JPH04318940A - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents
半導体結晶の製造方法Info
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- JPH04318940A JPH04318940A JP8503191A JP8503191A JPH04318940A JP H04318940 A JPH04318940 A JP H04318940A JP 8503191 A JP8503191 A JP 8503191A JP 8503191 A JP8503191 A JP 8503191A JP H04318940 A JPH04318940 A JP H04318940A
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- Recrystallisation Techniques (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池や光検知器など
の光・電子デバイスに用いられる半導体結晶で、基板材
料とは異なった材料を成膜する方法に関する。
の光・電子デバイスに用いられる半導体結晶で、基板材
料とは異なった材料を成膜する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に基板材料とは異なった半導体結晶
を基板上に成膜した場合、膜内に貫通欠陥が多く発生し
太陽電池や光検知器などの光・電子デバイスに用いるこ
とができなかった。欠陥密度の低い膜をうる方法として
は、膜厚が厚くなるほど膜表面の欠陥密度が小さくなる
ことを利用してデバイスの製造のために必要な膜厚の数
倍の膜厚を成膜する方法（「ＨＷＥ法によるＣｄＴｅ薄
膜の成長（４）」立岡ら、１９８９秋季 第５０回応
用物理学会学術講演会 講演予稿集 第１分冊
Ｐ．２０８ ２７ｐ−ＰＣ−２）や、歪み超格子を成
膜中に膜内に作り込み、歪み超格子の成長前に成膜した
膜の欠陥を後に成膜した膜内に伝搬させないことにより
欠陥密度の小さい膜を得ようとする方法（ＣｄＴｅ／Ｇ
ａＡｓ中の（ＣｄＴａ／ＺｎＴｅ）歪み超格子の効果」
杉山ら、１９９０秋季 第５１回応用物理学会学術講
演会 講演予稿集 第１分冊 Ｐ．２１０ ２
６ａ−Ｗ−３）が知られている。
を基板上に成膜した場合、膜内に貫通欠陥が多く発生し
太陽電池や光検知器などの光・電子デバイスに用いるこ
とができなかった。欠陥密度の低い膜をうる方法として
は、膜厚が厚くなるほど膜表面の欠陥密度が小さくなる
ことを利用してデバイスの製造のために必要な膜厚の数
倍の膜厚を成膜する方法（「ＨＷＥ法によるＣｄＴｅ薄
膜の成長（４）」立岡ら、１９８９秋季 第５０回応
用物理学会学術講演会 講演予稿集 第１分冊
Ｐ．２０８ ２７ｐ−ＰＣ−２）や、歪み超格子を成
膜中に膜内に作り込み、歪み超格子の成長前に成膜した
膜の欠陥を後に成膜した膜内に伝搬させないことにより
欠陥密度の小さい膜を得ようとする方法（ＣｄＴｅ／Ｇ
ａＡｓ中の（ＣｄＴａ／ＺｎＴｅ）歪み超格子の効果」
杉山ら、１９９０秋季 第５１回応用物理学会学術講
演会 講演予稿集 第１分冊 Ｐ．２１０ ２
６ａ−Ｗ−３）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】膜厚を厚く成膜する方
法では膜厚を５μｍ以上にする必要があり、スループッ
トが低いという問題があった。歪み超格子を用いる方法
では超格子構造の膜厚および組成の制御が困難であると
いう問題があった。
法では膜厚を５μｍ以上にする必要があり、スループッ
トが低いという問題があった。歪み超格子を用いる方法
では超格子構造の膜厚および組成の制御が困難であると
いう問題があった。
【０００４】本発明は、前記問題点を解決した膜内に貫
通欠陥が発生しにくい半導体結晶の製造方法を提供する
ことを目的とする。
通欠陥が発生しにくい半導体結晶の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、結
晶基板上に半導体結晶のエピタキシャル層を成長させる
に際し、半導体結晶膜の成膜成分の内少なくとも一成分
の供給を１回以上中断し、中断中の基板温度を成膜中の
