JPS61210616A - 半導体薄膜形成法 - Google Patents
半導体薄膜形成法Info
- Publication number
- JPS61210616A JPS61210616A JP60052982A JP5298285A JPS61210616A JP S61210616 A JPS61210616 A JP S61210616A JP 60052982 A JP60052982 A JP 60052982A JP 5298285 A JP5298285 A JP 5298285A JP S61210616 A JPS61210616 A JP S61210616A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- semiconductor substrate
- compound semiconductor
- grown
- back surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H10P14/22—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using physical deposition, e.g. vacuum deposition or sputtering
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）等にお
いて、被成長化合物半導体基板を加熱しながら半導体薄
膜をエピタキシャル成長させる半導体薄膜の形成法に関
する。
いて、被成長化合物半導体基板を加熱しながら半導体薄
膜をエピタキシャル成長させる半導体薄膜の形成法に関
する。
〈従来技術〉
近年、ＭＢＥ法は、成長された半導体薄膜おｊ；び不純
物ドーピングの制御性が優れ、かつ急峻で平坦なヘテロ
界面が得られる等の利点を有しているため、超高周波半
導体素子あるいは半導体レーザに代表される光エレクト
ロニクス素子の製造方法として注目を集めている。
物ドーピングの制御性が優れ、かつ急峻で平坦なヘテロ
界面が得られる等の利点を有しているため、超高周波半
導体素子あるいは半導体レーザに代表される光エレクト
ロニクス素子の製造方法として注目を集めている。
従来より、ＭＢＥ法ではモリブデン（ＭＯ）などの高融
点金属を材料とする冶具（以下、サセプタと呼ぶ）を用
い、被成長半導体基板を成長室に保持し、所望の温度に
加熱する際、インジウム（Ｉｎ）などの低融点金属（以
下ソルダーと呼ぶ）を用いて半田装着する。結晶成長時
の半導体基板加熱方法としては、サセプタの背後に設置
されたタンタルヒータによりまずサセプタを加熱し、溶
融したソルダーを介して熱伝導により、半導体基板か加
熱される方式が採用されている。このような、半導体基
板の加熱方法では、半導体基板の裏面に祠着したソルダ
ーを、エピタキシャル成長後、除去する工程が必要とな
る。通常、熱塩酸等のエツチングにより、」二記ソルダ
ーは除去可能であるが、ソルダーは加熱時に半導体基板
裏面と化学反応を起こしているため、ソルダー除去後も
、半導体基板の裏面には凹凸および表面荒れが生ずる。
点金属を材料とする冶具（以下、サセプタと呼ぶ）を用
い、被成長半導体基板を成長室に保持し、所望の温度に
加熱する際、インジウム（Ｉｎ）などの低融点金属（以
下ソルダーと呼ぶ）を用いて半田装着する。結晶成長時
の半導体基板加熱方法としては、サセプタの背後に設置
されたタンタルヒータによりまずサセプタを加熱し、溶
融したソルダーを介して熱伝導により、半導体基板か加
熱される方式が採用されている。このような、半導体基
板の加熱方法では、半導体基板の裏面に祠着したソルダ
ーを、エピタキシャル成長後、除去する工程が必要とな
る。通常、熱塩酸等のエツチングにより、」二記ソルダ
ーは除去可能であるが、ソルダーは加熱時に半導体基板
裏面と化学反応を起こしているため、ソルダー除去後も
、半導体基板の裏面には凹凸および表面荒れが生ずる。
この半導体基板の裏面の凹凸は、後続するホトリソグラ
フィー等の諸工程で、半導体基板を割れ易くし、また微
細加工に困難をきたすなど、ＭＢＥ成長した半導体基板
を用いた素子作成において重大な問題であった。
フィー等の諸工程で、半導体基板を割れ易くし、また微
細加工に困難をきたすなど、ＭＢＥ成長した半導体基板
を用いた素子作成において重大な問題であった。
近年、このような問題を解決するため、Ｉｎなどのソル
ダーをサセプタと半導体基板裏面との中間に用いないい
わゆるソルダーフリー型の基板加熱法が提案されている
。
ダーをサセプタと半導体基板裏面との中間に用いないい
わゆるソルダーフリー型の基板加熱法が提案されている
。
その第１の方法としては、半導体基板と同程度あるいは
それ以下の大きさの貫通孔を有するサセプタに半導体基
板を固定し、上記貫通孔を通してヒータからの熱輻射に
よって上記半導体基板を直接加熱する方法がある。しか
し、この様な方法では、半導体基板面内での温度分布を
±３０℃以下にすることは困難であり、また半導体紙板
の温度が６００℃程度の成長ではさほど問題はないが、
例えば砒化ガリウ１、（ＧａＡｓ）のような化合物半導
体基板を用いた場合のように化合物半導体基板を７００
℃以上に加熱すると、化合物半導体基板の構成物質が、
化合物半導体基板の裏面より激しく蒸発し、化合物半導
体基板の裏面に凹凸あるいは表面荒れが生ずる。
それ以下の大きさの貫通孔を有するサセプタに半導体基
板を固定し、上記貫通孔を通してヒータからの熱輻射に
よって上記半導体基板を直接加熱する方法がある。しか
し、この様な方法では、半導体基板面内での温度分布を
±３０℃以下にすることは困難であり、また半導体紙板
の温度が６００℃程度の成長ではさほど問題はないが、
例えば砒化ガリウ１、（ＧａＡｓ）のような化合物半導
体基板を用いた場合のように化合物半導体基板を７００
℃以上に加熱すると、化合物半導体基板の構成物質が、
化合物半導体基板の裏面より激しく蒸発し、化合物半導
体基板の裏面に凹凸あるいは表面荒れが生ずる。
また、第２の方法としては、被成長化合物半導体基板の
裏面をＭｏなどを材料とするサセプタに直接密着させ、
サセプタ背後のヒータによりサセプタを加熱して、サセ
プタからの熱伝導あるいは熱輻射によって、被成長化合
物半導体基板を加熱する方法がある。しかし、この第２
の方法は、化合物半導体基板とサセプタの密着の程度が
悪く、化合物半導体基板の中心部の温度が低下したり、
また、化合物半導体基板の温度７００℃以」二の成長で
はその裏面の熱分解による荒れ、凹凸が認め一３＝ られる。
裏面をＭｏなどを材料とするサセプタに直接密着させ、
サセプタ背後のヒータによりサセプタを加熱して、サセ
プタからの熱伝導あるいは熱輻射によって、被成長化合
物半導体基板を加熱する方法がある。しかし、この第２
の方法は、化合物半導体基板とサセプタの密着の程度が
悪く、化合物半導体基板の中心部の温度が低下したり、
また、化合物半導体基板の温度７００℃以」二の成長で
はその裏面の熱分解による荒れ、凹凸が認め一３＝ られる。
また、第３の方法として、化合物半導体基板の裏面にＭ
Ｏなどの高融点金属をスパッタリング法などであらかじ
め蒸着し、上記した第１の方法で、ヒータからの熱輻射
で直接化合物半導体基板の裏面を加熱する方法がある。
Ｏなどの高融点金属をスパッタリング法などであらかじ
め蒸着し、上記した第１の方法で、ヒータからの熱輻射
で直接化合物半導体基板の裏面を加熱する方法がある。
しかし、この第３の方法では、化合物半導体基板の裏面
の熱分解は抑制されるが、ＭＢＥ成長前に化合物半導体
基板裏面に高融点金属を蒸着する工程が増え、また化合
物半導体基板表面の清浄化が損なわれることとなり、成
長後表面欠陥が増大することとなる。また成長中の熱履
歴により裏面高融点金属とＧａＡｓ基板との熱膨張係数
の相異が原因となる熱歪を発生し、実用的でない。
の熱分解は抑制されるが、ＭＢＥ成長前に化合物半導体
基板裏面に高融点金属を蒸着する工程が増え、また化合
物半導体基板表面の清浄化が損なわれることとなり、成
長後表面欠陥が増大することとなる。また成長中の熱履
歴により裏面高融点金属とＧａＡｓ基板との熱膨張係数
の相異が原因となる熱歪を発生し、実用的でない。
〈発明の目的〉
そこで、本発明の目的は、加熱により離脱する成分を含
むＧａＡｓ等のような被成長化合物半導体基板にＭＢＥ
法により半導体薄膜をエピタキシャル成長させる方法に
おいて、被成長化合物半導体基板のエピタキシャル成長
前のその被成長化合物半導体基板の前処理工程を煩雑に
することなく、上記被成長化合物半導体基板を比較的高
温に加熱した場合でも、被成長化合物半導体基板の裏面
からの基板構成物質の蒸発を抑制でき、化合物半導体基
板の裏面の平坦度を維持でき、しかも、エピタキシャル
成長中の熱履歴による熱歪を生じることがないようにす
ることである。
むＧａＡｓ等のような被成長化合物半導体基板にＭＢＥ
法により半導体薄膜をエピタキシャル成長させる方法に
おいて、被成長化合物半導体基板のエピタキシャル成長
前のその被成長化合物半導体基板の前処理工程を煩雑に
することなく、上記被成長化合物半導体基板を比較的高
温に加熱した場合でも、被成長化合物半導体基板の裏面
からの基板構成物質の蒸発を抑制でき、化合物半導体基
板の裏面の平坦度を維持でき、しかも、エピタキシャル
成長中の熱履歴による熱歪を生じることがないようにす
ることである。
〈発明の構成および作用〉
上記目的を達成するため、本発明は、被成長化合物半導
体基板と同種の材料からなり、かつ裏面に熱分解防止層
を有する化合物半導体基板をサセプタに塔載すると共に
、上記化合物半導体基板の表面に」二記被成長化合物半
導体基板を密着させ、上記被成長化合物半導体基板を上
記化合物半導体基板を介して加熱して半導体薄膜をエピ
タキシャル成長させることを特徴としている。
体基板と同種の材料からなり、かつ裏面に熱分解防止層
を有する化合物半導体基板をサセプタに塔載すると共に
、上記化合物半導体基板の表面に」二記被成長化合物半
導体基板を密着させ、上記被成長化合物半導体基板を上
記化合物半導体基板を介して加熱して半導体薄膜をエピ
タキシャル成長させることを特徴としている。
そして、裏面に熱分解防止層を有する化合物半導体基板
が裏面から加熱されると、上記化合物半導体基板の表面
からの熱伝導あるいは熱輻射によって、被成長化合物半
導体基板よりも高い温度に直後加熱される化合物半導体
基板の表面より離脱する基板構成物質の蒸気圧によって
、被成長化合物半導体基板の裏面からの基板構成物質の
熱分解が抑制され、成長後においても被成長化合物半導
体基板の平坦な裏面が維持される。また、化合物半導体
基板の裏面には熱分解防止層が存するため、その裏面か
らの化合物半導体基板の構成物質の蒸発が防止される。
が裏面から加熱されると、上記化合物半導体基板の表面
からの熱伝導あるいは熱輻射によって、被成長化合物半
導体基板よりも高い温度に直後加熱される化合物半導体
基板の表面より離脱する基板構成物質の蒸気圧によって
、被成長化合物半導体基板の裏面からの基板構成物質の
熱分解が抑制され、成長後においても被成長化合物半導
体基板の平坦な裏面が維持される。また、化合物半導体
基板の裏面には熱分解防止層が存するため、その裏面か
らの化合物半導体基板の構成物質の蒸発が防止される。
また、被成長化合物半導体基板自体には熱分解防止層が
設けられていないため、被成長化合物半導体基板自体の
熱歪の発生が防止される。
設けられていないため、被成長化合物半導体基板自体の
熱歪の発生が防止される。
〈実施例〉
以下、本発明を、半導体薄膜をＭＢＥ成長する図示の実
施例により詳細に説明する。
施例により詳細に説明する。
第１図において、■は被成長化合物半導体基板の一例で
ある直径２″の被成長ＧａＡｓ基板、２は上記被成長Ｇ
ａＡｓ基板１と同じ構成物質よりなる化合物半導体基板
である直径２″のＧａＡｓ基板であり、上記ＧａＡｓ基
板２の裏面２ａには熱分解防止層の一例としての窒化シ
リコン（ＳｉＮ）層をＲＦスパッタリング法（高周波ス
パッタリング法）で蒸着している。
ある直径２″の被成長ＧａＡｓ基板、２は上記被成長Ｇ
ａＡｓ基板１と同じ構成物質よりなる化合物半導体基板
である直径２″のＧａＡｓ基板であり、上記ＧａＡｓ基
板２の裏面２ａには熱分解防止層の一例としての窒化シ
リコン（ＳｉＮ）層をＲＦスパッタリング法（高周波ス
パッタリング法）で蒸着している。
上記被成長Ｇ ａ Ａ ｓ基板ｌとＧａＡｓ基板２を重
ね合わせて、−に記被成長ＧａＡｓ基板ｌよりも僅かに
小さい貫通孔３ａを有するＭｏ製サセプタ３のフランツ
部３ｂの段孔３ｃに嵌合している。そして、」１記被成
長ＧａＡｓ基板１の外周部を止め金４で押さえ、この止
め金４をフランジ部３Ｃにワイヤ５で取り付（Ｊて、」
１記被成長ＧａＡｓ基板ｌおよびＧａＡｓ基板２をサセ
プタ３に取り付ζ′ｌている。−に記Ｇ ａ Ａ ｓ基
板２のＳｉＮ層を有する裏面２ａは、貫通孔３ａに而し
ており、」二記貫通孔３ａ内に配置したヒータ６によっ
て、上記ＧａＡｓ基板２を熱輻射により直接加熱するよ
うにしている。
ね合わせて、−に記被成長ＧａＡｓ基板ｌよりも僅かに
小さい貫通孔３ａを有するＭｏ製サセプタ３のフランツ
部３ｂの段孔３ｃに嵌合している。そして、」１記被成
長ＧａＡｓ基板１の外周部を止め金４で押さえ、この止
め金４をフランジ部３Ｃにワイヤ５で取り付（Ｊて、」
１記被成長ＧａＡｓ基板ｌおよびＧａＡｓ基板２をサセ
プタ３に取り付ζ′ｌている。−に記Ｇ ａ Ａ ｓ基
板２のＳｉＮ層を有する裏面２ａは、貫通孔３ａに而し
ており、」二記貫通孔３ａ内に配置したヒータ６によっ
て、上記ＧａＡｓ基板２を熱輻射により直接加熱するよ
うにしている。
」二記ＧａＡｓ基板２がヒータ６により加熱されると、
被成長ＧａＡｓ基板１はＧａＡｓ基板２の表面からの熱
輻射または熱伝導によって、たとえば７００℃に面内一
様に加熱される。加熱された被成長ＧａＡｓ基板の表面
にはＧａおよびＡｓの分子線７が照射されて、半導体薄
膜（図示せず）のエビタギノヤル成長が行なわれる。
被成長ＧａＡｓ基板１はＧａＡｓ基板２の表面からの熱
輻射または熱伝導によって、たとえば７００℃に面内一
様に加熱される。加熱された被成長ＧａＡｓ基板の表面
にはＧａおよびＡｓの分子線７が照射されて、半導体薄
膜（図示せず）のエビタギノヤル成長が行なわれる。
このとき、被成長ＧａＡｓ基板ｌの裏面では、その温度
に対応した所定の蒸気圧で、構成物質（Ｇ ａ。
に対応した所定の蒸気圧で、構成物質（Ｇ ａ。
Ａｓ）が蒸発しようとするが、被成長ＧａＡｓ基板ｌよ
りも高い温度に直接加熱されるＧａＡｓ基板２の表面よ
り離脱するＧａ、Ａｓの蒸気圧によって、被成長ＧａＡ
ｓ基板１の裏面からのＧａやＡｓの蒸発が抑制され、し
たがって、成長後においても、被成長ＧａＡｓ基板１の
裏面の平坦度が確保される。
りも高い温度に直接加熱されるＧａＡｓ基板２の表面よ
り離脱するＧａ、Ａｓの蒸気圧によって、被成長ＧａＡ
ｓ基板１の裏面からのＧａやＡｓの蒸発が抑制され、し
たがって、成長後においても、被成長ＧａＡｓ基板１の
裏面の平坦度が確保される。
また、ＧａＡｓ基板２の裏面２ａはヒータ６によって直
接加熱されているが、ＳｉＮ層により、ＧａおよびＡｓ
の蒸発は抑制される。したがって、ＧａＡｓ基板２を、
被成長ＣａＡｓ基板ｌの長時間の成長あるいは複数回に
わたる成長を行なう場合にも使用することができた。
接加熱されているが、ＳｉＮ層により、ＧａおよびＡｓ
の蒸発は抑制される。したがって、ＧａＡｓ基板２を、
被成長ＣａＡｓ基板ｌの長時間の成長あるいは複数回に
わたる成長を行なう場合にも使用することができた。
また、」１記被成長ＧａＡｓ基板１の裏面にはＭＯ等の
異種物質からなる熱分解防止層を設けていず、同種構成
物質からなるＧａＡｓ基板２が密着しているため、成長
中の熱履歴による熱歪等が生じない。
異種物質からなる熱分解防止層を設けていず、同種構成
物質からなるＧａＡｓ基板２が密着しているため、成長
中の熱履歴による熱歪等が生じない。
１記実施例では化合物半導体基板として、ＧａＡｓ基板
を用いたが、ＩｎＰ基板等を用いてもよい。
を用いたが、ＩｎＰ基板等を用いてもよい。
また、熱分解防止層として、ＳｉＮ層を用いたが、Ｓｉ
Ｏ２層、ＢＮ層等を用いてもよい。
Ｏ２層、ＢＮ層等を用いてもよい。
〈発明の効果〉
以」−より明らかなように、本発明によれば、ＭＢＥ成
長等において、基板前処理工程を煩雑にすることなく、
比較的高い基板温度であっても、被成長化合物半導体基
板の平坦度を維持でき、かつ、成長中の熱履歴による熱
歪をなくすることができる。
長等において、基板前処理工程を煩雑にすることなく、
比較的高い基板温度であっても、被成長化合物半導体基
板の平坦度を維持でき、かつ、成長中の熱履歴による熱
歪をなくすることができる。
第１図はこの発明の一実施例に用いる装置の断面図であ
る。 １・・被成長ＧａＡｓ基板、２−ＧａＡｓ基板、３サセ
プタ。
る。 １・・被成長ＧａＡｓ基板、２−ＧａＡｓ基板、３サセ
プタ。
Claims (1)
- （１）予め準備された被成長化合物半導体基板を所望温
度に加熱した状態に維持しながら、その被成長化合物半
導体基板の表面に半導体薄膜をエピタキシャル成長させ
る半導体薄膜形成法において、 上記被成長化合物半導体基板と同種の材料からなり、か
つ裏面に熱分解防止層を有する化合物半導体基板をサセ
プタに塔載すると共に、上記化合物半導体基板の表面に
上記被成長化合物半導体基板を密着させ、上記被成長化
合物半導体基板を上記化合物半導体基板を介して加熱し
て半導体薄膜をエピタキシャル成長させることを特徴と
する半導体薄膜形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60052982A JPS61210616A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 半導体薄膜形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60052982A JPS61210616A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 半導体薄膜形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210616A true JPS61210616A (ja) | 1986-09-18 |
Family
ID=12930109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60052982A Pending JPS61210616A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 半導体薄膜形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210616A (ja) |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60052982A patent/JPS61210616A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4053350A (en) | Methods of defining regions of crystalline material of the group iii-v compounds | |
| JPH10163114A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| US4948751A (en) | Moelcular beam epitaxy for selective epitaxial growth of III - V compound semiconductor | |
| US4514250A (en) | Method of substrate heating for deposition processes | |
| JPS61210616A (ja) | 半導体薄膜形成法 | |
| JPH0952792A (ja) | 半導体成長装置における基板ホルダ | |
| JPH06291058A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| US12451351B2 (en) | Method for preparing a substrate | |
| JPS61198789A (ja) | 光半導体素子の連続製造方法 | |
| JPS6398120A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JPS6225249B2 (ja) | ||
| JP3157866B2 (ja) | 分子線結晶成長用基板ホルダおよび分子線結晶成長法 | |
| JPS60240119A (ja) | 分子線結晶成長法 | |
| JPH0215520B2 (ja) | ||
| JPS62196814A (ja) | 分子線エピタキシ用基板ホルダ | |
| JPH07201748A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH04306821A (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JPH04299822A (ja) | 半導体ウェーハとその製造方法 | |
| JPS6126598A (ja) | ゲルマニウム薄膜結晶の製造方法 | |
| JPH02185018A (ja) | 半導体膜の形成方法 | |
| JPH0234916B2 (ja) | Bunshisenepitakisharuketsushoseichoho | |
| JPS6272109A (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPS6235514A (ja) | 分子線結晶成長方法 | |
| JPS63222416A (ja) | エピタキシヤル結晶製造方法 | |
| JPS59171115A (ja) | 半導体装置基板の製造方法 |