JPH0633224B2 - 異種基板上の化合物半導体エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
異種基板上の化合物半導体エピタキシヤル成長方法Info
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- JPH0633224B2 JPH0633224B2 JP16732186A JP16732186A JPH0633224B2 JP H0633224 B2 JPH0633224 B2 JP H0633224B2 JP 16732186 A JP16732186 A JP 16732186A JP 16732186 A JP16732186 A JP 16732186A JP H0633224 B2 JPH0633224 B2 JP H0633224B2
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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Ｓｉ或はα−Ａｌ２Ｏ３等の異種単結晶基板の
上にＧａＡｓ等の化合物半導体をエピタキシャル成長さ
せる方法に関する。
上にＧａＡｓ等の化合物半導体をエピタキシャル成長さ
せる方法に関する。
［従来の技術］ ＧａＡｓ等の化合物半導体デバイスは、イオン打ち込み
法を用いて作成されるＦＥＴ，ＩＣ等を除き、液相成長
（ＬＰＥ）法、気相成長（ＶＰＥ）法、分子線エピタキ
シャル（ＭＢＥ）法または有機金属化学気相成長（ＭＯ
ＣＶＤ）法等のエピタキシャル成長法を用いて作成され
ることが多い。
法を用いて作成されるＦＥＴ，ＩＣ等を除き、液相成長
（ＬＰＥ）法、気相成長（ＶＰＥ）法、分子線エピタキ
シャル（ＭＢＥ）法または有機金属化学気相成長（ＭＯ
ＣＶＤ）法等のエピタキシャル成長法を用いて作成され
ることが多い。
一般に、基板と成長層は、例えばＧａＡｓ／ＧａＡｓ、
ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ或はＩＮＰ／ＩＮＰのように同
種の結晶が用いられる。これらの基板は、現在の半導体
産業の主流素材であるＳｉ基板あるいはα−Ａｌ２Ｏ３
に比べ、高価である、重い更に大面積化が難しい等の欠
点を有する。
ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ或はＩＮＰ／ＩＮＰのように同
種の結晶が用いられる。これらの基板は、現在の半導体
産業の主流素材であるＳｉ基板あるいはα−Ａｌ２Ｏ３
に比べ、高価である、重い更に大面積化が難しい等の欠
点を有する。
従って、Ｓｉ等の異種基板上にＧａＡｓ等の化合物半導
体をエピタキシャル成長できれば、光集積回路、宇宙衛
星搭載用ソーラーセル或いはパワーＦＥＴ等の実現、高
性能化及び低価格化に道が開ける。この技術はＭＢＥ法
やＭＯＣＶＤ等の非平衡系のエピタキシャル成長法によ
り可能となりつつあるが、ＬＰＥ法等の平衡系成長法で
は原理的に不可能である。
体をエピタキシャル成長できれば、光集積回路、宇宙衛
星搭載用ソーラーセル或いはパワーＦＥＴ等の実現、高
性能化及び低価格化に道が開ける。この技術はＭＢＥ法
やＭＯＣＶＤ等の非平衡系のエピタキシャル成長法によ
り可能となりつつあるが、ＬＰＥ法等の平衡系成長法で
は原理的に不可能である。
しかし、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法等の非平衡系成長法に
より化合物半導体の最大の特色である光デバイスを作成
することについては、信頼性などの点で問題があり、現
在は量産性に優れたＬＰＥ法が光デバイス作成の主流技
術となっている。
より化合物半導体の最大の特色である光デバイスを作成
することについては、信頼性などの点で問題があり、現
在は量産性に優れたＬＰＥ法が光デバイス作成の主流技
術となっている。
従って、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法等の成長技術によるＳ
ｉ基板上への化合物半導体の成長とその成長層上へのＬ
ＰＥ法による良質結晶成長を組合わせれば、耐放射線性
に優れた大面積ソーラーセルや光集積回路等の作成が実
現可能となる。
ｉ基板上への化合物半導体の成長とその成長層上へのＬ
ＰＥ法による良質結晶成長を組合わせれば、耐放射線性
に優れた大面積ソーラーセルや光集積回路等の作成が実
現可能となる。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、ＬＰＥ成長させる場合、基板は平担でなければ
ならないが、Ｓｉ基板に化合物半導体をＭＢＥ法、ＭＯ
ＣＶＤ法により成長させた基板は、Ｓｉと化合物半導体
の熱膨張率が異なるため、大きなそりを生じてしまい、
実際にはＬＰＥ成長ができない状態にあった。
ならないが、Ｓｉ基板に化合物半導体をＭＢＥ法、ＭＯ
ＣＶＤ法により成長させた基板は、Ｓｉと化合物半導体
の熱膨張率が異なるため、大きなそりを生じてしまい、
実際にはＬＰＥ成長ができない状態にあった。
［発明の目的］ 本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み、Ｓｉ等の異
種基板上に化合物半導体をＭＢＥ成長あるいはＭＯＣＶ
Ｄ成長させても基板にそりを生ずることなく、ＬＰＥ成
長させることができるエピタキシャル成長方法を提供す
ることを目的とする。
種基板上に化合物半導体をＭＢＥ成長あるいはＭＯＣＶ
Ｄ成長させても基板にそりを生ずることなく、ＬＰＥ成
長させることができるエピタキシャル成長方法を提供す
ることを目的とする。
［発明の概要］ 本発明は、Ｓｉ或はα−Ａｌ２Ｏ３等の単結晶基板の両
面に同じ厚さの化合物半導体薄膜を成長させてバッファ
層を形成し、少くとも一方のバッファ層の上にバッファ
層の表面の一部をメルトバックにより除去しながら化合
物半導体薄膜をＬＰＥ成長させることを要旨とする。
面に同じ厚さの化合物半導体薄膜を成長させてバッファ
層を形成し、少くとも一方のバッファ層の上にバッファ
層の表面の一部をメルトバックにより除去しながら化合
物半導体薄膜をＬＰＥ成長させることを要旨とする。
［作用］ すなわち、Ｓｉ或はα−Ａｌ２Ｏ３等の単結晶基板の両
面に同じ厚さの化合物半導体薄膜をＭＢＥ法或はＭＯＣ
ＶＤ法により成長させてバッファ層を形成することによ
り、Ｓｉ等の基板と化合物半導体との熱膨張率が異なっ
ていても、基板の両面に同じ厚さのバッファ層があるた
め基板にそりが生ずることがなくなり、従ってバッファ
層の上にＬＰＥ成長させることが可能になる。
面に同じ厚さの化合物半導体薄膜をＭＢＥ法或はＭＯＣ
ＶＤ法により成長させてバッファ層を形成することによ
り、Ｓｉ等の基板と化合物半導体との熱膨張率が異なっ
ていても、基板の両面に同じ厚さのバッファ層があるた
め基板にそりが生ずることがなくなり、従ってバッファ
層の上にＬＰＥ成長させることが可能になる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。
両面をミラー研磨したキャリア濃度５×１０１８cm-3の
Ｓｉ単結晶基板を９００℃で５分程度アニールし、４５
０℃においてＳｉ基板の両面にアモルファスＧａＡｓ層
を１００程度ＭＯＣＶＤ成長させ、このアモルファスＧ
ａＡｓ層をアニールした後、更に基板の両面にＭＯＣＶ
Ｄ法によりバッファ層となるｎ＋ＧａＡｓ層を２μｍ成
長させる。このようにＳｉ基板の両面に同じ厚さのＧａ
Ａｓ層を形成することにより、基板のそりを防止するこ
とができる。
Ｓｉ単結晶基板を９００℃で５分程度アニールし、４５
０℃においてＳｉ基板の両面にアモルファスＧａＡｓ層
を１００程度ＭＯＣＶＤ成長させ、このアモルファスＧ
ａＡｓ層をアニールした後、更に基板の両面にＭＯＣＶ
Ｄ法によりバッファ層となるｎ＋ＧａＡｓ層を２μｍ成
長させる。このようにＳｉ基板の両面に同じ厚さのＧａ
Ａｓ層を形成することにより、基板のそりを防止するこ
とができる。
このＳｉ基板をＬＰＥ炉にセットし、ｎ＋ＧａＡｓバッ
ファ層をメルトバックおより１μｍエッチングし、その
上にｎ＋ＧａＡｓを１０μｍ、ｎＧａ0.7Ａｌ0.3Ａｓを
１０μｍ、ｐＧａ0.7Ａｌ0.3Ａｓを１０μｍそしてｐ＋
ＧａＡｓを１μｍずつ順次ＬＰＥ成長させる。
ファ層をメルトバックおより１μｍエッチングし、その
上にｎ＋ＧａＡｓを１０μｍ、ｎＧａ0.7Ａｌ0.3Ａｓを
１０μｍ、ｐＧａ0.7Ａｌ0.3Ａｓを１０μｍそしてｐ＋
ＧａＡｓを１μｍずつ順次ＬＰＥ成長させる。
これを加工し、発光ダイオードを作成したところ、良好
な発光特性が得られた。
な発光特性が得られた。
なお、α−Ａｌ２Ｏ３基板を用いて基板両面にＧａＡｓ
バッファ層をＭＯＣＶＤ成長させ、片面にＧａＡｓ或い
はＩｎＰ等をＬＰＥ成長させた後加工してＧａＡｓＩＣ
を形成することができる。
バッファ層をＭＯＣＶＤ成長させ、片面にＧａＡｓ或い
はＩｎＰ等をＬＰＥ成長させた後加工してＧａＡｓＩＣ
を形成することができる。
又、本実施例ではバッファ層を形成させる方法としてＭ
ＯＣＶＤ法について説明したが、ＭＢＥ法であっても何
等差し支えない。
ＯＣＶＤ法について説明したが、ＭＢＥ法であっても何
等差し支えない。
［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明によれば、Ｓｉ或はα−
Ａｌ２Ｏ３等の単結晶基板の両面に同じ厚さの化合物半
導体薄膜をＭＯＣＶＤ成長或はＭＢＥ成長させてバッフ
ァ層を形成し、少くとも一方の該バッファ層の上に該バ
ッファ層の表面の一部をメルトバックにより除去しなが
ら化合物半導体薄膜をＬＰＥ成長させたことにより、基
板にそりを生ずることがなく、量産性に優れたＬＰＥ成
長により高性能な素子を低価格で量産できる、という顕
著な効果を奏する。
Ａｌ２Ｏ３等の単結晶基板の両面に同じ厚さの化合物半
導体薄膜をＭＯＣＶＤ成長或はＭＢＥ成長させてバッフ
ァ層を形成し、少くとも一方の該バッファ層の上に該バ
ッファ層の表面の一部をメルトバックにより除去しなが
ら化合物半導体薄膜をＬＰＥ成長させたことにより、基
板にそりを生ずることがなく、量産性に優れたＬＰＥ成
長により高性能な素子を低価格で量産できる、という顕
著な効果を奏する。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｓｉ或はα−Ａ２Ｏ３等の単結晶基板の
両面に同じ厚さの化合物半導体薄膜を成長させてバッフ
ァ層を形成し、少くとも一方の該バッファ層の上に該バ
ッファ層の表面の一部をメルトバックにより除去しなが
ら化合物半導体薄膜を液相エピタキシャル成長させるこ
とを特徴とする異種基板上の化合物半導体エピタキシャ
ル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16732186A JPH0633224B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 異種基板上の化合物半導体エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16732186A JPH0633224B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 異種基板上の化合物半導体エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321286A JPS6321286A (ja) | 1988-01-28 |
| JPH0633224B2 true JPH0633224B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=15847580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16732186A Expired - Fee Related JPH0633224B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 異種基板上の化合物半導体エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633224B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114907116A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-16 | 武汉理工大学 | 一种导热系数可调的钛酸锶薄膜的制备方法 |
-
1986
- 1986-07-16 JP JP16732186A patent/JPH0633224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6321286A (ja) | 1988-01-28 |
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