JPH0510317B2 - - Google Patents
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- JPH0510317B2 JPH0510317B2 JP60198904A JP19890485A JPH0510317B2 JP H0510317 B2 JPH0510317 B2 JP H0510317B2 JP 60198904 A JP60198904 A JP 60198904A JP 19890485 A JP19890485 A JP 19890485A JP H0510317 B2 JPH0510317 B2 JP H0510317B2
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、シヨツトキ・バリア・ダイオード、
電界効果トランジスター（FET）等の制造に適
した、ひ化ガリウムエピタキシヤル・ウエハの製
造方法に関する。
電界効果トランジスター（FET）等の制造に適
した、ひ化ガリウムエピタキシヤル・ウエハの製
造方法に関する。
「従来の技術」
ひ化ガリウム（以下、［GaAs］という。）単結
晶は、シリコン単結晶よりも、電子の移動度が大
であるので、高周波領域、特に、UHF、SHF帯
で用いられる、FET、シヨツトキ・バリア・ダ
イオード等のデバイスの製造に広く使用されてい
る。
晶は、シリコン単結晶よりも、電子の移動度が大
であるので、高周波領域、特に、UHF、SHF帯
で用いられる、FET、シヨツトキ・バリア・ダ
イオード等のデバイスの製造に広く使用されてい
る。
これらのデバイスには、例えばGaAs単結晶基
板上に、低キヤリア濃度、及び、高キヤリア濃度
の二つのGaAs単結晶層を形成したエピタキシヤ
ル・ウエハが用いられ、しかも精密に制御された
両単結晶層の厚さ、キヤリア濃度を有し、両単結
晶層の境界で、キヤリア濃度を急峻に変化させた
ものが、要求されている。
板上に、低キヤリア濃度、及び、高キヤリア濃度
の二つのGaAs単結晶層を形成したエピタキシヤ
ル・ウエハが用いられ、しかも精密に制御された
両単結晶層の厚さ、キヤリア濃度を有し、両単結
晶層の境界で、キヤリア濃度を急峻に変化させた
ものが、要求されている。
従来、このようなエピタキシヤル・ウエハを製
造する方法として、キヤリア濃度を決定する不純
物の供給量を制御するとともに、ガリウム、及
び、ひ素の供給量の比率を制御することが、提案
されていた。たとえば、特開昭55−77131号公報
には、低キヤリア濃度の層を成長させる際には、
不純物の供給を絶つととももに、気相成長用ガス
中に含まれる周期律表第ｂ族及び第Vb族元素
の供給量の比、［］／［］を１より大とする
方法が記載されている。
造する方法として、キヤリア濃度を決定する不純
物の供給量を制御するとともに、ガリウム、及
び、ひ素の供給量の比率を制御することが、提案
されていた。たとえば、特開昭55−77131号公報
には、低キヤリア濃度の層を成長させる際には、
不純物の供給を絶つととももに、気相成長用ガス
中に含まれる周期律表第ｂ族及び第Vb族元素
の供給量の比、［］／［］を１より大とする
方法が記載されている。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら、低キヤリア濃度層のキヤリア濃
度は、原料である金属ガリウム、アルシン
（AsH3）等に含まれる不純物、エピタキシヤル
成長の際に生じる種々の結晶欠陥、その他の影響
を受けて変動しやすいという問題点があつた。上
記特開昭55−77131号公報記載の方法でも、この
問題点は、十分には解決されていなかつた。たと
えば、シヨツトキ・バリア・ダイオード用エピタ
キシヤル・ウエハでは、低キヤリア濃度層のキヤ
リア濃度の変動幅が、所定の値の10％以内になる
のは、（ラン数比）で50％以下であつた。
度は、原料である金属ガリウム、アルシン
（AsH3）等に含まれる不純物、エピタキシヤル
成長の際に生じる種々の結晶欠陥、その他の影響
を受けて変動しやすいという問題点があつた。上
記特開昭55−77131号公報記載の方法でも、この
問題点は、十分には解決されていなかつた。たと
えば、シヨツトキ・バリア・ダイオード用エピタ
キシヤル・ウエハでは、低キヤリア濃度層のキヤ
リア濃度の変動幅が、所定の値の10％以内になる
のは、（ラン数比）で50％以下であつた。
「問題点を解決するための手段」
本発明者等は、低キヤリア濃度層のキヤリア濃
度の再現性に優れた、すなわち、ランごとのキヤ
リア濃度の変動幅の小さいGaAs単結晶薄膜の気
相エピタキシヤル成長方法を提供することを目的
として、鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達し
たものである。
度の再現性に優れた、すなわち、ランごとのキヤ
リア濃度の変動幅の小さいGaAs単結晶薄膜の気
相エピタキシヤル成長方法を提供することを目的
として、鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達し
たものである。
本発明の上記の目的は、GaAs単結晶基板上
に、キヤリア濃度の異なる複数の層からなる。ｎ
型GaAs単結晶薄膜を、気相エピタキシヤル成長
させる際に、気相エピタキシヤル成長用ガス中に
含まれるガリウムとを、ひ素の原子数比
［Ga］／［As］を１よりも大として低キヤリア
濃度層を成長させ、また、［Ga］／［As］を１
よりも小として高キヤリア濃度層を成長させる方
法において、低キヤリア濃度層を成長させるとき
に、単結晶基板の温度を690〜730℃の範囲に保持
することによつて達せられる。
に、キヤリア濃度の異なる複数の層からなる。ｎ
型GaAs単結晶薄膜を、気相エピタキシヤル成長
させる際に、気相エピタキシヤル成長用ガス中に
含まれるガリウムとを、ひ素の原子数比
［Ga］／［As］を１よりも大として低キヤリア
濃度層を成長させ、また、［Ga］／［As］を１
よりも小として高キヤリア濃度層を成長させる方
法において、低キヤリア濃度層を成長させるとき
に、単結晶基板の温度を690〜730℃の範囲に保持
することによつて達せられる。
本発明方法に用いられるGaAs単結晶基板は、
GaAs単結晶から切り出した基板であつて、その
表面が｛100｝面と、０〜10゜、好ましくは、1.5
〜5゜の範囲の傾きを有するものが、得られた
GaAs単結晶膜薄膜の表面の状態が良好であるの
で好ましい。単結晶基板の厚さは、通常は、0.3
〜0.5mm程度である。GaAs単結晶としては、液体
封止チヨクラルスキー法（LEC法）、ボート成長
法等によつて製造したものが、用いられる。
GaAs単結晶から切り出した基板であつて、その
表面が｛100｝面と、０〜10゜、好ましくは、1.5
〜5゜の範囲の傾きを有するものが、得られた
GaAs単結晶膜薄膜の表面の状態が良好であるの
で好ましい。単結晶基板の厚さは、通常は、0.3
〜0.5mm程度である。GaAs単結晶としては、液体
封止チヨクラルスキー法（LEC法）、ボート成長
法等によつて製造したものが、用いられる。
GaAs単結晶薄膜の成長方法としては、気相エ
ピタキシヤル成長法によるのが、平坦な表面を有
するエピタキシヤル・ウエハが得られること、薄
膜を構成する各単結晶層の厚さの制御が、容易、
かつ、精確であるので、適当である。
ピタキシヤル成長法によるのが、平坦な表面を有
するエピタキシヤル・ウエハが得られること、薄
膜を構成する各単結晶層の厚さの制御が、容易、
かつ、精確であるので、適当である。
気相成長用ガス組成としては、Ga−HCl−As
−H2系、Ga−HCl−AsH3−H2系等のハロゲン
化物輸送法に用いられる組成が一般的であるが、
GaR3（Ｒ＝CH3、C2H5）−AsH3−H2系等の有機
金属法（MOCVD法）に用いられる組成も厚さ
の制御が容易である。
−H2系、Ga−HCl−AsH3−H2系等のハロゲン
化物輸送法に用いられる組成が一般的であるが、
GaR3（Ｒ＝CH3、C2H5）−AsH3−H2系等の有機
金属法（MOCVD法）に用いられる組成も厚さ
の制御が容易である。
FET用のエピタキシヤル・ウエハとしては、
半絶縁性GaAs単結晶基板上に形成した紙キヤリ
ア濃度層、及び、該低キヤリア濃度層上に形成し
た高キヤリア濃度層からなるGaAs単結晶薄膜を
形成したエピタキシヤル・ウエハが用いられる。
この場合、低キヤリア濃度のｎ型キヤリア濃度
は、１×1015cm-3以下、また、高キヤリア濃度層
のキヤリア濃度は、１×1017〜１×1019cm-3の範
囲が通常である。
半絶縁性GaAs単結晶基板上に形成した紙キヤリ
ア濃度層、及び、該低キヤリア濃度層上に形成し
た高キヤリア濃度層からなるGaAs単結晶薄膜を
形成したエピタキシヤル・ウエハが用いられる。
この場合、低キヤリア濃度のｎ型キヤリア濃度
は、１×1015cm-3以下、また、高キヤリア濃度層
のキヤリア濃度は、１×1017〜１×1019cm-3の範
囲が通常である。
シヨツトキ・バリア・ダイオード用には、ｎ型
GaAs単結晶基板上に、高キヤリア濃度層、及
び、低キヤリア濃度層を、この順に形成した
GaAs単結晶薄膜を有するエピタキシヤル・ウエ
ハが用いられる。この場合、高キヤリア濃度層の
キヤリア濃度は、１×1018〜１×1019cm-3、また、
低キヤリア濃度層のキヤリア濃度は、１×1016〜
１×1018cm-3の範囲が、通常である。低キヤリア
濃度層のキヤリア濃度は、高キヤリア濃度層の1/
５〜1/10とするのが通常である。その他、本発明
の方法はキヤリア濃度が異なる層を二層以上含
む、単結晶薄膜を有するエピタキシヤル・ウエハ
の製造にも応用することができる。
GaAs単結晶基板上に、高キヤリア濃度層、及
び、低キヤリア濃度層を、この順に形成した
GaAs単結晶薄膜を有するエピタキシヤル・ウエ
ハが用いられる。この場合、高キヤリア濃度層の
キヤリア濃度は、１×1018〜１×1019cm-3、また、
低キヤリア濃度層のキヤリア濃度は、１×1016〜
１×1018cm-3の範囲が、通常である。低キヤリア
濃度層のキヤリア濃度は、高キヤリア濃度層の1/
５〜1/10とするのが通常である。その他、本発明
の方法はキヤリア濃度が異なる層を二層以上含
む、単結晶薄膜を有するエピタキシヤル・ウエハ
の製造にも応用することができる。
約1016cm-3、又は、それ以上のキヤリア濃度の
層を成長させる場合は、通常は、硫黄、シリコ
ン、セレン、テルル等のｎ型不純物をドープし
て、キヤリア濃度を調節する。また、５×1015cm
-3以下のキヤリア濃度の層を成長させる場合は、
特に、ｎ型不純物をドープすることなく成長させ
るのが、一般的である。
層を成長させる場合は、通常は、硫黄、シリコ
ン、セレン、テルル等のｎ型不純物をドープし
て、キヤリア濃度を調節する。また、５×1015cm
-3以下のキヤリア濃度の層を成長させる場合は、
特に、ｎ型不純物をドープすることなく成長させ
るのが、一般的である。
低キヤリア濃度層を成長させる場合は、単結晶
基板の温度を690〜730℃、好ましくは、700〜730
℃の範囲に保持するのが適当である。単結晶基板
の温度が690℃未満であると、成長した層の結晶
欠陥が増加し、730℃を超えると、キヤリア濃度
の変動幅が大となり好ましくない。
基板の温度を690〜730℃、好ましくは、700〜730
℃の範囲に保持するのが適当である。単結晶基板
の温度が690℃未満であると、成長した層の結晶
欠陥が増加し、730℃を超えると、キヤリア濃度
の変動幅が大となり好ましくない。
また、気相成長用ガス中に含まれるガリウム化
合物とひ素化合物の比率は、ガリウムとひ素原子
数の比、［Ga］／［As］で表示して、１よりも
大とすることが必要であり、好ましくは、２〜
10、より好ましくは、３〜８の範囲に保持す。こ
の比を１より大としなければ、キヤリア濃度が十
分に低下しない。
合物とひ素化合物の比率は、ガリウムとひ素原子
数の比、［Ga］／［As］で表示して、１よりも
大とすることが必要であり、好ましくは、２〜
10、より好ましくは、３〜８の範囲に保持す。こ
の比を１より大としなければ、キヤリア濃度が十
分に低下しない。
なお、ハロゲン化物輸送法による場合は、輸送
用HC1は化学量論的にガリウムと反応してGaCl
を生成するので、ガリウム輸送用HClのモル濃度
をガリウム化合物のモル濃度として計算できる。
用HC1は化学量論的にガリウムと反応してGaCl
を生成するので、ガリウム輸送用HClのモル濃度
をガリウム化合物のモル濃度として計算できる。
高キヤリア濃度層を成長させる場合、基板の温
度は、好ましくは、735〜830℃、より好ましく
は、735〜760℃に保持する。
度は、好ましくは、735〜830℃、より好ましく
は、735〜760℃に保持する。
また、［Ga］／［As］を１よりも小とするこ
とが必要である。［Ga］／［As］を１よりも小
としなければ、十分にキヤリア濃度が上昇せず、
好ましくない。［Ga］／［As］は0.1〜0.8が好ま
しく、0.2〜0.5がより好ましい。
とが必要である。［Ga］／［As］を１よりも小
としなければ、十分にキヤリア濃度が上昇せず、
好ましくない。［Ga］／［As］は0.1〜0.8が好ま
しく、0.2〜0.5がより好ましい。
本発明方法の実施に使用する気相成長装置とし
ては、縦型でも、横型でもよく、特に、制限され
ない。
ては、縦型でも、横型でもよく、特に、制限され
ない。
「発明の効果」
本発明方法によると、各ランごとの低キヤリア
濃度層のキヤリア濃度の変動幅を所定のキヤリア
濃度の10％以内とすることができるので、エピタ
キシヤル・ウエハの生産性が向上し、産業上の利
用価値は大である。
濃度層のキヤリア濃度の変動幅を所定のキヤリア
濃度の10％以内とすることができるので、エピタ
キシヤル・ウエハの生産性が向上し、産業上の利
用価値は大である。
「実施例」
本発明方法を実施例、及び、比較例に基づい
て、具体的に説明する。
て、具体的に説明する。
以下の各実施例、及び、比較例において、
GaAs単結晶薄膜の各層の厚さは、共和理研(株)製
Ｋ−69J150型膜厚測定用ドリラーを用いて測定し
た。また、キヤリア濃度は、Ｃ−Ｖ法によつて、
測定した。
GaAs単結晶薄膜の各層の厚さは、共和理研(株)製
Ｋ−69J150型膜厚測定用ドリラーを用いて測定し
た。また、キヤリア濃度は、Ｃ−Ｖ法によつて、
測定した。
実施例 １
GaAs単結晶基板として、Siをドープしたｎ型
キヤリア濃度が、1.5×1018cm-3であり、表面が、
（100）面から、［011］方向に2゜傾いた単結晶板を
用いた。厚さは、0.35mmであつた。
キヤリア濃度が、1.5×1018cm-3であり、表面が、
（100）面から、［011］方向に2゜傾いた単結晶板を
用いた。厚さは、0.35mmであつた。
上記基板を、水素ガス導入管、AsH3導入管、
HCl導入管、及び、ガリウム・ボートを具備する
石英製横型反応内に設置した。反応器内の空気
を、窒素で置換した後、2000ml／分の流量で水素
ガスを流しながら、炉の昇温を行つた。反応器内
のガリウム・ボートの温度が850℃、基板の温度
が750℃に達した時に、エツチング用HClガスを
25ml／分の流量で１分間反応器内に供給して、基
板の表面のエツチングを行つた。
HCl導入管、及び、ガリウム・ボートを具備する
石英製横型反応内に設置した。反応器内の空気
を、窒素で置換した後、2000ml／分の流量で水素
ガスを流しながら、炉の昇温を行つた。反応器内
のガリウム・ボートの温度が850℃、基板の温度
が750℃に達した時に、エツチング用HClガスを
25ml／分の流量で１分間反応器内に供給して、基
板の表面のエツチングを行つた。
続いて、AsH3を10重量％含有する水素ガスを
300ml／分、ガリウム・ボートに通じるHClガス
を10ml／分、及び、ｎ型不純物として、SiH4を
30重量ppm含有する水素を40ml／分の流量で、25
分間反応器内に供給して、高キヤリア濃度層を成
長させた。この場合、［Ga］／［As］は0.3で、
基板の温度は750℃であつた。
300ml／分、ガリウム・ボートに通じるHClガス
を10ml／分、及び、ｎ型不純物として、SiH4を
30重量ppm含有する水素を40ml／分の流量で、25
分間反応器内に供給して、高キヤリア濃度層を成
長させた。この場合、［Ga］／［As］は0.3で、
基板の温度は750℃であつた。
その後、ガリウム輸送用のHCl、及びSiH4の
供給を15分間停止し、基板の温度を720℃に低下
させた。AsH3を含有する水素ガスの流量を30
ml／分に減少させた。エツチング用HClを25ml／
分で30秒間供給してエツチングを行つた後、ガリ
ウム輸送用HClを12ml／分、SiH4含有水素ガス
の流量を２ml／分として、５分間反応器内に供給
して、基板の温度を720℃に保持しながら、低キ
ヤリア濃度層を成長させた。［Ga］／［As］は
４であつた。
供給を15分間停止し、基板の温度を720℃に低下
させた。AsH3を含有する水素ガスの流量を30
ml／分に減少させた。エツチング用HClを25ml／
分で30秒間供給してエツチングを行つた後、ガリ
ウム輸送用HClを12ml／分、SiH4含有水素ガス
の流量を２ml／分として、５分間反応器内に供給
して、基板の温度を720℃に保持しながら、低キ
ヤリア濃度層を成長させた。［Ga］／［As］は
４であつた。
低キヤリア濃度層を、５分間成長させた後、
HCl、AsH3、及びSiH4の供給を停止して、反応
器の温度を低下させた。反応器内の温度が室温に
達した後、GaAs単結晶薄膜を成長させたエピタ
キシヤル・ウエハを取り出した。得られたウエハ
の表面は、鏡面であつた。また、各層の厚さは、
高キヤリア濃度層が、4.8μm、低キヤリア濃度層
が、0.46μm、両層の境界層の厚さは0.12μmであ
つた。また、キヤリア濃度は、高キヤリア濃度層
が、1.3×1018cm-3、低キヤリア濃度層が、1.5×
1017cm-3であつた。
HCl、AsH3、及びSiH4の供給を停止して、反応
器の温度を低下させた。反応器内の温度が室温に
達した後、GaAs単結晶薄膜を成長させたエピタ
キシヤル・ウエハを取り出した。得られたウエハ
の表面は、鏡面であつた。また、各層の厚さは、
高キヤリア濃度層が、4.8μm、低キヤリア濃度層
が、0.46μm、両層の境界層の厚さは0.12μmであ
つた。また、キヤリア濃度は、高キヤリア濃度層
が、1.3×1018cm-3、低キヤリア濃度層が、1.5×
1017cm-3であつた。
本実施例を10回繰り返したが、全ランとも、低
キヤリア濃度層のキヤリア濃度の変動幅は、0.1
×1017cm-3以内であつた。
キヤリア濃度層のキヤリア濃度の変動幅は、0.1
×1017cm-3以内であつた。
実施例 ２
高キヤリア濃度層の成長から、低キヤリア濃度
層の成長に移行する際に、HCl、及びSiH4の供
給を停止しなかつたこと以外は、実施例１と同様
にして、シヨツトキ・バリア・ダイオード用エピ
タキシヤル・ウエハを製造した。
層の成長に移行する際に、HCl、及びSiH4の供
給を停止しなかつたこと以外は、実施例１と同様
にして、シヨツトキ・バリア・ダイオード用エピ
タキシヤル・ウエハを製造した。
得られたウエハの高キヤリア濃度層の厚さは、
4.9μm、また、低キヤリア濃度層の厚さは、
0.39μm、両層の境界層の厚さは、0.2μmであつ
た。また、高キヤリア濃度層のキヤリア濃度は、
1.4×1018cm-3、また、低キヤリア濃度層のキヤリ
ア濃度は、1.4×1017cm-3であつた。
4.9μm、また、低キヤリア濃度層の厚さは、
0.39μm、両層の境界層の厚さは、0.2μmであつ
た。また、高キヤリア濃度層のキヤリア濃度は、
1.4×1018cm-3、また、低キヤリア濃度層のキヤリ
ア濃度は、1.4×1017cm-3であつた。
本実施例を、10回繰り返したが、低キヤリア濃
度層のキヤリア濃度の変動幅は0.1×1017cm-3以内
であつた。
度層のキヤリア濃度の変動幅は0.1×1017cm-3以内
であつた。
比較例 １
低キヤリア濃度層を成長させる際に、基板の温
度を760℃としたこと以外は、実施例１と同様に
して、シヨツトキ・バリア・ダイオード用エピタ
キシヤル・ウエハを成長させた。
度を760℃としたこと以外は、実施例１と同様に
して、シヨツトキ・バリア・ダイオード用エピタ
キシヤル・ウエハを成長させた。
得られたウエハの、高キヤリア濃度層の厚さ
は、0.44μm、低キヤリア濃度層の厚さは、
0.42μm、また、境界層の厚さは、0.13μmであつ
た。高キヤリア濃度層のキヤリア濃度は、1.6×
1018cm-3、また、低キヤリア濃度層のキヤリア濃
度は、1.5×1017cm-3であつた。
は、0.44μm、低キヤリア濃度層の厚さは、
0.42μm、また、境界層の厚さは、0.13μmであつ
た。高キヤリア濃度層のキヤリア濃度は、1.6×
1018cm-3、また、低キヤリア濃度層のキヤリア濃
度は、1.5×1017cm-3であつた。
本比較例を、10回繰り返したが、低キヤリア濃
度層のキヤリア濃度は、９×1016〜４×1017cm-3
の範囲で変動した。
度層のキヤリア濃度は、９×1016〜４×1017cm-3
の範囲で変動した。
実施例 ３
実施例１で用いたのと同様の反応器に、表面
が、（100）面から、［011方向に2゜傾き、かつ、鏡
面に研摩されたアンドープ半絶縁性GaAs単結晶
基板を設置した。
が、（100）面から、［011方向に2゜傾き、かつ、鏡
面に研摩されたアンドープ半絶縁性GaAs単結晶
基板を設置した。
反応器内の空気を窒素で置換した後、水素ガス
を2000ml／分の流量で流しながら、昇温した。
を2000ml／分の流量で流しながら、昇温した。
ガリウム・ボートの温度が、850℃、GaAs基
板の温度が700℃に達した時点で、エツチング用
HClを30ml／分の流量で１分間流してGaAs基板
の表面をエツチングを行つた。続いて、AsH3を
10重量％含有する水素ガスを30ml／分、及び、ガ
リウム輸送用のHClを12ml／分の流量で15分間供
給してアンドープ層（低キヤリア濃度層）を成長
させた。［Ga］／［As］は４であつた。
板の温度が700℃に達した時点で、エツチング用
HClを30ml／分の流量で１分間流してGaAs基板
の表面をエツチングを行つた。続いて、AsH3を
10重量％含有する水素ガスを30ml／分、及び、ガ
リウム輸送用のHClを12ml／分の流量で15分間供
給してアンドープ層（低キヤリア濃度層）を成長
させた。［Ga］／［As］は４であつた。
続いて、ガリウム輸送用HClの供給のみを停止
して、基板の温度を750℃まで上昇させた。基板
の温度が750℃に達した後、この温度を保持しな
がら、上記AsH3を含有する水素ガスの流量を
300ml／分に増加した。エツチング用HClを25
ml／分の流量で15秒間流して、基板表面をエツチ
ングした。
して、基板の温度を750℃まで上昇させた。基板
の温度が750℃に達した後、この温度を保持しな
がら、上記AsH3を含有する水素ガスの流量を
300ml／分に増加した。エツチング用HClを25
ml／分の流量で15秒間流して、基板表面をエツチ
ングした。
エツチング終了後、ガリウム輸送用HClを10
ml／分、及び、H2Sを30重量ppm含有する水素ガ
スを２ml／分の流量で３分間供給して、高キヤリ
ア濃度層を成長させた。［Ga］／［As］は0.3で
あつた。
ml／分、及び、H2Sを30重量ppm含有する水素ガ
スを２ml／分の流量で３分間供給して、高キヤリ
ア濃度層を成長させた。［Ga］／［As］は0.3で
あつた。
得られたエピタキシヤル・ウエハの低キヤリア
濃度層の厚さは、1.9μm、高キヤリア濃度層の厚
さは0.55μm、また、境界層の厚さは、0.1μmであ
つた。低キヤリア濃度層の、キヤリア濃度は３×
1014cm-3、また、高キヤリア濃度層のキヤリア濃
度は、2.3×1017cm-3であつた。
濃度層の厚さは、1.9μm、高キヤリア濃度層の厚
さは0.55μm、また、境界層の厚さは、0.1μmであ
つた。低キヤリア濃度層の、キヤリア濃度は３×
1014cm-3、また、高キヤリア濃度層のキヤリア濃
度は、2.3×1017cm-3であつた。
本実施例を、10回繰り返したが、低キヤリア濃
度層のキヤリア濃度の変動は0.3×1014cm-3以内で
あつた。
度層のキヤリア濃度の変動は0.3×1014cm-3以内で
あつた。
比較例 ２
低キヤリア濃度層を成長させる際に、単結晶基
板の温度を750℃に保持したこと以外は、実施例
３と同様にして、FET用エピタキシヤル・ウエ
ハを製造した。
板の温度を750℃に保持したこと以外は、実施例
３と同様にして、FET用エピタキシヤル・ウエ
ハを製造した。
得られたウエハの低キヤリア濃度層の厚さは、
1.8μm、高キヤリア濃度層の厚さは、0.53μm、ま
た、境界層の厚さは、0.12μmであつた。キヤリ
ア濃度は、低キヤリア濃度層が3.5×1014cm-3、ま
た、高キヤリア濃度層が2.2×1017cm-3であつた。
1.8μm、高キヤリア濃度層の厚さは、0.53μm、ま
た、境界層の厚さは、0.12μmであつた。キヤリ
ア濃度は、低キヤリア濃度層が3.5×1014cm-3、ま
た、高キヤリア濃度層が2.2×1017cm-3であつた。
本比較例を10回繰り返したが、低キヤリア濃度
層のキヤリア濃度が１×1014〜２×1015cm-3の範
囲で変動した。
層のキヤリア濃度が１×1014〜２×1015cm-3の範
囲で変動した。
以上の各実施例、及び、比較例から明らかな通
り、本発明の方法によると、低キヤリア濃度層の
キヤリア濃度の変動幅を小さくすることができ
る。
り、本発明の方法によると、低キヤリア濃度層の
キヤリア濃度の変動幅を小さくすることができ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ひ化ガリウム単結晶基板上に、キヤリア濃度
の異なる複数の層からなるｎ型ひ化ガリウム単結
晶薄膜を、気相エピタキシヤル成長させる際に、
気相エピタキシヤル成長用ガス中に含まれるガリ
ウムと、ひ素の原子数比、［Ga］／［As］を１
よりも大として低キヤリア濃度層を成長させ、ま
た、［Ga］／［As］を１よりも小として高キヤ
リア濃度層を成長させる方法において、低キヤリ
ア濃度層を成長させるときに、単結晶基板の温度
を690〜730℃の範囲に保持することを特徴とする
方法。 ２ 高キヤリア濃度層を成長させる際は、単結晶
基板の温度を735〜830℃の範囲に保持する特許請
求の範囲第１項記載の方法。 ３ 低キヤリア濃度層を成長させる際に、単結晶
基板の温度を700〜730℃の範囲に保持する特許請
求の範囲第１項、又は、第２項記載の方法。 ４ 高キヤリア濃度層を成長させる際に、単結晶
基板の温度を735〜760℃の範囲に保持する特許請
求の範囲第１項、又は、第３項記載の方法。 ５ 低キヤリア濃度層を成長させる際に、
［Ga］／［As］を２〜10の範囲に保持する特許
請求の範囲第１項、第２項、第３項、又は第４項
記載の方法。 ６ 高キヤリア濃度層を成長させる際に、
［Ga］／［As］を0.1〜0.8の範囲に保持する特
許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、
又は、第５項記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60198904A JPS6259595A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | ひ化ガリウム単結晶薄膜の気相エピタキシヤル成長方法 |
| US06/904,178 US4756792A (en) | 1985-09-09 | 1986-09-05 | Method for vapor-phase epitaxial growth of a single crystalline-, gallium arsenide thin film |
| KR1019860007460A KR900002080B1 (ko) | 1985-09-09 | 1986-09-06 | 비소화칼륨 단결정 박막의 기상 에피택셜 성장방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60198904A JPS6259595A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | ひ化ガリウム単結晶薄膜の気相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6259595A JPS6259595A (ja) | 1987-03-16 |
| JPH0510317B2 true JPH0510317B2 (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16398877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60198904A Granted JPS6259595A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | ひ化ガリウム単結晶薄膜の気相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4756792A (ja) |
| JP (1) | JPS6259595A (ja) |
| KR (1) | KR900002080B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275191A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ＧａＡｓ薄膜の気相成長法 |
| US4910167A (en) * | 1987-11-13 | 1990-03-20 | Kopin Corporation | III-V Semiconductor growth initiation on silicon using TMG and TEG |
| US5145807A (en) * | 1988-05-11 | 1992-09-08 | Mitsubishi Kasei Corporation | Method of making semiconductor laser devices |
| JP2701339B2 (ja) * | 1988-07-22 | 1998-01-21 | 日本電気株式会社 | 気相成長装置 |
| US6010937A (en) * | 1995-09-05 | 2000-01-04 | Spire Corporation | Reduction of dislocations in a heteroepitaxial semiconductor structure |
| US5834379A (en) * | 1996-07-16 | 1998-11-10 | Cornell Research Foundation, Inc. | Process for synthesis of cubic GaN on GaAs using NH3 in an RF plasma process |
| US5979614A (en) * | 1996-09-25 | 1999-11-09 | Nippon Steel Corporation | Brake disc produced from martensitic stainless steel and process for producing same |
| US7214269B2 (en) * | 2004-10-15 | 2007-05-08 | Hitachi Cable, Ltd. | Si-doped GaAs single crystal substrate |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3836408A (en) * | 1970-12-21 | 1974-09-17 | Hitachi Ltd | Production of epitaxial films of semiconductor compound material |
| US3762945A (en) * | 1972-05-01 | 1973-10-02 | Bell Telephone Labor Inc | Technique for the fabrication of a millimeter wave beam lead schottkybarrier device |
| US3925119A (en) * | 1973-05-07 | 1975-12-09 | Ibm | Method for vapor deposition of gallium arsenide phosphide upon gallium arsenide substrates |
| US3904449A (en) * | 1974-05-09 | 1975-09-09 | Bell Telephone Labor Inc | Growth technique for high efficiency gallium arsenide impatt diodes |
| JPS5577131A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-10 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | Vapor phase growth of compound semiconductor epitaxial film |
| JPS56138917A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Fujitsu Ltd | Vapor phase epitaxial growth |
| JPS57111016A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-10 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | Manufacture of gallium phosphide arsenide mixed crystal epitaxial wafer |
| US4407694A (en) * | 1981-06-22 | 1983-10-04 | Hughes Aircraft Company | Multi-range doping of epitaxial III-V layers from a single source |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP60198904A patent/JPS6259595A/ja active Granted
-
1986
- 1986-09-05 US US06/904,178 patent/US4756792A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-09-06 KR KR1019860007460A patent/KR900002080B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR870003554A (ko) | 1987-04-18 |
| JPS6259595A (ja) | 1987-03-16 |
| US4756792A (en) | 1988-07-12 |
| KR900002080B1 (ko) | 1990-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |