JPH0277114A - エピタキシャル成長方法 - Google Patents
エピタキシャル成長方法Info
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- JPH0277114A JPH0277114A JP22953388A JP22953388A JPH0277114A JP H0277114 A JPH0277114 A JP H0277114A JP 22953388 A JP22953388 A JP 22953388A JP 22953388 A JP22953388 A JP 22953388A JP H0277114 A JPH0277114 A JP H0277114A
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- JP
- Japan
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- epitaxial growth
- gaas substrate
- electron beam
- substrate
- layer
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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、エピタキシャル成長方法に関し、特に、半導
体層の気相エピタキシャル成長に関するものである。
体層の気相エピタキシャル成長に関するものである。
本発明は、半導体基板上に半導体層を気相でエピタキシ
ャル成長させるようにしたエピタキシャル成長方法にお
いて、エピタキシャル成長中に上記半導体基板の表面お
よび／またはその近傍に電子線を照射することによって
、点欠陥密度の低い高品質の半導体層をエピタキシャル
成長させることができるようにしたものである。
ャル成長させるようにしたエピタキシャル成長方法にお
いて、エピタキシャル成長中に上記半導体基板の表面お
よび／またはその近傍に電子線を照射することによって
、点欠陥密度の低い高品質の半導体層をエピタキシャル
成長させることができるようにしたものである。
従来、化合物半導体のエピタキシャル成長は、主として
分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や有機金属化学気相成
長（ＭＯＣＶＤ）法により行われている。これらのＭＢ
Ｅ法やＭＯＣＶＤ法は、ある程度熱的に非平衡な状態で
の結晶成長法と考えられている。
分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や有機金属化学気相成
長（ＭＯＣＶＤ）法により行われている。これらのＭＢ
Ｅ法やＭＯＣＶＤ法は、ある程度熱的に非平衡な状態で
の結晶成長法と考えられている。
なお、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板上へのセレン化亜
鉛（ＺｎＳｅ）のエピタキシャル成長に関しては、例え
ば特開昭６２−８８３２９号公報に記載されている。
鉛（ＺｎＳｅ）のエピタキシャル成長に関しては、例え
ば特開昭６２−８８３２９号公報に記載されている。
本発明者の知見によれば、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体等
の結晶欠陥が発生しやすい半導体のエビタキシャル成長
を上述の従来のＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法を用いて行うと
、点欠陥密度の高いものしか得られない。すなわち、従
来のＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法では、点欠陥密度の低い高
品質の半導体層をエピタキシャル成長させることは困難
であった。
の結晶欠陥が発生しやすい半導体のエビタキシャル成長
を上述の従来のＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法を用いて行うと
、点欠陥密度の高いものしか得られない。すなわち、従
来のＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法では、点欠陥密度の低い高
品質の半導体層をエピタキシャル成長させることは困難
であった。
従って本発明の目的は、点欠陥密度の低い高品質の半導
体層をエピタキシャル成長させることができるエピタキ
シャル成長方法を提供することにある。
体層をエピタキシャル成長させることができるエピタキ
シャル成長方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
本発明者は、従来の技術が有する上述のような課題を解
決すべく種々実験を行った結果、エピタキシャル成長中
に半導体基板の表面に電子線を照射すると、電子線を照
射しない場合に比べて点欠陥密度が低い半導体層をエピ
タキシャル成長させることができることを見出した。さ
らに、電子線を半導体基板の表面の近傍に照射するだけ
でも同様に点欠陥密度の低い半導体層をエピタキシャル
成長させることができることも見出した。
決すべく種々実験を行った結果、エピタキシャル成長中
に半導体基板の表面に電子線を照射すると、電子線を照
射しない場合に比べて点欠陥密度が低い半導体層をエピ
タキシャル成長させることができることを見出した。さ
らに、電子線を半導体基板の表面の近傍に照射するだけ
でも同様に点欠陥密度の低い半導体層をエピタキシャル
成長させることができることも見出した。
本発明は、本発明者が見出した上記の事実に基づいて案
出されたものである。
出されたものである。
すなわち、本発明は、半導体基板（２）上に半導体Ｎ（
５）を気相でエピタキシャル成長させるようにしたエピ
タキシャル成長方法において、エピタキシャル成長中に
半導体基板（２）の表面および／またはその近傍に電子
線（４）を照射するようにしている。
５）を気相でエピタキシャル成長させるようにしたエピ
タキシャル成長方法において、エピタキシャル成長中に
半導体基板（２）の表面および／またはその近傍に電子
線（４）を照射するようにしている。
エピタキシャル成長中に半導体基板（２）の表面および
／またはその近傍に電子線（４）を照射することにより
、点欠陥密度の低い高品質の半導体層（５）をエピタキ
シャル成長させることができる。この理由は未だ完全に
解明されていないが、次のような説明が考えられる。す
なわち、エピタキシャル成長時に半導体基ｖｉ、（２）
の表面に照射される分子線やこの表面の近傍に存在する
原料ガス分子は、電子線（４）の照射により励起された
りイオン化されたり分解が促進されたりする。この結果
、エピタキシャル成長の際に半導体層（５）に発生する
点欠陥は少なくなり、これによって点欠陥密度の低い高
品質の半導体層（５）が得られるものと考えられる。
／またはその近傍に電子線（４）を照射することにより
、点欠陥密度の低い高品質の半導体層（５）をエピタキ
シャル成長させることができる。この理由は未だ完全に
解明されていないが、次のような説明が考えられる。す
なわち、エピタキシャル成長時に半導体基ｖｉ、（２）
の表面に照射される分子線やこの表面の近傍に存在する
原料ガス分子は、電子線（４）の照射により励起された
りイオン化されたり分解が促進されたりする。この結果
、エピタキシャル成長の際に半導体層（５）に発生する
点欠陥は少なくなり、これによって点欠陥密度の低い高
品質の半導体層（５）が得られるものと考えられる。
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は、Ｚｎ５ｅのエピタキシャル成長
に本発明を適用した実施例である。
明する。この実施例は、Ｚｎ５ｅのエピタキシャル成長
に本発明を適用した実施例である。
第１図に示すように、本実施例においては、超高真空に
保たれたＭＢＥ装置１内にｎ型またはｐ型で伝導性のＧ
ａＡｓ基板２を配置し、それぞれＺｎ、Ｓｅ及びドーパ
ントの蒸発源を構成するクヌードセンセル（にｎｕｄｓ
ｅｎ Ｃｅ１ｌ） Ｃ，、Ｃ，及びＣ３により発生さ
れるＺｎ、 Ｓｓ及びドーパントの分子線を上記ＧａＡ
ｓ基板２に照射してＺｎ５ｅのエピタキシャル成長を行
う。ＭＢＥ装置１のベース圧力は例えばｌＯ−” 〜１
０−” Ｔｏｒｒ、基板温度は例えば２５０°Ｃ程度で
ある。また、クヌードセンセルＣ１及びＣｔの標準的な
温度はそれぞれ例えば２５０°Ｃ１１３０℃である。
保たれたＭＢＥ装置１内にｎ型またはｐ型で伝導性のＧ
ａＡｓ基板２を配置し、それぞれＺｎ、Ｓｅ及びドーパ
ントの蒸発源を構成するクヌードセンセル（にｎｕｄｓ
ｅｎ Ｃｅ１ｌ） Ｃ，、Ｃ，及びＣ３により発生さ
れるＺｎ、 Ｓｓ及びドーパントの分子線を上記ＧａＡ
ｓ基板２に照射してＺｎ５ｅのエピタキシャル成長を行
う。ＭＢＥ装置１のベース圧力は例えばｌＯ−” 〜１
０−” Ｔｏｒｒ、基板温度は例えば２５０°Ｃ程度で
ある。また、クヌードセンセルＣ１及びＣｔの標準的な
温度はそれぞれ例えば２５０°Ｃ１１３０℃である。
本実施例においては、上述のエピタキシャル成長中に、
ＭＢＥ装置１に取りつけられた電子銃３により発生され
る電子線４をＧａＡｓ基板２の表面全体にこの表面に対
して斜めの方向から照射する。
ＭＢＥ装置１に取りつけられた電子銃３により発生され
る電子線４をＧａＡｓ基板２の表面全体にこの表面に対
して斜めの方向から照射する。
この際、ＧａＡｓ基板２には例えば１ｏｏｖ程度の＋電
圧を印加し、電子線４がこのＧａＡｓ基板２に当たりや
すいようにしておく。なお、ＧａＡｓ基板２に印加する
この＋電圧は１００Ｖより高くても低くてもよい。さら
に、必ずしもＧａＡｓ基板２に＋電圧を印加する必要は
な（、ＧａＡｓ基板２を接地するだけでもよい。また、
電子線４の加速エネルギー及びビーム電流は、ＧａＡｓ
基板２に照射される分子線中の原子を十分に励起または
イオン化することができる値に選ばれる。具体的には、
これらの加速エネルギー及びビーム電流はそれぞれ例え
ば５〜１ＯｋｅＶ程度、１５０μＡ程度に選ばれる。
圧を印加し、電子線４がこのＧａＡｓ基板２に当たりや
すいようにしておく。なお、ＧａＡｓ基板２に印加する
この＋電圧は１００Ｖより高くても低くてもよい。さら
に、必ずしもＧａＡｓ基板２に＋電圧を印加する必要は
な（、ＧａＡｓ基板２を接地するだけでもよい。また、
電子線４の加速エネルギー及びビーム電流は、ＧａＡｓ
基板２に照射される分子線中の原子を十分に励起または
イオン化することができる値に選ばれる。具体的には、
これらの加速エネルギー及びビーム電流はそれぞれ例え
ば５〜１ＯｋｅＶ程度、１５０μＡ程度に選ばれる。
以上のようにして、ＧａＡｓ基板２上に所望の厚さのＺ
ｎ５ｅ工ピタキシヤル層５が成長される。このＺｎ５ｅ
工ピタキシヤル層５の導電型は使用するドーパントに応
じてｐ型またはｎ型となる。
ｎ５ｅ工ピタキシヤル層５が成長される。このＺｎ５ｅ
工ピタキシヤル層５の導電型は使用するドーパントに応
じてｐ型またはｎ型となる。
第２図は、上述のようにしてＧａＡｓ基板１の表面に電
子線４を照射しながらエピタキシャル成長させたＺｎ５
ｅ工ピタキシヤル層５のフォトルミネッセンススペクト
ルの一例を示す。また、第３図は、電子線照射を行わず
にエピタキシャル成長されたＺｎ５ｅ工ピタキシヤル層
５のフォトルミネッセンススペクトルの一例を示し、こ
れは第２図との比較のために測定されたものである。こ
れらのフォトルミネッセンススペクトルは、励起光源と
してＩＩｅ−Ｃｄレーザー（波長３２５０人）を用いて
測定されたものであり、測定は４にで行われた。これら
のフォトルミネッセンススペクトルにおいて、波長４５
００人付近に現れるビークａはＺｎ５ｅのバンド端近傍
の発光によるもので、このビークａの強度が大きいほど
結晶性が良好であることを示す。
子線４を照射しながらエピタキシャル成長させたＺｎ５
ｅ工ピタキシヤル層５のフォトルミネッセンススペクト
ルの一例を示す。また、第３図は、電子線照射を行わず
にエピタキシャル成長されたＺｎ５ｅ工ピタキシヤル層
５のフォトルミネッセンススペクトルの一例を示し、こ
れは第２図との比較のために測定されたものである。こ
れらのフォトルミネッセンススペクトルは、励起光源と
してＩＩｅ−Ｃｄレーザー（波長３２５０人）を用いて
測定されたものであり、測定は４にで行われた。これら
のフォトルミネッセンススペクトルにおいて、波長４５
００人付近に現れるビークａはＺｎ５ｅのバンド端近傍
の発光によるもので、このビークａの強度が大きいほど
結晶性が良好であることを示す。
一方、波長５５００〜６５００人に現れるブロードなビ
ークｂは、点欠陥に起因する発光によるものである。
ークｂは、点欠陥に起因する発光によるものである。
第２図と第３図とを比較すると、ビークａの強度に対す
るビークｂの強度の比は、第２図の方が第３図に比べて
約１／４と小さく、従って点欠陥に起因する発光が減少
していることがわかる。このことは、エピタキシャル成
長中に電子線照射を行った場合の方が電子線照射を行わ
ない場合に比べてＺｎ５ｅエピタキシヤルＮ５中の点欠
陥が少なくなることを示す。
るビークｂの強度の比は、第２図の方が第３図に比べて
約１／４と小さく、従って点欠陥に起因する発光が減少
していることがわかる。このことは、エピタキシャル成
長中に電子線照射を行った場合の方が電子線照射を行わ
ない場合に比べてＺｎ５ｅエピタキシヤルＮ５中の点欠
陥が少なくなることを示す。
以上のように、この実施例によれば、エピタキシャル成
長中にＧａＡｓ基板１の表面に電子線４を照射している
ので、点欠陥密度の低い高品質のＺｎ５ｅ工ピタキシヤ
ル層５を成長させることができる。
長中にＧａＡｓ基板１の表面に電子線４を照射している
ので、点欠陥密度の低い高品質のＺｎ５ｅ工ピタキシヤ
ル層５を成長させることができる。
しかも、光を照射しながらエピタキシャル成長を行う従
来の光照射エピタキシャル成長法は、光照射により基板
表面が荒れたり、成長速度が光照射を行わない場合に比
べて増加してしまうという欠点があるのに対し、本実施
例によれば、電子線４の照射によるＧａＡｓ基板２及び
Ｚｎ５ｅ工ピタキシヤル層５の表面の荒れや成長速度の
変化は認められなかった。
来の光照射エピタキシャル成長法は、光照射により基板
表面が荒れたり、成長速度が光照射を行わない場合に比
べて増加してしまうという欠点があるのに対し、本実施
例によれば、電子線４の照射によるＧａＡｓ基板２及び
Ｚｎ５ｅ工ピタキシヤル層５の表面の荒れや成長速度の
変化は認められなかった。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施例においてはＭＢＥ法によりＺｎ５
ｅエピタキシヤルＮ５の成長を行っているが、この成長
法としてはＭＯＣＶＤ法を用いることも可能である。ま
た、上述の実施例で用いたＧａＡｓ基板２の代わりに例
えばゲルマニウム（Ｇｅ） 基板を用いることも可能で
ある。さらに、上述の実施例においては、本発明をＺｎ
５ｅ工ピタキシヤル層５の成長に適用した場合について
説明したが、本発明は、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ） 、
テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ） 、硫化亜鉛（ＺｎＳ
）、テルル化水銀（１１ｇＴｅ）等のＺｎ５ｅ以外の■
−■族化合物半導体のエピタキシャル層や、例えばＧａ
Ａｓのような■−■族化合物半導体のエピタキシャル層
、さらにはシリコン（Ｓｉ）その他の元素半導体のエピ
タキシャル層の成長に適用することも可能である。
ｅエピタキシヤルＮ５の成長を行っているが、この成長
法としてはＭＯＣＶＤ法を用いることも可能である。ま
た、上述の実施例で用いたＧａＡｓ基板２の代わりに例
えばゲルマニウム（Ｇｅ） 基板を用いることも可能で
ある。さらに、上述の実施例においては、本発明をＺｎ
５ｅ工ピタキシヤル層５の成長に適用した場合について
説明したが、本発明は、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ） 、
テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ） 、硫化亜鉛（ＺｎＳ
）、テルル化水銀（１１ｇＴｅ）等のＺｎ５ｅ以外の■
−■族化合物半導体のエピタキシャル層や、例えばＧａ
Ａｓのような■−■族化合物半導体のエピタキシャル層
、さらにはシリコン（Ｓｉ）その他の元素半導体のエピ
タキシャル層の成長に適用することも可能である。
〔発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば、エピタキシャル成
長中に半導体基板の表面および／またはその近傍に電子
線を照射しているので、点欠陥密度の低い高品質の半導
体層をエピタキシャル成長させることができる。
長中に半導体基板の表面および／またはその近傍に電子
線を照射しているので、点欠陥密度の低い高品質の半導
体層をエピタキシャル成長させることができる。
第１図は本発明の一実施例によるＺｎ５ｅ工ピタキシヤ
ル層の成長方法を説明するための断面図、第２図は第１
図に示す方法により成長されたＺｎ５ｅ工ピタキシヤル
層のフォトルミネッセンススペクトルの一例を示すグラ
フ、第３図は電子線照射を行わないでエピタキシャル成
長されたＺｎ５ｅ工ピタキシヤル層のフォトルミネッセ
ンススペクトルの一例を示すグラフである。 図面における主要な符号の説明 １：ＭＢＥ装置、 ２：ＧａＡｓ基板、 ３：電子銃、
４：電子線、 ５：Ｚｎ５ｅ工ピタキシヤル層、０１
〜Ｃ３：クヌードセンセル。
ル層の成長方法を説明するための断面図、第２図は第１
図に示す方法により成長されたＺｎ５ｅ工ピタキシヤル
層のフォトルミネッセンススペクトルの一例を示すグラ
フ、第３図は電子線照射を行わないでエピタキシャル成
長されたＺｎ５ｅ工ピタキシヤル層のフォトルミネッセ
ンススペクトルの一例を示すグラフである。 図面における主要な符号の説明 １：ＭＢＥ装置、 ２：ＧａＡｓ基板、 ３：電子銃、
４：電子線、 ５：Ｚｎ５ｅ工ピタキシヤル層、０１
〜Ｃ３：クヌードセンセル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上に半導体層を気相でエピタキシャル成長さ
せるようにしたエピタキシャル成長方法において、 エピタキシャル成長中に上記半導体基板の表面および／
またはその近傍に電子線を照射するようにしたことを特
徴とするエピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229533A JP2759980B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229533A JP2759980B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277114A true JPH0277114A (ja) | 1990-03-16 |
| JP2759980B2 JP2759980B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=16893660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63229533A Expired - Fee Related JP2759980B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759980B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273247A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-27 | ジーイー・ケミカルズ・インコーポレーテッド | 帯電防止性熱可塑性組成物 |
| JPS6350394A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-03-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分子線結晶成長装置 |
| JPS63107890A (ja) * | 1986-06-17 | 1988-05-12 | Nec Corp | 単結晶成長方法 |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP63229533A patent/JP2759980B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273247A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-27 | ジーイー・ケミカルズ・インコーポレーテッド | 帯電防止性熱可塑性組成物 |
| JPS63107890A (ja) * | 1986-06-17 | 1988-05-12 | Nec Corp | 単結晶成長方法 |
| JPS6350394A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-03-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分子線結晶成長装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2759980B2 (ja) | 1998-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |