JP3224118B2 - エピタキシャル成長法 - Google Patents
エピタキシャル成長法Info
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- JP3224118B2 JP3224118B2 JP11052594A JP11052594A JP3224118B2 JP 3224118 B2 JP3224118 B2 JP 3224118B2 JP 11052594 A JP11052594 A JP 11052594A JP 11052594 A JP11052594 A JP 11052594A JP 3224118 B2 JP3224118 B2 JP 3224118B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エピタキシャル成長法
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】歪系ヘテロ接合を形成する場合、接合を
形成する膜をスード・モルフィック（pseudo-morphic）
に成長して、歪による転位の発生や３次元島成長への成
長モード移行を抑制することが必要である。その理由
は、転位の発生や３次元島成長への成長モードの移行
は、素子の特性劣化または特性制御不良を発生させるた
めである。従来は、歪系ヘテロ接合形成のため混晶膜
を、転位や３次元島の発生を抑えてスード・モルフィッ
クにエピタキシャル成長させる方法として、 歪を発生させる材料の組成を減少させる。 膜形成する基板温度を低温化または低温から段階的に
変化させる。 成長中の材料の表面組成比を制御する。 歪効果を徐々に緩和するバッファ層を挿入する。 超格子化する。 が用いられていた。しかし、それぞれの方法には、は
素子形成可能な組成が限られ組成増大に基づく歪効果に
よる損失を補うだけの素子特性向上効果がなく、は成
長の一次中断による不純物の堆積によりヘテロ接合が汚
染され、は不十分な効果しか得られず、は急峻なヘ
テロ接合が得られず、は周期性が電子波長に近くなる
と素子特性に影響を及ぼすという欠点がある。
形成する膜をスード・モルフィック（pseudo-morphic）
に成長して、歪による転位の発生や３次元島成長への成
長モード移行を抑制することが必要である。その理由
は、転位の発生や３次元島成長への成長モードの移行
は、素子の特性劣化または特性制御不良を発生させるた
めである。従来は、歪系ヘテロ接合形成のため混晶膜
を、転位や３次元島の発生を抑えてスード・モルフィッ
クにエピタキシャル成長させる方法として、 歪を発生させる材料の組成を減少させる。 膜形成する基板温度を低温化または低温から段階的に
変化させる。 成長中の材料の表面組成比を制御する。 歪効果を徐々に緩和するバッファ層を挿入する。 超格子化する。 が用いられていた。しかし、それぞれの方法には、は
素子形成可能な組成が限られ組成増大に基づく歪効果に
よる損失を補うだけの素子特性向上効果がなく、は成
長の一次中断による不純物の堆積によりヘテロ接合が汚
染され、は不十分な効果しか得られず、は急峻なヘ
テロ接合が得られず、は周期性が電子波長に近くなる
と素子特性に影響を及ぼすという欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来は、所望の特性を
有する素子の設計に充分な組成マージンがあり、ヘテロ
接合部が急峻性を維持しつつ不純物汚染が無く、また電
子には混晶形成法による影響を及ぼさないで効果的にス
ード・モルフィックに混晶の成長を促進させる方法がな
かった。本発明は上記の欠点を改良するために提案され
たもので、その目的は、歪系ヘテロ接合形成に必要な混
晶の成長において、従来用いられてきた、混晶形成に必
要な歪材料の組成低減、成長基板温度の低温化や段階
化、バッファ層挿入等を必要としないで、混晶のスード
・モルフィックなエピタキシャル成長可能な臨界膜厚を
効果的に増大させる手法を提供することにある。
有する素子の設計に充分な組成マージンがあり、ヘテロ
接合部が急峻性を維持しつつ不純物汚染が無く、また電
子には混晶形成法による影響を及ぼさないで効果的にス
ード・モルフィックに混晶の成長を促進させる方法がな
かった。本発明は上記の欠点を改良するために提案され
たもので、その目的は、歪系ヘテロ接合形成に必要な混
晶の成長において、従来用いられてきた、混晶形成に必
要な歪材料の組成低減、成長基板温度の低温化や段階
化、バッファ層挿入等を必要としないで、混晶のスード
・モルフィックなエピタキシャル成長可能な臨界膜厚を
効果的に増大させる手法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（１）このような目的を
達成するため、本発明は、エピタキシャル成長によって
歪系ヘテロ接合を形成するための混晶膜を成長する場
合、混晶膜形成に必要な個々の材料を、各材料の供給が
供給の１周期で単層になるように組成が全体で目的の混
晶組成に一致するような分量ずつ交互に供給して、各供
給材料をそれぞれの不規則な島形成により偏析させ、偏
析した材料間の応力の釣合で歪により混晶膜全体が受け
る効果を相殺させて、混晶膜とヘテロ接合する材料また
は基板により成長した混晶膜全体に蓄積される歪エネル
ギーを低減することで、混晶膜のスード・モルフィック
な成長が可能な臨界膜厚を増大させることを特徴とす
る。 （２）さらに本発明は、エピタキシャル成長によって歪
系ヘテロ接合を形成するため２種以上の材料からなる混
晶膜を形成する場合、混晶膜の形成に必要な材料を２つ
以上のグループに分け、各材料の供給が供給の１周期で
単層になるように、はじめに第１のグループの材料を用
いて基板上にエピタキシャル成長を行って不規則な島状
の膜を形成し、ついで第２のグループの材料を用いて前
記の成長膜の上にエピタキシャル成長を行って島状の膜
を形成し、つぎに他のグループの材料についても同様の
操作を行った後に、再び第１のグループの材料によるエ
ピタキシャル成長を行う操作を繰り返すエピタキシャル
成長法を特徴とする。 （３）さらに本発明は、第１のグループの材料は１種類
であり、第２のグループは混晶である（２）記載のエピ
タキシャル成長法を特徴とする。 （４）さらに本発明は、ＧａＡｓ基板上にＩｎＡｓを不
規則な島状となるようにエピタキシャル成長の第１の操
作を行い、ついでＧａＡｓを島状となるようにエピタキ
シャル成長の第２の操作を行い、これらＩｎＡｓ，Ｇａ
Ａｓの供給は供給の１周期で単層となり、ついで再び第
１，第２の操作を繰り返し行うエピタキシャル成長法を
特徴とする。 （５）さらに本発明は、ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを不
規則な島状となるようにエピタキシャル成長の第１の操
作を行い、ついでＩｎＡｓを島状となるようにエピタキ
シャル成長の第２の操作を行い、これらＧａＡｓ，Ｉｎ
Ａｓの供給は供給の１周期で単層となり、ついで再び第
１、第２の操作を繰り返し行うエピタキシャル成長法を
特徴とする。
達成するため、本発明は、エピタキシャル成長によって
歪系ヘテロ接合を形成するための混晶膜を成長する場
合、混晶膜形成に必要な個々の材料を、各材料の供給が
供給の１周期で単層になるように組成が全体で目的の混
晶組成に一致するような分量ずつ交互に供給して、各供
給材料をそれぞれの不規則な島形成により偏析させ、偏
析した材料間の応力の釣合で歪により混晶膜全体が受け
る効果を相殺させて、混晶膜とヘテロ接合する材料また
は基板により成長した混晶膜全体に蓄積される歪エネル
ギーを低減することで、混晶膜のスード・モルフィック
な成長が可能な臨界膜厚を増大させることを特徴とす
る。 （２）さらに本発明は、エピタキシャル成長によって歪
系ヘテロ接合を形成するため２種以上の材料からなる混
晶膜を形成する場合、混晶膜の形成に必要な材料を２つ
以上のグループに分け、各材料の供給が供給の１周期で
単層になるように、はじめに第１のグループの材料を用
いて基板上にエピタキシャル成長を行って不規則な島状
の膜を形成し、ついで第２のグループの材料を用いて前
記の成長膜の上にエピタキシャル成長を行って島状の膜
を形成し、つぎに他のグループの材料についても同様の
操作を行った後に、再び第１のグループの材料によるエ
ピタキシャル成長を行う操作を繰り返すエピタキシャル
成長法を特徴とする。 （３）さらに本発明は、第１のグループの材料は１種類
であり、第２のグループは混晶である（２）記載のエピ
タキシャル成長法を特徴とする。 （４）さらに本発明は、ＧａＡｓ基板上にＩｎＡｓを不
規則な島状となるようにエピタキシャル成長の第１の操
作を行い、ついでＧａＡｓを島状となるようにエピタキ
シャル成長の第２の操作を行い、これらＩｎＡｓ，Ｇａ
Ａｓの供給は供給の１周期で単層となり、ついで再び第
１，第２の操作を繰り返し行うエピタキシャル成長法を
特徴とする。 （５）さらに本発明は、ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを不
規則な島状となるようにエピタキシャル成長の第１の操
作を行い、ついでＩｎＡｓを島状となるようにエピタキ
シャル成長の第２の操作を行い、これらＧａＡｓ，Ｉｎ
Ａｓの供給は供給の１周期で単層となり、ついで再び第
１、第２の操作を繰り返し行うエピタキシャル成長法を
特徴とする。
【０００５】換言すれば従来、例えば３元混晶（Ａｘ
Ｂ１−ｘ Ｃ：Ａ，Ｂ，Ｃは元素を表す）を、ＢＣから
なる基板に、直接、結晶成長（エピタキシャル）させて
いた。この場合、結晶成長層（Ａｘ Ｂ１−ｘ Ｃ）に
大きな応力がかかるため、結晶成長層が結晶性を維持で
きる膜厚にするための臨界膜厚が必要であった。しかる
に、本発明では、ＢＣから構成された基板に、まず、Ａ
Ｃをエピタキシャル成長させ、この層が基板全面を覆う
前にＡＣの形成を中止する。この段階では、ＡＣからな
る「島」状の結晶領域が基板上に形成される。次に、Ｂ
とＣとを含む結晶を成長させ、更に、ＢとＣを含む結晶
が基板全面を覆う前に、あるいは覆った直後に、この結
晶成長を中止する。このように、ＡＣ或いはＢＣが基板
全面に「層」を構成することなく「島」状の段階で、各
々の結晶成長を中止し、ＡＣからなる領域を部分的に形
成することにより、エピタキシャル膜全体として、平均
的に目的の組成ｘを得ることを特徴としている。この発
明により、局所的に応力のかかる方向が分散され、臨界
膜厚を増大させることが可能である。
Ｂ１−ｘ Ｃ：Ａ，Ｂ，Ｃは元素を表す）を、ＢＣから
なる基板に、直接、結晶成長（エピタキシャル）させて
いた。この場合、結晶成長層（Ａｘ Ｂ１−ｘ Ｃ）に
大きな応力がかかるため、結晶成長層が結晶性を維持で
きる膜厚にするための臨界膜厚が必要であった。しかる
に、本発明では、ＢＣから構成された基板に、まず、Ａ
Ｃをエピタキシャル成長させ、この層が基板全面を覆う
前にＡＣの形成を中止する。この段階では、ＡＣからな
る「島」状の結晶領域が基板上に形成される。次に、Ｂ
とＣとを含む結晶を成長させ、更に、ＢとＣを含む結晶
が基板全面を覆う前に、あるいは覆った直後に、この結
晶成長を中止する。このように、ＡＣ或いはＢＣが基板
全面に「層」を構成することなく「島」状の段階で、各
々の結晶成長を中止し、ＡＣからなる領域を部分的に形
成することにより、エピタキシャル膜全体として、平均
的に目的の組成ｘを得ることを特徴としている。この発
明により、局所的に応力のかかる方向が分散され、臨界
膜厚を増大させることが可能である。
【０００６】本発明を、組成がＡｘ Ｂ１−ｘ Ｃ（０
＜ｘ＜１）で表され、歪の効果が主にＡＣで表される材
料によって現れる化合物（例えばＩｎＡｓとＧａＡｓの
混晶であるＩｎｘ Ｇａ１−ｘ ＡｓをＧａＡｓ基板上
に成長させる場合）を例にとって説明する。図１では、
材料ＡＣと材料ＢＣを交互に供給する成長の過程を示し
ている。すなわち、（ａ）図は基板１に材料ＡＣ２を不
規則に島状に成長させた状態を示し、（ｂ）図は（ａ）
図の状態の上に材料ＢＣ３を成長させた状態を示し、
（ｃ）図では（ｂ）図の状態の上に材料２を不規則に島
状に成長させた状態を示し、このようにして順次混晶を
成長させて、（ｆ）図に示すように基板１上に混晶Ａｘ
Ｂ１−ｘ Ｃを成長させるものである。
＜ｘ＜１）で表され、歪の効果が主にＡＣで表される材
料によって現れる化合物（例えばＩｎＡｓとＧａＡｓの
混晶であるＩｎｘ Ｇａ１−ｘ ＡｓをＧａＡｓ基板上
に成長させる場合）を例にとって説明する。図１では、
材料ＡＣと材料ＢＣを交互に供給する成長の過程を示し
ている。すなわち、（ａ）図は基板１に材料ＡＣ２を不
規則に島状に成長させた状態を示し、（ｂ）図は（ａ）
図の状態の上に材料ＢＣ３を成長させた状態を示し、
（ｃ）図では（ｂ）図の状態の上に材料２を不規則に島
状に成長させた状態を示し、このようにして順次混晶を
成長させて、（ｆ）図に示すように基板１上に混晶Ａｘ
Ｂ１−ｘ Ｃを成長させるものである。
【０００７】図２は従来法と本発明法で積層した混晶の
単位面積当りにおける一層ごとの応力の向きを示すもの
で、（ａ）は従来法、（ｂ）は本発明法を示す。すなわ
ち、（ｂ）では、ＡＣとＢＣが交互に積層した場合を例
にとり、１層ごとの膜の間の応力の方向を示している。
従来の混晶の場合は、下側の層から常に一方向の力が加
わるが、交互に偏析した場合には、それぞれ逆向きの力
が下側の層から加えられ、それらが相殺し合う。
単位面積当りにおける一層ごとの応力の向きを示すもの
で、（ａ）は従来法、（ｂ）は本発明法を示す。すなわ
ち、（ｂ）では、ＡＣとＢＣが交互に積層した場合を例
にとり、１層ごとの膜の間の応力の方向を示している。
従来の混晶の場合は、下側の層から常に一方向の力が加
わるが、交互に偏析した場合には、それぞれ逆向きの力
が下側の層から加えられ、それらが相殺し合う。
【０００８】本発明によって成長した混晶に蓄積される
エネルギー値を、概算により通常法による混晶に蓄積さ
れるエネルギー値と比較する。そのため、単位面積当り
にＡＣを確率ｘで無作為にスード・モルフィックに積層
させ、ＡＣｎ層による歪のエネルギーは、その上のＢＣ
ｎ層で相殺されると仮定して、歪エネルギーの期待値を
概算する。ＡＣまたはＢＣを１層成長した場合の歪エネ
ルギーの変化分をΔＥ、Ｎ層成長させた混晶膜全体に蓄
積される歪エネルギーをＥ（Ｎ）とすると、仮定より、
Ｎ＋１層目の成長によるＥ（Ｎ）の変化分は、
エネルギー値を、概算により通常法による混晶に蓄積さ
れるエネルギー値と比較する。そのため、単位面積当り
にＡＣを確率ｘで無作為にスード・モルフィックに積層
させ、ＡＣｎ層による歪のエネルギーは、その上のＢＣ
ｎ層で相殺されると仮定して、歪エネルギーの期待値を
概算する。ＡＣまたはＢＣを１層成長した場合の歪エネ
ルギーの変化分をΔＥ、Ｎ層成長させた混晶膜全体に蓄
積される歪エネルギーをＥ（Ｎ）とすると、仮定より、
Ｎ＋１層目の成長によるＥ（Ｎ）の変化分は、
【数１】である。ＢＣ１層堆積による効果は、Ｅ（Ｎ）
＝０、つまりＮ層まで全てＢＣが積層しているか、また
はＡＣとＢＣの層数が等しいときは０で、Ｎ層堆積時の
歪エネルギーＥ（Ｎ）＝δ・ｎ＞０（０＜ｎ≦Ｎ）のと
きは−δである。Ｅ（Ｎ）の期待値＜Ｅ＞は、それぞれ
の層数の期待値をＡＣがｎ１層、ＢＣがｎ２層（ｎ１＋
ｎ２＝Ｎ）とすると、概ね ＜Ｅ＞〜δ・ｎ１−δ・ｎ２（≧０） ・・・（２） である。Ｎが増加するにつれ、ｎ１／Ｎはｘに、ｎ２／
Ｎは１−ｘに収束するから、（２）式は、 ＜Ｅ＞〜｛δ・ｘ−δ・（１−ｘ）｝・Ｎ ・・・（３） となる。
＝０、つまりＮ層まで全てＢＣが積層しているか、また
はＡＣとＢＣの層数が等しいときは０で、Ｎ層堆積時の
歪エネルギーＥ（Ｎ）＝δ・ｎ＞０（０＜ｎ≦Ｎ）のと
きは−δである。Ｅ（Ｎ）の期待値＜Ｅ＞は、それぞれ
の層数の期待値をＡＣがｎ１層、ＢＣがｎ２層（ｎ１＋
ｎ２＝Ｎ）とすると、概ね ＜Ｅ＞〜δ・ｎ１−δ・ｎ２（≧０） ・・・（２） である。Ｎが増加するにつれ、ｎ１／Ｎはｘに、ｎ２／
Ｎは１−ｘに収束するから、（２）式は、 ＜Ｅ＞〜｛δ・ｘ−δ・（１−ｘ）｝・Ｎ ・・・（３） となる。
【０００９】従って、１層増加によるエネルギー増加の
期待値は、 ＜ΔＥ＞＝＜Ｅ＞／Ｎ〜δ・ｘ−δ・（１−ｘ） ・・・（４） である。（４）式を通常の混晶における１層増加あたり
の変化分ΔＥ０＝δ・ｘ２ （文献１）と比較すると、
図３に示す様に０＜ｘ＜１の範囲において、 ＜ΔＥ＞ ＜ ΔＥ０ ・・・（５） であるから、本発明による手法で成長した混晶膜の歪に
よって蓄積されるエネルギーの期待値＜Ｅ＞は、Ｎが増
大するにつれて増加傾向が従来法よりゆるやかになる。
これは、成長当初より＜Ｅ＞が通常の混晶に蓄積される
エネルギーより小さい場合はもとより、初めは通常法よ
り＜Ｅ＞が大きくても、成長の進行により、＜Ｅ＞がい
ずれは従来の混晶における蓄積エネルギー値を下回るこ
とを示す。従って、下回る利得分だけスード・モルフィ
ックに成長可能な臨界膜厚は増大することになる。偏析
した島の大きさや間隔は、材料の供給速度や成長基板温
度を変化させることにより制御できるため、成長条件の
最適化により偏析させる島の大きさや間隔を電子波長よ
り小さくすることが可能であるから、電子に対しては通
常法による混晶と同様な混晶膜として作用するようにで
きる。
期待値は、 ＜ΔＥ＞＝＜Ｅ＞／Ｎ〜δ・ｘ−δ・（１−ｘ） ・・・（４） である。（４）式を通常の混晶における１層増加あたり
の変化分ΔＥ０＝δ・ｘ２ （文献１）と比較すると、
図３に示す様に０＜ｘ＜１の範囲において、 ＜ΔＥ＞ ＜ ΔＥ０ ・・・（５） であるから、本発明による手法で成長した混晶膜の歪に
よって蓄積されるエネルギーの期待値＜Ｅ＞は、Ｎが増
大するにつれて増加傾向が従来法よりゆるやかになる。
これは、成長当初より＜Ｅ＞が通常の混晶に蓄積される
エネルギーより小さい場合はもとより、初めは通常法よ
り＜Ｅ＞が大きくても、成長の進行により、＜Ｅ＞がい
ずれは従来の混晶における蓄積エネルギー値を下回るこ
とを示す。従って、下回る利得分だけスード・モルフィ
ックに成長可能な臨界膜厚は増大することになる。偏析
した島の大きさや間隔は、材料の供給速度や成長基板温
度を変化させることにより制御できるため、成長条件の
最適化により偏析させる島の大きさや間隔を電子波長よ
り小さくすることが可能であるから、電子に対しては通
常法による混晶と同様な混晶膜として作用するようにで
きる。
【００１０】
【作用】叙上のように本発明は、基板上に混晶膜を成長
させる場合に、混晶膜の形成に必要な材料をいくつかの
グループに分け、このグループの材料を順次、基板上に
不規則な島状になるよう成長させ、第１のグループによ
る成長後、第２のグループの材料を島状に成長させ、こ
れら各材料の供給が供給の１周期で単層になるように順
次この状態を繰り返し行うことによって、前記材料間の
応力釣合をバランスさせて、混晶膜の成長に必要な臨界
膜厚を増大させる作用を有している。
させる場合に、混晶膜の形成に必要な材料をいくつかの
グループに分け、このグループの材料を順次、基板上に
不規則な島状になるよう成長させ、第１のグループによ
る成長後、第２のグループの材料を島状に成長させ、こ
れら各材料の供給が供給の１周期で単層になるように順
次この状態を繰り返し行うことによって、前記材料間の
応力釣合をバランスさせて、混晶膜の成長に必要な臨界
膜厚を増大させる作用を有している。
【００１１】
【実施例】本実施例では、ＧａＡｓ（００１）面上にＩ
ｎｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓを成長させる場合について、Ｉ
ｎ組成ｘ＝０．３８の場合の実験結果により述べる。Ｇ
ａＡｓ基板をＡｓ圧下で５８０℃まで昇温し、表面の酸
化層を除去した。この後、５５０℃でＧａＡｓバッファ
層を３００ｎｍ形成し、成長中断を５８０℃で５分以上
行った。次に、ＩｎＧａＡｓ混晶膜を形成するため、基
板温度４２０℃でＩｎ組成０．３８のＩｎＧａＡｓを同
時供給法で１５ＭＬ成長した。成長後ＳＴＭによって表
面形状を観察したところ、明瞭な３次元島発生による数
ｎｍ以上の段差の凹凸が観察された。これは、２次元成
長する臨界膜厚を越えて成長したことを表している。一
方、これとは別に、ＧａＡｓ基板を用意し、同様にＡｓ
圧下で５８０℃まで昇温し、表面の酸化層を除去した。
この後、５５０℃でＧａＡｓバッファ層を３００ｎｍ形
成し、成長中断を５８０℃で５分以上行った。そして、
基板温度４２０℃で本発明による手法により、ＩｎＡｓ
を０．３８層とＧａＡｓを０．６２層の供給を１周期と
する単層の成長を１５周期行った。成長後ＳＴＭによっ
て表面形状を観察したところ、本発明による手法を用い
た方は、２Ｄ島とＩｎＡｓまたはＧａＡｓ１層分に相当
する段差のみ観察され平坦性が維持されていた。これ
は、従来法における２次元成長の臨界膜厚を越えて、２
次元成長できたことになる。従って、臨界膜厚増大が実
現できた。
ｎｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓを成長させる場合について、Ｉ
ｎ組成ｘ＝０．３８の場合の実験結果により述べる。Ｇ
ａＡｓ基板をＡｓ圧下で５８０℃まで昇温し、表面の酸
化層を除去した。この後、５５０℃でＧａＡｓバッファ
層を３００ｎｍ形成し、成長中断を５８０℃で５分以上
行った。次に、ＩｎＧａＡｓ混晶膜を形成するため、基
板温度４２０℃でＩｎ組成０．３８のＩｎＧａＡｓを同
時供給法で１５ＭＬ成長した。成長後ＳＴＭによって表
面形状を観察したところ、明瞭な３次元島発生による数
ｎｍ以上の段差の凹凸が観察された。これは、２次元成
長する臨界膜厚を越えて成長したことを表している。一
方、これとは別に、ＧａＡｓ基板を用意し、同様にＡｓ
圧下で５８０℃まで昇温し、表面の酸化層を除去した。
この後、５５０℃でＧａＡｓバッファ層を３００ｎｍ形
成し、成長中断を５８０℃で５分以上行った。そして、
基板温度４２０℃で本発明による手法により、ＩｎＡｓ
を０．３８層とＧａＡｓを０．６２層の供給を１周期と
する単層の成長を１５周期行った。成長後ＳＴＭによっ
て表面形状を観察したところ、本発明による手法を用い
た方は、２Ｄ島とＩｎＡｓまたはＧａＡｓ１層分に相当
する段差のみ観察され平坦性が維持されていた。これ
は、従来法における２次元成長の臨界膜厚を越えて、２
次元成長できたことになる。従って、臨界膜厚増大が実
現できた。
【００１２】
【発明の効果】叙上のように本発明によれば、基板上に
混晶膜を成長させる場合に、混晶膜の形成に必要な材料
をいくつかのグループに分け、このグループの材料を順
次、基板上に島状になるよう成長させ、第１のグループ
による成長後、第２のグループの材料を島状に成長さ
せ、順次この状態を繰り返し行うので、 混晶膜の作製中において偏析した島による歪は、互
いに釣合うことにより、臨界膜厚を増大させることがで
きる。 混晶膜の成長方法は非常に容易である。 所望の混晶割合の混晶膜の製造が容易である。 混晶膜成長に使用する基板温度を高温化することが
できる。 混晶を用いたヘテロ接合や素子構造に使用可能な混
晶膜厚や材料組合せの種類を増加させることができる。 等の効果を有する。
混晶膜を成長させる場合に、混晶膜の形成に必要な材料
をいくつかのグループに分け、このグループの材料を順
次、基板上に島状になるよう成長させ、第１のグループ
による成長後、第２のグループの材料を島状に成長さ
せ、順次この状態を繰り返し行うので、 混晶膜の作製中において偏析した島による歪は、互
いに釣合うことにより、臨界膜厚を増大させることがで
きる。 混晶膜の成長方法は非常に容易である。 所望の混晶割合の混晶膜の製造が容易である。 混晶膜成長に使用する基板温度を高温化することが
できる。 混晶を用いたヘテロ接合や素子構造に使用可能な混
晶膜厚や材料組合せの種類を増加させることができる。 等の効果を有する。
【図１】本発明による混晶Ａｘ Ｂ１−ｘ Ｃの成長過
程を示すもので、（ａ）〜（ｆ）は夫々の過程を示す。
程を示すもので、（ａ）〜（ｆ）は夫々の過程を示す。
【図２】従来法と本発明法による積層した膜間の応力の
向きを示すもので、（ａ）は従来法、（ｂ）は本発明法
を示す。
向きを示すもので、（ａ）は従来法、（ｂ）は本発明法
を示す。
【図３】一層成長による歪エネルギー増加分の従来法と
本発明による方法の比較を示す。
本発明による方法の比較を示す。
１ 基板 ２ ＡＣ混晶 ３ ＢＣ混晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−136319（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−347251（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−186824（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−267175（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−96325（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−310433（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−246344（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31
Claims (5)
- 【請求項１】 エピタキシャル成長によって歪系ヘテロ
接合を形成するために２種以上の材料からなる混晶膜を
成長する場合、混晶膜形成に必要な各材料を、各材料の
供給が供給の１周期で単層になるように交互に供給し
て、供給材料の不規則な島形成による偏析を発生させ、
偏析した材料間の応力の釣合で歪により混晶膜全体が受
ける作用を相殺させて、混晶膜とヘテロ接合する材料ま
たは基板から成長した混晶膜全体が受ける歪の効果を緩
和することによって、混晶膜のスード・モルフィックな
成長が可能な臨界膜厚を増大させることを特徴とするエ
ピタキシャル成長法。 - 【請求項２】 エピタキシャル成長によって歪系ヘテロ
接合を形成するため２種以上の材料からなる混晶膜を形
成する場合、混晶膜の形成に必要な材料を２つ以上のグ
ループに分け、各材料の供給が供給の１周期で単層にな
るように、はじめに第１のグループの材料を用いて基板
上にエピタキシャル成長を行って不規則な島状の膜を形
成し、ついで第２のグループの材料を用いて前記の成長
膜の上にエピタキシャル成長を行って島状の膜を形成
し、つぎに他のグループの材料についても同様の操作を
行った後に、再び第１のグループの材料によるエピタキ
シャル成長を行う操作を繰り返すことを特徴とするエピ
タキシャル成長法。 - 【請求項３】 第１のグループの材料は１種類であり、
第２のグループは混晶であることを特徴とする請求項２
記載のエピタキシャル成長法。 - 【請求項４】 ＧａＡｓ基板上にＩｎＡｓを不規則な島
状となるようにエピタキシャル成長の第１の操作を行
い、ついでＧａＡｓを島状となるようにエピタキシャル
成長の第２の操作を行い、これらＩｎＡｓ，ＧａＡｓの
供給は供給の１周期で単層となり、ついで再び第１，第
２の操作を繰り返し行うことを特徴とするエピタキシャ
ル成長法。 - 【請求項５】 ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを不規則な島
状となるようにエピタキシャル成長の第１の操作を行
い、ついでＩｎＡｓを島状となるようにエピタキシャル
成長の第２の操作を行い、これらＧａＡｓ，ＩｎＡｓの
供給は供給の１ 周期で単層となり、ついで再び第１、第
２の操作を繰り返し行うことを特徴とするエピタキシャ
ル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052594A JP3224118B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | エピタキシャル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052594A JP3224118B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | エピタキシャル成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07297144A JPH07297144A (ja) | 1995-11-10 |
| JP3224118B2 true JP3224118B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=14538021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11052594A Expired - Fee Related JP3224118B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | エピタキシャル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3224118B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8599506B2 (en) | 2009-12-31 | 2013-12-03 | HGST Netherlands B.V. | Integrating control of slider bias potential, touch-down detection and fly-height determination in a HDD |
-
1994
- 1994-04-25 JP JP11052594A patent/JP3224118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8599506B2 (en) | 2009-12-31 | 2013-12-03 | HGST Netherlands B.V. | Integrating control of slider bias potential, touch-down detection and fly-height determination in a HDD |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07297144A (ja) | 1995-11-10 |
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