それよりも高く保つことを特徴とする半導体結晶の製造
方法を提供するものである。ここで、成膜の中断中に基
板のおかれる雰囲気が水素の存在する雰囲気であるのが
好適である。また、結晶基板がサファイヤであり、半導
体結晶がテルル化カドミウムを主成分とするものである
のが好ましい。
晶基板上に半導体結晶のエピタキシャル層を成長させる
に際し、半導体結晶膜の成膜成分の内少なくとも一成分
の供給を１回以上中断し、中断中の基板温度を成膜中の
それよりも高く保つことを特徴とする半導体結晶の製造
方法を提供するものである。ここで、成膜の中断中に基
板のおかれる雰囲気が水素の存在する雰囲気であるのが
好適である。また、結晶基板がサファイヤであり、半導
体結晶がテルル化カドミウムを主成分とするものである
のが好ましい。
【０００６】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【０００７】前述したように、基板材料とは異なった半
導体結晶を基板上に成膜しようとすると半導体結晶膜内
に貫通欠陥が多く発生する傾向がある。本発明はこのよ
うな貫通欠陥の発生を減少させることを目的とし、その
ために、本発明においては、結晶基板上に半導体結晶の
エピタキシャル層を成長させるに際し、半導体結晶膜の
成膜中に成膜成分の内少なくとも一成分の供給を１回以
上中断し、この中断中は基板温度を成膜中よりも高く保
つ。このとき、成膜の中断中に基板がおかれる雰囲気は
水素を含有する雰囲気であるのが好ましい。
導体結晶を基板上に成膜しようとすると半導体結晶膜内
に貫通欠陥が多く発生する傾向がある。本発明はこのよ
うな貫通欠陥の発生を減少させることを目的とし、その
ために、本発明においては、結晶基板上に半導体結晶の
エピタキシャル層を成長させるに際し、半導体結晶膜の
成膜中に成膜成分の内少なくとも一成分の供給を１回以
上中断し、この中断中は基板温度を成膜中よりも高く保
つ。このとき、成膜の中断中に基板がおかれる雰囲気は
水素を含有する雰囲気であるのが好ましい。
【０００８】上記の手段により下記の３項目の作用が得
られる。 （１）成膜原料の供給中断中に膜が膜表面からエッチン
グされ表面の平滑性が増すことにより、中断後の成膜に
おける欠陥の核発生が低減できる。 （２）成膜原料の供給中断中に膜を成膜中の基板温度よ
りも高い温度に置くことにより膜内の歪が緩和され貫通
欠陥が減少する。その膜上に再び成膜すれば新たに成膜
した膜内には欠陥は発生しにくい。 （３）貫通欠陥は膜を構成する原子の末結合手の集合体
と考えられているが、成膜中断中に膜表面の末結合手を
水素雰囲気中のＨ原子でターミネイトし欠陥を不動態化
することにより、中断後の成膜においては下層の貫通欠
陥が上層に伝播することはなくなる。 以上の作用により膜内の貫通欠陥を減らすことができる
。また、膜厚を５μｍ以上にする必要がなくなりスルー
プットが低いという問題が解決できる。さらに、成膜時
の制御も超格子構造のような膜厚および組成の制御が必
要でないので膜形成が容易に出来るようになった。
られる。 （１）成膜原料の供給中断中に膜が膜表面からエッチン
グされ表面の平滑性が増すことにより、中断後の成膜に
おける欠陥の核発生が低減できる。 （２）成膜原料の供給中断中に膜を成膜中の基板温度よ
りも高い温度に置くことにより膜内の歪が緩和され貫通
欠陥が減少する。その膜上に再び成膜すれば新たに成膜
した膜内には欠陥は発生しにくい。 （３）貫通欠陥は膜を構成する原子の末結合手の集合体
と考えられているが、成膜中断中に膜表面の末結合手を
水素雰囲気中のＨ原子でターミネイトし欠陥を不動態化
することにより、中断後の成膜においては下層の貫通欠
陥が上層に伝播することはなくなる。 以上の作用により膜内の貫通欠陥を減らすことができる
。また、膜厚を５μｍ以上にする必要がなくなりスルー
プットが低いという問題が解決できる。さらに、成膜時
の制御も超格子構造のような膜厚および組成の制御が必
要でないので膜形成が容易に出来るようになった。
【０００９】図１は本発明の成膜法による膜の断面ＴＥ
Ｍ像である。また図２は成膜の中断を行っていない従来
の成膜法による膜の断面ＴＥＭ像である。成膜中断を行
わない場合、図２のように貫通欠陥が基板から膜表面ま
でのびてしまう。ただし膜が成長するに従い欠陥が互い
に結合相殺して減少していくのが分かる。一方、成膜中
断を行った場合、図１のように膜が成長するに従い欠陥
が互いに結合相殺して減少してゆくだけでなく、成膜中
断したことにより貫通欠陥が中断界面で止まり中断後に
成膜した膜中には貫通欠陥が発生しにくくなるという良
好な結果が得られた。
Ｍ像である。また図２は成膜の中断を行っていない従来
の成膜法による膜の断面ＴＥＭ像である。成膜中断を行
わない場合、図２のように貫通欠陥が基板から膜表面ま
でのびてしまう。ただし膜が成長するに従い欠陥が互い
に結合相殺して減少していくのが分かる。一方、成膜中
断を行った場合、図１のように膜が成長するに従い欠陥
が互いに結合相殺して減少してゆくだけでなく、成膜中
断したことにより貫通欠陥が中断界面で止まり中断後に
成膜した膜中には貫通欠陥が発生しにくくなるという良
好な結果が得られた。
【００１０】なお、本発明において適用可能な結晶基板
には特に制限はないが、サファイア、シリコン、ヒ化ガ
リウム、酸化マグネシウムなどを挙げることができる。
には特に制限はないが、サファイア、シリコン、ヒ化ガ
リウム、酸化マグネシウムなどを挙げることができる。
【００１１】上記基板上にエピタキシャル成長させる半
導体としては、特に制限はないが、テルル化カドミウム
、テルル化水銀、セレン化亜鉛などのＩＩ−ＶＩ族の化
合物半導体を挙げることができる。
導体としては、特に制限はないが、テルル化カドミウム
、テルル化水銀、セレン化亜鉛などのＩＩ−ＶＩ族の化
合物半導体を挙げることができる。
【００１２】上記基板上への半導体結晶の成膜条件は、
一般に用いられている装置を用いて適当な条件に従って
行えばよい。
一般に用いられている装置を用いて適当な条件に従って
行えばよい。
【００１３】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明
する。
する。
【００１４】（実施例１）サファイヤ基板上にテルル化
カドミウムをエピタキシャル成長させた。その成膜条件
を以下に示す。本発明例では成長中断のため成膜原料の
１成分であるジエチルテルルの供給を１回中断した。な
お、比較例として、成膜途中で中断を行わない例も併せ
て示すが、下記の成膜条件中、中断を行わなかったもの
である。
カドミウムをエピタキシャル成長させた。その成膜条件
を以下に示す。本発明例では成長中断のため成膜原料の
１成分であるジエチルテルルの供給を１回中断した。な
お、比較例として、成膜途中で中断を行わない例も併せ
て示すが、下記の成膜条件中、中断を行わなかったもの
である。
【００１５】（１）成膜条件
基板：サファイア（１１１１）面
原料ガス：ジメチルカドミウム、ジエチルテルルキャリ
アガス：水素 （２）中断前成膜条件 基板温度：３７０〜４００℃ 原料ガス流量：ジメチルカドミウム、４０ｃｃ／ｍｉｎ
。ジエチルテルル、 １１０ｃｃ／ｍｉｎ キャリアガス流量：５〜１０ ｌ／ｍｉｎ膜厚：１μ
ｍ （３）中断時 基板温度：４５０〜６００℃ 原料ガス流量：ジメチルカドミウム、０〜４０ｃｃ／ｍ
ｉｎ キャリアガス流量：１〜５ ｌ／ｍｉｎ時間：１０〜
３０ｍｉｎ （４）中断後成膜条件 基板温度：３７０〜４００℃ 原料ガス流量：ジメチルカドミウム、４０ｃｃ／ｍｉｎ
。ジエチルテルル、 １１０ｃｃ／ｍｉｎ キャリアガス流量：５〜１０ ｌ／ｍｉｎ膜厚：１μ
ｍ
アガス：水素 （２）中断前成膜条件 基板温度：３７０〜４００℃ 原料ガス流量：ジメチルカドミウム、４０ｃｃ／ｍｉｎ
。ジエチルテルル、 １１０ｃｃ／ｍｉｎ キャリアガス流量：５〜１０ ｌ／ｍｉｎ膜厚：１μ
ｍ （３）中断時 基板温度：４５０〜６００℃ 原料ガス流量：ジメチルカドミウム、０〜４０ｃｃ／ｍ
ｉｎ キャリアガス流量：１〜５ ｌ／ｍｉｎ時間：１０〜
３０ｍｉｎ （４）中断後成膜条件 基板温度：３７０〜４００℃ 原料ガス流量：ジメチルカドミウム、４０ｃｃ／ｍｉｎ
。ジエチルテルル、 １１０ｃｃ／ｍｉｎ キャリアガス流量：５〜１０ ｌ／ｍｉｎ膜厚：１μ
ｍ
【００１６】図１は本発明例の成膜法により成膜したテ
ルル化カドミウム膜の断面を示す。また、図２は成膜中
断を行わない従来の成膜方法による膜の断面を示す。本
発明例では成膜中断により貫通欠陥の２／３が成長中断
界面で止まり、欠陥密度の低い膜が得られた。
ルル化カドミウム膜の断面を示す。また、図２は成膜中
断を行わない従来の成膜方法による膜の断面を示す。本
