DE69408755T2

DE69408755T2 - Verfahren zum Herstellen eines III-V-Halbleitermaterials und ein III-V-Halbleitermaterial

Info

Publication number: DE69408755T2
Application number: DE69408755T
Authority: DE
Inventors: Hideki Goto; Nobuyuki Hosoi; Kenji Shimoyama
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2014-08-31
Also published as: EP0642154B1; US5606180A; TW339452B; EP0642154A1; DE69408755D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gruppe III-V-Verbindung-Halbleiters und einen Halbleiter aus Verbindungen der Gruppe III-V. Diese Halbleiter können für verschiedene Halbleitervorrichtungen wie Laserdioden, lichtemittierende Dioden und Transistoren mit hoher Elektronenmobilität verwendet werden.
Die folgenden Verfahren sind für das Kristallwachstum von bei Halbleitervorrichtungen verwendeten Elementen bekannt:
(i) ein Kristall von C&sub1;IIIASxP1-x (C&sub1;III steht für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III, 0 ≤ x < 0,5) wird direkt auf A&sub1;IIIAswP1-w gezüchtet (A&sub1;III steht für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3, 0,5 ≤ w ≤ 1), gebildet auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film; und (ii) ein Kristall von A&sub2;IIIAsuP1-u (A&sub2;III steht für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem In-Gehalt von nicht weniger als 0,3, 0 ≤ u ≤ 1) wird auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film gezüchtet. Nach Unterbrechung des Kristallwachstums bei der Erhitzungsstufe erforderlich ist, wird ein C&sub2;IIIAszP1-z-Kristall (C&sub2;III steht für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III, 0 < z < 1) direkt auf dem A&sub2;IIIAsuP1-u gezüchtet.
Für das Kristallwachstum von (AlyGa1-y)0,5In0,5P (0 < y < 1), das ein Material ist, das für sichtbare Laserdioden oder sichtbares Licht emittierende Dioden verwendet wird, wird allgemein eine GaAs-Pufferschicht auf einem GaAs-Substrat gezüchtet und das Kristallmaterial wird direkt auf der GaAs-Pufferschicht durch eine MQVPE (metallorganische Dampfphasenepitaxie)-Technik gezüchtet.
Das direkte Züchten eines (AlyGa1-y)0,5In0,5P-Kristalls auf der auf eineni GaAs-Substrat gebildeten GaAs-Pufferschicht beinhaltet aber dahingehend Probleme, daß eine Substitution zwischen dem As in dem GaAs-Kristall und dem P in der Dampfphase erfolgt, was Grenzflächenfehler bewirkt. Hierdurch wird es unmöglich gemacht, einen AlGaInP-Kristall mit guter Qualität zu erhalten. Insbesondere ist es beim Wachstum eines AlGaInP-Kristalls mit hohem Al-Gehalt vital, das Kristaliwachstum bei hoher Temperatur (nicht weniger als 700ºC) durchzuführen, um eine Verunreinigung des Kristalls mit Sauerstoff zu verhindern, um den Einfluß der Grenzflächendefekte, die auf die Substitution zwischen dem As in dem GaAs-Kristall und dem P in der Dampfphase zurückzuführen sind, zu vermindern.
Das Züchten der GaAs-Pufferschicht auf einem Halbleitersubstrat wird vorzugsweise bei einer niedrigen Temperatur von weniger als 700ºC durchgeführt, um eine Diffusion von Verunreinigungen aus dem Substratkristall in die epitaxiale Kristallschicht zu minimieren. Weiterhin, wenn die Pufferschicht von A2IIIAsuP1-u einen hohen In-Gehalt hat, wenn das Kristallwachstum bei hoher Temperatur durchgeführt wird, muß eine große Menge von In zugeführt werden, da die Effizienz der In-Einarbeitungen in den Kristall vermindert wird. Es ist daher von Vorteil, das Kristallzüchten der A&sub2;IIIAsuP1-u-Pufferschicht bei einer niedrigen Temperatur (weniger als 700ºC) durchzuführen.
Andererseits muß eine lichtemittierende Schicht einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung eine hohe Lichtwirksamkeit sowie eine gute Kristallqualität haben. Es wird daher im allgemeinen bevorzugt, daß das Züchten der lichtemittierenden Schicht bei hoher Temperatur durchgeführt wird. Insbesondere im Falle, daß die lichtemittierende Schicht Al enthält (beispielsweise eine Schicht bestehend aus AlGaInP oder AlGaAs), setzt sich, wenn das Kristallzüchten bei niedriger Temperatur durchgeführt wird (weniger als 700ºC), das Al-Element, das eine der Komponenten der Schicht ist, mit Sauerstoff um, der in Spurenmengen in dem Züchtungsgas zurückgeblieben ist. Dies bewirkt eine Verunreinigung des Kristalls mit Oxiden oder das Auftreten von Mikrodefekten, so daß es unmöglich ist, einen Kristall mit hoher Lichteffizienz und guter Qualität zu erhalten. Es wird daher bevorzugt, daß das Wachstum von AlGaInP oder Algaks bei hoher Temperatur (nicht weniger als 700ºC) durchgeführt wird, um zu verhindern, daß der gezüchtete Kristall mit dem Al und dem Sauerstoffreaktionsprodukt verunreinigt wird.
-Aus diesen Gründen ist es bei dem Kristallzüchtungsverfahren, bei dem zuerst ein A&sub2;IIIAsuP1-u-Kristall auf einem Substrat gezüchtet wird und dann ein AlGaInP- oder AlGaAs-Kristall auf der A&sub2;IIIAsuP1-u-Pufferschicht gezüchtet wird, die übliche Praxis, das Züchten des A2IIIAsuP1-u-Kristalls bei niedriger Temperatur (bei ca. 660ºC) durchzuführen und dann die Temperatur zu erhöhen, um das Züchten des AlGaInP- oder AlGaAs-Kristalls bei einer hohen Temperatur von nicht weniger als 700ºC durchzuführen.
Bei diesem Verfahren wird aber ein Teil des In in dem bei niedriger Temperatur gezüchteten A2IIIAsuP1-u-Kristall im Verlauf des Erhitzens aufgrund des hohen Dampfdrucks desorbiert, wodurch Oberflächendefekte in dem gezüchteten Kristall bewirkt werden. Der AlGaInP- oder AlGaAs-Kristall, der darauf gezüchtet worden ist, weist inhärent diese Defekte auf, so daß es unmöglich ist, den gewünschten AlGaInP- oder AlGaAs-Kristall mit hoher Qualität zu erhalten.
Erfindungsgemäß wird danach gesucht, einen Halbleiter mit einem dünnen Kristallfilm von C&sub1;IIIAsxP1-x oder C&sub2;IIIAszP1-z bereitzustellen, der im wesentlichen von Verunreinigungen oder Mikrodefekten frei ist.
Erfindungsgemäß wird danach gesucht, eine Halbleitervorrichtung mit hoher Verläßlichkeit und hoher Leistung bereitzustellen, in der der genannte Kristallfilm verwendet worden ist.
Als Ergebnis von intensiven Untersuchungen zur Überwindung dieser technischen Probleme ist gefunden worden, daß man durch Züchten eines dünnen Kristallfilms von BIIIAs (BIII: ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von nicht weniger als 0,3) als Schutzfilm auf einem dünnen Film von A&sub1;IIIAswP1-w oder A&sub2;IIIAsuP1-u, gebildet auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder auf einer epitaxialen Schicht, die auf dem Halbleiterkristallsubstrat gezüchtet worden ist, es möglich ist, die genannten Grenzflächendefekte zu verhindern, und zwar insbesondere die in der Erhitzungsstufe bewirkten Kristalldefekte, und es auf diese Weise möglich ist, ein gutes Kristallgitter, das an die darunterliegende Schicht angepaßt ist, zu erhalten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters aus Verbindungen der Gruppe III-V, umfassend:
(1) Bildung eines dünnen Kristallfilms von AlIIIAswP1-w, wobei A&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 steht, und 0,5 < w ≤ 1, auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film;
Bildung darauf eines dünnen Kristallfilms von BIIIAs, wobei BIII für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht; und
Bildung darauf eines dünnen Kristallfilms von C&sub1;IIIAsxP1- x worin C&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 steht und 0 ≤ x < 0,5, oder (2) Bildung eines dünnen Kristallfilms von A2IIIAsuP1-u, wobei A&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem In-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht, und 0 ≤ u ≤ 1 auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film;
Bildung darauf eines dünnen Kristallfilms von BIIIAs, wobei BIII für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht; und Bildung darauf eines dünnen Kristallfilms von C&sub2;IIIAsxP1- x wobei C&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III steht und 0 ≤ z ≤ 1.
Durch die Erfindung wird auch ein Halbleiter aus Verbindungen der Gruppe III-V bereitgestellt, der folgendes umfaßt:
(1) einen dünnen Kristallfilm von A&sub1;IIIAswP1-w, wobei A&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al- Gehalt von weniger als 0,3 steht, und 0,5 < w ≤ 1, der auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Sub-strat gezüchteten epitaxialen Film gebildet ist;
einen dünnen Kristallfilm von BIIIAs, wobei BIII für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht, der auf dem A&sub1;IIIAswP1-w-Film gebildet ist; und
einen dünnen Film von C&sub1;IIIAsxP1-x, worin C&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 steht, und 0 ≤ x ≤ 0,5, der auf dem BIIIAs-Film gebildet ist; oder
(2) einen dünnen Film von A&sub2;IIIAsuP1-u, wobei A&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem In-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht, und 0 ≤ u ≤ 1, der auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film gebildet ist;
einen dünnen Kristallfilm von BIIIAs, wobei BIII für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht, der auf dem A&sub2;IIIAsuP1-u-Film gebildet ist; und
einen dünnen Film von C&sub2;IIIAsuP1-u, wobei C&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III steht und 0 ≤ z ≤ 1 der auf dem BIIIAs-Film gebildet ist.
Weiterhin wird durch die Erfindung ein Halbleiter aus Verbindungen der Gruppe III-V, wie oben definiert, bereitgestellt, der durch das oben definierte Verfahren erhältlich ist.
Weiterhin stellt die Erfindung eine Laserdiode, eine lichtemittierende Diode oder einen Transistor, umfassend einen Halbleiter, wie oben definiert, bereit.
Die Fig. 1 ist eine schematische Illustration der Struktur des Halbleiters des Beispiels 1, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die Fig. 2 ist eine schematische Illustration der Struktur des Halbleiters des Beispiels 2, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Erfindungsgemäß wird ein dünner Kristallfilm von A&sub2;IIIAsuP1-u auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einer auf einem Halbleiterkristallsubstrat gezüchteten epitaxialen Schicht, vorzugsweise bei einer Temperatur von weniger als 700ºC, mehr bevorzugt 600 bis 680ºC, aus den oben angegebenen Gründen gebildet.
Beispiele für erfindungsgemäß geeignete A&sub1;IIIAswP1-w, das ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 enthält, sind InAsP, AlInAsP, AlInAs, InAs, Al- GaAs, GaAs und GaAsP.
Beispiele für A&sub2;IIIAsuP1-u das ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem In-Gehalt von nicht weniger als 0,3 enthält, sind InAsP, AlInAsP, AlInAs, InAs, AlInP, GaInP, AlGaInP, InGaAs und InGaAsP.
Die Dicke jedes dünnen Kristallfilms von A&sub1;IIIAswP1-w und A&sub2;IIIAsuP1-u hängt vom Anwendungszweck des dünnen Kristallfilms ab. Im Falle der Verwendung als Pufferschicht beträgt die Dicke jedes Films vorzugsweise 0,1 bis 2 um.
Das Halbleiterkristallsubstrat oder die epitaxiale Schicht, die auf dem erfindungsgemäß verwendeten Substrat gezüchtet worden ist, ist vorzugsweise ein bzw. eine solche, bei der keine Gitter-Mißausrichtung zwischen der A&sub1;IIIAswP1-w- oder der A&sub2;IIIAsuP1-u-Schicht und dem Halbleiterkristallsubstrat oder der darauf gezüchteten epitaxialen Schicht bewirkt werden kann. Es wird mehr bevorzugt, daß das Substrat oder die darauf gezüchtete epitaxiale Schicht die gleiche Zusammensetzung wie die A&sub1;IIIAswP1-w oder A&sub2;IIIAsuP1-u-Schicht hat.
Die Dicke des Halbleiterkristallsubstrats hängt von dem Verwendungszweck ab, ist aber vorzugsweise 100 bis 500 um.
Der erfindungsgemäß verwendete dünne Kristallfilm von BIIIAs wirkt als Schutzschicht zur Hemmung einer Substitution zwischen dem As in der darunterliegenden Schicht des A&sub1;IIIAswP1-w-Kristalls und dem P in der Dampfphase oder der Desorption von In in der A&sub2;IIIAsuP1-u-Kristallschicht. Die Untergrenze der Dicke des BIIIAs-Kristallfilms beträgt 0,5 nm, vorzugsweise 2 nm, im Falle eines AlAs-Kristallfilms.
Da trotz einer kleinen Dicke der BIIIAs-Kristallfilm als eine Schutzschicht wirkt, wie oben beschrieben, beeinflußt die Aufbringung dieser BIIIAs-Schicht die elektrischen und optischen Eigenschaften des Produkts im wesentlichen nicht. Die Obergrenze der Dicke des BIIIAs-Kristallfilms kann bis zu einem Wert angehoben werden, der nahe an der kritischen Dicke ist, die keine Verschiebung aufgrund einer Gitter-Mißausrichtung bewirkt. Aus wirtschaftlichen Gründen beträgt aber die Obergrenze der Dicke des BIIIAs-Kristallfilms 10 um. Somit ist die Filmdicke 0,5 nm bis 10 um, vorzugsweise 2 nm bis 5 um, mehr bevorzugt 5 nm bis 2 um. Der dünne Film von BIIIAs wird bei der gleichen Temperatur gezüchtet, wie sie für die darunterliegende Schicht angewendet wurde, so daß keine Desorption eines Teils von As oder In aus der darunterliegenden Schicht des A&sub1;IIIAswP1-w- oder A&sub2;IIIAsuP1-u-Kristalls während des Wachstums erfolgt, was Oberflächendefekte bewirken könnte.
AlGaAs und AlAs können als typische Beispiele für BIIIAs genannt werden. Der Al-Gehalt in den Elementen der Gruppe III in BIIIAs ist nicht weniger als 0,3, vorzugsweise nicht weniger als 0,45. Zur Erzielung eines ausreichenden Effekts ist der Al- Gehalt vorzugsweise nicht weniger als 0,55. Wenn die Filmdicke vermindert wird, dann ist der genannte Gehalt vorzugsweise nicht weniger als 0,7.
Beim Züchten von C&sub1;IIIAsxP1-x einer gewünschten Zusammensetzung auf einer BIIIAs-Schicht kann eine C&sub1;IIIAsxP1-x-Schicht mit sehr guter Kristallqualität erhalten werden.
Das Züchten von C&sub2;IIIAszP1-z auf der BIIIAs-Schicht wird bei einer höheren Temperatur durchgeführt, als üblicherweise im Falle, daß Al enthalten ist, angewendet wird, wie die bei einem AlGaInP- oder AlGaAs-Kristall aus den oben angegebenen Gründen.
-Selbst dann, wenn das Züchten des C&sub2;IIIAszP1-z bei der gleichen Temperatur erfolgt, wie im Falle der darunterliegenden Schicht, erweist sich, wenn das Kristallwachstum aus dem einen oder anderen Grund vor dem Züchten des C&sub2;IIIAszP1-z-Kristalls unterbrochen wird, die BIIIAs-Schutzschicht als wirksam, um eine Desorption von In zu verhindern.
Das oben beschriebene Kristallzüchten kann durch die bekannte MOVPE-Technik (metallorganische Dampfphasenepitaxie) oder MOMBE-Technik (metallorganische Molekularbündelepitaxie) bewerkstelligt werden. Es ist auch möglich, andere bekannte Methoden, wie die VPE-Technik (Dampfphasenepitaxie) oder MBE- Technik (Molekularbündelepitaxie) anzuwenden.
Bei dem erfindungsgemäßen Kristallzüchtungsverfahren ist es möglich, eine Desorption des In von der darunterliegenden Schicht selbst bei hohen Temperaturen zu verhindern, was auf die Aufbringung eines dünnen Kristallfilms von BIIIAs zurückzuführen ist, der als eine darunterliegende Schicht vor dem Züchten des C&sub1;IIIAsxP1-x- oder C&sub2;IIIAszP1-z-Kristalls gezüchtet wird. Da weiterhin As wegen der hohen Al-As-Bindungsenergie kaum desorbiert wird, bleibt die BIIIAs-Filmoberfläche während der Erhitzungsstufe von Defekten frei. Daher treten selbst dann, wenn das Züchten des C&sub1;IIIAsxP1-x- oder C&sub2;IIIAszP1-z-Kristalls bei hoher Temperatur auf dem A&sub1;IIIAswP1-w- oder A&sub2;IIIAsuP1-u-Kristall der Pufferschicht mit mit einem BIIIAs- Film geschützter Oberfläche durchgeführt wird, keine Defekte auf, wie sie bei der herkömmlichen Praxis hervorgerufen werden. Es kann ein qualitativ hochwertiger Kristall, der den Züchtungseffekt bei hoher Temperatur gut reflektiert, erhalten werden.
Selbst wenn die Züchtung von C&sub2;IIIAszP1-z bei der gleichen Temperatur wie bei der Züchtung der darunterliegenden Schicht durchgeführt wird, erweist sich, wenn es erforderlich ist, aus dem einen oder anderen Grunde das Kristallwachstum zu unterbrechen, die BIIIAs-Schicht als sehr gut geeignet, um Schwierigkeiten zu verhindern.
Der oben beschriebene Kristallzüchtungsprozeß ist besonders dann wirksam, wenn der Substratkristall aus GaAs, GaP, InP oder einem Legierungshalbleiter davon besteht. In jedem Fall kann ein gleicher Effekt erzielt werden.
Gemäß deni erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Substitution zwischen dem Asin dem Kristall von A&sub1;IIIAswP1-w auf einem Halbleitersubstrat und dem P in der Dampfphase gehemmt, was das Auftreten von Grenzflächendefekten verhindert. Der auf diese Weise gezüchtete C&sub1;IIIAsxP1-x-Kristall ist im wesentlichen von Verunreinigungen oder Mikrodefekten frei, und er kann daher als Hochqualitätskristall mit starker Photolumineszenzintensität dienen.
Es ist auch möglich, den Kristall von AlGaInP oder AlGaAs bei einer optimalen Temperatur zu züchten, die höher ist als diejenige, die zur Bildung der Pufferschicht auf dem Halbleitersubstrat angewendet wird. Der so gezüchtete AlGaInP- oder AlGaAs- Kristall hat wenige Verunreinigungen oder Mikrodefekte, und er kann als Hochqualitätskristall mit starkter Photolumineszenzintensität dienen.

Beispiele

Die Erfindung wird nun in den folgenden Beispielen weiter beschrieben.

Beispiel 1

Eine undotierte Doppelheterostruktur (DH-Struktur) wurde, wie in Fig. 1 gezeigt, gemäß der MOCVD-Technik hergestellt. Zuerst wurde ein GaAs-Kristall 2 zu einer Dicke von 0,5 um gezüchtet, um eine Pufferschicht auf einem GaAs (100) Substrat 1 zu bilden. Auf dieser Pufferschicht wurde ein 1,5 nm dicker AlAs-Film 3 gezüchtet, um eine Oberflächenschutzschicht zu bilden. Das Züchten der GaAs-Pufferschicht und des AlAs-Films wurde bei folgenden Bedingungen durchgeführt: Temperatur = 700ºC, Druck = 102 hPa, V:III Molverhältnis = 50:1, Züchtungsgeschwindigkeit = 2,0 um/h Auf der Schutzschicht 3 wurden nacheinander eine 0,5 um dicke (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P-Plattierung 4, eine 0,1 um dicke (Al0,7Ga0,5)0,5In0,5P-Aktivschicht 5 und eine 0,2 um dicke (Al0,7Ga0,3)0,5In0,5P-Plattierung 6 bei den Bedingungen einer Temperatur von 700ºC, eines Drucks von 102 hpa, eines V:III Molverhältnisses von 450:1 und einer Züchtungsgeschwindigkeit von 1,0 um/h gezüchtet.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde die gleiche Verfahrensweise wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß kein AlAs-Film 3 bereitgestellt wurde.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gezüchtete DH-Struktur erzeugte eine ungefähr lüfach stärkere Photolumineszenzintensität als die DH-Struktur, die nach der herkömmlichen Kristallzüchtungsmethode gebildet worden war (Vergleichsbeispiel 1).

Beispiel 2

Wie in Fig. 2 gezeigt, wurde ein 1,5 nm dicker AlAs-Film 2, um eine Oberflächenschutzschicht auf einem GaAs (100) Substrat 1 zu bilden, nach der MOVPE-Technik bei den Bedingungen einer Temperatur von 660ºC, eines Drucks von 10² hPa, eines V:III Molverhältnisses von 50:1 und einer Züchtungszeit von 7 Sekunden gezüchtet. Auf dieser Oberflächenschutzschicht wurde ein Ga0,5In0,5P-Kristall 3 bei einer Temperatur von 660ºC bis zu einer Dicke von 0,2 um gezüchtet, um eine Pufferschicht auf dem AlAs-Film 2 bei den Bedingungen eines Drucks von 10² hPa, eines V:III Molverhältnisses von 450:1 und einer Züchtungsgeschwindigkeit von 1,0 um/h zu bilden. Auf dieser Pufferschicht 3 wurde ein 1,5 nm dicker AlAs-Film 4 bei einer Temperatur von 660ºC gezüchtet, um eine Oberflächenschutzschicht bei den Bedingungen eines Drucks von 102 hPa, eines V:III Molverhältnisses von 50:1 und einer Züchtungszeit von 7 Sekunden zu bilden. Dann wurde die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 5ºC/min erhöht, bis sie 700ºC erreichte. Als Gasatmosphäre während des Erhitzens wurde Wasserstoffgas mit 10 Gew.-% AsH&sub3;-Gas, bezogen auf das Wasserstoffgas, strömen gelassen, um eine Freisetzung von As aus dem AlAs zu verhindern. Dann wurde der (Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Kristall 5 bis zu einer Dicke von 0,5 um bei den Bedingungen einer Temperatur von 700ºC, eines Drucks von 10² hPa, eines V:III Molverhältnisses von 450:1 und einer Züchtungsgeschwindigkeit von 1,0 um/h gezüchtet

Vergleichsbeispiel 2

Eine (Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Probenstruktur wurde nach der Verfahrensweise des Beispiels 2 mit der Ausnahme gezüchtet, daß kein AlAs-Film 3 bereitgestellt wurde.
Die mit der AlAs-Schicht versehene Probenstruktur erzeugte eine etwa 10-fach stärkere Photolumineszenzintensität als die Probenstruktur ohne AlAs-Schicht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters aus Verbindungen der Gruppe III-V, umfassend:

(1) Bildung eines dünnen Kristallfilms von A&sub1;IIIAswP1-w, wobei A&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 steht und 0,5 < w ≤ 1, auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film;

Bildung darauf eines dünnen Kristallfilms von BIIIAs, wobei BIII für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht; und

Bildung darauf eines dünnen Kristallfilms von C&sub1;IIIAsxP1- x, worin C&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 steht und 0 ≤ x < 0,5, oder

(2) Bildung eines dünnen Kristallfilms von A&sub2;IIIAsuP1-u, wobei A&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem In-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht und 0 ≤ u ≤ 1, auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film;

Bildung darauf eines dünnen Kristallfilms von C&sub2;IIIAszP1- z, wobei C&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III steht und 0 ≤ z ≤ 1.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Gruppe III mindestens ein Elerrent, ausgewählt aus Al, Ga und In, ist.

3. Halbleiter aus Verbindungen der Gruppe III-V, umfassend: (1) einen dünnen kristallfilm von A&sub1;IIIAswP1-w, wobei A&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 steht und 0,5 < w ≤ 1, der auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film gebildet ist;

einen dünnen Kristallfilm von BIIIAs, wobei BIII für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht, der auf dem A&sub1;IIIAswP1-w-Film gebildet ist; und

einen dünnen Film von C&sub1;IIIAsxP1-x, worin C&sub1;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Gehalt von weniger als 0,3 steht und 0 ≤ x < 0,5, der auf dem BIIIAs-Film gebildet ist; oder

(2) einen dünnen Film von A&sub2;IIIAsuP1-u, wobei A&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem In-Gehalt von nicht weniger als 0,3 steht und 0 ≤ u ≤ 1, der auf einem Halbleiterkristallsubstrat oder einem auf dem genannten Substrat gezüchteten epitaxialen Film gebildet ist;

einen dünnen Kristallfilm von BIIIAs, wobei BIII für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III mit einem Al-Ge-halt von nicht weniger als 0,3 steht, der auf dem A&sub2;IIIAsuP1-u-Film gebildet ist; und

einen dünnen Film von C&sub2;IIIAszP1-z, wobei C&sub2;III für ein oder mehrere Elemente der Gruppe III steht und 0 ≤ z ≤ 1, der auf dem BIIIAs-Film gebildet ist

4. Halbleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des dünnen Kristallfilms von BIIIAs 0,5 nm bis 10 um beträgt.

5. Halbleiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des dünnen Kristallfilms von BIIIAs 2 nm bis 5 um beträgt.

6. Halbleiter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Gruppe III mindestens ein Element, ausgewählt aus Al, Ga und In, ist.

7. Halbleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß BIIIAs AlGaAs oder AlAs ist.

8. Halbleiter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 1.

9. Laserdiode, lichtemittierende Diode oder Transistor, umfassend einen Halbleiter nach einem der Ansprüche 3 bis 7.