JP3319052B2 - 有機金属気相成長方法 - Google Patents
有機金属気相成長方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機金属気相成長方
法、特にＡｌＧａＳｂ系化合物半導体の成長を行う有機
金属気相成長方法に係わる。
法、特にＡｌＧａＳｂ系化合物半導体の成長を行う有機
金属気相成長方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＡｌＧａＳｂ混晶をＭＯＣＶＤ
（有機金属による化学的気相成長法）により成長する場
合ＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧａ（ト
リメチルガリウム）、ＴＭＳｂ（トリメチルアンチモ
ン）が用いられてきたが、原料ガスのＴＭＡｌが熱分解
し難いため、ＡｌＣの生成や、１０18ｃｍ-3以上のカー
ボン不純物の混入、Ａｌの分配係数の低下、表面の結晶
状態いわゆる表面モルフォロジーの劣化が問題とされて
いる（例えば“C.B.Cooper et al,Electron Letters16
(1980)892 ”、“M.Leroux,A.Tromson-Carli,P.Gibart,
C.Verie,C.Bernard,and M.C.Schouler, Journal of Cry
stal Growth 48(1980)367-378 ”、“G.J.Bougnot,J.Bo
ugnot,F.Delannoy,A.Foucaran,P.Grosse,M.Marjan,F.Pa
scal, andF.Roumanille,Revue Phys.Appl.22(1987)837-
844”、“E.T.R.Chidly,S.K.Hay-wood,R.E.Mallard,N.
J.Mason,R.J.Nicholas,P.J.Walker and R.J.Warburton,
Journal of Crystal Growth 93(1988)70-78 ”、“D.S.
Cao,Z.M.Fang and G.B.Stringfellow,Journal of Cryst
al Growth 107(1991)1009”など) 。
（有機金属による化学的気相成長法）により成長する場
合ＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧａ（ト
リメチルガリウム）、ＴＭＳｂ（トリメチルアンチモ
ン）が用いられてきたが、原料ガスのＴＭＡｌが熱分解
し難いため、ＡｌＣの生成や、１０18ｃｍ-3以上のカー
ボン不純物の混入、Ａｌの分配係数の低下、表面の結晶
状態いわゆる表面モルフォロジーの劣化が問題とされて
いる（例えば“C.B.Cooper et al,Electron Letters16
(1980)892 ”、“M.Leroux,A.Tromson-Carli,P.Gibart,
C.Verie,C.Bernard,and M.C.Schouler, Journal of Cry
stal Growth 48(1980)367-378 ”、“G.J.Bougnot,J.Bo
ugnot,F.Delannoy,A.Foucaran,P.Grosse,M.Marjan,F.Pa
scal, andF.Roumanille,Revue Phys.Appl.22(1987)837-
844”、“E.T.R.Chidly,S.K.Hay-wood,R.E.Mallard,N.
J.Mason,R.J.Nicholas,P.J.Walker and R.J.Warburton,
Journal of Crystal Growth 93(1988)70-78 ”、“D.S.
Cao,Z.M.Fang and G.B.Stringfellow,Journal of Cryst
al Growth 107(1991)1009”など) 。
【０００３】例えば、デバイスの作製にあたって、Ａｌ
Ｓｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ及びこれらの混晶
を用いた素子を作製する場合、低温成長が好ましい。こ
れは、ＧａＳｂが５７０℃〜６００℃で、またＩｎＡｓ
が４７０℃近傍で良好な結晶が得られるためである。
Ｓｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ及びこれらの混晶
を用いた素子を作製する場合、低温成長が好ましい。こ
れは、ＧａＳｂが５７０℃〜６００℃で、またＩｎＡｓ
が４７０℃近傍で良好な結晶が得られるためである。
【０００４】逆に高温で成長すると、ＧａＳｂ及びＩｎ
Ｓｂの融点がそれぞれ７１２℃、５２７℃と低いため、
これらの混晶を用いたヘテロ接合を作製する場合、低温
成長が必須条件となる。従ってＡｌの分解を促進するた
めに成長温度を上げることは不可能である。
Ｓｂの融点がそれぞれ７１２℃、５２７℃と低いため、
これらの混晶を用いたヘテロ接合を作製する場合、低温
成長が必須条件となる。従ってＡｌの分解を促進するた
めに成長温度を上げることは不可能である。
【０００５】そして、Ａｌの混晶比を上げるためにＡｌ
供給量比を大とすると、表面モルフォロジーが悪くなる
傾向があり、良好な結晶性をもって高いＡｌ混晶比のＡ
ｌＧａＳｂ系化合物半導体を気相成長することは極めて
困難である。
供給量比を大とすると、表面モルフォロジーが悪くなる
傾向があり、良好な結晶性をもって高いＡｌ混晶比のＡ
ｌＧａＳｂ系化合物半導体を気相成長することは極めて
困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、量産性に優
れたＭＯＣＶＤ法によるＡｌＧａＳｂ系半導体の成長条
件を提示し、これによりＡｌ混晶比が比較的高く、且つ
その表面モルフォロジーが良好で、即ち鏡面成長が可能
なＡｌＧａＳｂ系半導体を得られるようにする。
れたＭＯＣＶＤ法によるＡｌＧａＳｂ系半導体の成長条
件を提示し、これによりＡｌ混晶比が比較的高く、且つ
その表面モルフォロジーが良好で、即ち鏡面成長が可能
なＡｌＧａＳｂ系半導体を得られるようにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の問題を解決するた
めに、本発明においては、原料ガスとしてＡｌ及びＧａ
及びＳｂのトリエチル系化合物を用いて、V/III 比が
１．０近傍でＡｌＧａＳｂ系半導体を成長する。
めに、本発明においては、原料ガスとしてＡｌ及びＧａ
及びＳｂのトリエチル系化合物を用いて、V/III 比が
１．０近傍でＡｌＧａＳｂ系半導体を成長する。
【０００８】また本発明は、上述の方法において、成長
温度を５７０℃以上６６０℃以下とする。また本発明
は、上述の方法において、成長温度を５７０℃以上６３
０℃以下とする。更にまた本発明は、上述の方法におい
て、成長圧力を常圧から減圧１０Ｔｏｒｒの圧力範囲と
する。
温度を５７０℃以上６６０℃以下とする。また本発明
は、上述の方法において、成長温度を５７０℃以上６３
０℃以下とする。更にまた本発明は、上述の方法におい
て、成長圧力を常圧から減圧１０Ｔｏｒｒの圧力範囲と
する。
【０００９】更に本発明は、上述の方法において、Ａｌ
の混晶比が０．４以上のＡｌＧａＳｂ系半導体を成長す
る。
の混晶比が０．４以上のＡｌＧａＳｂ系半導体を成長す
る。
【００１０】
【作用】上述したように、原料ガスとしてトリエチル系
の材料を用い、V/III 比が１．０近傍で成長させること
によって、後段の実施例において詳細に説明するよう
に、ＡｌＧａＳｂ系半導体を良好な表面性をもって成長
することができることが本発明者等の鋭意考察研究の結
果判明した。
の材料を用い、V/III 比が１．０近傍で成長させること
によって、後段の実施例において詳細に説明するよう
に、ＡｌＧａＳｂ系半導体を良好な表面性をもって成長
することができることが本発明者等の鋭意考察研究の結
果判明した。
【００１１】これを用いることにより、例えばＭＯＣＶ
Ｄにおいてその原料ガスを切り換えるのみで簡単に且つ
良好な結晶性をもってヘテロ接合を形成することがで
き、ＩｎＡｓ／ＡｌＧａＳｂ等の半導体半金属相転移を
組成制御によって容易に作製することができる。
Ｄにおいてその原料ガスを切り換えるのみで簡単に且つ
良好な結晶性をもってヘテロ接合を形成することがで
き、ＩｎＡｓ／ＡｌＧａＳｂ等の半導体半金属相転移を
組成制御によって容易に作製することができる。
【００１２】更にまたＨＥＴ（ホットエレクトロントラ
ンジスタ）（例えば“T.H.Chiu andA.F.J.Levi,Journal
of Vaccum Science Technology B6(1988)674”）や、
ＬＤ（レーザダイオード）（例えば“Y.Omori et al.,J
apanese Journal of AppliedPhysics 24(1985)L657-L66
0”）、またＦＥＴ（電界効果トランジスタ）（例えば
“K.Yoh et al.,Japanese Journal of Applied Physics
30(1991)P3833-3836”）への応用技術が提案されてお
り、これらのデバイスの量産を容易に行うことが可能と
なる。
ンジスタ）（例えば“T.H.Chiu andA.F.J.Levi,Journal
of Vaccum Science Technology B6(1988)674”）や、
ＬＤ（レーザダイオード）（例えば“Y.Omori et al.,J
apanese Journal of AppliedPhysics 24(1985)L657-L66
0”）、またＦＥＴ（電界効果トランジスタ）（例えば
“K.Yoh et al.,Japanese Journal of Applied Physics
30(1991)P3833-3836”）への応用技術が提案されてお
り、これらのデバイスの量産を容易に行うことが可能と
なる。
【００１３】また、本発明によればＡｌＧａＳｂ系半導
体が格子整合しないＧａＡｓ基板上にこのＡｌＧａＳｂ
系半導体を成長しても鏡面が得られ、ＡｌＳｂ、ＧａＳ
ｂ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ及びこれらの混晶を用いたデバ
イスをＧａＡｓ基板上に作製する場合に、良好な結晶性
をもってバッファ層を構成することができる。
体が格子整合しないＧａＡｓ基板上にこのＡｌＧａＳｂ
系半導体を成長しても鏡面が得られ、ＡｌＳｂ、ＧａＳ
ｂ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ及びこれらの混晶を用いたデバ
イスをＧａＡｓ基板上に作製する場合に、良好な結晶性
をもってバッファ層を構成することができる。
【００１４】
【実施例】以下本発明実施例を、参考としてメチル系の
原料ガスを用いて成長する比較例と対比させて説明す
る。
原料ガスを用いて成長する比較例と対比させて説明す
る。
【００１５】各例においては成長装置としてＭＯＣＶＤ
装置を用いた。この場合常圧から減圧１０Ｔｏｒｒの範
囲で成長可能である。また、キャリアガスとしては水素
を用い、常圧換算で流量１７ｌ／ｍｉｎとした。原料ガ
スとしてはエチル系はＴＥＡｌ（トリエチルアルミニウ
ム）、ＴＥＧａ（トリエチルガリウム）、ＴＥＳｂ（ト
リエチルアンチモン）を用い、また比較例においてはメ
チル系材料のＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、ＴＭＳｂを用いた。
装置を用いた。この場合常圧から減圧１０Ｔｏｒｒの範
囲で成長可能である。また、キャリアガスとしては水素
を用い、常圧換算で流量１７ｌ／ｍｉｎとした。原料ガ
スとしてはエチル系はＴＥＡｌ（トリエチルアルミニウ
ム）、ＴＥＧａ（トリエチルガリウム）、ＴＥＳｂ（ト
リエチルアンチモン）を用い、また比較例においてはメ
チル系材料のＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、ＴＭＳｂを用いた。
【００１６】各原料ガスの材料源温度、蒸気圧及びキャ
リアガス流量（常圧換算）は下記表１の通りである。
リアガス流量（常圧換算）は下記表１の通りである。
【００１７】
【表１】
【００１８】また、成長条件を下記の表２に示す。
【表２】
【００１９】尚、成長した半導体の組成分析及び表面の
解析はＥＰＭＡ（電子プローブＸ線マイクロアナライザ
ー）及びＸ線回折により行った。
解析はＥＰＭＡ（電子プローブＸ線マイクロアナライザ
ー）及びＸ線回折により行った。
【００２０】各材料を組み合わせて、成長温度を変えて
膜厚約１μｍのＡｌx Ｇａ1-x Ｓｂ半導体を成長させ、
その表面モルフォロジーを観察した。実施例においては
エチル系材料のみのＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＥＳｂを
用い、比較例１においてはエチル系材料及びメチル系材
料を混合してＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＭＳｂを、また
比較例２においてはメチル系材料のみのＴＭＡｌ、ＴＭ
Ｇａ及びＴＭＳｂを用いた場合を示す。
膜厚約１μｍのＡｌx Ｇａ1-x Ｓｂ半導体を成長させ、
その表面モルフォロジーを観察した。実施例においては
エチル系材料のみのＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＥＳｂを
用い、比較例１においてはエチル系材料及びメチル系材
料を混合してＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＭＳｂを、また
比較例２においてはメチル系材料のみのＴＭＡｌ、ＴＭ
Ｇａ及びＴＭＳｂを用いた場合を示す。
【００２１】また下記の表３においては、ＴＭＡｌ及び
ＴＥＡｌをダイマー（二量体）として計算し、Ｖ族原料
（Ｓｂ）と III族原料（Ａｌ、Ｇａ）の供給量比いわゆ
るＶ/III比を [Ｖ]/[III] として、またＡｌの III族原
料に対する供給量比を [Ａｌ]/[III] として示し、表面
状態の良好なものを○、結晶性の悪いものを×、中間の
ものを△として示す。
ＴＥＡｌをダイマー（二量体）として計算し、Ｖ族原料
（Ｓｂ）と III族原料（Ａｌ、Ｇａ）の供給量比いわゆ
るＶ/III比を [Ｖ]/[III] として、またＡｌの III族原
料に対する供給量比を [Ａｌ]/[III] として示し、表面
状態の良好なものを○、結晶性の悪いものを×、中間の
ものを△として示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】この結果から、エチル系原料ガスのみを用
いる本実施例においては、表面モルフォロジーが良好で
且つＡｌ混晶比ｘが０．３１〜０．５１と格段に高い値
が得られており、特にメチル系材料のみを用いる従来方
法に比し６〜１０倍と格段に大とすることができること
がわかった。
いる本実施例においては、表面モルフォロジーが良好で
且つＡｌ混晶比ｘが０．３１〜０．５１と格段に高い値
が得られており、特にメチル系材料のみを用いる従来方
法に比し６〜１０倍と格段に大とすることができること
がわかった。
【００２４】またエチル系及びメチル系材料を用いる場
合に較べても、本発明においてはＡｌ混晶比ｘを約１．
５倍〜２倍程度とすることができたことがわかる。
合に較べても、本発明においてはＡｌ混晶比ｘを約１．
５倍〜２倍程度とすることができたことがわかる。
【００２５】尚この場合、エチル系のＴＥＡｌ、ＴＥＧ
ａ、ＴＥＳｂの組み合わせにおいては、Ｖ/III比が１．
０近傍であることが望ましい。参考のために、ＧａＳｂ
をエチル系材料によりＶ/III比を変えて成長した場合の
表面状態の結果を下記の表４に示す。
ａ、ＴＥＳｂの組み合わせにおいては、Ｖ/III比が１．
０近傍であることが望ましい。参考のために、ＧａＳｂ
をエチル系材料によりＶ/III比を変えて成長した場合の
表面状態の結果を下記の表４に示す。
【００２６】
【表４】
【００２７】この結果から、Ｖ/III比が１．０から大き
く離れると表面状態が悪くなる傾向があることがわか
る。このことから類推して、エチル系材料によりＡｌＧ
ａＳｂを成長する場合においても、Ｖ/III比は１．０か
ら離れ、具体的にはＶ/III比が０．５未満、或いは２．
０を越える場合は表面モルフォロジーが劣化することが
予想される。このため、本発明においてはＶ/III比を
０．５以上２．０以下とするものである。
く離れると表面状態が悪くなる傾向があることがわか
る。このことから類推して、エチル系材料によりＡｌＧ
ａＳｂを成長する場合においても、Ｖ/III比は１．０か
ら離れ、具体的にはＶ/III比が０．５未満、或いは２．
０を越える場合は表面モルフォロジーが劣化することが
予想される。このため、本発明においてはＶ/III比を
０．５以上２．０以下とするものである。
【００２８】また、その成長温度については、実施例１
〜３より６３０℃で良好な結果が得られたため、これよ
り高温の６６０℃とする場合においても良好な表面状態
とすることができるものと推察される。更に、上述の表
４の結果からわかるように、エチル系材料で５７０℃の
成長温度とするときに、ＧａＳｂ結晶を良好に成長する
ことができることから、エチル系材料のみを用いてＡｌ
ＧａＳｂを成長する場合においても、そのＶ/III比を適
切に選定することによって良好な成長が可能となること
が推察される。従って、本発明においては、成長温度を
５７０℃〜６６０℃に選定するものである。
〜３より６３０℃で良好な結果が得られたため、これよ
り高温の６６０℃とする場合においても良好な表面状態
とすることができるものと推察される。更に、上述の表
４の結果からわかるように、エチル系材料で５７０℃の
成長温度とするときに、ＧａＳｂ結晶を良好に成長する
ことができることから、エチル系材料のみを用いてＡｌ
ＧａＳｂを成長する場合においても、そのＶ/III比を適
切に選定することによって良好な成長が可能となること
が推察される。従って、本発明においては、成長温度を
５７０℃〜６６０℃に選定するものである。
【００２９】また図１においては、Ａｌ供給量比に対し
て、固相中に取り込まれたＡｌ組成比について、上述の
実施例及び比較例において得られた結果を示す。図中□
はエチル系材料のＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＥＳｂを用
いる場合、▲はＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＭＳｂを用い
る場合、●はＴＭＡｌ、ＴＭＧａ及びＴＭＳｂを用いる
場合をそれぞれ示す。また実線ａ〜ｄはそれぞれ分配係
数ＫAlが１．０、０．５、０．２、０．１の場合を示
す。このとき分配係数ＫAlを下記数１の如く定義する。
て、固相中に取り込まれたＡｌ組成比について、上述の
実施例及び比較例において得られた結果を示す。図中□
はエチル系材料のＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＥＳｂを用
いる場合、▲はＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＭＳｂを用い
る場合、●はＴＭＡｌ、ＴＭＧａ及びＴＭＳｂを用いる
場合をそれぞれ示す。また実線ａ〜ｄはそれぞれ分配係
数ＫAlが１．０、０．５、０．２、０．１の場合を示
す。このとき分配係数ＫAlを下記数１の如く定義する。
【００３０】
【数１】 （但しＰGa及びＰAlはそれぞれ供給されたＴＥＧａ又は
ＴＭＧａ、ＴＥＡｌ又はＴＭＡｌの濃度を示す。）
ＴＭＧａ、ＴＥＡｌ又はＴＭＡｌの濃度を示す。）
【００３１】図１から、エチル系材料のみを用いる場合
の分配係数ＫAlは０．５程度の高い値を示していること
がわかる。
の分配係数ＫAlは０．５程度の高い値を示していること
がわかる。
【００３２】図２に上述の各例における分配係数を計算
した結果を示す。図２において、図１に対応する部分に
は同一の記号を付して示す。この図２からわかるよう
に、本発明によるエチル系材料のみを用いる場合は分配
係数ＫAlはメチル系材料を用いる場合に比し高い値とな
っていることが明らかである。
した結果を示す。図２において、図１に対応する部分に
は同一の記号を付して示す。この図２からわかるよう
に、本発明によるエチル系材料のみを用いる場合は分配
係数ＫAlはメチル系材料を用いる場合に比し高い値とな
っていることが明らかである。
【００３３】尚、上述のメチル系材料（ＴＭＡｌ，ＴＭ
Ｇａ及びＴＭＳｂ）のみを用いる比較例３において、Ａ
ｌ供給量比を０．３に固定した場合、また成長温度を６
３０℃に固定した場合のそれぞれの表面モルフォロジー
の結果を下記の表５及び表６に示す。この例において
は、膜厚を約０．１μｍとした。
Ｇａ及びＴＭＳｂ）のみを用いる比較例３において、Ａ
ｌ供給量比を０．３に固定した場合、また成長温度を６
３０℃に固定した場合のそれぞれの表面モルフォロジー
の結果を下記の表５及び表６に示す。この例において
は、膜厚を約０．１μｍとした。
【００３４】
【表５】
【００３５】
【表６】
【００３６】上述の表５の結果から、鏡面成長を得るに
は成長温度を６３０℃以上とし、且つＶ/III比を２以上
とすることが必要となることがわかる。これより低温の
条件、またＶ/III比の低い条件では表面モルフォロジー
の劣化が認められる。
は成長温度を６３０℃以上とし、且つＶ/III比を２以上
とすることが必要となることがわかる。これより低温の
条件、またＶ/III比の低い条件では表面モルフォロジー
の劣化が認められる。
【００３７】また、上述の表６の結果からは、成長温度
６３０℃とする場合、Ｖ/III比が２．０の場合からわか
るように、Ａｌの供給量比を上げると表面モルフォロジ
ーが悪くなる傾向が見られる。モルフォロジーを回復さ
せるには、更にＶ/III比を高くする必要が生じる。
６３０℃とする場合、Ｖ/III比が２．０の場合からわか
るように、Ａｌの供給量比を上げると表面モルフォロジ
ーが悪くなる傾向が見られる。モルフォロジーを回復さ
せるには、更にＶ/III比を高くする必要が生じる。
【００３８】しかしながらＶ/III比を上げることによっ
てＡｌの混晶比が低下する傾向があり、より高い混晶比
でなおかつモルフォロジーの良好な結晶を得ることが困
難であることがわかる。
てＡｌの混晶比が低下する傾向があり、より高い混晶比
でなおかつモルフォロジーの良好な結晶を得ることが困
難であることがわかる。
【００３９】更に、図３にこの場合のＡｌ供給量比に対
する固相中に取り込まれたＡｌの組成比を示す。図中実
線ｅ〜ｈはそれぞれＡｌの分配係数ＫAlが１．０、０．
５、０．２、０．１の場合をそれぞれ示す。この場合Ａ
ｌの分配係数が０．１〜０．２程度と低い値に留まるこ
とがわかる。
する固相中に取り込まれたＡｌの組成比を示す。図中実
線ｅ〜ｈはそれぞれＡｌの分配係数ＫAlが１．０、０．
５、０．２、０．１の場合をそれぞれ示す。この場合Ａ
ｌの分配係数が０．１〜０．２程度と低い値に留まるこ
とがわかる。
【００４０】以上のことから、エチル系材料のみを用い
る本発明によればＡｌＧａＳｂ半導体の成長にあたっ
て、その表面モルフォロジーを良好に保持しつつＡｌ混
晶比を０．３以上と比較的高くすることが可能であるこ
とがわかる。
る本発明によればＡｌＧａＳｂ半導体の成長にあたっ
て、その表面モルフォロジーを良好に保持しつつＡｌ混
晶比を０．３以上と比較的高くすることが可能であるこ
とがわかる。
【００４１】上述の各例においては、ＧａＳｂ基板上に
ＡｌＧａＳｂ系半導体を成長した場合について説明した
が、ＧａＡｓ基板を用いた場合についても表面の観察を
行った。
ＡｌＧａＳｂ系半導体を成長した場合について説明した
が、ＧａＡｓ基板を用いた場合についても表面の観察を
行った。
【００４２】先ず、エチル系材料のみ、即ちＴＥＡｌ、
ＴＥＧａ及びＴＥＳｂを用いてＡｌ 0.4 Ｇａ0.6 Ｓｂを
成長した場合、その表面は平坦で良好なモルフォロジー
が得られた。
ＴＥＧａ及びＴＥＳｂを用いてＡｌ 0.4 Ｇａ0.6 Ｓｂを
成長した場合、その表面は平坦で良好なモルフォロジー
が得られた。
【００４３】これに対し、ＴＥＡｌ、ＴＥＧａ及びＴＭ
Ｓｂを用いてＡｌ0.25Ｇａ0.75Ｓｂを成長した場合は、
表面が白濁し、モルフォロジーが著しく劣化しているこ
とがわかった。
Ｓｂを用いてＡｌ0.25Ｇａ0.75Ｓｂを成長した場合は、
表面が白濁し、モルフォロジーが著しく劣化しているこ
とがわかった。
【００４４】このように、本発明によればＧａＡｓ基板
上においても、高いＡｌ混晶比をもってＡｌＧａＳｂを
鏡面成長することができる。従って、デバイス応用上極
めて重要な利益が得られる。
上においても、高いＡｌ混晶比をもってＡｌＧａＳｂを
鏡面成長することができる。従って、デバイス応用上極
めて重要な利益が得られる。
【００４５】例えばＡｌＳｂ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、Ｉ
ｎＡｓ及びその混晶を用いたデバイスを作製する場合、
その基板として現状の基板作製技術ではＧａＳｂ、Ｉｎ
Ａｓの半絶縁性の基板が得られないことから超高速動作
が可能な素子を作製しても、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ基板の
電極下の寄生容量が低減できず、このため素子の本来も
っている高速特性が引き出せないという問題がある。
ｎＡｓ及びその混晶を用いたデバイスを作製する場合、
その基板として現状の基板作製技術ではＧａＳｂ、Ｉｎ
Ａｓの半絶縁性の基板が得られないことから超高速動作
が可能な素子を作製しても、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ基板の
電極下の寄生容量が低減できず、このため素子の本来も
っている高速特性が引き出せないという問題がある。
【００４６】そのため、ＧａＡｓ半絶縁性基板上にＡｌ
Ｓｂ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ及びその混晶から
成るバッファ層を成長させ、その上に素子構造を作る方
法が試みられている（例えば“J.R.Soederstroem et a
l.,Applied Physics Letters58(1991)275-277 ”、“E.
R.Brown et al.,Applied Physics Letters 58(1991)229
1-2293”）。しかしながらＭＯＣＶＤの場合、モルフォ
ロジーの劣化が顕著で、高速素子に必要な微細下に耐え
うる表面を作製するのは困難であった。
Ｓｂ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ及びその混晶から
成るバッファ層を成長させ、その上に素子構造を作る方
法が試みられている（例えば“J.R.Soederstroem et a
l.,Applied Physics Letters58(1991)275-277 ”、“E.
R.Brown et al.,Applied Physics Letters 58(1991)229
1-2293”）。しかしながらＭＯＣＶＤの場合、モルフォ
ロジーの劣化が顕著で、高速素子に必要な微細下に耐え
うる表面を作製するのは困難であった。
【００４７】これに対し本発明によれば、上述したよう
にＧａＡｓ基板上においてＡｌＧａＳｂ半導体を鏡面成
長できることから、これをバッファ層として構成するこ
とによって、これらの素子をＧａＡｓ基板上に作製する
ことが可能となる。
にＧａＡｓ基板上においてＡｌＧａＳｂ半導体を鏡面成
長できることから、これをバッファ層として構成するこ
とによって、これらの素子をＧａＡｓ基板上に作製する
ことが可能となる。
【００４８】尚、本発明は上述の各例に限定されること
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能で
ある。
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能で
ある。
【００４９】
【発明の効果】上述したように、本発明によればＡｌＧ
ａＳｂ系半導体を、表面モルフォロジーを良好に保持し
つつＡｌ混晶比を高くすることができる。
ａＳｂ系半導体を、表面モルフォロジーを良好に保持し
つつＡｌ混晶比を高くすることができる。
【００５０】これにより、ＩｎＡｓ／ＡｌＧａＳｂヘテ
ロ接合を容易に作製することができる。このヘテロ接合
は、半導体半金属相転移を組成制御によって容易に設計
できる。また、ＨＥＴ、ＬＤやＦＥＴの応用にあたって
そのデバイスの量産を容易にする。
ロ接合を容易に作製することができる。このヘテロ接合
は、半導体半金属相転移を組成制御によって容易に設計
できる。また、ＨＥＴ、ＬＤやＦＥＴの応用にあたって
そのデバイスの量産を容易にする。
【００５１】更にまた本発明により得られたＡｌＧａＳ
ｂ半導体は、格子整合しないＧａＡｓ基板上に成長する
場合においても表面モルフォロジーが良好となって鏡面
が得られ、これをバッファ層として構成することによっ
て、ＡｌＳｂ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ及びこれ
らの混晶を用いたデバイスをＧａＡｓ基板上に容易に作
製することができる。
ｂ半導体は、格子整合しないＧａＡｓ基板上に成長する
場合においても表面モルフォロジーが良好となって鏡面
が得られ、これをバッファ層として構成することによっ
て、ＡｌＳｂ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ及びこれ
らの混晶を用いたデバイスをＧａＡｓ基板上に容易に作
製することができる。
【図１】Ａｌ供給量比に対する固相中に取り込まれたＡ
ｌ組成比の関係を示す図である。
ｌ組成比の関係を示す図である。
【図２】成長温度に対するＡｌの分配係数の変化を示す
図である。
図である。
【図３】比較例におけるＡｌ供給量比に対する固相中に
取り込まれたＡｌ組成比の関係を示す図である。
取り込まれたＡｌ組成比の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (5)
- 【請求項１】 原料ガスとしてＡｌ及びＧａ及びＳｂの
トリエチル系化合物を用いて、V/III 比が１．０近傍で
ＡｌＧａＳｂ系半導体を成長することを特徴とする有機
金属気相成長方法。 - 【請求項２】 成長温度を５７０℃以上６６０℃以下と
する請求項１に記載の有機金属気相成長方法。 - 【請求項３】 成長温度を５７０℃以上６３０℃以下と
する請求項１に記載の有機金属気相成長方法。 - 【請求項４】 成長圧力を常圧から減圧１０Ｔｏｒｒの
圧力範囲とすることを特徴とする請求項１に記載の有機
金属気相成長方法。 - 【請求項５】 Ａｌの混晶比が０．４以上のＡｌＧａＳ
ｂ系半導体を成長することを特徴とする請求項１に記載
の有機金属気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18839293A JP3319052B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 有機金属気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18839293A JP3319052B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 有機金属気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745525A JPH0745525A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3319052B2 true JP3319052B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=16222837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18839293A Expired - Fee Related JP3319052B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 有機金属気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3319052B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP18839293A patent/JP3319052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0745525A (ja) | 1995-02-14 |
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