JPH06283424A - 分子線エピタキシャル成長方法およびその装置 - Google Patents
分子線エピタキシャル成長方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH06283424A JPH06283424A JP7227493A JP7227493A JPH06283424A JP H06283424 A JPH06283424 A JP H06283424A JP 7227493 A JP7227493 A JP 7227493A JP 7227493 A JP7227493 A JP 7227493A JP H06283424 A JPH06283424 A JP H06283424A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molecular beam
- radical
- epitaxial growth
- cell
- dopant
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エピタキシャル成長においてドーパント添加
が容易である分子線エピタキシャル成長方法およびその
装置を提供する。 【構成】 分子線エピタキシャル成長方法および装置1
において、ドーパントを供給するラジカル分子ビーム放
射セル30に熱陰極フィラメントとグリッドとを設け、ラ
ジカル分子ビーム放射セル内に導かれたドーパント原料
に該熱陰極フィラメントから放出される電子を該熱陰極
フィラメントとグリッドとの間に電圧を印加して電子を
加速し、ドーパント原料に衝突させることにより発生さ
せることを特徴とする分子線エピタキシャル成長方法お
よびその装置。
が容易である分子線エピタキシャル成長方法およびその
装置を提供する。 【構成】 分子線エピタキシャル成長方法および装置1
において、ドーパントを供給するラジカル分子ビーム放
射セル30に熱陰極フィラメントとグリッドとを設け、ラ
ジカル分子ビーム放射セル内に導かれたドーパント原料
に該熱陰極フィラメントから放出される電子を該熱陰極
フィラメントとグリッドとの間に電圧を印加して電子を
加速し、ドーパント原料に衝突させることにより発生さ
せることを特徴とする分子線エピタキシャル成長方法お
よびその装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分子線エピタキシャル成
長方法およびその装置に関し、特に、エピタキシャル成
長させる化合物半導体内にドーパントを導入しながら化
合物半導体のエピタキシャル結晶を成長させる分子線エ
ピタキシャル成長方法およびその装置に関する。
長方法およびその装置に関し、特に、エピタキシャル成
長させる化合物半導体内にドーパントを導入しながら化
合物半導体のエピタキシャル結晶を成長させる分子線エ
ピタキシャル成長方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体のエピタキシャル成長には
分子線エピタキシャル成長法（Molecular Beam Epitax
y, MBE ）（以下、ＭＢＥ法と記載する）や、有機金属
化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition, MOCVD）（以下、ＭＯＣＶＤ法と記載する）など
が一般的に用いられている。
分子線エピタキシャル成長法（Molecular Beam Epitax
y, MBE ）（以下、ＭＢＥ法と記載する）や、有機金属
化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition, MOCVD）（以下、ＭＯＣＶＤ法と記載する）など
が一般的に用いられている。
【０００３】このうちＭＢＥ法は、成長させる薄膜を原
子または分子レベルで制御することができ、また異種材
料のエピタキシャル成長（ヘテロ成長）におけるヘテロ
界面の急峻性や平坦性に優れており、低電流化、高出力
化や短波長化への応用が期待できる量子井戸や超格子構
造の作製に対して極めて有利である。さらに、材料の利
用効率が極めて高いなど、工業的利点も大きい。
子または分子レベルで制御することができ、また異種材
料のエピタキシャル成長（ヘテロ成長）におけるヘテロ
界面の急峻性や平坦性に優れており、低電流化、高出力
化や短波長化への応用が期待できる量子井戸や超格子構
造の作製に対して極めて有利である。さらに、材料の利
用効率が極めて高いなど、工業的利点も大きい。
【０００４】ＭＢＥ法においては、超高真空、例えば１
０-7〜１０-10 ｔｏｒｒとされた反応室内に半導体基板
を設置し、出口をこの反応室内に向けて配置された噴出
セルと呼ばれる容器内に成長させる半導体薄膜の原料が
配置されて成長原料が供給される。噴出セルとしてはク
ヌーセンセルなどが代表的なものである。噴出セル内の
原料が加熱されることにより、原料が真空中に分子状
（あるいは原子状）となって蒸発し、これが、特定の方
向を向いた、すなわち半導体基板へと指向する分子のビ
ームとして供給され、半導体基板に到達した分子が半導
体薄膜を形成していくものである。
０-7〜１０-10 ｔｏｒｒとされた反応室内に半導体基板
を設置し、出口をこの反応室内に向けて配置された噴出
セルと呼ばれる容器内に成長させる半導体薄膜の原料が
配置されて成長原料が供給される。噴出セルとしてはク
ヌーセンセルなどが代表的なものである。噴出セル内の
原料が加熱されることにより、原料が真空中に分子状
（あるいは原子状）となって蒸発し、これが、特定の方
向を向いた、すなわち半導体基板へと指向する分子のビ
ームとして供給され、半導体基板に到達した分子が半導
体薄膜を形成していくものである。
【０００５】さらに最近、ＭＢＥ法において原料として
ガスを導入したガスソース分子線エピタキシャル成長法
（Gas Source Molecular Beam Epitaxy, GSMBE）（以
下、ＧＳＭＢＥ法と記載する）なども提唱されている。
ガスを導入したガスソース分子線エピタキシャル成長法
（Gas Source Molecular Beam Epitaxy, GSMBE）（以
下、ＧＳＭＢＥ法と記載する）なども提唱されている。
【０００６】ところで、II−VI族の化合物半導体のエピ
タキシャル成長の一例として、砒化ガリウム（ＧａＡ
ｓ）基板上へセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）のエピタキシャ
ル結晶を成長させ、ドーパント（不純物）として窒素
（Ｎ）を導入してｐ型結晶を得る方法がAppl. Phys. 5
7, 2127 (1991) に開示されている。この方法では、Ｍ
ＢＥ装置において、ＲＦプラズマセルにより窒素を窒素
ラジカル分子ビームとして発生させ、１０18ｃｍ-3台の
窒素ドーピングされた低抵抗のｐ型セレン化亜鉛の薄膜
を成長させるものである。
タキシャル成長の一例として、砒化ガリウム（ＧａＡ
ｓ）基板上へセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）のエピタキシャ
ル結晶を成長させ、ドーパント（不純物）として窒素
（Ｎ）を導入してｐ型結晶を得る方法がAppl. Phys. 5
7, 2127 (1991) に開示されている。この方法では、Ｍ
ＢＥ装置において、ＲＦプラズマセルにより窒素を窒素
ラジカル分子ビームとして発生させ、１０18ｃｍ-3台の
窒素ドーピングされた低抵抗のｐ型セレン化亜鉛の薄膜
を成長させるものである。
【０００７】しかしながら、ＲＦプラズマセルを用いて
窒素分子より窒素ラジカル分子ビームを発生させるに
は、気圧条件を１０-1〜１０-2ｔｏｒｒ程度にすること
が一般的であるが、ＭＢＥ法の一般的な適用条件が１０
-7〜１０-10 ｔｏｒｒ程度であることから、ＲＦプラズ
マセル内の圧力を維持するために、窒素ラジカルビーム
を基板面に照射するためのセルの射出口を極端に小さく
しなければならず、大きな面積への照射をすることがで
きなかった。また、プラズマを発生させるための高周波
発生装置など高価な周辺装置が必要であるという問題点
があった。
窒素分子より窒素ラジカル分子ビームを発生させるに
は、気圧条件を１０-1〜１０-2ｔｏｒｒ程度にすること
が一般的であるが、ＭＢＥ法の一般的な適用条件が１０
-7〜１０-10 ｔｏｒｒ程度であることから、ＲＦプラズ
マセル内の圧力を維持するために、窒素ラジカルビーム
を基板面に照射するためのセルの射出口を極端に小さく
しなければならず、大きな面積への照射をすることがで
きなかった。また、プラズマを発生させるための高周波
発生装置など高価な周辺装置が必要であるという問題点
があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、II−
VI族化合物半導体のエピタキシャル成長においてドーパ
ント添加が容易である分子線エピタキシャル成長方法お
よびその装置を提供することを目的とする。本発明は、
特に、窒素の高濃度添加、半導体化合物の大面積成長が
可能な分子線エピタキシャル成長方法およびその装置を
提供することを目的とする。
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、II−
VI族化合物半導体のエピタキシャル成長においてドーパ
ント添加が容易である分子線エピタキシャル成長方法お
よびその装置を提供することを目的とする。本発明は、
特に、窒素の高濃度添加、半導体化合物の大面積成長が
可能な分子線エピタキシャル成長方法およびその装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記諸目的は、基板が載
置された反応室内に、成長原料を分子線で供給すると共
に、ラジカル分子ビーム放射セルよりドーパント原料を
ラジカル分子ビームとして該基板に照射しながら、該基
板面に化合物半導体のエピタキシャル結晶を成長させる
分子線エピタキシャル成長方法において、前記ラジカル
分子ビーム放射セル内に熱陰極フィラメントとグリッド
とが設けられ、該熱陰極フィラメントから放出される電
子を該熱陰極フィラメントと該グリッドとの間に電圧を
印加して電子を加速し、ドーパント原料に衝突させるこ
とにより励起させてラジカル分子化し、ラジカル分子ビ
ームとして前記基板に照射することを特徴とする分子線
エピタキシャル成長方法により達成される。本発明の分
子線エピタキシャル成長方法においては、前記イオン化
したドーパント原料のイオン電流を測定することにより
ラジカル分子ビーム量を制御することを特徴とする。
置された反応室内に、成長原料を分子線で供給すると共
に、ラジカル分子ビーム放射セルよりドーパント原料を
ラジカル分子ビームとして該基板に照射しながら、該基
板面に化合物半導体のエピタキシャル結晶を成長させる
分子線エピタキシャル成長方法において、前記ラジカル
分子ビーム放射セル内に熱陰極フィラメントとグリッド
とが設けられ、該熱陰極フィラメントから放出される電
子を該熱陰極フィラメントと該グリッドとの間に電圧を
印加して電子を加速し、ドーパント原料に衝突させるこ
とにより励起させてラジカル分子化し、ラジカル分子ビ
ームとして前記基板に照射することを特徴とする分子線
エピタキシャル成長方法により達成される。本発明の分
子線エピタキシャル成長方法においては、前記イオン化
したドーパント原料のイオン電流を測定することにより
ラジカル分子ビーム量を制御することを特徴とする。
【００１０】また、上記諸目的は、反応室内に載置され
た基板上に成長させる半導体原料を供給する原料蒸発源
と、該半導体膜成長中にドーパントをラジカル分子ビー
ムとして供給するためのラジカル分子ビーム放射セルと
を有する分子線エピタキシャル成長装置において、前記
ラジカル分子ビーム放射セルが、ラジカル分子ビーム射
出口およびドーパント原料導入口が設けられたセルケー
スと、該セルケース内に設けられた電子を放出する熱陰
極フィラメントと該放出された電子を加速および制御す
るグリッドと、からなることを特徴とする分子線エピタ
キシャル成長装置により達成される。
た基板上に成長させる半導体原料を供給する原料蒸発源
と、該半導体膜成長中にドーパントをラジカル分子ビー
ムとして供給するためのラジカル分子ビーム放射セルと
を有する分子線エピタキシャル成長装置において、前記
ラジカル分子ビーム放射セルが、ラジカル分子ビーム射
出口およびドーパント原料導入口が設けられたセルケー
スと、該セルケース内に設けられた電子を放出する熱陰
極フィラメントと該放出された電子を加速および制御す
るグリッドと、からなることを特徴とする分子線エピタ
キシャル成長装置により達成される。
【００１１】本発明の分子線エピタキシャル成長装置に
おいては、前記ラジカル分子ビーム放射セル内に、イオ
ンの量を測定するためのイオン電流コレクタが設けられ
ていることを特徴とする。
おいては、前記ラジカル分子ビーム放射セル内に、イオ
ンの量を測定するためのイオン電流コレクタが設けられ
ていることを特徴とする。
【００１２】
【作用】以上のように構成された本発明の分子線エピタ
キシャル成長方法は、成長させる半導体膜にドーパント
を供給するためのラジカル分子ビームを、ラジカル分子
ビーム放射セル内に設けられた熱陰極フィラメントに電
気を導通して加熱し、そこから放出される電子をグリッ
ドに電圧を印加して加速、制御して、ラジカル分子ビー
ム放射セル内に導入されたドーパント原料に衝突させて
ドーパント原料を励起せしめ、もって、ドーパントとし
て供給させるラジカル分子を発生させるものである。
キシャル成長方法は、成長させる半導体膜にドーパント
を供給するためのラジカル分子ビームを、ラジカル分子
ビーム放射セル内に設けられた熱陰極フィラメントに電
気を導通して加熱し、そこから放出される電子をグリッ
ドに電圧を印加して加速、制御して、ラジカル分子ビー
ム放射セル内に導入されたドーパント原料に衝突させて
ドーパント原料を励起せしめ、もって、ドーパントとし
て供給させるラジカル分子を発生させるものである。
【００１３】このため，ラジカル分子発生をプラズマ発
生の圧力条件に左右されることなく行えるので、ラジカ
ル分子ビーム放射セル内部の圧力を、反応室と同じ程度
の高真空状態とすることができるようになり、ラジカル
分子ビームの放射口を大きくとることができ、大きな面
積への照射が可能となる。
生の圧力条件に左右されることなく行えるので、ラジカ
ル分子ビーム放射セル内部の圧力を、反応室と同じ程度
の高真空状態とすることができるようになり、ラジカル
分子ビームの放射口を大きくとることができ、大きな面
積への照射が可能となる。
【００１４】本発明の分子線エピタキシャル成長装置
は、成長させる半導体膜にドーパントを供給するラジカ
ル分子ビームを放射するラジカル分子ビーム放射セル内
に、電子を放出する熱陰極フィラメントと、放出された
電子を加速、制御するグリッドとによって構成したこと
で、プラズマ発生用の高周波発生装置等が不要となり、
装置構成を簡略化することができる。
は、成長させる半導体膜にドーパントを供給するラジカ
ル分子ビームを放射するラジカル分子ビーム放射セル内
に、電子を放出する熱陰極フィラメントと、放出された
電子を加速、制御するグリッドとによって構成したこと
で、プラズマ発生用の高周波発生装置等が不要となり、
装置構成を簡略化することができる。
【００１５】また、反応室に供給するラジカル電子ビー
ムの量は、ラジカル電子ビーム照射セル内にイオン電流
コレクタを設けることにより、ドーパント原料がイオン
化する際に電離したイオン量を電流値として知ることが
できるので、ラジカル分子の発生量を直接知ることがで
きる。これによって、熱陰極フィラメントからの電子放
出量や放出された電子の加速量、または、ドーパント原
料の供給量を制御することにより、ラジカル分子ビーム
の供給量の制御を容易に行うことが可能である。
ムの量は、ラジカル電子ビーム照射セル内にイオン電流
コレクタを設けることにより、ドーパント原料がイオン
化する際に電離したイオン量を電流値として知ることが
できるので、ラジカル分子の発生量を直接知ることがで
きる。これによって、熱陰極フィラメントからの電子放
出量や放出された電子の加速量、または、ドーパント原
料の供給量を制御することにより、ラジカル分子ビーム
の供給量の制御を容易に行うことが可能である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１７】初めに、本発明の分子線エピタキシャル成
長装置について説明する。図１は、本発明のＭＢＥ装置
の一実施例の概略図である。
長装置について説明する。図１は、本発明のＭＢＥ装置
の一実施例の概略図である。
【００１８】このＭＢＥ装置１は、内部を超高真空状態
に保つための液体窒素シュラウド１０よりなる反応室２
と、反応室２内部に設けられた半導体膜をエピタキシャ
ル成長させる基板２０を載置する、グラファイトなどに
より形成された基板ホルダー３と、ホルダー３に載置さ
れた基板２０を保持する固定具１１と、半導体膜の原料
が反応室２内に分子状（あるいは原子状）となって蒸発
し、基板２０へと指向する分子のビームとして供給する
ヌクーセンセル等の原料蒸発源４および５と、ドーパン
トをラジカル分子ビームとして供給するラジカル分子ビ
ーム放射セル３０と、によって構成される。なお、ＭＢ
Ｅ装置には通常、基板１の載置、取り外しなどの基板移
動を行うマニピュレータ、反応室２内のイオン量を測定
するイオンゲージ、基板の交換を行う予備室、反応室２
内およびラジカル分子ビーム放射セル３０内を減圧する
真空ポンプおよび各種電気配線や原料供給用の配管等、
また、必要により成長したエピタキシャル膜の成長量や
状態を観察するための電子線解析装置などが設けられて
いるが、図示する場合にはこれらは省略した。
に保つための液体窒素シュラウド１０よりなる反応室２
と、反応室２内部に設けられた半導体膜をエピタキシャ
ル成長させる基板２０を載置する、グラファイトなどに
より形成された基板ホルダー３と、ホルダー３に載置さ
れた基板２０を保持する固定具１１と、半導体膜の原料
が反応室２内に分子状（あるいは原子状）となって蒸発
し、基板２０へと指向する分子のビームとして供給する
