JPH04306821A - 化合物半導体結晶成長方法 - Google Patents
化合物半導体結晶成長方法Info
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- JPH04306821A JPH04306821A JP3100431A JP10043191A JPH04306821A JP H04306821 A JPH04306821 A JP H04306821A JP 3100431 A JP3100431 A JP 3100431A JP 10043191 A JP10043191 A JP 10043191A JP H04306821 A JPH04306821 A JP H04306821A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は化合物半導体の結晶成
長方法において、特に、量子効果デバイスに応用される
量子細線，量子箱等の構造を形成する方法に関するもの
である。
長方法において、特に、量子効果デバイスに応用される
量子細線，量子箱等の構造を形成する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の高機能化の方法とし
て、量子効果デバイスが注目されている。量子効果デバ
イスとは、半導体基板上に１０ｎｍオーダーの量子サイ
ズの構造を形成し、それにより得られる電子の波動性や
閉じ込め効果をデバイス特性として利用しようとするも
のである。量子サイズの構造の作製方法の１つとして基
板上に断面が階段状の形状を持つ周期構造を形成し、こ
の上に量子構造を形成する方法がある。図５は階段状の
周期構造を形成する方法の一例として、アプライド
フィジクス レターズ ５５巻 ９号 １９８
９年８月２８日８６７頁〜８６９頁（Ａｐｐｌ． Ｐｈ
ｙｓ． Ｌｅｔｔ． ５５（９）， Ｐ８６７ 〜８６
９，２８ Ａｕｇｕｓｔ １９８９） に記載された工
程の流れ（プロセスフロー）を示す断面図であり、図に
おいて、１はＧａＡｓ（ガリウムヒ素）基板、２はレジ
スト、３はエッチングにより形成された溝、４はＧａＡ
ｓ基板１上に成長したＧａＡｓ層である。
て、量子効果デバイスが注目されている。量子効果デバ
イスとは、半導体基板上に１０ｎｍオーダーの量子サイ
ズの構造を形成し、それにより得られる電子の波動性や
閉じ込め効果をデバイス特性として利用しようとするも
のである。量子サイズの構造の作製方法の１つとして基
板上に断面が階段状の形状を持つ周期構造を形成し、こ
の上に量子構造を形成する方法がある。図５は階段状の
周期構造を形成する方法の一例として、アプライド
フィジクス レターズ ５５巻 ９号 １９８
９年８月２８日８６７頁〜８６９頁（Ａｐｐｌ． Ｐｈ
ｙｓ． Ｌｅｔｔ． ５５（９）， Ｐ８６７ 〜８６
９，２８ Ａｕｇｕｓｔ １９８９） に記載された工
程の流れ（プロセスフロー）を示す断面図であり、図に
おいて、１はＧａＡｓ（ガリウムヒ素）基板、２はレジ
スト、３はエッチングにより形成された溝、４はＧａＡ
ｓ基板１上に成長したＧａＡｓ層である。
【０００３】次に工程の流れについて説明する。まず、
基板として表面の方位が（１００面）より＜１１１＞方
向に６°だけ傾けて研磨されたＧａＡｓ基板１を用いる
。この上にレジスト２を塗布する（図５（ａ））。次い
で、フォトリソグラフィー技術により、レジストパター
ン２ａを形成する（図５（ｂ））。パターン２ａは一定
間隔で、レジストが除去された部分は図５の紙面に垂直
な方向に連続している。そして、このレジストパターン
２ａをマスクとしてエッチング液中にてＧａＡｓ基板１
のエッチングを行うことにより、基板１の表面に溝３を
形成する（図５（ｃ））。そしてレジストパターン２ａ
を除去すると、溝３が周期的に配置されたＧａＡｓ基板
１が得られる（図５（ｄ））。そして、この基板１上に
ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）によりＧａＡｓの
成長を行うと、溝の周期と同一周期を持った階段状の断
面を持つＧａＡｓ成長層４が得られる。
基板として表面の方位が（１００面）より＜１１１＞方
向に６°だけ傾けて研磨されたＧａＡｓ基板１を用いる
。この上にレジスト２を塗布する（図５（ａ））。次い
で、フォトリソグラフィー技術により、レジストパター
ン２ａを形成する（図５（ｂ））。パターン２ａは一定
間隔で、レジストが除去された部分は図５の紙面に垂直
な方向に連続している。そして、このレジストパターン
２ａをマスクとしてエッチング液中にてＧａＡｓ基板１
のエッチングを行うことにより、基板１の表面に溝３を
形成する（図５（ｃ））。そしてレジストパターン２ａ
を除去すると、溝３が周期的に配置されたＧａＡｓ基板
１が得られる（図５（ｄ））。そして、この基板１上に
ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）によりＧａＡｓの
成長を行うと、溝の周期と同一周期を持った階段状の断
面を持つＧａＡｓ成長層４が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプロセスでは、基板１への周期構造の形成のた
めにレジスト２ａ塗布，レジストパターン２ａ形成のた
めのフォトリソグラフィー工程，基板１のエッチング工
程，レジストパターン２ａの除去工程と複雑な工程が必
要であり、工程コストが大きくなるという問題があった
。
た従来のプロセスでは、基板１への周期構造の形成のた
めにレジスト２ａ塗布，レジストパターン２ａ形成のた
めのフォトリソグラフィー工程，基板１のエッチング工
程，レジストパターン２ａの除去工程と複雑な工程が必
要であり、工程コストが大きくなるという問題があった
。
【０００５】また、工程中に基板１表面が汚染され、結
晶成長時に成長結晶膜４の膜質が劣化するという問題が
あった。
晶成長時に成長結晶膜４の膜質が劣化するという問題が
あった。
【０００６】また、さらには周期構造が溝であるため、
ＧａＡｓ層４の成長時に穴をうめることが必要であり、
階段状の形状を得るためには厚いＧａＡｓ層４を成長す
る必要がある等の問題があった。
ＧａＡｓ層４の成長時に穴をうめることが必要であり、
階段状の形状を得るためには厚いＧａＡｓ層４を成長す
る必要がある等の問題があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、簡単な工程で、しかも基板を汚
染することなく基板に周期構造を形成でき、良質な階段
状の形状を効率良く形成することができる化合物半導体
結晶成長方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、簡単な工程で、しかも基板を汚
染することなく基板に周期構造を形成でき、良質な階段
状の形状を効率良く形成することができる化合物半導体
結晶成長方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る化合物半
導体結晶成長方法は、半導体結晶の低指数面よりわずか
に傾いた平坦な表面を持つ化合物半導体基板に、周期構
造を形成し、この上に気相成長法により半導体結晶を成
長させることにより、階段状の表面形状を得て、この形
状を利用して量子効果の得られる構造を作製する結晶成
長方法において、周期構造の形成を気相成長法により行
うようにしたものである。
導体結晶成長方法は、半導体結晶の低指数面よりわずか
に傾いた平坦な表面を持つ化合物半導体基板に、周期構
造を形成し、この上に気相成長法により半導体結晶を成
長させることにより、階段状の表面形状を得て、この形
状を利用して量子効果の得られる構造を作製する結晶成
長方法において、周期構造の形成を気相成長法により行
うようにしたものである。
【０００９】また、この発明に係る化合物半導体結晶成
長方法は、上記周期構造の形成をイオン注入法により行
うようにしたものである。
長方法は、上記周期構造の形成をイオン注入法により行
うようにしたものである。
【００１０】
【作用】この発明における化合物半導体結晶成長方法で
は、周期構造の形成を、気相成長法あるいはイオン注入
法により行うようにしたので、単一の工程によって周期
構造が形成され、また、周期構造を形成する工程と、そ
れに続く結晶成長の工程とを連続して同一装置内で行う
ことができるため、基板の汚染を生じない。
は、周期構造の形成を、気相成長法あるいはイオン注入
法により行うようにしたので、単一の工程によって周期
構造が形成され、また、周期構造を形成する工程と、そ
れに続く結晶成長の工程とを連続して同一装置内で行う
ことができるため、基板の汚染を生じない。
【００１１】さらに、周期構造は気相成長法によれば凸
状となり、イオン注入法によれば平坦となり、従来のよ
うに溝ではなくなるので、結晶成長工程での膜厚を薄く
しても良好な階段状形状が得られる。
状となり、イオン注入法によれば平坦となり、従来のよ
うに溝ではなくなるので、結晶成長工程での膜厚を薄く
しても良好な階段状形状が得られる。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による化合物半導
体結晶成長方法の工程の流れを示す斜視図及び断面図で
あり、１は従来例と同じく表面の方位が（１００面）よ
り＜１１１＞方向に６°だけ傾けて研磨されたＧａＡｓ
基板、４は結晶成長したＧａＡｓ層であり、５は部分的
に形成されたＧａＡｓ結晶、８はレーザ光を示す。
体結晶成長方法の工程の流れを示す斜視図及び断面図で
あり、１は従来例と同じく表面の方位が（１００面）よ
り＜１１１＞方向に６°だけ傾けて研磨されたＧａＡｓ
基板、４は結晶成長したＧａＡｓ層であり、５は部分的
に形成されたＧａＡｓ結晶、８はレーザ光を示す。
【００１３】次に工程の流れを説明する。本実施例では
、ＧａＡｓ基板１の表面に階段状の形状を形成するに当
たり、ＭＯＣＶＤ装置を用いる。まず、ＭＯＣＶＤ装置
内で反応ガスを流し、ＧａＡｓ基板１を３００℃〜４０
０℃の温度に保つ。この状態では基板温度は反応ガスが
分解する温度に比べて低いため、ＧａＡｓの成長は起こ
らない。これにレーザ光を部分的に照射すると、レーザ
光が当たった部分にのみＧａＡｓ結晶が形成される。 従ってこのレーザ光８を基板１面上で走査することによ
り、周期的な凸部形状のＧａＡｓ結晶５を基板１上に形
成することができる。レーザ光８は基板１の表面に垂直
に入射させ、その走査方向は、基板１を（１００）面か
ら６°傾けた方向に直角な方向、即ち＜１１１＞方向に
対して直角な方向とする（図１（ａ） ，及び図１（ｂ
））。
、ＧａＡｓ基板１の表面に階段状の形状を形成するに当
たり、ＭＯＣＶＤ装置を用いる。まず、ＭＯＣＶＤ装置
内で反応ガスを流し、ＧａＡｓ基板１を３００℃〜４０
０℃の温度に保つ。この状態では基板温度は反応ガスが
分解する温度に比べて低いため、ＧａＡｓの成長は起こ
らない。これにレーザ光を部分的に照射すると、レーザ
光が当たった部分にのみＧａＡｓ結晶が形成される。 従ってこのレーザ光８を基板１面上で走査することによ
り、周期的な凸部形状のＧａＡｓ結晶５を基板１上に形
成することができる。レーザ光８は基板１の表面に垂直
に入射させ、その走査方向は、基板１を（１００）面か
ら６°傾けた方向に直角な方向、即ち＜１１１＞方向に
対して直角な方向とする（図１（ａ） ，及び図１（ｂ
））。
【００１４】次いで、基板温度を７００℃程度に上げる
と反応ガスの熱分解が始まり、通常のＭＯＣＶＤ成長の
状態となる。このとき、先にレーザ光照射により部分的
に形成したＧａＡｓ結晶５の周期に従った階段状のＧａ
Ａｓ層４が得られる （図１（ｃ））。
と反応ガスの熱分解が始まり、通常のＭＯＣＶＤ成長の
状態となる。このとき、先にレーザ光照射により部分的
に形成したＧａＡｓ結晶５の周期に従った階段状のＧａ
Ａｓ層４が得られる （図１（ｃ））。
【００１５】ここで、階段状の形状が得られる原理につ
いて説明する。図４はその原理を示す断面図であり、図
１と同一符号は同一または相当部分を示し、１０は基板
面上の原子ステップ、９はステップの進行が妨げられる
位置を示す。１１は階段の高さ（ｈ）、１２は階段の周
期（Ｌ）である。本実施例で使用するＧａＡｓ基板１は
（１００）面から＜１１１＞方向に６°だけ傾けられて
いるため、その表面は（１００）面と周期的な原子ステ
ップ１０（高さ０．２８ｎｍ）の段差で階段状に構成さ
れている（図４（ａ））。この上に一般的なＭＯＣＶＤ
成長を行うと、この原子ステップ１０が成長核として働
き、ステップはある速度ｖで右側に進行していく。この
ような状態ではＧａＡｓ成長層４の表面形状は変化しな
い。 これが（１００）面から傾いた表面を持つ基板上での成
長原理である。今、図４（ｃ） に示すように矢印９で
示した位置に上記の成長に伴う原子ステップの進行を妨
げる機構が働くと、図４（ｂ） で左から進行してくる
原子ステップが矢印９の位置で集積し、この位置での段
差がだんだん高くなっていく。また、矢印９の位置の右
側では左側から原子ステップの供給が起こらないため、
（１００）面を表面に持つ平坦な領域が右方向へ広がっ
ていく（図４（ｃ））。さらに、成長が進むと、９の位
置での高さｈの段差及び（１００）面で構成された平坦
な部分から構成された階段状の形状の表面形状が得られ
る。この時、段差高さｈは段差の周期Ｌと基板の（１０
０）面からの傾き６°を用いてｈ＝Ｌ・ｔａｎ６°の関
係で示される。従って、周期Ｌと基板を傾ける角度を適
当に選ぶことによって任意の高さｈを持つ構造を形成で
きる。
いて説明する。図４はその原理を示す断面図であり、図
１と同一符号は同一または相当部分を示し、１０は基板
面上の原子ステップ、９はステップの進行が妨げられる
位置を示す。１１は階段の高さ（ｈ）、１２は階段の周
期（Ｌ）である。本実施例で使用するＧａＡｓ基板１は
（１００）面から＜１１１＞方向に６°だけ傾けられて
いるため、その表面は（１００）面と周期的な原子ステ
ップ１０（高さ０．２８ｎｍ）の段差で階段状に構成さ
れている（図４（ａ））。この上に一般的なＭＯＣＶＤ
成長を行うと、この原子ステップ１０が成長核として働
き、ステップはある速度ｖで右側に進行していく。この
ような状態ではＧａＡｓ成長層４の表面形状は変化しな
い。 これが（１００）面から傾いた表面を持つ基板上での成
長原理である。今、図４（ｃ） に示すように矢印９で
示した位置に上記の成長に伴う原子ステップの進行を妨
げる機構が働くと、図４（ｂ） で左から進行してくる
原子ステップが矢印９の位置で集積し、この位置での段
差がだんだん高くなっていく。また、矢印９の位置の右
側では左側から原子ステップの供給が起こらないため、
（１００）面を表面に持つ平坦な領域が右方向へ広がっ
ていく（図４（ｃ））。さらに、成長が進むと、９の位
置での高さｈの段差及び（１００）面で構成された平坦
な部分から構成された階段状の形状の表面形状が得られ
る。この時、段差高さｈは段差の周期Ｌと基板の（１０
０）面からの傾き６°を用いてｈ＝Ｌ・ｔａｎ６°の関
係で示される。従って、周期Ｌと基板を傾ける角度を適
当に選ぶことによって任意の高さｈを持つ構造を形成で
きる。
【００１６】図２はこの発明の一実施例の工程の流れの
うち、ＭＯＣＶＤ成長で階段状の形状が形成されていく
状態を示す断面図であり、図中、図１と同一符号は同一
又は相当部分を示す。まず、基板１として（１００）面
から＜１１１＞方向に６°傾けたＧａＡｓ基板を用い、
この表面にレーザ光照射により周期的にＧａＡｓ結晶の
凸部５を形成し（図２ａ）、さらにこの上にＭＯＣＶＤ
成長を行う場合、この凸部５が先の原理説明で述べた原
子ステップの進行を妨げる機能を果たす。ＭＯＣＶＤ成
長により基板１上にＧａＡｓ層４が成長していくに従い
、凸部５の右側では原子ステップの進行が妨げられるた
めに、（１００）面が基板１の表面に対し６°の傾きを
持って現れ、その面積はしだいに拡大していく（図２（
ｂ），（ｃ））。図２（ｃ） において、成長したＧａ
Ａｓ層４ａ表面は（１００）面と、（１００）面から６
°傾いた面（元の基板１の面）と（１１１）面とから構
成される。 さらにＧａＡｓ層５が成長し、（１００）面がとなりの
凸部５の上まで進行すると、（１００）面から６°傾い
た面は消失し、ＧａＡｓ成長層４ａ表面は（１００）面
と（１１１）面から構成された階段状の表面形状となる
。
うち、ＭＯＣＶＤ成長で階段状の形状が形成されていく
状態を示す断面図であり、図中、図１と同一符号は同一
又は相当部分を示す。まず、基板１として（１００）面
から＜１１１＞方向に６°傾けたＧａＡｓ基板を用い、
この表面にレーザ光照射により周期的にＧａＡｓ結晶の
凸部５を形成し（図２ａ）、さらにこの上にＭＯＣＶＤ
成長を行う場合、この凸部５が先の原理説明で述べた原
子ステップの進行を妨げる機能を果たす。ＭＯＣＶＤ成
長により基板１上にＧａＡｓ層４が成長していくに従い
、凸部５の右側では原子ステップの進行が妨げられるた
めに、（１００）面が基板１の表面に対し６°の傾きを
持って現れ、その面積はしだいに拡大していく（図２（
ｂ），（ｃ））。図２（ｃ） において、成長したＧａ
Ａｓ層４ａ表面は（１００）面と、（１００）面から６
°傾いた面（元の基板１の面）と（１１１）面とから構
成される。 さらにＧａＡｓ層５が成長し、（１００）面がとなりの
凸部５の上まで進行すると、（１００）面から６°傾い
た面は消失し、ＧａＡｓ成長層４ａ表面は（１００）面
と（１１１）面から構成された階段状の表面形状となる
。
【００１７】このような本実施例によれば、基板１の表
面に周期構造を形成するに際し、気相成長法を用いるよ
うにしたので、単一の工程によって周期構造を形成する
ことができ、従来のような複雑な工程が要らなくなり、
工程コストが大幅に低減できる。
面に周期構造を形成するに際し、気相成長法を用いるよ
うにしたので、単一の工程によって周期構造を形成する
ことができ、従来のような複雑な工程が要らなくなり、
工程コストが大幅に低減できる。
【００１８】また、周期構造を形成する工程と、それに
続く結晶成長の工程とを連続して同一装置内で行うこと
ができるため、基板の汚染を生じず、これにより、結晶
成長時の成長結晶膜４の膜質を良好なものとすることが
できる。
続く結晶成長の工程とを連続して同一装置内で行うこと
ができるため、基板の汚染を生じず、これにより、結晶
成長時の成長結晶膜４の膜質を良好なものとすることが
できる。
【００１９】また、さらには本実施例の周期構造は凸状
であり、従来のような溝ではないので、結晶成長工程で
の膜厚を薄くしても良好な階段状形状が得られ、階段状
の形状を効率良く形成することができる。
であり、従来のような溝ではないので、結晶成長工程で
の膜厚を薄くしても良好な階段状形状が得られ、階段状
の形状を効率良く形成することができる。
【００２０】また、図３はこの発明の他の実施例による
化合物半導体結晶成長方法の工程の流れを示す斜視図及
び断面図であり、１は従来例と同じく表面の方位が（１
００）面から６°傾いたＧａＡｓ基板、４は結晶成長し
たＧａＡｓ層、６はイオンビーム、７はイオン注入によ
り結晶がアモルファス化した部分を示す。
化合物半導体結晶成長方法の工程の流れを示す斜視図及
び断面図であり、１は従来例と同じく表面の方位が（１
００）面から６°傾いたＧａＡｓ基板、４は結晶成長し
たＧａＡｓ層、６はイオンビーム、７はイオン注入によ
り結晶がアモルファス化した部分を示す。
【００２１】次に工程の流れを説明する。この方法では
、イオン注入を行う真空チャンバ及びそれに接続された
ＭＯＣＶＤ装置を用いる。まず、真空チャンバ内に配置
されたＧａＡｓ基板１に集束イオンビーム６を照射する
。このイオン注入によって照射部のＧａＡｓ基板１の結
晶をアモルファス化する。このときイオン源としてはド
ーピング用に用いられるＳｉ，Ｍｇ，Ｂｅ等に比べ質量
の大きいＡｒ等を用いるのが結晶改質効果の点から望ま
しい。イオンビームの走査は上記実施例と同様に基板を
（１００）面から６°傾けた方向に対して直角、即ち
＜１１１＞方向に対して直角になる方向に行う。
、イオン注入を行う真空チャンバ及びそれに接続された
ＭＯＣＶＤ装置を用いる。まず、真空チャンバ内に配置
されたＧａＡｓ基板１に集束イオンビーム６を照射する
。このイオン注入によって照射部のＧａＡｓ基板１の結
晶をアモルファス化する。このときイオン源としてはド
ーピング用に用いられるＳｉ，Ｍｇ，Ｂｅ等に比べ質量
の大きいＡｒ等を用いるのが結晶改質効果の点から望ま
しい。イオンビームの走査は上記実施例と同様に基板を
（１００）面から６°傾けた方向に対して直角、即ち
＜１１１＞方向に対して直角になる方向に行う。
【００２２】次いで、基板１をＭＯＣＶＤ炉内に移し、
ＧａＡｓ層４の成長を行う。このとき、先にアモルファ
ス化した部分７が原子ステップの進行を妨げる働きをす
る。従って、ＧａＡｓ層４の成長が進むにつれて、アモ
ルファス化した部分７の位置を起点として（１００）面
が拡大していき（図３（ｃ） 〜（ｄ））、一定以上Ｇ
ａＡｓ層が成長すると、（１００）面と（１１１）面で
囲まれた階段状の表面形状を持つＧａＡｓ層４が得られ
る。
ＧａＡｓ層４の成長を行う。このとき、先にアモルファ
ス化した部分７が原子ステップの進行を妨げる働きをす
る。従って、ＧａＡｓ層４の成長が進むにつれて、アモ
ルファス化した部分７の位置を起点として（１００）面
が拡大していき（図３（ｃ） 〜（ｄ））、一定以上Ｇ
ａＡｓ層が成長すると、（１００）面と（１１１）面で
囲まれた階段状の表面形状を持つＧａＡｓ層４が得られ
る。
【００２３】このような本実施例においても、上記実施
例と同様に、単一の工程によって周期構造を形成するこ
とができるので、製造コストの低減が図れる。また、基
板を汚染することなく基板に周期構造を形成でき、さら
には周期構造が平坦状であるので、結晶成長工程での膜
厚を充分に薄くでき、これにより、良質の階段状形状を
効率よく形成することができる。
例と同様に、単一の工程によって周期構造を形成するこ
とができるので、製造コストの低減が図れる。また、基
板を汚染することなく基板に周期構造を形成でき、さら
には周期構造が平坦状であるので、結晶成長工程での膜
厚を充分に薄くでき、これにより、良質の階段状形状を
効率よく形成することができる。
【００２４】なお、上記の実施例では一例として基板を
（１００）面から＜１１１＞方向に６°だけ傾いたもの
を用いたが、この傾ける角度は６°に限らず、２°〜１
０°程度の範囲で任意に選ぶことができる。
（１００）面から＜１１１＞方向に６°だけ傾いたもの
を用いたが、この傾ける角度は６°に限らず、２°〜１
０°程度の範囲で任意に選ぶことができる。
【００２５】また、上記の実施例では、基板１として（
１００）面から＜１１１＞方向に６°傾けたＧａＡｓ基
板を用いたが、この基板１の基本となる面は（１００）
面に限らず、（１１０）面や（１１１）面等の他の低指
数面であってもよい。この場合においても、これらの低
指数面をある方向に僅かに傾けた基板を用いることによ
り、上記の実施例と同様の効果を得ることができる。
１００）面から＜１１１＞方向に６°傾けたＧａＡｓ基
板を用いたが、この基板１の基本となる面は（１００）
面に限らず、（１１０）面や（１１１）面等の他の低指
数面であってもよい。この場合においても、これらの低
指数面をある方向に僅かに傾けた基板を用いることによ
り、上記の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２６】さらに、上記の実施例では原子ステップの
進行を妨げる位置は周期Ｌで一定として配置したが、こ
れは１つの基板上に数種の周期を持つように配置しても
よい。
進行を妨げる位置は周期Ｌで一定として配置したが、こ
れは１つの基板上に数種の周期を持つように配置しても
よい。
【００２７】また、原子ステップの進行を妨げる構造は
、基板の傾きに対して垂直になるように直線的に配置し
たが、この形状は必ずしも直線でなくてもよく、例えば
、断続的な線分であったり、曲線であったりしてもよい
。
、基板の傾きに対して垂直になるように直線的に配置し
たが、この形状は必ずしも直線でなくてもよく、例えば
、断続的な線分であったり、曲線であったりしてもよい
。
【００２８】また、上記の実施例では、基板としてＧａ
Ａｓ基板を用いた例について示したが、本発明はＧａＡ
ｓ基板を用いるものに限定されるものではなく、例えば
、ＩｎＰ，ＧａＰ，ＩｎＧａＰ，ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＧ
ａＡｓ等の他のＩＩＩ −Ｖ族化物半導体基板や、ＩＩ
−ＩＶ族化合物半導体基板，ＩＶ−ＶＩ族化合物半導体
基板などの他の化合物半導体基板を用いるようにしても
よい。
Ａｓ基板を用いた例について示したが、本発明はＧａＡ
ｓ基板を用いるものに限定されるものではなく、例えば
、ＩｎＰ，ＧａＰ，ＩｎＧａＰ，ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＧ
ａＡｓ等の他のＩＩＩ −Ｖ族化物半導体基板や、ＩＩ
−ＩＶ族化合物半導体基板，ＩＶ−ＶＩ族化合物半導体
基板などの他の化合物半導体基板を用いるようにしても
よい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、階段
状表面形状を得るために基板上に作製する周期構造を、
レーザを用いた気相成長法ならびにイオン注入法により
形成したので、周期構造を単一工程で簡単に形成するこ
とができ、製造コストを低減できるという効果がある。
状表面形状を得るために基板上に作製する周期構造を、
レーザを用いた気相成長法ならびにイオン注入法により
形成したので、周期構造を単一工程で簡単に形成するこ
とができ、製造コストを低減できるという効果がある。
【００３０】また、周期構造の形成の際に基板の汚染が
生じないので、その上に良質の階段状の表面形状の化合
物半導体層を形成できるという効果がある。
生じないので、その上に良質の階段状の表面形状の化合
物半導体層を形成できるという効果がある。
【００３１】また、さらには、周期構造を凸状あるいは
平坦状とできるので、形成するパターンの自由度が高く
なる上、この上に階段状の表面形状の化合物半導体層を
薄く設けることができ、これにより、高品位の階段状表
面形状を容易に、再現性良く形成できるという効果があ
る。
平坦状とできるので、形成するパターンの自由度が高く
なる上、この上に階段状の表面形状の化合物半導体層を
薄く設けることができ、これにより、高品位の階段状表
面形状を容易に、再現性良く形成できるという効果があ
る。
【図１】この発明の一実施例による化合物半導体結晶成
長方法の工程の流れを示す斜視図及び断面図である。
長方法の工程の流れを示す斜視図及び断面図である。
【図２】この発明の一実施例による化合物半導体結晶成
長方法の工程の流れのうち、ＭＯＣＶＤ成長で階段形状
が形成される様子を示す断面図である。
長方法の工程の流れのうち、ＭＯＣＶＤ成長で階段形状
が形成される様子を示す断面図である。
【図３】この発明の他の実施例による化合物半導体結晶
成長方法の工程の流れを示す斜視図及び断面図である。
成長方法の工程の流れを示す斜視図及び断面図である。
【図４】階段状の形状が形成される原理を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】従来の化合物半導体結晶成長方法の工程の流れ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ ＧａＡｓ基板
４ ＧａＡｓ成長層
５ 部分的に形成されたＧａＡｓ
６ イオンビーム
７ イオン注入により結晶がアモルファス化した部分
８ レーザビーム
８ レーザビーム
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体結晶の低指数面よりわずかに傾
いた平坦な表面を持つ化合物半導体基板に、周期構造を
形成し、この上に気相成長法により半導体結晶を成長さ
せることにより、階段状の表面形状を得て、この形状を
利用して量子効果の得られる構造を作製する結晶成長方
法において、上記周期構造の形成を、気相成長法により
行うことを特徴とする化合物半導体結晶成長方法。 - 【請求項２】 半導体結晶の低指数面よりわずかに傾
いた平坦な表面を持つ化合物半導体基板に、周期構造を
形成し、この上に気相成長法により半導体結晶を成長さ
せることにより、階段状の表面形状を得て、この形状を
利用して量子効果の得られる構造を作製する結晶成長方
法において、上記周期構造の形成を、イオン注入法によ
り行うことを特徴とする化合物半導体結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100431A JPH04306821A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 化合物半導体結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100431A JPH04306821A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 化合物半導体結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04306821A true JPH04306821A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=14273767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3100431A Pending JPH04306821A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 化合物半導体結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04306821A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5490159A (en) * | 1993-10-05 | 1996-02-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Visible light semiconductor laser |
| JP2006237339A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体素子の作製方法 |
| CN104538524A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-22 | 中国科学院半导体研究所 | InGaN量子点的外延结构及生长方法 |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3100431A patent/JPH04306821A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5490159A (en) * | 1993-10-05 | 1996-02-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Visible light semiconductor laser |
| JP2006237339A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体素子の作製方法 |
| CN104538524A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-22 | 中国科学院半导体研究所 | InGaN量子点的外延结构及生长方法 |
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