JPS5987814A - ３−ｖ族化合物半導体の製造方法 - Google Patents

３−ｖ族化合物半導体の製造方法

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JPS5987814A
JPS5987814A JP57197510A JP19751082A JPS5987814A JP S5987814 A JPS5987814 A JP S5987814A JP 57197510 A JP57197510 A JP 57197510A JP 19751082 A JP19751082 A JP 19751082A JP S5987814 A JPS5987814 A JP S5987814A
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Japan
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hydrogen
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compound semiconductor
gas
laser
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JP57197510A
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Haruo Ito
晴夫 伊藤
Tadashi Saito
忠 斉藤
Yuichi Ono
小野　佑一
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Hitachi Ltd
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    • H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はＩＩＪ−Ｖ族化合物半導体の製造方法に係り、
特に、基板加熱温度の低減化に好適で高純度、高品質の
′Ｍ、産性に秀れたＩＩＩ　−Ｖ族化合物半導体の製造
方法に間する。
〔従来技術〕
有機金属化合物を用いるＩＩＩ　−Ｖ族化合物半導体の
製造方法（例えば特公昭４９−４４７８８）は通常のハ
ロゲン化物を使用する不均化反応による方法に比べると
以下の特徴を有する。
′１）高周波加熱炉を用いるため反応管からの不純物の
混入がおさえられる。
２）　ハロゲン化物を使用しないため、基板からのオー
トドーピングがおさえられ、高純度、高品釧の半導体が
造りやすい。
３）高周波加熱炉を使用するため、昇温、降温などの操
作時間が短く、また、多数個の基板の処理が１丁能であ
る。
という特徴を有する。しかしながら、これらの特徴は不
均化反応による方法と比べた場合の特徴で−あり、まだ
充分であるとはいえない。
さらに従来の有機金属と■族水素化物の熱分解法では、
特に■ｎＰ等Ｐを含む化合物半導体形成時に基板加熱温
度を５５Ｏｒ以上にすると基板Ｉ　ｎ　Ｊ）の表面から
解離圧にょシＰが脱は表面が荒れるという欠点がある。
またＧａＡｓ基板の場合もやはり６００Ｃを越えると同
様の現象が起るため、やむをえずＶ族元素ガス分圧附与
のためＰＨｓ　ｅＡｓｌ：Ｔｓといった有害ガスを大量
に流さなければならないという欠点があった。
また、光エネルギーを用いる方法は、光化学蒸着法と呼
はれ、当初水銀ランプからの紫外光に上り励起されたＨ
　ｇ原子による５ｆＨ４ガスの分＞ｔ’ｒ！に適用され
、ポリマー状シリコン膜が形成された（例えば、Ｊ、ｐ
ｈｙｓ、　Ｃｂｅｍ、　６８（２）　３０４　（１９６
４））。
しかし、該ポリ＝−膜の品質が悪く電気高性質を測定す
る段階に達していなかった。最近、紫外線レーザーや炭
酸ガスレーザーを用いたＳｉ膜の形成に関する研究結果
も報告されているが、該ｓｔ膜は粒径の大きな多結晶に
過ぎない。また、該光化蒸着法は、Ｓｉ以外に、窒化物
、酸化物や金属などの薄膜形成に適用されているが、Ｊ
ｌｌ−Ｖ族化合物半導体の製造報告例はない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高純度で高品質の■−■族化合物半導
体の量産性に秀れた製造方法を提供するととＫある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するための本発明の構成は、水素化合物
あるいはアルキル化合物とキャリアガスとの混合ガスに
レーザー光を照射させて（ＩＩ−Ｖ族化合物半導体を製
造することにある。
すなわち、上記本発明では、従来法の問題解決のだめ、
光エネルギーを使い反応ガスの化学反応を行わせるもの
である。
本発明によれは基板加熱温度を従来法よシも約１００〜
３００Ｃ低減できるため、前述の様な欠点を除去するこ
とができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図および第２図に、より説
明する。
実施例１； 成長基板としてＧａＡ　Ｓ単結晶（１００）面１１を用
い、機械研磨および化学研磨などの表面処理後、反応管
の加熱台１２に載せ、水素気流中で４０Ｏｒに加熱し、
次いでＡ８Ｈｓを５％含有した水素を２３０ｍｔ／―の
流量で送った後、ＩＯＷの炭酸ガスレーザー１３を基板
に照射するとともに、ＯＣに保持したトリメチルガリウ
ムのバブラーに水素を導入し、ｎ型ドーパントとしての
Ｈ２Ｓｅと共に反応管中へ送給する。この場合、反応管
内でのそれぞれのガスの割合は体積％で、トリメチルガ
リウム０．０４％、アルシン０．１５％、水素９９．８
％、セレン化水素１１ｐＨ，ガス流速１１ａｎ／鮒であ
った。以上の条件で１５分間反応させ、厚さ５μｍ１キ
ヤリア濃度３　Ｘ　１０　”　７ｃｍ−”で鏡面をもっ
たｎ型ＧａＡｓ結晶を成長させることができた。
上記・実施例ではトリメチルガリウムを使用したが、ト
リメチルアルミニウム、トリエチルガリウム１　トリエ
チルアルミニウム等のアルキル金属を　　　。
用いても差違なく全く同様に適用できた。他の構成は本
実施例と全く同様なので省略する。
実施例２； 実施例１において炭酸ガス・レーザーの代シに１５Ｗの
アルゴン・レーザーを使用し、３０分間ｆ厚さ１０μｍ
のｎ型Ｇ　’ａ　Ａ　ｓ結晶を成長させることができた
。
実施例３； 成長基板としてＧｅ単結晶（３１１）面を珀い機械研磨
および化学研磨などの表面処理を行なった後、これを反
応管の加熱台如載せて、水素気流中で４５０Ｃに加熱し
、５％ＡＳＨ３を含む水素を２３０ｍｔ／―の流：虹で
流した後、基板に炭酸ガスレーザー光を照射する。次に
、ｏｃＦＣ保持したトリメチルガリウムのバブラーに水
素を２２’ｍ４／紬の流量で４人し、ｎ型ドーパントと
してのＨｚＳｅと共に反応管中へ送給する。反応管内で
のそれぞれのガスの割合はガス体積％でトリメチルガリ
ウム０．０２％、アルシン０．０８％、セレン化水素１
胛、水素９９．９％、ガス流速２３（７）／圓であった
。以上の条件で２００分間反応せて、厚さ５４ｍ１キヤ
リア濃度４　Ｘ　１０”ｃｍ−”で鏡面をもったｎ型Ｇ
ａＡｓ結晶を成長させることができた。
実施例４； 成長基板としてＧ　ａ　Ａ　ｓ単結晶（１００）面２１
を用い、機械研磨および化学研磨などの表面処理後、反
応管の加熱台２２に載せ、水素気流中で４５００に加熱
し、次いで、ＡＳＨｓガスを流し、ＯＣに保持したトリ
メチルガリウムのバブラーに水素を導入し、ｎ型ドーパ
ントとしてのＩＩｓ　Ｓ　ｅと共に反応管中へ送給する
。この反応ガスに１５Ｗのエキシマレーザ−光２３を照
射し反応を起し、Ｃ）ａＡｓ結晶を形成した。この場合
、反応管内でのそれぞれのガスの割合は体積％でトリメ
チルガリウム０．０４％、アルシン０．０５％、水素９
９．８％、セレン化水素ＩＩｖ１１１１　ガス流速５　
Ｃ１ｎ／ＰＢＸであった。
以上の条件で１０分間反応させ、厚さ２８ｍ１キヤリア
濃度３　Ｘ　１０１７ｃｍ−”　で鏡面をもったｎ型０
ａＡｓ結晶を成長させることができた。
実施例５； 実施例４においてＧ　ａ　Ａ　ｓ基板の代シにＩｎＰ基
板を用い、トリメチルガリウムとＰＨｓにエキシマレー
ザ照射により基板温度４００Ｃで１時間に約２μｍの鏡
面状のＩｎＰ単結晶を成長させることができた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、レーザー光照射により光エネルギーを
加えることによシ基板加熱温度を低減できるので、反応
管からの不純物の混入および基板からのオートドーピン
グがおさえられ、高純度、高品質の半導体が作りやすい
との効果がある。また基板加熱温度の低減化は、昇温、
降温の操作時間をさらに短くできるため量産化の効果が
ある。
本発明で形成される化合物半導体はＧａＡｓ。
Ｉ　ｎ　Ｐといった二元系に限らず三元、四元系の化合
物半導体をも同様に形成し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に使用した縦型反応装置の断面図、第２
図は横型反応装置の断面図である。 １１・・・ＧａＡｓ基板、１２・・・加熱台、１３・・
・炭酸ガ、スレーザー、１４・・・高層１＆コイル、１
５・・・ガス導入口；２１・・・Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板、
２２・・・加熱台、２３・・・ｘ　キシ？　レーサー、
２４・・・高周波コイル、２５・・・第　ｌ　図 ￥Ｊ　ｚ　図 ０　％ＯＱ○ ４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　アルキル金属と■族元素の砒素、燐、アンチモン
    の群の中から選んぞ少なくとも１種の元素の水素化合物
    ある仏はアルキル化合物とキャリアガスとの混合物の分
    解によって基板上に■族金属と前記■族元素からなる化
    合物半導体を気相成長させる方法において、前記混合ガ
    スへレーザー光を照射することを％徴とする■−■族化
    合物半導体の製造方法。 ２．１１”￥許請求の範囲第１項において、上記レーザ
    ー光として、炭酸ガスレーザーあるいはアルゴンガスレ
    ーザーを使用することを特徴とする■−■族化合物半導
    体の製造方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記レーザー光と
    してエキシマレーザ−を用いることを特徴とするＩｌｌ
    　−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
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