JP3166951B2 - Method of forming III-V compound semiconductor film - Google Patents
Method of forming III-V compound semiconductor filmInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を、エピタ
キシャル成長法によって形成するＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体膜の形成法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a group III-V compound semiconductor film on a group III-V compound semiconductor substrate by epitaxial growth.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上
に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を、エピタキシャル成
長法によって形成するにつき、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板に対し、それを、それを構成しているＶ族元素と
同じＶ族元素を含むガスの雰囲気中で加熱する、という
前処理を施すＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の形成法が提
案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, when a group III-V compound semiconductor film is formed on a group III-V compound semiconductor substrate by an epitaxial growth method, the film is formed on a group III-V compound semiconductor substrate. There has been proposed a method of forming a group III-V compound semiconductor film which is subjected to a pretreatment of heating in a gas atmosphere containing the same group V element as the group V element.
【０００３】このような従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体膜の形成法によれば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜をエピタキシャル成長
法によって形成するのに先立ち、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体基板に対し、それを加熱する、という前処理を施し
ているので、その前処理によって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体基板上から、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に
形成されている自然酸化膜や、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板上に付着している望ましくない不純物を除去する
ことができ、よって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の
表面を清浄化させることができる。According to such a conventional method for forming a group III-V compound semiconductor film, prior to forming a group III-V compound semiconductor film on a group III-V compound semiconductor substrate by epitaxial growth, Since the pretreatment of heating the group V compound semiconductor substrate is performed, the pretreatment is performed to form the group III-V compound semiconductor substrate on the group III-V compound semiconductor substrate. It is possible to remove a natural oxide film and undesired impurities adhering to the III-V compound semiconductor substrate, thereby cleaning the surface of the III-V compound semiconductor substrate.
【０００４】また、この場合の前処理の加熱を、ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体基板を構成しているＶ族元素と同じ
Ｖ族元素を含むガスの雰囲気中で行っているので、この
場合の前処理の過程で、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
の表面から、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成して
いるＶ族元素が不必要に蒸発するのを抑圧し、よって、
この場合の前処理によって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
基板の表面に荒れが生ずるのを有効に回避させることが
できる。[0004] In this case, the heating for the pretreatment is performed by using III.
Since the treatment is performed in an atmosphere of a gas containing the same group V element as the group V element constituting the group V compound semiconductor substrate, in the process of the pretreatment in this case, from the surface of the group III-V compound semiconductor substrate, , Suppressing unnecessary evaporation of the group V element constituting the III-V compound semiconductor substrate,
The pretreatment in this case can effectively prevent the surface of the III-V compound semiconductor substrate from being roughened.
【０００５】以上のことから、上述した従来のＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体膜の形成法によれば、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を、
上述した前処理を施さないでＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を形成する場合に
比し良好な特性を有するものとして、形成することがで
きる。[0005] From the above, the conventional III-
According to the method for forming a group V compound semiconductor film, a group III-V compound semiconductor film is formed on a group III-V compound semiconductor substrate.
It can be formed as having better characteristics than a case where a III-V compound semiconductor film is formed on a III-V compound semiconductor substrate without performing the above pretreatment.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の形成法の場合、
上述した前処理において、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基
板上に形成されている自然酸化膜や、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体基板上に付着している望ましくない不純物を、
満足し得るに足るだけ十分に除去することができないこ
とから、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の表面を満足し
得るに足るだけ十分に清浄化することができず、よっ
て、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体膜を、所期の良好な特性を有するものとし
て形成することができない、という欠点を有していた。However, in the conventional method of forming a group III-V compound semiconductor film described above,
In the above-described pretreatment, a natural oxide film formed on the III-V compound semiconductor substrate and an undesired impurity attached on the III-V compound semiconductor substrate are removed.
Since it cannot be removed satisfactorily, the surface of the III-V compound semiconductor substrate cannot be sufficiently cleaned to be satisfactory, and therefore, the III-V compound semiconductor There is a drawback that a group III-V compound semiconductor film cannot be formed on a substrate as having desired characteristics.
【０００７】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の形成法を提案せん
とするものである。Therefore, the present invention has the above-mentioned disadvantages,
It is intended to propose a new method of forming a group III-V compound semiconductor film.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体膜の形成法は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を、エピタキ
シャル成長法によって形成するにつき、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板に対し、（ａ）それを、それを構成して
いる元素とは異なるＶ族元素を含むガスの雰囲気中で加
熱し、（ｂ）次で、上記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
をそれを構成しているＶ族元素と同じＶ族元素を含むガ
スの雰囲気中で加熱する、という前処理を施す。SUMMARY OF THE INVENTION III-V according to the invention
The method of forming a group III compound semiconductor film is as follows. When a group III-V compound semiconductor film is formed on a group III-V compound semiconductor substrate by an epitaxial growth method, (a) And heating in an atmosphere of a gas containing a group V element different from the constituent elements. (B) Next, the above III-V compound semiconductor substrate is made the same as the group V element forming the same. A pretreatment of heating in a gas atmosphere containing a group V element is performed.
【０００９】[0009]
【作用・効果】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
膜の形成法によれば、前述した従来のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体膜の形成法の場合と同様に、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜をエピタ
キシャル成長法によって形成するのに先立ち、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体基板に対し、それを加熱する、という
前処理を施しているので、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基
板上から、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に形成され
ている自然酸化膜や、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上
に付着している望ましくない不純物を除去させることが
でき、よって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の表面を
清浄化させることができる。According to the method of forming a group III-V compound semiconductor film of the present invention, the method of forming a group III-V compound semiconductor film on a III-V compound semiconductor substrate is the same as in the case of the conventional method of forming a group III-V compound semiconductor film described above. Prior to forming a III-V compound semiconductor film by an epitaxial growth method,
Since a pretreatment of heating the group V compound semiconductor substrate is performed, a natural oxide film formed on the group III-V compound semiconductor substrate from the group III-V compound semiconductor substrate, Undesirable impurities attached to the III-V compound semiconductor substrate can be removed, and thus the surface of the III-V compound semiconductor substrate can be cleaned.
【００１０】しかしながら、この場合、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板に対し、それを加熱する、という前処理
が、（ａ）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成してい
る元素とは異なるＶ族元素を含むガスの雰囲気中での加
熱と、それに続く、（ｂ）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基
板を構成しているＶ族元素と同じＶ族元素を含むガスの
雰囲気中での加熱とである。However, in this case, the pretreatment of heating the group III-V compound semiconductor substrate involves (a) a group V element different from the elements constituting the group III-V compound semiconductor substrate. And a subsequent heating in a gas atmosphere containing the same group V element as the group V element constituting the III-V compound semiconductor substrate.
【００１１】そして、（ａ）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
基板を構成している元素とは異なるＶ族元素を含むガス
の雰囲気中での加熱によって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板の表面から、それを構成しているＶ族元素が、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に形成されている自然酸
化膜や、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に付着してい
る不純物を伴って、蒸発し、一方、そのようにしてＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体基板の表面から蒸発したＶ族元素
の分が、このときのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板のま
わりの雰囲気を形成しているガスが含んでいる、ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体基板を構成している元素とは異なる
Ｖ族元素によって位置的にもまた量的にも補われ、ま
た、（ｂ）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成してい
るＶ族元素と同じＶ族元素を含むガスの雰囲気中での加
熱によって、（ａ）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構
成している元素とは異なるＶ族元素を含むガスの雰囲気
中での加熱によって補われたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
基板を構成している元素とは異なるＶ族元素が、このと
きのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板のまわりの雰囲気を
形成しているガスを含んでいる、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体基板を構成しているＶ族元素と同じＶ族元素によっ
て置換されるので、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の表
面を、その表面に荒れを生ぜしめることなしに、前述し
た従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の形成法の場合に
比し、より清浄化させることができ、よって、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体膜を、所期の特性を有するものとして
容易に形成することができる。Then, (a) the surface of the III-V compound semiconductor substrate is removed from the surface of the III-V compound semiconductor substrate by heating in a gas atmosphere containing a group V element different from the elements constituting the III-V compound semiconductor substrate. Is a group V element
It evaporates with the natural oxide film formed on the II-V compound semiconductor substrate and the impurities adhering on the III-V compound semiconductor substrate.
The amount of the group V element evaporated from the surface of the group IV-compound semiconductor substrate contains the gas forming the atmosphere around the group III-V compound semiconductor at this time.
-A V group element different from the element composing the group V compound semiconductor substrate, both in terms of position and quantity, and (b) a group V compound composing the III-V compound semiconductor substrate. By heating in a gas atmosphere containing the same group V element as the element, (a) supplementing by heating in a gas atmosphere containing a group V element different from the element constituting the III-V compound semiconductor substrate. The group V element different from the element constituting the group III-V compound semiconductor substrate contains the gas forming the atmosphere around the group III-V compound semiconductor substrate at this time. Since the substrate is replaced by the same group V element as the group V element constituting the group V compound semiconductor substrate, the surface of the group III-V compound semiconductor substrate can be made rough without causing the surface to be roughened. III-V Compared with the case of the method of forming the compound semiconductor film, it is possible to further cleaning, therefore, III-
The group V compound semiconductor film can be easily formed having desired characteristics.
【００１２】[0012]
【実施例１】次に、図１を伴って、本発明によるＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体膜の形成法の実施例を、ＧａＡｓで
なるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に、ＧａＡｓでな
るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を形成する場合の実施例
で述べよう。EXAMPLE 1 Next, referring to FIG.
An example of a method for forming a -V compound semiconductor film will be described in an example in which a III-V compound semiconductor film made of GaAs is formed on a III-V compound semiconductor substrate made of GaAs.
【００１３】ＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
基板を反応炉内に配し、次に、その反応炉内を水素の雰
囲気に置換すべく、反応炉内にキャリアガスとしての水
素（Ｈ2 ）を供給することを時点ｔ1 から開始する。A III-V compound semiconductor substrate made of GaAs is placed in a reaction furnace, and then hydrogen (H 2 ) as a carrier gas is introduced into the reaction furnace in order to replace the inside of the reaction furnace with a hydrogen atmosphere. From time t 1 .
【００１４】そして、反応炉内が水素の雰囲気に置換さ
れたところで、時点ｔ2 から、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板の加熱を室温から開始し、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体基板が４５０℃の温度に加熱された時点ｔ3 から、
反応炉内に、ＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
膜のＡｓの原料ガスとしてのＡｓＨ3 を、水素で１０％
に希釈して、４００ｃｃｍで供給し、反応炉内に、Ｇａ
ＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を構成するＶ族
元素である状態になってからのＡｓの圧力を得、そし
て、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板が５５０℃に加熱さ
れた時点ｔ4 から、いままで供給していたＡｓＨ3 の供
給を中断し、それに代え、ＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体膜を構成している元素とは異なるＶ族元素
であるＰを含むＰＨ3 を供給することを開始し、反応炉
内に、Ｐの圧力を得る。When the inside of the reactor is replaced with a hydrogen atmosphere, the heating of the III-V compound semiconductor substrate is started from room temperature at time t 2, and the III-V compound semiconductor substrate is heated to a temperature of 450 ° C. from the time t 3 when heated in,
In a reaction furnace, AsH 3 as a source gas for As of a III-V compound semiconductor film made of GaAs is hydrogenated at 10%.
And supplied at 400 ccm.
The resulting pressure of As from ready a group V element constituting the group III-V compound semiconductor film made of As, and, from the time t 4 when the group III-V compound semiconductor substrate is heated to 550 ° C. Then, the supply of AsH 3 which has been supplied so far is interrupted, and instead, PH 3 containing P which is a group V element different from the element constituting the III-V compound semiconductor film made of GaAs is supplied. Start to get P pressure in the reactor.
【００１５】次に、時点ｔ5 で、ＰＨ3 の供給を終了さ
せ、それに代え、いままで中断していたＡｓＨ3 の供給
を再開する。Next, at time t 5 , the supply of PH 3 is terminated, and instead, the supply of AsH 3 which has been interrupted is restarted.
【００１６】次に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板が５
５０℃の温度に加熱されている状態での時点ｔ5 から、
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を６５０℃の温度になる
ように加熱し、そして、その温度を保たせ、ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体基板が６５０℃の温度に加熱されている
状態が５〜１０分経過した時点ｔ6 から、ＧａＡｓでな
るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜のＧａの原料ガスとして
のトリメチルガリウム（ＴＭＧ）の供給を開始し、よっ
て、ＡｓＨ3 とトリメチルガリウムとによって、ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体基板上に、ＧａＡｓでなるＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体膜を、エピタキシャル成長法によって
形成するのを開始させる。Next, the III-V compound semiconductor substrate is
From the time t 5 in the state of being heated to a temperature of 50 ° C.,
The III-V compound semiconductor substrate is heated to a temperature of 650 ° C., and the temperature is maintained.
From time t 6 when the state in which the group III compound semiconductor substrate is heated to the temperature of 650 ° C. is 5 to 10 minutes, trimethylgallium (TMG) as a source gas of Ga in the III-V group compound semiconductor film made of GaAs is used. The feed is started and, therefore, III by AsH 3 and trimethylgallium
GaAs on III-V compound semiconductor substrate III-
The formation of a group V compound semiconductor film by an epitaxial growth method is started.
【００１７】次に、必要に応じて時点ｔ7 から、ＳｉＨ
4 をｎ型不純物として供給するのを開始し、次に、時点
ｔ8 でＴＭＧの供給及びＳｉＨ4 の供給を終了し、ま
た、時点ｔ8 から、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の加
熱を停止し、そして、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の
温度が室温になる前の時点ｔ9 で、いままで時点ｔ5 か
ら供給していたＡｓＨ3 の供給を終了させる。Next, if necessary, from time t 7 , SiH
4 begins to supply the n-type impurity, then, terminates the supply and the supply of SiH 4 of TMG at time t 8, also from the time t 8, stop heating the Group III-V compound semiconductor substrate and, then, at time t 9 before the temperature of the group III-V compound semiconductor substrate is room temperature to terminate the supply of AsH 3 which has been supplied from the time t 5 to now.
【００１８】次に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の温
度が室温になって後、いままで時点ｔ1 から供給してい
た水素の供給を終了させ、次でＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板を反応炉内から取出す。Next, after becoming a temperature of group III-V compound semiconductor substrate to room temperature to terminate the supply of hydrogen has been supplied from the time t 1 until now, the reaction group III-V compound semiconductor substrate in the following Remove from furnace.
【００１９】以上が、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体膜の形成法の実施例である。The above is an embodiment of the method of forming a group III-V compound semiconductor film according to the present invention.
【００２０】このような本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体膜の形成法によれば、前述した従来のＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体膜の形成法の場合と同様に、ＧａＡｓ
でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＧａＡｓでな
るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜をエピタキシャル成長法
によって形成するのに先立ち、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板に対し、それを加熱する、という時点ｔ1 から時
点ｔ6 までの前処理を施しているので、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板上から、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
上に形成されている自然酸化膜や、ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体基板上に付着している望ましくない不純物を除去
させることができ、よって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
基板の表面を清浄化させることができる。According to the method of forming a III-V compound semiconductor film according to the present invention, the conventional III-V compound semiconductor film described above is used.
As in the case of the method of forming the group V compound semiconductor film, GaAs
Prior group III-V compound comprising at GaAs on a semiconductor substrate a Group III-V compound semiconductor film to be formed by an epitaxial growth method consisting in respect III-V compound semiconductor substrate, it is heated, the time of t 1 since pretreated to time t 6 from, group III-V compound semiconductor substrate, and the III-V compound natural oxide film formed on a semiconductor substrate, a III-V compound semiconductor substrate Undesired impurities attached to the substrate can be removed, and thus the surface of the group III-V compound semiconductor substrate can be cleaned.
【００２１】しかしながら、この場合、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板に対し、それを加熱する、という前処理
が、（ａ）時点ｔ4 から時点ｔ5 までの、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体基板を構成している元素とは異なるＶ族元
素を含むガスであるＰＨ4 の雰囲気中での加熱と、それ
に続く、（ｂ）時点ｔ5 から時点ｔ6 までのＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体基板を構成しているＶ族元素と同じＶ族
元素を含むガスであるＡｓＨ3 の雰囲気中での加熱とで
ある。[0021] However, in this case, with respect to the group III-V compound semiconductor substrate, configured to heat it, pretreatment that is, up to the time t 5 (a) to point t 4, the group III-V compound semiconductor substrate Heating in an atmosphere of PH 4 , which is a gas containing a group V element different from the element used, followed by (b) III-V from time t 5 to time t 6
Heating in an atmosphere of AsH 3 , which is a gas containing the same Group V element as that of the Group V compound semiconductor substrate.
【００２２】そして、（ａ）時点ｔ4 から時点ｔ5 まで
の、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成している元素
とは異なるＶ族元素を含むガスの雰囲気中での加熱によ
って、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の表面から、それ
を構成しているＶ族元素であるＡｓが、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板上に形成されている自然酸化膜や、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体基板上に付着している不純物を伴
って、蒸発し、一方、そのようにしてＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体基板の表面から蒸発したＶ族元素であるＡｓの
分が、このときのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板のまわ
りの雰囲気を形成しているガスであるＰＨ4 が含んでい
る、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成している元素
とは異なるＶ族元素であるＰによって位置的にもまた量
的にも補われ、また、（ｂ）時点ｔ5 からｔ6 までの、
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成しているＶ族元素
と同じＶ族元素であるＡｓを含んでいるガスであるＡｓ
Ｈ4 の雰囲気中での加熱によって、（ａ）時点ｔ4 から
時点ｔ5 までの、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成
している元素とは異なるＶ族元素であるＰを含んでいる
ガスの雰囲気中での加熱によって補われたＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体基板を構成している元素とは異なるＶ族元
素であるＰが、このときのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基
板のまわりの雰囲気を形成しているガスであるＡｓＨ3
が含んでいる、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板を構成し
ているＶ族元素と同じＶ族元素であるＡｓによって置換
されるので、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の表面を、
その表面に荒れを生ぜしめることなしに、前述した従来
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の形成法の場合に比し、
より清浄化させることができ、よって、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体膜を、所期の特性を有するものとして容易に
形成することができる。(A) From the time point t 4 to the time point t 5 , by heating in a gas atmosphere containing a group V element different from the element constituting the group III-V compound semiconductor substrate, From the surface of the group V compound semiconductor substrate, As, which is a group V element constituting the same, forms a natural oxide film formed on the group III-V compound semiconductor substrate,
The As, which is a Group V element thus evaporated from the surface of the Group III-V compound semiconductor substrate, evaporates with impurities adhering to the Group IV compound semiconductor substrate. P 4, which is a group V element different from the element constituting the group III-V compound semiconductor substrate, is contained in PH 4 which is the gas forming the atmosphere around the group III-V compound semiconductor substrate. also be supplemented to the quantitative positionally by also to t 6 (b) to time point t 5,
As is a gas containing As, which is the same Group V element as the Group V element constituting the III-V compound semiconductor substrate,
By heating in an atmosphere of H 4 , (a) a gas containing P, which is a Group V element different from the element constituting the III-V compound semiconductor substrate, from time t 4 to time t 5 P, which is a group V element different from the element constituting the group III-V compound semiconductor substrate supplemented by the heating in the atmosphere, forms the atmosphere around the group III-V compound semiconductor substrate at this time. AsH 3 gas
Is replaced by As, which is the same group V element as the group V element constituting the III-V compound semiconductor substrate, so that the surface of the III-V compound semiconductor substrate is
Without causing roughness on the surface, compared with the above-described conventional method of forming a group III-V compound semiconductor film,
It can be further purified, and thus the group III-V compound semiconductor film can be easily formed as having desired characteristics.
【００２３】このことは、図１に示す上述した本発明に
よるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の形成法によって、上
述したＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上
に、上述したＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
膜を、上述したようにして形成し、そして、そのＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体基板及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
膜、及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板及びＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体膜間の接合面における電子濃度を測定し
たところ、図２の実線図示の結果が得られたのに対し、
図１に示す本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の
実施例において、反応炉内への時点ｔ4 から時点ｔ5 ま
での間のＰＨ4 の供給を省略し、それに代え、反応炉内
への時点ｔ4 からのＡｓＨ3 の供給の中断を行わず、時
点ｔ3 から時点ｔ9 までの間ＡｓＨ3 の供給を行ったこ
とを除いて図１の場合と同様にして、同様のＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体基板上に同様のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体膜を形成し、そして、同様の電子濃度を測定したとこ
ろ、図２の点線図示の結果が得られたところからも明ら
かであろう。This is because the above-described III-V compound semiconductor substrate made of GaAs is formed on the III-V compound semiconductor substrate made of GaAs by the method of forming the III-V compound semiconductor film according to the present invention shown in FIG. Forming a group V compound semiconductor film as described above, and
-V compound semiconductor substrate and III-V compound semiconductor film, and III-V compound semiconductor substrate and III-V
When the electron concentration at the junction surface between the group III compound semiconductor films was measured, the result indicated by the solid line in FIG. 2 was obtained.
In the embodiment of the III-V compound semiconductor film according to the present invention shown in FIG. 1, the supply of PH 4 from the time point t 4 to the time point t 5 into the reactor is omitted, and instead, the PH 4 is supplied into the reactor. As in the case of FIG. 1 except that the supply of AsH 3 was not interrupted from the time t 4 and the supply of AsH 3 was performed from the time t 3 to the time t 9 . V
When a similar group III-V compound semiconductor film was formed on a group III compound semiconductor substrate and the same electron concentration was measured, it would be clear from the results obtained by the dotted line in FIG.
【００２４】なお、上述した実施例においては、前処理
に、時点ｔ3〜ｔ4 でのＡｓＨ3 の雰囲気中での加熱を
含ませる場合について述べたが、そのような加熱を含ま
せず、時点ｔ3 から、ＰＨ4 の雰囲気中での加熱を行う
ようにすることもできる。In the above-described embodiment, the case where the pretreatment includes heating in the atmosphere of AsH 3 at the time points t 3 to t 4 is described, but such heating is not included. From time t 3 , heating in an atmosphere of PH 4 may be performed.
【００２５】また、上述した実施例においては、ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体基板がＧａＡｓでなるものとし、そ
して、そのＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基
板上にＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を形
成する場合に本発明を適用した場合を述べたが、例えば
ＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板本体上に
例えばＡｌＧａＡｓ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
膜が形成されている、というようなＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体の表面を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
を、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板とし、そのＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体基板上に、ＧａＡｓでなるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体膜や、ＡｌＧａＡｓ系でなるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体膜や、ＡｌＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体膜などを形成する場合にも、本発明を
適用して、上述したと同様の作用効果を得ることができ
ることは明らかであろう。In the above-described embodiment, III
The case where the present invention is applied to a case where a III-V compound semiconductor film made of GaAs is formed on a III-V compound semiconductor substrate made of GaAs, As described above, for example, a III-V compound semiconductor film made of, for example, an AlGaAs-based III-V compound semiconductor film is formed on a III-V compound semiconductor substrate body made of GaAs. The group-V compound semiconductor substrate is a group III-V compound semiconductor substrate;
III-V made of GaAs on a group V compound semiconductor substrate
Group III-V compound semiconductor film or III-V made of AlGaAs
Group III compound semiconductor film or III-
It will be apparent that the present invention can be applied to the case of forming a group V compound semiconductor film or the like, and the same effects as those described above can be obtained.
【００２６】その他、本発明の精神を脱することなし
に、種々の変型、変更をなし得るであろう。In addition, various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
【図１】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の形
成法の実施例を、時間に対するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体基板の加熱温度と反応炉内へのガス供給とで示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a method of forming a group III-V compound semiconductor film according to the present invention, with respect to a heating time of a group III-V compound semiconductor substrate and supply of gas into a reaction furnace with respect to time.
【図２】図１に示す本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体膜の形成法の説明に供する、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜が形成されて
いる場合の、それらＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板及び
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜、及びそれら間の接合面に
おける電子濃度を示す図である。FIG. 2 illustrates a method of forming a group III-V compound semiconductor film according to the present invention shown in FIG. 1, in which a group III-V compound semiconductor film is formed on a group III-V compound semiconductor substrate. It is a figure which shows the III-V group compound semiconductor substrate, the III-V group compound semiconductor film, and the electron density in the junction surface between them.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C30B 25/14 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C30B 25/14
Claims (1)
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜を、エピタキシャル成長法に
よって形成するにつき、 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板に対し、（ａ）それを、
それを構成している元素とは異なるＶ族元素を含むガス
の雰囲気中で加熱し、（ｂ）次で、上記ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板をそれを構成しているＶ族元素と同じＶ
族元素を含むガスの雰囲気中で加熱する、という前処理
を施すことを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体膜の
形成法。1. The method according to claim 1, further comprising the step of:
When a II-V compound semiconductor film is formed by an epitaxial growth method, (a) a III-V compound semiconductor substrate is
The substrate is heated in an atmosphere of a gas containing a group V element different from the constituent elements thereof. (B) Next, the above III-V compound semiconductor substrate is heated to the same V as the group V element forming the same.
A method for forming a group III-V compound semiconductor film, comprising performing a pretreatment of heating in a gas atmosphere containing a group element.
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