ族元素の揮発性化合物とを交互に供給す
る方法によれば成長温度を低く抑えることができるため
、従って■族生導体単結晶基板上に表面平坦性に優れた
高品質なＩＩＩ−Ｖ族半導体エピタキシャル膜を形成す
るＩＩＩ　＋　Ｖ族化合物半導体薄膜形成方法を実現で
きる。

さらに■族結晶の面方位として（１１１）面を特定する
もう一つの発明は次の考察に基づいて得られた。■族結
晶として（１００）面を用いた場合、結晶と成長層との
界面で発生し容易に上層まで伸びて貫通転位となるのは
６０°転位と呼ばれる（１１１）面上に存在する転位で
ある。そしてこの（１１１）面上の転位が他の転位に比
べて導入されやすい事実は■族結晶として（１１１）面
を用いた場合にも共通である。ゆえに（ＩＬＬ）面を基
板として用いれば、基板と成長層との界面で発生した転
位は基板と平行な（１１１）面内に容易に曲げられるた
め、貫通転位とはなりにくい。また（１１１）面は２原
子層ステップからなるため、その上に極性半導体を成長
してもシングル、ドメインとなり、本質的にアンチ・フ
ェイズ・ドメイン形成の問題がない。従って■族結晶と
して（１１１）面を用い、さらに低温でまず薄いＡｌ層
を形成し、このＡｌ層をＩＩＩ　ｅ　Ｖ原車結晶層に変
換したのち、所望のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体薄膜を形
成すめことで、薄い膜厚で十分高品質なＩＩＩ　ｅ　Ｖ
族生導体エピタキシャル膜を形成するＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体薄膜形成方法を実現できる。

（実施例） 、以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

（実施例１） 高真空下９００〜１０００℃で基板の熱クリーニングが
可能なサブチャンバーを備え、ＩＩＩ族有機金属原料と
してはジエチルガリウムクロライド（ＤＥＧａＣｌ）、
ジエチルアルミニウムクロライド（ＤＥＡｌＣＩ）およ
びトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、■族原料としてはア
ルシン（ＡｓＨ３）ガスの供給が可能な減圧ＭＯＣＶＤ
装置を用いて、Ｓｉ単結晶基板上へのＧａＡｓ成長を行
った。

ＧａＡｓの成長法としてはＤＥＧａＣｌとＡｓＨ３を交
互に供給する原子層エピタキシャル成長法（ＡＬＥ法）
を用いた。この方法は原料ガス分圧や供給時間、また成
長温度によらずＤＥＧａＣｌとＡｓＨ３の交互供給、１
サイクル当たりＧａＡｓ単分子層単位の成長が得られる
方法である。

Ｓｉ基板としては（１００）４°ｏｆｆ　ｔｏ　＜０１
１＞および（１１１）面の物を用い、また成長させる際
に選択成長の可否も同時に調べるため、基板表面の一部
に５ｉ０２マスク部分を設けておいた。熟クリーニング
を行った基板を反応管に導入し、キャリアガスとしての
Ｈ２を９１／ｍｉｎ流し、反応管内圧力１００Ｔｏｒｒ
として高周波加熱によってカーボンサセプタ上のＳｉ基
板を３５０℃に加熱した。しかる後にまず第１図（ａ）
に示すように、５Ｘ１０−２ｔｏｒｒの分圧のＤＥＡｌ
ＣＩを３０〜６０秒間供給してＳｉ基板１上に１０〜２
０人のＡｌ層２を堆積した。

このあと１ｔｏｒｒの分圧をＡｓＨ３を供給しなからＳ
ｉ基板１の温度を４５０℃に昇温しで３０秒間保、持し
た。この間に３３０℃で堆積したＡｌ層２は第１図（ｂ
）に示すように、ＡｌＡｓ層３に変換される。その後Ａ
ｓＨ３の供給を停止し、０．５秒経過後５刈０’ｔｏｒ
ｒの分圧のＤＥＧａＣｌを１秒間供給した。このあと原
料無供給時間を０．５秒とり、そのあと１ｔｏｒｒの分
圧のＡｓＨ３を１秒間供給した。