ヌクーセンセル等の原料蒸発源４および５と、ドーパン
トをラジカル分子ビームとして供給するラジカル分子ビ
ーム放射セル３０と、によって構成される。なお、ＭＢ
Ｅ装置には通常、基板１の載置、取り外しなどの基板移
動を行うマニピュレータ、反応室２内のイオン量を測定
するイオンゲージ、基板の交換を行う予備室、反応室２
内およびラジカル分子ビーム放射セル３０内を減圧する
真空ポンプおよび各種電気配線や原料供給用の配管等、
また、必要により成長したエピタキシャル膜の成長量や
状態を観察するための電子線解析装置などが設けられて
いるが、図示する場合にはこれらは省略した。
【００１９】図２にこのＭＢＥ装置に設けられているラ
ジカル電子ビーム放射セル３０を説明するための拡大図
を示す。ラジカル電子ビーム放射セル３０は、ドーパン
トのラジカル分子ビームが基板２０方向へ放射される放
射口４０およびドーパント原料ガスをラジカル分子ビー
ム放射セル３０内へ導くドーパント原料導入口４１が設
けられたセルケース３１と、セルケース３１内に納めら
れた、電子を放出する熱陰極フィラメント３２と、放出
された電子を加速し、制御するグリッド３３と、セル３
０内のイオン電流を測定するイオン電流コレクタ３４
と、からなる。
ジカル電子ビーム放射セル３０を説明するための拡大図
を示す。ラジカル電子ビーム放射セル３０は、ドーパン
トのラジカル分子ビームが基板２０方向へ放射される放
射口４０およびドーパント原料ガスをラジカル分子ビー
ム放射セル３０内へ導くドーパント原料導入口４１が設
けられたセルケース３１と、セルケース３１内に納めら
れた、電子を放出する熱陰極フィラメント３２と、放出
された電子を加速し、制御するグリッド３３と、セル３
０内のイオン電流を測定するイオン電流コレクタ３４
と、からなる。
【００２０】なお、熱陰極フィラメント３２およびグリ
ッド３３にはそれぞれ必要な電力が図示しない電源より
供給されるリード線４２および４３が接続され、またイ
オン電流コレクタ３４には測定された電流値を図示しな
い制御装置等に伝えるリード線４４が接続されている。
ッド３３にはそれぞれ必要な電力が図示しない電源より
供給されるリード線４２および４３が接続され、またイ
オン電流コレクタ３４には測定された電流値を図示しな
い制御装置等に伝えるリード線４４が接続されている。
【００２１】次に、本発明の分子線エピタキシャル成長
方法の一例を、上述のＭＢＥ装置を用い、砒化ガリウム
（ＧａＡｓ）基板上に、ドーパントとして窒素（Ｎ）を
導入したｐ型セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）のエピタキシャ
ル結晶を成長させる方法により説明する。
方法の一例を、上述のＭＢＥ装置を用い、砒化ガリウム
（ＧａＡｓ）基板上に、ドーパントとして窒素（Ｎ）を
導入したｐ型セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）のエピタキシャ
ル結晶を成長させる方法により説明する。
【００２２】まず、反応室２内の圧力を１０-9ｔｏｒｒ
程度の超高真空状態に減圧する。このとき、ラジカル分
子ビーム放射セル３０内の圧力は、ラジカル分子ビーム
放射口より引かれて、膜成長中は、ドーパント原料がラ
ジカル分子ビーム放射セル３０内に導かれているので、
１０-7ｔｏｒｒ程度となる。
程度の超高真空状態に減圧する。このとき、ラジカル分
子ビーム放射セル３０内の圧力は、ラジカル分子ビーム
放射口より引かれて、膜成長中は、ドーパント原料がラ
ジカル分子ビーム放射セル３０内に導かれているので、
１０-7ｔｏｒｒ程度となる。
【００２３】そして、原料蒸発源４および５にセットさ
れたセレンおよび亜鉛が加熱蒸発され、分子として基板
２０方向に放出され、同時に、ドーパントである窒素の
ラジカル分子がラジカル分子ビーム放射セル３０から基
板に向けて放射されることによりｐ型セレン化亜鉛のエ
ピタキシャル結晶が成長される。成長するセレン化亜鉛
の成長速度は１μｍ／ｈで、成長温度は３００℃であ
り、導入されるドーパントは、ラジカル分子ビーム放射
セル３０に導かれる窒素ガスの量を０．５ｃｃ／ｍｉｎ
とした場合、７×１０-17 ｃｍ-3となる。
れたセレンおよび亜鉛が加熱蒸発され、分子として基板
２０方向に放出され、同時に、ドーパントである窒素の
ラジカル分子がラジカル分子ビーム放射セル３０から基
板に向けて放射されることによりｐ型セレン化亜鉛のエ
ピタキシャル結晶が成長される。成長するセレン化亜鉛
の成長速度は１μｍ／ｈで、成長温度は３００℃であ
