JPS6156199B2 - - Google Patents
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- JPS6156199B2 JPS6156199B2 JP2927683A JP2927683A JPS6156199B2 JP S6156199 B2 JPS6156199 B2 JP S6156199B2 JP 2927683 A JP2927683 A JP 2927683A JP 2927683 A JP2927683 A JP 2927683A JP S6156199 B2 JPS6156199 B2 JP S6156199B2
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- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 22
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、GaAsなどの化合物半導体の半絶
縁性エピタキシヤル層を形成する化合物半導体の
エピタキシヤル成長法に関するものである。
縁性エピタキシヤル層を形成する化合物半導体の
エピタキシヤル成長法に関するものである。
（従来技術）
GaAsなどの化合物半導体の半絶縁性結晶を得
るには、結晶中に深い準位をつくるCr、Fe、
Ｖ、Ｏなどの原子を添加する。半絶縁性のエピタ
キシヤル層を成長させるにもこれらの原子を添加
すればよく、AsCl3またはHClとAsH3を用いた従
来のハライド系のGaAsの気相成長においては、
反応系内の基板の上流にFeやＶなどの金属をお
いて、これを塩化物の形で基板まで輸送して添加
したり、CrO2Cl2を系に導入するなどしている。
しかしながら、有機金属を原料に用いる気相成長
法（以下MO−CVD法と記す）による場合は、一
般に系内に塩素を導入しないために、Fe、Ｖな
どの金属を系内に入れても塩化物となつて基板に
達して添加されることはなく、したがつて、添加
原子は気相の状態で反応系内に導入しなければな
らない。
るには、結晶中に深い準位をつくるCr、Fe、
Ｖ、Ｏなどの原子を添加する。半絶縁性のエピタ
キシヤル層を成長させるにもこれらの原子を添加
すればよく、AsCl3またはHClとAsH3を用いた従
来のハライド系のGaAsの気相成長においては、
反応系内の基板の上流にFeやＶなどの金属をお
いて、これを塩化物の形で基板まで輸送して添加
したり、CrO2Cl2を系に導入するなどしている。
しかしながら、有機金属を原料に用いる気相成長
法（以下MO−CVD法と記す）による場合は、一
般に系内に塩素を導入しないために、Fe、Ｖな
どの金属を系内に入れても塩化物となつて基板に
達して添加されることはなく、したがつて、添加
原子は気相の状態で反応系内に導入しなければな
らない。
MO−CVD法による場合、従来は、ヘキサカー
ボーニールクロミウムを昇華させて系内に導入す
ることにより、GaAsにCrを導入して半絶縁性の
エピタキシヤル層を得ている。しかし、ヘキサカ
ーボニールクロミウムは室温で蒸気圧が２×10-4
気圧と高いために、微少量を精度よく制御して添
加することは困難であつた。そのため、電子濃度
が1015cm-3程度以下の高純度結晶にこの電子濃度
を相殺するだけのCrを添加して高品質の半絶縁
性結晶を得ることは困難であつた。
ボーニールクロミウムを昇華させて系内に導入す
ることにより、GaAsにCrを導入して半絶縁性の
エピタキシヤル層を得ている。しかし、ヘキサカ
ーボニールクロミウムは室温で蒸気圧が２×10-4
気圧と高いために、微少量を精度よく制御して添
加することは困難であつた。そのため、電子濃度
が1015cm-3程度以下の高純度結晶にこの電子濃度
を相殺するだけのCrを添加して高品質の半絶縁
性結晶を得ることは困難であつた。
（発明の目的・構成）
そこで、本発明者はこのような欠点を解決する
ために多数の試験研究を行つた結果、ビスベンゼ
ンクロムを、結晶中に深い準位をつくるCrの原
料として添加することにより、MO−CVD法によ
りGaAsなどの化合物半導体の高品質半絶縁性エ
ピタキシヤル層を作り得ることを見出し、この発
明に至つた。
ために多数の試験研究を行つた結果、ビスベンゼ
ンクロムを、結晶中に深い準位をつくるCrの原
料として添加することにより、MO−CVD法によ
りGaAsなどの化合物半導体の高品質半絶縁性エ
ピタキシヤル層を作り得ることを見出し、この発
明に至つた。
すなわち、この発明は、族の有機金属と族
の水素化物を原料とする気相エピタキシヤル法に
おいて、ビスベンゼンクロム（Cr（C6H6）2）の反
応系への導入により、クロム（Cr）をドーピン
グして半絶縁性の成長層を得ることを特徴とする
化合物半導体のエピタキシヤル成長法であり、
MO−CVD法によりGaAsなどの化合物半導体の
高品質半絶縁性エピタキシヤル層を得ることを目
的とする。
の水素化物を原料とする気相エピタキシヤル法に
おいて、ビスベンゼンクロム（Cr（C6H6）2）の反
応系への導入により、クロム（Cr）をドーピン
グして半絶縁性の成長層を得ることを特徴とする
化合物半導体のエピタキシヤル成長法であり、
MO−CVD法によりGaAsなどの化合物半導体の
高品質半絶縁性エピタキシヤル層を得ることを目
的とする。
（実施例）
以下この発明の実施例を説明する。
ビスベンゼンクロムは室温で蒸気圧が10-7気圧
程度の粒状の物質である。この昇華したビスベン
ゼンクロムをキヤリアガスとともに反応系に導入
することにより、成長中の結晶にCrを添加する
ことができる。
程度の粒状の物質である。この昇華したビスベン
ゼンクロムをキヤリアガスとともに反応系に導入
することにより、成長中の結晶にCrを添加する
ことができる。
第１図はビスベンゼンクロムをキヤリアガスと
ともに導入する方法を示す図である。この図にお
いて、１は容器であり、その中にビスベンゼンク
ロム２を入れる。そして、その容器１にキヤリア
ガス（たとえばH2）を入口３より入れる一方、昇
化したビスベンゼンクロムとキヤリアガスを出口
４より取出し、反応系に導入する。ここで、導入
するビスベンゼンクロムの量は容器１の温度と、
流すキヤリアガスの量で決定する。
ともに導入する方法を示す図である。この図にお
いて、１は容器であり、その中にビスベンゼンク
ロム２を入れる。そして、その容器１にキヤリア
ガス（たとえばH2）を入口３より入れる一方、昇
化したビスベンゼンクロムとキヤリアガスを出口
４より取出し、反応系に導入する。ここで、導入
するビスベンゼンクロムの量は容器１の温度と、
流すキヤリアガスの量で決定する。
第２図は他の導入法であり、容器５の中にビス
ベンゼンクロム２を入れ、フイルタ６で容器５に
とじ込める。そして、それにキヤリアガスを入口
３′から入れる一方、昇華したビスベンゼンクロ
ムとともにキヤリアガスを出口４′より取出し、
反応系に導入する。
ベンゼンクロム２を入れ、フイルタ６で容器５に
とじ込める。そして、それにキヤリアガスを入口
３′から入れる一方、昇華したビスベンゼンクロ
ムとともにキヤリアガスを出口４′より取出し、
反応系に導入する。
このようにして反応系内に導入されたビスベン
ゼンクロムは加熱されてクロムとベンゼンに分解
する。そして、クロムは成長中の結晶に添加され
て深い準位を形成し、ベンゼンは反応系から排気
される。なお、一般にMO−CVD法では、反応管
の周囲を水冷する一方、基板近傍のみを加熱する
コールドウオール炉を使用する。したがつて、前
記ビスベンゼンクロムの分解は基板近傍のみで行
われることになる。
ゼンクロムは加熱されてクロムとベンゼンに分解
する。そして、クロムは成長中の結晶に添加され
て深い準位を形成し、ベンゼンは反応系から排気
される。なお、一般にMO−CVD法では、反応管
の周囲を水冷する一方、基板近傍のみを加熱する
コールドウオール炉を使用する。したがつて、前
記ビスベンゼンクロムの分解は基板近傍のみで行
われることになる。
本発明者は、減圧系のMO−CVD法により上記
の方法を実験した。そして、その実験で、ｎ型
GaAsの電子濃度（６×1015cm-3）が、ビスベンゼ
ンクロムの導入により１桁下がることを確認し
た。また、電子濃度の下がり方は、導入するビス
ベンゼンクロムにより制御できることを確認し
た。この場合、ｎ型のドーパントSeを同時に導
入しての結果であるが、このドーピング量を少な
くするか、ビスベンゼンクロムの導入量を増すこ
とにより、半絶縁性のエピタキシヤル成長層を得
ることができる。また、ｎ型のドーパントを導入
しない場合には、ビスベンゼンクロムの導入量が
少なくても半絶縁性にすることができる。
の方法を実験した。そして、その実験で、ｎ型
GaAsの電子濃度（６×1015cm-3）が、ビスベンゼ
ンクロムの導入により１桁下がることを確認し
た。また、電子濃度の下がり方は、導入するビス
ベンゼンクロムにより制御できることを確認し
た。この場合、ｎ型のドーパントSeを同時に導
入しての結果であるが、このドーピング量を少な
くするか、ビスベンゼンクロムの導入量を増すこ
とにより、半絶縁性のエピタキシヤル成長層を得
ることができる。また、ｎ型のドーパントを導入
しない場合には、ビスベンゼンクロムの導入量が
少なくても半絶縁性にすることができる。
以上説明したように実施例では、MO−CVD法
による化合物半導体の半絶縁性エピタキシヤル層
を、ビスベンゼンクロムの導入により得ることが
できる。この場合、ビスベンゼンクロムは塩化物
でないのでClの導入がなく、Cr以外にはＣとＨ
のみである。したがつて、MO−CVD法の特徴を
保持したまま、Crの添加が可能となる。また、
蒸気圧が室温で10-7気圧程度と低いため、微少量
のCrの添加を精度よく制御することが容易であ
り、ゆえに低電子濃度の高純度結晶に、この電子
を相殺するだけの微量のCrを添加して不純物濃
度の低い高品質の半絶縁性エピタキシヤル成長層
を得ることができる。
による化合物半導体の半絶縁性エピタキシヤル層
を、ビスベンゼンクロムの導入により得ることが
できる。この場合、ビスベンゼンクロムは塩化物
でないのでClの導入がなく、Cr以外にはＣとＨ
のみである。したがつて、MO−CVD法の特徴を
保持したまま、Crの添加が可能となる。また、
蒸気圧が室温で10-7気圧程度と低いため、微少量
のCrの添加を精度よく制御することが容易であ
り、ゆえに低電子濃度の高純度結晶に、この電子
を相殺するだけの微量のCrを添加して不純物濃
度の低い高品質の半絶縁性エピタキシヤル成長層
を得ることができる。
（発明の効果）
以上詳述したようにこの発明の方法によれば、
ビスベンゼンクロムを、結晶中に深い準位をつく
るCrの原料として添加することにより、MO−
CVD法によりGaAsなどの化合物半導体の高品質
半絶縁性エピタキシヤル層を得ることができる。
したがつて、この発明の方法は、FETのバツフ
ア層、イオン打込み用の基板などの製造方法に利
用することができる。
ビスベンゼンクロムを、結晶中に深い準位をつく
るCrの原料として添加することにより、MO−
CVD法によりGaAsなどの化合物半導体の高品質
半絶縁性エピタキシヤル層を得ることができる。
したがつて、この発明の方法は、FETのバツフ
ア層、イオン打込み用の基板などの製造方法に利
用することができる。
第１図および第２図はこの発明の化合物半導体
のエピタキシヤル成長法の実施例を説明するため
の図で、ビスベンゼンクロムをキヤリアガスとと
もに導入する方法を示す図である。 ２……ビスベンゼンクロム。
のエピタキシヤル成長法の実施例を説明するため
の図で、ビスベンゼンクロムをキヤリアガスとと
もに導入する方法を示す図である。 ２……ビスベンゼンクロム。
Claims (1)
- １ 族の有機金属と族の水素化物を原料とす
る気相エピタキシヤル法において、ビスベンゼン
クロム（Cr（C6H6）2）の反応系への導入により、
クロム（Cr）をドーピングして半絶縁性の成長
層を得ることを特徴とする化合物半導体のエピタ
キシヤル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2927683A JPS59156997A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 化合物半導体のエピタキシヤル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2927683A JPS59156997A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 化合物半導体のエピタキシヤル成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59156997A JPS59156997A (ja) | 1984-09-06 |
| JPS6156199B2 true JPS6156199B2 (ja) | 1986-12-01 |
Family
ID=12271748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2927683A Granted JPS59156997A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 化合物半導体のエピタキシヤル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59156997A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01170821A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Yonden Eng Kk | 熱画像表示装置 |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP2927683A patent/JPS59156997A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01170821A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Yonden Eng Kk | 熱画像表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59156997A (ja) | 1984-09-06 |
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