JP2865130B2 - 半導体基板のエッチング方法及び半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体基板のエッチング方法及び半導体薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JP2865130B2 JP2865130B2 JP6828096A JP6828096A JP2865130B2 JP 2865130 B2 JP2865130 B2 JP 2865130B2 JP 6828096 A JP6828096 A JP 6828096A JP 6828096 A JP6828096 A JP 6828096A JP 2865130 B2 JP2865130 B2 JP 2865130B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- group
- etching
- compound semiconductor
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板のエッ
チング方法及びこのエッチングされた半導体基板上に半
導体薄膜を形成する際に用いられる製造方法に関し、特
に、短波長発光素子に用いられる所謂２−６族化合物半
導体材料のエッチング方法及びその基板上への半導体薄
膜形成に関する。
チング方法及びこのエッチングされた半導体基板上に半
導体薄膜を形成する際に用いられる製造方法に関し、特
に、短波長発光素子に用いられる所謂２−６族化合物半
導体材料のエッチング方法及びその基板上への半導体薄
膜形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ワイドギャップ２−６族化合物半
導体は、緑青色半導体レーザ又は発光ダイオード用材料
として研究が行われているが、良質で安価なＺｎＳｅ等
の２−６族化合物半導体基板は現在のところ市販されて
いない。このため、ＧａＡｓ基板上にヘテロエピタキシ
ャル成長を行うことが主流となっている。そして、２−
６族化合物半導体を用いた発光素子として半導体レーザ
が作製されており、このような半導体レーザの室温にお
けるＣＷ発振が、例えば、エレクトロニクス・レターズ
誌（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第２９
巻１６号、１９９３年、１４８８〜１４８９ページ、エ
レクトロニクス・レターズ誌（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）第２９巻２５号、１９９３年、２１
９２〜２１９３ページ、及びジャパニーズ・ジャーナル
・オブ・アプライド・フィジックス誌（Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ）第３３巻７Ａ号、１９９４年、９３８〜９４０
ページに報告されている。
導体は、緑青色半導体レーザ又は発光ダイオード用材料
として研究が行われているが、良質で安価なＺｎＳｅ等
の２−６族化合物半導体基板は現在のところ市販されて
いない。このため、ＧａＡｓ基板上にヘテロエピタキシ
ャル成長を行うことが主流となっている。そして、２−
６族化合物半導体を用いた発光素子として半導体レーザ
が作製されており、このような半導体レーザの室温にお
けるＣＷ発振が、例えば、エレクトロニクス・レターズ
誌（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第２９
巻１６号、１９９３年、１４８８〜１４８９ページ、エ
レクトロニクス・レターズ誌（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）第２９巻２５号、１９９３年、２１
９２〜２１９３ページ、及びジャパニーズ・ジャーナル
・オブ・アプライド・フィジックス誌（Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ）第３３巻７Ａ号、１９９４年、９３８〜９４０
ページに報告されている。
【０００３】一方、バルクＺｎＳｅ基板についても近年
改良が行われ、現在のところ市販はされていないが、ｎ
型でエッチピット密度（ＥＰＤ）が１０3 ｃｍ-3台のも
のが得られるようになっている。
改良が行われ、現在のところ市販はされていないが、ｎ
型でエッチピット密度（ＥＰＤ）が１０3 ｃｍ-3台のも
のが得られるようになっている。
【０００４】このようなＺｎＳｅ基板を用いてエピタキ
シャル成長を行うには、基板の加工歪み層と表面の酸化
膜を除去する必要がある。このため、ＺｎＳｅ基板をエ
ッチングする方法として、三塩化ホウ素によるプラズマ
を用いたエッチング方法が、例えば、特願平１−８３４
４７号公報に記載されている。
シャル成長を行うには、基板の加工歪み層と表面の酸化
膜を除去する必要がある。このため、ＺｎＳｅ基板をエ
ッチングする方法として、三塩化ホウ素によるプラズマ
を用いたエッチング方法が、例えば、特願平１−８３４
４７号公報に記載されている。
【０００５】さらに、最近、水素ラジカルを用いたＺｎ
Ｓｅ基板の前処理が報告されており、温度３５０〜３８
０℃で酸化膜の除去が可能になることがジャーナル・オ
ブ・エレクトニック・マテリアル誌（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ）第２
４巻３号、１９９５年、１７７〜１８１ページに報告さ
れている。
Ｓｅ基板の前処理が報告されており、温度３５０〜３８
０℃で酸化膜の除去が可能になることがジャーナル・オ
ブ・エレクトニック・マテリアル誌（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ）第２
４巻３号、１９９５年、１７７〜１８１ページに報告さ
れている。
【０００６】加えて、ＺｎＳｅ基板を用いた半導体レー
ザの試作も行われており、エレクトロニクス・レターズ
誌第３１巻１６号、１９９５年、１３４１〜１３４２ペ
ージに７７ＫにおけるＣＷ発振が報告されている。
ザの試作も行われており、エレクトロニクス・レターズ
誌第３１巻１６号、１９９５年、１３４１〜１３４２ペ
ージに７７ＫにおけるＣＷ発振が報告されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、３−５族化
合物半導体基板上にヘテロエピタキシャル成長を行う際
には、２−６族化合物／３−５族化合物界面において積
層欠陥をはじめとする結晶欠陥が発生しやすく、このよ
うな結晶欠陥は、２−６族化合物半導体成長層を用いた
半導体発光素子の信頼性を著しく劣化させる主な原因と
なる。このような２−６族／３−５族化合物半導体界面
での積層欠陥の発生を避けるためには、ＺｎＳｅのよう
な２−６族化合物半導体基板を用いることが解決法の一
つであるが、ＺｎＳｅ基板においては、そのウエットエ
ッチング技術が確立されておらず、かつ、上述した三塩
化ホウ素プラズマ又は水素ラジカルを用いたエッチング
においては、前者（三塩化ホウ素プラズマを用いたエッ
チング）ではプラズマによる基板表面のダメージが懸念
され、後者（水素ラジカルを用いたエッチング）では酸
化膜が完全に除去しきれない等の懸念があり、現状では
酸化膜除去後の表面の品質がエピタキシャル成長用の基
板として十分ではないという問題点がある。
合物半導体基板上にヘテロエピタキシャル成長を行う際
には、２−６族化合物／３−５族化合物界面において積
層欠陥をはじめとする結晶欠陥が発生しやすく、このよ
うな結晶欠陥は、２−６族化合物半導体成長層を用いた
半導体発光素子の信頼性を著しく劣化させる主な原因と
なる。このような２−６族／３−５族化合物半導体界面
での積層欠陥の発生を避けるためには、ＺｎＳｅのよう
な２−６族化合物半導体基板を用いることが解決法の一
つであるが、ＺｎＳｅ基板においては、そのウエットエ
ッチング技術が確立されておらず、かつ、上述した三塩
化ホウ素プラズマ又は水素ラジカルを用いたエッチング
においては、前者（三塩化ホウ素プラズマを用いたエッ
チング）ではプラズマによる基板表面のダメージが懸念
され、後者（水素ラジカルを用いたエッチング）では酸
化膜が完全に除去しきれない等の懸念があり、現状では
酸化膜除去後の表面の品質がエピタキシャル成長用の基
板として十分ではないという問題点がある。
【０００８】そのため、ＺｎＳｅ基板上に成長したエピ
タキシャル成長層には、ＧａＡｓ基板上のそれと同程度
以上の結晶欠陥が入ってしまうという問題点があり、こ
のようなＺｎＳｅ基板上に作製した緑青色半導体レーザ
の特性は３−５族化合物半導体基板（ＧａＡｓ）上のも
のよりも劣ってしまう。
タキシャル成長層には、ＧａＡｓ基板上のそれと同程度
以上の結晶欠陥が入ってしまうという問題点があり、こ
のようなＺｎＳｅ基板上に作製した緑青色半導体レーザ
の特性は３−５族化合物半導体基板（ＧａＡｓ）上のも
のよりも劣ってしまう。
【０００９】本発明の目的は、ＺｎＳｅのような２−６
族化合物半導体基板の酸化膜除去をその表面を高品質に
保ったまま行うことのできる半導体基板のエッチング方
法を提供することにある。
族化合物半導体基板の酸化膜除去をその表面を高品質に
保ったまま行うことのできる半導体基板のエッチング方
法を提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、半導体基板との界面
における積層欠陥の発生を抑制することのできる半導体
薄膜の製造方法を提供することにある。
における積層欠陥の発生を抑制することのできる半導体
薄膜の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によるエッチング
方法は、真空チャンバまたは気相成長炉内で２−６族化
合物半導体基板に該基板の構成要素である２族原料又は
６族原料、あるいはその両方を前記基板に照射しつつ、
ハロゲンガス、ハロゲン化水素、又は前記基板の構成要
素である２族元素のハロゲン化物を照射して前記基板の
エッチングを行うことを特徴としている。
方法は、真空チャンバまたは気相成長炉内で２−６族化
合物半導体基板に該基板の構成要素である２族原料又は
６族原料、あるいはその両方を前記基板に照射しつつ、
ハロゲンガス、ハロゲン化水素、又は前記基板の構成要
素である２族元素のハロゲン化物を照射して前記基板の
エッチングを行うことを特徴としている。
【００１２】また、本発明の半導体薄膜の製造方法は、
上記のエッチング方法で前処理された２−６族化合物半
導体基板上に２−６族化合物半導体薄膜をエピタキシャ
ル成長させるようにしたことを特徴としている。
上記のエッチング方法で前処理された２−６族化合物半
導体基板上に２−６族化合物半導体薄膜をエピタキシャ
ル成長させるようにしたことを特徴としている。
【００１３】上述のように、本発明によるエッチング方
法では、基板の構成要素である２族原料又は６族原料、
あるいはその両方を基板に照射しながら同時にハロゲン
ガス、ハロゲン化水素、又は基板の構成要素である２族
元素のハロゲン化物を照射する。
法では、基板の構成要素である２族原料又は６族原料、
あるいはその両方を基板に照射しながら同時にハロゲン
ガス、ハロゲン化水素、又は基板の構成要素である２族
元素のハロゲン化物を照射する。
【００１４】ＺｎＳｅ基板を例に説明すると、分子線エ
ピタキシャル成長装置（ＭＢＥ）等の超高真空チャンバ
内でＺｎ及びＳｅビームを同時に照射しながらＺｎＣｌ
2 を用いてＺｎＳｅ基板をエッチングする際、ＺｎＳｅ
基板は、例えば、温度３００〜４００℃に設定され、Ｚ
ｎビーム及びＳｅビームが照射される。この結果、基板
上にＺｎＳｅが成長することになるが、同時に照射され
たＺｎＣｌ2 によりＺｎＳｅのエッチングも起こる。
ピタキシャル成長装置（ＭＢＥ）等の超高真空チャンバ
内でＺｎ及びＳｅビームを同時に照射しながらＺｎＣｌ
2 を用いてＺｎＳｅ基板をエッチングする際、ＺｎＳｅ
基板は、例えば、温度３００〜４００℃に設定され、Ｚ
ｎビーム及びＳｅビームが照射される。この結果、基板
上にＺｎＳｅが成長することになるが、同時に照射され
たＺｎＣｌ2 によりＺｎＳｅのエッチングも起こる。
【００１５】このようなＺｎＣｌ2 によるＺｎＳｅのエ
ッチングはビーム強度を調節することによって成長速度
とエッチング速度とを自由に調節することができる。従
って成長速度よりもエッチング速度が十分大きくなるよ
うに各ビーム強度を設定しておけば、基板のエッチング
を行うことができる。
ッチングはビーム強度を調節することによって成長速度
とエッチング速度とを自由に調節することができる。従
って成長速度よりもエッチング速度が十分大きくなるよ
うに各ビーム強度を設定しておけば、基板のエッチング
を行うことができる。
【００１６】この場合、この系は疑似的な熱平衡状態と
みることができるため、高品質なエッチング表面が得ら
れることになる。また、エッチングの後、ＺｎＳｌ2 ビ
ームを切ることにより成長中断することなく引き続きＺ
ｎＳｅバッファ層の成長を行うことができる。
みることができるため、高品質なエッチング表面が得ら
れることになる。また、エッチングの後、ＺｎＳｌ2 ビ
ームを切ることにより成長中断することなく引き続きＺ
ｎＳｅバッファ層の成長を行うことができる。
【００１７】以上のプロセスによって、基板と成長層と
の界面において、結晶欠陥が抑制されて高品質なエピタ
キシャル成長層が得られる。
の界面において、結晶欠陥が抑制されて高品質なエピタ
キシャル成長層が得られる。
【００１８】また、２族原料あるいは６族原料のどちら
か一方を照射しながらＺｎＣｌ2 を照射する場合にも、
基板からのＺｎあるいはＳｅの熱による再蒸発（劣化）
が抑制される。従って、従来の三塩化ホウ素プラズマ又
は水素ラジカルを用いたエッチング方法よりも高品質な
エッチング表面を得ることができる。
か一方を照射しながらＺｎＣｌ2 を照射する場合にも、
基板からのＺｎあるいはＳｅの熱による再蒸発（劣化）
が抑制される。従って、従来の三塩化ホウ素プラズマ又
は水素ラジカルを用いたエッチング方法よりも高品質な
エッチング表面を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を用いて
説明する。
説明する。
【００２０】図１は本発明による半導体基板のエッチン
グ方法及び半導体薄膜の製造方法の第１の例を説明する
製造行程図である。図１を参照して、この例では、基板
１００としてＺｎＳｅ（００１）面を用いた。
グ方法及び半導体薄膜の製造方法の第１の例を説明する
製造行程図である。図１を参照して、この例では、基板
１００としてＺｎＳｅ（００１）面を用いた。
【００２１】まず、この基板１００を超高真空チャンバ
（図示せず）内に搬送して、超高真空チャンバ（つま
り、基板１００）を室温から温度２５０℃まで昇温す
る。その後、基板１００からのＳｅの再蒸発を防止する
ため、基板１００に対してＳｅビームを照射しつつ、さ
らに超高真空チャンバ（つまり、基板１００）を温度３
５０℃まで昇温する（図１（ａ））。
（図示せず）内に搬送して、超高真空チャンバ（つま
り、基板１００）を室温から温度２５０℃まで昇温す
る。その後、基板１００からのＳｅの再蒸発を防止する
ため、基板１００に対してＳｅビームを照射しつつ、さ
らに超高真空チャンバ（つまり、基板１００）を温度３
５０℃まで昇温する（図１（ａ））。
【００２２】超高真空チャンバが温度３５０℃まで昇温
すると、Ｓｅビームの他にＺｎビーム及びＺｎＣｌ2 ビ
ームを同時に照射し始める。なお、Ｚｎセル温度は３０
０℃、Ｓｅセル温度は１９５℃、ＺｎＣｌ2 セル温度は
２８０℃とした。この結果、ＺｎＳｅ基板１００をエッ
チング速度０．４μｍ／時間で約１μｍエッチングする
ことができた（図１（ｂ））。また、エッチング後の基
板１００の表面は平滑で鏡面であり、ウエットエッチン
グを行った際に問題となる表面へのＳｅの残留もなかっ
た。
すると、Ｓｅビームの他にＺｎビーム及びＺｎＣｌ2 ビ
ームを同時に照射し始める。なお、Ｚｎセル温度は３０
０℃、Ｓｅセル温度は１９５℃、ＺｎＣｌ2 セル温度は
２８０℃とした。この結果、ＺｎＳｅ基板１００をエッ
チング速度０．４μｍ／時間で約１μｍエッチングする
ことができた（図１（ｂ））。また、エッチング後の基
板１００の表面は平滑で鏡面であり、ウエットエッチン
グを行った際に問題となる表面へのＳｅの残留もなかっ
た。
【００２３】Ｚｎビーム及びＺｎＣｌ2 ビームを切って
エッチングを終了した後（以下エッチング終了後の基板
を単にエッチング基板と呼ぶ）、Ｓｅビームを照射しつ
つ基板温度を下げて２８０℃に設定した。そして、この
基板上にＺｎＳｅバッファ層１０１を３０ｎｍの厚さに
エピタキシャル成長した（図１（ｃ））。さらに、Ｚｎ
Ｓｅバッファ層１０１上にＺｎＳｅに格子整合するＺｎ
ＭｇＳＳｅ層１０２を２μｍの厚さにエピタキシャル成
長した（図１（ｄ））。この成長層の結晶欠陥を透過電
子顕微鏡（ＴＥＭ）で調べたところ、基板と成長層界面
での結晶欠陥は観察されなかった。
エッチングを終了した後（以下エッチング終了後の基板
を単にエッチング基板と呼ぶ）、Ｓｅビームを照射しつ
つ基板温度を下げて２８０℃に設定した。そして、この
基板上にＺｎＳｅバッファ層１０１を３０ｎｍの厚さに
エピタキシャル成長した（図１（ｃ））。さらに、Ｚｎ
Ｓｅバッファ層１０１上にＺｎＳｅに格子整合するＺｎ
ＭｇＳＳｅ層１０２を２μｍの厚さにエピタキシャル成
長した（図１（ｄ））。この成長層の結晶欠陥を透過電
子顕微鏡（ＴＥＭ）で調べたところ、基板と成長層界面
での結晶欠陥は観察されなかった。
【００２４】図２は本発明による半導体基板のエッチン
グ方法及び半導体薄膜の製造方法の第２の例に用いられ
る分子線エピタキシャル成長装置の概略図である。図２
を参照して、エッチング用チャンバ２００には真空ポン
プ２００ａが備えられており、真空ポンプ２００ａによ
ってエッチング用チャンバ２００内は所定の真空度に保
たれている。
グ方法及び半導体薄膜の製造方法の第２の例に用いられ
る分子線エピタキシャル成長装置の概略図である。図２
を参照して、エッチング用チャンバ２００には真空ポン
プ２００ａが備えられており、真空ポンプ２００ａによ
ってエッチング用チャンバ２００内は所定の真空度に保
たれている。
【００２５】この例では、まず、エッチング用チャンバ
２００内の基板ホルダー２０１ａにＺｎＳｅ（００１）
基板２０１を載置して、基板２０１を２５０℃まで昇温
する。その後、基板２０１からのＳｅの再蒸発を防止す
るためＳｅセル２０２からＳｅビームを照射しつつ基板
２０１を温度３５０℃まで昇温する。
２００内の基板ホルダー２０１ａにＺｎＳｅ（００１）
基板２０１を載置して、基板２０１を２５０℃まで昇温
する。その後、基板２０１からのＳｅの再蒸発を防止す
るためＳｅセル２０２からＳｅビームを照射しつつ基板
２０１を温度３５０℃まで昇温する。
【００２６】基板２０１が温度３５０℃まで昇温する
と、ＺｎＣｌ2 セル２０３からＺｎＣｌ2 ビームを照射
し始める。この際、Ｓｅセル２０２の温度は１９５℃、
ＺｎＣｌ2 セル２０３の温度は２８０℃とした。この結
果、ＺｎＳｅ基板２０１をエッチング速度０．８μｍ／
時間で１μｍエッチングすることができた（以下エッチ
ング後の基板を単にエッチング基板と呼ぶ）。また、エ
ッチング後の基板表面は平滑で鏡面であり、ウエットエ
ッチングを行った際に問題となる表面へのＳｅの残留も
なかった。
と、ＺｎＣｌ2 セル２０３からＺｎＣｌ2 ビームを照射
し始める。この際、Ｓｅセル２０２の温度は１９５℃、
ＺｎＣｌ2 セル２０３の温度は２８０℃とした。この結
果、ＺｎＳｅ基板２０１をエッチング速度０．８μｍ／
時間で１μｍエッチングすることができた（以下エッチ
ング後の基板を単にエッチング基板と呼ぶ）。また、エ
ッチング後の基板表面は平滑で鏡面であり、ウエットエ
ッチングを行った際に問題となる表面へのＳｅの残留も
なかった。
【００２７】このエッチング基板を１０-10 Ｔｏｒｒ台
の真空度に保たれた超高真空トンネル２０５を通過させ
て成長用チャンバ２０６へ搬送して、エッチング基板を
基板ホルダー２０６ａに載置する。成長用チャンバ２０
６には真空ポンプ２０６ｂが備えられており、真空ポン
プ２０６ｂによって成長用チャンバ２０６内は予め定め
られた真空度に保たれている。
の真空度に保たれた超高真空トンネル２０５を通過させ
て成長用チャンバ２０６へ搬送して、エッチング基板を
基板ホルダー２０６ａに載置する。成長用チャンバ２０
６には真空ポンプ２０６ｂが備えられており、真空ポン
プ２０６ｂによって成長用チャンバ２０６内は予め定め
られた真空度に保たれている。
【００２８】基板温度を、例えば、温度３００℃に設定
した後、Ｚｎセル２０７（セル温度２７０℃）、Ｓｅセ
ル２０８（セル温度１９５℃）をオープンにして、Ｚｎ
Ｓｅバッファ層を３０ｎｍの厚さに、さらに、Ｍｇセル
２０９（セル温度４５０℃）、ＺｎＳセル２１０（セル
温度９０５℃）をオープンにして、ＺｎＳｅに格子整合
するＺｎＭｇＳＳｅ層を２μｍの厚さにエピタキシャル
成長した。
した後、Ｚｎセル２０７（セル温度２７０℃）、Ｓｅセ
ル２０８（セル温度１９５℃）をオープンにして、Ｚｎ
Ｓｅバッファ層を３０ｎｍの厚さに、さらに、Ｍｇセル
２０９（セル温度４５０℃）、ＺｎＳセル２１０（セル
温度９０５℃）をオープンにして、ＺｎＳｅに格子整合
するＺｎＭｇＳＳｅ層を２μｍの厚さにエピタキシャル
成長した。
【００２９】この成長層の結晶欠陥を透過電子顕微鏡
（ＴＥＭ）で調べたところ、上述の台１の例と同様に基
板と成長層界面での結晶欠陥は観察されなかった。
（ＴＥＭ）で調べたところ、上述の台１の例と同様に基
板と成長層界面での結晶欠陥は観察されなかった。
【００３０】第２の例では、エッチングの際、Ｓｅビー
ムを照射しつつＺｎＣｌ2 ビームを基板２０１に照射し
たが、Ｚｎセル２０４及びＺｎＣｌ2 セル２０３を用い
てＺｎビームとＺｎＣｌ2 ビームを照射して基板２０１
のエッチングを行うようにしてもよい。
ムを照射しつつＺｎＣｌ2 ビームを基板２０１に照射し
たが、Ｚｎセル２０４及びＺｎＣｌ2 セル２０３を用い
てＺｎビームとＺｎＣｌ2 ビームを照射して基板２０１
のエッチングを行うようにしてもよい。
【００３１】図３は本発明による半導体基板のエッチン
グ方法及び半導体薄膜の製造方法の第３の例に用いられ
る有機金属気相成長装置の概略図である。図３を参照し
て、この例では、基板３００としてＺｎＳｅの（００
１）面を用いた。
グ方法及び半導体薄膜の製造方法の第３の例に用いられ
る有機金属気相成長装置の概略図である。図３を参照し
て、この例では、基板３００としてＺｎＳｅの（００
１）面を用いた。
【００３２】図示の有機金属気相成長装置は石英反応炉
３０１及びガスミキサ３０４を備えており、ガスミキサ
３０４内にはＨＣｌボンベ３０６及び複数の有機金属ガ
スボンベ３０７ａ乃至３０７ｄが配置されている。ＨＣ
ｌボンベ３０６は開閉弁３０６ａを介してマスフローコ
ントローラー（ＭＦＣ）３０５に接続され、同様に、有
機金属ガスボンベ３０７ａ乃至３０７ｄはそれぞれ開閉
弁３０８ａ乃至３０８ｄを介してマスフローコントロー
ラー（ＭＦＣ）３０９ａ乃至３０９ｄに接続されてい
る。そして、各ＭＦＣ３０５及び３０９ａ乃至３０９ｄ
は反応管３０１に接続されている。
３０１及びガスミキサ３０４を備えており、ガスミキサ
３０４内にはＨＣｌボンベ３０６及び複数の有機金属ガ
スボンベ３０７ａ乃至３０７ｄが配置されている。ＨＣ
ｌボンベ３０６は開閉弁３０６ａを介してマスフローコ
ントローラー（ＭＦＣ）３０５に接続され、同様に、有
機金属ガスボンベ３０７ａ乃至３０７ｄはそれぞれ開閉
弁３０８ａ乃至３０８ｄを介してマスフローコントロー
ラー（ＭＦＣ）３０９ａ乃至３０９ｄに接続されてい
る。そして、各ＭＦＣ３０５及び３０９ａ乃至３０９ｄ
は反応管３０１に接続されている。
【００３３】まず、基板３００を反応管３０１内に搬送
し、サセプタ３０３上に配置する。ガスミキサ３０４内
のボンベ３０７ｃからジメチルセレン（ＤＭＳｅ）を供
給しつつ高周波加熱炉３０２によって基板温度を温度３
８０℃に設定する。その後、ボンベ３０７ａ及びボンベ
３０６からそれぞれジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）及び塩化
水素（ＨＣｌ）を同時に供給しつつＺｎＳｅ基板３００
をエッチングする。なお、ＤＭＺｎの流量は１０μｍｏ
ｌ／分、ＤＭＳｅの流量は８０μｍｏｌ／分、ＨＣｌの
流量は５０μｍｏｌ／分とした。
し、サセプタ３０３上に配置する。ガスミキサ３０４内
のボンベ３０７ｃからジメチルセレン（ＤＭＳｅ）を供
給しつつ高周波加熱炉３０２によって基板温度を温度３
８０℃に設定する。その後、ボンベ３０７ａ及びボンベ
３０６からそれぞれジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）及び塩化
水素（ＨＣｌ）を同時に供給しつつＺｎＳｅ基板３００
をエッチングする。なお、ＤＭＺｎの流量は１０μｍｏ
ｌ／分、ＤＭＳｅの流量は８０μｍｏｌ／分、ＨＣｌの
流量は５０μｍｏｌ／分とした。
【００３４】この結果、ＺｎＳｅ基板３００をエッチン
グ速度０．５μｍ／時間で１μｍエッチングすることが
できた。そして、エッチング後の基板表面は鏡面で、Ｓ
ｅの残留も見られなかった。
グ速度０．５μｍ／時間で１μｍエッチングすることが
できた。そして、エッチング後の基板表面は鏡面で、Ｓ
ｅの残留も見られなかった。
【００３５】所定の時間エッチングを行った後、ＨＣｌ
の供給を止め、引き続いて成長中断なしにＺｎＳｅバッ
ファ層を３０ｎｍ成長する。その後、２種類の原料ガス
（つまり、ＤＭＺｎ及びＤＭＳｅ）に加えてボンベ３０
７ｄからジエチルサルファ（ＤＥＳ）を流量１５０μｍ
ｏｌ／分で供給するとともにボンベ３０７ｂからビスメ
チル・シクロペンタジエニル・マグネシウム（（ＭｅＣ
ｐ）2 Ｍｇ）を流量１μｍｏｌ／分で供給して、ＺｎＳ
ｅに格子整合するＺｎＭｇＳＳｅ層を２μｍ成長させ
た。
の供給を止め、引き続いて成長中断なしにＺｎＳｅバッ
ファ層を３０ｎｍ成長する。その後、２種類の原料ガス
（つまり、ＤＭＺｎ及びＤＭＳｅ）に加えてボンベ３０
７ｄからジエチルサルファ（ＤＥＳ）を流量１５０μｍ
ｏｌ／分で供給するとともにボンベ３０７ｂからビスメ
チル・シクロペンタジエニル・マグネシウム（（ＭｅＣ
ｐ）2 Ｍｇ）を流量１μｍｏｌ／分で供給して、ＺｎＳ
ｅに格子整合するＺｎＭｇＳＳｅ層を２μｍ成長させ
た。
【００３６】この成長層の結晶欠陥を透過電子顕微鏡
（ＴＥＭ）で調べたところ、第１の例１と同様に基板と
成長層界面での結晶欠陥は観察されなかった。
（ＴＥＭ）で調べたところ、第１の例１と同様に基板と
成長層界面での結晶欠陥は観察されなかった。
【００３７】なお、上述の例においては、ハロゲンガ
ス、ハロゲン化水素、及び２族元素のハロゲン化物とし
て塩素系の材料を用いたが、フッ素系ブロム系、ヨウ素
系等他の材料を用いてもよい。
ス、ハロゲン化水素、及び２族元素のハロゲン化物とし
て塩素系の材料を用いたが、フッ素系ブロム系、ヨウ素
系等他の材料を用いてもよい。
【００３８】さらに、上述の例においては、基板として
ＺｎＳｅ（００１）面を用いたが、これ以外の面方位、
例えば（１１１）面、（１１５）面等を用いてもよく、
また、それぞれの面方位でオフアングル基板を用いても
よい。
ＺｎＳｅ（００１）面を用いたが、これ以外の面方位、
例えば（１１１）面、（１１５）面等を用いてもよく、
また、それぞれの面方位でオフアングル基板を用いても
よい。
【００３９】また、上述の例においては、基板としてＺ
ｎＳｅを用いたが、それ以外の２−６族化合物半導体基
板においても同様に処理できる。
ｎＳｅを用いたが、それ以外の２−６族化合物半導体基
板においても同様に処理できる。
【００４０】加えて、上述の例においては、成長層とし
てＺｎＭｇＳＳｅを成長したが、他の２元化合物、３元
混晶、４元混晶を成長させるようにしてもよく、さらに
は、半導体レーザ構造を成長してもよい。
てＺｎＭｇＳＳｅを成長したが、他の２元化合物、３元
混晶、４元混晶を成長させるようにしてもよく、さらに
は、半導体レーザ構造を成長してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるエッ
チング方法を用いれば、基板の酸化膜除去をその表面を
高品質に保ったまま行うことができるという効果があ
る。また、本発明によるエッチング方法によって処理さ
れた基板上にエピタキシャル成長された２−６族半導体
成長層は基板との界面において積層欠陥の発生が抑制さ
れるので、その密度を半導体レーザの高信頼化に必要な
１０4 ｃｍ-2以下に抑えることができるという効果があ
る。
チング方法を用いれば、基板の酸化膜除去をその表面を
高品質に保ったまま行うことができるという効果があ
る。また、本発明によるエッチング方法によって処理さ
れた基板上にエピタキシャル成長された２−６族半導体
成長層は基板との界面において積層欠陥の発生が抑制さ
れるので、その密度を半導体レーザの高信頼化に必要な
１０4 ｃｍ-2以下に抑えることができるという効果があ
る。
【図１】本発明による２−６族化合物半導体成長層の成
長行程の一例を示す図である。
長行程の一例を示す図である。
【図２】本発明に用いられる分子線エピタキシャル成長
装置を概略的に示す図である。
装置を概略的に示す図である。
【図３】本発明に用いられる有機金属気相成長装置を概
略的に示す図である。
略的に示す図である。
１００，２０１，３００ ＺｎＳｅ基板 １０１ ＺｎＳｅバッファ層 １０２ ＺｎＭｇＳＳｅ層 ２００ エッチング用チャンバ ２０２ Ｓｅセル ２０３ ＺｎＣｌ2 セル ２０４ Ｚｎセル ２０５ 超高真空トンネル ２０６ 成長用チャンバ ２０７ Ｚｎセル ２０８ Ｓｅセル ２０９ Ｍｇセル ２１０ ＺｎＳセル ３０１ 石英反応管 ３０２ 高周波誘導加熱炉 ３０３ サセプタ ３０４ ガスミキサ ３０５，３０９ａ乃至３０９ｄ マスフローコントロー
ラー ３０６ ＨＣｌボンベ ３０６ａ，３０８ａ乃至３０８ｄ 開閉弁 ３０７ａ乃至３０７ｄ 有機金属ガスボンベ
ラー ３０６ ＨＣｌボンベ ３０６ａ，３０８ａ乃至３０８ｄ 開閉弁 ３０７ａ乃至３０７ｄ 有機金属ガスボンベ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｆ
Claims (8)
- 【請求項１】 ２−６族化合物半導体基板に２−６族化
合物半導体薄膜を形成する際の前処理として行われるエ
ッチング方法であって、真空チャンバ又は気相成長炉を
用いて前記２−６族化合物半導体基板に該基板の構成要
素である２族原料及び６族原料を照射しつつ、ハロゲン
ガス、ハロゲン化水素、又は前記基板の構成要素である
２族元素のハロゲン化物を照射して、成長速度よりもエ
ッチング速度が大きくなるように各原料の供給量を調節
して前記基板のエッチングを行うようにしたことを特徴
とする半導体基板のエッチング方法。 - 【請求項２】 ２−６族化合物半導体基板に２−６族化
合物半導体薄膜を形成する際の前処理として行われるエ
ッチング方法であって、真空チャンバ又は気相成長炉を
用いて２−６族化合物半導体基板に該基板の構成要素で
ある２族原料又は６族原料を照射しつつ、ハロゲンガ
ス、ハロゲン化水素、又は前記基板の構成要素である２
族元素のハロゲン化物を照射して、前記基板のエッチン
グを行うようにしたことを特徴とする半導体基板のエッ
チング方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載されたエッチング
方法で処理された基板上に前記２−６族化合物半導体薄
膜をエピタキシャル成長させるようにしたことを特徴と
する半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 ２−６族化合物半導体基板に２−６族化
合物半導体薄膜を形成する際の前処理として行われるエ
ッチング方法であって、エッチング用真空チャンバを用
いて２−６族化合物半導体基板に該基板の構成要素であ
る２族原料及び６族原料を照射しつつ、ハロゲンガス、
ハロゲン化水素、又は前記基板の構成要素である２族元
素のハロゲン化物を照射して、成長速度よりもエッチン
グ速度が大きくなるように各原料の供給量を調節して前
記基板のエッチングを行うようにしたことを特徴とする
半導体基板のエッチング方法。 - 【請求項５】 ２−６族化合物半導体基板に２−６族化
合物半導体薄膜を形成する際の前処理として行われるエ
ッチング方法であって、エッチング用真空チャンバを用
いて２−６族化合物半導体基板に前記基板の構成要素で
ある２族原料又は６族原料を照射しつつ、ハロゲンガ
ス、ハロゲン化水素、又は前記基板の構成要素である２
族元素のハロゲン化物を照射して前記基板のエッチング
を行うようにしたことを特徴とする半導体基板のエッチ
ング方法。 - 【請求項６】 請求項４又は５に記載されたエッチング
方法によって処理された基板を成長装置内へ所定の真空
状態を保って搬送し、該成長装置内で前記２−６族化合
物半導体薄膜をエピタキシャル成長させるようにしたこ
とを特徴とする半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１、２、４、又は５に記載された
エッチング方法において、前記２−６族化合物半導体基
板はＺｎＳｅ基板であることを特徴とする半導体基板の
エッチング方法。 - 【請求項８】 請求項３又は６に記載された半導体薄膜
の製造方法において、前記２−６族化合物半導体基板は
ＺｎＳｅ基板であることを特徴とする半導体薄膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6828096A JP2865130B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 半導体基板のエッチング方法及び半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6828096A JP2865130B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 半導体基板のエッチング方法及び半導体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255499A JPH09255499A (ja) | 1997-09-30 |
| JP2865130B2 true JP2865130B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=13369204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6828096A Expired - Fee Related JP2865130B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 半導体基板のエッチング方法及び半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2865130B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6791257B1 (en) | 1999-02-05 | 2004-09-14 | Japan Energy Corporation | Photoelectric conversion functional element and production method thereof |
| JP3341763B2 (ja) * | 2000-04-27 | 2002-11-05 | 住友電気工業株式会社 | 化合物半導体装置の製造方法および化合物半導体装置の製造装置 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP6828096A patent/JP2865130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09255499A (ja) | 1997-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6537513B1 (en) | Semiconductor substrate and method for making the same | |
| US4960720A (en) | Method of growing compound semiconductor thin film using multichamber smoothing process | |
| JP3409958B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| US5019529A (en) | Heteroepitaxial growth method | |
| EP1801269B1 (en) | Process for producing a free-standing III-N layer, and free-standing III-N substrate | |
| US20070138505A1 (en) | Low defect group III nitride films useful for electronic and optoelectronic devices and methods for making the same | |
| US4910167A (en) | III-V Semiconductor growth initiation on silicon using TMG and TEG | |
| JP4486435B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物結晶基板の製造方法、それに用いるエッチング液 | |
| JP2001119104A (ja) | 半導体の製造方法 | |
| JP4565062B2 (ja) | 薄膜単結晶の成長方法 | |
| JPH08181073A (ja) | 半導体ウエハ及び結晶成長方法 | |
| JPH09129651A (ja) | サファイア基板のサーマル・アニーリング方法及び装置 | |
| JP2865130B2 (ja) | 半導体基板のエッチング方法及び半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH04198095A (ja) | 化合物半導体薄膜成長方法 | |
| JPH08203834A (ja) | 半導体薄膜及び半導体薄膜の製造方法 | |
| JP2005001928A (ja) | 自立基板およびその製造方法 | |
| JP5024765B2 (ja) | 酸化物基板の清浄化方法及び酸化物半導体薄膜の製造方法 | |
| JP2004307253A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH11243229A (ja) | 半導体発光素子、およびその製造方法 | |
| JP2000022283A (ja) | 半導体素子、半導体素子の製造方法及び半導体基板の製造方法 | |
| JP2003171200A (ja) | 化合物半導体の結晶成長法、及び化合物半導体装置 | |
| JPH0794409A (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体薄膜の形成方法 | |
| KR20230149989A (ko) | 질화갈륨 단결정 분리 방법 | |
| JP2023145595A (ja) | リン化インジウム基板及び半導体エピタキシャルウエハ | |
| JPH02254715A (ja) | 化合物半導体結晶層の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981118 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071218 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |