JPH0251497A - 半導体薄膜形成方法 - Google Patents
半導体薄膜形成方法Info
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- JPH0251497A JPH0251497A JP20166288A JP20166288A JPH0251497A JP H0251497 A JPH0251497 A JP H0251497A JP 20166288 A JP20166288 A JP 20166288A JP 20166288 A JP20166288 A JP 20166288A JP H0251497 A JPH0251497 A JP H0251497A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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】
（発明の産業上利用分野）
本発明は半導体薄膜形成方法、さらに詳細には半導体薄
膜を成長させる際に基板上に光を照射し、薄膜成長反応
を促進することにより、部分的に厚い、もしくは部分的
にのみ成長した半導体薄膜を形成する技術分野に属する
ものである。
膜を成長させる際に基板上に光を照射し、薄膜成長反応
を促進することにより、部分的に厚い、もしくは部分的
にのみ成長した半導体薄膜を形成する技術分野に属する
ものである。
（従来技術）
オプトエレクトロニクス用を始めとした半導体素子の高
度化にとむない、その作製プロセスは複雑化の一途をた
どっている。例えば、半導体レーザーなどを作製する場
合などにはまず半導体基板上に活性層を始めとした薄膜
を真空中で積層した後、一端空気中に出しエツチングな
どの手段により必要な形状に加工した後、再度薄膜を形
成するなどがなされており、多くの複雑な工程を要する
という問題点を有していた。
度化にとむない、その作製プロセスは複雑化の一途をた
どっている。例えば、半導体レーザーなどを作製する場
合などにはまず半導体基板上に活性層を始めとした薄膜
を真空中で積層した後、一端空気中に出しエツチングな
どの手段により必要な形状に加工した後、再度薄膜を形
成するなどがなされており、多くの複雑な工程を要する
という問題点を有していた。
その解決策の一つとして、例えばアブライドフィジクス
レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒ ） ４９巻１４号（１９８６年）８８０頁にあるよ
うに、有機金属熱分解（ＭＯＣ■）法などを用いて半導
体薄膜を形成する際に、部分的に光を照射することによ
り半導体基板上の一部に還択的に半導体薄膜を形成する
技術が開発された。
レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒ ） ４９巻１４号（１９８６年）８８０頁にあるよ
うに、有機金属熱分解（ＭＯＣ■）法などを用いて半導
体薄膜を形成する際に、部分的に光を照射することによ
り半導体基板上の一部に還択的に半導体薄膜を形成する
技術が開発された。
（発明が解決する問題点）
この半導体薄膜形成方法においては必要部分に優先的に
薄膜を選択成長させるために、選択比、即ち光を照射し
た部分と光を照射しない部分との薄膜成長速度の比を大
きく、または光を照射しない部分には全く成長させない
必要がある。
薄膜を選択成長させるために、選択比、即ち光を照射し
た部分と光を照射しない部分との薄膜成長速度の比を大
きく、または光を照射しない部分には全く成長させない
必要がある。
この方法のためのＩＩＩ属材料としてはトリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）やトリエチルガリウム（ＴＥＧ）が知ら
れている。ＴＭＧやＴＥＧを材料として用いた場合、選
択比を大きくしたり、光を照射しない部分に成長させな
いためには薄膜成長温度を低温、例えば４００℃以下に
する必要があった。しかるに、素子に適用可能な特性を
有する半導体薄膜は５００〜６００℃の高温で作製され
ており、４００℃以下で作製された半導体薄膜の光学特
性は劣悪で、例えばフォトルミネセンス強度は高温で作
製した半導体薄膜の１／１０以下であり、素子には応用
できなかっな。そのため、十分な選択比がとれ、かつ良
好な特性を示す半導体薄膜を得るために、高温で分解し
にくく光分解をしやすい材料が求められていた。
ウム（ＴＭＧ）やトリエチルガリウム（ＴＥＧ）が知ら
れている。ＴＭＧやＴＥＧを材料として用いた場合、選
択比を大きくしたり、光を照射しない部分に成長させな
いためには薄膜成長温度を低温、例えば４００℃以下に
する必要があった。しかるに、素子に適用可能な特性を
有する半導体薄膜は５００〜６００℃の高温で作製され
ており、４００℃以下で作製された半導体薄膜の光学特
性は劣悪で、例えばフォトルミネセンス強度は高温で作
製した半導体薄膜の１／１０以下であり、素子には応用
できなかっな。そのため、十分な選択比がとれ、かつ良
好な特性を示す半導体薄膜を得るために、高温で分解し
にくく光分解をしやすい材料が求められていた。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、半導
体基板に光を照射しながら半導体薄膜を選択的に成長さ
せる方法において、素子に適用可能な特性を有する半導
体薄膜を得ることが可能な方法を提供することを目的と
する。即ち、本発明は、一般にアルキル基の分子量が大
きくなるに従い吸収波長が長波長側にのびることを考慮
し、上記条件を満たす有機金属材料探求した結果なされ
たものである。
体基板に光を照射しながら半導体薄膜を選択的に成長さ
せる方法において、素子に適用可能な特性を有する半導
体薄膜を得ることが可能な方法を提供することを目的と
する。即ち、本発明は、一般にアルキル基の分子量が大
きくなるに従い吸収波長が長波長側にのびることを考慮
し、上記条件を満たす有機金属材料探求した結果なされ
たものである。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決するため、本発明は、基板上に光を照
射しながら、有機金属半導体材料を供給することにより
半導体薄膜を成長させる半導体薄膜形成方法において、
前記有機金属半導体材料のＩＩＩ属材料としてトリイソ
ブチルガリウムを用いることを特徴とするものである。
射しながら、有機金属半導体材料を供給することにより
半導体薄膜を成長させる半導体薄膜形成方法において、
前記有機金属半導体材料のＩＩＩ属材料としてトリイソ
ブチルガリウムを用いることを特徴とするものである。
半導体基板に光を照射しながら半導体薄膜を選択的に成
長させる方法において、ＩＩＩ属材料としてトリイソブ
チルガリウムを用いることを最も主要な特徴とする。
長させる方法において、ＩＩＩ属材料としてトリイソブ
チルガリウムを用いることを最も主要な特徴とする。
有機金属分子線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）装置を用
いて、面方位（１００） ＧａＡｓ基板上にアルゴンレ
ーザ光（波長５１４．５ｎｍ）を照射しながら、ＧａＡ
ｓ薄膜を成長させたときの薄膜成長速度の基板温度依存
性について、ガリウム源の有機金属としてトリイソブチ
ルガリウムを用いた場合を第１図に、トリエチルガリウ
ムを用いた場合を第２図に示す。
いて、面方位（１００） ＧａＡｓ基板上にアルゴンレ
ーザ光（波長５１４．５ｎｍ）を照射しながら、ＧａＡ
ｓ薄膜を成長させたときの薄膜成長速度の基板温度依存
性について、ガリウム源の有機金属としてトリイソブチ
ルガリウムを用いた場合を第１図に、トリエチルガリウ
ムを用いた場合を第２図に示す。
光照射部と非照射部との比、即ち選択比は、トリイソブ
チルガリウムを用いた場合、４００〜５００°Ｃの間で
１．５以上がとれるのに対し、トリエチルガリウムを用
いた場合には、４００°Ｃ付近のみである。
チルガリウムを用いた場合、４００〜５００°Ｃの間で
１．５以上がとれるのに対し、トリエチルガリウムを用
いた場合には、４００°Ｃ付近のみである。
このようにトリイソブチルガリウムを用いた場合、トリ
エチルガリウムを用いた場合に比べ、より高温度まで選
択比が大きい、そこで高温度でかつ選択比が十分にとれ
る基板温度範囲においてトリイソブチルガリウムを原料
に用いることにより、実用的な特性を持ち、かつ選択的
に成長した薄膜を得られることがわかる。
エチルガリウムを用いた場合に比べ、より高温度まで選
択比が大きい、そこで高温度でかつ選択比が十分にとれ
る基板温度範囲においてトリイソブチルガリウムを原料
に用いることにより、実用的な特性を持ち、かつ選択的
に成長した薄膜を得られることがわかる。
以下、具体的な実施例により説明する。
（実施例１）
有機金属分子線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）装置を用
いて、（１００） ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを成長さ
せた。砒素源としては固体砒素、Ｇａ源としてはトリイ
ソブチルガリウムを用いた。フラックスは各々５Ｘ１０
’、５Ｘ１０−’であった。基板温度は５００°Ｃで
、１００Ｗ／ｃｍ２のエネルギー密度のアルゴンイオン
レーザ（波長５１４．５ｎｍ）を部分的に照射した。１
時間の成長によりレーザー照射部で厚さ０．６μｍ、非
照射部で厚さ０．４μｍのＧａＡｓ膜を得た。この薄膜
の７７°Ｋにおけるフォトルミネセンスを測定したとこ
ろ、実用可能な薄膜と同程度の強度であった。
いて、（１００） ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを成長さ
せた。砒素源としては固体砒素、Ｇａ源としてはトリイ
ソブチルガリウムを用いた。フラックスは各々５Ｘ１０
’、５Ｘ１０−’であった。基板温度は５００°Ｃで
、１００Ｗ／ｃｍ２のエネルギー密度のアルゴンイオン
レーザ（波長５１４．５ｎｍ）を部分的に照射した。１
時間の成長によりレーザー照射部で厚さ０．６μｍ、非
照射部で厚さ０．４μｍのＧａＡｓ膜を得た。この薄膜
の７７°Ｋにおけるフォトルミネセンスを測定したとこ
ろ、実用可能な薄膜と同程度の強度であった。
（比較例１）
実施例１と同一の装置で、Ｇａ源としてはトリエチルガ
リウム（ＴＥＧ ）を用い、（１００） ＧａＡｓ基板
上にαＡを成長させた。フラックスはＡｓ ： ５Ｘ１
０−６゛圧Ｇ；：３Ｘ１０’であった。基板温度は４０
０℃でレーザ照射条件は実施例１と同一である。１時間
の成長によりレーザー照射部で厚さ０．６μｍ、非照射
部で厚さ０．３μｍのＧａＡｓ膜を得た。この薄膜の７
７°Ｋにおけるフォトルミネセンスを測定したが、測定
可能な強度のフォトルミネセンスは得られなかった。
リウム（ＴＥＧ ）を用い、（１００） ＧａＡｓ基板
上にαＡを成長させた。フラックスはＡｓ ： ５Ｘ１
０−６゛圧Ｇ；：３Ｘ１０’であった。基板温度は４０
０℃でレーザ照射条件は実施例１と同一である。１時間
の成長によりレーザー照射部で厚さ０．６μｍ、非照射
部で厚さ０．３μｍのＧａＡｓ膜を得た。この薄膜の７
７°Ｋにおけるフォトルミネセンスを測定したが、測定
可能な強度のフォトルミネセンスは得られなかった。
（実施例２）
メタルオーガニックケミカルペーパーデボジッション（
ＭＯＣＶＤ）装置を用いて（１００） ＧａＡｓ基板上
にＧａＡｓを成長させた。砒素源としては５％水素希釈
のアリシンを流量１００ｓｅｃｍで、ガリウム源として
は５０℃のトリイソブチルガリウムにｌｓｅｃｍの水素
をバブリングさせて用いた。
ＭＯＣＶＤ）装置を用いて（１００） ＧａＡｓ基板上
にＧａＡｓを成長させた。砒素源としては５％水素希釈
のアリシンを流量１００ｓｅｃｍで、ガリウム源として
は５０℃のトリイソブチルガリウムにｌｓｅｃｍの水素
をバブリングさせて用いた。
基板温度は５００℃で、１００Ｗ／ｃｍ２のエネルギー
密度のアルゴンイオンレーザ（波長５１４．５ｎｍ）を
部分的に照射した。１時間の成長によりレーザー照射部
で厚さ０．７μｍ、非照射部で厚さ０．４μｍのＧａＡ
ｓ膜を得た。この薄膜の７７°Ｋにおけるフォトルミネ
センスを測定したところ、実用可能な薄膜と同程度の強
度であった。
密度のアルゴンイオンレーザ（波長５１４．５ｎｍ）を
部分的に照射した。１時間の成長によりレーザー照射部
で厚さ０．７μｍ、非照射部で厚さ０．４μｍのＧａＡ
ｓ膜を得た。この薄膜の７７°Ｋにおけるフォトルミネ
センスを測定したところ、実用可能な薄膜と同程度の強
度であった。
（比較例２）
実施例２と同一の装置を用いて、同一のアリシン供給条
件で（１００） ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを成長させ
た。ガリウム源としては−１３℃のトリメチルガリウム
に１ ｓｅｃｍの水素をバブリングさせて用いた。
件で（１００） ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓを成長させ
た。ガリウム源としては−１３℃のトリメチルガリウム
に１ ｓｅｃｍの水素をバブリングさせて用いた。
基板温度は４００℃でレーザ照射条件は実施例１と同一
である。１時間の成長によりレーザー照射部で厚さ０．
８μｍ、非照射部で厚さ０．７μｍのＧａＡｓ膜を得た
。この薄膜の７７°Ｋにおけるフォトルミネセンスを測
定したところ、実用的な薄膜の１／８の強度であった。
である。１時間の成長によりレーザー照射部で厚さ０．
８μｍ、非照射部で厚さ０．７μｍのＧａＡｓ膜を得た
。この薄膜の７７°Ｋにおけるフォトルミネセンスを測
定したところ、実用的な薄膜の１／８の強度であった。
（発明の効果）
以上説明したように、光を照射しながら半導体薄膜を成
長する方法においてトリイソブチルガリウムを用いた場
合、基板温度を高くして良質の半導体薄膜を得ることが
できるようにしても光照射部と非照射部との間に十分な
成長速度の差を生じさせることが可能である。従って、
ＤＦＢレーザの作製を始めとしたオプトエレクトロニク
ス用半導体部品の作製に有用であるばかりでなく、シリ
コン上へのＧａＡｓ薄膜の形成などにも有効である。
長する方法においてトリイソブチルガリウムを用いた場
合、基板温度を高くして良質の半導体薄膜を得ることが
できるようにしても光照射部と非照射部との間に十分な
成長速度の差を生じさせることが可能である。従って、
ＤＦＢレーザの作製を始めとしたオプトエレクトロニク
ス用半導体部品の作製に有用であるばかりでなく、シリ
コン上へのＧａＡｓ薄膜の形成などにも有効である。
第１図はトリイソブチルガリウムを用いて有機金属分子
線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）装置で、基板上にアル
ゴンレーザ光を照射しなからＧａＡｓ薄膜を成長させた
ときの薄膜成長速度の基板温度依存性に関する測定結果
を示す図、第２図はトリエチルガリウムを用いて有機金
属分子線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）装置で、基板上
にアルゴンレーザ光を照射しなからＧａＡｓ薄膜を成長
させたときの薄膜成長速度の基板温度依存性に関する測
定結果を示す図である。 第１図 成長速度（μｍ／ｈ） 基板温度（’Ｃ） 出願人代理人 雨 宮 正 季
線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）装置で、基板上にアル
ゴンレーザ光を照射しなからＧａＡｓ薄膜を成長させた
ときの薄膜成長速度の基板温度依存性に関する測定結果
を示す図、第２図はトリエチルガリウムを用いて有機金
属分子線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）装置で、基板上
にアルゴンレーザ光を照射しなからＧａＡｓ薄膜を成長
させたときの薄膜成長速度の基板温度依存性に関する測
定結果を示す図である。 第１図 成長速度（μｍ／ｈ） 基板温度（’Ｃ） 出願人代理人 雨 宮 正 季
Claims (1)
- １、基板上に光を照射しながら、有機金属半導体材料を
供給することにより半導体薄膜を成長させる半導体薄膜
形成方法において、前記有機金属半導体材料のIII属材
料としてトリイソブチルガリウムを用いることを特徴と
する半導体薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20166288A JPH0251497A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 半導体薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20166288A JPH0251497A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 半導体薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251497A true JPH0251497A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16444819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20166288A Pending JPH0251497A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 半導体薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0251497A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105226500A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-01-06 | 北京工业大学 | 柔性可调谐多波长有机半导体激光器及制备方法 |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP20166288A patent/JPH0251497A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105226500A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-01-06 | 北京工业大学 | 柔性可调谐多波长有机半导体激光器及制备方法 |
| CN105226500B (zh) * | 2015-05-08 | 2018-03-30 | 北京工业大学 | 柔性可调谐多波长有机半导体激光器及制备方法 |
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