JPH03187213A - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents
半導体結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH03187213A JPH03187213A JP32696589A JP32696589A JPH03187213A JP H03187213 A JPH03187213 A JP H03187213A JP 32696589 A JP32696589 A JP 32696589A JP 32696589 A JP32696589 A JP 32696589A JP H03187213 A JPH03187213 A JP H03187213A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- crystal
- epitaxial growth
- gaas
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
〔概 要〕
半導体基板に該基板と格子定数の異なる半導体結晶をエ
ピタキシャル成長する方法に関し、半導体基板に該基板
と格子定数の異なる半導体結晶を、結晶欠陥の少ない状
態でエピタキシャル成長するのを目的とし、 半導体基板をエピタキシャル成長温度より高温で、かつ
不活性ガス雰囲気、或いは減圧雰囲気で加熱処理した後
、 該基板上に該基板と同一成分の結晶を成長させ、次いで
該基板をエピタキシャル成長温度に成るように加熱して
基板上に該基板と格子定数の異なる異種結晶をエピタキ
シャル成長するようにして構成する。
ピタキシャル成長する方法に関し、半導体基板に該基板
と格子定数の異なる半導体結晶を、結晶欠陥の少ない状
態でエピタキシャル成長するのを目的とし、 半導体基板をエピタキシャル成長温度より高温で、かつ
不活性ガス雰囲気、或いは減圧雰囲気で加熱処理した後
、 該基板上に該基板と同一成分の結晶を成長させ、次いで
該基板をエピタキシャル成長温度に成るように加熱して
基板上に該基板と格子定数の異なる異種結晶をエピタキ
シャル成長するようにして構成する。
本発明は気相エピタキシャル成長方法に係り、特に半導
体基板上に該基板と格子定数の異なる半導体結晶を、結
晶欠陥の発生が少ない状態で気相エピタキシャル成長す
る方法に関する。
体基板上に該基板と格子定数の異なる半導体結晶を、結
晶欠陥の発生が少ない状態で気相エピタキシャル成長す
る方法に関する。
赤外線検知素子形成材料としては、エネルギーバンドギ
ャップの狭い、水銀・カドミウム・テルル（”ｇＩ−ｗ
Ｃｃｌｇ Ｔｅ）のような化合物半導体結晶が用いら
れており、該結晶を素子形成上で都合が良いように、大
面積でかつ薄層状態に得る方法として気相エピタキシャ
ル成長方法が用いられている。
ャップの狭い、水銀・カドミウム・テルル（”ｇＩ−ｗ
Ｃｃｌｇ Ｔｅ）のような化合物半導体結晶が用いら
れており、該結晶を素子形成上で都合が良いように、大
面積でかつ薄層状態に得る方法として気相エピタキシャ
ル成長方法が用いられている。
ところで、このようなＨｇ＋−ｘ Ｃｄｘ Ｔｅ結晶を
エピタキシャル成長する場合、通常は該”ｇ＋−ｘ ｃ
ｄｘＴｅ結晶と格子定数が近接したＣｄＴｅの結晶が基
板結晶として用いられているが、このＣｄＴｅ結晶は大
面積の単結晶は製造が困難で得られ難い問題がある。
エピタキシャル成長する場合、通常は該”ｇ＋−ｘ ｃ
ｄｘＴｅ結晶と格子定数が近接したＣｄＴｅの結晶が基
板結晶として用いられているが、このＣｄＴｅ結晶は大
面積の単結晶は製造が困難で得られ難い問題がある。
そのため、大面積の単結晶が比較的得やすいガリウム砒
素（ＧａＡｓ）の結晶をエピタキシャル成長用基板とし
て用いて、その上にカドくラムテルル（ＣｄＴｅ）結晶
や、カドミウム・亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）の結晶
をエピタキシャル成長した後、その上にＨｇ１−１１
ｃｄ、 Ｔｅの結晶を気相エピタキシャル成長する方法
が採られている。
素（ＧａＡｓ）の結晶をエピタキシャル成長用基板とし
て用いて、その上にカドくラムテルル（ＣｄＴｅ）結晶
や、カドミウム・亜鉛・テルル（ＣｄＺｎＴｅ）の結晶
をエピタキシャル成長した後、その上にＨｇ１−１１
ｃｄ、 Ｔｅの結晶を気相エピタキシャル成長する方法
が採られている。
ＧａＡｓ結晶と、ＣｄＴｅ結晶や、ＣｄＺｎＴｅ結晶と
では格子定数が異なるために、ＧａＡｓ基板上に上記Ｃ
ｄＴｅ結晶や、ＣｄＺｎＴｅ結晶をエピタキシャル成長
すると、基板とエピタキシャル結晶の格子不整合（各々
の結晶の格子定数の差／各々の結晶の格子定数の平均値
）が１４％程度と大きい、そのため、（１００）面の結
晶面を有するＧａＡｓ基板上に（１００）面の結晶面を
有するＣｄＴｅ結晶を成長すると、格子不整合による転
位が、エピタキシャル成長されたＣｄＴｅ結晶に多数発
生する問題がある。
では格子定数が異なるために、ＧａＡｓ基板上に上記Ｃ
ｄＴｅ結晶や、ＣｄＺｎＴｅ結晶をエピタキシャル成長
すると、基板とエピタキシャル結晶の格子不整合（各々
の結晶の格子定数の差／各々の結晶の格子定数の平均値
）が１４％程度と大きい、そのため、（１００）面の結
晶面を有するＧａＡｓ基板上に（１００）面の結晶面を
有するＣｄＴｅ結晶を成長すると、格子不整合による転
位が、エピタキシャル成長されたＣｄＴｅ結晶に多数発
生する問題がある。
そこで従来は、（１００）の結晶成長面を有するＧａＡ
ｓ基板をエピタキシャル成長容器内に設置した後、該Ｇ
ａＡｓ基板を６００ ”Ｃ程度の温度に加熱して２０分
間熱処理することで、該基板表面に付着しているＧａＡ
ｓの酸化物等の異物を除去して基板表面のクリーニング
を行った後、該基板を３００〜４００ ”Ｃの温度に下
降させ、この温度でＣｄＴｅの結晶をＭＯＣＶ Ｄ （
Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａ
ｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ホントウオールエピ
タキシャル成長法、或いは分子線エピタキシャル成長法
により成長している。
ｓ基板をエピタキシャル成長容器内に設置した後、該Ｇ
ａＡｓ基板を６００ ”Ｃ程度の温度に加熱して２０分
間熱処理することで、該基板表面に付着しているＧａＡ
ｓの酸化物等の異物を除去して基板表面のクリーニング
を行った後、該基板を３００〜４００ ”Ｃの温度に下
降させ、この温度でＣｄＴｅの結晶をＭＯＣＶ Ｄ （
Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａ
ｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ホントウオールエピ
タキシャル成長法、或いは分子線エピタキシャル成長法
により成長している。
このようにＧａＡｓ基板にＣｄＴｅ結晶を気相エピタキ
シャル成長する以前に、該ＧａＡｓ基板の表面を熱処理
して基板表面のクリーニングを行うと（１００）面のＧ
ａＡｓ基板上に（１１１）面のＣｄＴｅ結晶が、結晶欠
陥の発生が少ない状態でエピタキシャル成長する。
シャル成長する以前に、該ＧａＡｓ基板の表面を熱処理
して基板表面のクリーニングを行うと（１００）面のＧ
ａＡｓ基板上に（１１１）面のＣｄＴｅ結晶が、結晶欠
陥の発生が少ない状態でエピタキシャル成長する。
然し、従来の方法では、上記ＧａＡｓ基板の表面をクリ
ーニング処理する際に、該基板の加熱によって蒸気圧の
高い砒素（Ａｓ）原子が基板より解離して飛び出し、そ
のため、前記した砒素原子が解離したＧａＡｓ基板の箇
所に結晶欠陥が発生し、このような結晶欠陥を有するＧ
ａＡｓ基板上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長した
場合、形成されるＣｄＴｅ結晶にも結晶欠陥が発生し易
く戒る問題がある。
ーニング処理する際に、該基板の加熱によって蒸気圧の
高い砒素（Ａｓ）原子が基板より解離して飛び出し、そ
のため、前記した砒素原子が解離したＧａＡｓ基板の箇
所に結晶欠陥が発生し、このような結晶欠陥を有するＧ
ａＡｓ基板上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成長した
場合、形成されるＣｄＴｅ結晶にも結晶欠陥が発生し易
く戒る問題がある。
本発明は上記した問題点を解決し、前記ＧａＡｓ基板上
に結晶欠陥の発生の少ない高品質のＣｄＴｅ結晶をエピ
タキシャル成長する方法の提供を目的とする。
に結晶欠陥の発生の少ない高品質のＣｄＴｅ結晶をエピ
タキシャル成長する方法の提供を目的とする。
上記目的は、半導体基板をエピタキシャル成長温度より
高温で、かつ不活性ガス雰囲気、或いは減圧雰囲気で加
熱処理した後、 該基板上に該基板と同一成分の結晶を成長させ、次いで
該基板をエピタキシャル成長温度に成るように加熱して
基板上に該基板と格子定数の異なる異種結晶をエピタキ
シャル成長する本発明の半導体結晶の製造方法により達
成される。
高温で、かつ不活性ガス雰囲気、或いは減圧雰囲気で加
熱処理した後、 該基板上に該基板と同一成分の結晶を成長させ、次いで
該基板をエピタキシャル成長温度に成るように加熱して
基板上に該基板と格子定数の異なる異種結晶をエピタキ
シャル成長する本発明の半導体結晶の製造方法により達
成される。
本発明の方法は、ＧａＡｓ基板の表面をクリーニング処
理した後、更に該基板にＧａＡｓ結晶をエピタキシャル
成長し、前記クリーニング処理によって蒸発した砒素原
子の解離した箇所を埋めるようにする。そして砒素原子
が解離した箇所が埋められた結晶欠陥の無い高品質なＧ
ａＡｓ結晶基板の上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成
長すると、結晶欠陥の無い高品質なＣｄＴｅの結晶が得
られるようになる。
理した後、更に該基板にＧａＡｓ結晶をエピタキシャル
成長し、前記クリーニング処理によって蒸発した砒素原
子の解離した箇所を埋めるようにする。そして砒素原子
が解離した箇所が埋められた結晶欠陥の無い高品質なＧ
ａＡｓ結晶基板の上にＣｄＴｅ結晶をエピタキシャル成
長すると、結晶欠陥の無い高品質なＣｄＴｅの結晶が得
られるようになる。
以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の方法で形成した半導体結晶の断面図、
第２図は本発明の方法に用いる装置の模式図、第３図は
本発明に於ける基板の加熱温度プロファイル図である。
第２図は本発明の方法に用いる装置の模式図、第３図は
本発明に於ける基板の加熱温度プロファイル図である。
第１図、第２図に示すように、＜１１０ ＞方向に２度
傾けた（１００）面が基板表面と成るＧａＡｓ基板ｌを
エピタキシャル成長相の容器２内に収容した後、バルブ
４と５を閉じ、該容器内を排気管３に接続されている真
空ポンプで排気して減圧し、該基板を第３図に示すよう
に６００℃の温度に保って２０分間加熱し、基板表面を
クリーニング処理して基板表面に付着している酸化物等
の異物を除去する。
傾けた（１００）面が基板表面と成るＧａＡｓ基板ｌを
エピタキシャル成長相の容器２内に収容した後、バルブ
４と５を閉じ、該容器内を排気管３に接続されている真
空ポンプで排気して減圧し、該基板を第３図に示すよう
に６００℃の温度に保って２０分間加熱し、基板表面を
クリーニング処理して基板表面に付着している酸化物等
の異物を除去する。
次いでバルブ４を開放にし、バルブ５を閉じた状態で該
クリーニング処理した基板上にアルシン（八ｓｌ＋、）
ガス、およびトリメチルガリウム／、％ （Ｇａ （Ｃ
Ｉｌ＊） ＊を収容した蒸発器６に水素ガスを導入して
該トリメチルガリウムを担持した水素ガスを、容器内に
導入して基板の温度を、４４０℃に降下させて、この温
度で１時間保ち、該基板上にＧａＡｓ結晶７を約１μ顛
の厚さにエピタキシャル成長する。
クリーニング処理した基板上にアルシン（八ｓｌ＋、）
ガス、およびトリメチルガリウム／、％ （Ｇａ （Ｃ
Ｉｌ＊） ＊を収容した蒸発器６に水素ガスを導入して
該トリメチルガリウムを担持した水素ガスを、容器内に
導入して基板の温度を、４４０℃に降下させて、この温
度で１時間保ち、該基板上にＧａＡｓ結晶７を約１μ顛
の厚さにエピタキシャル成長する。
次いでバルブ４を閉じ、バルブ５を開放にして該基板の
温度を３７０ ℃の温度に下降させて、該基板上にジメ
チルカドミウムの収容されている蒸発器８、ジイソプロ
ピルテルルの収容されている蒸発器９に水素ガスを導入
し、これらの蒸発器内に収容されいるエピタキシャル成
長用原料液体の成分を担持した水素ガスをエピタキシャ
ル成長容器２内に導入し、ＣｄＴｅ結晶１ｏをエピタキ
シャル成長する。
温度を３７０ ℃の温度に下降させて、該基板上にジメ
チルカドミウムの収容されている蒸発器８、ジイソプロ
ピルテルルの収容されている蒸発器９に水素ガスを導入
し、これらの蒸発器内に収容されいるエピタキシャル成
長用原料液体の成分を担持した水素ガスをエピタキシャ
ル成長容器２内に導入し、ＣｄＴｅ結晶１ｏをエピタキ
シャル成長する。
このようにすると、ＧａＡｓ基板が結晶欠陥の発生しな
い高品質の基板であるので、その上に形成されるＣｄＴ
ｅのエピタキシャル結晶も高品質なエピタキシャル結晶
が得られる。
い高品質の基板であるので、その上に形成されるＣｄＴ
ｅのエピタキシャル結晶も高品質なエピタキシャル結晶
が得られる。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、ＣｄＴ
ｅ結晶をエビタ牛シャル成長するＧａＡｓ基板が、結晶
欠陥を生じない高品質の基板で形成されているために、
その上に形成されるＣｄＴｅ結晶も高品質で得られるた
めに、該ＣｄＴｅ結晶上に形成されたＨｇｒ−ｘ Ｃｄ
ｘ Ｔｔ３エピタキシャル結晶も高品質なものが得られ
る効果がある。
ｅ結晶をエビタ牛シャル成長するＧａＡｓ基板が、結晶
欠陥を生じない高品質の基板で形成されているために、
その上に形成されるＣｄＴｅ結晶も高品質で得られるた
めに、該ＣｄＴｅ結晶上に形成されたＨｇｒ−ｘ Ｃｄ
ｘ Ｔｔ３エピタキシャル結晶も高品質なものが得られ
る効果がある。
第１図は本発明の方法で形成した半導体結晶の断面図、
第２図は本発明の方法に用いる装置の模式図、第３図は
本発明に於ける基板の加熱温度プロフィル図を示す。 図において、 １はＧａＡＳａ板、２は容器、３は排気管、４．５はバ
ルブ、６，８．９は蒸発器、７はＧａＡｓ結晶、１ｏは
ＣｄＴｅ結晶を示す。
本発明に於ける基板の加熱温度プロフィル図を示す。 図において、 １はＧａＡＳａ板、２は容器、３は排気管、４．５はバ
ルブ、６，８．９は蒸発器、７はＧａＡｓ結晶、１ｏは
ＣｄＴｅ結晶を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板（１）をエピタキシャル成長温度より高温
で、かつ不活性ガス雰囲気、或いは減圧雰囲気で加熱処
理した後、 該基板上に該基板と同一成分の結晶（７）を成長させ、 次いで該基板をエピタキシャル成長温度に成るように加
熱して基板上に該基板と格子定数の異なる異種結晶（１
０）をエピタキシャル成長するようにしたことを特徴と
する半導体結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32696589A JPH03187213A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32696589A JPH03187213A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 半導体結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187213A true JPH03187213A (ja) | 1991-08-15 |
Family
ID=18193772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32696589A Pending JPH03187213A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03187213A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122550A (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-12 | Hitachi Ltd | 半導体の積層構造の形成方法及びそれを用いた半導体装置の形成方法 |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP32696589A patent/JPH03187213A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122550A (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-12 | Hitachi Ltd | 半導体の積層構造の形成方法及びそれを用いた半導体装置の形成方法 |
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