JPH01253912A - 半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜の製造方法Info
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- JPH01253912A JPH01253912A JP8123588A JP8123588A JPH01253912A JP H01253912 A JPH01253912 A JP H01253912A JP 8123588 A JP8123588 A JP 8123588A JP 8123588 A JP8123588 A JP 8123588A JP H01253912 A JPH01253912 A JP H01253912A
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ガスソース分子線エピタキシャル成長法を
用いた半導体単結晶薄膜の成長法に関するものである。
用いた半導体単結晶薄膜の成長法に関するものである。
従来のガスソース分子線エピタキシャル成長法では、ガ
スクラッキングセルにおいて熱分解されたガス分子を、
加熱した基板表面に吸着させた後、吸着分子の基板表面
上の反応で単結晶薄膜を成長させ、同時に不純物添加を
行っていた。
スクラッキングセルにおいて熱分解されたガス分子を、
加熱した基板表面に吸着させた後、吸着分子の基板表面
上の反応で単結晶薄膜を成長させ、同時に不純物添加を
行っていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記のような従来の製造方法では、結晶
性の膜を得るために高温の基板加熱が必要であるため、
基板結晶と形成した結晶薄膜との界面特性を劣化するう
え、所望の不純物プロファイルを実現できないという問
題点があった。
性の膜を得るために高温の基板加熱が必要であるため、
基板結晶と形成した結晶薄膜との界面特性を劣化するう
え、所望の不純物プロファイルを実現できないという問
題点があった。
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
で、薄膜形成時の基板加熱温度を低温化でき、良好な界
面特性および不純物添加特性を実現可能な半導体薄膜の
製造方法を得ることを目的とする。
で、薄膜形成時の基板加熱温度を低温化でき、良好な界
面特性および不純物添加特性を実現可能な半導体薄膜の
製造方法を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体薄膜の製造方法は、真空容器内に
おいて、基板半導体と同種あるいは異種の半導体元素を
含む化合物ガス分子を熱分解した後、分子線として基板
半導体表面に照射し、これと同時にシンクロトロン放射
光を基板半導体装置に照射し、この基板半導体上に基板
半導体と同種あるいは異種の半導体単結晶薄膜を成長さ
せるものである。
おいて、基板半導体と同種あるいは異種の半導体元素を
含む化合物ガス分子を熱分解した後、分子線として基板
半導体表面に照射し、これと同時にシンクロトロン放射
光を基板半導体装置に照射し、この基板半導体上に基板
半導体と同種あるいは異種の半導体単結晶薄膜を成長さ
せるものである。
（作用）
この発明においては、シンクロトロン放射光によって気
相中のガス分子の光分解および表面吸着分子の励起等が
行われる。
相中のガス分子の光分解および表面吸着分子の励起等が
行われる。
始めに、この発明を実施するための半導体製造装置構成
の概略を図面に示す。
の概略を図面に示す。
この図において、１は結晶成長室であり、超高真空用排
気ポンプおよび液体窒素シュラウドにより１０ ””’
Ｔｏｒｒ台の背圧真空度を達成できる。２はシンクロ
トロン放射光を入射するための導入口である。３はガス
クラッキングセルであり、ガス分子を熱分解した後分子
線として基板に照射するためのものであり、従来よりガ
スソース分子線エピタキシャル成長法で用いられている
。４は基板加熱用ヒータ、５は半導体単結晶基板であり
、あらかじめ表面の洗浄化済みのものである。６は真空
排気口である。
気ポンプおよび液体窒素シュラウドにより１０ ””’
Ｔｏｒｒ台の背圧真空度を達成できる。２はシンクロ
トロン放射光を入射するための導入口である。３はガス
クラッキングセルであり、ガス分子を熱分解した後分子
線として基板に照射するためのものであり、従来よりガ
スソース分子線エピタキシャル成長法で用いられている
。４は基板加熱用ヒータ、５は半導体単結晶基板であり
、あらかじめ表面の洗浄化済みのものである。６は真空
排気口である。
次に、この発明の作用原理を説明する。
従来のガスソース分子線エビキタシャル成長法では、原
料である半導体元素を含む化合物ガスおよび不純物元素
を含む化合物ガスがガスクラッキングセル３により最高
１２００℃で熱分解された後、基板加熱用ヒータ４によ
り適当な温度に加熱された半導体単結晶基板５に照射さ
れる。この発明では、この従来法による成長の際に、同
時にシンクロトロン放射光導入口２からシンクロトロン
放射光を入射させ、半導体単結晶基板５に垂直に照射す
ることを特徴としている。
料である半導体元素を含む化合物ガスおよび不純物元素
を含む化合物ガスがガスクラッキングセル３により最高
１２００℃で熱分解された後、基板加熱用ヒータ４によ
り適当な温度に加熱された半導体単結晶基板５に照射さ
れる。この発明では、この従来法による成長の際に、同
時にシンクロトロン放射光導入口２からシンクロトロン
放射光を入射させ、半導体単結晶基板５に垂直に照射す
ることを特徴としている。
一般にシンクロトロン放射光は、主に１〜１０．００人
に連続した波長特性を持つ光源であり、気相中のガス分
子の励起２分解、イオン化および表面吸着分子の励起が
可能である。したがって、シンクロトロン放射光を照射
することにより、表面付近まで到達したガス分子を光分
解し、吸着確率をさらに高くする、あるいは基板表面に
吸着したガス分子の反応を促進することができる。すな
わち、これらのことにより、薄膜形成時の基板加熱温度
を低温化し、基板結晶と形成した結晶との界面特性およ
び不純物添加特性を著しく改善できる。
に連続した波長特性を持つ光源であり、気相中のガス分
子の励起２分解、イオン化および表面吸着分子の励起が
可能である。したがって、シンクロトロン放射光を照射
することにより、表面付近まで到達したガス分子を光分
解し、吸着確率をさらに高くする、あるいは基板表面に
吸着したガス分子の反応を促進することができる。すな
わち、これらのことにより、薄膜形成時の基板加熱温度
を低温化し、基板結晶と形成した結晶との界面特性およ
び不純物添加特性を著しく改善できる。
以下に具体的な工程を説明する。
■ 原料ガスとしてＳ ｉ Ｈ，ガスを用いて、単結晶
Ｓｉ基板上に単結晶Ｓｔ薄膜の結晶成長を行う例につい
て説明する。単結晶Ｓｉ基板は、化学処理および熱処理
により表面の吸着物をあらかじめ除去しておき、Ｓ ｉ
Ｈ，ガスをガスクランキングセル３内で４００℃で熱
分解し、１０−’Ｔｏｒｒの分圧の分子ビーム（ビーム
強度は１０ ”ｍｏｌｅｃｕｌｅ／５ｅｃ）で単結晶Ｓ
ｔ基板に照射する。そして、同時に１０Å以上のシンク
ロトロン放射光を基板表面に照射すれば、これにより、
約６００℃の単結晶Ｓｉ基板上の前記シンクロトロン放
射光が照射された部分に単結晶Ｓｔ薄膜が成長する。
Ｓｉ基板上に単結晶Ｓｔ薄膜の結晶成長を行う例につい
て説明する。単結晶Ｓｉ基板は、化学処理および熱処理
により表面の吸着物をあらかじめ除去しておき、Ｓ ｉ
Ｈ，ガスをガスクランキングセル３内で４００℃で熱
分解し、１０−’Ｔｏｒｒの分圧の分子ビーム（ビーム
強度は１０ ”ｍｏｌｅｃｕｌｅ／５ｅｃ）で単結晶Ｓ
ｔ基板に照射する。そして、同時に１０Å以上のシンク
ロトロン放射光を基板表面に照射すれば、これにより、
約６００℃の単結晶Ｓｉ基板上の前記シンクロトロン放
射光が照射された部分に単結晶Ｓｔ薄膜が成長する。
■ 原料ガスとしてＧａ （ＣＨ３）３ガスとＡｓＨ３
を用いて、単結晶Ｇｅ基板上に単結晶ＧａＡｓ薄膜の結
晶成長を行い、同時に不純物ガスとしてＳ ｉ Ｈ４ガ
スを用いてＳｔに不純物添加を行う例について説明する
。単結晶Ｇｅ基板は、化学処理および熱処理により表面
の吸着物をあらかじめ除去しておき、Ｇａ （ＣＨ３）
３ガスをガスクランキングセル３内で８００℃で熱分解
し、ＡｓＨ，ガスをガスクラッキングセル３内で１００
０℃で熱分解し、それぞれ１０−’Ｔｏｒｒの分圧の分
子ビーム（ビーム強度は１０ ”ｍｏｌｅｃｕｌｅ／５
ｅｃ）で単結晶Ｇｅ基板に照射し、同時にＳ ｉ Ｈ，
ガスをガスクラブキングセル３内で４００℃で熱分解し
、１０ ”Ｔｏｒｒの分圧の分子ビーム（ビーム強度は
１０１４ｍｏｌｅｃｕｌｅ／５ｅｃ）で単結晶Ｇｅ基板
に照射する。そして、これらと同時に１０Å以上のシン
クロトロン放射光を基板表面に照射すれば、これにより
、約６００℃の単結晶Ｇｅ基板上の前記シンクロトロン
放射光が照射された部分にＳｔ添加の単結晶ＧａＡｓ薄
膜が成長し、１０ ”ｃｍ−３以上の電子濃度が実現で
きる。
を用いて、単結晶Ｇｅ基板上に単結晶ＧａＡｓ薄膜の結
晶成長を行い、同時に不純物ガスとしてＳ ｉ Ｈ４ガ
スを用いてＳｔに不純物添加を行う例について説明する
。単結晶Ｇｅ基板は、化学処理および熱処理により表面
の吸着物をあらかじめ除去しておき、Ｇａ （ＣＨ３）
３ガスをガスクランキングセル３内で８００℃で熱分解
し、ＡｓＨ，ガスをガスクラッキングセル３内で１００
０℃で熱分解し、それぞれ１０−’Ｔｏｒｒの分圧の分
子ビーム（ビーム強度は１０ ”ｍｏｌｅｃｕｌｅ／５
ｅｃ）で単結晶Ｇｅ基板に照射し、同時にＳ ｉ Ｈ，
ガスをガスクラブキングセル３内で４００℃で熱分解し
、１０ ”Ｔｏｒｒの分圧の分子ビーム（ビーム強度は
１０１４ｍｏｌｅｃｕｌｅ／５ｅｃ）で単結晶Ｇｅ基板
に照射する。そして、これらと同時に１０Å以上のシン
クロトロン放射光を基板表面に照射すれば、これにより
、約６００℃の単結晶Ｇｅ基板上の前記シンクロトロン
放射光が照射された部分にＳｔ添加の単結晶ＧａＡｓ薄
膜が成長し、１０ ”ｃｍ−３以上の電子濃度が実現で
きる。
なお、上述した■、■の実施例における温度６００℃、
波長１０人は一例であって、これに限定されないことは
言うまでもない。
波長１０人は一例であって、これに限定されないことは
言うまでもない。
以上説明したように、この発明は、薄膜形成時にシンク
ロトロン放射光を基板半導体表面に照射するので、この
シンクロトロン放射光によってガス分子の光分解および
表面吸着分子の励起等が行われ、薄膜形成時の基板加熱
温度を低温化でき、良好な界面特性を得ることが可能に
なるという効果がある。また、成長時に不純物を添加し
ても良好な不純物添加特性を得ることができる。さらに
、シンクロトロン放射光を照射した部分のみに半導体単
結晶薄膜を形成することができる。
ロトロン放射光を基板半導体表面に照射するので、この
シンクロトロン放射光によってガス分子の光分解および
表面吸着分子の励起等が行われ、薄膜形成時の基板加熱
温度を低温化でき、良好な界面特性を得ることが可能に
なるという効果がある。また、成長時に不純物を添加し
ても良好な不純物添加特性を得ることができる。さらに
、シンクロトロン放射光を照射した部分のみに半導体単
結晶薄膜を形成することができる。
図面はこの発明の半導体薄膜の製造方法で用いる半導体
製造装置を示す概略図である。
製造装置を示す概略図である。
Claims (1)
- 真空容器内において、基板半導体と同種あるいは異種
の半導体元素を含む化合物ガス分子を熱分解した後、分
子線として前記基板半導体表面に照射し、これと同時に
シンクロトロン放射光を前記基板半導体表面に照射し、
この基板半導体上に基板半導体と同種あるいは異種の半
導体単結晶薄膜を成長させ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 |
|---|---|---|---|
| JP8123588A JPH01253912A (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | 半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8123588A JPH01253912A (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | 半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253912A true JPH01253912A (ja) | 1989-10-11 |
Family
ID=13740781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8123588A Pending JPH01253912A (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | 半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01253912A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197720A (ja) * | 1982-05-13 | 1983-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | 分子線エピタキシヤル成長用セル |
| JPS61127119A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | シリコン結晶の成長方法 |
| JPS6242515A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-24 | Fujitsu Ltd | 光分解ガスフア−ネス |
| JPS62293714A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Nec Corp | シリコン薄膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-04-04 JP JP8123588A patent/JPH01253912A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197720A (ja) * | 1982-05-13 | 1983-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | 分子線エピタキシヤル成長用セル |
| JPS61127119A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | シリコン結晶の成長方法 |
| JPS6242515A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-24 | Fujitsu Ltd | 光分解ガスフア−ネス |
| JPS62293714A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Nec Corp | シリコン薄膜の製造方法 |
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