JPH04307929A - 半導体結晶層の製造方法 - Google Patents
半導体結晶層の製造方法Info
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- JPH04307929A JPH04307929A JP7327091A JP7327091A JPH04307929A JP H04307929 A JPH04307929 A JP H04307929A JP 7327091 A JP7327091 A JP 7327091A JP 7327091 A JP7327091 A JP 7327091A JP H04307929 A JPH04307929 A JP H04307929A
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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
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｖ族原料ガスとして有
機化合物を用いた化学気相成長法にて、ｐ型若しくはｎ
型の化合物半導体，混晶半導体を成長する半導体結晶層
の製造方法に係わり、特に原料供給量の最適化をはかっ
た半導体結晶層の製造方法に関する。
機化合物を用いた化学気相成長法にて、ｐ型若しくはｎ
型の化合物半導体，混晶半導体を成長する半導体結晶層
の製造方法に係わり、特に原料供給量の最適化をはかっ
た半導体結晶層の製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】近年、半導体レーザやＬＥＤ（Ｌｉｇｈ
ｔ ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の光デバイス、或
いはＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉ
ｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）等の電子デバイス
の製造においては、原料ガスとして有機金属化合物を用
いた有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が使用され
ている。そして、このＭＯＣＶＤ法では一般に、Ｖ族原
料としてホスフィン（ＰＨ３ ），アルシン（ＡｓＨ３
）等の水素化合物が用いられてきた。
ｔ ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の光デバイス、或
いはＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉ
ｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）等の電子デバイス
の製造においては、原料ガスとして有機金属化合物を用
いた有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が使用され
ている。そして、このＭＯＣＶＤ法では一般に、Ｖ族原
料としてホスフィン（ＰＨ３ ），アルシン（ＡｓＨ３
）等の水素化合物が用いられてきた。
【０００４】しかし、これらの水素化合物は、毒性が非
常に高いことや熱分解温度が高い等のために、使用効率
が低く大量に使用しなければならず、そのため高コスト
な排ガス処理装置等の周辺設備を必要とする。例えば、
可視光半導体材料であるＩｎＧａＡｌＰ系混晶半導体の
成長の場合、ＰＨ３ の供給量を ＩＩＩ族原料の供給
量に比して２００倍以上にしなければ高品質な成長がで
きない。このため、Ｖ族原料の排ガス処理装置が大掛か
