JPH03265595A - InPエピタキシャルウェハ - Google Patents
InPエピタキシャルウェハInfo
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- JPH03265595A JPH03265595A JP6793290A JP6793290A JPH03265595A JP H03265595 A JPH03265595 A JP H03265595A JP 6793290 A JP6793290 A JP 6793290A JP 6793290 A JP6793290 A JP 6793290A JP H03265595 A JPH03265595 A JP H03265595A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
[産業上の利用分野]
この発明は発光素子や受光素子などに用いることのでき
るInPエピタキシャルウェハに関するものである。
るInPエピタキシャルウェハに関するものである。
[従来の技術および発明が解決しようとする課題]従来
のInPエピタキシャルウェハは、InP単結晶基板の
上に直接気相エピタキシャル成長法により、I nP、
I nGaAs、およびI nGaAsPなどの半導体
薄膜を形成させることにより製造されている。このよう
なエピタキシャル成長用基板としてのInP単結晶は古
くから開発されており、直径2インチや3インチ等の単
結晶InPウェハが入手できるようになってきている。
のInPエピタキシャルウェハは、InP単結晶基板の
上に直接気相エピタキシャル成長法により、I nP、
I nGaAs、およびI nGaAsPなどの半導体
薄膜を形成させることにより製造されている。このよう
なエピタキシャル成長用基板としてのInP単結晶は古
くから開発されており、直径2インチや3インチ等の単
結晶InPウェハが入手できるようになってきている。
このような単結晶においては、歩留りを高める意味から
も結晶欠陥の少ないものが望ましい。単結晶基板の結晶
欠陥を少なくするための方法の1つとして、S(硫黄)
1.Sn(錫)、およびZn(亜鉛)等の不純物を高濃
度にドーピングする方法が知られている。しかしながら
、これらの不純物は、単結晶基板上にエピタキシャル成
長させる際に、エピタキシャル成長される半導体薄膜中
に熱拡散し、受光素子や発光素子等の特性に悪影響を及
ぼすという問題があった。このため、ドーピングする濃
度に制約を受けていた。したがって、転位やスリップ等
の結晶欠陥の全くない単結晶基板を得ることは難しく、
多くの場合単結晶基板の外周部に結晶欠陥が残存してい
た。
も結晶欠陥の少ないものが望ましい。単結晶基板の結晶
欠陥を少なくするための方法の1つとして、S(硫黄)
1.Sn(錫)、およびZn(亜鉛)等の不純物を高濃
度にドーピングする方法が知られている。しかしながら
、これらの不純物は、単結晶基板上にエピタキシャル成
長させる際に、エピタキシャル成長される半導体薄膜中
に熱拡散し、受光素子や発光素子等の特性に悪影響を及
ぼすという問題があった。このため、ドーピングする濃
度に制約を受けていた。したがって、転位やスリップ等
の結晶欠陥の全くない単結晶基板を得ることは難しく、
多くの場合単結晶基板の外周部に結晶欠陥が残存してい
た。
このような単結晶基板の上には、VPE (気相エピタ
キシャル成長法) 、MOCVD (有機金属気相成長
法)、およびMBE(分子線気相成長法)などの気相エ
ピタキシャル成長法により、半導体薄膜が形成される。
キシャル成長法) 、MOCVD (有機金属気相成長
法)、およびMBE(分子線気相成長法)などの気相エ
ピタキシャル成長法により、半導体薄膜が形成される。
これらの方法により半導体薄膜を形成した場合、半導体
薄膜は基板結晶の結晶欠陥を引継ぎ、結晶欠陥の存在す
る薄膜となることが知られている。このように半導体薄
膜に結晶欠陥が存在する部分を用いて素子を作製した場
合、信頼性等が著しく損なわれる。たとえば、受光素子
の暗電流が増加し、半導体レーザの発光効率が低下する
。したがって、従来のエピタキシャルウェハを用いた場
合には、特に外周周辺部近傍に結晶欠陥が多く存在する
ことから、この部分で良好な素子を得ることができず、
歩留りが低くなるという問題があった。
薄膜は基板結晶の結晶欠陥を引継ぎ、結晶欠陥の存在す
る薄膜となることが知られている。このように半導体薄
膜に結晶欠陥が存在する部分を用いて素子を作製した場
合、信頼性等が著しく損なわれる。たとえば、受光素子
の暗電流が増加し、半導体レーザの発光効率が低下する
。したがって、従来のエピタキシャルウェハを用いた場
合には、特に外周周辺部近傍に結晶欠陥が多く存在する
ことから、この部分で良好な素子を得ることができず、
歩留りが低くなるという問題があった。
この発明の目的は、このような従来の問題点を解消し、
単結晶基板の結晶欠陥および不純物濃度の影響を受けず
に、結晶欠陥の少ない気相エピタキシャル成長法による
InPエピタキシャルウェハを提供することにある。
単結晶基板の結晶欠陥および不純物濃度の影響を受けず
に、結晶欠陥の少ない気相エピタキシャル成長法による
InPエピタキシャルウェハを提供することにある。
[課題を解決するための手段]
この発明の1nPエピタキシヤルウエハは、InP単結
晶基板の上方に気相法により半導体薄膜をエピタキシャ
ル成長させたInPエピタキシャルウェハであり、In
P単結晶基板の上に液相エピタキシャル成長法により少
なくとも1層の中間薄膜層を形成し、この中間薄膜層の
上に半導体薄膜を形成したことを特徴としている。
晶基板の上方に気相法により半導体薄膜をエピタキシャ
ル成長させたInPエピタキシャルウェハであり、In
P単結晶基板の上に液相エピタキシャル成長法により少
なくとも1層の中間薄膜層を形成し、この中間薄膜層の
上に半導体薄膜を形成したことを特徴としている。
[作用]
本発明者は、InP単結晶基板の上に液相エピタキシャ
ル成長法により、InPおよびI nGaAs等の半導
体薄膜を形成した場合、それらがノンドープに近い低不
純物濃度の半導体薄膜であっても、それらのエッチピッ
ト密度(EPD)はInP単結晶基板のそれよりも2桁
以上小さな値であることを見出だしている。このため、
InP単結晶基板の上に液相エピタキシャル成長法によ
り結晶欠陥の少ない半導体薄膜を中間薄膜層として形成
し、この結晶欠陥の少ない中間薄膜層の上に半導体薄膜
を形成させることにより、結晶欠陥の非常に少ない半導
体薄膜を形成させることができる。
ル成長法により、InPおよびI nGaAs等の半導
体薄膜を形成した場合、それらがノンドープに近い低不
純物濃度の半導体薄膜であっても、それらのエッチピッ
ト密度(EPD)はInP単結晶基板のそれよりも2桁
以上小さな値であることを見出だしている。このため、
InP単結晶基板の上に液相エピタキシャル成長法によ
り結晶欠陥の少ない半導体薄膜を中間薄膜層として形成
し、この結晶欠陥の少ない中間薄膜層の上に半導体薄膜
を形成させることにより、結晶欠陥の非常に少ない半導
体薄膜を形成させることができる。
第5図は従来のウェハの一例を模式的に示す断面図であ
る。第5図に示すように、従来のウェハは、InP単結
晶基板11の上に直接半導体薄膜13が気相エピタキシ
ャル成長法により形成されている。
る。第5図に示すように、従来のウェハは、InP単結
晶基板11の上に直接半導体薄膜13が気相エピタキシ
ャル成長法により形成されている。
第6図は、InP単結晶基板の結晶欠陥を模式的に示す
平面図である。第6図に示すように、InP単結晶基板
11の外周近傍には、転位14やスリップ15が多く存
在している。このようなInP単結晶基板11の上に直
接半導体薄膜13を形成するとこの半導体薄膜13にも
このような結晶欠陥が引き継がれることが知られている
。
平面図である。第6図に示すように、InP単結晶基板
11の外周近傍には、転位14やスリップ15が多く存
在している。このようなInP単結晶基板11の上に直
接半導体薄膜13を形成するとこの半導体薄膜13にも
このような結晶欠陥が引き継がれることが知られている
。
第7図は、第6図の1nP単結晶基板の上に直接形成さ
れた半導体薄膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である
。第7図に示すように、第6図に示すInP単結晶基板
の結晶欠陥をそのまま引継ぎ、半導体薄膜13の外周近
傍に、転位18およびスリップ19が存在している。
れた半導体薄膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である
。第7図に示すように、第6図に示すInP単結晶基板
の結晶欠陥をそのまま引継ぎ、半導体薄膜13の外周近
傍に、転位18およびスリップ19が存在している。
第1図は、この発明のウェハを模式的に示す断面図であ
る。第1図に示すように、InP単結晶基板1の上に中
間薄膜層2を形成し、この中間薄膜層2の上に半導体薄
膜3を形成している。
る。第1図に示すように、InP単結晶基板1の上に中
間薄膜層2を形成し、この中間薄膜層2の上に半導体薄
膜3を形成している。
第2図は、第6図と同様にInP単結晶基板の結晶欠陥
を模式的に示した平面図である。第6図と同様に、In
P単結晶基板1の外周近傍には転位4およびスリップ5
が多く存在している。
を模式的に示した平面図である。第6図と同様に、In
P単結晶基板1の外周近傍には転位4およびスリップ5
が多く存在している。
第3図は、第2図に示すInP単結晶基板の上に形成し
た中間薄膜層の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。
た中間薄膜層の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。
第3図に示すように、中間薄膜層2の外周近傍にも若干
の転位6やスリップ7などの結晶欠陥は存在するが、そ
の数はInP単結晶基板1に比べると著しく少ない。
の転位6やスリップ7などの結晶欠陥は存在するが、そ
の数はInP単結晶基板1に比べると著しく少ない。
第4図は、第3図の中間薄膜層の上に形成した半導体薄
膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。第4図に示
すように、結晶欠陥の少ない中間薄膜層2の上に形成し
た半導体薄膜3は、中間薄膜層2の結晶欠陥をそのまま
引継ぎ、転位8およびスリップ9が存在するが、その数
はInP単結晶基板1に比べると著しく少なくなってい
る。
膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。第4図に示
すように、結晶欠陥の少ない中間薄膜層2の上に形成し
た半導体薄膜3は、中間薄膜層2の結晶欠陥をそのまま
引継ぎ、転位8およびスリップ9が存在するが、その数
はInP単結晶基板1に比べると著しく少なくなってい
る。
このように、この発明に従えば、半導体薄膜における結
晶欠陥が著しく少ないInPエピタキシャルウェハとす
ることができる。
晶欠陥が著しく少ないInPエピタキシャルウェハとす
ることができる。
この発明において、InP単結晶基板の上に形成する中
間薄膜層の組成は特に限定されるものではなく、InP
やInGaAs等の組成の薄膜を少なくとも1層以上形
成させることができる。また中間薄膜層には、S(硫黄
)、Sn(錫)、およびZn(亜鉛)等の不純物元素の
うちの少なくとも1つをドーピングすることもできる。
間薄膜層の組成は特に限定されるものではなく、InP
やInGaAs等の組成の薄膜を少なくとも1層以上形
成させることができる。また中間薄膜層には、S(硫黄
)、Sn(錫)、およびZn(亜鉛)等の不純物元素の
うちの少なくとも1つをドーピングすることもできる。
この際ドーピング量は3 X 1018m−’以下であ
ることが好ましい。
ることが好ましい。
この発明において中間薄膜層の厚みは特に限定されるも
のではないが、気相エピタキシャル成長の過程において
、InP単結晶基板の結晶欠陥が成長して液相エピタキ
シャル成長法で形成した中間薄膜層にまで到達し得ない
ような十分な厚みであることが望ましい。また!nP単
結晶基板が不純物を高濃度にドーピングしたものである
場合には、気相エピタキシャル成長過程において、In
P単結晶基板中の不純物が液相エピタキシャル成長法で
形成した中間薄膜層にまで熱拡散しないような十分な厚
みであることが好ましい。具体的には、1μm以上であ
ることが好ましい。
のではないが、気相エピタキシャル成長の過程において
、InP単結晶基板の結晶欠陥が成長して液相エピタキ
シャル成長法で形成した中間薄膜層にまで到達し得ない
ような十分な厚みであることが望ましい。また!nP単
結晶基板が不純物を高濃度にドーピングしたものである
場合には、気相エピタキシャル成長過程において、In
P単結晶基板中の不純物が液相エピタキシャル成長法で
形成した中間薄膜層にまで熱拡散しないような十分な厚
みであることが好ましい。具体的には、1μm以上であ
ることが好ましい。
[実施例コ
直径2インチ、厚み350μmのSをドープした単結晶
1nPウエハ(ドープ量は8X1018cm−りの上に
、スライド・ボート式液相エピタキシャル成長法により
、SnをドープしたInP(ドープ量は1〜2 X 1
018c m−’)の中間薄膜層を10μmの厚みで形
成した。この上に、VPE法により、InP(ノンドー
プ)を2μm、 1nGaAs (ノンドープ)を
4μmS InP (ノンドープ)を2μmの厚みで
順次連続的に形成させた。
1nPウエハ(ドープ量は8X1018cm−りの上に
、スライド・ボート式液相エピタキシャル成長法により
、SnをドープしたInP(ドープ量は1〜2 X 1
018c m−’)の中間薄膜層を10μmの厚みで形
成した。この上に、VPE法により、InP(ノンドー
プ)を2μm、 1nGaAs (ノンドープ)を
4μmS InP (ノンドープ)を2μmの厚みで
順次連続的に形成させた。
また、比較のために、中間薄膜層を形成せずに、Sをド
ープした単結晶InP基板の上に上記と同じVPE法に
より同じ構造の半導体薄膜を直接形成してInPエピタ
キシャルウェハを作製した。
ープした単結晶InP基板の上に上記と同じVPE法に
より同じ構造の半導体薄膜を直接形成してInPエピタ
キシャルウェハを作製した。
以上のようにして得られたInPエピタキシャルウェハ
を用いて受光素子を作製し、暗電流の測定を行なった。
を用いて受光素子を作製し、暗電流の測定を行なった。
その結果、この発明に従い中間薄膜層を形成しその上に
半導体薄膜を形成したInPウェハを用いたものでは、
ウェハ全面にわたって良好な低い暗電流値が観測された
。これに対し、比較の中間薄膜層を形成していないIn
Pウェハでは、ウェハの外周周辺部で大きな暗電流値が
観測された。
半導体薄膜を形成したInPウェハを用いたものでは、
ウェハ全面にわたって良好な低い暗電流値が観測された
。これに対し、比較の中間薄膜層を形成していないIn
Pウェハでは、ウェハの外周周辺部で大きな暗電流値が
観測された。
また、中間薄膜層としてInPのドープ量をノンドープ
に近い10 ”c m−’のオーダにさげたInPウェ
ハについても上記と同様に作製し、これを用いて受光素
子を作製したところ、ウェハ全面にわたって良好な低い
暗電流値が観測された。
に近い10 ”c m−’のオーダにさげたInPウェ
ハについても上記と同様に作製し、これを用いて受光素
子を作製したところ、ウェハ全面にわたって良好な低い
暗電流値が観測された。
[発明の効果コ
以上説明したように、この発明に従えば、半導体薄膜の
内部に結晶欠陥の少ないInPエピタキシャルウェハと
することができる。このため、直径2インチあるいは3
インチ等の大型のInPエピタキシャルウェハとした場
合にも、歩留りよく受光素子や発光素子等の素子を製造
することのできるエピタキシャルウェハとすることがで
きる。
内部に結晶欠陥の少ないInPエピタキシャルウェハと
することができる。このため、直径2インチあるいは3
インチ等の大型のInPエピタキシャルウェハとした場
合にも、歩留りよく受光素子や発光素子等の素子を製造
することのできるエピタキシャルウェハとすることがで
きる。
第1図は、この発明のウニl\の一例を模式的に示す断
面図である。 第2図は、InP単結晶の結晶欠陥を模式的に示す平面
図である。 第3図は、第2図のInP単結晶上に形成した中間薄膜
層の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。 第4図は、第3図の中間薄膜層の上に形成した半導体薄
膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。 第5図は、従来のウェハの一例を模式的に示す断面図で
ある。 第6図は、1nP単結晶の結晶欠陥を模式的に示す平面
図である。 第7図は、第6図のInP単結晶基板の上に直接形成し
た半導体薄膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。 図において、1はInP単結晶基板、2は中間薄膜層、
3は半導体薄膜、4は転位、5はスリ・ツブ、6は転位
、7はスリップ、8は転位、9はスリップを示す。 (ほか2名) 第2図 第3図 第4図
面図である。 第2図は、InP単結晶の結晶欠陥を模式的に示す平面
図である。 第3図は、第2図のInP単結晶上に形成した中間薄膜
層の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。 第4図は、第3図の中間薄膜層の上に形成した半導体薄
膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。 第5図は、従来のウェハの一例を模式的に示す断面図で
ある。 第6図は、1nP単結晶の結晶欠陥を模式的に示す平面
図である。 第7図は、第6図のInP単結晶基板の上に直接形成し
た半導体薄膜の結晶欠陥を模式的に示す平面図である。 図において、1はInP単結晶基板、2は中間薄膜層、
3は半導体薄膜、4は転位、5はスリ・ツブ、6は転位
、7はスリップ、8は転位、9はスリップを示す。 (ほか2名) 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- (1)InP単結晶基板の上方に気相法により半導体薄
膜をエピタキシャル成長させたInPエピタキシャルウ
ェハであって、 前記1nP単結晶基板の上に液相エピタキシャル成長法
により少なくとも1層の中間薄膜層を形成し、この中間
薄膜層の上に前記半導体薄膜を形成した、InPエピタ
キシャルウェハ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6793290A JPH03265595A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | InPエピタキシャルウェハ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6793290A JPH03265595A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | InPエピタキシャルウェハ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03265595A true JPH03265595A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13359194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6793290A Pending JPH03265595A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | InPエピタキシャルウェハ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03265595A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008098297A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP6793290A patent/JPH03265595A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008098297A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
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