JPH02153892A - 分子線エピタキシャル成長方法 - Google Patents
分子線エピタキシャル成長方法Info
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- JPH02153892A JPH02153892A JP30930888A JP30930888A JPH02153892A JP H02153892 A JPH02153892 A JP H02153892A JP 30930888 A JP30930888 A JP 30930888A JP 30930888 A JP30930888 A JP 30930888A JP H02153892 A JPH02153892 A JP H02153892A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は化合物半導体結晶の薄膜を有機金属化合物を用
いて基板上に成長させる分子線エピタキシャル成長方法
に関する。
いて基板上に成長させる分子線エピタキシャル成長方法
に関する。
原料に有機金属化合物と水素化物を用いる分子線エピタ
キシャル成長法は急峻なヘテロ成長界面が形成でき且つ
原料の交換が容易であるという優れた特徴を有するエピ
タキシャル成長方法である。この成長方法を用いたガリ
ウム砒素のエピタキシャル成長の例が第３５回応用物理
学関係講演会（同予稿集分冊１．３１ａ−Ｑ−３，ｐ。
キシャル成長法は急峻なヘテロ成長界面が形成でき且つ
原料の交換が容易であるという優れた特徴を有するエピ
タキシャル成長方法である。この成長方法を用いたガリ
ウム砒素のエピタキシャル成長の例が第３５回応用物理
学関係講演会（同予稿集分冊１．３１ａ−Ｑ−３，ｐ。
４００）に報告されている。
此の従来例では■族材料にはトリエチルガリウム（略称
ＴＥＧ、分子式（Ｃ２Ｈ５） ３ Ｇ ａ ）、Ｖ族材
料にはアルシン（分子式ＡｓＨ３）を用い、これらのガ
スを高真空中で成長温度に加熱保持されたガリウム砒素
基板に照射してエピタキシャル成長させている。本従来
例ではバックグラウンド不純物濃度は成長条件により変
化し、ｐ型不純物濃度としてはＩ Ｘ １０１８ｃｍ−
”がら４×１０１４ｃ、−３のものが得られている。
ＴＥＧ、分子式（Ｃ２Ｈ５） ３ Ｇ ａ ）、Ｖ族材
料にはアルシン（分子式ＡｓＨ３）を用い、これらのガ
スを高真空中で成長温度に加熱保持されたガリウム砒素
基板に照射してエピタキシャル成長させている。本従来
例ではバックグラウンド不純物濃度は成長条件により変
化し、ｐ型不純物濃度としてはＩ Ｘ １０１８ｃｍ−
”がら４×１０１４ｃ、−３のものが得られている。
しかしながら、基板表面でトリエチルガリウムが熱分解
する際に発生するエチル基（Ｃ２Ｈ５）等の炭素が成長
層に取り込まれるため、此の成長方法で得られる成長層
はｐ型不純物である炭素によって汚染され、高純度な成
長層が得られないという欠点があった。実際、上記従来
例ではアルシン流量を増大することで４ Ｘ Ｉ Ｑ
１４．、−３迄ｐ型不純物濃度を減少させているが、高
電子移動度を利用する素子の能動層としては補償度が大
きく純度不足である。
する際に発生するエチル基（Ｃ２Ｈ５）等の炭素が成長
層に取り込まれるため、此の成長方法で得られる成長層
はｐ型不純物である炭素によって汚染され、高純度な成
長層が得られないという欠点があった。実際、上記従来
例ではアルシン流量を増大することで４ Ｘ Ｉ Ｑ
１４．、−３迄ｐ型不純物濃度を減少させているが、高
電子移動度を利用する素子の能動層としては補償度が大
きく純度不足である。
本発明の目的は、炭素汚染の少ない成長層を得ることが
できる分子線エピタキシャル成長方法を提供することに
ある。
できる分子線エピタキシャル成長方法を提供することに
ある。
本発明の分子線エピタキシャル成長方法は、有機金属化
合物を分子線源として用い基板上に結晶成長を行なわせ
る分子線エピタキシャル成長方法において、結晶成長中
に基板に原子状水素を照射するものである。
合物を分子線源として用い基板上に結晶成長を行なわせ
る分子線エピタキシャル成長方法において、結晶成長中
に基板に原子状水素を照射するものである。
本発明による分子線エピタキシャル成長方法では、成長
中に基板表面に原子状水素を照射している。此の原子状
水素は極めて反応性に富むため、炭素汚染の原因となる
メチルラジカル、エチルラジカル等の有機ラジカルと反
応し、反応性の低いメタン、エタン等のガスに変える。
中に基板表面に原子状水素を照射している。此の原子状
水素は極めて反応性に富むため、炭素汚染の原因となる
メチルラジカル、エチルラジカル等の有機ラジカルと反
応し、反応性の低いメタン、エタン等のガスに変える。
その結果、成長層への炭素の取り込まれが抑制され炭素
汚染の極めて少ない成長層が得られる。
汚染の極めて少ない成長層が得られる。
以下、図面を用いて実施例を説明する。
第１図は本発明の詳細な説明する分子線エピタキシャル
成長室の模式図である。
成長室の模式図である。
本実施例では■原材料にはトリエチルガリウム、■原材
料にはアルシンを用い、これらのガスを高真空中で成長
温度に加熱保持されたガリウム砒素基板に照射してエピ
タキシャル成長させた。
料にはアルシンを用い、これらのガスを高真空中で成長
温度に加熱保持されたガリウム砒素基板に照射してエピ
タキシャル成長させた。
成長室１０にはＧａＡｓ基板１３を成長温度まで加熱、
保持する基板ホルダ１２が設けられ、更に砒素分子線源
１４、ＴＥＧ分子線源１５及び原子状水素源１６が接続
され、真空ポンプ１１で高真空に排気されるように構成
されている。砒素分子線源１４は内部にアルシンガスを
熱分解させるためのヒーターを備えており、アルシンガ
スはこのヒーターにより９５０℃に加熱、熱分解され砒
素分子（分子式Ａｇ２）となる。又、原子状水素源１６
は内部にパラジウム合金膜と加熱ヒーターを備え、水素
ガスは４００℃付近に加熱されたパラジウム合金膜で原
子状の水素（分子式Ｈ）に変換される。
保持する基板ホルダ１２が設けられ、更に砒素分子線源
１４、ＴＥＧ分子線源１５及び原子状水素源１６が接続
され、真空ポンプ１１で高真空に排気されるように構成
されている。砒素分子線源１４は内部にアルシンガスを
熱分解させるためのヒーターを備えており、アルシンガ
スはこのヒーターにより９５０℃に加熱、熱分解され砒
素分子（分子式Ａｇ２）となる。又、原子状水素源１６
は内部にパラジウム合金膜と加熱ヒーターを備え、水素
ガスは４００℃付近に加熱されたパラジウム合金膜で原
子状の水素（分子式Ｈ）に変換される。
ＧａＡｓ単結晶薄膜の成長は以下の手順で行った。まず
、化学エツチングと脱ガス処理によって表面を清浄化し
たＧａＡｓ基板１３を基板ホルダ１２に取り付けたのち
、成長室１０内を真空ポンプ１１で高真空に排気した０
次に、ＧａＡｓ基板１３の加熱を開始し、基板温度が４
００°Ｃを越えた時点でアルシンガスを砒素分子線源１
４に導入して砒素ビームを照射し、砒素脱離によるＧａ
Ａｓ基板１３の劣化を防止した。基板温度が成長温度に
達したのち、ＴＥＧガス及び水素ガスをＴＥＧ分子線源
１５及び原子状水素源１６にそれぞれ導入して結晶成長
を行った。
、化学エツチングと脱ガス処理によって表面を清浄化し
たＧａＡｓ基板１３を基板ホルダ１２に取り付けたのち
、成長室１０内を真空ポンプ１１で高真空に排気した０
次に、ＧａＡｓ基板１３の加熱を開始し、基板温度が４
００°Ｃを越えた時点でアルシンガスを砒素分子線源１
４に導入して砒素ビームを照射し、砒素脱離によるＧａ
Ａｓ基板１３の劣化を防止した。基板温度が成長温度に
達したのち、ＴＥＧガス及び水素ガスをＴＥＧ分子線源
１５及び原子状水素源１６にそれぞれ導入して結晶成長
を行った。
この原子状水素を照射することによって、炭素汚染の原
因となるエチルラジカルが効率よく反応性の低いエタン
に変わる。その結果、成長層への炭素の取り込まれが抑
制され、ｐ型不純物濃度が１、 Ｏ１４ｃｍ−’以下の
、炭素汚染の極めて少ない成長層が得られた。
因となるエチルラジカルが効率よく反応性の低いエタン
に変わる。その結果、成長層への炭素の取り込まれが抑
制され、ｐ型不純物濃度が１、 Ｏ１４ｃｍ−’以下の
、炭素汚染の極めて少ない成長層が得られた。
上記実施例では有機金属化合物としてトリエチルガリウ
ムを用いたが、トリメチルガリウム等の他の有機基をも
つ有機金属化合物を用いてもよい。
ムを用いたが、トリメチルガリウム等の他の有機基をも
つ有機金属化合物を用いてもよい。
また、上記実施例では有機金属化合物としてガリウムの
アルキル化合物を用いたがインジウム、アルミニウム、
燐、砒素、アンチモン、亜鉛、ベリリウム等の他の化合
物半導体の構成元素及び不純物の有機化合物を用いても
よい。
アルキル化合物を用いたがインジウム、アルミニウム、
燐、砒素、アンチモン、亜鉛、ベリリウム等の他の化合
物半導体の構成元素及び不純物の有機化合物を用いても
よい。
更に、上記実施例では原子状水素を発生させるのにパラ
ジウム合金膜を用いたが、放電、１５００°Ｃ程度に加
熱したタングステンフィラメント等の高熱、紫外線等の
エネルギーを利用して水素ガスを解離させ原子状水素を
得てもよい。
ジウム合金膜を用いたが、放電、１５００°Ｃ程度に加
熱したタングステンフィラメント等の高熱、紫外線等の
エネルギーを利用して水素ガスを解離させ原子状水素を
得てもよい。
本発明による分子線エピタキシャル成長方法では、成長
中に基板表面に原子状水素を照射することにより、成長
層への炭素の取り込まれが抑制されるため、炭素汚染の
極めて少ない高純度の成長層が得られる。
中に基板表面に原子状水素を照射することにより、成長
層への炭素の取り込まれが抑制されるため、炭素汚染の
極めて少ない高純度の成長層が得られる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための分子線エピ
タキシャル成長室の模式図である。 １０・・・成長室、１１・・・真空ポンプ、１２・・・
基板ホルダ、１３・・・ＧａＡｓ基板、１４・・・砒素
分子線源、１５・・・ＴＥＧ分子線源、１６・・・原子
状水素源。
タキシャル成長室の模式図である。 １０・・・成長室、１１・・・真空ポンプ、１２・・・
基板ホルダ、１３・・・ＧａＡｓ基板、１４・・・砒素
分子線源、１５・・・ＴＥＧ分子線源、１６・・・原子
状水素源。
Claims (1)
- 有機金属化合物を分子線源として用い基板上に結晶成長
を行なわせる分子線エピタキシャル成長方法において、
結晶成長中に基板に原子状水素を照射することを特徴と
する分子線エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30930888A JPH02153892A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 分子線エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30930888A JPH02153892A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 分子線エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02153892A true JPH02153892A (ja) | 1990-06-13 |
Family
ID=17991447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30930888A Pending JPH02153892A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 分子線エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02153892A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0570300A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長装置 |
| JPH0845842A (ja) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Nec Corp | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の表面処理方法およびその装置 |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP30930888A patent/JPH02153892A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0570300A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長装置 |
| JPH0845842A (ja) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Nec Corp | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の表面処理方法およびその装置 |
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