この３秒間の操作を１０００回繰り返すことで第１図（
Ｃ）に示すようにＳｉ基板１上にＡｌＡｓ層３をバッフ
ァ層としてＧａＡｓ層４を成長した。さらに４５０℃よ
り高い温度での成長も行い、この場合もまず最初は４５
０℃′″ｃＤＥＧａｃ１とＡｓＨ３の交互供給を７０回
繰り返し、しかる後所定の温度に昇温し残り９３０回の
交互供給を行った。

また比較のためＡｌ層の堆積を行わずに、すなわちＡｌ
Ａｓバッファ層を介さずにＧａＡｓを成長する実験も行
った。この場合、基板を反応管に導入した後、すぐに所
定の温度に昇温しＤＥＧａＣｌとＡｓＨ３の交互供給を
１０００回繰り返した。

第２図は成長温度に対する１サイクル当たりのＧａＡｓ
の成長膜厚を示した図で、第２図（ａ）は５ｉ（１００
）４°ｏｆｆ＜０１１＞ｉ板上に成長した場合、また第
２図（ｂ）は５ｉ（１１１）基板上に成長した場合であ
る。

ＡｌＡｓバッファ層を介して成長した場合には側基板上
とも単分子層単位の成長が得られ、基板面内での膜厚分
布は極めて均一で表面も鏡面であった。

これに対して、ＡｌＡｓバッファ層を介さずに成長した
場合には単分子層単位以下の成長となり、膜厚均一性が
悪くモホロジーも悪かった。

次に第３図は成長温度に対するＸ線回折強度を示した図
である。ＡｌＡｓバッファ層を介して成長した場合、Ａ
ｌＡｓバッファ層を介さずに成長した場合に比べて側基
板上ともＸ線回折強度が約２〜１０倍強くなっており、
結晶性が大幅に改善されていることがわかる。さらに５
ｉ（１１１）基板上成長した場合の方が、５ｉ（１００
）４°ｏｆｆ＜０１１＞基板上に成長した場合に比べて
数倍から数十倍Ｘ線回折強度が強い。従ってＳｉ（１１
１）基板上にＡｌＡｓバッファ層を介して成長すること
で、この場合的３００ＯＡと膜厚が極めて薄いにもかか
わらず良好な結晶性を有するＧａＡｓ膜が成長できる二
とがわかる。

さらに上記のいずれの条件で成長した場合も、５ｉ０２
マスク部分にはＡｌＡｓならびにＧａＡｓの析出は認め
られず選択成長が可能であった。

以上、ＭＯＣＶＤ装置とじて減圧装置を用いたが常圧装
置を用いても良い。

またＡｌ層を形成する方法としてはＤＥＡｌＣＩを原料
ガスとして用いたが、この原料ガスを用いると低温で平
坦な連続薄膜を選択的にしかも極めて再現性よく均一に
形成できる。そのため本発明に適用するのに最も適した
方法と考えられる。しかし基本的には低）鼠で平坦な連
続薄膜を形成できれば良く、例えばアルキル基をエチル
基からメチル基に替えたＤＭＡｌＣ１等を原料ガスとし
て用いても良い。

さらにトリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）や、ジ
メチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡＬＨ）を原料
ガスとして用いて良いが、この場合ごく限られた条件で
のみ選択成長が可能である。

また所望のＩＩＩ　ｅ　Ｖ族化合物半導体の成長法とし
てＤＥＧａＣｌとＡｓＨ３を用いたＧａＡｓの成長を例
に説明したが、ＩＩＩ族およびＶ族原料とは基本的にガ
スとして供給可能であればよい。例えばＤＥＧａＣｌと
ＰＨ３を用いたＧａＰ、　ＤＭＩｎＣｌとＰＨ３を用い
たＩｎＰの成長、さらにＤＥＧａＣｌ　＋　ＤＭＩｎＣ
ｌとＡｓＨ３の交互供給によるＩｎＧａＡｓの成長など
の混晶の成長にも本発明を適用することができる。また
ＩＩＩ族有機金属原料としては塩素との結合を持たない
ＴＭＧ、　ＴＥＧ、　ＴＭＩｎ等でもよいが、この場合
選択成長が困難であるか、またはごく限られた条件での
み可能である。さらにＩＩＩ族原料としてはＧａＣｌ３
等の無機原料を用いてもよく、逆にＶ族水素化物原料を
ＴＥＡｓ等のＶ族有機金属原料やさらにＡｓメタル等の
Ｖ族元素に代えても良い。

（実施例２） Ｓｉ基板として（１００）４°ｏｆｆ＜０１１＞および
（１１１）面の物を用い、実施例１と同じ装置、同じ手
順でＡｌＡｓバッファ層を介して、まず４５０℃でＤＥ
ＧａＣｌとＡｓＨ３の交互供給し、この場合このサイク
ルを５００回繰り返して約１５０ＯＡのＧａＡｓ層を成
長した。しかる後に基板温度を６００℃に昇温し、ＴＭ
ＧとＡｓＨ３を同時に供給する通常のＭＯＣＶＤ法でＧ
ａＡｓを２μｍ成長した。比較のためＡｌＡｓバッファ
層は介さずに、他は全く同じ条件で成長する実験も行っ
た。

成長膜はいずれもシングル・ドメインの単結晶であり、
実施例１に比べて膜厚がはるかに厚い分貫通転位も減少
し、結晶性は全体に大きく改善されている。しかしＡｌ
Ａｓバッファ層を介して成長したＧａＡｓ膜の表面が側
基板上とも鏡面であるのに対して、ＡｌＡｓバッファ層
を介さず成長したＧａＡｓ膜の表面にはかなり大きな凹
凸が認められた。さらにＡｌＡｓバッファ層を介した方
が、介さずに成長した場合に比べてＸ線回折強度が強く
、結晶性が大幅に改善されており１．また５ｉ（１１１
）基板上成長した場合の方が、５ｉ（１００）４°ｏｆ
ｆ＜０１１＞基板上に成長した場合よりもＸ線回折強度
がはるかに強く結晶性が良いなど、実施例１と全く同様
の傾向が得られた。

以上の実施例においてはＳｉ基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体薄膜を形成させたが、例えばＩＩＩ−Ｖ族化
合物基板上に形成させたＳｉ結晶上に薄膜を形成させて
も良い。また、Ｓｉ以外の■族材料として例えば５ｉＧ
ｅやＧｅなどにも上記の方法と同様に発明の効果が確認
された。また、Ａｌ層及びＩＩＩ　−Ｖ族化合物半導体
薄膜の成長方法としては、化学気相成長法に限らず分子
線成長方法などでも良い。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

請求項１に記載した方法によれば、■族結晶上にＡｌ層
を形成させ、Ｖ族元素を供給することにより、■族結晶
と連続なＩＩＩ−Ｖ族結晶層を形成させる。このＩｎ　
＋　Ｖ族結晶層をバッファ層としてＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体薄膜を成長させるので、表面平坦性に優れた高品
質なＩＩＩ　−Ｖ族化合物半導体薄膜の形成が可能とな
る。

請求項２のようにＡｌ原料として有機揮発性化合物を用
い、Ｖ族元素の原料として揮発性化合物を用いれば、Ａ
ｌ層の成長が低温で行え、■Ｄｌｃ結晶に連続なＩＩＩ
−Ｖ族結晶が、容易に得られるので、再現性良＜ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体薄膜が形成できる。

請求項３の方法によれば、■族結晶の面方位として（１
１１）面を用いるので、貫通転位の少ないＩＩＩ−Ｖ７
ＩＮ化合物半導体薄膜が形成できる。

請求項４のように、Ａｌ層の形成温度を４００℃以下と
すると、ＳｉとＡｌの合金化が抑制されるので、確実に
表面が平坦な連続膜が得られる。

請求項５のようにＡｌの原料としてＡｌとハロゲンの結
合した有機金属化合物を用いると、選択性に優れたＩＩ
Ｉ　ｅ　Ｖ族化合物半導体薄膜の形成方法が実現できる
。

請求項６に記載したように、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
薄膜形成の際にＩＩＩ族原料とＶ族原料を用いれば、成
長温度が下げられるので、より確実に高品質な薄膜が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る一例としての結晶成長工
程を示す断面図、第２図は同実施例における成長温度に
対する１サイクル当たりのＧａＡｓの成長膜厚を示した
図で、第２図（ａ）は５ｉ（１００）４°ｏｆｆ＜０１
１＞基板上に成長した場合、また第２図（ｂ）は５ｉ（
１１１）基板上に成長した場合、第３図は同実施例にお
ける成長温度に対するＸ線回折強度示した図である。 １−８ｉ基板、２−Ａｌ層、３−ＡｌＡｓ層、４−Ｇａ
Ａｓ層。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）IV族結晶上にIII−Ｖ族化合物半導体薄膜を形成
   する方法において、前記IV族結晶上に薄いＡｌ層を形成
   する工程と、前記Ａｌ層上にＶ族原料を供給することに
   より前記Ａｌ層をIII族構成元素をＡｌとするIII−Ｖ族
   化合物単結晶層に変換する工程と、前記III−Ｖ族化合
   物単結晶層上に所望のIII−Ｖ族化合物半導体薄膜を形
   成する工程とを行うことを特徴とするIII−Ｖ族化合物
   半導体薄膜の形成方法。
2. （２）IV族結晶上にIII−Ｖ族化合物半導体薄膜を形成
   する方法において、前記IV族結晶上にＡｌを含む有機揮
   発性化合物を供給することにより薄いＡｌ層を形成する
   工程と、このＡｌ層上にＶ族元素またはＶ族元素の揮発
   性化合物を供給することにより前記Ａｌ層をIII族構成
   元素をＡｌとするIII−Ｖ族化合物単結晶層に変換する
   工程と、前記III−Ｖ族化合物単結晶層上に所望のIII−
   Ｖ族化合物半導体薄膜を形成する工程とを行うことを特
   徴とするIII−Ｖ族化合物半導体薄膜の形成方法。
3. （３）IV族結晶上にIII−Ｖ族化合物半導体単結晶薄膜
   を形成する方法において、IV族単結晶基板の面方位とし
   て（１１１）面を用い、かつ前記IV族単結晶基板上にＡ
   ｌを含む有機揮発性化合物を供給することにより薄いＡ
   ｌ層を形成する工程と、このＡｌ層上にＶ族元素または
   Ｖ族元素の揮発性化合物を供給することにより、前記Ａ
   ｌ層をIII族構成元素がＡｌであるIII−Ｖ族化合物単結
   晶層に変換する工程と前記III−Ｖ族化合物単結晶層上
   に所望のIII−Ｖ族化合物半導体薄膜を形成する工程と
   を行うことを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導体薄膜の
   形成方法。
4. （４）Ａｌ層の形成を４００℃以下の低温で行うことを
   特徴とする請求項１、２又は３記載のIII−Ｖ族化合物
   半導体薄膜の形成方法。
5. （５）Ａｌを含む有機揮発性化合物として、Ａｌとハロ
   ゲン元素の結合を少なくとも１つ持つ有機金属化合物を
   用いることを特徴とする請求項２、３又は４記載のIII
   −Ｖ族化合物半導体薄膜の形成方法。
6. （６）所望のIII−Ｖ族化合物半導体単結晶薄膜の形成
   の全体または少なくともその初期の一部が、III族元素
   の揮発性化合物とＶ族元素またはＶ族元素の揮発性化合
   物とを交互に供給する方法によることを特徴とするを請
   求項２、３、４又は５記載のIII−Ｖ族化合物半導体薄
   膜の形成方法。