JPH0443631A - 化合物半導体結晶の成長方法およびその実施のための装置 - 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】 〔概　要〕 化合物半導体基板上に形成された半導体層に半導体装置
を作り込む場合、あるいは化合物半導体基板−トに選択
的に形成された半導体層に半導体装置を作り込む場合に
適用して好結果が得られる化合物半導体結晶の成長方法
およびその実施のための装置に関し、 基板表面や加工エビ表面層を制御性よく原子層単位で除
去して、表面に付着している炭素などの不純物を除去し
、そして、その上に電気的特性の良好な薄いエピタキシ
ャル結晶層を成長可能とし、特性良好な半導体装置を容
易に製造することができるようにした化合物半導体結晶
の成長方法およびその実施のための装置を提供すること
を目的とし、 本発明の方法は、化合物半導体基板上に分子線エピタキ
シャル成長法により化合物半導体結晶を成長させる方法
において、結晶を成長させる前の基板表面を清浄化する
ために、 結晶を成長させる前の基板を減圧下に保持する工程（Ａ
）、 上記基板をその構成成分の脱離温度以下に維持しながら
、上記基板表面にラジカル酸素原子のビームを照射する
ことにより該基板表面を酸化して酸化膜を形成する工程
（Ｂ）、および 上記基板をその構成成分の脱離温度以下に維持しながら
、上記基板表面にラジカル水素原子のビームを照射する
ことにより上記酸化膜を還元除去する工程（Ｃ） を含む基板前処理を行うように構成し、本発明の装置は
、化合物半導体基板上に分子線エピタキシャル成長法に
より化合物半導体結晶を成長させる装置において、結晶
を成長させる前の基板表面を清浄化する基板前処理を行
うために、基板温度を所望温度に維持できる基板保持具
と、この基板保持具に保持された基板に対向するように
配置され且つ酸素ガス供給源および水素ガス供給源に接
続されたラジカル原子ビーム発生源とを有する減圧可能
な基板前処理室を、ゲートバルブを介して結晶成長室に
連通させて設りて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、化合物半導体基板−１−に形成された半導体
層に半導体装置を作り込む場合、あるいは化合物半導体
基板上に選択的に形成された半導体層に半導体装置を作
り込む場合に適用して好結果が得られる化合物半導体結
晶の成長方法およびその方法を実施する装置に関する。

［従来の技術］ 化合物半導体装置を製造する場合、イオン注入技術を使
って基板結晶中に活性層を形成して素子を作り込む方法
と、化合物半導体基板上に半導体層をエピタキシャル成
長して、その半導体層に素子を作り込む方法の２つの方
法がある。後者のような化合物半導体結晶層を成長する
には、近年、分子線エピタキシャル成長（ｍｏｌｅｃｕ
ｌａｒ　ｂｅａｍ　ｅｐｉ−ｔａｘｙ　：　ＭＢＥ）法
を通用することが多い。

このＭＢＥ法を実施する装置に於いては、成長室の前室
として基板準備室が設けられていて、そこでは、実際の
結晶層を成長させるに先立ち　化合物半導体基板が例え
ばＧａＡｓである場合、真空中で約３００〜４００°Ｃ
程度に数分間から３０分間加熱することに依り、人気中
でＧ　ａ　Ａ　ｓ　ａ板表面に付着した水分を除去する
ようにしている。さらに大気中でＧａＡＪ板表面に形成
された自然酸化膜を除去するためには、成長直前に成長
室内において、Ａｓ分子線を照射しながら約６００°Ｃ
程度に数分間するようにしている。

