JPH03228323A - ＧａＡｓ層成長法 - Google Patents
ＧａＡｓ層成長法Info
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- JPH03228323A JPH03228323A JP2372790A JP2372790A JPH03228323A JP H03228323 A JPH03228323 A JP H03228323A JP 2372790 A JP2372790 A JP 2372790A JP 2372790 A JP2372790 A JP 2372790A JP H03228323 A JPH03228323 A JP H03228323A
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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
（産業上の利用分野１
本発明は、Ｓｉ基板上に、ＧａＡｓ層を１．化学気相堆
積成長法によって形成させるＧａＡｓ層成長法に関する
。 （従来の技術］ 従来、ＧａＡｓ層を有する半導体装置が、ＧａＡｓ層を
構成しているＧａＡｓでなる化合物半導体の優れた特徴
を生かしている高性能な高機能半導体装置として、種々
提案されている。 また、従来、ＧａＡｓ層を有する半導体装置を、ＧａＡ
ｓでなる基板上に、化学気相堆積成長法によって、Ｇａ
Ａｓ層を形成する工程を含んで製造する、種々の方法が
提案されている。 このような半導体装置の製法におけるＧａＡｓ層を形成
する方法の場合、ＧａＡｓ層を、それと同じ材料のＧａ
Ａｓでなる基板上に、化学気相堆積成長法によって形成
するので、そのＧａＡｓ層を、比較的低い転位密度を有
し且つ比較的小さな、Ｘ線２結晶によるロッキング特性
図上でみた角度の半値幅を有するものとして、比較的容
易に、形成することができる。 しかしながら、上述したＧａＡｓでなる基板上にＧａＡ
ｓ層を化学気相堆積成長法によって形成する方法の場合
、ＧａＡｓ層を形成させるための基板としてＧａＡｓで
なる基板を用い、そして、そのＧａＡｓでなる基板は、
それを、高品質を有し且つ大面積を有するものとして用
意するのに困難を伴う。 このため、ＧａＡｓ層を形成させるための基板を、高品
質を有し且つ大面積を有するものとして、用意するのに
困難を伴う、という欠点を有していた。 このため、従来、第２図を伴って次に述べるＧａＡｓ層
成長法が提案されている。 すなわち、３ｉでなる基板１を予め用意する（第２図△
）。 そして、そのＳｌでなる基板１上に、そのＳでなる基板
１に４５０℃以下の比較的低い４麿を与え且つトリメチ
ルガリウム、トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガ
スとアルシン（Ａｓｌ−１３）などでなるＡｓ原料ガス
とを有するＧａＡｓ原料ガスを用いた低温化学気相堆積
成長法によって、第１のＧａＡｓ層２ａを形成させる（
第２図Ｂ）。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡＳ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、５０：１〜１００：１に選定している
。 次に、第１のＧａＡｓ層２ａ上に、３ｉでなる基板１に
６００℃以上の比較的高い温度を与え且つトリメチルガ
リウム、トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガスと
アルシン（ＡｓＨ３）などでなるＡｓ原料ガスとを有す
るＧａＡｓ原料ガスを用いた高温化学気相堆積成長法に
よって、第２のＧａＡｓ層２ｂを形成させ、よって、３
ｉでなる基板１上に、第１のＧａＡｓ層２ａと第２のＧ
ａＡｓ層２ｂとによるＧａＡｓ層２を形成する（第２図
Ｃ）。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡＳ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流ω比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、上述した低温化学気相堆積成長法にお
ける場合と同じ５０：１〜１００：１に選定している。 以上が、Ｓｌでなる基板１上にＧａＡｓ層２を形成する
従来のＧａＡｓ層成長法である。 このような３ｉでなる基板１上にＧａＡｓ層２を形成す
る従来のＧａＡｓ層成長法の場合、ＧａＡｓ層を形成さ
せるための基板として、Ｓｉでなる基板１を用い、そし
て、その３ｉでなる基板１は、それを、高品質を有し且
つ大面積を有するものとして、ＧａＡｓでなる基板を用
意する場合に比し、容易に用意することができる。 このため、ＧａＡｓでなる基板上にＧａＡｓ層を形成す
る前述した従来の方法の場合の欠点、すなわち、ＧａＡ
ｓ層を形成させるための基板を高品質を有し且つ大面積
を有するものとして用意するのに困難を伴うという欠点
を、有効に回避し得る。
積成長法によって形成させるＧａＡｓ層成長法に関する
。 （従来の技術］ 従来、ＧａＡｓ層を有する半導体装置が、ＧａＡｓ層を
構成しているＧａＡｓでなる化合物半導体の優れた特徴
を生かしている高性能な高機能半導体装置として、種々
提案されている。 また、従来、ＧａＡｓ層を有する半導体装置を、ＧａＡ
ｓでなる基板上に、化学気相堆積成長法によって、Ｇａ
Ａｓ層を形成する工程を含んで製造する、種々の方法が
提案されている。 このような半導体装置の製法におけるＧａＡｓ層を形成
する方法の場合、ＧａＡｓ層を、それと同じ材料のＧａ
Ａｓでなる基板上に、化学気相堆積成長法によって形成
するので、そのＧａＡｓ層を、比較的低い転位密度を有
し且つ比較的小さな、Ｘ線２結晶によるロッキング特性
図上でみた角度の半値幅を有するものとして、比較的容
易に、形成することができる。 しかしながら、上述したＧａＡｓでなる基板上にＧａＡ
ｓ層を化学気相堆積成長法によって形成する方法の場合
、ＧａＡｓ層を形成させるための基板としてＧａＡｓで
なる基板を用い、そして、そのＧａＡｓでなる基板は、
それを、高品質を有し且つ大面積を有するものとして用
意するのに困難を伴う。 このため、ＧａＡｓ層を形成させるための基板を、高品
質を有し且つ大面積を有するものとして、用意するのに
困難を伴う、という欠点を有していた。 このため、従来、第２図を伴って次に述べるＧａＡｓ層
成長法が提案されている。 すなわち、３ｉでなる基板１を予め用意する（第２図△
）。 そして、そのＳｌでなる基板１上に、そのＳでなる基板
１に４５０℃以下の比較的低い４麿を与え且つトリメチ
ルガリウム、トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガ
スとアルシン（Ａｓｌ−１３）などでなるＡｓ原料ガス
とを有するＧａＡｓ原料ガスを用いた低温化学気相堆積
成長法によって、第１のＧａＡｓ層２ａを形成させる（
第２図Ｂ）。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡＳ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、５０：１〜１００：１に選定している
。 次に、第１のＧａＡｓ層２ａ上に、３ｉでなる基板１に
６００℃以上の比較的高い温度を与え且つトリメチルガ
リウム、トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガスと
アルシン（ＡｓＨ３）などでなるＡｓ原料ガスとを有す
るＧａＡｓ原料ガスを用いた高温化学気相堆積成長法に
よって、第２のＧａＡｓ層２ｂを形成させ、よって、３
ｉでなる基板１上に、第１のＧａＡｓ層２ａと第２のＧ
ａＡｓ層２ｂとによるＧａＡｓ層２を形成する（第２図
Ｃ）。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡＳ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流ω比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、上述した低温化学気相堆積成長法にお
ける場合と同じ５０：１〜１００：１に選定している。 以上が、Ｓｌでなる基板１上にＧａＡｓ層２を形成する
従来のＧａＡｓ層成長法である。 このような３ｉでなる基板１上にＧａＡｓ層２を形成す
る従来のＧａＡｓ層成長法の場合、ＧａＡｓ層を形成さ
せるための基板として、Ｓｉでなる基板１を用い、そし
て、その３ｉでなる基板１は、それを、高品質を有し且
つ大面積を有するものとして、ＧａＡｓでなる基板を用
意する場合に比し、容易に用意することができる。 このため、ＧａＡｓでなる基板上にＧａＡｓ層を形成す
る前述した従来の方法の場合の欠点、すなわち、ＧａＡ
ｓ層を形成させるための基板を高品質を有し且つ大面積
を有するものとして用意するのに困難を伴うという欠点
を、有効に回避し得る。
【発明が解決しようとする課題１
しかしながら、第２図で上述した従来のＧａＡｓ層成長
法の場合、Ｓｉでなる基板１上に第１のＧａＡｓ層２ａ
を形成させる工程における低温化学気相堆積成長法にお
いて、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガスと
Ｇａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子数と
の比でみて、５０：１〜１００ ： １という大きな土
に選定しているため、第１のＧａＡｓ層２ａが３次元的
に成長しながら形成されると考えられる理由で、第１の
ＧａＡｓ層２ａが、比較的高い転位密度を有し且つ比較
的大きなＸ線２結晶によるロッキング曲線上でみた角度
の半値幅を有するとともに、粗な表面を有するものとし
て形成され、また、このため、第２のＧａＡｓ層２ｂが
、比較的厚い厚さに形成されていても、表面側でも比較
的高い転位密度を有し且つ比較的大きなＸ線２結晶によ
るロッキング特性図上でみた半値幅を有するとともに、
粗な表面を有するものとして形成される。 ちなみに、第１のＧａＡｓ層２ａをＳｉでなる基板１に
４００℃の温度を与えて５００Ａの厚さに形成し、また
第２のＧａＡｓ層２ｂ全２ｂｌでなる基板１に７００℃
の温度を与えて、第１のＧａＡｓ層２ａと第２のＧａＡ
ｓ層２ｂ全２ｂるＧａＡｓ層２の厚さでみて、３μｍの
厚さに形成した場合、ＧａＡｓ層２が、その表面側でみ
て、１０７０ｍ２またはそれ以上の高い転位密度を有し
且つ角度３００秒またはそれ以上の大きなＸ線２結晶に
よるロッキング特性図上の角度の半値幅を有していると
ともに、粗な表面を有しているものとしてしか形成され
ない。 従って、第２図で上述した従来のＧａＡｓ層成長法の場
合、ＧａＡｓ層２を、それを構成している第２のＧａＡ
ｓ層２ｂでみても、十分低い転位密度を有し且つ十分量
さなＸ線２結晶によるロッキング特性図上でみた角度の
半値幅を有するとともに、鏡面またはそれに近い表面を
有するものとして形成することができない、という欠点
を有していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない新規なＧａＡｓ
層成長法を提案せんとするものである。 【課題を解決するための手段】 本発明によるＧａＡｓ層成長法は、第２図で上述した従
来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、■３ｉ基板上に
、その３ｉ基板に４５０℃以下の比較的低い温度を与え
且つＧａ原料ガスとＡｓ原料ガスとを有するＧａＡｓ原
料ガスを用いた低温化学気相堆積法によって、第１のＧ
ａＡｓ層を形成させる工程と、■その第１のＧａＡｓ層
上に、３ｉ基板に６００℃以上の比較的高い温度を与え
且つＧａ原料ガスとＡｓ原料ガスとを有するＧａＡｓ原
料ガスを用いた高温化学気相堆積法によって、第２のＧ
ａＡｓ層を形成させる工程とを有する。 しかしながら、本発明によるＧａＡｓ層成長法は、その
ようなＧａＡｓ層成長法において、その第１のＧａＡｓ
層を形成させる工程で、ＧａＡｓ原料ガスを構成してい
るＡｓ原料ガスとＧａ原料ガスとの流量比が、Ａｓ原子
数とＧａ原子数との比でみて、１：１〜３０：１に選定
されている。
法の場合、Ｓｉでなる基板１上に第１のＧａＡｓ層２ａ
を形成させる工程における低温化学気相堆積成長法にお
いて、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガスと
Ｇａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子数と
の比でみて、５０：１〜１００ ： １という大きな土
に選定しているため、第１のＧａＡｓ層２ａが３次元的
に成長しながら形成されると考えられる理由で、第１の
ＧａＡｓ層２ａが、比較的高い転位密度を有し且つ比較
的大きなＸ線２結晶によるロッキング曲線上でみた角度
の半値幅を有するとともに、粗な表面を有するものとし
て形成され、また、このため、第２のＧａＡｓ層２ｂが
、比較的厚い厚さに形成されていても、表面側でも比較
的高い転位密度を有し且つ比較的大きなＸ線２結晶によ
るロッキング特性図上でみた半値幅を有するとともに、
粗な表面を有するものとして形成される。 ちなみに、第１のＧａＡｓ層２ａをＳｉでなる基板１に
４００℃の温度を与えて５００Ａの厚さに形成し、また
第２のＧａＡｓ層２ｂ全２ｂｌでなる基板１に７００℃
の温度を与えて、第１のＧａＡｓ層２ａと第２のＧａＡ
ｓ層２ｂ全２ｂるＧａＡｓ層２の厚さでみて、３μｍの
厚さに形成した場合、ＧａＡｓ層２が、その表面側でみ
て、１０７０ｍ２またはそれ以上の高い転位密度を有し
且つ角度３００秒またはそれ以上の大きなＸ線２結晶に
よるロッキング特性図上の角度の半値幅を有していると
ともに、粗な表面を有しているものとしてしか形成され
ない。 従って、第２図で上述した従来のＧａＡｓ層成長法の場
合、ＧａＡｓ層２を、それを構成している第２のＧａＡ
ｓ層２ｂでみても、十分低い転位密度を有し且つ十分量
さなＸ線２結晶によるロッキング特性図上でみた角度の
半値幅を有するとともに、鏡面またはそれに近い表面を
有するものとして形成することができない、という欠点
を有していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない新規なＧａＡｓ
層成長法を提案せんとするものである。 【課題を解決するための手段】 本発明によるＧａＡｓ層成長法は、第２図で上述した従
来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、■３ｉ基板上に
、その３ｉ基板に４５０℃以下の比較的低い温度を与え
且つＧａ原料ガスとＡｓ原料ガスとを有するＧａＡｓ原
料ガスを用いた低温化学気相堆積法によって、第１のＧ
ａＡｓ層を形成させる工程と、■その第１のＧａＡｓ層
上に、３ｉ基板に６００℃以上の比較的高い温度を与え
且つＧａ原料ガスとＡｓ原料ガスとを有するＧａＡｓ原
料ガスを用いた高温化学気相堆積法によって、第２のＧ
ａＡｓ層を形成させる工程とを有する。 しかしながら、本発明によるＧａＡｓ層成長法は、その
ようなＧａＡｓ層成長法において、その第１のＧａＡｓ
層を形成させる工程で、ＧａＡｓ原料ガスを構成してい
るＡｓ原料ガスとＧａ原料ガスとの流量比が、Ａｓ原子
数とＧａ原子数との比でみて、１：１〜３０：１に選定
されている。
本発明によるＧａＡｓ層成長法によれば、ＧａＡｓ層を
形成させるための基板として、第２図で前述した従来の
ＧａＡｓ層成長法と同様に、Ｓｉでなる基板を用いてい
る。 このため、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合と同様に、ＧａＡｓでなる基板上にＧａＡｓ層を形
成する前述した従来の方法の場合の、Ｇ ａ Ａ Ｓ
ＦＪを形成させるため基板を高品質を有し且つ大面積を
有するものとして用意するのに困難を伴うという欠点を
、有効に回避し得る。 また、本発明によるＧａＡｓ層成長法にょれば、第１の
ＧａＡｓ層を形成させる工程において、Ｇ ａ Ａ Ｓ
原料ガスを構成しているＡｓ原料ガスとＧａ原料ガスと
の流量比が、Ａｓ原子数とＧａ原子数との比でみて、１
：１〜３０：１に選定されていることを除いて、第２図
で前述した従来のＧａＡｓ層成長法と同様であるので、
第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様
に、Ｓｉでなる基板上に第１のＧａＡｓ層と第２のＧａ
Ａｓ層とによるＧａＡｓ層を形成させることができる。 しかしながら、本発明によるＧａＡｓ層成長法の場合、
Ｓｉでなる基板上に第１のＧａＡｓ層を形成させる工程
における低温化学気相堆積成長法において、ＧａＡｓ原
料ガスを構成しているＡｓ原料ガスとＧａ原料ガスとの
流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子数との比でみて、１：
１〜３０：１という第２図で前述した従来のＧａＡｓ層
成長法の場合に比し格段的に小さな比に選定しているた
め、第１のＧａＡｓ層が３次元的ではなく２次元的に成
長しながら形成されると考えられる理由で、第１のＧａ
Ａｓ層が、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合に比し格段的に低い転位密度を有し且つ第２図で前
述した従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に小
さなＸ線２結晶によるロッキング特性図上でみた角度の
半値幅を有するとともに、鏡面またはそれに近い表面を
有するものとして形成され、また、このため、第２のＧ
ａＡｓ層が、比較的薄い厚さに形成されていても、第２
図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段
的に低い転位密度を有し且つ第２図で前述した従来のＧ
ａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に小さなＸ線２結晶
によるロッキング特性図上でみた角度の半値幅を有する
とともに、鏡面またはそれに近い表面を有するものとし
て形成される、という欠点を有していた。 なお、本発明によるＧａＡｓ層成長法において、Ｓｉで
なる基板上に第１のＧａＡｓ層を形成させる工程におけ
る低温化学気相堆積成長法で、ＧａＡｓ原料ガスを構成
しているＡｓ原料ガスとＧａＡｓ原料ガスとの流量比の
、Ａｓ原子数とＧａ原子数との比でみた範囲を１：１〜
３０：１としているのは、その範囲の場合は、上述した
ように、第１のＧａＡｓ層が、２次元的に成長しながら
形成されると考えられる理由で、上述したように十分低
い転位密度を有し且つ十分小さな上述した半値角を有づ
るとともに、鏡面またはそれに近い表面を有するものと
して形成されるが、１：１以下の場合は、第１のＧａＡ
ｓ層が成長する過程で、Ａｓが不足し、Ｇａのドロフレ
ットが生ずるため、第１のＧａＡｓ層がＧａＡｓの組成
を有するものとして形成されず、また、３０：１以上の
場合は、第１のＧａＡｓ層が、３次元的にも成長しなが
ら形成されると考えられる理由で、１：１〜３０：１の
範囲の場合に比し高い転位密度を有し且つ大きな上述し
た半値幅を有するともとに、粗な表面を有するものとし
てしか形成されないことを確認したことに基ずく。
形成させるための基板として、第２図で前述した従来の
ＧａＡｓ層成長法と同様に、Ｓｉでなる基板を用いてい
る。 このため、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合と同様に、ＧａＡｓでなる基板上にＧａＡｓ層を形
成する前述した従来の方法の場合の、Ｇ ａ Ａ Ｓ
ＦＪを形成させるため基板を高品質を有し且つ大面積を
有するものとして用意するのに困難を伴うという欠点を
、有効に回避し得る。 また、本発明によるＧａＡｓ層成長法にょれば、第１の
ＧａＡｓ層を形成させる工程において、Ｇ ａ Ａ Ｓ
原料ガスを構成しているＡｓ原料ガスとＧａ原料ガスと
の流量比が、Ａｓ原子数とＧａ原子数との比でみて、１
：１〜３０：１に選定されていることを除いて、第２図
で前述した従来のＧａＡｓ層成長法と同様であるので、
第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様
に、Ｓｉでなる基板上に第１のＧａＡｓ層と第２のＧａ
Ａｓ層とによるＧａＡｓ層を形成させることができる。 しかしながら、本発明によるＧａＡｓ層成長法の場合、
Ｓｉでなる基板上に第１のＧａＡｓ層を形成させる工程
における低温化学気相堆積成長法において、ＧａＡｓ原
料ガスを構成しているＡｓ原料ガスとＧａ原料ガスとの
流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子数との比でみて、１：
１〜３０：１という第２図で前述した従来のＧａＡｓ層
成長法の場合に比し格段的に小さな比に選定しているた
め、第１のＧａＡｓ層が３次元的ではなく２次元的に成
長しながら形成されると考えられる理由で、第１のＧａ
Ａｓ層が、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合に比し格段的に低い転位密度を有し且つ第２図で前
述した従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に小
さなＸ線２結晶によるロッキング特性図上でみた角度の
半値幅を有するとともに、鏡面またはそれに近い表面を
有するものとして形成され、また、このため、第２のＧ
ａＡｓ層が、比較的薄い厚さに形成されていても、第２
図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段
的に低い転位密度を有し且つ第２図で前述した従来のＧ
ａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に小さなＸ線２結晶
によるロッキング特性図上でみた角度の半値幅を有する
とともに、鏡面またはそれに近い表面を有するものとし
て形成される、という欠点を有していた。 なお、本発明によるＧａＡｓ層成長法において、Ｓｉで
なる基板上に第１のＧａＡｓ層を形成させる工程におけ
る低温化学気相堆積成長法で、ＧａＡｓ原料ガスを構成
しているＡｓ原料ガスとＧａＡｓ原料ガスとの流量比の
、Ａｓ原子数とＧａ原子数との比でみた範囲を１：１〜
３０：１としているのは、その範囲の場合は、上述した
ように、第１のＧａＡｓ層が、２次元的に成長しながら
形成されると考えられる理由で、上述したように十分低
い転位密度を有し且つ十分小さな上述した半値角を有づ
るとともに、鏡面またはそれに近い表面を有するものと
して形成されるが、１：１以下の場合は、第１のＧａＡ
ｓ層が成長する過程で、Ａｓが不足し、Ｇａのドロフレ
ットが生ずるため、第１のＧａＡｓ層がＧａＡｓの組成
を有するものとして形成されず、また、３０：１以上の
場合は、第１のＧａＡｓ層が、３次元的にも成長しなが
ら形成されると考えられる理由で、１：１〜３０：１の
範囲の場合に比し高い転位密度を有し且つ大きな上述し
た半値幅を有するともとに、粗な表面を有するものとし
てしか形成されないことを確認したことに基ずく。
次に、第１図を伴って本発明によるＧａＡｓ層成長法の
実施例を述べよう。 第１図に示１本発明によるＧａＡｓ層成長法は、次に述
べる順次の工程をとって、３ｉでなる基板上にＧａＡｓ
ｔｌを形成させる。 すなわち、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合と同様に、同様のＳｉでなる基板１１を予め用意す
る（第１図Ａ）。 そして、その３ｉでなる基板１１上に、第２図で前述し
た従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、３ｉでなる
基板１１に比較的低い温度を与え且つトリメチルガリウ
ム、トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガスとアル
シン（ＡｓＨ２）などでなるＡｓ原料ガスとを有するＧ
ａＡｓ原料ガスを用いた低温化学気相堆積成長法によっ
て、第１のＧａＡｓ層１２ａを形成させる（第１図Ｂ）
。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成
長法の場合とは異なり、１：１〜３０：１に選定してい
る。 次に、第１のＧａＡｓ層１２層上２ａ上２図で前述した
従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、Ｓｉでなる基
板１に比較的高い温度を与え且つトリメチルガリウム、
トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガスとアルシン
（Ａｓｌ−１３）などでなるＡｓ原料ガスとを有するＧ
ａＡｓ原料ガスを用いた高温化学気相堆積成長法によっ
て、第２のＧａＡｓ層１２ｂを形成させ、よって、３ｉ
でなる基板１上に、第１のＧａＡｓ層１２ａと第２のＧ
ａＡｓ層１２ｂとによるＧａＡｓ層１２を形成する（第
１図Ｃ）。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成
長法の場合と同様に、５０：１〜１００：１に選定して
いる。 以上が、本発明によるＧａＡｓ層成長法の実施例である
。 このような本発明によるＧａＡｓ層成長法の場合、Ｇａ
Ａｓ層を形成させるための基板として、第２図で前述し
た従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、３ｉでなる
基板１１を用い、そして、その３ｉでなる基板１１は、
それを、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法で述
べたように、高品質を有し且つ大面積を有するものとし
て、ＧａＡｓでなる基板を用意する場合に比し、容易に
用意することができる。 このため、第１図に示す本発明によるＧａＡｓ層成長法
の場合も、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合と同様に、ＧａＡｓでなる基板上にＧａＡｓ層を形
成する前述した従来の方法の場合の欠点、すなわち、Ｇ
ａＡｓ層を形成させるための基板を高品質を有し且つ大
面積を有するものとして用意するのに困難を伴うという
欠点を、有効に回避し得る。 しかしながら、第１図に示す本発明によるＧａＡｓ層成
長法の場合、Ｓｉでなる基板１１上に第１のＧａＡｓ層
１２ａを形成させる工程における低温化学気相堆積成長
法で、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガスと
Ｇａ原料ガスとの流量化を、ＡＳ原子数とＧａ原子数と
の仕でみて、１：１〜３０：１という、第２図で前述し
た従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に小さな
比に選定したため、第１のＧａＡｓ層１２ａが３次元的
にではなく２次元的に成長しながら形成されると考えら
れる理由で、第１のＧａＡｓ層１２ａが、第２図で前述
した従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に低い
転位密度を有し且つ第２図で前述した従来のＧａＡｓ層
成長法の場合に比し格段的に小さなＸ線２結晶によるロ
ッキング特性図上でみた角度の半値幅を有するとともに
、鏡面またはそれに近い表面を有するものとして形成さ
れ、また、このため、第２のＧａＡｓ層１２ｂが、比較
的薄い厚さに形成されていても、第２図で前述した従来
のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に低い転位密度
を有し且つ第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合に比し格段的に小さなＸ線２結晶によるロッキング
特性図上でみた角度の半値幅を有するとともに、鏡面ま
たはそれに近い表面を有するものとして形成される。 ちなみに、第１のＧａＡｓ層１２ａを３ｉでなる基板１
１に４００℃の温度を与えて５００Ａの厚さに形成し、
また第２のＧａＡｓ層１２ｂを、Ｓｌでなる基板１１に
７００℃の温度を与えて、第１のＧａＡｓ層２ａと第２
のＧａＡｓ層２ｂとによるＧａＡｓ層２の厚さでみて、
３μｍの厚さに形成した場合、ＧａＡｓ層１２が、その
表面側でみて、１０７０ｍ２以下の低い転位密度を有し
且つ角度２００秒以下の小さなＸ線２結晶によるロッキ
ング特性図上の角度の半値幅を有しているとともに、鏡
面またはそれに近い表面を有するものとして形成するこ
とができた。
実施例を述べよう。 第１図に示１本発明によるＧａＡｓ層成長法は、次に述
べる順次の工程をとって、３ｉでなる基板上にＧａＡｓ
ｔｌを形成させる。 すなわち、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合と同様に、同様のＳｉでなる基板１１を予め用意す
る（第１図Ａ）。 そして、その３ｉでなる基板１１上に、第２図で前述し
た従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、３ｉでなる
基板１１に比較的低い温度を与え且つトリメチルガリウ
ム、トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガスとアル
シン（ＡｓＨ２）などでなるＡｓ原料ガスとを有するＧ
ａＡｓ原料ガスを用いた低温化学気相堆積成長法によっ
て、第１のＧａＡｓ層１２ａを形成させる（第１図Ｂ）
。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成
長法の場合とは異なり、１：１〜３０：１に選定してい
る。 次に、第１のＧａＡｓ層１２層上２ａ上２図で前述した
従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、Ｓｉでなる基
板１に比較的高い温度を与え且つトリメチルガリウム、
トリエチルガリウムなどでなるＧａ原料ガスとアルシン
（Ａｓｌ−１３）などでなるＡｓ原料ガスとを有するＧ
ａＡｓ原料ガスを用いた高温化学気相堆積成長法によっ
て、第２のＧａＡｓ層１２ｂを形成させ、よって、３ｉ
でなる基板１上に、第１のＧａＡｓ層１２ａと第２のＧ
ａＡｓ層１２ｂとによるＧａＡｓ層１２を形成する（第
１図Ｃ）。 ただし、この場合、この場合の低温化学気相堆積成長法
において、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガ
スとＧａ原料ガスとの流量比を、Ａｓ原子数とＧａ原子
数との比でみて、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成
長法の場合と同様に、５０：１〜１００：１に選定して
いる。 以上が、本発明によるＧａＡｓ層成長法の実施例である
。 このような本発明によるＧａＡｓ層成長法の場合、Ｇａ
Ａｓ層を形成させるための基板として、第２図で前述し
た従来のＧａＡｓ層成長法の場合と同様に、３ｉでなる
基板１１を用い、そして、その３ｉでなる基板１１は、
それを、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法で述
べたように、高品質を有し且つ大面積を有するものとし
て、ＧａＡｓでなる基板を用意する場合に比し、容易に
用意することができる。 このため、第１図に示す本発明によるＧａＡｓ層成長法
の場合も、第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合と同様に、ＧａＡｓでなる基板上にＧａＡｓ層を形
成する前述した従来の方法の場合の欠点、すなわち、Ｇ
ａＡｓ層を形成させるための基板を高品質を有し且つ大
面積を有するものとして用意するのに困難を伴うという
欠点を、有効に回避し得る。 しかしながら、第１図に示す本発明によるＧａＡｓ層成
長法の場合、Ｓｉでなる基板１１上に第１のＧａＡｓ層
１２ａを形成させる工程における低温化学気相堆積成長
法で、ＧａＡｓ原料ガスを構成しているＡｓ原料ガスと
Ｇａ原料ガスとの流量化を、ＡＳ原子数とＧａ原子数と
の仕でみて、１：１〜３０：１という、第２図で前述し
た従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に小さな
比に選定したため、第１のＧａＡｓ層１２ａが３次元的
にではなく２次元的に成長しながら形成されると考えら
れる理由で、第１のＧａＡｓ層１２ａが、第２図で前述
した従来のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に低い
転位密度を有し且つ第２図で前述した従来のＧａＡｓ層
成長法の場合に比し格段的に小さなＸ線２結晶によるロ
ッキング特性図上でみた角度の半値幅を有するとともに
、鏡面またはそれに近い表面を有するものとして形成さ
れ、また、このため、第２のＧａＡｓ層１２ｂが、比較
的薄い厚さに形成されていても、第２図で前述した従来
のＧａＡｓ層成長法の場合に比し格段的に低い転位密度
を有し且つ第２図で前述した従来のＧａＡｓ層成長法の
場合に比し格段的に小さなＸ線２結晶によるロッキング
特性図上でみた角度の半値幅を有するとともに、鏡面ま
たはそれに近い表面を有するものとして形成される。 ちなみに、第１のＧａＡｓ層１２ａを３ｉでなる基板１
１に４００℃の温度を与えて５００Ａの厚さに形成し、
また第２のＧａＡｓ層１２ｂを、Ｓｌでなる基板１１に
７００℃の温度を与えて、第１のＧａＡｓ層２ａと第２
のＧａＡｓ層２ｂとによるＧａＡｓ層２の厚さでみて、
３μｍの厚さに形成した場合、ＧａＡｓ層１２が、その
表面側でみて、１０７０ｍ２以下の低い転位密度を有し
且つ角度２００秒以下の小さなＸ線２結晶によるロッキ
ング特性図上の角度の半値幅を有しているとともに、鏡
面またはそれに近い表面を有するものとして形成するこ
とができた。
第１図は、本発明によるＧａＡｓ層成長法の第１の実施
例の説明に供する、順次の工程における路線的断面図で
ある。 第２図は、従来のＧａＡｓ層成長法の説明に供する順次
の工程における路線的断面図である。
例の説明に供する、順次の工程における路線的断面図で
ある。 第２図は、従来のＧａＡｓ層成長法の説明に供する順次
の工程における路線的断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｉ基板上に、そのＳｉ基板に４５０℃以下の比較的低
い温度を与え且つＧａ原料ガスとＡｓ原料ガスとを有す
るＧａＡｓ原料ガスを用いた低温化学気相堆積成長法に
よつて、第１のＧａＡｓ層を形成させる工程と、 上記第１のＧａＡｓ層上に、上記Ｓｉ基板に６００℃以
上の比較的高い温度を与え且つＧａ原料ガスとＡｓ原料
ガスとを有するＧａＡｓ原料ガスを用いた高温化学気相
堆積成長法によって第２のＧａＡｓ層を形成させる工程
とを有するＧａＡｓ層成長法において、 上記第１のＧａＡｓ層を形成させる工程において、上記
ＧａＡｓ原料ガスを構成している上記Ａｓ原料ガスと上
記Ｇａ原料ガスとの流量比が、ＡＳ原子数とＧａ原子数
との比でみて、１：１〜３０：１に選定されていること
を特徴とするＧａＡｓ層成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2372790A JPH03228323A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | ＧａＡｓ層成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2372790A JPH03228323A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | ＧａＡｓ層成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03228323A true JPH03228323A (ja) | 1991-10-09 |
Family
ID=12118349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2372790A Pending JPH03228323A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | ＧａＡｓ層成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03228323A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03278426A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-10 | Daido Steel Co Ltd | 化合物半導体の結晶成長法 |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2372790A patent/JPH03228323A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03278426A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-10 | Daido Steel Co Ltd | 化合物半導体の結晶成長法 |
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