EP2368260A1 - Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung

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EP2368260A1
EP2368260A1 EP09801970A EP09801970A EP2368260A1 EP 2368260 A1 EP2368260 A1 EP 2368260A1 EP 09801970 A EP09801970 A EP 09801970A EP 09801970 A EP09801970 A EP 09801970A EP 2368260 A1 EP2368260 A1 EP 2368260A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
temperature
molecular beam
layer
elements
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09801970A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Köhler
Christian Manz
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2368260A1 publication Critical patent/EP2368260A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of semiconductor heterostructures by means of molecular beam epitaxy, which comprises the following steps: introducing a substrate into a first vacuum chamber, heating the substrate to a first temperature, producing the first epitaxial layer, the layer containing a first material, which is a binary, ternary or quaternary compound of elements of III. and V. main group and generating the second epitaxial layer, wherein the layer is a second material of a binary, ternary or quaternary compound of elements of III. and V. Main Group.
  • semiconductor heterostructures may be used to fabricate high electron mobility transistors, semiconductor lasers, light emitting diodes, photodiodes, and quantum cascade detectors.
  • an epitaxial growth method can be used. This means that the constituent elements of a semiconductor layer are directed as a molecular beam onto a substrate surface, where they synthesize to the corresponding layer material.
  • the crystal structure of the growing layer can be influenced by the crystal structure of the underlying layer or of the substrate, so that the layer grows up largely free of crystal defects.
  • the intensity of individual molecular beams is changed during the growth at predetermined time intervals. This can be done, for example, by increasing or reducing the energy supplied to an evaporation source.
  • the object of the present invention is therefore to prevent the contamination of a semiconductor surface during a growth interruption.
  • this object is achieved by a method for producing semiconductor heterostructures by means of molecular beam epitaxy, which comprises the following steps: introducing a substrate into a first vacuum chamber, heating the substrate to a first temperature, producing a first epitaxial layer, wherein the layer is a first Material containing a binary, ternary or quaternary compound of elements of the III. and V. main group and is deposited from at least one molecular beam, cooling the substrate to a second temperature, wherein the molecular beam of elements of III. and V.
  • main group is interrupted, heating the substrate to a third temperature and generating a second epitaxial layer, wherein the second layer contains a second material, which is a binary, ternary or quaternary compound of elements of III. and V. main group and is deposited from at least one molecular beam.
  • an opto-electronic semiconductor component which contains a plurality of layers, wherein at least two layers are obtainable in that a substrate is introduced into a vacuum chamber, the substrate is brought to a first temperature, the first epitaxial layer is generated, wherein the layer contains a first material, which is a binary, ternary or quaternary compound of elements of III. and V. main group, the substrate is brought to a second temperature which is lower than the first temperature, wherein the at least one molecular beam of elements of III. and V. main group is discontinued, the substrate is brought to a third temperature and the second epitaxial layer is generated, wherein the second layer contains a second material which a binary, ternary or quaternary compound of elements of III. and V. Main Group.
  • the term substrate is used not only for the initially used carrier material but also for a carrier material on which one or more layers of a semiconductor material have already been deposited.
  • Such layers may be electronically active layers or buffer layers, which may reduce a lattice mismatch between the lattice constants of the initially used support material and the layer deposited thereon.
  • a binary, ternary or quaternary compound of elements of the third and fifth main groups can be used as semiconductor material.
  • the surface of the substrate can accordingly also be the exposed to the environment surface of the last deposited semiconductor layer.
  • Residual gas are bound to the surface of the last deposited layer and thereby contaminate it to an even greater extent.
  • interfaces with lower impurities can be produced by cooling the substrate with the semiconductor layers thereon to a temperature at which the vapor pressure of the constituents is sufficiently small to prevent appreciable amount of gas phase migration , As a result, at the same time the stabilizing molecular beam can be switched off so that no impurities with the molecular beam are transported onto the surface of the last deposited semiconductor layer.
  • the known as-drag effect can be prevented or at least reduced.
  • This effect arises from the fact that impurities, as unintentionally from a Evaporation source emerging indium, with another molecular beam, such as an arsenic beam and / or an antimony jet, is transported to the surface of the substrate. Since according to the invention it is now proposed to interrupt the arsenic beam during a growth interruption, this contamination is avoided.
  • interruption of the arsenic beam requires a temperature drop to prevent the evaporation of arsenic from the semiconductor heterostructure. Quite surprisingly, it has been shown that this temperature reduction does not lead to an increased accumulation of impurities from the residual gas on the surface of the semiconductor heterostructure.
  • the interruption of all molecular beams may be effected by placing the substrate in a second vacuum chamber.
  • bellows-sealed manipulators and / or magnetically coupled transfer rods can be used in a manner known per se.
  • the second vacuum chamber can then from the first vacuum chamber, in which the semiconductor layers of a
  • the second vacuum chamber can be a dedicated vacuum chamber for storing substrates or a vacuum chamber in which other coating or measuring methods can be performed on the substrate.
  • the residual gas pressure is in said second vacuum chamber less than 5 '10 9 mbar. In some embodiments of the invention, the residual gas pressure in the second vacuum chamber is less than 5 '10 10 mbar. In some embodiments of the invention, the partial pressure of nitrogen and / or oxygen and / or water vapor is still low, for example less than l '10 "mbar.
  • the interruption of the molecular beam can take place in that a diaphragm is placed between the substrate and the source of the molecular beam. In this way, the complex and error-prone transfer of the substrate into a second vacuum chamber can be prevented. This allows a shorter stoppage of growth.
  • the method proposed according to the invention can be used for the production of optoelectronic semiconductor components, for example photodetectors and / or semiconductor lasers.
  • Such known optoelectronic semiconductor components may contain, for example, about 50 to about 300 individual layers and have a total thickness of about 1 ⁇ m to about 9 ⁇ m.
  • Each single layer contains a binary, ternary or quaternary compound of elements of the third or fifth main group, such as aluminum, indium,
  • Gallium, antimony, arsenic and / or phosphorus are contaminants that may continue to be present in the semiconductor layers or at their interfaces to a small extent.
  • These impurities may include carbon, hydrogen, oxygen and / or nitrogen. However, these are less than one atomic layer, i. it does not come to the formation of unwanted intermediate layers.
  • the inventively proposed method can also for
  • Production of semiconductor devices having a greater number of individual layers and / or a greater thickness may be used, since the invention proposed interruption of growth can last longer, for example, overnight. As a result, more individual layers can be produced than previously possible on a single working day. As a result, it is also possible to produce optoelectronic semiconductor components having about 300 to about 1000 individual layers and a total thickness of about 9 ⁇ m to about 30 ⁇ m.
  • Figure 1 shows an embodiment of a device with which the proposed method is feasible.
  • FIG. 2 shows a manufacturing method for a known semiconductor laser.
  • FIG. 3 shows a production method according to the invention for a semiconductor laser.
  • FIG. 4 shows a depth-resolved element analysis of a
  • FIG. 5 shows a depth-resolved elemental analysis of a semiconductor laser produced according to the method of the invention.
  • FIG. 6 shows X-ray structural analyzes of a known semiconductor laser and a semiconductor laser according to the present invention as well as a theoretical calculation in comparison.
  • FIG. 7 shows the efficiency of a semiconductor laser according to the invention in comparison with a known semiconductor laser.