またさらに、基板表面に付着残留している炭素などの不
純物を除去する方法とし２て、本発明者はサーマルエツ
チング基板処理法（’Ｊ、５ａｉＬｏ　ａｔ　ａｌ。

Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ、２５．　Ｎ
ｏ、８．　Ａｕｇ、１９８６ｐｐ１２１６−１２２０　
Ｊを参照）、熱酸化膜形成、除去法（ｒＪ、５ａｉｔｏ
　ａｔ　ａｌ、Ｊ、＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、ｖｏ１．６３
．　Ｎｏ、２Ｊａｎ、１９８８．　ｐｐ４０４−４０９
　Ｊを参照）、や１ｌｃｆｆ／Ｈ２混合ガスエツチング
法（ｒＪ、５ａｉＬｏ　ａｔ　ａｌ、Ｊ。

Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　ｖｏｌ、９５．１９８
９．　ｐｐ３２２−３２７」を参照）を提案した。これ
らの技術によれば、基板表面に付着した炭素原子などを
除去することができ、不純物がある場合に形成される基
板とエピタキシャル半導体結晶層との間の界面準位を低
減することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しながら、前記のような各種の方法はいずれも基板表
面層を数十人から召人程度除去することによって達成で
きるものであり、さらに深くエツチングすると基板の表
面モホロジが劣化してしまう欠点があり、面荒れが生じ
ないように注意深く制御する必要があった。然しなから
、これらの方法におけるエツチング深さの制御は基板温
度と時間を精密に制御することによって達成できるもの
であり、表面層を所望の厚さ数原子層だけ除去したいよ
うな場合、例えば、−度エピタキシャル層を形成した後
、その層にプロセス加工を加えた後再びその加工エビ表
面上に再成長を行ないたい様な場合には、制御が非常に
困難であった。

本発明は、基板表面が加工エビ表面層を制御性よく原子
層単位で除去して、表面に付着している炭素などの不純
物を除去し、そして、その上に電気的特性の良好な薄い
エピタキシャル結晶層を成長可能とし、特性良好な半導
体装置を容易に製造することができるようにした化合物
半導体結晶の成長方法およびその実施のための装置を提
供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段） 上記の目的は、本発明によれば、化合物半導体基板上に
分子線エピタキシャル成長法により化合物半導体結晶を
成長させる方法において、結晶を成長させる前の基板表
面を清浄化するために、結晶を成長させる前の基板を減
圧下に保持する工程（Ａ）、 上記基板をその構成成分の脱離温度以下に維持しながら
、上記基板表面にラジカル酸素原子のビームを照射する
ことにより該基板表面を酸化して酸化膜を形成する工程
（Ｂ）、および 上記基板をその構成成分の脱離温度以下に維持しながら
、上記基板表面にラジカル水素原子のビームを照射する
ことにより上記酸化膜を還元除去する工程（Ｃ） を含む基板前処理を行うことを特徴とする化合物半導体
結晶の成長方法によって達成される。

本発明の化合物半導体結晶の成長方法を実施するための
装置は、化合物半導体基板上に分子線エビタ＋シャル成
長法により化合物半導体結晶を成長させる装置において
、結晶を成長さゼる前の基板表面を清浄化する基板前処
理を行うために、基板温度を所望温度に維持できる基板
保持具と、この基板保持具に保持された基板に対向する
よう乙こ配置され且つ酸素ガス供給源および水素ガス供
給源に接続されたラジカル原子ビーム発生源とを有する
減圧可能な基板前処理室を、ゲートバルブを介して結晶
成長室に連通させて設けたことを特徴とする。

本発明の一実施例を解説するための第１図を参照して説
明する。

本発明においては、分子線エピタキシャル成長法の実施
が可能な半導体結晶成長装置に於ＬＪる基板前処理室３
内にＧａＡｓなとの半導体結晶基板をセ、ツトする工程
とさらに該基板前処理室３内にちらかしめ設置されたラ
ジカル原子線源６に所定量の酸素を流入し、発生ずるラ
ジカル酸素原子ビームを該半導体結晶基板に照射するこ
とにより、該半導体結晶基板表面層に酸化膜層を形成す
る工程と、次いで、該酸素の流入を停止した後に、該ラ
ジカル原子線源６に所定量の水素を流入し、発生ずるラ
ジカル水素原子ビームを前記工程で形成した半導体結晶
基鈑表面の酸化膜層に照射してこれを還元除去する工程
を経過し、次いで、前記化合物半導体結晶基板を結晶成
長室５乙こ経過して前記化合物半導体結晶基板を構成す
る材料の中で脱離し易い物質の分子線を照射しつつ加熱
して必要とされる温度に維持して目的とする半導体結晶
層を分子線エピタキシャル成長させるようにしている。

また、前記半導体単結晶基板表面を深く除去する必要が
ある場合には、前記酸化膜形成工程と水素還元除去工程
を交互に繰り返すようにしている。

また、前記半導体単結晶基板表面層にすでにエピタキシ
ャル膜層が形成され、 加工されている様な場合には、酸化膜の形成工程の条件
を単原子層のみとし、水素還元工程を行ないあるいはこ
れらの工程を数回繰り返すことにより、表面層を単原子
層だけあるいは数原子層だけ除去するようにしている。

［作　用］ 本発明によれば、化合物半導体結晶基板上に付着した炭
素などの不純物は確実に除去され、また化合物半導体結
晶基板表面層を所望の厚さだけ制御性よく除去されるの
で、その上に電気的特性の良好な薄いエピタキシャル結
晶層が成長可能となり、特性良好な半導体装置を容易に
製造することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を説明する為の半導体結晶成
長装置の要部説明図である。

同図において、１は基板交換室、ＩＡは基板出入口、Ｉ
Ｂは排気管、２はゲートバルブ、３は基板前処理室、３
Ａは排気管、４はゲートバルブ、５は結晶成長室、５Ａ
ｔ！排気管、６はラジカル原子線源、９はターボ分子ポ
ンプ、１０は基板ホルダ、１１は基板加熱ヒータ、１２
はＳｉ分子線源、１３はＧａ分子線源、１４はＡｓ分子
線源、１５は基板ホルダ、１６は基板加熱し−タ、２１
は酸素ボンベ、２２は水素ボンベ、２３と２４はバルブ
、２５は酸素マスフローコントローラー、２６は水素マ
スフローコントローラー、２７．２８．２９．３０はバ
ルブをそれぞれ示している。

（実施例１） ＧａＡｓ基板上にｎ型ＧａＡｓ層を成長させる場合につ
いて説明する。

ＧａＡｓ基板は大気中に於いて基板マウント用のモリブ
デン（ＭＯ）ブロックにインジウム（Ｉｎ）半田を用い
て貼着し、それを基板出入口ＬＡを介して基板交換室１
に導入し、高真空の排気を行う。最近では、インジウム
半田を使わないで基板マウントブロックに保持する言わ
ゆるＩｎフリーホルダも開発されており、これを用いて
ＧａＡｓ１板を前記と同様に基板出入口ＩＡを介して基
板交換室１己こ導入１〜、高真空の排気を行うこともし
ばしばである。

基板交換室１内が１０−７Ｔｏｒｒ〜１０−９Ｔｏｒｒ
程度にリド気されてからゲートバルブ２を開けてＧａＡ
ｓ基板を基板前処理室３に移送し、それを基板ホルダｌ
Ｏに装着し７てからゲートバルブ２を閉しる。尚、基板
ホルダ１０内に存る基板加熱ヒータ１１はＧａＡｓ基板
を最高８００°Ｃまで加熱することができる。基板前処
理室３内はターボ分子ポンプ９の作用で予め１Ｏ−７Ｔ
ｏｒｒ〜１０−　”Ｔｏｒｒ程度の真空に排気され、ま
たラジカル原子線＃６が、基板ホルダＩＯと対向して設
置されている。また、ラジカル原子線源６には酸素ボン
へ２１と水素ボンへ２２がバルブ２３．２４．２７．２
９とマスフローコントローラー２５と２６を介して接続
されており、各マスフローコントローラーを使って一定
流量で酸素および水素をラジカル原子線源６に供給でき
る様になっており、その結果、ラジカル原子線源６から
は一定強度の酸素ラジカルおよび水素ラジカルを取り出
すことができる。バルブ２７と２９を切り換えることに
より、酸素ラジカルと水素ラジカルを切換えることがで
きる。またバルブ２８と３０は酸素および水素ガスヘン
ト用であり、バルブ２７．２９が閉じている時は、バル
ブ２８と３０が開きガスが排気ラインへヘンＩ・され、
バルブ２７と２９が開いている時はバルブ２８と３０は
閉しる。

酸素ボンへ２１を開き、バルブ２３と２８を開いてマス
フローコントローラー２５によりＭ素／ＮＹヲ２　ｃｃ
／秒としておき、バルブ２７を開けると同時にバルブ２
８を閉して酸素をラジカル原子線源６に導入し、ラジカ
ル酸素を室温状態でＧａＡｓ１板に照射し、ＧａＡｓ１
板表面に酸化膜を約１０人の厚さだＬ−１形成する。こ
の時の照射時間は約３０秒である。基板前処理室３内の
真空度はターボ分子ポンプ９の排気によりラジカル酸素
原子ビーム発生時も１０−’Ｔｏｒｒ程度に保持されて
いる。

バルブ２７を閉し、バルブ２８を開けることによりラジ
カル原子線源６より噴出されるラジカル酸素ビームを止
めることができる。

次に水素ボンベ２２を開き、バルブ２４と３０を開いて
、マスフローコントローラー２６により水素流ｉｔを２
ｃｃ／秒としておき、バルブ２９を開けると同時にバル
ブ３０を閉じて水素をラジカル原子線源６に導入し、ラ
ジカル水素を前述の酸化膜が表面に形成されたＧａＡｓ
基板に照射し、この酸化膜を除去する。この時の照射時
間は約６０秒である。基板前処理室３内の真空度はター
ボ分子ポンプ９の排気により、ラジカル水素原子ビーム
発生時も１０−　’Ｔｏｒｒ程度に保持されている。

バルブ２９を閉じ、バルブ３０を開けることにより、ラ
ジカル原子線源６より噴出されるラジカル水素ビームを
止めることができる。

以上の工程に次いで、基板前処理室３内の真空度が１０
−８から１０−’Ｔｏｒｒ台に致って後、ゲートバルブ
４を開けてＧａＡｓ基板を高真空に排気された結晶成長
室５に移送し、それを基板加熱ヒータ１６を有する基板
ホルダ１５に装着し、ゲートバルブ４を閉じる。

結晶成長室５内においては、Ａｓ分子線源１４からのＡ
ｓ分子線を照射しながらＧａＡｓ１板を加熱して温度を
６００”Ｃ程度とし、この温度を維持しながらＧａＡｓ
層のエピタキシャル成長を行なう。この際、Ｓｉ分子線
源１２からのＳｉをＧａＡｓ基板と同じ濃度であるＩ　
ＸＩＯ”ｃ＋ｎ−’程度にドーピングする。尚、この場
合の成長速度は１μｍ／ｈｒ、成長層厚は０．５μｍで
ある。

第２図はＧａＡｓ基板およびエピタキシャル成長ＧａＡ
ｓ層の界面近傍におけるキャリア濃度プロファイルを示
す線図である。

同図において、横軸にはＧａＡｓ層の表面からの深さを
、また、縦軸にはキャリア濃度をそれぞれ採ってあり、
実線は本発明第一の実施例に関する特性線であり、また
、破線は従来例に関する特性線であり、これらのデータ
はＣ−■測定法によって得られたものである。試料は、
本発明による前処理を施したものと、従来例としては、
成長室５内でＡｓビーム照射下で基板温度を６００°Ｃ
で１０分間保持することによってサーマルクリーニング
を施したものを用いた。

第２図から判るように、本発明実施例に依るものでは、
キャリア濃度がエビタキンヤル層から基板側にわたって
均一であり、キャリアの空乏化領域が存在しないが、従
来技術に依るものでは、明らかな空乏化領域が存在して
いて、これは炭素などの基板表面に残留している不純物
によるものと判断される。

