JP5520045B2 - エピタキシャル成長用基板及びエピタキシャル成長方法 - Google Patents
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Description
好ましくは、第1測定値群の中の最大値が0.5から1.6の範囲で、第2測定値群の中の最大値が0.5から1.3の範囲であるようにする。
このようにすれば、この基板裏側の主面の楕円形エッチピットの長径の大きさの程度とエピタキシャル成長時の設定温度と実際の基板温度との差に相関があるので、その関係を用いることによって所望の成長温度とするための成長条件(設定温度)の決定が容易となる。また、基板裏側の主面に存在する楕円形状のエッチピットの長径のバラツキの指標として長径の相対標準偏差を規定することにより、この基板を用いてエピタキシャル成長させたときのエピタキシャル成長層のPL波長のバラツキを小さくすることができる。
このようにすれば、エピタキシャル層のPL発光強度のバラツキを所定の範囲にそろえることができる。
このようにすれば、複数の基板に同時にエピタキシャル成長させた場合でも、エピタキシャル層のPL特性を一定に保つことができる。
まず、上記特許文献1には、基板のキャリア濃度が高いと同一の設定温度であっても基板の表面温度が低くなるため、その結果PLピーク波長は長くなることが開示されている。また、基板のキャリア濃度とPLピーク波長との間に良い相関関係があることが開示されている。すなわち、エピタキシャル成長条件(具体的には設定温度)を決めるための基板特性として基板のキャリア濃度が重要であることは公知である。
図1は、基板裏面の反射濃度(最大値)と、エピタキシャル成長により得られた半導体素子のPL発光強度の関係を示す説明図である。なお、図1には、[011]方向から測定した反射濃度の最大値を示している。
なお、図6、7では、[011]方向(測定方向1)と[0−11]方向(測定方向2)から測定した反射濃度を示している。また、ピット長径の最小値/最大値が0.65の場合のデータである。
Claims (7)
- III−V族化合物半導体からなるエピタキシャル成長用基板であって、
(100)面を主面とし、
基板の[011]方向を、測定手段から見た所定方向と一致させた状態で、前記主面のうち、裏側の主面の複数個所における反射濃度を測定して得られる第1濃度測定値群の中の最大値が0.5から2.0の範囲であり、
かつ、基板の[0−11]方向を前記所定方向と一致させた状態で、前記裏側の主面の複数個所における反射濃度を測定して得られる第2濃度測定値群の中の最大値が0.5から1.5の範囲であり、
前記第1濃度測定値群から算出した平均値に対する前記第1濃度測定値群から算出した標準偏差の割合である第1相対標準偏差と、前記第2濃度測定値群から算出した平均値に対する前記第2濃度測定値群から算出した標準偏差の割合である第2相対標準偏差が、何れも10%以下であることを特徴とするエピタキシャル成長用基板。 - 前記裏側の主面に存在する複数の楕円形状のエッチピットの長径が何れも5μmから40μmの範囲であり、
かつ、各エッチピットの前記長径を測定して得られる径測定値群から算出した平均値に対する前記径測定値群から算出した標準偏差の割合である相対標準偏差が20%以下であることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャル成長用基板。 - III−V族化合物半導体からなり、(100)面を主面とし、基板の[011]方向を、測定手段から見た所定方向と一致させた状態で、前記主面のうち、裏側の主面の複数個所における反射濃度を測定して得られる第1濃度測定値群の中の最大値が0.5から2.0の範囲であり、かつ、基板の[0−11]方向を前記所定方向と一致させた状態で、前記裏側の主面の複数個所における反射濃度を測定して得られる第2濃度測定値群の中の最大値が0.5から1.5の範囲であり、前記第1濃度測定値群から算出した平均値に対する前記第1濃度測定値群から算出した標準偏差の割合である第1相対標準偏差と、前記第2濃度測定値群から算出した平均値に対する前記第2濃度測定値群から算出した標準偏差の割合である第2相対標準偏差が、何れも10%以下であるエピタキシャル成長用基板を用いて、エピタキシャル層を成長させることを特徴とするエピタキシャル成長方法。
- 前記エピタキシャル成長用基板の裏側の主面に複数存在する楕円形状のエッチピットの各長径の平均値を求め、
次に、成長装置の設定温度と実際の基板温度との間に生じる温度差と、前記エッチピットの各長径の平均値との間にある相関関係に基づいて、求めた平均値の場合に生じる温度差を求め、
次に、成長装置を、所望の基板温度に前記温度差を加えた温度に設定し、
その後、前記エピタキシャル成長用基板にエピタキシャル層を成長させることを特徴とする請求項3に記載のエピタキシャル成長方法。 - 複数の前記エピタキシャル成長用基板をエッチングし、
各基板の裏側の主面の反射濃度の平均値が、選択した全基板の反射濃度の平均値の90〜110%の範囲となり、かつ、基板裏側の主面に複数存在する楕円形状の各エッチピットの長径の平均値が、選択した全基板の平均長径の80〜120%の範囲となるように、エッチングした複数の前記エピタキシャル成長用基板の中から2枚以上を選び取り、
選び取った前記エピタキシャル成長用基板を成長装置に入れ、
各エピタキシャル成長用基板に同時にエピタキシャル層を成長させることを特徴とする請求項3または4に記載のエピタキシャル成長方法。 - 前記エピタキシャル成長用基板として、
裏側の主面に存在する前記楕円形状のエッチピットの長径が5μmから40μmの範囲であって、
かつ、各エッチピットの長径の標準偏差が平均値の20%以内であるものを用いることを特徴とする請求項4または5に記載のエピタキシャル成長方法。 - 前記エピタキシャル成長用基板をエッチングするためのエッチング液として、リン酸:過酸化水素水:水=1〜10:1〜10:0〜10の割合で混合されたリン酸系エッチング液を用い、
15〜100℃の温度でエッチングすることを特徴とする請求項3から6の何れか一項に記載のエピタキシャル成長方法。
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JPN7013001975; V. Cambel et al.: 'Formation of GaAs three-dimensional objects using AlAs "facet-forming" sacrificial layer and H3PO4,' J. Appl. Phys. Vol. 94, No. 7, 20031001, pp. 4643-4648, American Institute of Physics * |
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