JPH07201735A - 化合物半導体の結晶成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】Ｋセルの温度変化および成長中断なしに、組成
が異なる化合物半導体の３元混晶またはグレ−デッド層
を形成する。 【構成】Ｋセルの温度は所定の値に一定とし、基板の温
度を、一方の半導体の組成が変化し、他方の半導体の組
成が変化しない温度範囲内で変化させる。 【効果】Ｋセル温度を変化させることなく、基板温度を
変化させるのみで組成の異なる化合物半導体の３元混晶
およびグレ−デッド層を形成できる。また、ヘテロ界面
に界面準位が生じるじることがなく、ヘテロデバイスの
性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体の結晶成長
方法に関し、特に３元混晶の組成を、連続的もしくは段
階的に変えて成長させるのに好適な、化合物半導体の結
晶成長方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＨＢＴ（ヘテロジャンクション・バイポ
ーラ・トランジスタ）等に代表されるヘテロデバイスに
おいてベ−スとして使われる３元混晶（例えばＡｌＧａ
Ａｓ）の組成を，膜厚方向に連続的に変化させた層(グ
レ−デッド層)を成長させることによって、ヘテロ界面
のバンド構造をスム−ズにし、素子の性能を高性能化す
る技術が盛んに研究されており、例えばアプライド・フ
イジクス・レタ．４６（６），１５ １９８５年３月、
第６００頁(Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ．４６
（６），１５ Ｍａｒｃｈ １６８５ ｐ６００）、あ
るいは１９９１年アイ・イー・イー・イー・ＧａＡｓ・
ＩＣ・シンポジウム 第１１７頁（１９９１ ＩＥＥＥ
ＧａＡｓ ＩＣ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｐ１１７）な
どにおいて論じられている．３元混晶の組成は、例えば
ＡｌＧａＡｓの場合、ＡｌＡｓとＧａＡｓの割合で決ま
り、例えば、ｘ＝０．３の組成は、ＡｌＡｓが３割、Ｇ
ａＡｓが７割であるＡｌＧａＡｓを示す。

【０００３】従来の分子線エピタキシ法（ＭＢＥ法）を
用いて上記グレ−デッド層を成長させる場合、３元混晶
を構成する２つの化合物のうち、一方の成長速度を順次
変化させることによって、２つの化合物の割合を膜厚方
向に変化させ、グレーデッド層を形成していた。

【０００４】ＭＢＥ法における成長速度は基板に飛来す
る分子の量で決定される。飛来する分子の量はソ−スの
蒸気圧に相関があり，蒸気圧はＫセル（分子線源）温度
によって制御される。そのため、化合物の成長速度を変
化させるには、例えば高橋清著、分子線エピタキシ−技
術、工業調査会に記載されているように、上記Ｋセル温
度を変える方法が一般に行なわれている。

【０００５】しかし、Ｋセルは通常、タンタルヒ−タに
よる抵抗加熱によッテ昇温されるため、実際のソ−スの
温度が、設定値に達するまでには、タイムラグが必ず存
在する。そのため、Ｋセル温度を変化させて、成長速度
の変化をリアルタイムで制御することは不可能である。

【０００６】この問題を解決するために、Ｋセルの温度
制御をプログラム化し、かつ、Ｋセルの温度変化のスタ
−トを、グレ−デッド層の成長開始より早くすることに
よって、タイムラグの影響を極力低下させる方法が提案
されている。

【０００７】また、グレ−デッド層を挟んだヘテロ構造
を形成する場合には、それぞれの混晶比に合わせてＫセ
ル温度を設定した後に、成長を開始しなければならず、
各ヘテロ界面で成長を中断する必要があった。そのた
め、成長時間が長くなるだけではなく、成長の中断によ
る界面準位が各ヘテロ界面に発生し、デバイス特性を劣
化させるという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法では、組成の異なる３元混晶またはグレ−デッド層
を、ＭＢＥ法によって形成するためには、Ｋセル温度を
変化させながら結晶成長を行なう必要があり、Ｋセル温
度と成長速度の間にタイムラグが発生し、結晶成長をリ
アルタイムで制御するのは困難であった。

【０００９】また、混晶比の異なる３元混晶のヘテロ構
造、あるいは組成が連続的に変化するグレ−デッド層を
挟んだヘテロ構造を形成する場合には、それぞれの混晶
比に合わせたＫセル温度に設定した後に、成長を開始し
なければならないため、各ヘテロ界面で成長を中断する
必要があった。そのため、成長時間が長くなるだけでは
なく、成長中断による界面準位がヘテロ界面に発生し、
デバイス特性を劣化させるという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、上記従来の問題を解決
し、混晶比の異なる３元混晶のヘテロ構造またはグレ−
デッド層を挟んだヘテロ構造を、高い精度で容易に形成
することのできる、化合物半導体の結晶成長方法を提供
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、３元混晶の成長の際に、半導体基板表面
にレ−ザ光を照射しながら成長を行うことによって、３
元混晶を構成する２つの半導体（化合物）のうち、一方
の半導体の成長速度が低下し、他方の半導体の成長速度
が低下しない温度領域内で、レ−ザ光出力を段階的ある
いは連続的に変化させ、基板温度をリアルタイムに近い
状態で、段階的あるいは連続的に変化させることによっ
て、３元混晶を構成する２つの半導体の一方の成長速度
を変化させるものである。

【００１２】

【作用】３元混晶が成長中の基板の表面温度を、パイロ
メ−タでモニタしながら基板にレ−ザ光を照射し、基板
温度を３元混晶を構成する２つの半導体の一方の成長速
度が減少する温度領域内で、順次所定の温度になるよう
に制御することにより、３元混晶の混晶比は上記温度に
対応した任意の値に変化する。

【００１３】また、パイロメ−タの値をコンピュ−タに
入力し、そのデ−タをレ−ザ出力にフィ−ドバックする
ことにより、基板の温度は、３元混晶を構成する２つの
半導体の一方の成長速度が減少する温度領域内で連続的
に、かつ、リアルタイムに近い状態で変化し、３元混晶
の混晶比が連続的に変化したグレ−デッド層が、成長中
の基板温度を変化させるのみで形成される。

【００１４】

【実施例】

〈 実施例１〉本実施例に使用したＭＢＥ装置の概略を
図１に示す。成長チャンバ−１内に液体窒素シュラウド
２が設けられ、成長チャンバ−１の下方には複数の分子
線源(Ｋセル)３、上方に基板加熱機構４がそれぞれ設置
されており、内部は１０~⁸ｐａ以下の超高真空に保持さ
れている。

【００１５】その上に結晶成長を行なうべき基板５は、
基板加熱機構４の下部に、成長面を下にして配置した。
基板５の下方にはビュ−イングポ−ト６が設けられてお
り、レーザ光源７からのレ−ザ光を、このビュ−イング
ポ−ト６を介して基板５に照射できる構造になってい
る。本実施例では、レ−ザ光源７としてＹＡＧレ−ザを
用い、レ−ザ出力はコンピュ−タ８によって制御した。

【００１６】成長チャンバ−１の下部には、基板５の温
度を測定するためのパイロメ−タ９が設置され、パイロ
メ−タ９によって測定された基板温度をコンピュ−タ８
にフィ−ドバックして、レ−ザ出力を制御した。

【００１７】上記ＭＢＥ装置を用いて、ＡｌＧａＡｓの
グレ−デッド層を成長させた。図２は、ＡｌＧａＡｓを
構成するＧａＡｓとＡｌＡｓの成長速度の基板温度依存
性を示す。図２から明らかなように、ＧａＡｓの成長速
度は、基板温度を上昇させた場合、基板温度６５０℃か
ら低下し始めているが、ＡｌＡｓの成長速度は、この温
度では変化せず、ＡｌＡｓの成長速度が低下するのは、
ほぼ８００℃以上である。従って、基板５の温度を６５
０℃以上に順次上昇させ、かつ、その温度を、ＡｌＡｓ
の成長速度の低下が始まる８００℃より低く保てば、Ａ
ｌＡｓの成長速度を変えることなしに、ＧａＡｓの成長
速度のみが変化し、それによってＡｌＧａＡｓのグレ−
デッド層が形成される。

【００１８】次に、図３および図４を用いて、混晶比
０．１と混晶比０．３のＡｌＧａＡｓ層に挟まれたＡｌ
ＧａＡｓグレ−デッド層(Ｘ＝０．１〜０．３)を成長さ
せた実施例を説明する。図３にＡｌＧａＡｓの混晶比の
基板温度依存性を示す。図３において４本の曲線ａ、
ｂ、ｃ、ｄは、ＡｌＧａＡｓの混晶比を、初期値０．０
1、０．1、０．２、０．３にＡｌＫセル温度を固定した
場合の基板温度依存性を、それぞれ示す。

【００１９】まず、混晶比を０．1にするために、Ａ
ｌ、ＧａおよびＡｓのセル温度を、それぞれ１０５５
℃，１０００℃および２２０℃に設定した。この条件下
で基板４１の温度を5００℃に設定し、図４（ａ）に示
したように、ＧａＡｓバッファ層４２およびＡｌＧａＡ
ｓ(Ｘ＝０．1)層４３を成長させた。

【００２０】次に、基板４１にレ−ザ光Ｌを照射し（Ｙ
ＡＧレーザ、出力８２Ｗ，パルス幅１０ｍｓｅｃ）、温
度を６８０℃に上昇させた後、パイロメ−タで基板温度
をモニタ−しながらコンピュ−タにフィ−ドバックし
て、レ−ザ出力を制御しながら７１６℃まで昇温し、図
４（ｂ）に示したように、ＡｌＧａＡｓ(Ｘ＝０．１〜
０．３)グレ−デッド層４４を成長させた。この際の昇
温速度は、グレ−デッド層４４の成長膜厚に応じてコン
ピュ−タにあらかじめインプットした。

【００２１】ＡｌＧａＡｓグレ−デッド層４４の膜厚が
所定の値に達した後、基板温度を７１６℃に保ち、図６
（ｃ）に示したように、ＡｌＧａＡｓ（ｘ＝０．３)層
４５を成長させた。

【００２２】上記操作により、Ｋセル温度を変えること
なく、グレ−デッド層を成長させることができた。ま
た、Ｋセル温度および基板温度の設定値を変えることに
より、あらゆるバリエ−ションのグレ−デッド層を成長
させることができる。

【００２３】〈実施例２〉図５および図６を用いて、混
晶比０．３のＩｎＧａＡｓ層と混晶比０．１のＩｎＧａ
Ａｓ層に挟まれたＩｎＧａＡｓグレ−デッド層(Ｘ＝
０．３〜０．１)を成長させた実施例を説明する。図５
は、混晶比をＸ＝０．１〜０．９にＩｎＫセル温度を固
定したときにおける、ＩｎＧａＡｓ混晶比の基板温度依
存性を表し、図６は上記成長を説明するための工程図で
ある。

【００２４】まず、混晶比を０．３にするために、Ｉ
ｎ、ＧａおよびＡｓの各セル温度を、８１８℃、１００
０℃および２２０℃に、それぞれ設定した。次に、図６
（ａ）に示したように、ＧａＡｓ基板６１の温度を5０
０℃に設定し、通常の方法でＧａＡｓバッファ層６２お
よびＩｎＧａＡｓ(Ｘ＝０．３)層６３を成長させた。

【００２５】次に基板６１にレ−ザ光Ｌ（ＹＡＧレー
ザ、出力６５Ｗ，パルス幅１０ｍｓｅｃ）を照射して、
基板温度を５４０℃に上昇させた後、パイロメ−タによ
って基板温度をモニタ−しながらその値をコンピュ−タ
にフィ−ドバックして、レ−ザ出力の制御を行ない、基
板温度を５９７℃まで除々に上昇させながら、結晶成長
を行ない、図６（ｂ）に示したように、ＩｎＧａＡｓグ
レ−デッド層（ｘ＝０．１〜０．３）６４を成長させ
た。この際の昇温速度は、グレ−デッド層６４の成長膜
厚に応じて、コンピュ−タにあらかじめインプットし
た。

【００２６】上記ＩｎＧａＡｓグレ−デッド層６４の膜
厚が所定の値に達した後、レーザ光Ｌを連続照射して基
板温度を５９７℃に保ち、図６（ｃ）に示したように、
ＩｎＧａＡｓ(Ｘ＝０．１)層６５を成長させた。

【００２７】上記操作によりＫセル温度を変えることな
く、グレ−デッド層６３を成長させることができた。

【００２８】〈実施例３〉次にグレ-デッド層を利用し
たヘテロデバイスの形成方法について説明する。本実施
例において形成されたグレ-デッドベ−ス層ＨＢＴの積
層構造を図７に示した。まず、各Ｋセル温度を所定の温
度に上昇させた。すなわち、Ｇａセルの温度は成長速度
１μｍ／ｈｒに相当する温度（１０００℃）に、Ａｌセ
ルは混晶比０．０１に対応する温度（９４６℃）に、そ
れぞれ設定した。

【００２９】サブコレクタ層(ｎ-ＧａＡｓ)７２、コレ
クタ層(u-ＧａＡｓ)７３を順次成長させた後、ＡｌＫセ
ル温度を混晶比０．１に対応する温度まで連続的に昇温
しながら、ベ−ス層(p-ＡｌＧａＡｓ:Ｘ＝０．０１〜
０．１)７４を成長させた。この際，ＡｌＫセル温度
は、混晶比０．１に対応する温度になっているので、そ
のまま成長を続けて、スペ−サ層(u-ＡｌＧａＡｓ:Ｘ＝
０．１)７５を形成させた。 基板７１にレ−ザ光（Ｙ
ＡＧレーザ、出力８６Ｗ，パルス幅１０ｍｓｅｃ）を照
射して、基板温度を７１６℃に昇温させた。図３曲線ｂ
から明らかなように、基板温度７１６℃の場合、混晶比
は０．３になるので、第１のエミッタ層(n-ＡｌＧａＡ
ｓ:Ｘ＝０．３)７６が成長した。次にレ−ザ出力を制御
して、基板の温度を７１６℃から６５０℃まで低下しな
がら、エミッタ層２(ｎ−ＡｌＧａＡｓ：Ｘ＝０．３〜
０．１)７７を成長させた。続いてキャップ層(ｎ−Ｇａ
Ａｓ)７８を成長させて、グレ-デッドベ−ス層ＨＢＴの
結晶成長は終了した。

【００３０】上記方法によって、成長を中断することな
しに、連続して各半導体層を成長させて、ヘテロデバイ
スを形成することが出来た。

【００３１】〈実施例４〉次に混晶比が互いに異なる
(Ｘ＝０．１〜０．３)複数のＡｌＧａＡｓ層を連続成長
した実施例を図３および図８を用いて説明する。

【００３２】まず、ＡｌＧａＡｓの混晶比が０．１にな
るように、Ａｌ、ＧａおよびＡｓのＫセル温度を、それ
ぞれ１０５５℃、１０００℃および２２０℃にあらかじ
め設定した。

【００３３】次にＧａＡｓ基板温度を５００℃に設定
し、図８（ａ）に示したように、ＧａＡｓ基板８１上に
ＧａＡｓバッファ層８２およびＡｌＧａＡｓ(Ｘ＝０．
１)層８３を連続成長させた。ＧａＡｓ基板にレ−ザ光
Ｌ（ＹＡＧレーザ、出力８５Ｗ，パルス幅１０ｍｓｅ
ｃ）を照射して、基板温度を、図３から導いたＡｌＧａ
Ａｓの混晶比が０．２になる７１２℃に設定し、図８
（ｂ）に示したように、第２のＡｌＧａＡｓ(Ｘ＝０．
２)層８４を成長させた。次に、レ−ザ出力を調整して
基板温度を７１６℃にして、図８（ｃ）に示したよう
に、ＧａＡｓ(Ｘ＝０．３)層８５を成長させた。

【００３４】このように成長させることによって、Ａｌ
Ｋセル温度を変化させることなく、基板温度を変化させ
るみで、混晶比が異なる(Ｘ＝０．１〜０．３)ＡｌＧａ
Ａｓ層を連続成長できた。

【００３５】〈実施例５〉次に、実施例４とは逆に、Ｘ
を０．３〜０．１に変化させたＡｌＧａＡｓ層を連続成
長した実施例を、図３および図９を用いて説明する。

【００３６】まず、Ａｌ、Ｇａ、ＡｓのＫセル温度を、
ＡｌＧａＡｓの混晶比が０．１になるように、それぞれ
１０５５℃，１０００℃および２２０℃にあらかじめ設
定しておく。次に、ＧａＡｓ基板９１の温度を５００℃
にして、図９（ａ）に示したように、ＧａＡｓ基板９１
上にＧａＡｓバッファ層９２を成長させた。

【００３７】次に、ＧａＡｓ基板９１にレ−ザ光Ｌ（Ｙ
ＡＧレーザ、出力８５Ｗ，パルス幅１０ｍｓｅｃ）Ｌを
照射して、基板温度を、図３から導いたＡｌＧａＡｓの
混晶比が０．３になる温度である７１６℃に上昇させ、
図９（ｂ）に示したように、ＡｌＧａＡｓ(Ｘ＝０．３)
層９３を成長させた。

【００３８】同様にレ−ザ光出力を調整して基板温度を
７１２℃に下げ、図９（ｃ）に示したように、第２のＡ
ｌＧａＡｓ(Ｘ＝０．２)層９４を成長させた。第２のＡ
ｌＧａＡｓ(Ｘ＝０．２)層の形成が終了した時点で、レ
−ザ光の照射を止めて、基板温度を５００℃に戻し、図
９（ｄ）に示したように、第３のＡｌＧａＡｓ(Ｘ＝
０．１)層９５を成長させた。

【００３９】本実施例により、ＡｌＫセル温度を変える
ことなく、基板温度を変えるのみで混晶比の違った(Ｘ
＝０．３〜０．１)ＡｌＧａＡｓ層を連続成長できた。

【００４０】〈実施例６〉混晶比が互いに異なる(Ｘ＝
０．３〜０．１)複数のＩｎＧａＡｓ層を連続成長した
実施例を図３、図１０を用いて説明する。まず、Ｉｎ、
Ｇａ、ＡｓのＫセル温度を、ＩｎＧａＡｓの混晶比が
０．３になるように、それぞれ８１８℃，１０００℃お
よび２２０℃にあらかじめ設定しておく。

【００４１】次にＧａＡｓ基板１０１の温度を５００℃
にして、図１０（ａ）に示したように、ＧａＡｓ基板１
０１上にＧａＡｓバッファ層１０２、ＩｎＧａＡｓ(Ｘ
＝０．３)層１０３を連続成長させた。

【００４２】基板にレ−ザ光Ｌ（ＹＡＧレーザ、出力７
１Ｗ，パルス幅１０ｍｓｅｃ）を照射し、基板温度を図
３から導いたＩｎＧａＡｓの混晶比が０．２になる５９
０℃にして、図１０（ｂ）に示したように、第２のＩｎ
ＧａＡｓ(Ｘ＝０．２)層１０４を成長させた後、レ−ザ
出力を調整して基板温度を５９７℃にし、図１０（ｃ）
に示したように、第３のＩｎＧａＡｓ(Ｘ＝０．１)層１
０５を成長させた。

【００４３】本実施例により、ＩｎＫセル温度を変える
ことなく、基板温度を変えるのみで混晶比の違った(Ｘ
＝０．３〜０．１)複数のＩｎＧａＡｓ層を連続成長で
きた。

【００４４】〈実施例７〉次に実施例６とは逆に、混晶
比Ｘを０．１〜０．３と変えた複数のＩｎＧａＡｓ層を
連続成長した実施例を図３および図１１を用いて説明す
る。Ｉｎ、Ｇａ、ＡｓのＫセル温度を、ＩｎＧａＡｓの
混晶比が０．１になるように、それぞれ８１８℃，１０
００℃および２２０℃あらかじめ設定しておく。次にＧ
ａＡｓ基板温度を５００℃にして、図１１（ａ）に示し
たように、ＧａＡｓ基板１１１上にＧａＡｓバッファ層
１１２を成長させた。

【００４５】次に、ＧａＡｓ基板にレ−ザ光Ｌ（ＹＡＧ
レーザ、出力７２Ｗ，パルス幅１０ｍｓｅｃ）を照射
し、基板温度を図３から導いたＩｎＧａＡｓの混晶比が
０．１になる温度である５９７℃に設定し、図１１
（ｂ）に示したように、ＩｎＧａＡｓ(Ｘ＝０．１)層１
１３を成長させた。

【００４６】レ−ザ光出力を調整して基板温度を５９０
℃に上昇させて、図１１（ｃ）に示したように、第２の
ＩｎＧａＡｓ(Ｘ＝０．２)層１１4を成長させた。第２
のＩｎＧａＡｓ(Ｘ＝０．２)層の形成が終了した時点で
レ−ザ光の照射を止めて、基板温度を５００℃に戻し、
図１１（ｃ）に示したように、第３のＩｎＧａＡｓ(Ｘ
＝０．３)層１１５を成長させた。

【００４７】本実施例によって、セル温度を変えること
なく、基板温度を変えるのみで混晶比の異なった(Ｘ＝
０．１〜０．３)ＡｌＧａＡｓ層を連続成長できた。

【００４８】

【発明の効果】本発明により、Ｋセル温度を変えること
なく、基板温度を変えるのみで、組成が異なる３元混晶
およびグレ−デッド層を形成できるため、タイムラグの
ないリアルタイムでの成長が可能になる。また、混晶比
が異なる同一材料でのヘテロ接合やグレ−デッド層の前
後において、成長を中断する必要がないため、成長時間
を短縮できるだけでなく、界面準位のないヘテロ界面を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用した分子線エピタキシ装置の概略
を示す図、

