JPH02150019A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH02150019A JPH02150019A JP30496088A JP30496088A JPH02150019A JP H02150019 A JPH02150019 A JP H02150019A JP 30496088 A JP30496088 A JP 30496088A JP 30496088 A JP30496088 A JP 30496088A JP H02150019 A JPH02150019 A JP H02150019A
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Landscapes
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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
本発明は、シリコン基板上にＧ ａ Ａ ｓ半導体が形
成された半導体素子、および有機金属熱分解気相成長法
を用いて、この半導体素子を製造する方法に関する。
成された半導体素子、および有機金属熱分解気相成長法
を用いて、この半導体素子を製造する方法に関する。
従来の技術
従来から半導体物質として第■族のシリコンＳｉやタル
マニウノ、Ｇ ｅが知られている。一方、近年ではこれ
に加え、光学的および電気的ｆ？用の点で、第■−■族
化自物半導体が広く用いられている。その用途としては
、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（Ｌ
Ｄ）などの発光素子や、高速ＦＥＴ、ガンダイオードお
よびホール素子などの回路素子が挙げられる。
マニウノ、Ｇ ｅが知られている。一方、近年ではこれ
に加え、光学的および電気的ｆ？用の点で、第■−■族
化自物半導体が広く用いられている。その用途としては
、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（Ｌ
Ｄ）などの発光素子や、高速ＦＥＴ、ガンダイオードお
よびホール素子などの回路素子が挙げられる。
従来、このような第■−■族化り物半導体を製造するに
は、シリコン基板上にＧ ａ Ａ ｓをエピタキシャル
成長させる技術が用いられている。エピタキシャル成長
技術のうちでは、膜厚などの制ｉｎが容易な気相エキタ
ビシャル技術が多く用いられており、またその中でも（
’３ ａやＡｓなどの半導体構成元素をシリコン基板ま
で移送するのに、蒸気圧の高いこれらのアルキル化き物
（メチル化会物やエチル化α物など）を用いる有機金属
熱分解気相成長法〈以下、ＭＯＣＶＤ法と称する）が採
用されている。
は、シリコン基板上にＧ ａ Ａ ｓをエピタキシャル
成長させる技術が用いられている。エピタキシャル成長
技術のうちでは、膜厚などの制ｉｎが容易な気相エキタ
ビシャル技術が多く用いられており、またその中でも（
’３ ａやＡｓなどの半導体構成元素をシリコン基板ま
で移送するのに、蒸気圧の高いこれらのアルキル化き物
（メチル化会物やエチル化α物など）を用いる有機金属
熱分解気相成長法〈以下、ＭＯＣＶＤ法と称する）が採
用されている。
シリコン基板上にＧ ａ Ａ ｓをエピタキシャル成長
さ仕るに当たって用いられていた従来のＭＯＣＶＤ法は
、いわゆる２段階成長法である。第６図は、このような
従来例の製造工程例を示すグラフである。第６図をｐ照
して、従来例について説明する０通常、用いられる反応
管内のサセプタ上のシリコン基板は、第６図の期間Ｐ１
で水素ガスＨ２とＡ ｓ Ｈ３との存在下に、たとえば
９５０℃〜１０００℃に加熱され、シリコン基板表面の
酸化層を除去するサーマルクリーニングが行われる。
さ仕るに当たって用いられていた従来のＭＯＣＶＤ法は
、いわゆる２段階成長法である。第６図は、このような
従来例の製造工程例を示すグラフである。第６図をｐ照
して、従来例について説明する０通常、用いられる反応
管内のサセプタ上のシリコン基板は、第６図の期間Ｐ１
で水素ガスＨ２とＡ ｓ Ｈ３との存在下に、たとえば
９５０℃〜１０００℃に加熱され、シリコン基板表面の
酸化層を除去するサーマルクリーニングが行われる。
これに引続く期間Ｐ２では、水素ガス（以下、−ｆｆｉ
にキャリアガスと称する）とＡ ｓ Ｈ＊との存在下に
温度が、４００〜４５０℃に維持される。
にキャリアガスと称する）とＡ ｓ Ｈ＊との存在下に
温度が、４００〜４５０℃に維持される。
このとき、アモルファス状態のＧ ａ Ａ ！３が約２
５０人形成される。この俣、期間Ｐ３において、キャリ
アガスとＡ ｓ Ｈ３とトリメチルガリウム（ＣＨ））
３Ｇεｔ（以下、Ｔ Ｍ Ｇと略す）の存在下に、温度
は７００℃に維持される。この温度で前記アモルファス
状態のＧ ａ Ａ Ｓが結晶化することになる。
５０人形成される。この俣、期間Ｐ３において、キャリ
アガスとＡ ｓ Ｈ３とトリメチルガリウム（ＣＨ））
３Ｇεｔ（以下、Ｔ Ｍ Ｇと略す）の存在下に、温度
は７００℃に維持される。この温度で前記アモルファス
状態のＧ ａ Ａ Ｓが結晶化することになる。
このようにしてシリコン基板上にＧεｔ Ａ ｓ結晶層
が形成される。
が形成される。
発明が解決しようとする課題
上述したような従来技術では、シリコン基板上に直接Ｇ
ａ Ａ ｓ結晶層を成長させるため、格子不！１きに
よる転位が発生する。すなわちシリコ〉・の格子定数ｄ
＝５．４３に対し、（”、ｘ ａ Ａ ｓの格子定数ｄ
＝５．６５３であり５格子定数に関して４？６の差が存
在しているため５両者の界面に応力が発生し、これによ
り前記転位が発生するものである。
ａ Ａ ｓ結晶層を成長させるため、格子不！１きに
よる転位が発生する。すなわちシリコ〉・の格子定数ｄ
＝５．４３に対し、（”、ｘ ａ Ａ ｓの格子定数ｄ
＝５．６５３であり５格子定数に関して４？６の差が存
在しているため５両者の界面に応力が発生し、これによ
り前記転位が発生するものである。
またＧ ａ Ａ ｓの結晶性の点においても、単一ドメ
インとしては形成されているけれども、たとえばエッチ
ピッチ密度（以下、ＥＰＤと略す）が１＜ １０ ”ｃ
ｍ−’であるなど転位密度が高く、実用に供するに十
分低い転位密度が得られていないのが現状である。
インとしては形成されているけれども、たとえばエッチ
ピッチ密度（以下、ＥＰＤと略す）が１＜ １０ ”ｃ
ｍ−’であるなど転位密度が高く、実用に供するに十
分低い転位密度が得られていないのが現状である。
本発明の目的は、上述の技術的課題を解消し、ヘテロ構
造において転位が格段に抑制され、品質が向上された半
導体素子およびその製造方法を提供する。二とである。
造において転位が格段に抑制され、品質が向上された半
導体素子およびその製造方法を提供する。二とである。
課題を解決するための手段
本発明は、シリコン基板と、
シリコン基板上に形成され、アモルファス状Ｇａ Ｐを
結晶イヒして得られる第１介在層と、第１介在層上に形
成され、第１介在層から遠去かるに従い変数ＸがＯと１
との問の範囲内で漸増するＣ ａ Ａ ｓ ｘ Ｆ’
＋−ヨから成る第２介在層と、第２介在層上に形成され
るｔ３ ａ Ａ ｓ結晶層またはＡｌｙＧａ＋−ｙ Ａ
ｓ結晶層のいずれが一方とを含むことを特徴とする半導
体素子である。
結晶イヒして得られる第１介在層と、第１介在層上に形
成され、第１介在層から遠去かるに従い変数ＸがＯと１
との問の範囲内で漸増するＣ ａ Ａ ｓ ｘ Ｆ’
＋−ヨから成る第２介在層と、第２介在層上に形成され
るｔ３ ａ Ａ ｓ結晶層またはＡｌｙＧａ＋−ｙ Ａ
ｓ結晶層のいずれが一方とを含むことを特徴とする半導
体素子である。
さらに本発明は、シリコン基板上にＧ ｆｔ Ｐ結晶が
形成される第１温度範囲よりも低い第２温度範囲で、ア
モルファス状のＧ ａ Ｐ層を形成し、アモルファス状
のＧ ｆＬ Ｐ層を上記第１温度範囲に昇温して結晶化
し、 ＧεＬＰ結晶層上に結晶が形成される第３温度範囲で、
Ｔ３ ａ Ｐ結晶層から遠去かるに従い変数Ｘが０から
１に近付くようにＣεＬ Ａ Ｓ Ｘ Ｐ ＋−８結晶
から成る介在層を形成し、 上記介在層上にＧ ａ Ａ ｓ結晶層またはＡ ｌ ｙ
Ｇａ ｌ−Ｆ Ａ Ｓ結晶層のいずれか一方を形成す
るようにしたことを特徴とする半導体素子の製造方法で
ある。
形成される第１温度範囲よりも低い第２温度範囲で、ア
モルファス状のＧ ａ Ｐ層を形成し、アモルファス状
のＧ ｆＬ Ｐ層を上記第１温度範囲に昇温して結晶化
し、 ＧεＬＰ結晶層上に結晶が形成される第３温度範囲で、
Ｔ３ ａ Ｐ結晶層から遠去かるに従い変数Ｘが０から
１に近付くようにＣεＬ Ａ Ｓ Ｘ Ｐ ＋−８結晶
から成る介在層を形成し、 上記介在層上にＧ ａ Ａ ｓ結晶層またはＡ ｌ ｙ
Ｇａ ｌ−Ｆ Ａ Ｓ結晶層のいずれか一方を形成す
るようにしたことを特徴とする半導体素子の製造方法で
ある。
ｆト用
本発明に従う半導体素子は、シリコン基板上に第■−■
族化会物半導体をエピタキシャル成長させようとするも
のであり、その際、有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）が用いられる。本件半導体素子の製造に当な−
）ては、ＭＯＣＶＤ法において通常用いられる製造装置
が用いられる。
族化会物半導体をエピタキシャル成長させようとするも
のであり、その際、有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）が用いられる。本件半導体素子の製造に当な−
）ては、ＭＯＣＶＤ法において通常用いられる製造装置
が用いられる。
通常用いられる反応管内のサセプタにシリコン基板を乗
載し、たとえば水素ガスＨｘをキャリアガスとしてＰ
Ｈ、およびＴ Ｍ Ｇの存在下に、第２温度範囲にてア
モルファス状のＧ ａ Ｐ層を形成する。
載し、たとえば水素ガスＨｘをキャリアガスとしてＰ
Ｈ、およびＴ Ｍ Ｇの存在下に、第２温度範囲にてア
モルファス状のＧ ａ Ｐ層を形成する。
次に第２温度範囲よりも高い第１温度範囲に昇温してＧ
ａ Ｐ結晶層を得る。
ａ Ｐ結晶層を得る。
次にＰ Ｈ、、ＡＳＨ３、Ｔ Ｍ Ｇの存在下に、前記
Ｇ ｔｔ Ｐ結晶層上にＧａＡｓｘＰ＋−ｘから成る介
在層を形成し、この後、Ｇ ａ Ｐ結晶層から遠去かる
に従い変数Ｘが０から１に近付くように、ＰＨ。
Ｇ ｔｔ Ｐ結晶層上にＧａＡｓｘＰ＋−ｘから成る介
在層を形成し、この後、Ｇ ａ Ｐ結晶層から遠去かる
に従い変数Ｘが０から１に近付くように、ＰＨ。
とＡＳＨ３との流量比を調整する。このように得られた
介在層上にＧ ａ Ａ Ｓ結晶層またはＡｌｙＧｉｉｌ
−Ａ Ｓ結晶層のいずれか一方を形成する。
介在層上にＧ ａ Ａ Ｓ結晶層またはＡｌｙＧｉｉｌ
−Ａ Ｓ結晶層のいずれか一方を形成する。
このように構成された半導体素子は、シリコン基板表面
からＧ ａ Ａ Ｓ結晶層またはＡＩ！ｙＧａＡｓ結晶
層の表面に至る間に、変数Ｘが０から１に漸増するＧａ
Ａ ｓ ｘ Ｐ ＋ −ｗから成るグレーテツド層で
ある介在層を有しており、これによりシリコン基板とＧ
ａ Ａ ｓ結晶層またはＡｔ ｙ Ｇ ａ Ｉ−ＦＡ
ｓ結晶層との問の格子定数の相異に基づく転位の発生が
可及的に防止される。
からＧ ａ Ａ Ｓ結晶層またはＡＩ！ｙＧａＡｓ結晶
層の表面に至る間に、変数Ｘが０から１に漸増するＧａ
Ａ ｓ ｘ Ｐ ＋ −ｗから成るグレーテツド層で
ある介在層を有しており、これによりシリコン基板とＧ
ａ Ａ ｓ結晶層またはＡｔ ｙ Ｇ ａ Ｉ−ＦＡ
ｓ結晶層との問の格子定数の相異に基づく転位の発生が
可及的に防止される。
実施例
第１図は本発明の一実施例に従うＭ ＯＣＶ Ｄ装置の
構成を示す系統図である。第１図を９照して、ＭＯＣＶ
Ｄ装置には、たとえば石英などから形成される反応管１
が設けられ、内部にシリコンカーバイドＳｉＣでグラフ
ァイトを被覆したサセプタ２が配置され、その上にシリ
コン基板３が乗載される。反応管１には高周波コイル４
が巻回されており、図示しない高周波電源から高周波電
力が供給されてサセプタ２が誘導加熱される。
構成を示す系統図である。第１図を９照して、ＭＯＣＶ
Ｄ装置には、たとえば石英などから形成される反応管１
が設けられ、内部にシリコンカーバイドＳｉＣでグラフ
ァイトを被覆したサセプタ２が配置され、その上にシリ
コン基板３が乗載される。反応管１には高周波コイル４
が巻回されており、図示しない高周波電源から高周波電
力が供給されてサセプタ２が誘導加熱される。
上記反応管１に連通される第１タンク５には、水素ガス
Ｈ２またはアルゴンガスＡｒなどのキャリアガスが充填
され、第２タンク６および第３タンク７には、それぞれ
ＰＨ，およびＡ ｓ Ｈ３が充填される。第１タンクら
からの水素ガスは純１ヒ器８を介して高純度化され、そ
の流量はマスフローコントローラ〈以下、Ｍ Ｆ Ｃと
略す）９．１０により調整される。また第２および第３
タンク６．７からのガス流量も、それぞれＭＰＣＩＩ、
１−２により調整される。
Ｈ２またはアルゴンガスＡｒなどのキャリアガスが充填
され、第２タンク６および第３タンク７には、それぞれ
ＰＨ，およびＡ ｓ Ｈ３が充填される。第１タンクら
からの水素ガスは純１ヒ器８を介して高純度化され、そ
の流量はマスフローコントローラ〈以下、Ｍ Ｆ Ｃと
略す）９．１０により調整される。また第２および第３
タンク６．７からのガス流量も、それぞれＭＰＣＩＩ、
１−２により調整される。
また本発明では、有機金属として前記Ｔ Ｍ Ｇ （ト
リメチルガリウム）を用いるが、これは常温で液体であ
り、恒温槽１４内に設置されたバブラ１３内に貯留され
る。
リメチルガリウム）を用いるが、これは常温で液体であ
り、恒温槽１４内に設置されたバブラ１３内に貯留され
る。
純化器８からのキャリアガスは、ＭＦＣ１０によりバブ
ラ１３内に導入されてバブリングを行い、これによりバ
ブラ１３内のＴ Ｍ Ｇがガス化して反応管１へ導入さ
れる。またこのキャリアガスは、ＭＦＣ９を介して第２
′および第３タンク６．７からのガスのキャリアガスと
しても用いられる。このようなＭ ＯＣＶ Ｄ装置を構
成する構成要素を接続する配管系には、ガス調整弁１７
，１８．１９およびバルブ２０〜２５が設けられる。
ラ１３内に導入されてバブリングを行い、これによりバ
ブラ１３内のＴ Ｍ Ｇがガス化して反応管１へ導入さ
れる。またこのキャリアガスは、ＭＦＣ９を介して第２
′および第３タンク６．７からのガスのキャリアガスと
しても用いられる。このようなＭ ＯＣＶ Ｄ装置を構
成する構成要素を接続する配管系には、ガス調整弁１７
，１８．１９およびバルブ２０〜２５が設けられる。
前記反応管１には、超高真空排気装置１５と排気ガス処
理装置１６とが接続されており、超高真空排気装置１５
を用いて、成膜に先立って反応管１内の残留ガスを除去
し、排気ガス処理装置１６を用いて成膜作業中および成
膜作業後の排気ガス中の有毒なヒ素化会物などを除去す
る。
理装置１６とが接続されており、超高真空排気装置１５
を用いて、成膜に先立って反応管１内の残留ガスを除去
し、排気ガス処理装置１６を用いて成膜作業中および成
膜作業後の排気ガス中の有毒なヒ素化会物などを除去す
る。
第２図は第１図示のＭＯＣＶＤ装置を用い、１表述する
ような処理工程を経て得られる本発明の一実施例になる
半導体素子２８の断面図である。本発明はシリコン基板
３上にＧ ａ Ａ ｓ結晶層２６を形成するに当たって
、両者の格子定数の相異に基づき、従来技術の項で指摘
したような転位の発生が抑制された半導体素子２日を提
供しようとするものである。本実施例の半導体素子２８
では、シリコン基板３とＧ ａ Ａ ｓ結晶層２６との
間に介在層２７を設ける。介在層２７は、Ｇ ａ Ａ
ｓ ｘ Ｐ半導体であり、シリコン基板３からＧ Ｅｔ
Ａ Ｓ結晶層２６に向かうに従い、変数ＸがＯから１
に変化する構成となっている。
ような処理工程を経て得られる本発明の一実施例になる
半導体素子２８の断面図である。本発明はシリコン基板
３上にＧ ａ Ａ ｓ結晶層２６を形成するに当たって
、両者の格子定数の相異に基づき、従来技術の項で指摘
したような転位の発生が抑制された半導体素子２日を提
供しようとするものである。本実施例の半導体素子２８
では、シリコン基板３とＧ ａ Ａ ｓ結晶層２６との
間に介在層２７を設ける。介在層２７は、Ｇ ａ Ａ
ｓ ｘ Ｐ半導体であり、シリコン基板３からＧ Ｅｔ
Ａ Ｓ結晶層２６に向かうに従い、変数ＸがＯから１
に変化する構成となっている。
すなわち、介在１２７のシリコン基板３側端部付近は（
３８Ｐであり、Ｇ ｔｔ Ａ ｓ結晶層２６側の端部は
近はＧ ａ Ａ Ｓとなっている。すなわちＧ ａ Ｐ
の格子定数ｄは５．４５０であり、シリコンの格子定数
ｄ＝５．４３０との間には、 （５，４５０−５，４３０） ｘ１００１５．４３０＝
０．３６８％ ・・・（１）の相異があるのみである。
３８Ｐであり、Ｇ ｔｔ Ａ ｓ結晶層２６側の端部は
近はＧ ａ Ａ Ｓとなっている。すなわちＧ ａ Ｐ
の格子定数ｄは５．４５０であり、シリコンの格子定数
ｄ＝５．４３０との間には、 （５，４５０−５，４３０） ｘ１００１５．４３０＝
０．３６８％ ・・・（１）の相異があるのみである。
これは従来技術で説明したＧ ａ Ａ ｓとシリコンと
の格子定数の相異（４％）と比較すると、公知定数の相
異の程度が約１／／１０であり、この界面における転位
の発生は可及的に抑制されている。また介在層２７はグ
レーテント層であり、介在７ｇ ２７中における転位の
発生も可及的に防がれている。このようにして本実施例
の半導体素子２８では、ヘテロ構造における転位の発生
を可及的に抑制することができる。
の格子定数の相異（４％）と比較すると、公知定数の相
異の程度が約１／／１０であり、この界面における転位
の発生は可及的に抑制されている。また介在層２７はグ
レーテント層であり、介在７ｇ ２７中における転位の
発生も可及的に防がれている。このようにして本実施例
の半導体素子２８では、ヘテロ構造における転位の発生
を可及的に抑制することができる。
第３Ｕ４および第４図は本実施例の半導体素子２８の製
造工程を説明するグラフであり、第５図は各製造段附を
説明する断面図である。これらの図面を併せて参照して
、半導体素子２８の製造工程について説明する。常法に
従って洗浄されたシリコ〉′基板３を、反応管１中のサ
セプタ２上に乗載する。
造工程を説明するグラフであり、第５図は各製造段附を
説明する断面図である。これらの図面を併せて参照して
、半導体素子２８の製造工程について説明する。常法に
従って洗浄されたシリコ〉′基板３を、反応管１中のサ
セプタ２上に乗載する。
次に、前記超高真空排気装置１５により、反応管１の内
部をたとえば１０−’Ｔｏｒｒ程度にまで真空にし、第
３図時刻ｔ１から高周波コイル４によりシリコン基板３
を誘導加熱し、所定の温度Ｔ１３（たとえば９００〜９
５０℃）にまで昇温する。このとき第１タンク５のガス
調整弁１７を開放し、またパルプ２１，２２．２３を全
開にしてＭ Ｐ （： ９によりキャリアガスを所定流
量にて反応管１内に導入する。これによりシリコン基板
３上の酸化物などが除去され、第３図時刻ｔ２までの期
間ｐＨに亘−）てクリーニングが行われる。
部をたとえば１０−’Ｔｏｒｒ程度にまで真空にし、第
３図時刻ｔ１から高周波コイル４によりシリコン基板３
を誘導加熱し、所定の温度Ｔ１３（たとえば９００〜９
５０℃）にまで昇温する。このとき第１タンク５のガス
調整弁１７を開放し、またパルプ２１，２２．２３を全
開にしてＭ Ｐ （： ９によりキャリアガスを所定流
量にて反応管１内に導入する。これによりシリコン基板
３上の酸化物などが除去され、第３図時刻ｔ２までの期
間ｐＨに亘−）てクリーニングが行われる。
次に、シリコン基板３の温度を第２温度範囲であるＴ１
１（たとえば４００〜４５０℃、好ましくは４２０℃）
に設定し、パルプ２ｏを閉じたのちパルプ２４．２５を
全開にしてＭ Ｐ ＣＩ Ｏにより所定流ｌを反応管３
内に導入する。これにより前記キャリアガスにて搬送さ
れるＴＭＧを反応管１内にたとえば３０−８０ ｓ ｅ
ｃ ｍで導入することができる。このＴＭＧガスの供
給量は恒温槽１４の温度と、ＭＦＣ１０によるキャリア
ガスの流量で設定されたバブラ１３内の圧力とによって
定められる。またバルブ１８を全開にし、Ｍ Ｐ （：
ｌ： １１によってＰＨ３ガス（たとえば６００℃に予
備加熱する）を反応管１内にたとえば５００〜７゜Ｑｓ
ｃｃｍ″Ｃ−供給する。この製造段階は第３１時刻ｔ３
までの期間Ｐ１２に亘って行われる。これによって第５
図（１）に示されるように、シリコン基板３上にアモル
ファス状のＧεｉＰがら成る初期膜２つを１００−４０
０人（好ましくは２００人）形成する。
１（たとえば４００〜４５０℃、好ましくは４２０℃）
に設定し、パルプ２ｏを閉じたのちパルプ２４．２５を
全開にしてＭ Ｐ ＣＩ Ｏにより所定流ｌを反応管３
内に導入する。これにより前記キャリアガスにて搬送さ
れるＴＭＧを反応管１内にたとえば３０−８０ ｓ ｅ
ｃ ｍで導入することができる。このＴＭＧガスの供
給量は恒温槽１４の温度と、ＭＦＣ１０によるキャリア
ガスの流量で設定されたバブラ１３内の圧力とによって
定められる。またバルブ１８を全開にし、Ｍ Ｐ （：
ｌ： １１によってＰＨ３ガス（たとえば６００℃に予
備加熱する）を反応管１内にたとえば５００〜７゜Ｑｓ
ｃｃｍ″Ｃ−供給する。この製造段階は第３１時刻ｔ３
までの期間Ｐ１２に亘って行われる。これによって第５
図（１）に示されるように、シリコン基板３上にアモル
ファス状のＧεｉＰがら成る初期膜２つを１００−４０
０人（好ましくは２００人）形成する。
第３図時刻ｔ３に続（ｔ ４までの期間Ｐ１３では、パ
ルプ２４．２５を３Ｉ！断してＴＭＧガスの供給を３Ｎ
！断し、かつ温度を前記温度Ｔｌｌがら第１温度反応で
ある温度Ｔ１２（たとえば６２０℃〜７５０ ”Ｃ１好
ましくは７２０℃）まで上昇する。
ルプ２４．２５を３Ｉ！断してＴＭＧガスの供給を３Ｎ
！断し、かつ温度を前記温度Ｔｌｌがら第１温度反応で
ある温度Ｔ１２（たとえば６２０℃〜７５０ ”Ｃ１好
ましくは７２０℃）まで上昇する。
このときアモルファス状懇の初期８２９が結晶化し、Ｏ
ｆＬＰ結晶層３０が得られる。
ｆＬＰ結晶層３０が得られる。
次に、前記時刻ｔ４以降の期間Ｐ１４ではバルブ２０を
遮断し、バルブ１９を全開にしてＭＦＣ９，１０，１１
，１２により、キャリアガスによ−〉で搬送されるＴＭ
Ｇガスに加えＰＨ，、Ａ ｓ Ｈｓをそれぞれ流ｉｔ
３０〜８０ ｓ ｃ ｃ ｍ、５ｏｏ〜７゜Ｏｓ ｃ
ｃ ｒｎであって、しがも総流ＪＬ １２００ ｓ ｃ
（川にて反応管１内に供給する。またこのとき、サセプ
タ２は、第３図に示される第３温度範囲である温度Ｔ１
２ ＜６２０〜７５０”Ｃ１好ましくは７２０℃）に定
められる。
遮断し、バルブ１９を全開にしてＭＦＣ９，１０，１１
，１２により、キャリアガスによ−〉で搬送されるＴＭ
Ｇガスに加えＰＨ，、Ａ ｓ Ｈｓをそれぞれ流ｉｔ
３０〜８０ ｓ ｃ ｃ ｍ、５ｏｏ〜７゜Ｏｓ ｃ
ｃ ｒｎであって、しがも総流ＪＬ １２００ ｓ ｃ
（川にて反応管１内に供給する。またこのとき、サセプ
タ２は、第３図に示される第３温度範囲である温度Ｔ１
２ ＜６２０〜７５０”Ｃ１好ましくは７２０℃）に定
められる。
ここでＰ Ｈ□ガスおよびＡ Ｓ Ｈ＊ガスの流量は第
４図に示されるように、期間Ｐ１４の初期ではそれぞれ
流量Ｆ２．Ｆｌ （Ｆ２：；）Ｆｌ）に定められるが、
Ａ ｓ Ｈｙガスの流量はしだいに増大し、ＰＨ，ガス
の流量はしだいに減少するように制御される。すなわち
、このように第５［！１（２）に示すようにＧ ａ Ｐ
結晶１１３０上に形成される介在Ｍ２７の層厚が、たと
えば０ 、５〜２． Ｏ）ｉ ｒｎ （好ましくは１．
０μｒｒ＋ ）に到達した時点ｔ５で、介在１２７を構
成するＧａＡｓｘＰ＋−ｘの変数Ｘが１となるように制
御される。このとき第４図に示すようにｙＡｓＨ，ガス
およびＰ Ｈ３ガスの流量はそれぞれＦ３．Ｆ４ （Ｆ
３″：、・Ｆ４）に選ばれる。
４図に示されるように、期間Ｐ１４の初期ではそれぞれ
流量Ｆ２．Ｆｌ （Ｆ２：；）Ｆｌ）に定められるが、
Ａ ｓ Ｈｙガスの流量はしだいに増大し、ＰＨ，ガス
の流量はしだいに減少するように制御される。すなわち
、このように第５［！１（２）に示すようにＧ ａ Ｐ
結晶１１３０上に形成される介在Ｍ２７の層厚が、たと
えば０ 、５〜２． Ｏ）ｉ ｒｎ （好ましくは１．
０μｒｒ＋ ）に到達した時点ｔ５で、介在１２７を構
成するＧａＡｓｘＰ＋−ｘの変数Ｘが１となるように制
御される。このとき第４図に示すようにｙＡｓＨ，ガス
およびＰ Ｈ３ガスの流量はそれぞれＦ３．Ｆ４ （Ｆ
３″：、・Ｆ４）に選ばれる。
前記時刻ｔ５以降では、バルブ１８を遮断して反応管１
にはキャリアガスで搬送されるＴＭＧガスとＡｓＨ，ガ
スとのみを供給する。このときサセプタ２の温度は６２
０℃〜７５０℃（好ましくは７２０℃）に選ばれる。こ
のようにすれば、第５図（３）に示すように、介在層２
７上にＧ ａ ＡＳ結晶層２６が所望の層厚で形成され
る。
にはキャリアガスで搬送されるＴＭＧガスとＡｓＨ，ガ
スとのみを供給する。このときサセプタ２の温度は６２
０℃〜７５０℃（好ましくは７２０℃）に選ばれる。こ
のようにすれば、第５図（３）に示すように、介在層２
７上にＧ ａ ＡＳ結晶層２６が所望の層厚で形成され
る。
このようにして、上述したようにシリコン基板３上にＧ
εＬ Ａ ｓ化き物半導体結晶ｒｆｌ ２６を形成する
に当たって、格子定数の相違に基づく転位が格段に抑制
された半導体素子を形成することができる。
εＬ Ａ ｓ化き物半導体結晶ｒｆｌ ２６を形成する
に当たって、格子定数の相違に基づく転位が格段に抑制
された半導体素子を形成することができる。
本発明の他の実施例として、介在層を形成する（オ料と
して、Ｇεｉ Ａ ｓ ｘ Ｐ １−ヮに代えて、少な
・くとも一部分をＡ ｌ ｙ Ｇ ａ ＋ −ｙ Ａ
ｓを、変数ｙが１からＯへ変化するように形成してもよ
い、このとき、初期膜２９上にはＡｌＡｓが、成長終了
時にはＧ ａ Ａ Ｓが形成される。
して、Ｇεｉ Ａ ｓ ｘ Ｐ １−ヮに代えて、少な
・くとも一部分をＡ ｌ ｙ Ｇ ａ ＋ −ｙ Ａ
ｓを、変数ｙが１からＯへ変化するように形成してもよ
い、このとき、初期膜２９上にはＡｌＡｓが、成長終了
時にはＧ ａ Ａ Ｓが形成される。
上記被覆層３３は、ＳｉＯ□やＡＩＮなど、その電気絶
縁性材料でもよい。また上記変数ｘ＋ ｙは、０から１
まで変化するに限らず、０と１との範囲内の任意の数値
の間を変化するようにしてもよい。
縁性材料でもよい。また上記変数ｘ＋ ｙは、０から１
まで変化するに限らず、０と１との範囲内の任意の数値
の間を変化するようにしてもよい。
発明の効果
以上のように本発明に従えば、シリコン基板上にＧ ｉ
ＬＡ ｓ化き物半導体層を形成するにあたり、その間に
Ｇ ａ Ａ ｓ ｘ Ｐ ＋−ｗから成り、変数Ｘが０
から１にしだいに変化する介在層を設けるようにした。
ＬＡ ｓ化き物半導体層を形成するにあたり、その間に
Ｇ ａ Ａ ｓ ｘ Ｐ ＋−ｗから成り、変数Ｘが０
から１にしだいに変化する介在層を設けるようにした。
これにより前記格子定数の相違による転位の発生が格段
に抑制され、高品質の半導体素子が提供される。
に抑制され、高品質の半導体素子が提供される。
第１図は本発明に従うＭＯＣＶＤ装置の構成を示す系統
図、第２図は本発明の一実施例の半導体素子２８の断面
図、第３１２Ｉおよび第・１図は半導体素子２８の製造
工程を説明するグラフ、第５図は半導体素子２８の製造
工程を説明する断面図、第６図は従来例を説明するため
のグラフである。 ３・・・シリコン基板、４・・・高周波コイル、２６・
・・Ｇεｓ Ａ ｓ結晶層、２７・・・介在層、２８・
・・半導体素子、３０・・・ＧａＰ結晶層 代理人 弁理士 画数 圭一部 勾〒３【す ５呼多す 第 図
図、第２図は本発明の一実施例の半導体素子２８の断面
図、第３１２Ｉおよび第・１図は半導体素子２８の製造
工程を説明するグラフ、第５図は半導体素子２８の製造
工程を説明する断面図、第６図は従来例を説明するため
のグラフである。 ３・・・シリコン基板、４・・・高周波コイル、２６・
・・Ｇεｓ Ａ ｓ結晶層、２７・・・介在層、２８・
・・半導体素子、３０・・・ＧａＰ結晶層 代理人 弁理士 画数 圭一部 勾〒３【す ５呼多す 第 図
Claims (2)
- （１）シリコン基板と、 シリコン基板上に形成され、アモルファス状ＧａＰを結
晶化して得られる第１介在層と、 第１介在層上に形成され、第１介在層から遠去かるに従
い変数ｘが０と１との問の範囲内で漸増するＣａＡｓｘ
Ｐ＿１＿−＿ｘから成る第２介在層と、第２介在層上に
形成されるＧａＡｓ結晶層またはＡｌｙＧａ＿１＿−＿
ｙＡｓ結晶層のいずれか一方とを含むことを特徴とする
半導体素子。 - （２）シリコン基板上にＧａＰ結晶が形成される第１温
度範囲よりも低い第２温度、範囲で、アモルフス状のＧ
ａＰ層を形成し、 アモルファス状のＧａＰ層を上記第１温度範囲に昇温し
て結晶化し、 ＧａＰ結晶層上に結晶が形成される第３温度範囲で、Ｇ
ａＰ結晶層から遠去かるに従い変数ｘが０から１に近付
くようにＣａＡｓｘＰ＿１＿−＿ｘ結晶から成る介在層
を形成し、 上記介在層上にＧａＡｓ結晶層またはＡｌｙＧａ＿１＿
−＿ｙＡｓ結晶層のいずれか一方を形成するようにした
ことを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304960A JP2763560B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304960A JP2763560B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150019A true JPH02150019A (ja) | 1990-06-08 |
| JP2763560B2 JP2763560B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17939384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63304960A Expired - Fee Related JP2763560B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763560B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5821112A (en) * | 1996-10-04 | 1998-10-13 | Botto; Willism S. | Biological odor metabolizing compositions and methods of use |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288317A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Sharp Corp | 化合物半導体基板 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP63304960A patent/JP2763560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288317A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Sharp Corp | 化合物半導体基板 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5821112A (en) * | 1996-10-04 | 1998-10-13 | Botto; Willism S. | Biological odor metabolizing compositions and methods of use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2763560B2 (ja) | 1998-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |