JPS627700A - 化合物半導体の気相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
化合物半導体の気相エピタキシヤル成長方法Info
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- JPS627700A JPS627700A JP14726885A JP14726885A JPS627700A JP S627700 A JPS627700 A JP S627700A JP 14726885 A JP14726885 A JP 14726885A JP 14726885 A JP14726885 A JP 14726885A JP S627700 A JPS627700 A JP S627700A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、単元素半導体基板上に化合物半導体を気相エ
ピタキシャル成長させる方法の改良に関するものである
。
ピタキシャル成長させる方法の改良に関するものである
。
（従来技術とその問題点）
近年、■−ｖ族化合物半導体を用いた光発光素子、光受
光素子や高速動作する電界効果トランジスタが実用化さ
れ広く利用されている。他方、単元素半導体特にＳｉ、
Ｇｅ等を用いた論理回路ＩＣ’ｐＬＳＮも広く利用され
ている。最近、これら２種の半導体デバイスの特徴を生
かし、かつ新しい機能を有した光−電子集積デバイスの
開発を指向して、単元素半導体上に化合物半導体を成長
させる研究が行われるようにな２念。このような研究を
別の角度から見ると、化合物半導体基板に比べ極めて安
価な単元素半導体基板を用いるという点で、将来光−電
子集積デバイスを低価格化することを月相していると考
えることができる。
光素子や高速動作する電界効果トランジスタが実用化さ
れ広く利用されている。他方、単元素半導体特にＳｉ、
Ｇｅ等を用いた論理回路ＩＣ’ｐＬＳＮも広く利用され
ている。最近、これら２種の半導体デバイスの特徴を生
かし、かつ新しい機能を有した光−電子集積デバイスの
開発を指向して、単元素半導体上に化合物半導体を成長
させる研究が行われるようにな２念。このような研究を
別の角度から見ると、化合物半導体基板に比べ極めて安
価な単元素半導体基板を用いるという点で、将来光−電
子集積デバイスを低価格化することを月相していると考
えることができる。
最近、比較的良質なＧａＡｓ ｔ−８ｉ基板上に成長さ
せる気相成長方法が報告され九（ジャパニーズ−ジャー
ナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊａｐａｎｅ
ｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ）、２３巻１１号、１９８４年、Ｌ８４３〜Ｌ
８４５頁）。
せる気相成長方法が報告され九（ジャパニーズ−ジャー
ナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊａｐａｎｅ
ｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ）、２３巻１１号、１９８４年、Ｌ８４３〜Ｌ
８４５頁）。
この方法は、Ｓｉ基板の前処理としてＨＰの化学エツチ
ングを行い、その後基板を成長反応管内に配置し、９０
０℃以上で１０分間Ｖ族ガス（この場合、ＡｌＨ３）を
流しながら熱処理し、その後低温（４００〜４５０℃）
と通常の温度（７００℃）でＧａＡｓ成長を行うもので
ある。しかし表から、この方法によれば、前処理後の単
元素半導体基板の表面に付着しｑＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕなど
の不純物は。
ングを行い、その後基板を成長反応管内に配置し、９０
０℃以上で１０分間Ｖ族ガス（この場合、ＡｌＨ３）を
流しながら熱処理し、その後低温（４００〜４５０℃）
と通常の温度（７００℃）でＧａＡｓ成長を行うもので
ある。しかし表から、この方法によれば、前処理後の単
元素半導体基板の表面に付着しｑＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕなど
の不純物は。
高温で熱処理しただけでは除去することが難しく、その
不純物は、基板上に成長された化合物半導体に取りこま
れる。このように基板の前処理方法や表面の清浄度の違
いによシ、成長し元化合物半導体の純度が変化し、その
結果、成長した膜の発光特性も左右されるという欠点が
ある。
不純物は、基板上に成長された化合物半導体に取りこま
れる。このように基板の前処理方法や表面の清浄度の違
いによシ、成長し元化合物半導体の純度が変化し、その
結果、成長した膜の発光特性も左右されるという欠点が
ある。
（発明の目的）
本発明の目的は、単元素半導体基板の前処理方法に左右
されず、かつ、高純度の化合物半導体を・単元素半導体
基板上にエピタキシャル成長させる気相成長方法を提供
することに、Ｓる。
されず、かつ、高純度の化合物半導体を・単元素半導体
基板上にエピタキシャル成長させる気相成長方法を提供
することに、Ｓる。
（発明の構成）
本発明の気相エピタキシャル成長方法は１元素半導体基
板上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる気相成
長方法において１元素半導体基板上に化合物半導体を成
長させ、その後、反応性ガスを用いて化合物半導体をエ
ツチングして除去し。
板上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる気相成
長方法において１元素半導体基板上に化合物半導体を成
長させ、その後、反応性ガスを用いて化合物半導体をエ
ツチングして除去し。
その後元素半導体基板ｔ−９００℃以上で熱処理を行っ
た後、再度化合物半導体の成長を行うことｔ−Ｉｊｆ！
ｆ徴とする。
た後、再度化合物半導体の成長を行うことｔ−Ｉｊｆ！
ｆ徴とする。
（構成の詳細な説明）
本発明の気相エピタキシャル成長方法によれば。
前処理後の単元素半導体基板の表面に付着した前処理で
は取り除けなかっ危多くの不純物は、初めに成長した化
合物半導体中に取り込まれる。その後・連続し１反応性
＃−′ヲ用″′成長した化合物 １半導体を
完全に除去する九め、不純物のない単元素半導体基板表
面が現われる。ここで化合物半導体の反応性ガスとして
一般に使用されるハライド系ガスは、高温でもほとんど
単元素半導体基板をエツチングしないので、基板表面が
荒れたり、表面ダメージ層が形成されることはない。さ
らにその後、９００℃以上で表面浄化された基板を熱処
理することにより、単元素半導体表面の数原子層が、そ
の後の化合物半導体の成長を容易に行われるような表面
再配列現象を生じる。このように本発明の成長方法によ
れば、従来技術では問題でめったような単元素半導体基
板の前処理条件によシ成長した化合物半導体の膜質が左
右されることはなく、かつ、高純度の成長膜が得られる
。
は取り除けなかっ危多くの不純物は、初めに成長した化
合物半導体中に取り込まれる。その後・連続し１反応性
＃−′ヲ用″′成長した化合物 １半導体を
完全に除去する九め、不純物のない単元素半導体基板表
面が現われる。ここで化合物半導体の反応性ガスとして
一般に使用されるハライド系ガスは、高温でもほとんど
単元素半導体基板をエツチングしないので、基板表面が
荒れたり、表面ダメージ層が形成されることはない。さ
らにその後、９００℃以上で表面浄化された基板を熱処
理することにより、単元素半導体表面の数原子層が、そ
の後の化合物半導体の成長を容易に行われるような表面
再配列現象を生じる。このように本発明の成長方法によ
れば、従来技術では問題でめったような単元素半導体基
板の前処理条件によシ成長した化合物半導体の膜質が左
右されることはなく、かつ、高純度の成長膜が得られる
。
（実施例）
以下、図面を用いて詳細に説明する。第１図は。
本発明の一実施例の工程図である。試みられた気相成長
装置は、反応管が機盤の低圧有機金属気相成長装置（Ｌ
Ｐ−ＭＯＣＶＤ）である。単元素半導体基板１１として
８ｉ基板を選定し、成長面方位は（１００）面±ｏ、ｓ
’６用いた。まず、基板上１の前処理として基板１１を
沸騰し九ＨＮＯｓＫａ回入れて表面の汚れおよび不純物
１２をできるだけ除去した後、水洗し乾燥させた（第１
図１ａ））。直ちに８ｉ基板１１をＬＰ−ＭＯＣＶＤ反
応管に設置し。
装置は、反応管が機盤の低圧有機金属気相成長装置（Ｌ
Ｐ−ＭＯＣＶＤ）である。単元素半導体基板１１として
８ｉ基板を選定し、成長面方位は（１００）面±ｏ、ｓ
’６用いた。まず、基板上１の前処理として基板１１を
沸騰し九ＨＮＯｓＫａ回入れて表面の汚れおよび不純物
１２をできるだけ除去した後、水洗し乾燥させた（第１
図１ａ））。直ちに８ｉ基板１１をＬＰ−ＭＯＣＶＤ反
応管に設置し。
Ｈ２雰囲気中で圧力１００Ｔｏｒｒに設定し、通常のＧ
ａＡｓ成長の時と同様に、人ｓＨ３ｆ流しながら７００
Ｃ１で昇温し、■族厘料ガスにトリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ ； Ｇ ａ （ＣＨ３） ａ ）を使用して、化
金物半導体としてＧａＡｓ １３を５０ ｎｍ成長させ
た（第１図Φ））。その後、反応性ガスとしてＡｓＣｐ
、ｓｔ用いて成長したＧａＡｓ１３ｔ−ガスエツチング
によシ除去した（第４図（Ｃ））。その後Ａ ｓ Ｈ３
ｆｔ流しながら、直ちに９００℃まで基板１１を昇温し
、５分間熱処理し友。その後、７００℃まで降温し。
ａＡｓ成長の時と同様に、人ｓＨ３ｆ流しながら７００
Ｃ１で昇温し、■族厘料ガスにトリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ ； Ｇ ａ （ＣＨ３） ａ ）を使用して、化
金物半導体としてＧａＡｓ １３を５０ ｎｍ成長させ
た（第１図Φ））。その後、反応性ガスとしてＡｓＣｐ
、ｓｔ用いて成長したＧａＡｓ１３ｔ−ガスエツチング
によシ除去した（第４図（Ｃ））。その後Ａ ｓ Ｈ３
ｆｔ流しながら、直ちに９００℃まで基板１１を昇温し
、５分間熱処理し友。その後、７００℃まで降温し。
ＧａＡｓ １４を３μｍエピタキシャル成長させた（第
１図（ｄ））。その時のＧａＡｓ １４の成長速度は０
．８μｍ ／ ｈであった。得られたＧａＡｓ １４の
表面は１、、、あ、、７．えよお１□つ。□４４ｏ、。
１図（ｄ））。その時のＧａＡｓ １４の成長速度は０
．８μｍ ／ ｈであった。得られたＧａＡｓ １４の
表面は１、、、あ、、７．えよお１□つ。□４４ｏ、。
。。 □：・ｄ／Ｖ−８が得られた。
続いてＳｉ基板１１の前処理方法を変えて同−実験金試
みた。１つはＨＦにより１分エツチングし・もう１つは
９つ素を含む氷酢酸混合液によシ 。
みた。１つはＨＦにより１分エツチングし・もう１つは
９つ素を含む氷酢酸混合液によシ 。
３分エツチングして用意した。以上、３ｗｉ類の前処理
を行っｆｔ、８ｉ基板１１上にそれぞれ成長したＧａＡ
ｓ １４の７７Ｋにおけるホトルミネッセンス特性を調
べたところ、ホトルミネッセンス強度に差はなく、かっ
Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に成長し７ｊＧａＡｓのホトルミ
ネッセンス強度の約７〜８側根度であり、従来の方法で
８ｉ基板上に成長したＧ ａ Ａ ｓが約５〜６側根度
の強度であるのに対し大幅に改善された。又、前処理の
違いによる差は認められず、本発明の効果が充分に確認
でき友。
を行っｆｔ、８ｉ基板１１上にそれぞれ成長したＧａＡ
ｓ １４の７７Ｋにおけるホトルミネッセンス特性を調
べたところ、ホトルミネッセンス強度に差はなく、かっ
Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に成長し７ｊＧａＡｓのホトルミ
ネッセンス強度の約７〜８側根度であり、従来の方法で
８ｉ基板上に成長したＧ ａ Ａ ｓが約５〜６側根度
の強度であるのに対し大幅に改善された。又、前処理の
違いによる差は認められず、本発明の効果が充分に確認
でき友。
本実施例では、単元素半導体基板としてＳｉを用い、化
合物半導体１ＧａＡｓとしたが、本発明はこれらに限定
されず、単元素半導体基板にＧｅｔ−用い、化合物半導
体に他のｍ−ｖｔｐ化合物半導体例えばＧａＰ 、 Ｉ
ｎＰやＩｎＧａＡｓＰ 、 ＡｌｌＧａＡｓの多元混晶
、又、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体等を設ける場合にも適
用できる。また本実施例では、気相成長装置に低圧有機
金属気相成長装置を用いたがこれに限定する必要はなく
、常圧有機金属気相成長装置、ハライド系気相成長装置
を用いても良い。
合物半導体１ＧａＡｓとしたが、本発明はこれらに限定
されず、単元素半導体基板にＧｅｔ−用い、化合物半導
体に他のｍ−ｖｔｐ化合物半導体例えばＧａＰ 、 Ｉ
ｎＰやＩｎＧａＡｓＰ 、 ＡｌｌＧａＡｓの多元混晶
、又、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体等を設ける場合にも適
用できる。また本実施例では、気相成長装置に低圧有機
金属気相成長装置を用いたがこれに限定する必要はなく
、常圧有機金属気相成長装置、ハライド系気相成長装置
を用いても良い。
さらに反応性ガスもＡｓＣｌ１３に限定されず、ＨＣＩ
ｔ。
ｔ。
Ｃ，１１２，Ｂｒ 、 Ｉ２等他の反応性エツチングガ
スでも良い。
スでも良い。
（発明の効果）
以上、詳細に述べたように１本発明の気相エピタキシャ
ル成長方法は、従来の成長方法に比べ。
ル成長方法は、従来の成長方法に比べ。
成長した化合物半導体の膜質が基板の前処理方法や条件
に依存せず容易に再現性よく得られる。又、膜の発光強
度は、従来の方法で得られたものに比べ強く、高純度の
成長膜が得られる。
に依存せず容易に再現性よく得られる。又、膜の発光強
度は、従来の方法で得られたものに比べ強く、高純度の
成長膜が得られる。
第１図（ａ）〜Ｔｄ）は本発明の一実施例の成長工程を
説明するための断面図である。１１・・・・・・８ｉ基
板、１２・・・・・・不純物、１３．１４・・・・・・
ＧａＡｓ 。
説明するための断面図である。１１・・・・・・８ｉ基
板、１２・・・・・・不純物、１３．１４・・・・・・
ＧａＡｓ 。
Claims (1)
- 単元素半導体基板上に化合物半導体をエピタキシャル成
長させる工程と、反応性ガスを用いて前記成長させた化
合物半導体をエッチングして除去し、前記基板を９００
℃以上で熱処理する工程と、熱処理後の前記基板上に化
合物半導体を再度エピタキシャル成長させる工程とを有
することを特徴とする化合物半導体の気相エピタキシャ
ル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14726885A JPS627700A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 化合物半導体の気相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14726885A JPS627700A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 化合物半導体の気相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627700A true JPS627700A (ja) | 1987-01-14 |
| JPH0566357B2 JPH0566357B2 (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=15426377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14726885A Granted JPS627700A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 化合物半導体の気相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627700A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02141497A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Nippon Mining Co Ltd | ３−ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14726885A patent/JPS627700A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02141497A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Nippon Mining Co Ltd | ３−ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0566357B2 (ja) | 1993-09-21 |
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