【図２】化合物半導体成長速度の基板温度依存性を示す
図、

【図３】ＡｌＧａＡｓ混晶比の基板温度依存性を示す
図、

【図４】ＡｌＧａＡｓグレ−デッド層の成長方法を示す
図、

【図５】ＩｎＧａＡｓ混晶比の基板温度依存性を示す
図、

【図６】ＩｎＧａＡｓグレ−デッド層の成長方法を示す
図、

【図７】グレ−デッドベ−ス層を用いたＨＢＴの積層構
造を示す図、

【図８】混晶比が異なるＡｌＧａＡｓ層の連続成長方法
を示す図、

【図９】混晶比が異なるＡｌＧａＡｓ層の連続成長方法
を示す図、

【図１０】混晶比が違るＩｎＧａＡｓ層の連続成長方法
を示す図、

【図１１】混晶比が違るＩｎＧａＡｓ層の連続成長方法
を示す図。

【符号の説明】

１・・・・成長チャンバ−、 ２・・・・液体窒素シュラウド、
３・・・・分子線源、４・・・・基板加熱機構、 ５・・・・半導
体基板、 ６・・・・ビュ−イングポ−ト、７・・・・レ−ザ光
源、 ８・・・・レ−ザ出力制御用コンピュ−タ、９・・・・パ
イロメ−タ、 １０・・・・反射板、 4１・・・・ＧａＡｓ基
板、４２・・・・ＧａＡｓバッファ層、 ４３・・・・ＡｌＧａ
Ａｓ層、４４・・・・ＡｌＧａＡｓグレ−デッド層、 ４５
・・・・ＡｌＧａＡｓ層、６１・・・・ＧａＡｓ基板、 ６２・・
・・ＧａＡｓバッファ層、６３・・・・ＩｎＧａＡｓ層、 ６
４・・・・ＩｎＧａＡｓグレ−デッド層、６５・・・・ＩｎＧａ
Ａｓ(Ｘ＝０．１)層、 ７１・・・・ＧａＡｓ基板、７２・・
・・サブコレクタ層、 ７３・・・・コレクタ層(ＵＧａＡ
ｓ)、７４・・・・グレ−デッドベ−ス層、 ７５・・・・スペ
−サ層、７６・・・・第１のエミッタ層、 ７７・・・・第２の
エミッタ層、７８・・・・キャップ層、 ８１・・・・ＧａＡｓ
基板、８２・・・・ＧａＡｓバッファ層、 ８３・・・・ＡｌＧ
ａＡｓ層、８４・・・・ＡｌＧａＡｓ層、 ８５・・・・ＡｌＧ
ａＡｓ層、９１・・・・ＧａＡｓ基板、 ９２・・・・ＧａＡｓ
バッファ層、９３・・・・ＡｌＧａＡｓ層、 ９４・・・・Ａｌ
ＧａＡｓ(Ｘ＝０．２)層、９５・・・・ＡｌＧａＡｓ(Ｘ＝
０．１)層、１０１・・・・ＧａＡｓ基板、１０２・・・・Ｇａ
Ａｓバッファ層、 １０３・・・・ＩｎＧａＡｓ層、１０４
・・・・ＩｎＧａＡｓ(Ｘ＝０．２)層、 １０５・・・・ＩｎＧ
ａＡｓ層、１１１・・・・ＧａＡｓ基板、 １０２・・・・Ｇａ
Ａｓバッファ層、１０３・・・・ＩｎＧａＡｓ層、 １０４
・・・・ＩｎＧａＡｓ層、１０５・・・・ＩｎＧａＡｓ層。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の分子線源から得られた複数の分子線
   を基板に照射して、上記基板上に化合物半導体膜をエピ
   タキシャル成長させる方法において、上記基板の温度
   を、上記化合物半導体膜を構成する第１の化合物の成長
   速度が低下し、かつ、上記化合物半導体膜を構成する上
   記第１の化合物以外の第２の化合物の成長速度が変化し
   ない温度領域内で変化させることにより、厚さ方向にお
   いて所望の組成分布を有する化合物半導体膜を上記基板
   上にエピタキシャル成長させることを特徴とする化合物
   半導体の結晶成長方法。
2. 【請求項２】上記基板の温度を、上記温度領域内におい
   て連続的に変化させることにより、厚さ方向の組成が連
   続的に変化する、３元混晶のグレ−デッド層を形成する
   ことを特徴とする請求項１記載の化合物半導体の結晶成
   長方法。
3. 【請求項３】上記化合物半導体および上記第１の化合物
   は、それぞれＡｌＧａＡｓおよびＧａＡｓであり、上記
   温度領域は６００℃〜７００℃であることを特徴とする
   請求項１若しくは２に記載の化合物半導体の結晶成長方
   法。
4. 【請求項４】上記化合物半導体および上記第１の化合物
   は、それぞれＩｎＧａＡｓおよびＩｎＡｓであり、上記
   温度領域は５００℃〜６００℃であることを特徴とする
   請求項１若しくは２に記載の化合物半導体の結晶成長方
   法。
5. 【請求項５】上記エピタキシャル成長は、上記基板の温
   度をレーザ光の照射によって所定の温度に制御して行な
   われることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に
   記載の化合物半導体の結晶成長方法。
6. 【請求項６】上記レーザ光の出力は、上記基板の温度を
   パイロメ−タでモニタ−し、そのデ−タをコンピュ−タ
   にフィ−ドバックすることによって制御されることを特
   徴とする請求項５記載の化合物半導体の結晶成長方法。
7. 【請求項７】上記エピタキシャル成長は、上記分子線源
   の温度をほぼ一定に保って行なわれることを特徴とする
   請求項１から６のいずれか一に記載の化合物半導体の結
   晶成長方法。
8. 【請求項８】上記レーザ光はＹＡＧレーザであることを
   特徴とする請求項５、６若しくは７に記載の化合物半導
   体の結晶成長方法。
9. 【請求項９】上記エピタキシャル成長は、上記基板の温
   度をハロゲンランプの照射によって所定の温度に制御し
   て行なわれることを特徴とする請求項１から４のいずれ
   かに記載の化合物半導体の結晶成長方法。