りなものとなる。
常に高いことや熱分解温度が高い等のために、使用効率
が低く大量に使用しなければならず、そのため高コスト
な排ガス処理装置等の周辺設備を必要とする。例えば、
可視光半導体材料であるＩｎＧａＡｌＰ系混晶半導体の
成長の場合、ＰＨ３ の供給量を ＩＩＩ族原料の供給
量に比して２００倍以上にしなければ高品質な成長がで
きない。このため、Ｖ族原料の排ガス処理装置が大掛か
りなものとなる。
【０００５】そこで最近、ＰＨ３ ，ＡｓＨ３ 等の抱
える問題点を解決するＶ族原料代替ソースとして、毒性
が低く、且つ使用効率の高い有機化合物が検討されてい
る。 特に、ターシャリブチル基を有するターシャリブチルホ
スフィン（ＴＢＰ：Ｃ４ Ｈ９ ＰＨ２ ）やターシャ
リブチルアルシン（ＴＢＡｓ：Ｃ４ Ｈ９ ＡｓＨ２
）は、成膜中への炭素等の不純物原料の取り込まれが極
めて少なく、水素化合物の有力な代替ソースとして期待
されている（Ｃ．Ｈ．Ｃｈｅｎ， ｅｔ．ａｌ． Ｊ．
Ｃｒｙｓｔ． Ｇｒｏｗｔｈ．１９８６，７７，１１）
。
える問題点を解決するＶ族原料代替ソースとして、毒性
が低く、且つ使用効率の高い有機化合物が検討されてい
る。 特に、ターシャリブチル基を有するターシャリブチルホ
スフィン（ＴＢＰ：Ｃ４ Ｈ９ ＰＨ２ ）やターシャ
リブチルアルシン（ＴＢＡｓ：Ｃ４ Ｈ９ ＡｓＨ２
）は、成膜中への炭素等の不純物原料の取り込まれが極
めて少なく、水素化合物の有力な代替ソースとして期待
されている（Ｃ．Ｈ．Ｃｈｅｎ， ｅｔ．ａｌ． Ｊ．
Ｃｒｙｓｔ． Ｇｒｏｗｔｈ．１９８６，７７，１１）
。
【０００６】しかしながら、ＴＢＰやＴＢＡｓ等を用い
たＭＯＣＶＤ法による半導体結晶層の成長報告例は、い
ずれも不純物を添加しないアンドープ成長に関するもの
であり、高品質なｐ型又はｎ型半導体結晶層を成長する
ための成長条件は未だ明らかではない。半導体レーザを
例にとってみると、ｐ型及びｎ型クラッド層の結晶性の
良否が、素子の寿命特性等の信頼性に大きく影響する。 そのため、高品質なｐ型及びｎ型半導体結晶層を成長す
るための成長条件、具体的にはＶ族原料と ＩＩＩ族原
料の供給比や成長温度を決定することは極めて重要であ
る。
たＭＯＣＶＤ法による半導体結晶層の成長報告例は、い
ずれも不純物を添加しないアンドープ成長に関するもの
であり、高品質なｐ型又はｎ型半導体結晶層を成長する
ための成長条件は未だ明らかではない。半導体レーザを
例にとってみると、ｐ型及びｎ型クラッド層の結晶性の
良否が、素子の寿命特性等の信頼性に大きく影響する。 そのため、高品質なｐ型及びｎ型半導体結晶層を成長す
るための成長条件、具体的にはＶ族原料と ＩＩＩ族原
料の供給比や成長温度を決定することは極めて重要であ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、ＭＯ
ＣＶＤ法におけるＶ族原料としてターシャリブチルホス
フィン（ＴＢＰ）やターシャリブチルアルシン（ＴＢＡ
ｓ）等を用いることは検討されているものの、高品質な
ｐ型又はｎ型半導体結晶層を成長するための成長条件は
明らかとはなっていないのが現状である。
ＣＶＤ法におけるＶ族原料としてターシャリブチルホス
フィン（ＴＢＰ）やターシャリブチルアルシン（ＴＢＡ
ｓ）等を用いることは検討されているものの、高品質な
ｐ型又はｎ型半導体結晶層を成長するための成長条件は
明らかとはなっていないのが現状である。
【０００８】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、ＭＯＣＤ法におけるＶ
族原料としてのＰＨ３ 及びＡｓＨ３ の代替原料であ
る有機化合物、特にＴＢＰやＴＢＡｓ等を用いた場合に
おいて、高品質のｐ型，ｎ型の半導体結晶層を成長する
ことのできる半導体結晶層の製造方法を提供することに
ある。
ので、その目的とするところは、ＭＯＣＤ法におけるＶ
族原料としてのＰＨ３ 及びＡｓＨ３ の代替原料であ
る有機化合物、特にＴＢＰやＴＢＡｓ等を用いた場合に
おいて、高品質のｐ型，ｎ型の半導体結晶層を成長する
ことのできる半導体結晶層の製造方法を提供することに
ある。
【０００９】［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、ＰＨ３
及びＡｓＨ３ の代替原料である有機化合物、特にタ
ーシャリブチルホスフィン（ＴＢＰ）やターシャリブチ
ルアルシン（ＴＢＡｓ）等を用いた場合において、成長
条件の最適化、特にＶ族原料供給量の最適化をはかった
ことにある。
及びＡｓＨ３ の代替原料である有機化合物、特にタ
ーシャリブチルホスフィン（ＴＢＰ）やターシャリブチ
ルアルシン（ＴＢＡｓ）等を用いた場合において、成長
条件の最適化、特にＶ族原料供給量の最適化をはかった
ことにある。
【００１１】即ち本発明は、被処理基板が収容された容
器内に、ＩＩＩ 族原料として有機金属化合物ガスを、
Ｖ族原料として有機化合物ガスを導入すると共に、ｐ型
若しくはｎ型不純物原料を導入し、基板（例えばＧａＡ
ｓ）を所定の温度に設定して該基板上に、有機金属化学
気相成長法にてｐ型若しくはｎ型導電性を有する化合物
半導体又は混晶半導体（例えばＩｎＧａＰ，ＩｎＡｌＰ
，或いはＩｎＧａＡｌＰ）を成長させる半導体結晶層の
製造方法において、Ｖ族原料（例えばＴＢＰ，ＴＢＡｓ
）の供給量をＩＩＩ 族原料の供給量に比して２０倍以
上１００倍以下の範囲に設定するようにした方法である
。
器内に、ＩＩＩ 族原料として有機金属化合物ガスを、
Ｖ族原料として有機化合物ガスを導入すると共に、ｐ型
若しくはｎ型不純物原料を導入し、基板（例えばＧａＡ
ｓ）を所定の温度に設定して該基板上に、有機金属化学
気相成長法にてｐ型若しくはｎ型導電性を有する化合物
半導体又は混晶半導体（例えばＩｎＧａＰ，ＩｎＡｌＰ
，或いはＩｎＧａＡｌＰ）を成長させる半導体結晶層の
製造方法において、Ｖ族原料（例えばＴＢＰ，ＴＢＡｓ
）の供給量をＩＩＩ 族原料の供給量に比して２０倍以
上１００倍以下の範囲に設定するようにした方法である
。
【００１２】
【作用】ターシャリブチルホスフィン（ＴＢＰ）等の有
機化合物は、熱分解温度がホスフィン（ＰＨ３ ）等の
水素化合物に比べて低い。そのため、ＴＢＰを原料に用
いた場合、ＰＨ３ に比べて少ない原料供給量で、Ｉｎ
ＧａＰ等のＰ系半導体を成長することが可能である。タ
ーシャリブチルアルシン（ＴＢＡｓ）の場合も、同様で
ある。
機化合物は、熱分解温度がホスフィン（ＰＨ３ ）等の
水素化合物に比べて低い。そのため、ＴＢＰを原料に用
いた場合、ＰＨ３ に比べて少ない原料供給量で、Ｉｎ
ＧａＰ等のＰ系半導体を成長することが可能である。タ
ーシャリブチルアルシン（ＴＢＡｓ）の場合も、同様で
ある。
【００１３】しかしながら、本発明者らの実験及び鋭意
研究によれば、不純物原料として例えばジメチル亜鉛（
ＤＭＺｎ）を用いたｐ型ＩｎＧａＰの成長において、Ｔ
ＢＰ供給量の ＩＩＩ族原料供給量に対する供給比（［
ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族原料］）によって、成長形成さ
れる結晶層の品質が大きくことなることが判明した。即
ち、上記供給比をあまり小さくすると、結晶中のリン空
孔が多く発生し、高品質な結晶層を得ることができなく
なる。 逆に、上記供給比を大きくし過ぎると、ＴＢＰとＤＭＺ
ｎ、若しくはＴＢＰと ＩＩＩ族原料の気相中間反応の
増大、又は必要以上のＰ２ 若しくはＰ４ 分子の生成
等により、結晶成長反応が阻害され、高品質な結晶層を
得ることができない。
研究によれば、不純物原料として例えばジメチル亜鉛（
ＤＭＺｎ）を用いたｐ型ＩｎＧａＰの成長において、Ｔ
ＢＰ供給量の ＩＩＩ族原料供給量に対する供給比（［
ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族原料］）によって、成長形成さ
れる結晶層の品質が大きくことなることが判明した。即
ち、上記供給比をあまり小さくすると、結晶中のリン空
孔が多く発生し、高品質な結晶層を得ることができなく
なる。 逆に、上記供給比を大きくし過ぎると、ＴＢＰとＤＭＺ
ｎ、若しくはＴＢＰと ＩＩＩ族原料の気相中間反応の
増大、又は必要以上のＰ２ 若しくはＰ４ 分子の生成
等により、結晶成長反応が阻害され、高品質な結晶層を
得ることができない。
【００１４】そこで、高品質な結晶層を得るためには、
ＴＢＰ供給量の ＩＩＩ族原料供給量に対する供給比（
［ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族原料］）を最適な値に設定す
る必要があるが、本発明者らの実験によれば、後述する
ように供給比が２０〜１００の範囲で望ましい結果が得
られた。
ＴＢＰ供給量の ＩＩＩ族原料供給量に対する供給比（
［ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族原料］）を最適な値に設定す
る必要があるが、本発明者らの実験によれば、後述する
ように供給比が２０〜１００の範囲で望ましい結果が得
られた。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１６】図１は、本発明の一実施例方法に使用した
気相成長装置の概略構成を示す断面図である。図中１１
は石英製の反応容器（反応管）であり、この反応容器１
１内には被処理基板１２を載置するサセプタ１３が設置
されている。反応容器１１の外部には、高周波コイル１
４が設置されており、このコイル１４により基板１２は
加熱される。また、反応容器１１内にはガス導入口１５
から原料ガス及びキャリアガス等が導入され、反応容器
１１内のガスは排気口１６から排気されるものとなって
いる。
気相成長装置の概略構成を示す断面図である。図中１１
は石英製の反応容器（反応管）であり、この反応容器１
１内には被処理基板１２を載置するサセプタ１３が設置
されている。反応容器１１の外部には、高周波コイル１
４が設置されており、このコイル１４により基板１２は
加熱される。また、反応容器１１内にはガス導入口１５
から原料ガス及びキャリアガス等が導入され、反応容器
１１内のガスは排気口１６から排気されるものとなって
いる。
【００１７】なお、図中１７はガス排気口１６に接続さ
れた真空ポンプ、１８はガスの供給をオン・オフする開
閉バルブ、１９はガスの流量を制御するマスフローコン
トローラ（ＭＦＣ）を示している。
れた真空ポンプ、１８はガスの供給をオン・オフする開
閉バルブ、１９はガスの流量を制御するマスフローコン
トローラ（ＭＦＣ）を示している。
【００１８】次に、上記装置を用いた結晶成長方法につ
いて説明する。この実施例では、ＧａＡｓ基板上に、Ｇ
ａＡｓと格子整合するＺｎドープのｐ型ＩｎＧａＰ結晶
層を成長させる場合を説明する。
いて説明する。この実施例では、ＧａＡｓ基板上に、Ｇ
ａＡｓと格子整合するＺｎドープのｐ型ＩｎＧａＰ結晶
層を成長させる場合を説明する。
【００１９】被処理基板１２には、面方位（００１）の
ｐ型ＧａＡｓ基板を用いた。Ｉｎ原料にはトリメチルイ
ンジウム（ＴＭＩｎ）、Ｇａ原料にはトリエチルガリウ
ム（ＴＥＧ）、Ｐ原料にはターシャリブチルホスフィン
（ＴＢＰ）、Ａｓ原料にはアルシン（ＡｓＨ３ ）を、
またドーパントであるＺｎ原料にはジメチルジンク（Ｄ
ＭＺｎ）を用いた。各原料のキャリアガスには水素を用
いた。
ｐ型ＧａＡｓ基板を用いた。Ｉｎ原料にはトリメチルイ
ンジウム（ＴＭＩｎ）、Ｇａ原料にはトリエチルガリウ
ム（ＴＥＧ）、Ｐ原料にはターシャリブチルホスフィン
（ＴＢＰ）、Ａｓ原料にはアルシン（ＡｓＨ３ ）を、
またドーパントであるＺｎ原料にはジメチルジンク（Ｄ
ＭＺｎ）を用いた。各原料のキャリアガスには水素を用
いた。
【００２０】まず、反応容器１１内のサセプタ１３上に
、ＧａＡｓ基板１２を設置した後、ガス導入口１５から
反応容器１１内にＡｓＨ３ 及び水素を基板１２上に供
給すると共に、高周波コイル１４により基板１２を７５
０℃に加熱して、２０分間基板表面の清浄化を行った。 その際のガス圧力は、真空ポンプ１７の排気速度を調節
して、１００Ｔｏｒｒとした。また、ＡｓＨ３ の分圧
は３Ｔｏｒｒとした。
、ＧａＡｓ基板１２を設置した後、ガス導入口１５から
反応容器１１内にＡｓＨ３ 及び水素を基板１２上に供
給すると共に、高周波コイル１４により基板１２を７５
０℃に加熱して、２０分間基板表面の清浄化を行った。 その際のガス圧力は、真空ポンプ１７の排気速度を調節
して、１００Ｔｏｒｒとした。また、ＡｓＨ３ の分圧
は３Ｔｏｒｒとした。
【００２１】次いで、ガス導入口１５よりＴＭＩｎ，Ｔ
ＥＧ，ＴＢＰ，ＤＭＺｎ及び水素を反応容器１１内に導
入し、高周波コイル１４によりＧａＡｓ基板１２を６５
０℃に加熱し、ＭＯＣＶＤ法で基板１２上にＺｎドープ
ＩｎＧａＰを成長させた。
ＥＧ，ＴＢＰ，ＤＭＺｎ及び水素を反応容器１１内に導
入し、高周波コイル１４によりＧａＡｓ基板１２を６５
０℃に加熱し、ＭＯＣＶＤ法で基板１２上にＺｎドープ
ＩｎＧａＰを成長させた。
【００２２】このとき、ＴＭＩｎの供給量は１０．５
μｍｏｌ／ｍｉｎ、 ＴＥＧ の供給量は ８．７ μｍｏｌ／ｍｉｎ
、ＤＭＺｎの供給量は ０．６７μｍｏｌ／ｍｉｎ、
でそれぞれ一定とし、ＴＢＰ供給量の ＩＩＩ族原料供
給量に対する比、［ＴＢＰ］／［ ＩＩＩ族原料］を１
０〜２００の範囲で変化させて成長を行った。具体的に
は、ＴＢＰの供給量を１９２μｍｏｌ／ｍｉｎ〜３８４
０μｍｏｌ／ｍｉｎの範囲で変化させた。
μｍｏｌ／ｍｉｎ、 ＴＥＧ の供給量は ８．７ μｍｏｌ／ｍｉｎ
、ＤＭＺｎの供給量は ０．６７μｍｏｌ／ｍｉｎ、
でそれぞれ一定とし、ＴＢＰ供給量の ＩＩＩ族原料供
給量に対する比、［ＴＢＰ］／［ ＩＩＩ族原料］を１
０〜２００の範囲で変化させて成長を行った。具体的に
は、ＴＢＰの供給量を１９２μｍｏｌ／ｍｉｎ〜３８４
０μｍｏｌ／ｍｉｎの範囲で変化させた。
【００２３】ここで、［ＩＩＩ 族原料］とはＴＭＩｎ
とＴＥＧ供給量の和を意味する。なお、成長圧力は１０
０Ｔｏｒｒ、全流量は２．４ｌ／ｍｉｎとした。成長し
たＺｎドープＩｎＧａＰのＧａＡｓ基板に対する格子不
整（Δａ／ａ）は±０．２％以内であった。
とＴＥＧ供給量の和を意味する。なお、成長圧力は１０
０Ｔｏｒｒ、全流量は２．４ｌ／ｍｉｎとした。成長し
たＺｎドープＩｎＧａＰのＧａＡｓ基板に対する格子不
整（Δａ／ａ）は±０．２％以内であった。
【００２４】このようにして成長させたＺｎドープＩｎ
ＧａＰ結晶層の、結晶性の目安であるＰＬ（フォトルミ
ネッセンス）ピーク強度を、［ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族
原料］比を変えてそれぞれ測定した。その結果を、図２
に示す。ＰＬ測定温度は７７Ｋであり、Ａｒイオンレー
ザを照射して測定を行った。
ＧａＰ結晶層の、結晶性の目安であるＰＬ（フォトルミ
ネッセンス）ピーク強度を、［ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族
原料］比を変えてそれぞれ測定した。その結果を、図２
に示す。ＰＬ測定温度は７７Ｋであり、Ａｒイオンレー
ザを照射して測定を行った。
【００２５】この図から、上記供給比が２０よりも小さ
くなるとＰＬピーク強度が急激に小さくなる。これは、
上記供給比が小さくなり過ぎて、結晶中のリン空孔が多
く発生したためと考えられる。また、上記供給比を１０
０よりも大きくすると、ＰＬピーク強度は再び小さくな
った。これは、ＴＢＰとＤＭＺｎ、若しくはＴＢＰとＩ
ＩＩ 族原料の気相中間反応の増大、又は必要以上のＰ
２若しくはＰ４ 分子の生成等により、結晶成長反応が
阻害されるためと考えられる。なお、Ｃ−Ｖ測定により
評価したキャリア濃度は、［ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族原
料］比が１０〜１００において２〜４×１０１７ｃｍ−
３一定、１５０以上においては１×１０１７ｃｍ−３以
下であった。
くなるとＰＬピーク強度が急激に小さくなる。これは、
上記供給比が小さくなり過ぎて、結晶中のリン空孔が多
く発生したためと考えられる。また、上記供給比を１０
０よりも大きくすると、ＰＬピーク強度は再び小さくな
った。これは、ＴＢＰとＤＭＺｎ、若しくはＴＢＰとＩ
ＩＩ 族原料の気相中間反応の増大、又は必要以上のＰ
２若しくはＰ４ 分子の生成等により、結晶成長反応が
阻害されるためと考えられる。なお、Ｃ−Ｖ測定により
評価したキャリア濃度は、［ＴＢＰ］／［ＩＩＩ 族原
料］比が１０〜１００において２〜４×１０１７ｃｍ−
３一定、１５０以上においては１×１０１７ｃｍ−３以
下であった。
【００２６】従って、高品質な結晶層を得るためには、
ＴＢＰの供給量を ＩＩＩ族原料の供給量に比して、２
０〜１００倍の範囲に設定する必要がある。但し、本実
施例に示した成長条件下においては、上記比が２０〜８
０倍の範囲で最も望ましい結果が得られた。
ＴＢＰの供給量を ＩＩＩ族原料の供給量に比して、２
０〜１００倍の範囲に設定する必要がある。但し、本実
施例に示した成長条件下においては、上記比が２０〜８
０倍の範囲で最も望ましい結果が得られた。
【００２７】また、本実施例では活性層にＩｎＧａＰを
用い、ｐ型及びｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層を［ＴＢ
Ｐ］／［ＩＩＩ 族原料］比４０で成長させて半導体レ
ーザを作成した。そして、このレーザの寿命特性を評価
したところ、Ｖ族原料としてＰＨ３ を用いて作成した
ものと同等な特性が得られた。
用い、ｐ型及びｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層を［ＴＢ
Ｐ］／［ＩＩＩ 族原料］比４０で成長させて半導体レ
ーザを作成した。そして、このレーザの寿命特性を評価
したところ、Ｖ族原料としてＰＨ３ を用いて作成した
ものと同等な特性が得られた。
【００２８】このように本実施例によれば、Ｖ族原料と
してＴＢＰを用い、ＩＩＩ 族原料としてＴＭＩｎ，Ｔ
ＥＧを用い、さらにｎ型不純物原料としてＤＭＺｎを用
い、Ｖ族原料の ＩＩＩ族原料に対する供給比を２０〜
１００の範囲に設定することにより、ＧａＡｓ基板１２
上に高品質のＺｎドープｐ型ＩｎＧａＰを成長形成する
ことができる。そしてこの場合、ＴＢＰの毒性は低く使
用効率は高いことから、Ｖ族原料としてＰＨ３ やＡｓ
Ｈ３ を用いた場合と異なり、排ガス処理系の負担を大
幅に軽減することができる。
してＴＢＰを用い、ＩＩＩ 族原料としてＴＭＩｎ，Ｔ
ＥＧを用い、さらにｎ型不純物原料としてＤＭＺｎを用
い、Ｖ族原料の ＩＩＩ族原料に対する供給比を２０〜
１００の範囲に設定することにより、ＧａＡｓ基板１２
上に高品質のＺｎドープｐ型ＩｎＧａＰを成長形成する
ことができる。そしてこの場合、ＴＢＰの毒性は低く使
用効率は高いことから、Ｖ族原料としてＰＨ３ やＡｓ
Ｈ３ を用いた場合と異なり、排ガス処理系の負担を大
幅に軽減することができる。
【００２９】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例では、Ｖ族原料としてＴＢＰを
用いたが、この代わりにＴＢＡｓを用いた場合にも、Ｖ
族原料と ＩＩＩ族原料との供給比を２０〜１００の範
囲に設定すれば、実施例と同様に良好な半導体結晶層を
形成することができる。また、ｐ型不純物としてのＺｎ
の代わりに、ｎ型不純物としてシラン又はジシランを用
いた場合にも、上記供給比とＰＬピーク強度との関係は
図２に示すのと同様の結果となり、実施例と同様に２０
〜１００の範囲で良好な結晶層が成長されるのを確認し
ている。従って本発明は、ｐ型，ｎ型に拘らず、ＴＢＰ
やＴＢＡｓ等のＶ族原料の供給量を ＩＩＩ族原料の供
給量に比して２０〜１００倍の範囲に設定すればよい。
るものではない。実施例では、Ｖ族原料としてＴＢＰを
用いたが、この代わりにＴＢＡｓを用いた場合にも、Ｖ
族原料と ＩＩＩ族原料との供給比を２０〜１００の範
囲に設定すれば、実施例と同様に良好な半導体結晶層を
形成することができる。また、ｐ型不純物としてのＺｎ
の代わりに、ｎ型不純物としてシラン又はジシランを用
いた場合にも、上記供給比とＰＬピーク強度との関係は
図２に示すのと同様の結果となり、実施例と同様に２０
〜１００の範囲で良好な結晶層が成長されるのを確認し
ている。従って本発明は、ｐ型，ｎ型に拘らず、ＴＢＰ
やＴＢＡｓ等のＶ族原料の供給量を ＩＩＩ族原料の供
給量に比して２０〜１００倍の範囲に設定すればよい。
【００３０】また、実施例では、基板温度を６５０℃に
設定したが、基板温度は７００℃以下であればよい。成
長させる半導体結晶は、ＩｎＧａＰに限るものではなく
、ＩｎＡｌＰやＩｎＧａＡｌＰ及び他の化合物半導体、
さらには混晶半導体でもよい。成長させる半導体結晶層
と基板の格子不整合は、必ずしも±０．２％以内にある
必要はなく、数％以内であればよい。ＩＩＩ 族原料と
しては、メチル系有機金属化合物に限らず、エチル系有
機金属化合部等の他の有機金属化合物でもよい。Ｚｎ原
料としてはＤＭＺｎに限るものではなく、ジエチル亜鉛
等の他の化合物でもよい。また、ｐ型不純物はＺｎに限
るものではなく、マグネシウム等の他の元素でもよく、
さらにｎ型不純物を用いてもよい。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
設定したが、基板温度は７００℃以下であればよい。成
長させる半導体結晶は、ＩｎＧａＰに限るものではなく
、ＩｎＡｌＰやＩｎＧａＡｌＰ及び他の化合物半導体、
さらには混晶半導体でもよい。成長させる半導体結晶層
と基板の格子不整合は、必ずしも±０．２％以内にある
必要はなく、数％以内であればよい。ＩＩＩ 族原料と
しては、メチル系有機金属化合物に限らず、エチル系有
機金属化合部等の他の有機金属化合物でもよい。Ｚｎ原
料としてはＤＭＺｎに限るものではなく、ジエチル亜鉛
等の他の化合物でもよい。また、ｐ型不純物はＺｎに限
るものではなく、マグネシウム等の他の元素でもよく、
さらにｎ型不純物を用いてもよい。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、Ｐ
Ｈ３ 及びＡｓＨ３ の代替原料である有機化合物、特
にターシャリブチルホスフィン（ＴＢＰ）やターシャリ
ブチルアルシン（ＴＢＡｓ）等を用いた場合において、
Ｖ族原料の供給量を ＩＩＩ族原料の供給量に比して２
０〜１００倍の範囲に設定することにより、高品質のｐ
型，ｎ型の半導体結晶層を成長することが可能となる。
Ｈ３ 及びＡｓＨ３ の代替原料である有機化合物、特
にターシャリブチルホスフィン（ＴＢＰ）やターシャリ
ブチルアルシン（ＴＢＡｓ）等を用いた場合において、
Ｖ族原料の供給量を ＩＩＩ族原料の供給量に比して２
０〜１００倍の範囲に設定することにより、高品質のｐ
型，ｎ型の半導体結晶層を成長することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例方法に使用した気相成長装置
の概略構成を示す断面図、
の概略構成を示す断面図、
【図２】Ｖ／ＩＩＩ 族の原料供給比とＰＬ強度との関
係を示す特性図。
係を示す特性図。
１１…反応容器、
１２…サセプタ、
１３…被処理基板、
１４…高周波コイル、
１５…ガス導入口、
１６…ガス排気口、
１７…真空ポンプ。
Claims (2)
- 【請求項１】 被処理基板が収容された容器内に、Ｉ
ＩＩ 族原料として有機金属化合物ガスを、Ｖ族原料と
して有機化合物ガスを導入し、且つＶ族原料の供給量を
ＩＩＩ族原料の供給量に比して２０〜１００倍の範囲
に設定すると共に、ｐ型又はｎ型不純物原料を導入し、
前記基板を所定の温度に設定して該基板上に、有機金属
化学気相成長法にてｐ型若しくはｎ型導電性を有する化
合物半導体又は混晶半導体を成長させることを特徴とす
る半導体結晶層の製造方法。 - 【請求項２】 前記基板としてＧａＡｓを用い、前記
Ｖ族原料としてターシャリブチルホスフィン（Ｃ４ Ｈ
９ ＰＨ２ ）を用い、前記基板上にｐ型若しくはｎ型
のＩｎＧａＰ，ＩｎＡｌＰ，或いはＩｎＧａＡｌＰを成
長させることを特徴とする請求項１記載の半導体結晶層
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327091A JPH04307929A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体結晶層の製造方法 |
| US07/858,690 US5300185A (en) | 1991-03-29 | 1992-03-27 | Method of manufacturing III-V group compound semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327091A JPH04307929A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 半導体結晶層の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307929A true JPH04307929A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=13513303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7327091A Pending JPH04307929A (ja) | 1991-03-29 | 1991-04-05 | 半導体結晶層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04307929A (ja) |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP7327091A patent/JPH04307929A/ja active Pending
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