JPH04186821A - 化合物半導体基板の製造方法 - Google Patents
化合物半導体基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH04186821A JPH04186821A JP31688490A JP31688490A JPH04186821A JP H04186821 A JPH04186821 A JP H04186821A JP 31688490 A JP31688490 A JP 31688490A JP 31688490 A JP31688490 A JP 31688490A JP H04186821 A JPH04186821 A JP H04186821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound semiconductor
- layer
- substrate
- grown
- temperature
- 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
Links
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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】
l1上り皿里豆■
本発明は化合物半導体基板の製造方法、より詳細にはS
i単結晶基板上に化合物半導体層が形成されている化合
物半導体基板の製造方法に関する。
i単結晶基板上に化合物半導体層が形成されている化合
物半導体基板の製造方法に関する。
灸米二退1
GaAs等の化合物半導体は、Si半導体では実現でき
ない種々の特徴を備えており、光あるいは高速デバイス
に対する需要は大きい。これに対し、GaAsウェハに
関する大きな問題点は価格が非常に高いということ、ま
た完全結晶の作成が困難であること、しかも機械的強度
が小さく、もろいために大面積化が難しいという点にあ
る。
ない種々の特徴を備えており、光あるいは高速デバイス
に対する需要は大きい。これに対し、GaAsウェハに
関する大きな問題点は価格が非常に高いということ、ま
た完全結晶の作成が困難であること、しかも機械的強度
が小さく、もろいために大面積化が難しいという点にあ
る。
このような状況下で、S1基板上にGaAsをエピタキ
シャル成長させる技術が注目されており、研究開発が活
発に行なわれている。しかしながら、室温でのSiの格
子定数はa s + = 5.4309人、GaAsの
格子定数はaaaA*=5.6533人と、GaAsと
31との間には格子定数の差が約4%もあり、GaAs
基板の場合と同様の成長条件では、直接Si基板上に単
結晶のGaAs層を成長させるのは困難である。このた
め、直接Si基板上にGaAs層を成長させた場合、G
aAs層の結晶性は非常に悪(、転位等の欠陥が多数存
在していた。そこで、この欠陥を減少させるために81
基板とGaAs層の中間にバッファー層を形成した構造
が提案され、種々のバッファー層が試みられている。
シャル成長させる技術が注目されており、研究開発が活
発に行なわれている。しかしながら、室温でのSiの格
子定数はa s + = 5.4309人、GaAsの
格子定数はaaaA*=5.6533人と、GaAsと
31との間には格子定数の差が約4%もあり、GaAs
基板の場合と同様の成長条件では、直接Si基板上に単
結晶のGaAs層を成長させるのは困難である。このた
め、直接Si基板上にGaAs層を成長させた場合、G
aAs層の結晶性は非常に悪(、転位等の欠陥が多数存
在していた。そこで、この欠陥を減少させるために81
基板とGaAs層の中間にバッファー層を形成した構造
が提案され、種々のバッファー層が試みられている。
その−例として、Journal of Crysta
l Growth77 (1986) p490〜49
7に示されたように低温で成長したアモルファス層をバ
ッファー層として作用させるものがある。
l Growth77 (1986) p490〜49
7に示されたように低温で成長したアモルファス層をバ
ッファー層として作用させるものがある。
これは第5図に示したように、先ず最初に31基板10
上に第1層として450’C以下の温度で200人程度
以下の厚さのGaAs層11を成長させ、引き続き通常
の成長温度(600〜700’C)で第2層としてのG
aAs層12を成長させるものである。このとき、第1
層であるGaAs層11にがなりの欠陥が発生するが、
これがバッファー層となって第2層であるGaAs層1
2の成長が可能となる。
上に第1層として450’C以下の温度で200人程度
以下の厚さのGaAs層11を成長させ、引き続き通常
の成長温度(600〜700’C)で第2層としてのG
aAs層12を成長させるものである。このとき、第1
層であるGaAs層11にがなりの欠陥が発生するが、
これがバッファー層となって第2層であるGaAs層1
2の成長が可能となる。
明が解゛しようとする課題
上記した従来の化合物半導体基板の製造方法において、
バッファー層であるGaAs層11には、第6図に示し
た如く表面に凹凸が認められ、これが上層GaAs層の
結晶性を悪くする。すなわち、低温で第1層のGaAs
層11を成長させた後の昇温時においてGaAs層II
が3次元的に島状成長し、これが引き続いて成長する第
2層のGaAsNji I 2の結晶性を低下させると
いった課題があった。
バッファー層であるGaAs層11には、第6図に示し
た如く表面に凹凸が認められ、これが上層GaAs層の
結晶性を悪くする。すなわち、低温で第1層のGaAs
層11を成長させた後の昇温時においてGaAs層II
が3次元的に島状成長し、これが引き続いて成長する第
2層のGaAsNji I 2の結晶性を低下させると
いった課題があった。
そこで、31基板10上に第1層のGaAs層11を成
長させる際には、できるだけ表面を滑らかにする必要が
ある。これには原子層エピタキシー(ALE)成長法を
用いることが考えられるが、ALE成長させるには特別
な装置が必要であり、また成長速度が遅いといった生産
性の悪さから、実用化には耐えないといった課題があっ
た。
長させる際には、できるだけ表面を滑らかにする必要が
ある。これには原子層エピタキシー(ALE)成長法を
用いることが考えられるが、ALE成長させるには特別
な装置が必要であり、また成長速度が遅いといった生産
性の悪さから、実用化には耐えないといった課題があっ
た。
本発明はこれら課題に鑑み発明されたものであって、3
1基板上に結晶欠陥の少ない化合物半導体層を形成する
ことができる化合物半導体基板の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
1基板上に結晶欠陥の少ない化合物半導体層を形成する
ことができる化合物半導体基板の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
課題を解決するための ?
上記した目的を達成するために本発明に係る化合物半導
体基板の製造方法は、S1単結晶基板上に化合物半導体
をエピタキシャル成長させる化合物半導体基板の製造方
法において、化合物半導体を成長させる際の温度よりも
低い温度でもって前記化合物半導体成分を含む第2の化
合物半導体を成長させる工程と、該第2の化合物半導体
上に引き続き通常の成長温度でもって前記化合物半導体
を成長させる工程とを含んでいることを特徴としている
。
体基板の製造方法は、S1単結晶基板上に化合物半導体
をエピタキシャル成長させる化合物半導体基板の製造方
法において、化合物半導体を成長させる際の温度よりも
低い温度でもって前記化合物半導体成分を含む第2の化
合物半導体を成長させる工程と、該第2の化合物半導体
上に引き続き通常の成長温度でもって前記化合物半導体
を成長させる工程とを含んでいることを特徴としている
。
■
上記した方法によれば、Si単結晶基板上に化合物半導
体をエピタキシャル成長させる化合物半導体基板の製造
方法において、化合物半導体を成長させる際の温度より
も低い温度でもって前記化合物半導体成分を含む第2の
化合物半導体を成長させた後、該第2の化合物半導体上
に引き続き通常の温度でもって前記化合物半導体を成長
させることにより、第2の化合物半導体の成長後の昇温
時に該第2の化合物半導体成分もしくは前配化合物半導
体成分を構成する元素がマイグレーションを起こし、表
面が平坦化される。従ってこの上に成長するGaAs層
の表面モホロジーは著しく改善され、Si基板上に、結
晶欠陥の少ない化合物半導体がエピタキシャル成長する
こととなる。
体をエピタキシャル成長させる化合物半導体基板の製造
方法において、化合物半導体を成長させる際の温度より
も低い温度でもって前記化合物半導体成分を含む第2の
化合物半導体を成長させた後、該第2の化合物半導体上
に引き続き通常の温度でもって前記化合物半導体を成長
させることにより、第2の化合物半導体の成長後の昇温
時に該第2の化合物半導体成分もしくは前配化合物半導
体成分を構成する元素がマイグレーションを起こし、表
面が平坦化される。従ってこの上に成長するGaAs層
の表面モホロジーは著しく改善され、Si基板上に、結
晶欠陥の少ない化合物半導体がエピタキシャル成長する
こととなる。
X電型
以下本発明に係る化合物半導体基板の製造方法の実施例
について説明する。
について説明する。
[実施例1]
第1図において、20は化合物半導体基板であり、この
化合物半導体基板20は、Si基板21上にバッファー
層として第2の化合物半導体層であるInGaAs層2
2が形成され、更にその上にGaAs層23が順次積層
されて形成されている。ここでInGaAs層22の組
′成はIno、 +Gao9Asである。
化合物半導体基板20は、Si基板21上にバッファー
層として第2の化合物半導体層であるInGaAs層2
2が形成され、更にその上にGaAs層23が順次積層
されて形成されている。ここでInGaAs層22の組
′成はIno、 +Gao9Asである。
次に化合物半導体基板20の製造方法について説明する
。
。
基板として(100)面から[011]方向へ2°オフ
しているSi基板21を用い、またIn。、 +Gao
9As層22は原料上22TMG(トリメチルガリウム
)、TMI()−リメチルインジウム)及びASH3(
アルシン)を使用し、MOCVD法により成長させる。
しているSi基板21を用い、またIn。、 +Gao
9As層22は原料上22TMG(トリメチルガリウム
)、TMI()−リメチルインジウム)及びASH3(
アルシン)を使用し、MOCVD法により成長させる。
まず、前処理を施したSi基板21をMOCVD装置の
反応炉内のサセプタ上に搬送した後、H2雰囲気中、約
1000℃でSi基板21の表面を30分間程度、RF
加熱する。
反応炉内のサセプタ上に搬送した後、H2雰囲気中、約
1000℃でSi基板21の表面を30分間程度、RF
加熱する。
その後、450℃に降温し、AsH3ガスを5分間導大
した後、TMG 、 TMI 、 AsH3の化合物半
導体構成原料を導入し、第2の化合物半導体層であるI
nGaAs層22を200人程度成長させる。次に、7
50℃まで昇温させてGaAs層23を形成するが、こ
の昇温過程においてInGaAs層22はアニールされ
、結晶化する。昇温後InGaAs層22の上にGaA
s層23を成長させる。
した後、TMG 、 TMI 、 AsH3の化合物半
導体構成原料を導入し、第2の化合物半導体層であるI
nGaAs層22を200人程度成長させる。次に、7
50℃まで昇温させてGaAs層23を形成するが、こ
の昇温過程においてInGaAs層22はアニールされ
、結晶化する。昇温後InGaAs層22の上にGaA
s層23を成長させる。
上記した実施例によれば、InとAsとの結合はGaと
Asとの結合よりも弱いため、InGaAs層22成長
後の昇温時においてエロがマイグレーションを起こし、
第2図に示した如< InGaAs層22の表面を平坦
化するために、従来の技術の項で説明したSi基板10
上に第1層のGaAs層11を成長させた場合よりも滑
らかな表面が得られるようになる。従って引き続きこの
上に成長させたGaAs層23の結晶性も向上し、Si
基板上に、結晶欠陥の少ない化合物半導体層がエピタキ
シャル成長することとなる。尚、InGaAsの組成は
Ino、 +Gao、 9ASに限られるものではなく
、InとGaの組成比が異なっていてもよい。
Asとの結合よりも弱いため、InGaAs層22成長
後の昇温時においてエロがマイグレーションを起こし、
第2図に示した如< InGaAs層22の表面を平坦
化するために、従来の技術の項で説明したSi基板10
上に第1層のGaAs層11を成長させた場合よりも滑
らかな表面が得られるようになる。従って引き続きこの
上に成長させたGaAs層23の結晶性も向上し、Si
基板上に、結晶欠陥の少ない化合物半導体層がエピタキ
シャル成長することとなる。尚、InGaAsの組成は
Ino、 +Gao、 9ASに限られるものではなく
、InとGaの組成比が異なっていてもよい。
[実施例2]
第2の化合物半導体としてAjGaAsを用いる以外は
実施例1と同様の方法で化合物半導体基板を作成した。
実施例1と同様の方法で化合物半導体基板を作成した。
第3図において、30は化合物半導体基板であり、この
化合物半導体基板30は、Si基板31上にバッファー
層として第2の化合物半導体層であるAllGaAs層
32が形成され、更にその上にGaAs層33が順次積
層されて形成されている。ここでAlGaAs層32の
組成はAlo6Gao、 4Asである6次に化合物半
導体基板30の製造方法について説明する。
化合物半導体基板30は、Si基板31上にバッファー
層として第2の化合物半導体層であるAllGaAs層
32が形成され、更にその上にGaAs層33が順次積
層されて形成されている。ここでAlGaAs層32の
組成はAlo6Gao、 4Asである6次に化合物半
導体基板30の製造方法について説明する。
基板として(100)面から[011]方向へ2°オフ
している31基板31を用い、またAjo、 5Ga(
1,4AS層32は原料としてTMG (1−リメチル
ガリウム)、TMA(トリメチルアルミニウム)及びA
ST(3(アルシン)を使用し、MOCVD法により成
長させる。
している31基板31を用い、またAjo、 5Ga(
1,4AS層32は原料としてTMG (1−リメチル
ガリウム)、TMA(トリメチルアルミニウム)及びA
ST(3(アルシン)を使用し、MOCVD法により成
長させる。
まず、前処理を施したSi基板31をMOCVD装置の
反応炉内のサセプタ上に搬送した後、H2雰匣気中、約
1000℃でSi基板31の表面を30分間程度、RF
加熱する。
反応炉内のサセプタ上に搬送した後、H2雰匣気中、約
1000℃でSi基板31の表面を30分間程度、RF
加熱する。
その後、450°Cに降温し、ASH3ガスを5分間導
入した後、TMG 、 TMA 、 AsH3の化合物
半導体構成原料を導入し、第2の化合物半導体層である
AlGaAs層32を200人程度成長させる。次に、
750°Cまで昇温させてGaAs層33を形成するが
、この昇温過程においてAlGaAs層32はアニール
され、結晶化する。昇温後AgGaAs層32の上にG
aAs層33を成長させる。
入した後、TMG 、 TMA 、 AsH3の化合物
半導体構成原料を導入し、第2の化合物半導体層である
AlGaAs層32を200人程度成長させる。次に、
750°Cまで昇温させてGaAs層33を形成するが
、この昇温過程においてAlGaAs層32はアニール
され、結晶化する。昇温後AgGaAs層32の上にG
aAs層33を成長させる。
上記した実施例によれば、AQとAsとの結合はGaと
Asとの結合よりも強いため、AjGaAs層32成長
後の昇温時においてGaがマイグレーションを起こし、
第4図に示した如< AjGaAs層32の表面を平坦
化するために、従来の技術の項で説明したSi基基板l
上上第1層であるGaAs層11を成長させた場合より
も滑らかな表面が得られるようになる。
Asとの結合よりも強いため、AjGaAs層32成長
後の昇温時においてGaがマイグレーションを起こし、
第4図に示した如< AjGaAs層32の表面を平坦
化するために、従来の技術の項で説明したSi基基板l
上上第1層であるGaAs層11を成長させた場合より
も滑らかな表面が得られるようになる。
従って引き続きこの上に成長させたGaAs層33の結
晶性も向上し、31基板上に結晶欠陥の少ない化合物半
導体層がエピタキシャル成長することとなる。
晶性も向上し、31基板上に結晶欠陥の少ない化合物半
導体層がエピタキシャル成長することとなる。
尚、AgGaAsの組成はAjo、 aGao、 4A
Sに限られるものではな(、A[とGaの組成比が異な
っていてもよい。
Sに限られるものではな(、A[とGaの組成比が異な
っていてもよい。
尚、上記実施例では31基板21.31上に化合物半導
体層としてGaAs層23.33を成長させた場合につ
いて述べたが、他の化合物半導体を成長させる場合にも
、本発明は同様に適用することができるものである。
体層としてGaAs層23.33を成長させた場合につ
いて述べたが、他の化合物半導体を成長させる場合にも
、本発明は同様に適用することができるものである。
また、上記実施例ではMOCVD法を用いて結晶成長を
行ったが、他の気相成長法を用いることも可能である。
行ったが、他の気相成長法を用いることも可能である。
l肌五勲盟
以上の説明により明らかなように本発明に係る化合物半
導体基板の製造方法によれば、化合物半導体を成長させ
る際の温度よりも低い温度でもって前記化合物半導体成
分を含む第2の化合物半導体をバッファー層として成長
させた後、該第2の化合物半導体上に引き続き通常の成
長温度でもって前記化合物半導体を成長させるので、前
記第2の化合物半導体の構成成分のマイグレーションに
よりバッファー層の表面モホロジーは著しく改善され、
引き続き成長させる化合物半導体層の結晶性も向上させ
ることができ、結晶欠陥の少ない、高品質の化合物半導
体層をエピタキシャル成長させることができる。従って
、安価で大面積の光あるいは高速デバイス用化合物半導
体基板を作製することができる。
導体基板の製造方法によれば、化合物半導体を成長させ
る際の温度よりも低い温度でもって前記化合物半導体成
分を含む第2の化合物半導体をバッファー層として成長
させた後、該第2の化合物半導体上に引き続き通常の成
長温度でもって前記化合物半導体を成長させるので、前
記第2の化合物半導体の構成成分のマイグレーションに
よりバッファー層の表面モホロジーは著しく改善され、
引き続き成長させる化合物半導体層の結晶性も向上させ
ることができ、結晶欠陥の少ない、高品質の化合物半導
体層をエピタキシャル成長させることができる。従って
、安価で大面積の光あるいは高速デバイス用化合物半導
体基板を作製することができる。
第1図は本発明に係る化合物半導体基板の一実施例を示
す断面図、第2図はIno、 +Gao、 QAS層の
表面のホモロジー状態を示す平面図、第3図は本発明に
係る化合物半導体基板の別の実施例を示す断面図、第4
図はAjo、 5Gao、 4AS層の表面のホモロジ
ー状態を示す平面図、第5図は従来の化合物半導体基板
の製造方法により製造された化合物半導体基板を示す断
面図、第6図は従来のGaAs層の表面状態を示す平面
図である。 20.30・・・化合物半導体基板 21.31・・・Si基板 22・・・InGaAs層(第2の化合物半導体)32
・・・AQGaAs層(第2の化合物半導体)23・・
・GaAs層(化合物半導体)33・・・GaAs層(
化合物半導体)特許出願人 : 住友金属工業株式会社
代 理 人 ・ 弁理士 弁内 龍ニ第1図 第2図 第3図 第5図 第6図
す断面図、第2図はIno、 +Gao、 QAS層の
表面のホモロジー状態を示す平面図、第3図は本発明に
係る化合物半導体基板の別の実施例を示す断面図、第4
図はAjo、 5Gao、 4AS層の表面のホモロジ
ー状態を示す平面図、第5図は従来の化合物半導体基板
の製造方法により製造された化合物半導体基板を示す断
面図、第6図は従来のGaAs層の表面状態を示す平面
図である。 20.30・・・化合物半導体基板 21.31・・・Si基板 22・・・InGaAs層(第2の化合物半導体)32
・・・AQGaAs層(第2の化合物半導体)23・・
・GaAs層(化合物半導体)33・・・GaAs層(
化合物半導体)特許出願人 : 住友金属工業株式会社
代 理 人 ・ 弁理士 弁内 龍ニ第1図 第2図 第3図 第5図 第6図
Claims (1)
- (1)Si単結晶基板上に化合物半導体をエピタキシャ
ル成長させる化合物半導体基板の製造方法において、化
合物半導体を成長させる際の温度よりも低い温度でもっ
て前記化合物半導体成分を含む第2の化合物半導体を成
長させる工程と、該第2の化合物半導体上に引き続き通
常の成長温度でもって前記化合物半導体を成長させる工
程とを含んでいることを特徴とする化合物半導体基板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31688490A JPH04186821A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 化合物半導体基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31688490A JPH04186821A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 化合物半導体基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04186821A true JPH04186821A (ja) | 1992-07-03 |
Family
ID=18081988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31688490A Pending JPH04186821A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 化合物半導体基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04186821A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014022564A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Asahi Kasei Corp | 化合物半導体基板及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP31688490A patent/JPH04186821A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014022564A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Asahi Kasei Corp | 化合物半導体基板及びその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH01289108A (ja) | ヘテロエピタキシャル成長方法 | |
| JP3270945B2 (ja) | ヘテロエピタキシャル成長方法 | |
| JPH07118450B2 (ja) | 単成分半導体基板上に化合物半導体層を成長させる方法及びかかる半導体構造 | |
| EP0291346B1 (en) | A laminated structure of compound semiconductors | |
| JPH01290221A (ja) | 半導体気相成長方法 | |
| JPH01245512A (ja) | 3−v族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JPH04186824A (ja) | 半導体基板およびその製造方法 | |
| JPH05283336A (ja) | 化合物半導体層の形成方法 | |
| JPH04198095A (ja) | 化合物半導体薄膜成長方法 | |
| JPH01315127A (ja) | ガリウムヒ素層の形成方法 | |
| JPH04186821A (ja) | 化合物半導体基板の製造方法 | |
| JP2845464B2 (ja) | 化合物半導体の成長方法 | |
| CN103548114B (zh) | 制造III/V Si模板的方法 | |
| JPH0822800B2 (ja) | ▲iii▼―v族化合物半導体薄膜の形成方法 | |
| JPH02139918A (ja) | ヘテロ構造体の製造方法 | |
| JPS6066811A (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPH0719756B2 (ja) | 化合物半導体層の形成方法 | |
| JPH01270594A (ja) | 化合物半導体の製造方法 | |
| JPH03290925A (ja) | 化合物半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH04179219A (ja) | 化合物半導体基板の製造方法 | |
| JPH01120011A (ja) | InP半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH02263427A (ja) | 化合物半導体基板およびその製造方法 | |
| JPH047819A (ja) | GaAs薄膜 | |
| JPH01184815A (ja) | 半導体ウエハ及びその製造方法 | |
| JPH04208518A (ja) | 化合物半導体基板の製造方法 |