発明例では成膜中断により貫通欠陥の２／３が成長中断
界面で止まり、欠陥密度の低い膜が得られた。
【００１７】なお上記発明例では成膜中断の回数が１回
の場合について説明したが、本発明はこれに限るもので
はなく、２回以上でもよいのは言うまでもない。
の場合について説明したが、本発明はこれに限るもので
はなく、２回以上でもよいのは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】本発明は結晶基板上に半導体結晶のエピ
タキシャル層を成長させる製造方法において、成膜中に
成膜原料の少なくとも１成分の供給を１回以上中断し、
その間基板温度を成膜中に成膜原料のそれよりも高く保
ち、さらに成膜の中断中にＨ原子の存在する水素雰囲気
中に基板を置くようにしたことにより、貫通欠陥が少な
く、かつ膜厚が５μｍ以下の高スループットで、しかも
成膜時の制御も超格子構造のような膜厚および組成の制
御が必要でないので容易に膜形成ができるようになった
。
タキシャル層を成長させる製造方法において、成膜中に
成膜原料の少なくとも１成分の供給を１回以上中断し、
その間基板温度を成膜中に成膜原料のそれよりも高く保
ち、さらに成膜の中断中にＨ原子の存在する水素雰囲気
中に基板を置くようにしたことにより、貫通欠陥が少な
く、かつ膜厚が５μｍ以下の高スループットで、しかも
成膜時の制御も超格子構造のような膜厚および組成の制
御が必要でないので容易に膜形成ができるようになった
。
【図１】成膜の中断を行った本発明法による膜の断面図
である。
である。
【図２】成膜の中断を行っていない従来の成膜法による
膜の断面図である。
膜の断面図である。
１ 基板
２ 膜
３ 貫通欠陥
４ 成膜中断界面
Claims (3)
- 【請求項１】 結晶基板上に半導体結晶のエピタキシ
ャル層を成長させるに際し、半導体結晶膜の成膜成分の
内少なくとも一成分の供給を１回以上中断し、中断中の
基板温度を成膜中のそれよりも高く保つことを特徴とす
る半導体結晶の製造方法。 - 【請求項２】 成膜の中断中に基板のおかれる雰囲気
が水素の存在する雰囲気である請求項１に記載の半導体
結晶の製造方法。 - 【請求項３】 結晶基板がサファイヤであり、半導体
結晶がテルル化カドミウムを主成分とするものである請
求項１または２に記載の半導体結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08503191A JP3236634B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 半導体結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08503191A JP3236634B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 半導体結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318940A true JPH04318940A (ja) | 1992-11-10 |
| JP3236634B2 JP3236634B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=13847337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08503191A Expired - Fee Related JP3236634B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 半導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3236634B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP08503191A patent/JP3236634B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3236634B2 (ja) | 2001-12-10 |
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