JPH0697650B2 - ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0697650B2 JPH0697650B2 JP60010248A JP1024885A JPH0697650B2 JP H0697650 B2 JPH0697650 B2 JP H0697650B2 JP 60010248 A JP60010248 A JP 60010248A JP 1024885 A JP1024885 A JP 1024885A JP H0697650 B2 JPH0697650 B2 JP H0697650B2
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- JP
- Japan
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- thin film
- wavelength
- compound semiconductor
- semiconductor thin
- iii
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はIII-V族化合物半導体薄膜の製造方法に関す
る。
る。
従来の有機金属化合物（以下MOと称する）を原料とする
化学量論的気相成長法（以下MOCVD法と称する）は、反
応炉中の加熱された基板上に、温度制御されたMOの蒸気
とＶ族元素を含む化合物ガスを導入し、気相反応、表面
反応を経て、基板上に化合物半導体薄膜が形成されるも
のであった。
化学量論的気相成長法（以下MOCVD法と称する）は、反
応炉中の加熱された基板上に、温度制御されたMOの蒸気
とＶ族元素を含む化合物ガスを導入し、気相反応、表面
反応を経て、基板上に化合物半導体薄膜が形成されるも
のであった。
しかし前述の従来技術では、気相反応の制御が困難であ
り、装置の形状、ガスの流路、ガス吹き出し口の位置、
形状など不明確なパラメータが数多く入り、それぞれの
条件とガス圧、基板温度、ガス流量比等の製作条件が複
雑に相関を持っているため、最適条件を見いだすのに多
くの時間を有し、更に再現性が極めて悪いという問題点
を有していた。更に原料ガス中に含まれる炭素原子は、
成膜過程で必ず膜中に混入し、混入炭素原子がキヤリア
のトラツプ準位を形成し、電気的素子、光学的素子とし
て応用する場合、機能の低下、信頼性の向上を阻害する
原因となっていた。そこで本発明はこのような問題点を
解決するもので、その目的とするところは、電気的光学
的特性の良好な化合物半導体薄膜を再現性良く製造し得
る製造方法を提供するところにある。
り、装置の形状、ガスの流路、ガス吹き出し口の位置、
形状など不明確なパラメータが数多く入り、それぞれの
条件とガス圧、基板温度、ガス流量比等の製作条件が複
雑に相関を持っているため、最適条件を見いだすのに多
くの時間を有し、更に再現性が極めて悪いという問題点
を有していた。更に原料ガス中に含まれる炭素原子は、
成膜過程で必ず膜中に混入し、混入炭素原子がキヤリア
のトラツプ準位を形成し、電気的素子、光学的素子とし
て応用する場合、機能の低下、信頼性の向上を阻害する
原因となっていた。そこで本発明はこのような問題点を
解決するもので、その目的とするところは、電気的光学
的特性の良好な化合物半導体薄膜を再現性良く製造し得
る製造方法を提供するところにある。
本発明のIII-V族化合物半導体薄膜の製造方法は、III族
元素を含む有機金属化合物とＶ族元素を含む化合物を原
料とする化学量論的気相成長法によるIII-V族化合物半
導体薄膜の製造方法において、前記有機金属化合物の紫
外線吸収スペクトルの吸収のピークに対応する第１の波
長を有する紫外光と、前記第１の波長より長波長を有
し、III族元素と炭素原子の結合の分解を促進する第２
の波長を有する紫外光とを前記薄膜形成雰囲気に同時に
照射することを特徴とする。
元素を含む有機金属化合物とＶ族元素を含む化合物を原
料とする化学量論的気相成長法によるIII-V族化合物半
導体薄膜の製造方法において、前記有機金属化合物の紫
外線吸収スペクトルの吸収のピークに対応する第１の波
長を有する紫外光と、前記第１の波長より長波長を有
し、III族元素と炭素原子の結合の分解を促進する第２
の波長を有する紫外光とを前記薄膜形成雰囲気に同時に
照射することを特徴とする。
さらに、本発明のIII-V族化合物半導体薄膜の製造方法
は、前記薄膜成長の気相雰囲気に照射される前記有機金
属化合物の赤外吸収帯に合致する波長の赤外光の強度を
測定し、この赤外光の強度の測定値が一定値となるよう
に前記第１の波長を有する紫外光の強度が制御されるこ
とを特徴とする。
は、前記薄膜成長の気相雰囲気に照射される前記有機金
属化合物の赤外吸収帯に合致する波長の赤外光の強度を
測定し、この赤外光の強度の測定値が一定値となるよう
に前記第１の波長を有する紫外光の強度が制御されるこ
とを特徴とする。
本発明の上記の製造方法によれば、気相反応中の活性種
の量は、光化学反応を促進する光、つまりIII族元素を
含む有機金属化合物の紫外線吸収スペクトルの吸収のピ
ークに対応する第１の波長λ１を有する紫外光の強度に
比例するため、MOガスの量を検知する赤外光の量を一定
になるように、波長λ1を有する紫外光の光強度を常に
制御しておけば、常に一定量の化学反応を制御すること
ができる。また、MOと結びついた形で膜中に混入する炭
素原子は、III-V族薄膜形成雰囲気にIII族元素と炭素原
子の結合の分解を促進する第２の波長λ2を有する紫外
光を照射することによって分離し、水素原子と化学結合
してメタン(CH4)、エタン(C2H6)ガスとなるので、膜中
に混入する炭素原子数を極めて少なくすることが出来
る。
の量は、光化学反応を促進する光、つまりIII族元素を
含む有機金属化合物の紫外線吸収スペクトルの吸収のピ
ークに対応する第１の波長λ１を有する紫外光の強度に
比例するため、MOガスの量を検知する赤外光の量を一定
になるように、波長λ1を有する紫外光の光強度を常に
制御しておけば、常に一定量の化学反応を制御すること
ができる。また、MOと結びついた形で膜中に混入する炭
素原子は、III-V族薄膜形成雰囲気にIII族元素と炭素原
子の結合の分解を促進する第２の波長λ2を有する紫外
光を照射することによって分離し、水素原子と化学結合
してメタン(CH4)、エタン(C2H6)ガスとなるので、膜中
に混入する炭素原子数を極めて少なくすることが出来
る。
第１図は、本発明の実施例における化合物半導体薄膜の
製造装置の概要図であって、（113）の反応炉中に設置
された基板（112）に（111）の紫外光源からλ2の波長
の光が照射され、（109）の紫外光源からλ1の波長の光
の照射される。（109）の紫外光の強度は（114）の赤外
光光源からの赤外光を受光する検出器（107）の受ける
赤外光の強度を一定になるように（106）のコントロー
ラーが（109）紫外光源の電源電圧を調節する。（10
8），（110）は紫外光を均一に基板表面に均一に照射す
るビームエキスパンダーである。MO化合物として、Ga(C
H3)3を用い、Ｖ族元素を含む化合物としてAsH3ガスを使
用した場合、Ga(CH3)3のキヤリアガスとしてH2ガスを用
い各々以下の条件で気相成長を行なった。
製造装置の概要図であって、（113）の反応炉中に設置
された基板（112）に（111）の紫外光源からλ2の波長
の光が照射され、（109）の紫外光源からλ1の波長の光
の照射される。（109）の紫外光の強度は（114）の赤外
光光源からの赤外光を受光する検出器（107）の受ける
赤外光の強度を一定になるように（106）のコントロー
ラーが（109）紫外光源の電源電圧を調節する。（10
8），（110）は紫外光を均一に基板表面に均一に照射す
るビームエキスパンダーである。MO化合物として、Ga(C
H3)3を用い、Ｖ族元素を含む化合物としてAsH3ガスを使
用した場合、Ga(CH3)3のキヤリアガスとしてH2ガスを用
い各々以下の条件で気相成長を行なった。
Ga(CH3)3・・・H2 25SCCM AsH3 ・・・200SCCM（10％ in H2） Pressure 50Tow 基板温度 700℃ （109）紫外光源として、193nmのArFエキシマーレーザ
を用い、（111）の紫外光源として、222nmの、KrFエキ
シマーレーザを用いた場合には、成膜したGaAs薄膜のフ
オトルミネツセンス特性において8300Å付近に発光する
炭素原子に由来する発光がほとんど得られなかった。ま
たこの膜の液体窒素温度（77°Ｋ）における電子キヤリ
アモビリテイーは、158000cm/V.secを示し、キヤリア密
度は、２×1014/cm3を示した。更に、λ1の波長の紫外
光強度が常に（107）で受光した赤外光の強度が一定に
なるように制御されているため、特性の再現性が極めて
良好であった。
を用い、（111）の紫外光源として、222nmの、KrFエキ
シマーレーザを用いた場合には、成膜したGaAs薄膜のフ
オトルミネツセンス特性において8300Å付近に発光する
炭素原子に由来する発光がほとんど得られなかった。ま
たこの膜の液体窒素温度（77°Ｋ）における電子キヤリ
アモビリテイーは、158000cm/V.secを示し、キヤリア密
度は、２×1014/cm3を示した。更に、λ1の波長の紫外
光強度が常に（107）で受光した赤外光の強度が一定に
なるように制御されているため、特性の再現性が極めて
良好であった。
本発明のIII-V族化合物半導体薄膜の製造方法によれ