り、導入されるドーパントは、ラジカル分子ビーム放射
セル３０に導かれる窒素ガスの量を０．５ｃｃ／ｍｉｎ
とした場合、７×１０-17 ｃｍ-3となる。
【００２４】ラジカル分子ビーム放射セル３０からの窒
素のラジカル分子ビームの放射は、ラジカル分子ビーム
放射セル３０内の熱陰極フィラメント３２が加熱されて
放出された電子が、グリッド３３に引き込まれることに
より加速されて、ラジカル分子ビーム放射セル３０内に
ドーパント原料導入口４１より導かれた窒素ガスと衝突
することにより、窒素分子を励起してラジカル分子を発
生させることにより行われる。電子を加速するための熱
陰極フィラメント３２とグリッド３３にかける電圧は、
１００〜３００Ｖ程度である。
素のラジカル分子ビームの放射は、ラジカル分子ビーム
放射セル３０内の熱陰極フィラメント３２が加熱されて
放出された電子が、グリッド３３に引き込まれることに
より加速されて、ラジカル分子ビーム放射セル３０内に
ドーパント原料導入口４１より導かれた窒素ガスと衝突
することにより、窒素分子を励起してラジカル分子を発
生させることにより行われる。電子を加速するための熱
陰極フィラメント３２とグリッド３３にかける電圧は、
１００〜３００Ｖ程度である。
【００２５】セレン化亜鉛成長中の窒素ラジカルの量の
制御およびラジカル分子ビーム放射セル３０内の圧力
は、ラジカル分子ビーム放射セル３０内に設けられ、−
１０〜−４０Ｖ程度の電圧をかけたイオン電流コレクタ
３４によって、窒素分子が電離した際に発生する正イオ
ン量を電流として測定する。これを元に、ラジカル分子
ビーム放射セル３０内に導く窒素ガスの量と熱陰極フィ
ラメント３２に流す電流値を制御して、ラジカル分子の
発生量の制御を行う。なお、このイオン発生量はセル３
０内の分子が多重衝突を起こさない条件（約１０-4ｔｏ
ｒｒ以下）ではラジカル分子の発生量と比例関係にあ
る。
制御およびラジカル分子ビーム放射セル３０内の圧力
は、ラジカル分子ビーム放射セル３０内に設けられ、−
１０〜−４０Ｖ程度の電圧をかけたイオン電流コレクタ
３４によって、窒素分子が電離した際に発生する正イオ
ン量を電流として測定する。これを元に、ラジカル分子
ビーム放射セル３０内に導く窒素ガスの量と熱陰極フィ
ラメント３２に流す電流値を制御して、ラジカル分子の
発生量の制御を行う。なお、このイオン発生量はセル３
０内の分子が多重衝突を起こさない条件（約１０-4ｔｏ
ｒｒ以下）ではラジカル分子の発生量と比例関係にあ
る。
【００２６】上述したように本発明の分子線エピタキシ
ャル成長方法およびその装置を用いて、砒化ガリウム基
板上に低抵抗で良好な膜質のｐ型セレン化亜鉛の結晶を
成長させることができる。
ャル成長方法およびその装置を用いて、砒化ガリウム基
板上に低抵抗で良好な膜質のｐ型セレン化亜鉛の結晶を
成長させることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の分子線エ
ピタキシャル成長方法およびその装置は、ドーパントを
供給するラジカル分子ビームを熱陰極フィラメントから
放出される電子を加速して、ドーパント原料に衝突させ
て励起させることにより発生させているので、ラジカル
分子ビーム放射セル内の圧力を反応室の減圧にともない
超高真空状態となっても差支えないので、ＭＢＥ装置に
好適であり、ＲＦプラズマセルを用いた装置と比較し
て、高周波発生装置などの周辺装置が不要となり装置構
成を簡略化することが可能となる。
ピタキシャル成長方法およびその装置は、ドーパントを
供給するラジカル分子ビームを熱陰極フィラメントから
放出される電子を加速して、ドーパント原料に衝突させ
て励起させることにより発生させているので、ラジカル
分子ビーム放射セル内の圧力を反応室の減圧にともない
超高真空状態となっても差支えないので、ＭＢＥ装置に
好適であり、ＲＦプラズマセルを用いた装置と比較し
て、高周波発生装置などの周辺装置が不要となり装置構
成を簡略化することが可能となる。
【００２８】また、ラジカル分子ビーム放射セル内に設
けられたイオン電流コレクタによりラジカル分子の発生
量を直接知ることができる。
けられたイオン電流コレクタによりラジカル分子の発生
量を直接知ることができる。
【図１】 本発明の分子線エピタキシャル成長装置を説
明するための概略図である。
明するための概略図である。
【図２】 本発明の分子線エピタキシャル成長装置に設
けられているラジカル分子ビーム放射セルの拡大図であ
る。
けられているラジカル分子ビーム放射セルの拡大図であ
る。
１…分子線エピタキシャル装置、 ２…反応室、
３…基板ホルダー、 ４、５…原料
蒸発源、１０…液体窒素シュラウド、 １１
…固定具、２０…基板、３０…ラジカル分子ビーム放射
セル、 ３１…セルケース、３２…熱陰極フィラメン
ト、 ３３…グリッド、３４…イオン電流コ
レクタ、 ４０…ラジカル分子ビーム放射
口、４１…ドーパント原料導入口、 ４２、４
３、４４…リード線。
３…基板ホルダー、 ４、５…原料
蒸発源、１０…液体窒素シュラウド、 １１
…固定具、２０…基板、３０…ラジカル分子ビーム放射
セル、 ３１…セルケース、３２…熱陰極フィラメン
ト、 ３３…グリッド、３４…イオン電流コ
レクタ、 ４０…ラジカル分子ビーム放射
口、４１…ドーパント原料導入口、 ４２、４
３、４４…リード線。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板が載置された反応室内に、成長原料
を分子線で供給すると共に、ラジカル分子ビーム放射セ
ルよりドーパント原料をラジカル分子ビームとして該基
板に照射しながら、該基板面に化合物半導体のエピタキ
シャル結晶を成長させる分子線エピタキシャル成長方法
において、 前記ラジカル分子ビーム放射セル内に熱陰極フィラメン
トとグリッドとが設けられ、該熱陰極フィラメントから
放出される電子を該熱陰極フィラメントと該グリッドと
の間に電圧を印加して電子を加速し、ドーパント原料に
衝突させることにより励起させてラジカル分子化し、ラ
ジカル分子ビームとして前記基板に照射することを特徴
とする分子線エピタキシャル成長方法。 - 【請求項２】 前記イオン化したドーパント原料のイオ
ン電流を測定することによりラジカル分子ビーム量を制
御することを特徴とする請求項１記載の分子線エピタキ
シャル成長方法。 - 【請求項３】 反応室内に載置された基板上に成長させ
る半導体原料を供給する原料蒸発源と、該半導体膜成長
中にドーパントをラジカル分子ビームとして供給するた
めのラジカル分子ビーム放射セルとを有する分子線エピ
タキシャル成長装置において、 前記ラジカル分子ビーム放射セルが、 ラジカル分子ビーム射出口およびドーパント原料導入口
が設けられたセルケースと、 該セルケース内に設けられた電子を放出する熱陰極フィ
ラメントと該放出された電子を加速および制御するグリ
ッドと、からなることを特徴とする分子線エピタキシャ
ル成長装置。 - 【請求項４】 前記ラジカル分子ビーム放射セル内に、
イオンの量を測定するためのイオン電流コレクタが設け
られていることを特徴とする請求項３記載の分子線エピ
タキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7227493A JPH06283424A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 分子線エピタキシャル成長方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7227493A JPH06283424A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 分子線エピタキシャル成長方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283424A true JPH06283424A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13484548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7227493A Withdrawn JPH06283424A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 分子線エピタキシャル成長方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283424A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732957A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-17 | 中国科学院半导体研究所 | 掺杂半导体材料生长设备及方法 |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP7227493A patent/JPH06283424A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732957A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-17 | 中国科学院半导体研究所 | 掺杂半导体材料生长设备及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4147573A (en) | Method of depositing III-V compounds on group IV element wafers by the cluster ion technique | |
| EP0540304B1 (en) | An apparatus for manufacturing a nitrogen-containing compound thin film | |
| Blant et al. | Nitrogen species from radio frequency plasma sources used for molecular beam epitaxy growth of GaN | |
| US20150179430A1 (en) | Method for depositing an aluminium nitride layer | |
| JPH0652716B2 (ja) | 半導体結晶性膜製造装置 | |
| EP1037268A1 (en) | METHOD FOR SYNTHESIZING SINGLE CRYSTAL AlN THIN FILMS OF LOW RESISTANT n-TYPE AND LOW RESISTANT p-TYPE | |
| JPH08172055A (ja) | 窒化物半導体結晶の成長方法およびその装置 | |
| US4233613A (en) | Compound semiconductor wafer | |
| JPH069258B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の作製方法 | |
| JPH06283424A (ja) | 分子線エピタキシャル成長方法およびその装置 | |
| JPH03290926A (ja) | プラズマ装置及び該装置の使用方法 | |
| JP3075581B2 (ja) | 窒化物系化合物半導体膜の成長装置 | |
| JP4549573B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物薄膜の形成方法 | |
| JPH0553759B2 (ja) | ||
| JPH07291790A (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| JPH07291791A (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| US5152866A (en) | Plasma/radiation assisted molecular beam epitaxy method | |
| CN109119514A (zh) | 一种发光二极管外延片的制备方法及发光二极管外延片 | |
| US6124147A (en) | Method for fabricating optoelectronic device in low-temperature deposition and thermal treatment | |
| JP3232754B2 (ja) | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 | |
| Bensaoula et al. | The nitridation of GaAs and GaN deposition on GaAs examined by in situ time-of-flight low energy ion scattering and RHEED | |
| JP3385228B2 (ja) | 結晶成長装置および結晶成長方法 | |
| JP5513763B2 (ja) | シリコン基板上にＳｉ３Ｎ４へテロエピタキシャルバッファ層を有する窒化シリコン基板の作製方法および装置 | |
| JPS62120015A (ja) | ド−ピング制御方法 | |
| JPH05234892A (ja) | 結晶成長方法及び結晶成長用ラジカル発生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |