JPH04317319A - 分子線結晶成長方法 - Google Patents
分子線結晶成長方法Info
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- JPH04317319A JPH04317319A JP8431791A JP8431791A JPH04317319A JP H04317319 A JPH04317319 A JP H04317319A JP 8431791 A JP8431791 A JP 8431791A JP 8431791 A JP8431791 A JP 8431791A JP H04317319 A JPH04317319 A JP H04317319A
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Links
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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
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分子線結晶成長方法に関
わり、特に、ガリウムひ素や、アルミニウムガリウムひ
素などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の分子線結晶成長方
法に関わる。
わり、特に、ガリウムひ素や、アルミニウムガリウムひ
素などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の分子線結晶成長方
法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】近年、分子線結晶成長（ＭＢＥ）技術を
用いて作成した半導体基板をもとに、ヘテロバイポーラ
トランジスタ（ＨＢＴ）や、高移動度トランジスタ（Ｈ
ＥＭＴ）等の電子デバイスの研究が、各所で行われてい
る。これらの電子デバイスを作成する場合、従来は、（
１００）ＧａＡｓ基板が用いられてきた。そして、Ａｌ
ＧａＡｓの質を良くするために約５８０℃以上の成長温
度が用いられてきた。図５は（１００）ＧａＡｓ基板上
にＨＢＴを作成した場合、直流電流増幅率βの成長温度
依存性を示したものである。成長温度が高くなるにつれ
、βも高くなっていることが分かる。しかし、５８０℃
以上の温度で成長した基板を用いて、ＨＢＴＩＣを作成
したばあい、分留まりは、微細なＩＣであればあるほど
良くない。
用いて作成した半導体基板をもとに、ヘテロバイポーラ
トランジスタ（ＨＢＴ）や、高移動度トランジスタ（Ｈ
ＥＭＴ）等の電子デバイスの研究が、各所で行われてい
る。これらの電子デバイスを作成する場合、従来は、（
１００）ＧａＡｓ基板が用いられてきた。そして、Ａｌ
ＧａＡｓの質を良くするために約５８０℃以上の成長温
度が用いられてきた。図５は（１００）ＧａＡｓ基板上
にＨＢＴを作成した場合、直流電流増幅率βの成長温度
依存性を示したものである。成長温度が高くなるにつれ
、βも高くなっていることが分かる。しかし、５８０℃
以上の温度で成長した基板を用いて、ＨＢＴＩＣを作成
したばあい、分留まりは、微細なＩＣであればあるほど
良くない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発明者らが、６００℃
の基板温度で成長したウェハーを用いて、トランジスタ
数１５０、チップサイズ１ミリ×０．５ミリのリング発
振器を作成したところ全チップ数７０に対し、動作した
ものがわずか７個、すなわち分留まり１０パーセントで
あった。動作しないＩＣを顕微鏡で観察したところ、配
線がオーバルディフェクトと呼ばれる一種の表面欠陥で
寸断されていることが分かった。従って、オーバルディ
フェクトが配線を寸断する確率を小さくするような成長
技術が望まれる。
の基板温度で成長したウェハーを用いて、トランジスタ
数１５０、チップサイズ１ミリ×０．５ミリのリング発
振器を作成したところ全チップ数７０に対し、動作した
ものがわずか７個、すなわち分留まり１０パーセントで
あった。動作しないＩＣを顕微鏡で観察したところ、配
線がオーバルディフェクトと呼ばれる一種の表面欠陥で
寸断されていることが分かった。従って、オーバルディ
フェクトが配線を寸断する確率を小さくするような成長
技術が望まれる。
【０００４】この発明は、ＡｌＧａＡｓの性質を悪化さ
せずに、オーバルディフェクトの大きさを小さくし、分
留まりの高い、高品質なＩＣを作成する技術を提供する
ことを目的とする。 ［発明の構成］
せずに、オーバルディフェクトの大きさを小さくし、分
留まりの高い、高品質なＩＣを作成する技術を提供する
ことを目的とする。 ［発明の構成］
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に化合
物半導体を成長させる分子線結晶成長方法において、前
記基板が（１００）面から１度以上、（１１１）Ａ方向
に傾いたＧａＡｓ基板であり、かつ、成長温度が５００
℃以上、５８０℃以下の範囲にあることを特徴とする分
子線結晶成長方法である。
物半導体を成長させる分子線結晶成長方法において、前
記基板が（１００）面から１度以上、（１１１）Ａ方向
に傾いたＧａＡｓ基板であり、かつ、成長温度が５００
℃以上、５８０℃以下の範囲にあることを特徴とする分
子線結晶成長方法である。
【０００６】
【作用】この発明は、（１００）面から（１１１）Ａ方
向に１度以上傾いた基板を用いることにより、ＡｌＧａ
Ａｓ等の質を確保しつつ、基板温度を低く設定すること
により、オーバルディフェクトの大きさを小さくする。
向に１度以上傾いた基板を用いることにより、ＡｌＧａ
Ａｓ等の質を確保しつつ、基板温度を低く設定すること
により、オーバルディフェクトの大きさを小さくする。
【０００７】図２は、（１００）面から、０度、１度、
２度、５度、１０度、それぞれ（１１１）Ａ方向に傾い
た基板を用いて作成した、Ａｌ０．３ Ｇａ０．７ Ａ
ｓのｐ＋ −ｎダイオードのｎ値を基板温度６００度と
５００度の場合について、プロットしたものである。こ
の結果より、わずか１度傾斜した基板を用いただけでも
、傾斜していない基板に比べて成長温度が１００度低く
ても、ｎ値がより小さい、すなわち、再結合中心密度の
小さいＡｌＧａＡｓが成長できることが分かる。一方、
図３は、オーバルディフェクトの大きさの平均値を、基
板の傾斜角の関数としてプロットしたもので、パラメー
ターは基板温度である。このように、オーバルディフェ
クトの大きさは基板傾斜角に依存せず、基板温度が低く
なるにつれ、小さくなる。図４は、２度傾斜した基板を
用いたときのオーバルディフェクトの大きさと基板温度
の関係を表した図である。約５８０度から急激にディフ
ェクトが大きくなることが分かる。従って、（１１１）
Ａ方向に傾斜した基板を用いて、５００度から５８０度
の基板温度で成長を実行すれば、ＡｌＧａＡｓの質を確
保しつつ、オーバルディフェクトの小さいＭＢＥウェハ
ーを作成することが可能となる。従って、高品質で分留
まりの高いＩＣが実現可能となる。
２度、５度、１０度、それぞれ（１１１）Ａ方向に傾い
た基板を用いて作成した、Ａｌ０．３ Ｇａ０．７ Ａ
ｓのｐ＋ −ｎダイオードのｎ値を基板温度６００度と
５００度の場合について、プロットしたものである。こ
の結果より、わずか１度傾斜した基板を用いただけでも
、傾斜していない基板に比べて成長温度が１００度低く
ても、ｎ値がより小さい、すなわち、再結合中心密度の
小さいＡｌＧａＡｓが成長できることが分かる。一方、
図３は、オーバルディフェクトの大きさの平均値を、基
板の傾斜角の関数としてプロットしたもので、パラメー
ターは基板温度である。このように、オーバルディフェ
クトの大きさは基板傾斜角に依存せず、基板温度が低く
なるにつれ、小さくなる。図４は、２度傾斜した基板を
用いたときのオーバルディフェクトの大きさと基板温度
の関係を表した図である。約５８０度から急激にディフ
ェクトが大きくなることが分かる。従って、（１１１）
Ａ方向に傾斜した基板を用いて、５００度から５８０度
の基板温度で成長を実行すれば、ＡｌＧａＡｓの質を確
保しつつ、オーバルディフェクトの小さいＭＢＥウェハ
ーを作成することが可能となる。従って、高品質で分留
まりの高いＩＣが実現可能となる。
【０００８】
【実施例】（１００）面から、（１１１）Ａ方向に５度
傾斜したＧａＡｓ基板を用いて、図１に示すようなＨＢ
Ｔ構造の膜を、５２０℃で成長し、リング発振器を作成
した。その際のＨＢＴのエミッター幅は２ミクロンで、
配線幅は３ミクロン、配線間隔は最小３ミクロンである
。また、トランジスター数は１５０個、チップサイズは
、１ミリ×０．５ミリである。このリング発振器の伝播
遅延時間は１２ｐｓｅｃ、分留まりは８０パーセントと
高性能でしかも分留まりの高いＨＢＴＩＣが作成できた
。また、本発明は、ＨＢＴＩＣだけにしか適用できない
ものではなく、ＡｌＧａＡｓ層をその一部に含むＭＢＥ
基板を用いて作成する電子デバイスになら全てに適用可
能である。たとえば、ＡｌＧａＡｓ層を電子供給層とす
るＨＥＭＴＩＣを本発明を用いて作成しても、高性能で
分留まりの高いものが得られる。
傾斜したＧａＡｓ基板を用いて、図１に示すようなＨＢ
Ｔ構造の膜を、５２０℃で成長し、リング発振器を作成
した。その際のＨＢＴのエミッター幅は２ミクロンで、
配線幅は３ミクロン、配線間隔は最小３ミクロンである
。また、トランジスター数は１５０個、チップサイズは
、１ミリ×０．５ミリである。このリング発振器の伝播
遅延時間は１２ｐｓｅｃ、分留まりは８０パーセントと
高性能でしかも分留まりの高いＨＢＴＩＣが作成できた
。また、本発明は、ＨＢＴＩＣだけにしか適用できない
ものではなく、ＡｌＧａＡｓ層をその一部に含むＭＢＥ
基板を用いて作成する電子デバイスになら全てに適用可
能である。たとえば、ＡｌＧａＡｓ層を電子供給層とす
るＨＥＭＴＩＣを本発明を用いて作成しても、高性能で
分留まりの高いものが得られる。
【０００９】
【発明の効果】この発明により、高性能で分留まりの高
いＩＣを可能ならしめる分子線結晶成長方法基板が実現
できる。
いＩＣを可能ならしめる分子線結晶成長方法基板が実現
できる。
【図１】 本発明の一実施例により得られたＨＢＴウ
ェハーの断面図
ェハーの断面図
【図２】 ｐ＋ −ｎＡｌ０．３ Ｇａ０．７ Ａｓ
ダイオードのｎ値の基板傾斜角に対する依存性を表す図
ダイオードのｎ値の基板傾斜角に対する依存性を表す図
【図３】 オーバルディフェクトの大きさの基板傾斜
角に対する依存性を表す図
角に対する依存性を表す図
【図４】 傾斜角１度の場合のオーバルディフェクト
の大きさと基板温度との関係を表す図
の大きさと基板温度との関係を表す図
【図５】 従来の成長方法によるＨＢＴの直流電流増
幅率の成長温度に対する依存性を表す図
幅率の成長温度に対する依存性を表す図
１…（１００）面から（１１１）Ａ方向に５度傾斜した
ＧａＡｓ基板 ２…ｎ＋ ＧａＡｓ（ｎ＝５×１０１８ｃｍ−３、厚さ
＝５０００ ） ３…ｎＧａＡｓ（ｎ＝５×１０１６ｃｍ−３、厚さ＝５
０００ ） ４…ｐ＋ ＧａＡｓ（ｐ＝５×１０１９ｃｍ−３、厚さ
＝１０００ ） ５…アンドープＧａＡｓ（厚さ１００ ）６…ｎＡｌ
ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（ｘ＝０→０．３、ｎ＝１×１０
１８ｃｍ−３、厚さ＝２００ ）７…ｎＡｌ０．３
Ｇａ０．７ Ａｓ（ｎ＝１×１０１８ｃｍ−３、厚さ＝
１０００ ） ８…ｎＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（ｘ＝０．３→０、ｎ
＝５×１０１８ｃｍ−３、厚さ＝３００ ）９…ｎ＋
ＧａＡｓ（ｎ＝１×１０１９ｃｍ−３、厚さ＝１５０
） １０…ｎ＋ Ｉｎｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ（ｙ＝０→０．
５、ｎ＝３×１０１９、厚さ＝４５０ ） １１…ｎ＋ Ｉｎ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ（ｎ＝３×
１０１９、厚さ＝５００ ）
ＧａＡｓ基板 ２…ｎ＋ ＧａＡｓ（ｎ＝５×１０１８ｃｍ−３、厚さ
＝５０００ ） ３…ｎＧａＡｓ（ｎ＝５×１０１６ｃｍ−３、厚さ＝５
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＝１０００ ） ５…アンドープＧａＡｓ（厚さ１００ ）６…ｎＡｌ
ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（ｘ＝０→０．３、ｎ＝１×１０
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＝５×１０１８ｃｍ−３、厚さ＝３００ ）９…ｎ＋
ＧａＡｓ（ｎ＝１×１０１９ｃｍ−３、厚さ＝１５０
） １０…ｎ＋ Ｉｎｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ（ｙ＝０→０．
５、ｎ＝３×１０１９、厚さ＝４５０ ） １１…ｎ＋ Ｉｎ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ（ｎ＝３×
１０１９、厚さ＝５００ ）
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に化合物半導体を成長させる分
子線結晶成長方法において、前記基板が（１００）面か
ら１度以上、（１１１）Ａ方向に傾いたＧａＡｓ基板で
あり、かつ、成長温度が５００℃以上、５８０℃以下の
範囲にあることを特徴とする分子線結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8431791A JPH04317319A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 分子線結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8431791A JPH04317319A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 分子線結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317319A true JPH04317319A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=13827137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8431791A Pending JPH04317319A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 分子線結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317319A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5714006A (en) * | 1994-12-20 | 1998-02-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of growing compound semiconductor layer |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8431791A patent/JPH04317319A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5714006A (en) * | 1994-12-20 | 1998-02-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of growing compound semiconductor layer |
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