ば、III族元素を含む有機金属化合物とＶ族元素を含む
化合物の気相反応を促進し、かつ、薄膜中への炭素原子
の混入を防ぐことが出来るので、電気的、光学的特性の
良好なIII-V族化合物半導体薄膜を得ることができ、こ
の薄膜を半導体レーザとして用いた場合には、寿命が長
く、発振闘値電流の低いレーザを得ることが出来る。
ば、III族元素を含む有機金属化合物とＶ族元素を含む
化合物の気相反応を促進し、かつ、薄膜中への炭素原子
の混入を防ぐことが出来るので、電気的、光学的特性の
良好なIII-V族化合物半導体薄膜を得ることができ、こ
の薄膜を半導体レーザとして用いた場合には、寿命が長
く、発振闘値電流の低いレーザを得ることが出来る。
さらに、有機金属化合物のガス量を常に一定になるよう
に制御することにより、一定量の化学反応を得ることが
出来るので、特性の安定した薄膜を得ることが出来る。
に制御することにより、一定量の化学反応を得ることが
出来るので、特性の安定した薄膜を得ることが出来る。
第１図は本発明の半導体装置の一実施例を示すシステム
構成図である。 （101）（103）……マスフローコントローラ （102）（104）……ガスボンベ （105）……有機金属化合物ボンベ （106）……電源電圧調節器 （107）……赤外線受光器 （108）（110）……紫外線エキスパンダー （109）（111）……紫外光源 （112）……基板 （113）……反応炉 （114）……赤外線発生器
構成図である。 （101）（103）……マスフローコントローラ （102）（104）……ガスボンベ （105）……有機金属化合物ボンベ （106）……電源電圧調節器 （107）……赤外線受光器 （108）（110）……紫外線エキスパンダー （109）（111）……紫外光源 （112）……基板 （113）……反応炉 （114）……赤外線発生器
Claims (2)
- 【請求項１】III族元素を含む有機金属化合物とＶ族元
素を含む化合物を原料とする化学量論的気相成長法によ
るIII-V族化合物半導体薄膜の製造方法において、 前記有機金属化合物の紫外線吸収スペクトルの吸収のピ
ークに対応する第１の波長を有する紫外光と、前記第１
の波長より長波長を有し、III族元素と炭素原子の結合
の分解を促進する第２の波長を有する紫外光とを前記薄
膜形成雰囲気に同時に照射することを特徴とするIII-V
族化合物半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項２】前記薄膜成長の気相雰囲気に照射される前
記有機金属化合物の赤外吸収帯に合致する波長の赤外光
の強度を測定し、この赤外光の強度の測定値が一定値と
なるように前記第１の波長を有する紫外光の強度が制御
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のII
I-V族化合物半導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60010248A JPH0697650B2 (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60010248A JPH0697650B2 (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170022A JPS61170022A (ja) | 1986-07-31 |
| JPH0697650B2 true JPH0697650B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=11745003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60010248A Expired - Lifetime JPH0697650B2 (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697650B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3750762T2 (de) * | 1986-12-24 | 1995-05-04 | Minolta Camera Kk | Kamera mit umschaltbarer Brennweite. |
-
1985
- 1985-01-23 JP JP60010248A patent/JPH0697650B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61170022A (ja) | 1986-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |