DE4421539C2 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters aus einer Verbindung der Gruppe II-VI - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters aus einer Verbindung der Gruppe II-VI

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters aus einer Verbindung der Gruppe II-IV durch Dampfphasen-Epitaxie, und insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters aus einer Verbindung der Gruppe II-IV, das zum Glätten einer epitaxialen Aufwachsschicht und zur Vermeidung von Ablagerungen auf einen Schutzfilm zum selektiven epitaxialen Aufwachsen geeignet ist.
Halbleiter aus einer Verbindung der Gruppe II-VI können einen Laser für einen kurzen Wellenlängenbereich von Ultraviolett bis zum grünen Licht, wie auch einen langen Wellenlängenbereich einschließlich Infrarot anregen. Kürzlich gelang die Anregung eines blauen Lasers unter Verwendung eines Halbleiters aus einer Verbindung der Gruppe II-VI, der Gitterübereinstimmung mit einem GaAs-Substrat besaß. Die Anregung des blauen Lasers wird erreicht durch Bildung von quantentopfaktiven Schichten und Verbesserung der Dotierungstechnik für den p-Typ. Jedoch ist zur Kontrolle des Transversal-Modus eine Strombeschränkungsstruktur, wie in einen Halbleiterlaser auf AlGaAs-Basis, erforderlich. Zur Ausbildung einer Blockierungsschicht, um eine Strombegrenzung zu erreichen, ist die Anwendung einer selektiven epitaxialen Aufwachstechnik erforderlich.
Zur Ausbildung einer Quantentopfstruktur ist es erforderlich, die epitaxiale Aufwachsgeschwindigkeit genau zu kontrollieren, und im allgemeinen wird ein Molekularstrahlepitaxieverfahren ("molecular beam epitaxy"; MBE) oder ein metallorganische Dampfphasen-Epitaxie-Verfahren ("metal organic vapor phase epitaxy"; MOVPE) durchgeführt. Bei Anwendung des oben erwähnten Epitaxieverfahrens wird tatsächlich eine abrupte Hetero-Grenzschicht mit der Dicke einer Atomschicht gebildet. Wenn eines solche Struktur auf eine Vorrichtung aufgebracht wird, hat die Glätte der Hetero- Grenzschicht einen großen Einfluß auf die Vorrichtungseigenschaften. Da der Wanderungsabstand von Molekülen der Verbindung in der Grenzschicht der Verbindungen der Gruppen II-VI kurz ist, treten Probleme aufgrund der Verschlechterung der Glätte auf.
Während ein selektives epitaxiales Aufwachsen in den letzten Jahren zur weiteren Verbesserung der Vorrichtungsstruktur durchgeführt wurde, wurde das MOVPE-Verfahren oder das metallorganische Molekülstrahl-Epitaxie (MOMBE)-Verfahren für das selektive epitaxiale Aufwachsen angewandt, da ein selektives epitaxiales Aufwachsen mit den üblichen MBE- Verfahren äußerst schwierig ist.
US-PS 4 629 514 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kristallen oder dünnen Filmen aus einer II-V Halbleiter­ verbindung, bei dem man atomaren Wasserstoff oder ein Halogen in atomarer Form zu einer II-V Halbleiterverbindung gibt, die Atomlücken darin mit besagtem atomaren Wasserstoff oder besagtem Halogen in atomarer Form füllt und die innere Defektniveaudichte der besagten II-V Halbleiterverbindung verringert. Als Beispiele für die Herstellung der II-V Halbleiterverbindung werden Molekularstrahlen-Epitaxie- Verfahren und metallorganische Molekularstrahlen-Epitaxie- Verfahren (MOMBE) angeführt.
US-5 212 113 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von II-VI oder III-V Halbleiterverbindungen, das bei atmosphärischem Druck ausgeführt wird.
GB-A-2 192 198 betrifft ein ALE-Verfahren (atomic layer epitaxy), mit dem sich II-VI Halbleiterverbindungen oder III-V Halbleiterverbindungen herstellen lassen. Gemäß diesem Verfahren werden ein Hydrid eines Elements der Gruppe V oder VI, eine organometallische Verbindung eines Elements der Gruppe III oder II, und ein Halogenwasserstoff abwechselnd so zugeführt, daß es zur Abscheidung monoatomarer Schichten des Elements der Gruppe V (oder VI) bzw. des Elements der Gruppe III oder II kommt.
Da das selektive epitaxiale Aufwachsen ein unschädliches Verfahren ist, welches bei einer relativ niedrigen Temperatur durchgeführt wird, hat es den Vorteil, daß man einen selektiven epitaxialen Aufwachsbereich von hoher Qualität und damit eine hohe Funktionsfähigkeit der Vorrichtung erreichen kann.
Um jedoch keine Polykristalle auf einem Schutzfilm abzulagern, ist das Verfahren bei Durchführung des selektiven epitaxialen Aufwachsens bemerkenswerten Einschränkungen hinsichtlich der Bedingungen für die Dampfphasen-Epitaxie, dem Kristallmischverhältnis und der Maskenbreite, unterworfen. Insbesondere bei Zn-haltigen Verbindungen der Gruppe II-VI ist das Problem aufgetreten, daß Polykristalle umso eher dazu neigen, sich auf dem Schutzfilm abzulagern, je größer die Maskenbreite ist, was dazu führt, daß die erwünschte Struktur nicht erhalten wird.
Als Folge der intensiven Untersuchungen der Erfinder zur Lösung dieses Problems wurde gefunden, daß die Verwendung eines Halidgases und/oder Halogengases bei der Ausbildung einer Heterostruktur der Halbleiterverbindung oder beim selektiven Aufwachsen der Kristalle die Oberfläche einer epitaxialen Aufwachsschicht glätten kann, und es ermöglicht, eine Dampfphasen-Epitaxie von Kristallen von hoher Qualität ohne Ablagerung von Polykristallen auf einer Maske über einen weiten Bereich durchzuführen. Die Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters zur Verfügung zu stellen, das zur Glättung der Oberfläche einer epitaxialen Aufwachsschicht, insbesondere zur Verbesserung der Glattheit an einer Heterogrenze geeignet ist, und hervorragende Vorrichtungsmerkmale aufweist.
Um dieses Ziel zu erreichen wird in einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Films aus einem Halbleiter von Verbindungen der Gruppe II-IV durch eine Dampfphasen-Epitaxie unter Verwendung einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe II und eines Hydrids oder einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe VI als Ausgangsmaterial zur Verfügung gestellt, welches das wiederholte abwechselnde Einleiten der Organometallverbindung des Elements der Gruppe II und ein Halidgas oder ein Halogengas oder Mischungen davon umfaßt.
In einem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Films aus einem Halbleiter einer Verbindung der Gruppe II-VI durch Dampfphasen-Epitaxie zur Verfügung gestellt, unter Verwendung einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe II und eines Hydrids oder einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe VI als Ausgangsmaterial, welches die Zugabe eines Halidgases, vom Halogengas oder einer Mischung davon in das Gas für Dampfphasen-Epitaxie umfaßt.
Fig. 1 ist die Darstellung eines Streifenmusters, wie es in den erfindungsgemäßen Beispielen verwendet wird;
Fig. 2 ist die Darstellung eines Gasflußprogrammes, wie es in den erfindungsgemäßen Beispielen verwendet wird;
Fig. 3 ist die Darstellung eines Gasflußprogrammes, wie es in einem erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel verwendet wird;
Fig. 4 ist die Darstellung einer Heterostruktur, wie sie in Beispiel 1 verwendet wird;
Fig. 5 ist eine Aufnahme eines optischen Mikroskops von Metallkristallen, welche den Oberflächenzustand der Probe A in Beispiel 3 zeigt;
Fig. 6 ist eine Aufnahme eines optischen Mikroskops von Metallkristallen, die den Oberflächenzustand der Probe B in Beispiel 3 zeigt;
Fig. 7 ist eine erläuternde Abbildung eines ausgewählten erfindungsgemäßen Modus.
Als Hydrid des Elements aus der VI. Gruppe zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren sind solche bevorzugt, die kein Halogenelement enthalten, und es werden Selenwasserstoff (H2Se) und Schwefelwasserstoff (H2S) eingesetzt. Als Organometallverbindung des Elements der VI. Gruppe zur Verwendung im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren können als Beispiele Dimethylselenium und Diethylsulfid angegeben werden. Als Organometallverbindung eines Elements der II. Gruppe sind solche bevorzugt, die kein Halogenelement enthalten, und bevorzugt werden Dimethylzink (DMZ), Bicyclobenzinielmagnesium (Cp2Mg) usw., verwendet.
Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Halidgases und/oder Halogengases. Z. B. können HBr, HI, HF, HCl, CCl2F2 als Beispiele für das Halidgas, und Cl2, I2, F2, Br2 und Mischungen davon als Beispiele für das Halogengas angegeben werden. Es ist bevorzugt, Cl2 für den Niedrigtemperaturbereich und HCl für den Hochtemperaturbereich zu verwenden.
Gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt ist die Menge des verwendeten Halidgases und/oder Halogengases bei abwechselnder Zufuhr der Organometallverbindung eines Elements der Gruppe II vorzugsweise kleiner als diejenige, die üblicherweise beim Ätzen der Oberfläche eines dünnen Halbleiterfilms verwendet wird, aber ohne besondere Einschränkung. Die Menge wird unter Berücksichtigung der Größe der Kammer, der Temperatur für die Dampfphasen- Epitaxie, usw. gewählt. Beispielsweise ist die bevorzugte Menge des verwendeten Halidgases und/oder Halogengases zirka äquimolar zu derjenigen des Ausgangsmaterialgases.
Ferner ist der Gesamtdruck des zuzuführenden Gases vorzugsweise geringer als Normaldruck und besonders bevorzugt von 30 bis 100 Torr.
Als Temperatur für die erfindungsgemäße Dampfphasen-Epitaxie kann jede Temperatur, die im allgemeinen für die Dampfphasen- Epitaxie von Verbindungen der Gruppen II-VI verwendet wird, eingesetzt werden. Z. B. ist eine Temperatur von 300 bis 500°C bevorzugt.
Gemäß dem ersten Aspekt wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial für das Element der Gruppe II, und ein Halidgas und/oder Halogengas abwechselnd in die Kammer zugeführt, wobei die Zeit für die Zufuhr des gasförmigen Ausgangsmaterials für das Element der Gruppe II beim ersten Mal vorzugsweise weniger als eine Minute und besonders bevorzugt von 1 bis 30 Sekunden ist. Falls die Zuführzeit eine Minute übersteigt, ist es schwierig die erfindungsgemäßen Wirkungen zu erzielen, wie die Glättung der Aufwachsoberfläche. Die Zufuhr des gasförmigen Ausgangsmaterials für das Element der Gruppe II wird unterbrochen, und dann wird das Halidgas und/oder Halogengas zugeführt. Die Zeit für die Zufuhr des Halidgases und/oder Halogengases ist ebenfalls vorzugsweise geringer als eine Minute, insbesonders bevorzugt von 1 bis 30 Sekunden. Falls die Zuführzeit eine Minute übersteigt, ist es schwierig, die erfindungsgemäßen Wirkungen, wie das Glätten der Aufwachsoberfläche, zu erzielen. Die Zufuhr des gasförmigen Ausgangsmaterials für das Element der Gruppe II wird unterbrochen, und dann wird das Halidgas und/oder Halogengas zugeleitet. Die Zuführzeit für das Halidgas und/oder Halogengas ist vorzugsweise auch weniger als eine Minute, besonders bevorzugt von 1 bis 30 Sekunden. Es besteht keine besondere Einschränkung für den Zeitraum, währenddessen weder das gasförmige Ausgangsmaterial für das Element der Gruppe II noch das Halidgas und/oder Halogengas nach dem Umschalten der Zufuhr zugeleitet wird. Es ist bevorzugt, das Vermischen des gasförmigen Ausgangsmaterials für das Element der Gruppe II mit dem Halidgas und/oder Halogengas auf der Aufwachsoberfläche zu vermeiden. Praktisch beträgt sie weniger als 10 Sekunden, besonders bevorzugt 1 bis 10 Sekunden, da die Verarbeitbarkeit sich in dem Maße, wie die Umschaltperiode länger wird, verschlechtert.
Das Herstellungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt ist effektiv für gewöhnliche Dampfphasen-Epitaxie von einem dünnen Halbleiterfilm aus einer Verbindung der Gruppe II-VI, und ist besonders geeignet zur Bildung eines dünnen Halbleiterfilmes aus einer zinkhaltigen Verbindung der Gruppe II-VI. Als zinkhaltiges Ausgangsmaterial können verschiedene bekannte Materialien je nach Epitaxieverfahren verwendet werden, jedoch ist Dialkylzink für das MOCVD-Verfahren bevorzugt. Auch ist bei diesem Gas HCl oder Cl2 als Halidgas und/oder Halogengas bevorzugt.
Bei der Dotierung mit einer Verbindung der Gruppe II-VI ist im allgemeinen Halogen als ein Dotierungsmittel vom n-Typ für den Einbau an die Stelle der Gruppe IV bevorzugt. Daher kann das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der abwechselnden Zuführung des Ausgangsmaterials für das Element der Gruppe II und des Halidgases und/oder Halogengases in die Kammer einen bemerkenswerteren erfindungsgemäßen Effekt leisten, als im Vergleich zur gleichzeitigen Zuführung des Ausgangsmaterials für das Element der Gruppe II und des Halidgases und/oder Halogengases, unter Verhinderung einer Einlagerung des Halogens an die Stelle der Gruppe II.
Gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt betreffend die Zugabe des Halidgases und/oder Halogengases zum Gas für die Dampfphasen-Epitaxie variiert die Menge des verwendeten Halidgases und/oder Halogengases in hohem Maße, je nach der Kammergröße, der Temperatur für die Dampfphasen-Epitaxie, usw., und die Menge ist im allgemeinen geringer als die Menge des Hydrids, welches kein Halogenelement enthält, und die Organometallverbindung, die kein Halogenelement enthält. Daher wird die quantitative Beziehung zwischen beiden so eingestellt, daß ein Bereich mit ätzenden Bedingungen, in dem die Dampfphasen-Epitaxie aufhört und vielmehr das Ätzen fortschreitet, oder eine Ablagerungsbereich, in der Polykristalle auf der Maske abgelagert werden, vermieden wird, so daß es zu einem selektiven Bereich kommt, in dem Kristalle wachsen, jedoch keine Polykristalle auf der Maske abgelagert werden. Fig. 7 zeigt diese Beziehung mittels der Flußrate von DMZ und HCl. Da konkrete Werte sich, wie oben beschrieben, je nach der Größe der Kammer, der Temperatur für die Dampfphasen-Epitaxie und dem verwendeten Material unterscheiden, kann sie in geeigneter Weise durch den Fachmann unter Berücksichtigung der tatsächlich eingesetzten Apparatur bestimmt werden. Ein bevorzugtes Beispiel für die eingesetzte Menge an Halidgas und/oder Halogengas ist zirka äquimolar derjenigen des Ausgangsmaterialgases. Da die Ätzrate sich mit absinkender Temperatur verringert, ist es bevorzugt, die Menge an Halidgas und/oder Halogengas zu erhöhen, falls die Temperatur niedrig ist.
Ferner ist der Gesamtdruck des zugeführten Gases vorzugsweise niedriger als der Normaldruck, insbesonders bevorzugt von 30 bis 100 Torr.
Für die Temperatur bei der Dampfphasen-Epitaxie kann jede üblicherweise verwendete Bedingung für die Dampfphasen- Epitaxie von Verbindungen der Gruppe II-VI eingesetzt werden. Z. B. ist eine Temperatur von 300 bis 500°C bevorzugt.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist wirksam bei der Dampfphasen-Epitaxie dünner Halbleiterfilme von üblichen Verbindungen der Gruppen II-VI, und ist besonders geeignet für die Dampfphasen-Epitaxie eines dünnen Halbleiterfilmes aus einer zinkhaltigen Verbindung der Gruppe II-VI. Als zinkhaltiges Ausgangsmaterial können verschiedene bekannte Materialien, je nach Epitaxieverfahren, verwendet werden, und Dialkylzink ist für das MOCVD-Verfahren bevorzugt. Auch in diesem Fall ist HCl oder Cl2 als Halidgas und/oder Halogengas bevorzugt.
Als weiterer erfindungsgemäßer Aspekt kann die Kombination beider Aspekte erwähnt werden, d. h. ein Verfahren einer periodischen Zuführung eines Halidgases und/oder Halogengases, während das Ausgangsmaterial für die Dampfphasen-Epitaxie zugeleitet wird, oder ein Verfahren zur Veränderung der Flußrate des Gases der Organometallverbindung aus dem Element der Gruppe II, während des Zuflusses eines Halidgases und/oder Halogengases und eines Gases aus einem Hydrid eines Elements der Gruppe VI bei einer konstanten Flußrate innerhalb eines Bereiches. Ein solches Verfahren kann auch den gleichen Effekt wie beim oben beschriebenen ersten und zweiten Aspekt liefern.
Beim Aufwachsen des dünnen Halbleiterfilms aus einer Verbindung der Gruppe II-VI ist es möglich, wenn das gasförmige Ausgangsmaterial für das Element der Gruppe II und ein Halidgas und/oder Halogengas abwechselnd mindestens einmal in eine Kammer eingeleitet werden, wobei Bedingungen für die Dampfphasen-Epitaxie eingehalten werden, die im wesentlichen identisch mit denen beim bekannten MOVPE- Verfahren sind, die Heterogrenzflächen glätten, wodurch die Glätte der Oberflächenmorphologie oder der Facettenoberfläche oder der aufwachsenden Kristalle hochqualitiv ohne Ablagerung von Polykristallen auf der Maske über einen weiten Bereich verbessert wird.
Wie oben beschrieben ist es möglich, wenn ein Halidgas, wie HCl und/oder Halogengas, während der Herstellung einer erfindungsgemäßen Halbleiterverbindung zugeführt wird, daß die Heterogrenzfläche geglättet wird, oder die Kristalle in einer hohen Qualität ohne Ablagerung von Polykristallen auf der Maske über einen weiten Bereich aufwachsen.
Erfindungsgemäß ist das Verfahren, obwohl die epitaxiale Aufwachsgeschwindigkeit leicht aufgrund der Zugabe kleinerer Mengen an HCl vermindert ist, ausreichend wiederholbar und kontrollierbar hinsichtlich des Aufwachsens eines bestehenden dünnen Films und ist praktisch einsetzbar. Ferner ist das Verfahren nicht besonders nur auf das im MOVPE-Verfahren eingeschränkt, obwohl es unter Verweis auf das MOVPE in den Beispielen erklärt wird, sondern andere Dampfphasen- Epitaxieverfahren, wie das MBE-Verfahren, sind einsetzbar.
BEISPIEL
Die Erfindung wird im folgenden unter Verweis auf die Beispiele erläutert.
BEISPIEL 1
Nach Aufbringung eines Siliziumnitrid-(SiNX)-Films bis zu einer Dicke von 10 nm mit einem Plasma-CVD-Verfahren auf ein GaAs-Substrat, wurde das GaAs teilweise durch Photolithographie freigelegt. Der Abstand zwischen freigelegten zueinander benachbarten GaAs-Bereichen benachbart zueinander variierte von 2 µm bis 1 mm. Fig. 1 zeigt die Ausbildung dieses Streifenmusters.
Man ließ eine ZnSe-Schicht auf 1 µm Dicke auf das Substrat durch ein MOCVD-Verfahren gemäß dem Gasflußprogramm wie in Fig. 2 gezeigt aufwachsen. Es wurden Dimethylzink (DMZ) als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Organometallverbindung der Gruppe II, Selenwasserstoff (H2Se) als gasförmiges Ausgangsmaterial für das Element der Gruppe VI und HCl als Halidgas verwendet. Die Temperatur war 700°C und der Druck 76 Torr. Das HCl und DMZ wurden äquimolar zugeführt. Die epitaxiale Aufwachsgeschwindigkeit von ZnSe, das nicht mit den SiNx-Film bedeckt war, war 1 µm/h.
Das in Fig. 2 gezeigte Gasflußprogramm wurde in einer solchen Weise ausgeführt, daß zunächst Selenwasserstoff und DMZ in einer H2-Atmosphäre als Trägergas 5 Sekunden zugeführt wurden, ein Überlagerungsintervall von 1 Sekunde bestand, HCl 5 Sekunden zugeführt wurde, und dann ein Überlagerungsintervall von 1 Sekunde als ein Zyklus, und anschließend zurückgekehrt wurde zum ersten Schritt des DMZ- Flusses für 5 Sekunden. Dieses Verfahren wurde 180 Zyklen wiederholt. In der Zwischenzeit wurde ständig Selenwasserstoff und H2 als Trägergas kontinuierlich zugeführt.
Als Ergebnis wurde überhaupt keine Bildung von ZnSe auf dem SiNX-Film mit nicht mehr als 500 µm Dicke beobachtet, während eine leichte Bildung von ZnSe-Kernen auf dem SiNx-Film von nicht weniger als 500 µm Dicke beobachtet wurde, und AlAs wuchs selektiv nur auf dem freigelegten GaAs.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Man ließ ZnSe auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 aufwachsen unter Verwendung eines Gasflußprogrammes, bei dem kein HCl zugeführt wurde, wie in Fig. 3 gezeigt. Als Ergebnis wurde Aufwachsen von ZnSe-Polykristallen im wesentlichen über die gesamte Oberfläche aller SiNx-Filme beobachtet.
BEISPIEL 2
Wie in Fig. 4 gezeigt, wurde eine Heterostruktur mit sechs ZnSe-Quantentöpfen von 10 Å, 20 Å, 30 Å, 60 Å, 80 Å und 100 Å Breite unter Verwendung von ZnSSe als Grenzschicht auf einem Cr-dotierten GaAs-(100)-Substrat mit dem MOVPE-Verfahren hergestellt. In diesem Fall wurden Dimethylzink (DMZ), Selenwasserstoff (H2Se) und Schwefelwasserstoff (H2S) als Ausgangsmaterialgas verwendet. Ferner war die gesamte Flußgeschwindigkeit 7,7 SLM, die Temperatur war 550°C, der Druck 35 Torr und die epitaxiale Aufwachsrate war ca. 1 µm/h. Unter den oben beschriebenen Epitaxiebedingungen wurde Probe (A), in der 0,25 sccm HCl zugegeben wurde, und Probe (B), in der HCl nicht zugegeben wurde (Epitaxieverfahren nach dem Stand der Technik) während der Dampfphasen-Epitaxie der ZnSe- Quantentopfschicht und der ZnSSE-Grenzschicht hergestellt. Die Verminderung der epitaxialen Aufwachsrate aufgrund der Zugabe von HCl bei 0,25 sccm unter den Epitaxiebedingungen war nur 5%. Es wurden Photolumineszenz-(PL)-Messungen bei 4,2 K an den Proben durchgeführt, um die Emission von Licht aus den Quantentöpfen zu beobachten. Während die PL- Intensität im wesentlichen sowohl für Proben (A) und (B) gleich war, war die PL-Halbwertsbreite in hohem Maße bei Probe (A) verringert. Die PL-Halbwertsbreite hat einen engen Zusammenhang mit der Glätte der Heterogrenzschicht an beiden Enden des Quantentopfes, und die Halbwertsbreite ist kleiner je glatter die Heterogrenzfläche ist. Aus dem vorhergehenden kann geschlossen werden, daß die Wanderung der zinkhaltigen Verbindung gefördert war, und daß eine flache Hetero- Grenzschicht durch Zugabe von HCl gebildet wurde.
BEISPIEL 3
Eine ZnSe-Schicht von ca. 1 µm Dicke durch Dampfphasen- Epitaxie auf einem GaAs-Substrat mit einem Streifenmuster von SiNx-Filmen, deren Breite alle 100 µm (5 µm bis 200 µm) wie in Fig. 1 gezeigt variierte, nach dem MOVPE-Verfahren aufgebracht. In diesem Fall wurden Dimethylzink (DMZ) und Selenwasserstoff (H2Se) als Ausgangsmaterialgas verwendet, und die Molzahl des zugeführten DMZ und H2Se wurde auf 2 × 10-5 mol/min und 4 × 10-5 mol/min eingestellt. Ferner war die Gesamtflußrate 7,7 SLN, die Temperatur war 650°C, der Druck 76 Torr und die epitaxiale Aufwachsgeschwindigkeit ca. 2 µm/h. Fig. 5 und 6 zeigen optische Mikroskopaufnahmen von Bereichen der Wafer-Oberflächen nach Aufwachsen betreffend eine Probe, in der HCl mit 0,5 sccm (A), und eine Probe (B), in der HCl während der Dampfphasen-Epitaxie nicht zugeführt wurde (Epitaxieverfahren nach dem Stand der Technik). In den Zeichnungen sind die weiß aufscheinenden Bereiche, in denen ZeSe auf GaAs aufwuchs, während schwarz aufscheinende Bereiche SiNx-Film sind, und weiße Flecken auf dem SiNx-Film sind ZnSe-Polykristalle. In der Probe (B) in Fig. 6 wurde eine Anzahl Polykristalle auf der gesamten Oberfläche des SiNx-Films abgelagert, auch auf dem Streifen von SiNx-Filmen mit einer großen Breite (100 µm Breite), wenn eine ZnSe- Schicht in der Probe (B), wie in Fig. 6 gezeigt, aufwuchs. Es wurde für das übliche MOVPE-Verfahren berichtet, daß die Wanderung der zinkhaltigen Verbindung ziemlich langsam ist, und daß die Reaktivität mit dem Schutzfilm hoch ist, so daß ein selektives epitaxiales Aufwachsen für ZnSe ziemlich schwierig ist, auch wenn die Dampfphasen-Epitaxie unter einem verminderten Druck von mehreren Zehntel Torr durchgeführt wird. Das vorhandene Epitaxieverfahren liefert in diesem Fall auch ein ähnliches Ergebnis. Andererseits wurde bei Probe (A), wie in Fig. 5 gezeigt, keine Ablagerung von Polykristallen auf den SiNx-Filmstreifen von 200 µm Breite bei der Dampfphasen-Epitaxie der ZnSe-Schicht beobachtet. Aus dem Vorhergehenden schließt man, daß die Wanderung von der Zn-haltigen Verbindung durch Zugabe von HCl gefördert wurde, was ein bevorzugtes selektives epitaxiales Aufwachsen ermöglichte.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines dünnen Halbleiterfilms aus einer Verbindung der Gruppe II-VI durch Dampfphasen- Epitaxie in einer Wachstumskammer unter Verwendung einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe II und eines Hydrids oder einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe VI als Ausgangsmaterial, welches die wiederholte abwechselnde Zuführung der Organometall- verbindung eines Elements der Gruppe II und eines Halogenidgases, eines Halogengases oder einer Mischung davon in die Wachstumskammer umfaßt, wobei der Gesamtdruck des in die Wachstumskammer zugeführten Gases weniger als Normaldruck beträgt und das Hydrid oder die Organometallverbindung eines Elements der Gruppe VI in die Wachstumskammer zumindest während eines Zeitraums eingeführt wird, in dem die Organometall-verbindung eines Elements der Gruppe II zugeführt wird, so daß der dünne Halbleiterfilm aus einer Verbindung der Gruppe II-VI während dieses Zeitraums wächst.
2. Verfahren zur Herstellung eines dünnen Halbleiterfilms aus einer Verbindung der Gruppe II-VI durch Dampfphasen- Epitaxie in einer Wachstumskammer unter Verwendung einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe II und eines Hydrids oder einer Organometallverbindung eines Elements der Gruppe VI als Ausgangsmaterial, welches die Zugabe eines Halogenidgases, eines Halogengases oder einer Mischung davon zu einem Gas für die Dampfphasen- Epitaxie in der Wachstumskammer umfaßt, wobei der Gesamtdruck des in die Wachstumskammer zugeführten Gases weniger als Normaldruck beträgt und das Hydrid oder die Organometallverbindung eines Elements der Gruppe VI in die Wachstumskammer zumindest während eines Zeitraums zugeführt wird, in dem die Organometall-verbindung eines Elements der Gruppe II eingeführt wird, so daß der dünne Halbleiterfilm aus einer Verbindung der Gruppe II-VI während dieses Zeitraums wächst.
3. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin eine Organometallverbindung aus einem Element der Gruppe II, welche kein Halogenelement enthält, und ein Hydrid oder eine Organometallverbindung aus einem Element der Gruppe VI, welche kein Halogenelement enthält, als Ausgangsmaterialien verwendet werden.
4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin die Dampfphasen-Epitaxie in einem selektiven epitaxialen Wachstumsbereich durchgeführt wird.
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