JPH09106949A - 化合物半導体基板及びその製造方法 - Google Patents
化合物半導体基板及びその製造方法Info
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- JPH09106949A JPH09106949A JP26140295A JP26140295A JPH09106949A JP H09106949 A JPH09106949 A JP H09106949A JP 26140295 A JP26140295 A JP 26140295A JP 26140295 A JP26140295 A JP 26140295A JP H09106949 A JPH09106949 A JP H09106949A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 化合物半導体薄膜１２表面が平坦とならず、
また結晶性が悪いためＨＥＭＴ等のデバイス特性が劣化
する。 【解決手段】 Ｓｉ基板１１上に、格子定数の異なる化
合物半導体薄膜２０が形成された化合物半導体基板１０
において、化合物半導体薄膜２０が第１の結晶成長温度
で形成され、第２の結晶成長温度以上６５０℃以下の温
度で熱処理された第１の化合物半導体薄膜１２ａと、第
１の化合物半導体薄膜１２ａ上に形成された１〜２原子
層の金属薄膜１３ａと、金属薄膜１３ａ上に第２の結晶
成長温度で形成された第２の化合物半導体薄膜１４とか
らなる。
また結晶性が悪いためＨＥＭＴ等のデバイス特性が劣化
する。 【解決手段】 Ｓｉ基板１１上に、格子定数の異なる化
合物半導体薄膜２０が形成された化合物半導体基板１０
において、化合物半導体薄膜２０が第１の結晶成長温度
で形成され、第２の結晶成長温度以上６５０℃以下の温
度で熱処理された第１の化合物半導体薄膜１２ａと、第
１の化合物半導体薄膜１２ａ上に形成された１〜２原子
層の金属薄膜１３ａと、金属薄膜１３ａ上に第２の結晶
成長温度で形成された第２の化合物半導体薄膜１４とか
らなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体基板及
びその製造方法に関し、より詳細には、例えば光または
高速電子デバイス等に使用される化合物半導体基板及び
その製造方法に関する。
びその製造方法に関し、より詳細には、例えば光または
高速電子デバイス等に使用される化合物半導体基板及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、基板上にこれとは異種の化合物半
導体薄膜をエピタキシャル成長させ、該化合物半導体薄
膜及び前記基板におけるそれぞれの長所を活用可能な化
合物半導体基板の製造が研究されている。例えばシリコ
ン（以下、Ｓｉと記す）基板上にＧａＡｓ薄膜をエピタ
キシャル成長させることにより、Ｓｉ基板が有する機械
的強度とＧａＡｓが有する高速応答性とを兼ね備えた化
合物半導体基板（ＧａＡｓ／Ｓｉ）が作製されており、
このような方法によって得られた化合物半導体基板は、
電子デバイス、光デバイス等に応用されている。
導体薄膜をエピタキシャル成長させ、該化合物半導体薄
膜及び前記基板におけるそれぞれの長所を活用可能な化
合物半導体基板の製造が研究されている。例えばシリコ
ン（以下、Ｓｉと記す）基板上にＧａＡｓ薄膜をエピタ
キシャル成長させることにより、Ｓｉ基板が有する機械
的強度とＧａＡｓが有する高速応答性とを兼ね備えた化
合物半導体基板（ＧａＡｓ／Ｓｉ）が作製されており、
このような方法によって得られた化合物半導体基板は、
電子デバイス、光デバイス等に応用されている。
【０００３】しかしながら、前記化合物半導体基板（Ｇ
ａＡｓ／Ｓｉ）におけるＳｉとＧａＡｓとでは格子定数
が異なっており、ＧａＡｓ層をＳｉ基板上に直接エピタ
キシャル成長させることは困難であった。この問題に対
処するため、２段階成長法による製造方法が提案されて
いる（Akiyama et al:Japanese Journal of AppliedPhy
sics Vol.23(1984),No.11,L843 〜L845）。これは、ま
ず４００〜５００℃程度の比較的低温（第１の結晶成長
温度）において約５〜２０ｎｍのアモルファス状態に近
いＧａＡｓ等の第１の化合物半導体薄膜をＳｉ基板上に
成長させる。次に６００〜７５０℃程度の比較的高温
（第２の結晶成長温度）まで昇温して前記第１の化合物
半導体薄膜を固相成長により単結晶化させると共に、こ
の上にＧａＡｓ等の第２の化合物半導体薄膜を所望の膜
厚だけエピタキシャル成長させる方法である。
ａＡｓ／Ｓｉ）におけるＳｉとＧａＡｓとでは格子定数
が異なっており、ＧａＡｓ層をＳｉ基板上に直接エピタ
キシャル成長させることは困難であった。この問題に対
処するため、２段階成長法による製造方法が提案されて
いる（Akiyama et al:Japanese Journal of AppliedPhy
sics Vol.23(1984),No.11,L843 〜L845）。これは、ま
ず４００〜５００℃程度の比較的低温（第１の結晶成長
温度）において約５〜２０ｎｍのアモルファス状態に近
いＧａＡｓ等の第１の化合物半導体薄膜をＳｉ基板上に
成長させる。次に６００〜７５０℃程度の比較的高温
（第２の結晶成長温度）まで昇温して前記第１の化合物
半導体薄膜を固相成長により単結晶化させると共に、こ
の上にＧａＡｓ等の第２の化合物半導体薄膜を所望の膜
厚だけエピタキシャル成長させる方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記２段階成長法によ
る化合物半導体基板の製造方法では、Ｓｉ基板上に化合
物半導体薄膜をエピタキシャル成長させることができ
る。しかし図３に示したように、Ｓｉ基板１１上にアモ
ルファス状態に近い第１の化合物半導体薄膜１２を成長
させた場合（図３（ａ））、これらの界面近傍に第１の
化合物半導体薄膜１２とＳｉ基板１１との格子定数の差
に基づく歪みエネルギーが発生し易い。また第１の結晶
成長温度から第２の結晶成長温度に昇温すると、熱の影
響により第１の化合物半導体薄膜１２が凝集して島状結
晶１２ｂとなる（図３（ｂ））。図示しないが、さらに
この島状結晶１２ｂ上に第２の化合物半導体薄膜をエピ
タキシャル成長させると、島が大きくなり島同士が会合
する際に会合部近傍に転位が発生したり、これら島状結
晶１２ｂ表面の凹凸形状を反映し、前記第２の化合物半
導体薄膜の表面に表面荒れが発生する。このような化合
物半導体基板により高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭ
Ｔ：High Electron Mobility Transistor)等の電子デバ
イスを形成すると、活性層界面における二次元電子ガス
の移動度が低下し易く、素子の特性が劣化するという課
題があった。
る化合物半導体基板の製造方法では、Ｓｉ基板上に化合
物半導体薄膜をエピタキシャル成長させることができ
る。しかし図３に示したように、Ｓｉ基板１１上にアモ
ルファス状態に近い第１の化合物半導体薄膜１２を成長
させた場合（図３（ａ））、これらの界面近傍に第１の
化合物半導体薄膜１２とＳｉ基板１１との格子定数の差
に基づく歪みエネルギーが発生し易い。また第１の結晶
成長温度から第２の結晶成長温度に昇温すると、熱の影
響により第１の化合物半導体薄膜１２が凝集して島状結
晶１２ｂとなる（図３（ｂ））。図示しないが、さらに
この島状結晶１２ｂ上に第２の化合物半導体薄膜をエピ
タキシャル成長させると、島が大きくなり島同士が会合
する際に会合部近傍に転位が発生したり、これら島状結
晶１２ｂ表面の凹凸形状を反映し、前記第２の化合物半
導体薄膜の表面に表面荒れが発生する。このような化合
物半導体基板により高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭ
Ｔ：High Electron Mobility Transistor)等の電子デバ
イスを形成すると、活性層界面における二次元電子ガス
の移動度が低下し易く、素子の特性が劣化するという課
題があった。
【０００５】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、島状結晶が形成されることなく、表面が平坦
で、かつ結晶性に優れた化合物半導体薄膜がＳｉ基板上
にエピタキシャル成長された化合物半導体基板及びその
製造方法を提供することを目的としている。
のであり、島状結晶が形成されることなく、表面が平坦
で、かつ結晶性に優れた化合物半導体薄膜がＳｉ基板上
にエピタキシャル成長された化合物半導体基板及びその
製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】ＨＥＭＴ等
のデバイス特性を決定する前記Ｓｉ基板の平坦性を向上
させるためには、前記第１の化合物半導体薄膜が前記熱
処理により凝集し、島状になることを抑制すればよい。
のデバイス特性を決定する前記Ｓｉ基板の平坦性を向上
させるためには、前記第１の化合物半導体薄膜が前記熱
処理により凝集し、島状になることを抑制すればよい。
【０００７】一般に前記島状化の際には、前記第１の化
合物半導体薄膜及びＳｉ基板の表面エネルギーと、前記
第１の化合物半導体薄膜と前記Ｓｉ基板との間の界面エ
ネルギーとの関係において、前記第１の化合物半導体薄
膜の表面エネルギーが最小になるように形状が決定され
る。従って、前記第１の化合物半導体薄膜の表面エネル
ギーを低下させることができれば上記島状化を抑制する
ことが可能となる。
合物半導体薄膜及びＳｉ基板の表面エネルギーと、前記
第１の化合物半導体薄膜と前記Ｓｉ基板との間の界面エ
ネルギーとの関係において、前記第１の化合物半導体薄
膜の表面エネルギーが最小になるように形状が決定され
る。従って、前記第１の化合物半導体薄膜の表面エネル
ギーを低下させることができれば上記島状化を抑制する
ことが可能となる。
【０００８】本発明者らは、前記第１の化合物半導体薄
膜を形成した後に金属薄膜を１〜２原子層形成し、その
後熱処理することにより、前記第１の化合物半導体薄膜
の島状化を抑制し得ることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
膜を形成した後に金属薄膜を１〜２原子層形成し、その
後熱処理することにより、前記第１の化合物半導体薄膜
の島状化を抑制し得ることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
【０００９】すなわち上記目的を達成するために本発明
に係る化合物半導体基板は、Ｓｉ基板上に、化合物半導
体薄膜が形成された化合物半導体基板において、前記化
合物半導体薄膜が、第１の結晶成長温度で形成され、第
２の結晶成長温度以上６５０℃以下の温度で熱処理され
た第１の化合物半導体薄膜と、該第１の化合物半導体薄
膜上に形成された１〜２原子層の金属薄膜と、該金属薄
膜上に前記第２の結晶成長温度で形成された第２の化合
物半導体薄膜とからなることを特徴としている。
に係る化合物半導体基板は、Ｓｉ基板上に、化合物半導
体薄膜が形成された化合物半導体基板において、前記化
合物半導体薄膜が、第１の結晶成長温度で形成され、第
２の結晶成長温度以上６５０℃以下の温度で熱処理され
た第１の化合物半導体薄膜と、該第１の化合物半導体薄
膜上に形成された１〜２原子層の金属薄膜と、該金属薄
膜上に前記第２の結晶成長温度で形成された第２の化合
物半導体薄膜とからなることを特徴としている。
【００１０】上記化合物半導体基板によれば、表面が平
坦で、かつ結晶性に優れた化合物半導体薄膜がＳｉ基板
上にエピタキシャル成長しており、ＨＥＭＴ等のデバイ
ス特性を向上させることができる。
坦で、かつ結晶性に優れた化合物半導体薄膜がＳｉ基板
上にエピタキシャル成長しており、ＨＥＭＴ等のデバイ
ス特性を向上させることができる。
【００１１】金属薄膜が厚くなると、熱処理時に島状化
が起こる。一方、薄すぎると金属薄膜を形成する効果が
ない。金属薄膜は１〜２原子層とするのが良く、１原子
層で形成するのが最適である。
が起こる。一方、薄すぎると金属薄膜を形成する効果が
ない。金属薄膜は１〜２原子層とするのが良く、１原子
層で形成するのが最適である。
【００１２】また、本発明に係る化合物半導体基板の製
造方法は、Ｓｉ基板上に、化合物半導体薄膜を形成する
化合物半導体基板の製造方法において、第１の結晶成長
温度で第１の化合物半導体薄膜を形成する工程と、前記
第１の化合物半導体薄膜上に金属薄膜を１〜２原子層形
成する工程と、第２の結晶成長温度以上６５０℃以下の
温度まで昇温させて熱処理を施す工程と、前記第２の結
晶成長温度で第２の化合物半導体薄膜を形成する工程と
を含むことを特徴としている。
造方法は、Ｓｉ基板上に、化合物半導体薄膜を形成する
化合物半導体基板の製造方法において、第１の結晶成長
温度で第１の化合物半導体薄膜を形成する工程と、前記
第１の化合物半導体薄膜上に金属薄膜を１〜２原子層形
成する工程と、第２の結晶成長温度以上６５０℃以下の
温度まで昇温させて熱処理を施す工程と、前記第２の結
晶成長温度で第２の化合物半導体薄膜を形成する工程と
を含むことを特徴としている。
【００１３】上記化合物半導体基板の製造方法によれ
ば、第１の化合物半導体薄膜を形成した後に金属薄膜を
１〜２原子層形成することにより、第１の化合物半導体
薄膜の表面エネルギーを低下させ、熱処理時の第１の化
合物半導体薄膜の島状化を抑制し得るため、化合物半導
体薄膜の表面平坦性及び結晶性に優れた化合物半導体基
板を形成することができる。この熱処理温度が６５０℃
を超えると島状化が起こるので、この温度は第２の結晶
成長温度以上６５０℃以下とする。
ば、第１の化合物半導体薄膜を形成した後に金属薄膜を
１〜２原子層形成することにより、第１の化合物半導体
薄膜の表面エネルギーを低下させ、熱処理時の第１の化
合物半導体薄膜の島状化を抑制し得るため、化合物半導
体薄膜の表面平坦性及び結晶性に優れた化合物半導体基
板を形成することができる。この熱処理温度が６５０℃
を超えると島状化が起こるので、この温度は第２の結晶
成長温度以上６５０℃以下とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る化合物半導体
基板及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて説
明する。
基板及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて説
明する。
【００１５】図１は化合物半導体薄膜にＧａＡｓ、金属
薄膜にＩｎを使用した場合の実施の形態に係る化合物半
導体基板（ＧａＡｓ／Ｓｉ）の構造を示した模式的断面
図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は該化合物半導体基板を
製造するにあたっての工程の一部を示した模式的部分断
面図である。なお、従来例と同一の機能を有する構成部
品には同一の符合を付すものとする。
薄膜にＩｎを使用した場合の実施の形態に係る化合物半
導体基板（ＧａＡｓ／Ｓｉ）の構造を示した模式的断面
図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は該化合物半導体基板を
製造するにあたっての工程の一部を示した模式的部分断
面図である。なお、従来例と同一の機能を有する構成部
品には同一の符合を付すものとする。
【００１６】Ｓｉ基板１１の上には第１の化合物半導体
薄膜１２ａが形成され、第１の化合物半導体薄膜１２ａ
の上には金属薄膜１３ａが形成されており、さらにその
上には第２の化合物半導体薄膜１４が形成されている。
これら第１の化合物半導体薄膜１２ａ、金属薄膜１３ａ
及び第２の化合物半導体薄膜１４から化合物半導体薄膜
２０が構成されている。
薄膜１２ａが形成され、第１の化合物半導体薄膜１２ａ
の上には金属薄膜１３ａが形成されており、さらにその
上には第２の化合物半導体薄膜１４が形成されている。
これら第１の化合物半導体薄膜１２ａ、金属薄膜１３ａ
及び第２の化合物半導体薄膜１４から化合物半導体薄膜
２０が構成されている。
【００１７】上記した構成の化合物半導体基板１０を製
造するにあたっては、まずＳｉ基板１１の表面をフッ酸
系エッチャントを用いて洗浄し、Ｓｉ基板１１上の自然
酸化膜（図示せず）を除去した後、アンモニア水、過酸
化水素水及び純水の混合水溶液中に浸漬し、表面保護膜
としての薄い酸化膜を形成する。次にこれを超高真空チ
ャンバー（図示せず）内に載置した後、該チャンバー内
を加熱し、Ｓｉ基板１１を所定の基板温度まで上昇させ
て前記酸化膜を除去し、清浄表面を形成する。次にＳｉ
基板１１を所定の基板温度まで降温させ、エピタキシャ
ル成長装置（図示せず）のＧａセルとＡｓセルとを開け
て、所定の成長速度、所定のＡｓに対するＧａの分圧比
（Ａｓの蒸気圧に対するＧａの蒸気圧の比）にて第１の
化合物半導体薄膜（熱処理前）１２を所定厚みまでエピ
タキシャル成長させる（図２（ａ））。その後、前記Ｇ
ａセルと前記Ａｓセルとを閉じ、前記降温時の基板温度
のままＩｎセルを開けて第１の化合物半導体薄膜（熱処
理前）１２上に金属薄膜（熱処理前）１３を１〜２原子
層形成する（図２（ｂ））。次に、前記Ａｓセルを開け
てＡｓフラックスを照射しながら所定の基板温度まで昇
温させ、５〜１０分間熱処理を施した後（図２
（ｃ））、該基板温度を維持したままＧａセルを開けて
所定の成長速度、所定のＡｓに対するＧａの分圧比にて
第２の化合物半導体薄膜１４を所定厚み成長させる。
造するにあたっては、まずＳｉ基板１１の表面をフッ酸
系エッチャントを用いて洗浄し、Ｓｉ基板１１上の自然
酸化膜（図示せず）を除去した後、アンモニア水、過酸
化水素水及び純水の混合水溶液中に浸漬し、表面保護膜
としての薄い酸化膜を形成する。次にこれを超高真空チ
ャンバー（図示せず）内に載置した後、該チャンバー内
を加熱し、Ｓｉ基板１１を所定の基板温度まで上昇させ
て前記酸化膜を除去し、清浄表面を形成する。次にＳｉ
基板１１を所定の基板温度まで降温させ、エピタキシャ
ル成長装置（図示せず）のＧａセルとＡｓセルとを開け
て、所定の成長速度、所定のＡｓに対するＧａの分圧比
（Ａｓの蒸気圧に対するＧａの蒸気圧の比）にて第１の
化合物半導体薄膜（熱処理前）１２を所定厚みまでエピ
タキシャル成長させる（図２（ａ））。その後、前記Ｇ
ａセルと前記Ａｓセルとを閉じ、前記降温時の基板温度
のままＩｎセルを開けて第１の化合物半導体薄膜（熱処
理前）１２上に金属薄膜（熱処理前）１３を１〜２原子
層形成する（図２（ｂ））。次に、前記Ａｓセルを開け
てＡｓフラックスを照射しながら所定の基板温度まで昇
温させ、５〜１０分間熱処理を施した後（図２
（ｃ））、該基板温度を維持したままＧａセルを開けて
所定の成長速度、所定のＡｓに対するＧａの分圧比にて
第２の化合物半導体薄膜１４を所定厚み成長させる。
【００１８】なお、本実施の形態では成長法として分子
線エピタキシー（ＭＢＥ）法を用いたが、何らこれに限
定されるものでなく、別の実施の形態として有機金属気
相成長（ＭＯＣＶＤ）法でも可能である。この場合、原
料にはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（Ａｓ
Ｈ3 ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用いる。
線エピタキシー（ＭＢＥ）法を用いたが、何らこれに限
定されるものでなく、別の実施の形態として有機金属気
相成長（ＭＯＣＶＤ）法でも可能である。この場合、原
料にはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（Ａｓ
Ｈ3 ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用いる。
【００１９】また、本実施の形態では化合物半導体薄膜
２０としてＧａＡｓを原料に用いたが、何らこれに限定
されるものでなく、別の実施の形態としてＩｎＰ、Ｇａ
Ｐ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体薄膜等を成長させること
も可能である。
２０としてＧａＡｓを原料に用いたが、何らこれに限定
されるものでなく、別の実施の形態としてＩｎＰ、Ｇａ
Ｐ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体薄膜等を成長させること
も可能である。
【００２０】また、本実施の形態では金属薄膜１３ａと
してＩｎを原料に用いたが、何らこれに限定されるもの
でなく、別の形態としては、第１及び第２の化合物半導
体に用いる元素以外でこれらの化合物半導体と混晶を形
成するか、ｎ型、ｐ型のドーパントとなり得る金属元素
であればよく、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ等を用いることもでき
る。
してＩｎを原料に用いたが、何らこれに限定されるもの
でなく、別の形態としては、第１及び第２の化合物半導
体に用いる元素以外でこれらの化合物半導体と混晶を形
成するか、ｎ型、ｐ型のドーパントとなり得る金属元素
であればよく、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ等を用いることもでき
る。
【００２１】
薄膜形成方法：分子線エピタキシー法 原料：固体のＧａ、Ａｓ、Ｉｎ Ｓｉ基板１１：（００１）面方位を有し、［１１０］方
向に２°傾いたＳｉ基板 Ｓｉ基板１１表面の酸化膜除去時の基板温度：９００℃ 降温時の基板温度：４００℃ 第１の化合物半導体薄膜１２ａの膜厚：０．１μｍ 第１の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２の成長速度：
０．３μｍ／ｈ 第１の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２成長時のＡｓ
に対するＧａの分圧比：１０ 昇温時の基板温度：６００℃ 熱処理時間：１０分 第２の化合物半導体薄膜１４の膜厚：３μｍ 第２の化合物半導体薄膜１４の成長速度：１．０μｍ／
ｈ 第２の化合物半導体薄膜１４の成長時のＡｓに対するＧ
ａの分圧比：２０ 以下に、実施例に係る製造方法により成長させた化合物
半導体薄膜２０に関し、平坦度及び結晶性を調査した結
果について説明する。
向に２°傾いたＳｉ基板 Ｓｉ基板１１表面の酸化膜除去時の基板温度：９００℃ 降温時の基板温度：４００℃ 第１の化合物半導体薄膜１２ａの膜厚：０．１μｍ 第１の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２の成長速度：
０．３μｍ／ｈ 第１の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２成長時のＡｓ
に対するＧａの分圧比：１０ 昇温時の基板温度：６００℃ 熱処理時間：１０分 第２の化合物半導体薄膜１４の膜厚：３μｍ 第２の化合物半導体薄膜１４の成長速度：１．０μｍ／
ｈ 第２の化合物半導体薄膜１４の成長時のＡｓに対するＧ
ａの分圧比：２０ 以下に、実施例に係る製造方法により成長させた化合物
半導体薄膜２０に関し、平坦度及び結晶性を調査した結
果について説明する。
【００２２】平坦度として第２の化合物半導体薄膜１４
の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定し、
基準仮想平面上の凸部の高さの標準偏差に基づいて評価
した結果を表１に示す。なお、比較例として従来の２段
階成長法により形成された化合物半導体薄膜を用いて評
価した結果を表１に併記する。
の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定し、
基準仮想平面上の凸部の高さの標準偏差に基づいて評価
した結果を表１に示す。なお、比較例として従来の２段
階成長法により形成された化合物半導体薄膜を用いて評
価した結果を表１に併記する。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１から明らかなように、比較例に係る化
合物半導体薄膜の平坦度５．０〜６．０ｎｍに比べ、実
施例に係る化合物半導体薄膜２０の平坦度は３．０〜
３．５ｎｍとなっており、第１の化合物半導体薄膜１２
ａ及び第２の化合物半導体薄膜１４の表面が平坦化され
ている。
合物半導体薄膜の平坦度５．０〜６．０ｎｍに比べ、実
施例に係る化合物半導体薄膜２０の平坦度は３．０〜
３．５ｎｍとなっており、第１の化合物半導体薄膜１２
ａ及び第２の化合物半導体薄膜１４の表面が平坦化され
ている。
【００２５】次に、結晶性として化合物半導体薄膜２０
の結晶性をＸ線２結晶回折ピークの半値幅により評価し
た結果を表２に示す。なお、比較例に関しては上記平坦
度の調査に用いたものと同様である。
の結晶性をＸ線２結晶回折ピークの半値幅により評価し
た結果を表２に示す。なお、比較例に関しては上記平坦
度の調査に用いたものと同様である。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２から明らかなように、比較例の場合に
比べて実施例に係る化合物半導体薄膜２０の場合、結晶
性に優れており、第１の化合物半導体薄膜１２ａ、第２
の化合物半導体薄膜１４中の転移密度が減少している。
比べて実施例に係る化合物半導体薄膜２０の場合、結晶
性に優れており、第１の化合物半導体薄膜１２ａ、第２
の化合物半導体薄膜１４中の転移密度が減少している。
【００２８】上記結果から明らかなように、実施例に係
る化合物半導体基板１０によれば、化合物半導体薄膜２
０が第１の結晶成長温度で形成され、第２の結晶成長温
度以上６５０℃以下の温度で熱処理された第１の化合物
半導体薄膜１２ａと、第１の化合物半導体薄膜１２ａ上
に形成された１〜２原子層の金属薄膜１３ａと、金属薄
膜１３ａ上に前記第２の結晶成長温度で形成された第２
の化合物半導体薄膜１４とからなっているので、化合物
半導体薄膜２０の表面が平坦で、かつ結晶性に優れてい
ることによりＨＥＭＴ等のデバイス特性を向上させるこ
とができる。
る化合物半導体基板１０によれば、化合物半導体薄膜２
０が第１の結晶成長温度で形成され、第２の結晶成長温
度以上６５０℃以下の温度で熱処理された第１の化合物
半導体薄膜１２ａと、第１の化合物半導体薄膜１２ａ上
に形成された１〜２原子層の金属薄膜１３ａと、金属薄
膜１３ａ上に前記第２の結晶成長温度で形成された第２
の化合物半導体薄膜１４とからなっているので、化合物
半導体薄膜２０の表面が平坦で、かつ結晶性に優れてい
ることによりＨＥＭＴ等のデバイス特性を向上させるこ
とができる。
【００２９】また、実施例に係る化合物半導体基板１０
の製造方法によれば、第１の結晶成長温度で第１の化合
物半導体薄膜（熱処理前）１２を形成する工程と、第１
の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２上に金属薄膜（熱
処理前）１３を１〜２原子層形成する工程と、第２の結
晶成長温度以上６５０℃以下の温度まで昇温させて熱処
理を施す工程と、前記第２の結晶成長温度で第２の化合
物半導体薄膜１４を形成する工程とを含んでいるので、
第１の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２の表面エネル
ギーを低下させ、熱処理時の第１の化合物半導体薄膜
（熱処理前）１２の島状化を抑制し得るため、化合物半
導体薄膜２０の表面平坦性及び結晶性に優れた化合物半
導体基板１０を形成することができる。
の製造方法によれば、第１の結晶成長温度で第１の化合
物半導体薄膜（熱処理前）１２を形成する工程と、第１
の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２上に金属薄膜（熱
処理前）１３を１〜２原子層形成する工程と、第２の結
晶成長温度以上６５０℃以下の温度まで昇温させて熱処
理を施す工程と、前記第２の結晶成長温度で第２の化合
物半導体薄膜１４を形成する工程とを含んでいるので、
第１の化合物半導体薄膜（熱処理前）１２の表面エネル
ギーを低下させ、熱処理時の第１の化合物半導体薄膜
（熱処理前）１２の島状化を抑制し得るため、化合物半
導体薄膜２０の表面平坦性及び結晶性に優れた化合物半
導体基板１０を形成することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る化合物半導体基板を
示した模式的断面図である。
示した模式的断面図である。
【図２】実施の形態に係る化合物半導体基板の製造工程
の一部を工程順に示した模式的部分断面図である。
の一部を工程順に示した模式的部分断面図である。
【図３】従来の２段階成長法による化合物半導体基板の
製造工程の一部を工程順に示した模式的部分断面図であ
る。
製造工程の一部を工程順に示した模式的部分断面図であ
る。
１１ Ｓｉ基板 １２ａ 第１の化合物半導体薄膜 １３ａ 金属薄膜 １４ 第２の化合物半導体薄膜 ２０ 化合物半導体薄膜
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉ基板上に、化合物半導体薄膜が形成
された化合物半導体基板において、前記化合物半導体薄
膜が、第１の結晶成長温度で形成され、第２の結晶成長
温度以上６５０℃以下の温度で熱処理された第１の化合
物半導体薄膜と、該第１の化合物半導体薄膜上に形成さ
れた１〜２原子層の金属薄膜と、該金属薄膜上に前記第
２の結晶成長温度で形成された第２の化合物半導体薄膜
とからなることを特徴とする化合物半導体基板。 - 【請求項２】 Ｓｉ基板上に、化合物半導体薄膜を形成
する化合物半導体基板の製造方法において、第１の結晶
成長温度で第１の化合物半導体薄膜を形成する工程と、
前記第１の化合物半導体薄膜上に金属薄膜を１〜２原子
層形成する工程と、第２の結晶成長温度以上６５０℃以
下の温度まで昇温させて熱処理を施す工程と、前記第２
の結晶成長温度で第２の化合物半導体薄膜を形成する工
程とを含むことを特徴とする化合物半導体基板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140295A JPH09106949A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 化合物半導体基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140295A JPH09106949A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 化合物半導体基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09106949A true JPH09106949A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17361376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26140295A Pending JPH09106949A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 化合物半導体基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09106949A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015053386A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 旭化成株式会社 | 化合物半導体基板の製造方法及び化合物半導体基板 |
-
1995
- 1995-10-09 JP JP26140295A patent/JPH09106949A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015053386A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 旭化成株式会社 | 化合物半導体基板の製造方法及び化合物半導体基板 |
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