このようなことから、本発明による場合、基板表面にお
ける汚染物質の除去が良好に行なわれ、そして、結晶欠
陥の導入もなかったことが判る。

本実施例では、酸化膜の形成と除去を１回だけで終了し
ているが、さらに、ラジカル酸素ビーム照射とラジカル
水素ビーム照射を交互に繰り返してもよい。複数回、酸
化膜の形成と除去を行なうことにより、より確実に基板
表面の残留不純物が除去される。

本実施例では、基板前処理室３内において基板ホルダ１
０に保持したＧａＡｓ１板は、室温のままでラジカル酸
素ビームとラジカル水素ビームを照射することによって
酸化膜形成と還元除去を行なったが、基板加熱ヒータＩ
Ｉを使ってＧａＡｓ基板を加熱／保持しておいて同様に
酸化膜形成と還元除去を行なうこともできる。この場合
、ＧａＡｓ基板の場合には、表面からの選択的なＡｓの
脱離が生じるため４００°Ｃ以上に加熱することはでき
ない。また、酸化・還元は化学反応であるから、基板温
度が高くなるに従って反応速度が速くなる。

（実施例２） 加工基板」−にｎ゛型ＧａＡｓ層をオーミックコンタク
ト層として成長させる場合につぃて説明する。

ＧａＡｓ基板にイオン注入法を用いて活性層を形成しそ
の一部を加工した上に、エビタキソヤル層を成長してそ
こに新しく活性層を形成してＦＩ？、ｉ”とレーザなど
の複合デバイスを作製するごとがしばしば行なわれる。

あるいは、ＦＥＴのゲート電極直下は低キヤリア濃度又
は絶縁性の層を必要とし、一方ソース電極や１ルイン電
極はオーミックコンタクトのために高濃度キャリア層が
必要とされる様な場合、絶縁層として１回成長した後加
工してオーミンク電極の領域のみを除去して活性層面を
基板表面としてｎ゛型ＧａＡｓ層をオーミックコンタク
ト層として形成することがある。

第３図は、実施例２を説明する為の基板の断面図を表わ
している。

同図において、５１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、５２はノ
ンドープＧａＡｓバ’７フア層、５３はＳｉ　　ドープ
ＧａＡｓ活性層、５４はノンドープＧａＡｓ層、５５は
Ｓｎ　　ドープＧａＡｓオーミックコンタクト層、６１
はＡＩ！、ゲート電極、６２．６３はＡｕＧｅソース電
極とドレイン電極、７１は５ｉ０２膜をそれぞれ示して
いる。

第３図（ａ）の構造のエピタキシャル膜を加］−し、ノ
ンドープＧａＡｓ層５４の上にゲート電極６１を形成し
、その−Ｆ被ふくした５ｉＯｔ膜７１をマスクとしてソ
ース・ドレイン領域をエツチングにより削り、ノンドー
プＧａＡｓ層５４を約１０人残した層にする（第３図の
（ｂ）がその断面図である）。この加工基板（ｂ）をイ
ンジウムフリーホルダーを用いて基板マウントブロック
に保持し、前記と同様に、基板出入口ＩＡを介して基板
交換室１に導入し、高真空排気を行う。

基板交換室１内が１０−’Ｔｏｒｒ〜１０−”Ｔｏｒｒ
程度に排気されてからゲートバルブ２を開けて加工基板
を基板前処理室３に移送し、それを基板ホルダ１０に装
着してからゲートバルブ２を閉じる。加工基板は室温の
まま保持しておく。

酸素ボンベ２１を開き、バルブ２３と２８を開いてマス
フローコントローラー２５により、酸素流量を２ｃｃ／
秒としておき、バルブ２７を開けると同時に、バルブ２
８を閉じて酸素をラジカル原子線源６に導入し、ラジカ
ル酸素を室温状態の加工基板に照射し、約１０人だけ残
されたノンドープＧａＡｓ層５４のソースとドレイン領
域部分を酸化する。この時の照射時間は約３０秒である
。

バルブ２７を閉じ、バルブ２８を開けることにより、ラ
ジカル原子線源６より噴出されるラジカル酸素ビームを
止める。

次に水素ボンベ２２を開き、バルブ２４と３０を開いて
、マスフローコントローラー２６により水素流量を２ｃ
ｃ／秒としておき、バルブ２９を開けると同時にバルブ
３０を閉じて水素をラジカル原子線源６に導入し、ラジ
カル水素を前述の酸化膜を表面に形成した加工基板に照
射し、この酸化膜を除去する。

この時のＩＩ＜（対時間は約６０秒である。バルブ２９
を閉し、バルブ３０を開けることにより、ラジカル原子
線源６より噴出されるラジカル水素ビームを止める。

以上の上程に次いで、基板前処理室３内の真空度が１０
−８から１０−　’Ｔｏｒｒ台に敗って後、ゲート）飄
ルブ４を開けて加工基板を高真空に排気された結晶成長
室５に移送し、それを基板加熱ヒータ１６を有する基板
ホルダ１５に装着し、ゲートバルブ４を閉じる。

結晶成長室５内においては、Ａｓ分子線源１４からのＡ
ｓ分子線を照射しながら加工基板を力ロ熱して温度を５
００°Ｃ程度とし、この温度を維持しながら今度はＳｉ
に変えてＳｎ分子ｋＡ　／Ｊｇ、からＳｎを２ｘ　ｌ　
Ｑ　Ｉ　Ｑから５×１０１９ｃｍ３程度にドーピングし
たＧａＡｓ層５５のエピタキシャル成長を行なう。尚、
この場合の成長速度は１μｍ／ｈ、成長層厚は０．３μ
ｍである。

この再成長によってＳｉＯ□膜７１膜上１ＧａＡｓ層が
形成されるがしかしこれは下地がＳｉＯ□であるためエ
ピタキシャル層とはならず多結晶膜となるため、ＳｉＯ
□をエツチング除去することにより簡単に取り除くこと
ができる。この様にしてＩ成長したソース・ドレイン領
域部分の高濃度ＧａＡｓ層５５の十にソースおよび１ル
イン電極６２と６３を形成することによってノンアロイ
でオーミック電極を作ることができる。

本実施例では、加工基板上の約１０人という非常に薄い
層を精密に除去し、かつ加工処理時に（＝１着した結晶
表面の炭素などの残留不純物を除去することができるた
め、ノンアロイでのオーミック電極の形成が可能となっ
た。

以上で説明した実施例では第１図に示した様に１つのラ
ジカル原子線ｔｊ、６に酸素ボンベ２１と水素ボンへ２
２から配管をつないでガスを切換えることによってラジ
カル酸素とラジカル水素を取り出しているが、２つのラ
ジカル原子線源を基板前処理室３内に基板ボルダ−１０
に対向し７て設置し、各々のラジカル原子線源から別々
にラジカル酸素とラジカル水素を取り出す様にしてもよ
い。

実施例２では、酸化膜の形成と除去による不用層（除去
層：ここでＬｌノンドープＧａＡｓ層約１０人）のエツ
チングを１回で行なっているが、ラジカル酸素ビームに
よる酸化膜形成層厚を１原子層分だけとしてラジカル水
素ビームによりこの１原子層を還元除去し、これを繰り
返すことによって原子層単位でより精密な厚さ分のエツ
チング除去ができ、同時に残留不純物が除去される。

［発明の効果〕 本発明によれば、化合物半導体結晶基板に化合物半導体
結晶層をエピタキシャル成長させるに際し、基板前処理
室に於いて、化合物半導体結晶基板の表面にラジカル酸
素原子線を照射し酸化膜を形成し、その後、ラジカル水
素原子線を照射しこの酸化膜を還元除去することによっ
て、同時にエンチングと炭素などの汚染物質も同時に除
去することができる。また、これＧこより、基板表面や
加工表面層を制御性よく原子層単位で除去して、表面に
付着している炭素などの不純物を除去し、そして、その
上に電気的特性の良好な薄いエピタキシャル結晶層を成
長可能とし、特性良好な半導体装置を容易に製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部説明図、第２図はＧａ
Ａｓ基板およびエピタキシャル成長ＧａＡｓ層の界面近
傍におけるキャリア濃度プロファイルを示すグラフ、お
よび第３図は本発明の別の実施例の基板断面説明図であ
る。 １・・・基板交換室、　　　　ＩＡ・・・基板出入口、
ＩＢ・・・排気管、　　　　　２・・・ゲートバルブ、
３・・・基板前処理室、　　３Ａ・・・排気管、４・・
・ゲートバルブ、　　５・・・結晶成長室、５Ａ・・・
排気管、　　　　　６・・・ラジカル原子線源、９・・
・ターボ分子ポンプ、１０・・・基板ホルダ、１１・・
・基板加熱ヒータ、　１２・・・Ｓｉ分子線源、１３・
・・Ｇａ分子線源、　　１４・・・Ａｓ分子線源、１５
・・・基板ホルダ、　　　１６・・・基板加熱ピーク、
２１・・・酸素ボンへ　　　　２２・・・水素ボンへ、
２３、２４・・・バルブ、 ２５・酸素マスフローコン１−ローラー２０・・・水素
マスフｌ：Ｊ−コン］・ローラー２７、２８．２９．３
０・・・バルブ、５１・半絶縁性ＧａＡｓ基板、 ５２・・・ノント′−ブＧａＡｓハ、ファ層、５３−　
Ｓ　ｉ　　トープＧａＡｓ’活性層、５４・・・ノン１
′−プＧａＡｓ層、 ５５・・・Ｓｎ　　ドープＧａＡｓオーミックコンタク
ｌ−、ＩＣ３６１・・・Δ！ゲー［・電極、 ６２、　Ｇ３・−Ａ　ｕ　Ｇ　ｅソース電極およびドレ
イン電梅、７１・・・５１０２膜。 Ｇ　Ｏ、Ａ　Ｓ層 一一−ＧａＡｓ基板 ニヤリア濃Ｉの分布を示す図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、化合物半導体基板上に分子線エピタキシャル成長法
   により化合物半導体結晶を成長させる方法において、結
   晶を成長させる前の基板表面を清浄化するために、 結晶を成長させる前の基板を減圧下に保持する工程（Ａ
   ）、 上記基板をその構成成分の脱離温度以下に維持しながら
   、上記基板表面にラジカル酸素原子のビームを照射する
   ことにより該基板表面を酸化して酸化膜を形成する工程
   （Ｂ）、および 上記基板をその構成成分の脱離温度以下に維持しながら
   、上記基板表面にラジカル水素原子のビームを照射する
   ことにより上記酸化膜を還元除去する工程（Ｃ） を含む基板前処理を行うことを特徴とする化合物半導体
   結晶の成長方法。 ２、前記酸化膜形成工程（Ｂ）において、前記基板表面
   の単原子層のみを酸化膜とすることを特徴とする請求項
   １記載の方法。 ３、前記酸化膜形成工程（Ｂ）と前記酸化膜除去（Ｃ）
   とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１または２
   に記載の方法。 ４、化合物半導体基板上に分子線エピタキシャル成長法
   により化合物半導体結晶を成長させる装置において、結
   晶を成長させる前の基板表面を清浄化する基板前処理を
   行うために、基板温度を所望温度に維持できる基板保持
   具と、この基板保持具に保持された基板に対向するよう
   に配置され且つ酸素ガス供給源および水素ガス供給源に
   接続されたラジカル原子ビーム発生源とを有する減圧可
   能な基板前処理室を、ゲートバルブを介して結晶成長室
   に連通させて設けたことを特徴とする化合物半導体結晶
   の成長装置。