  • FIG. 1 shows a first vacuum chamber 200 into which a substrate 230 can be introduced.
  • the substrate 230 may be placed on a manipulator 150 that permits rotation and / or transverse displacement in one or more spatial directions.
  • Sapphire or GaSb on the surface of which at least two, but preferably about 50 to about 300 semiconductor layers with a total thickness of about 3 ⁇ m to about 11 ⁇ m are deposited, is suitable as the substrate 230.
  • the GaSb substrate can be removed or separated into components together with the semiconductor heterostructure.
  • the vacuum chamber 200 is evacuated by means of one or more unillustrated vacuum pumps.
  • turbomolecular pumps, ion getter pumps, titanium sublimation pumps, cryopumps or further vacuum pumps known per se are suitable for this purpose.
  • the background pressure in the vacuum chamber 200 ' may be 10 9 mbar, in some exemplary of the invention also form less than 5' less than 5 10 10 mbar.
  • an ionization gauge 130 is available for measuring the background pressure.
  • a quadrupole mass spectrometer 135 may be provided to determine the partial pressures of individual components of the residual gas.
  • Opposite the surface of the substrate 230 to be coated evaporation sources or effusion cells 100, 105, 110 and 115 are arranged.
  • the number of effusion cells present is not limited to the number shown. Rather, in individual embodiments of the invention, a larger or a smaller number of effusion cells or evaporation sources 100, 105, 110 and 115 may be provided.
  • a source of evaporation comprises a reservoir of the material which is to form the molecular beam, for example aluminum, indium, gallium, antimony, arsenic or phosphorus. This can be heated by means of a heater, whereupon individual
  • Atoms or molecules from the reservoir evaporate in the direction of the substrate 230.
  • the supplied heating energy can be changed or a diaphragm can be provided at the outlet opening.
  • a diaphragm can be provided at the outlet opening.
  • an ionization pressure gauge 140 may be used, which by rotation of the manipulator 150 instead of the substrate 230 in the jet of the evaporation sources 100, 105, 110 and 115 can be brought.
  • further means 120 for treating or coating the surface of the substrate 230 may be provided, for example a plasma generator, a sputtering source or the like.
  • a diaphragm 220 may be used for simultaneous interruption of the molecular beam of all evaporation sources 100, 105, 110 and 115.
  • This can be embodied, for example, as an iris diaphragm or retracted by means of a rotation or a translation in a manner known per se between the outlet openings of the evaporation sources 100, 105, 110 and 115 and the surface of the substrate 230. In this way, the molecular beams impinge on the stop 220 without reaching the surface of the substrate 230.
  • the vacuum chamber 200 is connected by means of a slider 210 to a second vacuum chamber 300.
  • the slide 210 permits a largely gastight seal between the vacuum chambers 200 and 300.
  • the substrate 230 can be transferred between the two vacuum chambers by means of a transfer rod 240 shown by way of example, when the slide 210 is open.
  • the vacuum chamber 300 may also include one or more vacuum pumps 10 to produce a background pressure of less than 5 '10 9 mbar or less than 5' 10 mbar.
  • the substrate 230 may be placed behind the closed gate 210 in the vacuum chamber 300 during a growth break to interrupt the molecular beam from the evaporation sources 100, 105, 110, and 115.
  • FIGS. 2 and 3 show manufacturing processes for a semiconductor laser.
  • the illustrated semiconductor laser contains a semiconductor heterostructure of approximately 300 individual layers with a total thickness of approximately 9 ⁇ m.
  • the semiconductor heterostructure is again subdivided into a plurality of functional areas, wherein the production of two functional areas is explained below.
  • This is the active region AR of the semiconductor laser, which contains a plurality of individual layers of Ga 0 76 In 0 24 Sb and Al 0 3 Ga 0 7 As 0 03 Sb 0 97 .
  • the monolayers can be generated continuously on the substrate by adjusting the intensity of the molecular beams of five evaporation sources, which provide indium, aluminum, gallium, arsenic and antimony, via movable diaphragms.
  • the Bragg reflector DBR consists of a plurality of individual layers, which GaSb and AlAs 0 08 Sb 0 92 included. In doing so, the monolayers are continuously generated on the substrate by adjusting the intensity of the molecular beams from four evaporation sources, which provide aluminum, gallium, arsenic and antimony via movable apertures.
  • Figure 2 illustrates the previously known method.
  • the evaporation sources 100, 105, 110 and 115 are set. This includes the setting of the temperature, the aperture and the measurement of the exiting flow.
  • the substrate for example monocrystalline GaSb
  • the vacuum chamber 200 is brought to the required temperature, for example about 400 ° C. to about 700 ° C.
  • the layers of the Bragg reflector DBR are deposited sequentially, whereby the changed chemical composition of the individual layers is changed by a Composition of molecular beams is achieved. This is done by cyclically switching the movable diaphragms at the outlet of the associated evaporation sources 100, 105, 110 and 115. After the Bragg reflector DBR has been completely produced, the last layer A forms the surface of the substrate 230.
  • the growth of the individual layers is now interrupted in order to set the evaporation sources involved to produce the laser structure AR.
  • This adjustment process includes, for example, setting a temperature of the source material, determining at least one aperture position and / or the measurement of the flow leaving an evaporation source.
  • the layers are generated by cycling the apertures at the exit ports of the respective evaporation sources. Thereafter, further layers may be produced or the substrate may be cooled and further processed inside or outside the vacuum chamber 200.
  • FIG. 3 illustrates a method according to the invention for a nominally identical semiconductor laser.
  • the evaporation sources 100, 105, 110 and 115 are set for arsenic, gallium, aluminum and antimony. This includes the setting of the temperature, the aperture and the measurement of the exiting flow.
  • the substrate for example monocrystalline GaSb
  • the substrate 230 is brought to the required temperature, for example about 400 ° C. to about 700 ° C.
  • the layers of the Bragg reflector DBR are deposited sequentially, wherein the altered chemical composition of the individual layers is achieved by an altered composition of the molecular beams. This is done by cyclically switching the movable diaphragm at the outlet of the associated evaporation sources 100, 105, 110 and 115.
  • the evaporation source which provides an indium beam can be switched off or at least shut down, since the layer structure of the Bragg reflector DBR is nominal contains no indium and according to the invention a longer time for the re-adjustment of the evaporation sources is available.
  • the last layer A forms the termination of the Bragg reflector and at the same time also temporarily the surface of the substrate 230.
  • the temperature of the substrate 230 is now lowered so that the individual elements of the semiconductor heterostructure do not evaporate appreciably from the surface A of the substrate 230.
  • the temperature can be chosen as a function of the duration of the growth interruption and / or depending on the composition of the layer structure or the surface.
  • all molecular beams can be turned off, including the molecular beams containing elements of the main group V. such as arsenic and antimony. This is preferably done by the substrate 230 from the first Vacuum chamber 200 spent in the second vacuum chamber 300 and the connecting slide 210 is closed. Occasionally, the closing of the aperture 220 may be sufficient.
  • the evaporation sources 100, 105, 110 and 115 can be readjusted without negatively affecting the surface of the substrate 230.
  • the evaporation source which provides an indium beam, can now be activated.
  • the beam intensities or fluxes emitted by the evaporation sources can be measured and set to a predefinable desired value.
  • the slider 210 is opened and the substrate 230 from the second vacuum chamber 300 is transferred back into the first vacuum chamber 200, then the substrate 230 is brought to a third temperature, for example, between 400 0 C and 700 0 C. can.
  • the third temperature can also be identical to the first temperature.
  • the flow of molecular beams stabilizing the surface A is resumed and subsequently the layer structure of the laser material AR is generated by cyclically controlling the diaphragms.
  • FIGS. 4 and 5 show investigations by means of secondary ion mass spectrometry.
  • the semiconductor heterostructure is irradiated with a low-energy ion beam, for example cesium ions of about 2 keV to about 15 keV.
  • the constituents of the semiconductor heterostructure emitted under the ion bombardment can then be combined in one
  • Mass spectrometer can be detected. Since the semiconductor heterostructure continuously dissolves under increasing ion bombardment, over the duration of the bombardment Depth profiles of the examined semiconductor heterostructure are included.
  • FIG. 4 shows a section of the depth-resolved element distribution of the layer structure of a semiconductor laser, which was produced according to the known production method.
  • FIG. 4 shows a section of the active region AR of the semiconductor laser, which has a plurality of individual layers of Ga 0 76 In 0 24 Sb and
  • the Bragg reflector DBR consists of a plurality of individual layers, which GaSb and AlAs 0 08 Sb 0 92 included. However, as can be seen in Figure 4, the Bragg structure also contains indium as an impurity, thereby reducing the crystallinity of the layers and the performance of the Bragg reflector.
  • an interface layer G is formed between the Bragg reflector DBR and the active laser material AR.
  • This contains InAsSb and thus reduces the power of the laser material AR and / or the performance of the Bragg reflector.
  • the boundary layer G is formed by the surface A stabilizing flow of As and / or Sb, which transports impurities to the surface A, so that they can settle there. Contamination with indium may be due to a non-fully sealed gate or gate at the outlet of the corresponding source of evaporation.
  • FIG. 5 shows an excerpt from the depth-resolved element distribution of the layer structure of FIG Semiconductor laser, which was produced according to the manufacturing method of the invention.
  • the boundary layer G between the last layer A of the Bragg reflector DBR and the first layer B of the laser material AR contains no indium contamination.
  • no interface G which contains InAsSb also forms. This reduces the stress in the semiconductor heterostructure and / or improves the optical properties.
  • the evaporation source providing an indium beam may be shut down or shut down to a standby state. This reduces the contamination of the Bragg reflector DBR with indium.
  • FIG. 6 shows the result and the simulation of an X-ray structure analysis in the form of an X-ray intensity over the scattering angle.
  • Curve 1 of Figure 6 shows the measurements on a known semiconductor heterostructure.
  • Curve 2 shows a measurement on a semiconductor heterostructure produced according to the invention.
  • Curve 3 shows a theoretical calculation of the curve for the semiconductor heterostructure used.
  • curve 3 represents a theoretically achievable, optimal result.
  • the maximum at 30.35 ° in curve 1 is broadened. This means that the coherently scattering regions in the known semiconductor heterostructure are smaller than in the heterostructure produced according to the invention.
  • the number of lattice defects is smaller, so that the long-range order of the crystal lattice can be improved and the stress can be reduced.
  • the X-ray structure analysis between 29.0 and 30.0 ° shows five periodic maxima, which are generated by the superlattice of the heterostructure.
  • the curves 2 and 3 reveal that this superlattice is superimposed on another periodic structure. This means that the layer boundaries and thus the electronic structure of the semiconductor heterojunctions in the heterostructure produced according to the invention are sharper.
  • FIG. 7 shows the output power of a semiconductor laser against the pump power absorbed by the semiconductor crystal.
  • the curve 21 stands for a known semiconductor laser.
  • the curve 22 was measured with a nominally identical, but produced by the inventive method semiconductor laser.
  • the semiconductor heterostructure was optically pumped by means of a laser and the output power was measured.
  • the semiconductor laser produced according to the invention shows twice the output power with identical pump power compared with the known semiconductor laser.
  • the maximum absorbed pump power can be increased by about 10%.
  • the efficiency in the linear operating range, i. between about 2 W and about 9 W or 10 W of absorbed pump power increases from about 14% in the known semiconductor laser to about 22% for the semiconductor laser proposed according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterheterostrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie, welches die folgenden Schritte enthält: Einbringen eines Substrates in eine erste Vakuumkammer, Aufheizen des Substrates auf eine erste Temperatur, Erzeugen der ersten epitaktischen Schicht, wobei die Schicht ein erstes Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält und aus zumindest einem Molekularstrahl abgeschieden wird, Abkühlen des Substrates auf eine zweite Temperatur, wobei der Molekularstrahl von Elementen der III. und V. Hauptgruppe unterbrochen wird, Aufheizen des Substrates auf eine dritte Temperatur und Erzeugen der zweiten epitaktischen Schicht, wobei die Schicht ein zweites Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält und aus zumindest einem Molekularstrahl abgeschieden wird. Weiterhin betrifft die Erfindung Halbleiterbauelemente, welche mit dem genannten Verfahren erhältlich sind.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterheterostrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie, welches die folgenden Schritte enthält: Einbringen eines Substrates in eine erste Vakuumkammer, Aufheizen des Sub- strates auf eine erste Temperatur, Erzeugen der ersten epitaktischen Schicht, wobei die Schicht ein erstes Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält und Erzeugen der zweiten epitaktischen Schicht, wobei die Schicht ein zweites Material aus einer binären, ternären oder quater- nären Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält.
Aus Klaus Ploog: Mikroskopische Strukturierung von Fest- körpern durch Molekularstrahl-Epitaxie, Angew. Chem. 100 (1988) S. 611-639 ist bekannt, Halbleiterbauelemente aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Materialien herzustellen, welche unterschiedliche Gitterkonstanten und/oder unterschiedliche Bandlückenenergien aufweisen. An der Grenzfläche zwischen beiden Materialien entsteht eine Stufe im Energieniveau des Valenz- und/oder Leitungsbandes. Dadurch kann der elektrische Transport senkrecht zu den Schichtgrenzen unterbrochen sein, jedoch innerhalb der einzelnen Schicht weiter aufrecht erhalten werden. Durch Abscheiden mehrerer HaIb- leiterschichten unterschiedlicher Bandlückenenergien übereinander können Dimensionsquanteneffekte innerhalb der Schichten erzeugt werden. Dies bedeutet, dass der Wellenvektor der Ladungsträger in einer Richtung senkrecht zum Schichtverlauf quantisiert ist.
Da sich die Lage der sich einstellenden, diskreten Energie- niveaus mit der Schichtdicke ändert, werden nicht nur die elektrischen, sondern auch die optischen Eigenschaften be- einflusst. Daher können Halbleiterheterostrukturen zur Herstellung von Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit, Halbleiterlasern, Lumineszenzdioden, Photodioden und Quanten- kaskadendetektoren verwenden werden.
Zur Herstellung der Heterostrukturen kann ein epitaktisches Wachsturasverfahren angewendet werden. Dies bedeutet, dass die konstituierenden Elemente einer Halbleiterschicht als Molekularstrahl auf eine Substratoberflache geleitet werden, wo sie zum entsprechenden Schichtmaterial synthetisieren. Dabei kann die Kristallstruktur der aufwachsenden Schicht durch die Kristallstruktur der darunter liegenden Schicht bzw. des Substrates beeinflusst werden, sodass die Schicht weitgehend frei von Kristalldefekten aufwächst. Um Heterostrukturen, d.h. Schichten mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und daraus resultierend unterschiedlicher Gitterkonstante und Bandlückenenergie zu erzeugen, wird während des Wachstums in vorgebbaren Zeitabständen die Intensität einzelner Molekularstrahlen verändert. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die einer Verdampf- ungsquelle zugeführte Energie vergrößert oder reduziert wird. Weiterhin ist bekannt, mittels beweglicher Blenden die Aus- trittsöffnung einer Quelle zumindest teilweise zu ver- schließen, um auf diese Weise die Intensität des austretenden Molekularstrahls zu beeinflussen.
Während kleinere Anpassungen der Schichtzusammensetzung meist mittels beweglicher Blenden erzielt werden können, erfordern größere Eingriffe in die Zusammensetzung der Molekularstrahlen eine Anpassung der Temperatur zumindest einer Verdampf- ungsquelle und/oder die Messung des aus der Verdampfungsquel- Ie austretenden Flusses. Während dieser Zeitspanne ist ein weiteres Wachstum von Halbleiterschichten auf dem Substrat nicht möglich. Gleichzeitig besteht die Gefahr, dass aus den bis zu diesem Zeitpunkt auf dem Substrat abgeschiedenen Halbleiterschichten einzelne Komponenten ausgasen. Diese Komponenten können Antimon, Arsen oder Phosphor sein. Dieses Aus- gasen hat die Wirkung, dass die stöchiometrische Zusammensetzung der Schichten verändert wird und die Schichten aufgrund des sich einstellenden Metallüberschusses ihre elektronischen und/oder optischen Eigenschaften verändern.
Zur Lösung dieses Problems ist aus CT. Foxon and B. A. Joyce: Interaction kinetics of As4 and Ga on {100} GaAs surfaces using a modulated molecular beam technique, Surface Science 50 (1975) S. 434-450 bekannt, während einer Wachstumsunter- brechung einen kontinuierlichen Fluss von Elementen der fünften Hauptgruppe in Richtung der aufwachsenden Halbleiter- schichtstruktur aufrecht zu erhalten, um den Materialverlust der Schichtstruktur auszugleichen. Der Fluss von Elementen der fünften Hauptgruppe kann Antimon und/oder Arsen und/oder Phosphor enthalten.
Nachteilig an diesem Vorgehen ist jedoch, dass durch den während der Wachstumsunterbrechung auftreffenden Molekular- strahl auch Verunreinigungen eingetragen werden, welche an der Grenzfläche zwischen zwei Halbleiterschichten unterschiedlicher Zusammensetzung eine unerwünschte Zwischenschicht bilden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Verunreinigung einer Halbleiteroberfläche während einer Wachstumsunterbrechung zu verhindern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterheterostrukturen mittels Molekular- strahlepitaxie gelöst, welches die folgenden Schritte enthält: Einbringen eines Substrates in eine erste Vakuumkammer, Aufheizen des Substrates auf eine erste Temperatur, Erzeugen einer ersten epitaktischen Schicht, wobei die Schicht ein erstes Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält und aus zumindest einem Molekularstrahl abgeschieden wird, Abkühlen des Substrates auf eine zweite Temperatur, wobei der Molekularstrahl von Elementen der III. und V. Hauptgruppe unterbrochen wird, Aufheizen des Substrates auf eine dritte Temperatur und Erzeugen einer zweiten epitaktischen Schicht, wobei die zweite Schicht ein zweites Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quater- näre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält und aus zumindest einem Molekularstrahl abgeschieden wird.
Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem opto- elektronischen Halbleiterbauelement, welches eine Mehrzahl von Schichten enthält, wobei zumindest zwei Schichten dadurch erhältlich sind, dass ein Substrat in eine Vakuumkammer eingebracht wird, das Substrat auf eine erste Temperatur gebracht wird, die erste epitaktische Schicht erzeugt wird, wo- bei die Schicht ein erstes Material enthält, welche eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält, das Substrat auf eine zweite Temperatur gebracht wird, welche niedriger als die erste Temperatur ist, wobei der zumindest eine Molekularstrahl von Elementen der III. und V. Hauptgruppe unterbrochen wird, das Substrat auf eine dritte Temperatur gebracht wird und die zweite epitaktische Schicht erzeugt wird, wobei die zweite Schicht ein zweites Material enthält welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält.
In der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung wird der Begriff Substrat nicht nur für das initial verwendete Trägermaterial verwendet, sondern auch für ein Trägermaterial, auf welches bereits eine oder mehrere Schichten eines Halbleiter- materials abgeschieden wurden. Solche Schichten können elektronisch aktive Schichten oder Pufferschichten sein, welche eine Gittertehlanpassung zwischen der Gitterkonstanten des initial verwendeten Trägermaterials und der darauf abge- schiedenen Schicht verringern können. Als Halbleitermaterial kann dabei eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der dritten und fünften Hauptgruppe verwendet werden. Die Oberfläche des Substrates kann dementsprechend auch die zur Umgebung exponierte Oberfläche der letzten abgeschiedenen Halbleiterschicht sein.
Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Halbleiterhetero- strukturen gehen davon aus, dass zum epitaktischen Wachstum von einkristallinen Halbleiterschichten aus Molekularstrahlen eine erhöhte Temperatur erforderlich ist, welche beispielsweise zwischen 4000C und 7000C liegt. Diese erhöhte Temperatur führt jedoch dazu, dass Bestandteile der bereits erzeug- ten Halbleiterheterostruktur verdampfen, d.h. in den gasförmigen Zustand zurück überführt werden, wenn der entsprechende Molekularstrahl unterbrochen wird. Dies kann Elemente der fünften Hauptgruppe betreffen, wie beispielsweise Antimon, Arsen oder Phosphor.
Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass die bekannten Verfahren unzutreffender Weise davon ausgehen, dass ein Abkühlen der Halbleiterheterostruktur während einer Wachstumsunterbrechung nicht möglich ist, da auf diese Weise Verun- reinigungen aus dem die Halbleiterheterostruktur umgebenden
Restgas an der Oberfläche der zuletzt abgeschiedenen Schicht gebunden werden und diese dadurch in noch größerem Maße verunreinigen. Erfindungsgemäß wurde nun jedoch erkannt, dass Grenzflächen mit geringeren Verunreinigungen hergestellt werden können, indem das Substrat mit den darauf befindlichen Halbleiterschichten auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei welcher der Dampfdruck der Konstituenten hinreichen klein ist, um einen Übertritt in die Gasphase in nennenswerter Menge zu verhindern. Dadurch kann gleichzeitig der sta- bilisierende Molekularstrahl abgeschaltet werden, sodass keine Verunreinigungen mit dem Molekularstrahl auf die Oberfläche der zuletzt abgeschiedenen Halbleiterschicht transportiert werden.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann gemäß dem nun vorgeschlagenen Verfahren der bekannte As-drag-Effekt verhindert oder zumindest verringert werden. Dieser Effekt entsteht dadurch, dass Verunreinigungen, wie unbeabsichtigt aus einer Verdampfungsquelle austretendes Indium, mit einem anderen Molekularstrahl , wie einem Arsen-Strahl und/oder einem Antimon-Strahl, auf die Oberfläche des Substrates transportiert wird. Da erfindungsgemäß nun vorgeschlagen wird, während einer Wachstumsunterbrechung auch den Arsen-Strahl zu unterbrechen, wird diese Verunreinigung vermieden. Eine Unterbrechung des Arsen-Strahles erfordert jedoch eine Temperaturabsenkung, um das Abdampfen von Arsen aus der Halbleiter- heterostruktur zu verhindern. Völlig überraschend hat sich dabei gezeigt, dass diese Temperaturabsenkung nicht dazu führt, dass vermehrt Verunreinigungen aus dem Restgas an der Oberfläche der Halbleiterheterostruktur angelagert werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Unterbrechung aller Molekularstrahlen dadurch erfolgen, dass das Substrat in eine zweite Vakuumkammer verbracht wird. Hierzu können in an sich bekannter Weise Federbalg-gedichtete Manipulatoren und/oder magnetisch gekoppelte Transferstangen verwendet werden. Die zweite Vakuumkammer kann dann von der ersten Vakuum- kammer, in welcher die Halbleiterschichten aus einem
Molekularstrahl auf dem Substrat abgeschieden werden, durch einen dichtend abschließenden Schieber getrennt werden. Die zweite Vakuumkammer kann dabei eine dediziert zur Lagerung von Substraten eingerichtete Vakuumkammer sein oder auch eine Vakuumkammer, in welcher andere Beschichtungs- oder Messver- fahren am Substrat durchgeführt werden können.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung beträgt der Rest- gasdruck in dieser zweiten Vakuumkammer weniger als 5'109 mbar. In einigen Ausführungsformen der Erfindung beträgt der Restgasdruck in dieser zweiten Vakuumkammer weniger als 5'1010 mbar. In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist der Partialdruck von Stickstoff und/oder Sauerstoff und/oder Wasserdampf noch niedriger, beispielsweise weniger als l'10 " mbar.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Unterbrechung des Molekularstrahls dadurch erfolgen, dass eine Blende zwischen dem Substrat und der Quelle des Molekularstrahls angeordnet wird. Auf diese Weise kann der aufwendige und fehleranfällige Transfer des Substrates in eine zweite Vakuumkammer verhindert werden. Dadurch ist eine kürzere Wachstumsunterbrechung möglich.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann zur Herstellung optoelektronischer Halbleiterbauelemente verwendet werden, beispielsweise Photodetektoren und/oder Halbleiter- lasern. Solche bekannten optoelektronischen Halbleiterbauelemente können beispielsweise etwa 50 bis etwa 300 Einzel- schichten enthalten und eine Gesamtdicke von etwa 1 μm bis etwa 9 μm aufweisen. Dabei enthält jede Einzelschicht eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der dritten oder fünften Hauptgruppe, wie Aluminium, Indium,
Gallium, Antimon, Arsen und/oder Phosphor. Dem Fachmann ist dabei selbstverständlich geläufig, dass weiterhin in kleinem Umfang Verunreinigungen in den Halbleiterschichten oder an deren Grenzflächen vorhanden sein können. Diese Verun- reinigungen können Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und/oder Stickstoff umfassen. Diese betragen jedoch weniger als eine Atomlage, d.h. es kommt nicht zur Ausbildung von unerwünschten Zwischenschichten.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann auch zur
Herstellung von Halbleiterbauelementen mit einer größeren Anzahl von Einzelschichten und/oder einer größeren Dicke verwendet werden, da die erfindungsgemäß vorgeschlagene Unterbrechung des Wachstums auch länger andauern kann, beispiels- weise über Nacht. Dadurch können mehr Einzelschichten erzeugt werden, als bisher an einem einzigen Arbeitstag möglich ist. Dadurch können auch optoelektronische Halbleiterbauelemente mit etwa 300 bis etwa 1000 Einzelschichten und einer Gesamt- dicke von etwa 9 μm bis etwa 30 μm hergestellt werden.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren und einem Ausführungsbeispiel ohne Beschränkung des allgemeinen Erfin- dungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, mit welcher das vorgeschlagene Verfahren durchführbar ist.
Figur 2 zeigt ein Herstellungsverfahren für einen bekannten Halbleiterlaser.
Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für einen Halbleiterlaser .
Figur 4 zeigt eine tiefenaufgelöste Elementanalyse eines
Halbleiterlasers, welcher gemäß dem bekannten
Verfahren hergestellt wurde.
Figur 5 zeigt eine tiefenaufgelöste Elementanalyse eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterlasers .
Figur 6 zeigt Röntgenstrukturanalysen eines bekannten HaIb- leiterlasers und eines Halbleiterlasers gemäß der vorliegenden Erfindung sowie eine theoretische Berechnung im Vergleich.
Figur 7 zeigt den Wirkungsgrad eines erfindungsgemäßen HaIb- leiterlasers im Vergleich zu einem bekannten Halbleiterlaser.
Figur 1 zeigt eine erste Vakuumkammer 200, in welche ein Substrat 230 eingebracht werden kann. Das Substrat 230 kann auf einem Manipulator 150 angeordnet werden, welcher eine Rotation und/oder eine transversale Verschiebung in einer oder mehreren Raumrichtungen ermöglicht. Als Substrat 230 eignet sich beispielsweise Saphir oder GaSb, auf dessen Oberfläche mindestens zwei, bevorzugt jedoch etwa 50 bis etwa 300 Halbleiterschichten mit einer Gesamtdicke von etwa 3 μm bis etwa 11 μm abgeschieden werden. Nach Fertigstellung der HaIb- leiterheterostruktur kann das GaSb-Substrat entfernt werden oder aber zusammen mit der Halbleiterheterostruktur zu Bauelementen vereinzelt werden.
Die Vakuumkammer 200 wird mittels einer oder mehrerer nicht dargestellter Vakuumpumpen evakuiert. Beispielhaft eignen sich dazu Turbomolekularpumpen, Ionengetterpumpen, Titan- sublimationspumpen, Kryopumpen oder weitere, an sich bekannte Vakuumpumpen. Der Hintergrunddruck in der Vakuumkammer 200 kann weniger als 5'109 mbar betragen, in einigen Ausführungs- formen der Erfindung auch weniger als 5'1010 mbar. Zur Messung des Hintergrunddruckes steht ein Ionisationsmanometer 130 zur Verfügung. Optional kann ein Quadrupolmassenspektrometer 135 vorgesehen sein, um die Partialdrücke einzelner Komponenten des Restgases zu bestimmen.
Gegenüber der zu beschichtenden Oberfläche des Substrates 230 sind Verdampfungsquellen bzw. Effusionszellen 100, 105, 110 und 115 angeordnet. Die Anzahl der vorhandenen Effusionszellen ist nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt. Vielmehr können in einzelnen Ausführungsformen der Erfindung eine größere oder eine kleinere Anzahl von Effusionszellen bzw. Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115 vorgesehen sein.
Der Aufbau einer einzelnen VerdampfungsquelIe 100, 105, 110 oder 115 ist bekannt. Eine VerdampfungsquelIe umfasst im Regelfall ein Reservoir des Materials, welches den Molekular- strahl bilden soll, also beispielsweise Aluminium, Indium, Gallium, Antimon, Arsen oder Phosphor. Dieses kann mittels einer Heizeinrichtung erwärmt werden, woraufhin einzelne
Atome oder Moleküle aus dem Reservoir in Richtung des Substrates 230 verdampfen. Zur Beeinflussung der Strahl- intensität kann beispielsweise die zugeführte Heizenergie verändert werden oder eine Blende an der Austrittsöffnung vorgesehen sein. Zur Messung der Intensität des abgegebenen
Molekularstrahls einer VerdampfungsquelIe kann beispielsweise ein Ionisationsmanometer 140 verwendet werden, welches durch Rotation des Manipulators 150 anstelle des Substrates 230 in den Strahl der Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115 gebracht werden kann.
Optional können weitere Einrichtungen 120 zur Behandlung oder Beschichtung der Oberfläche des Substrates 230 vorgesehen sein, beispielsweise ein Plasmagenerator, eine Sputterquelle oder ähnliches.
Zur gleichzeitigen Unterbrechung des Molekularstrahls aller Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115 kann beispielsweise eine Blende 220 verwendet werden. Diese kann beispielsweise als Irisblende ausgeführt sein oder mittels einer Rotation oder einer Translation in an sich bekannter Weise zwischen die Austrittsöffnungen der Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115 und der Oberfläche des Substrates 230 eingefahren werden. Auf diese Weise treffen die Molekularstrahlen auf die Blende 220 auf, ohne die Oberfläche des Substrates 230 zu erreichen.
Im dargestellten Beispiel ist die Vakuumkammer 200 mittels eines Schiebers 210 mit einer zweiten Vakuumkammer 300 verbunden. Der Schieber 210 ermöglicht dabei einen weitgehend gasdichten Abschluss zwischen den Vakuumkammern 200 und 300. Das Substrat 230 kann mit einer beispielhaft dargestellten Transferstange 240 zwischen beiden Vakuumkammern transferiert werden, wenn der Schieber 210 geöffnet ist. Die Vakuumkammer 300 kann ebenfalls eine oder mehrere Vakuumpumpen aufweisen, um einen Hintergrunddruck von weniger als 5'109 mbar oder weniger als 5'1010 mbar zu erzeugen. Damit kann das Substrat 230 während einer Wachstumsunterbrechung hinter dem geschlossenen Schieber 210 in der Vakuumkammer 300 platziert werden, um den Molekularstrahl aus den Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115 zu unterbrechen. Auf diese Weise kann in besonders einfacher Weise ein Einstellen zumindest einer Verdampfungsquellen erfolgen und/oder deren Fluss mittels des Ionisationsmanometers 140 bestimmt werden. Die Figuren 2 und 3 zeigen Herstellungsverfahren für einen Halbleiterlaser . Der dargestellte Halbleiterlaser enthält dabei eine Halbleiterheterostruktur aus etwa 300 Einzel- schichten mit einer Gesamtdicke von etwa 9 μm.
Die Halbleiterheterostruktur untergliedert sich dabei wieder in mehrere Funktionsbereiche, wobei die Herstellung zweier Funktionsbereiche nachfolgend erläutert wird. Dabei handelt es sich um den aktiven Bereich AR des Halbleiterlasers, welcher eine Vielzahl von Einzelschichten aus Ga0 76In0 24Sb und Al0 3Ga0 7As0 03Sb0 97 enthält. Dabei können die Einzelschichten fortlaufend auf dem Substrat erzeugt werden, indem die Intensität der Molekularstrahlen von fünf Verdampfungs- quellen, welche Indium, Aluminium, Gallium, Arsen und Antimon bereitstellen, über bewegliche Blenden angepasst werden.
Weiterhin wird die Herstellung eines Bragg-Reflektors DBR dargestellt. Der Bragg-Reflektor DBR besteht dabei aus einer Vielzahl von Einzelschichten, welche GaSb und AlAs0 08Sb0 92 enthalten. Dabei werden die Einzelschichten fortlaufend auf dem Substrat erzeugt, indem die Intensität der Molekularstrahlen von vier Verdampfungsquellen, welche Aluminium, Gallium, Arsen und Antimon bereitstellen, über bewegliche Blenden angepasst werden.
Figur 2 erläutert das bisher bekannte Verfahren. Dabei werden zunächst die Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115 eingestellt. Dies umfasst die Einstellung der Temperatur, der Blendenstellung und die Messung des austretenden Flusses.
Im nächsten Verfahrensschritt wird das Substrat, beispielsweise einkristallines GaSb, in die Vakuumkammer 200 eingebracht und auf die erforderliche Temperatur gebracht, beispielsweise etwa 4000C bis etwa 7000C.
Dann werden zunächst die Schichten des Bragg-Reflektors DBR fortlaufend abgeschieden, wobei die veränderte chemische Zusammensetzung der einzelnen Schichten durch eine veränderte Zusammensetzung der Molekularstrahlen erreicht wird. Dies erfolgt durch zyklisches Schalten der beweglichen Blenden am Austritt der zugehörigen Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115. Nachdem der Bragg-Reflektor DBR vollständig erzeugt wurde, bildet die letzte Schicht A die Oberfläche des Substrats 230.
Bei dem bekannten Verfahren wird nun das Wachstum der Einzel- schichten unterbrochen, um die beteiligten Verdampfungs- quellen zur Erzeugung der Laserstruktur AR einzustellen.
Dieser Einstellvorgang umfasst dabei beispielsweise das Einstellen einer Temperatur des Quellmaterials, das Bestimmen zumindest einer Blendenposition und/oder die Messung des aus einer Verdampfungsquellen austretenden Flusses.
Um während dieser Wachstumsunterbrechung das Ausgasen von Bestandteilen der Halbleiterheterostruktur zu verhindern, beispielsweise das Ausgasen von Arsen, wird während der Dauer der Wachstumsunterbrechung ein Fluss von Arsen und/oder Antimon auf die Oberfläche A des Substrats 230 aufrecht erhalten. Dieser Fluss führt jedoch zu einem unerwünschten Transport von Fremdatomen auf die Oberfläche des Substrats 230, so dass sich auf der Oberfläche A der letzen abgeschiedenen Schicht eine unerwünschte weitere Schicht aus- bildet, welche InAsSb enthält.
Nachdem die Verdampfungsquellen zur Erzeugung des Lasermaterials AR eingestellt wurden, werden die Schichten durch zyklisches Ansteuern der Blenden an den Austritts- Öffnungen der entsprechenden Verdampfungsquellen erzeugt. Danach können weitere Schichten erzeugt oder das Substrat abgekühlt und innerhalb oder außerhalb der Vakuumkammer 200 weiter verarbeitet werden.
Figur 3 erläutert ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für einen nominell identischen Halbleiterlaser . Zunächst werden die Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115 für Arsen, Gallium, Aluminium und Antimon eingestellt. Dies umfasst die Einstellung der Temperatur, der Blendenstellung und die Messung des austretenden Flusses.
Im nächsten Verfahrensschritt wird das Substrat, beispiels- weise einkristallines GaSb, in die erste Vakuumkammer 200 eingebracht. Zeitgleich oder danach wird das Substrat 230 auf die erforderliche Temperatur gebracht, beispielsweise etwa 4000C bis etwa 7000C.
Dann werden zunächst die Schichten des Bragg-Reflektors DBR fortlaufend abgeschieden, wobei die veränderte chemische Zusammensetzung der einzelnen Schichten durch eine veränderte Zusammensetzung der Molekularstrahlen erreicht wird. Dies erfolgt durch zyklisches Schalten der beweglichen Blenden am Austritt der zugehörigen Verdampfungsquellen 100, 105, 110 und 115. Hierzu kann die VerdampfungsquelIe, welche einen Indium-Strahl bereitstellt, ausgeschaltet oder zumindest heruntergefahren werden, da die Schichtstruktur des Bragg-Re- flektors DBR nominell kein Indium enthält und erfindungsgemäß eine längere Zeit für die erneute Einstellung der Verdampfungsquellen zu Verfügung steht. Nachdem der Bragg-Reflektor DBR vollständig erzeugt wurde, bildet die letzte Schicht A den Abschluss des Bragg-Reflektors und zugleich temporär auch die Oberfläche des Substrats 230.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun die Temperatur des Substrats 230 soweit abgesenkt, dass die einzelnen Elemente der Halbleiterheterostruktur nicht in merklicher Menge von der Oberfläche A des Substrats 230 abdampfen. Die Tem- peratur kann dabei in Abhängigkeit von der Dauer der Wachs- tumsunterbrechung und/oder in Abhängigkeit der Zusammensetzung der Schichtstruktur bzw. der Oberfläche gewählt werden .
Danach können sämtliche Molekularstrahlen abgeschaltet werden, auch die Molekularstrahlen, welche Elemente der V. Hauptgruppe wie Arsen und Antimon enthalten. Dies geschieht bevorzugt dadurch, dass das Substrat 230 aus der ersten Vakuumkammer 200 in die zweite Vakuumkammer 300 verbracht und der verbindende Schieber 210 geschlossen wird. Fallweise kann auch das Schließen der Blende 220 ausreichen.
Nun können in der ersten Vakuumkammer 200 die Verdampfungs- quellen 100, 105, 110 und 115 neu eingestellt werden, ohne die Oberfläche des Substrats 230 negativ zu beeinflussen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann nun die Verdampf- ungsquelle, welche einen Indium-Strahl bereitstellt, akti- viert werden. Fallweise können die von den Verdampfungs- quellen emittierten Strahlintensitäten bzw. -flüsse gemessen und auf einen vorgebbaren Sollwert eingestellt werden.
Nachdem diese Einstellung erfolgt ist, wird der Schieber 210 geöffnet und das Substrat 230 aus der zweiten Vakuumkammer 300 in die erste Vakuumkammer 200 zurück transferiert, daraufhin wird das Substrat 230 auf eine dritte Temperatur gebracht, welche beispielsweise zwischen 4000C und 7000C liegen kann. Fallweise kann die dritte Temperatur auch identisch mit der ersten Temperatur sein. Gleichzeitig wird der die Oberfläche A stabilisierende Fluss von Molekular- strahlen wieder aufgenommen und anschließend durch zyklisches Ansteuern der Blenden die Schichtstruktur des Lasermaterials AR erzeugt.
Danach können weitere Schichten erzeugt oder das Substrat abgekühlt und innerhalb oder außerhalb der Vakuumkammer 200 weiter verarbeitet werden.
In Figur 4 und 5 sind Untersuchungen mittels Sekundärionen- massenspektrometrie dargestellt. Dazu wird die Halbleiter- heterostruktur mit einem niederenergetischen Ionenstrahl bestrahlt, beispielsweise Cäsium-Ionen von etwa 2 keV bis etwa 15 keV. Die unter dem Ionenbeschuss emittierten Bestand- teile der Halbleiterheterostruktur können dann in einem
Massenspektrometer nachgewiesen werden. Da sich die Halbleiterheterostruktur unter zunehmendem Ionenbeschuss fortlaufend auflöst, können über die Zeitdauer des Beschüsses Tiefenprofile der untersuchten Halbleiterheterostruktur aufgenommen werden.
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt aus der tiefenaufgelösten Elementverteilung der Schichtstruktur eines Halbleiterlasers, welcher gemäß dem bekannten Herstellungsverfahren erzeugt wurde .
In Figur 4 ist am linken Bildrand ein Ausschnitt aus dem aktiven Bereich AR des Halbleiterlasers dargestellt, welcher eine Vielzahl von Einzelschichten aus Ga0 76In0 24Sb und
A l 0 3 Ga 0 7 AS 0 03 Sb 0 97 βllthä l t .
Im rechten Bildteil ist ein Ausschnitt aus der Schicht- struktur eines Bragg-Reflektors DBR dargestellt. Der Bragg- Reflektor DBR besteht dabei aus einer Vielzahl von Einzelschichten, welche GaSb und AlAs0 08Sb0 92 enthalten. Wie aus Figur 4 ersichtlich, enthält jedoch auch die Bragg-Struktur Indium als Verunreinigung, wodurch die Kristallinität der Schichten und die Leistung des Bragg-Reflektors gemindert wird.
Zwischen dem Bragg-Reflektor DBR und dem aktiven Lasermaterial AR bildet sich eine Grenzschicht G aus. Diese enthält InAsSb und verringert damit die Leistung des Lasermaterials AR und/oder die Leistung des des Bragg-Reflektors .
Die Grenzschicht G entsteht dabei durch den die Oberfläche A stabilisierenden Fluss von As und/oder Sb, welcher Verunreinigungen auf die Oberfläche A transportiert, so dass sich diese dort absetzen können. Die Verunreinigung mit Indium kann durch einen nicht vollständig abdichtenden Schieber bzw. eine nicht dichtende Blende am Austritt der entsprechenden VerdampfungsquelIe entstehen.
Figur 5 zeigt einen zu Figur 4 identischen Ausschnitt aus der tiefenaufgelösten Elementverteilung der Schichtstruktur eines Halbleiterlasers, welcher gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erzeugt wurde.
Aus Figur 5 ist nun ersichtlich, dass die Grenzschicht G zwischen der letzten Schicht A des Bragg-Reflektors DBR und der ersten Schicht B des Lasermaterials AR keine Verunreinigung mit Indium enthält. Somit bildet sich auch keine Grenzfläche G, welche InAsSb enthält. Dadurch wird die mechanische Spannung in der Halbleiterheterostruktur verringert und/oder die optischen Eigenschaften werden verbessert.
Weiterhin steht erfindungsgemäß eine längere Zeit für die erneute Einstellung der Verdampfungsquellen zwischen der Abscheidung des Bragg-Reflektors DBR und des Lasermaterials AR zur Verfügung. Somit kann die VerdampfungsquelIe, welche einen Indium-Strahl bereitstellt, abgeschaltet oder in einen Stand-by-zustand heruntergefahren werden. Dadurch wird die Verunreinigung des Bragg-Reflektors DBR mit Indium verringert .
Die Figuren 6 und 7 zeigen die verbesserte Leistung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiter- lasers. Dabei ist in Figur 6 das Ergebnis und die Simulation einer Röntgenstrukturanalyse in Form einer Röntgenintensität über dem Streuwinkel dargestellt. Kurve 1 der Figur 6 zeigt die Messungen an einer bekannten Halbleiterheterostruktur. Kurve 2 zeigt eine Messung an einer erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterheterostruktur. Kurve 3 zeigt eine theoretische Berechnung des Kurvenverlaufs für die verwendete Halbleiterheterostruktur. Somit steht Kurve 3 für ein theoretisch erreichbares, optimales Ergebnis. Im Vergleich der Kurvenverläufe fällt auf, dass das Maximum bei 30.35° in Kurve 1 verbreitert ist. Dies bedeutet, dass die kohärent streuenden Bereiche in der bekannten Halbleiterheterostruktur kleiner sind als bei der erfindungsgemäß hergestellten Heterostruktur. Somit ist die Anzahl der Gitterdefekte geringer, so dass die Fernordnung des Kristallgitters verbessert und die Verspannung verringert werden kann. Weiterhin zeigt die Röntgenstrukturanalyse zwischen 29.0 und 30.0° fünf periodische Maxima, welche durch das Übergitter der Heterostruktur erzeugt werden. Nur die Kurvenverläufe 2 und 3 offenbaren jedoch, dass diesem Übergitter eine weitere periodische Struktur überlagert ist. Dies bedeutet, dass die Schichtgrenzen und damit die elektronische Struktur der Halbleiterheteroübergänge in der erfindungsgemäß hergestellten Heterostruktur schärfer ausgeprägt sind.
Figur 7 zeigt die Ausgangsleistung eines Halbleiterlasers gegen die vom Halbleiterkristall absorbierte Pumpleistung. Dabei steht der Kurvenverlauf 21 für einen bekannten HaIb- leiterlaser. Der Kurvenverlauf 22 wurde mit einem nominell identischen, jedoch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterlaser gemessen. Für die Messungen wurde die Halbleiterheterostruktur optisch mittels eines Lasers gepumpt und die Ausgangsleistung gemessen. Dabei zeigt der erfindungsgemäß hergestellte Halbleiterlaser gegenüber dem bekannten Halbleiterlaser eine doppelt so große Ausgangsleistung bei identischer Pumpleistung. Weiterhin kann die maximale absorbierte Pumpleistung um etwa 10% gesteigert werden. Der Wirkungsgrad im linearen Betriebsbereich, d.h. zwischen etwa 2 W und etwa 9 W bzw. 10 W absorbierter Pump- leistung steigt von etwa 14% bei dem bekannten Halbleiterlaser auf etwa 22% für den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Halbleiterlaser an.
Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungs- beispiel beschränkt ist. Vielmehr kann der Gegenstand der Erfindung Modifikationen und Änderungen erfahren, ohne den Kerngedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Daher ist die vorstehende Beschreibung nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Dabei schließt der Wortlaut „enthält" in den Ansprüchen nicht aus, dass in einigen Ausführungsformen der Erfindung weitere Merkmale vorhanden o
sein können. Weiterhin stellt der unbestimmte Artikel „ein" oder „eine" keinen Ausschluss einer Mehrzahl von Elementen dar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterheterostrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie, welches die folgenden Schritte enthält:
- Einbringen eines Substrates (230) in eine erste Vakuumkammer (200),
- Aufheizen des Substrates (230) auf eine erste Temperatur, - Erzeugen der ersten epitaktischen Schicht (A) durch
Abscheiden aus zumindest einem Molekularstrahl , wobei die Schicht ein erstes Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält, - Abkühlen des Substrates (230) auf eine zweite
Temperatur, wobei zumindest der Molekularstrahl von Elementen der III. und V. Hauptgruppe unterbrochen wird,
- Aufheizen des Substrates (230) auf eine dritte Temperatur und - Erzeugen der zweiten epitaktischen Schicht (B) durch Abscheiden aus zumindest einem Molekularstrahl, wobei die Schicht ein zweites Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung des Molekularstrahls dadurch erfolgt, dass das Substrat in eine zweite Vakuumkammer (300) verbracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung des Molekularstrahls dadurch erfolgt, dass eine Blende (220) zwischen dem Substrat (230) und der Quelle (100, 105, 110, 115) des Molekularstrahls angeordnet wird. t
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die dritte Temperatur größer ist als die zweite Temperatur.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Dauer der Unterbrechung des Molekularstrahls der emittierte Teilchenfluss und/oder die Temperatur zumindest einer Quelle (100, 105, 110, 115) geändert und/oder gemessen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und/oder der zweiten Vakuumkammer (200, 300) ein Hintergrundruck von weniger als 5'109 mbar herrscht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente der III. Hauptgruppe ausgewählt werden aus Aluminium und/oder Indium und/oder Gallium und die Elemente der V. Hauptgruppe ausgewählt werden aus Antimon und/oder Arsen und/oder Phosphor.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Schichten erzeugt werden, welche eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthalten, ohne das der Molekularstrahl von Elementen der III. und V. Hauptgruppe dazwischen unterbrochen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass etwa 50 bis etwa 300 Schichten erzeugt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Substrat ein Halbleiterlaser oder ein Photodetektor erzeugt wird.
11. Optoelektronisches Halbleiterbauelement, welches eine
Mehrzahl von Schichten enthält, wobei zumindest zwei Schichten dadurch erhältlich sind, dass - ein Substrat (230) in eine Vakuumkammer (200) eingebracht wird,
- das Substrat (230) auf eine erste Temperatur gebracht wird, - die erste epitaktische Schicht erzeugt wird, wobei die Schicht ein erstes Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält,
- das Substrat (230) auf eine zweite Temperatur gebracht wird, welche niedriger als die erste Temperatur ist, wobei der Molekularstrahl von Elementen der III. und V. Hauptgruppe unterbrochen wird,
- das Substrat (230) auf eine dritte Temperatur gebracht wird und — die zweite epitaktische Schicht erzeugt wird, wobei die zweite Schicht ein zweites Material enthält, welches eine binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung von Elementen der III. und V. Hauptgruppe enthält.
12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass die auf dem Substrat (230) abgeschiedenen Schichten Aluminium und/oder Indium und/oder Gallium und/oder Antimon und/oder Arsen und/oder Phosphor enthalten.
13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grenzfläche (G) zwischen der ersten Schicht (A) und der zweiten Schicht (B) eine Konzentration von weniger als 0.2 at-% Indium vorhanden ist.
14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass dieses etwa 50 bis etwa 1000 Schichten, enthält.
15. Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses etwa 300 bis etwa 900 Schichten enthält.
16. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (A) Teil einer Licht reflektierenden Struktur (DBR) ist und die zweite Schicht (B) Teil eines Licht emittierenden oder absorbierenden aktiven Mediums (AR) ist.
17. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Quantenkaskaden- laser und/oder einen Quantenkaskadendetektor umfasst.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4994140A (en) * 1989-01-10 1991-02-19 Optoelectronics Technology Research Corporation Method capable of forming a fine pattern without crystal defects
JPH03203226A (ja) * 1989-12-28 1991-09-04 Kobe Steel Ltd 半導体薄膜形成方法
JPH0774100A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5762706A (en) * 1993-11-09 1998-06-09 Fujitsu Limited Method of forming compound semiconductor device
JP3364696B2 (ja) * 1994-02-28 2003-01-08 三洋電機株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族化合物薄膜の製造方法
JP3939115B2 (ja) * 2001-09-20 2007-07-04 シャープ株式会社 化合物半導体の結晶成長方法
US7072376B2 (en) * 2004-09-16 2006-07-04 Corning Incorporated Method of manufacturing an InP based vertical cavity surface emitting laser and device produced therefrom

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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