JPH05121340A - 化合物半導体膜の気相成長方法 - Google Patents
化合物半導体膜の気相成長方法Info
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- JPH05121340A JPH05121340A JP4102385A JP10238592A JPH05121340A JP H05121340 A JPH05121340 A JP H05121340A JP 4102385 A JP4102385 A JP 4102385A JP 10238592 A JP10238592 A JP 10238592A JP H05121340 A JPH05121340 A JP H05121340A
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- Japan
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- compound
- atom
- film
- hydrogen
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 本発明は成長膜中への炭素の混入が少く、M
OCVDに適する蒸気圧を備え高効率で安全な化合物半
導体膜構造用化合物を提供する。 【構成】 化合物半導体膜を気相成長するに際し、フェ
ニル基の2、4、6、位の少なくとも一つに電子供与性
の基を有するV族またはVI族の少なくとも一方のフェ
ニル化合物、PまたはAs原子とシクロペンタジェン環
の二つの二重結合とが共有可能な構造式。 (ここにXはPまたはAs原子、A〜EはH原子または
任意の置換基)で表されるPまたはAs含有シクロペン
タジェニル化合物、H原子の一部がモノアルキルアミノ
基またはジアルキルアミノ基に置換されたPまたはAs
の水素化合物、シアノ基を有するリン化合物または砒素
化合物、及びリン原料としてトリス(ジメチルアミノ)
ホスフィンから選ばれた原料を使用すること特徴とする
化合物半導体膜の気相成長方法。
OCVDに適する蒸気圧を備え高効率で安全な化合物半
導体膜構造用化合物を提供する。 【構成】 化合物半導体膜を気相成長するに際し、フェ
ニル基の2、4、6、位の少なくとも一つに電子供与性
の基を有するV族またはVI族の少なくとも一方のフェ
ニル化合物、PまたはAs原子とシクロペンタジェン環
の二つの二重結合とが共有可能な構造式。 (ここにXはPまたはAs原子、A〜EはH原子または
任意の置換基)で表されるPまたはAs含有シクロペン
タジェニル化合物、H原子の一部がモノアルキルアミノ
基またはジアルキルアミノ基に置換されたPまたはAs
の水素化合物、シアノ基を有するリン化合物または砒素
化合物、及びリン原料としてトリス(ジメチルアミノ)
ホスフィンから選ばれた原料を使用すること特徴とする
化合物半導体膜の気相成長方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に化合物半導体
膜を気相成長する方法に関する。
膜を気相成長する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体レーザー、LED等のデバ
イスの作製に利用される有機金属気相成長法(MOCV
D法)による化合物半導体の成長においては、V族元素
のソースとしてその水素化物が、すなわちリンのソース
としてホスフィン(PH3 )、ヒ素のソースとしてアル
シン(AsH3 )が用いられてきた。しかしながらこれ
らの水素化物は毒性が非常に強いため、その取扱にあた
っては安全対策上、高コストな排ガス処理装置等の周辺
設備を必要とする。また、これらの化合物は通常のMO
CVD法における成長温度(約700℃)では数%しか
分解しないため、使用効率が極めて低い。
イスの作製に利用される有機金属気相成長法(MOCV
D法)による化合物半導体の成長においては、V族元素
のソースとしてその水素化物が、すなわちリンのソース
としてホスフィン(PH3 )、ヒ素のソースとしてアル
シン(AsH3 )が用いられてきた。しかしながらこれ
らの水素化物は毒性が非常に強いため、その取扱にあた
っては安全対策上、高コストな排ガス処理装置等の周辺
設備を必要とする。また、これらの化合物は通常のMO
CVD法における成長温度(約700℃)では数%しか
分解しないため、使用効率が極めて低い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
化合物半導体膜製造方法ではホスフィンあるいはアルシ
ンのように非常に毒性の強い物質を使用しているため、
その取扱いに当たって安全対策上の問題点、及び使用効
率が悪いという問題があった。
化合物半導体膜製造方法ではホスフィンあるいはアルシ
ンのように非常に毒性の強い物質を使用しているため、
その取扱いに当たって安全対策上の問題点、及び使用効
率が悪いという問題があった。
【0004】本発明は上記問題点に絡みなされたもの
で、毒性が少なく使用効率の高い物質を原料とすること
を特徴とする化合物半導体膜の気相成長方法を提供する
ことを目的とする。
で、毒性が少なく使用効率の高い物質を原料とすること
を特徴とする化合物半導体膜の気相成長方法を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】従来原料として
使用されているホスフィン或はアルシンには毒性の原因
とされているP−H結合或はAs−H結合が三箇所あり
非常に毒性が強い。本発明に使用する原料はP−H或は
As−H結合は一、二箇所に抑えており毒性は非常に抑
えられる。
使用されているホスフィン或はアルシンには毒性の原因
とされているP−H結合或はAs−H結合が三箇所あり
非常に毒性が強い。本発明に使用する原料はP−H或は
As−H結合は一、二箇所に抑えており毒性は非常に抑
えられる。
【0006】以上の目的を達成するために本発明による
化合物半導体膜の気相成長においては以下にあげる化合
物を用いる。
化合物半導体膜の気相成長においては以下にあげる化合
物を用いる。
【0007】1)V族或はVI族のフェニル化合物で、
ベンゼン環の2、4、6、位の少なくとも一つに電子供
与性の基を有するフェニル化合物。
ベンゼン環の2、4、6、位の少なくとも一つに電子供
与性の基を有するフェニル化合物。
【0008】例えば、
【0009】
【化2】 以上あげた化合物は毒性の原因とされているP−H或は
As−H結合が2以下に抑えられているのでホスフィン
或はアルシン等の水素化合物よりも毒性は十分に抑えら
れている。
As−H結合が2以下に抑えられているのでホスフィン
或はアルシン等の水素化合物よりも毒性は十分に抑えら
れている。
【0010】また、フェニルV族或はVI族化合物にお
いてはフェニル基とV族或はVI族原子間の結合はV族
或はVI族の非共有電子対がフェニル基へ移行して共鳴
安定化するため、単なるσ接合よりも強固であり、熱分
解しにくい。しかし、2位、4位、6位などに例えば電
子供与性があるアミノ基もしくはアミノ基の水素原子の
1つ或は2つがアルキル基に置換された基が導入される
と、フェニル基とV族或はVI族原子間の結合は弱まり
熱分解は容易になる。また、それらの基が2位や6位に
ある場合は立体障害によりIII 族ソース分子とアダクト
を形成しにくい。したがってフェニルV族化合物よりも
効率の良い薄膜成長ができるという効果もある。
いてはフェニル基とV族或はVI族原子間の結合はV族
或はVI族の非共有電子対がフェニル基へ移行して共鳴
安定化するため、単なるσ接合よりも強固であり、熱分
解しにくい。しかし、2位、4位、6位などに例えば電
子供与性があるアミノ基もしくはアミノ基の水素原子の
1つ或は2つがアルキル基に置換された基が導入される
と、フェニル基とV族或はVI族原子間の結合は弱まり
熱分解は容易になる。また、それらの基が2位や6位に
ある場合は立体障害によりIII 族ソース分子とアダクト
を形成しにくい。したがってフェニルV族化合物よりも
効率の良い薄膜成長ができるという効果もある。
【0011】2)V族或はVI族原子とシクロペンタジ
ェン環の二つの二重結合とが共有可能な構造式[化1]
(ここにXはV族或はVI族原子、A〜EはH原子また
は任意の置換基)で表されるV族或はVI族原子含有シ
クロペンタジエニル化合物。
ェン環の二つの二重結合とが共有可能な構造式[化1]
(ここにXはV族或はVI族原子、A〜EはH原子また
は任意の置換基)で表されるV族或はVI族原子含有シ
クロペンタジエニル化合物。
【0012】例えば、
【0013】
【化3】 以上あげた化合物は毒性の原因とされているP−H或は
As−H結合が2以下に抑えられているのでホスフィン
或はアルシン等の水素化合物よりも毒性は十分に抑えら
れている。
As−H結合が2以下に抑えられているのでホスフィン
或はアルシン等の水素化合物よりも毒性は十分に抑えら
れている。
【0014】また、フェニルV族或はVI族化合物の蒸
気圧は室温付近では1Torr程度と比較的低いため、
MOCVD法で使用するためには充填している容器(バ
ブラー)や配管を加熱しなければならない。しかしなが
ら、本発明の2)にあげた化合物においてはV族或はV
I族原子に6員環ではなく5員環が結合している。分子
の大きさは5員環構造を有するものの方が6員環構造を
有するものよりも小さく、分子間力も小さく沸点も低
い。したがって室温における蒸気圧は高くなり、容器や
配管を加熱することなくMOCVD法で使用することが
できる。また5員環の中の4つの炭素原子が共鳴安定化
しているため炭素ラジカルが生じにくい。これにより成
長膜中への炭素の混入を抑えることもできる。
気圧は室温付近では1Torr程度と比較的低いため、
MOCVD法で使用するためには充填している容器(バ
ブラー)や配管を加熱しなければならない。しかしなが
ら、本発明の2)にあげた化合物においてはV族或はV
I族原子に6員環ではなく5員環が結合している。分子
の大きさは5員環構造を有するものの方が6員環構造を
有するものよりも小さく、分子間力も小さく沸点も低
い。したがって室温における蒸気圧は高くなり、容器や
配管を加熱することなくMOCVD法で使用することが
できる。また5員環の中の4つの炭素原子が共鳴安定化
しているため炭素ラジカルが生じにくい。これにより成
長膜中への炭素の混入を抑えることもできる。
【0015】3)V族の水素化合物の水素原子の少なく
とも1つがアルキルアミノ基に置換されたV族或はVI
族の水素化合物。
とも1つがアルキルアミノ基に置換されたV族或はVI
族の水素化合物。
【0016】例えば、
【0017】
【化4】 以上あげた化合物は毒性の原因とされているP−H或は
As−H結合が2以下に抑えられているのでホスフィン
或はアルシン等の水素化合物よりも毒性は十分に抑えら
れている。
As−H結合が2以下に抑えられているのでホスフィン
或はアルシン等の水素化合物よりも毒性は十分に抑えら
れている。
【0018】また、この様な化合物においてはアルキル
アミノ基がV族原子に結合している。アルキルアミノ基
は強い電子供与性を有しているため、その窒素原子とV
族原子間の結合はアルキルホスフィンやアルキルアルシ
ンの場合の、炭素原子とリンまたは砒素原子間の結合よ
りも弱く熱分解は容易となる。しかも炭素原子とV族原
子との結合がないため熱分解の際に炭素ラジカルを生じ
にくい。また、V族原子に水素原子が1つ或は2つ結合
しているが、これは熱分解の際に水素ラジカルとなり、
気相中の炭素ラジカルと反応することで炭素の膜中への
混入を防ぐ。従って効率の良い成長ができしかも炭素の
混入が少ない高品位な薄膜を製造できる。という効果も
ある。
アミノ基がV族原子に結合している。アルキルアミノ基
は強い電子供与性を有しているため、その窒素原子とV
族原子間の結合はアルキルホスフィンやアルキルアルシ
ンの場合の、炭素原子とリンまたは砒素原子間の結合よ
りも弱く熱分解は容易となる。しかも炭素原子とV族原
子との結合がないため熱分解の際に炭素ラジカルを生じ
にくい。また、V族原子に水素原子が1つ或は2つ結合
しているが、これは熱分解の際に水素ラジカルとなり、
気相中の炭素ラジカルと反応することで炭素の膜中への
混入を防ぐ。従って効率の良い成長ができしかも炭素の
混入が少ない高品位な薄膜を製造できる。という効果も
ある。
【0019】4)V族或はVI族の水素化合物の水素原
子の少なくとも1つが炭素数5以下のシアノアルキル基
に置換された化合物。
子の少なくとも1つが炭素数5以下のシアノアルキル基
に置換された化合物。
【0020】例えば、
【0021】
【化5】 以上あげた化合物でV族化合物の場合、毒性の原因とさ
れているP−H或はAs−H結合が2以下に抑えられて
いるのでホスフィン或はアルシン等の水素化合物よりも
毒性は十分に抑えられている。
れているP−H或はAs−H結合が2以下に抑えられて
いるのでホスフィン或はアルシン等の水素化合物よりも
毒性は十分に抑えられている。
【0022】また、最適生膜温度がホスフィン或はアル
シン等を用いた場合のように高温にできないことはある
種の混晶例えばInGaAlP(最適温度730℃)の
場合、可視光半導体レーザの作成上好ましくない現象す
なわちIII 族原子がオーダリングを起こして発光波長が
長波長側へ変位し、視覚度が減少するという現象を引き
起こす可能性がある。従ってホスフィン或はアルシンと
同程度の温度で生膜可能でしかも効率適に分解可能な代
替原料の開発が望まれる。
シン等を用いた場合のように高温にできないことはある
種の混晶例えばInGaAlP(最適温度730℃)の
場合、可視光半導体レーザの作成上好ましくない現象す
なわちIII 族原子がオーダリングを起こして発光波長が
長波長側へ変位し、視覚度が減少するという現象を引き
起こす可能性がある。従ってホスフィン或はアルシンと
同程度の温度で生膜可能でしかも効率適に分解可能な代
替原料の開発が望まれる。
【0023】この様な化合物においては、シアノ基が直
接或は炭化水素基を介して間接的に、V族或はVI族原
子との結合電子対を吸引する効果を有している。このた
めV族或はVI族原子とそれに結合した原子間の結合は
強くなり、最適生膜温度は高くなるしかもこの様な化合
物はホスフィンやアルシンよりも効率的に分解するので
使用効率は高く維持される。という効果もある。
接或は炭化水素基を介して間接的に、V族或はVI族原
子との結合電子対を吸引する効果を有している。このた
めV族或はVI族原子とそれに結合した原子間の結合は
強くなり、最適生膜温度は高くなるしかもこの様な化合
物はホスフィンやアルシンよりも効率的に分解するので
使用効率は高く維持される。という効果もある。
【0024】5)トリス(ジメチルアミノ)ホスフィ
ン。
ン。
【0025】この化合物は毒性の原因とされているP−
H結合が無いのでホスフィン或はアルシン等の水素化合
物よりも毒性は十分に抑えられている。
H結合が無いのでホスフィン或はアルシン等の水素化合
物よりも毒性は十分に抑えられている。
【0026】また、この化合物においてはジメチルアミ
ノ基がリン原子に結合しており、リン原子と炭素原子と
の結合が無い。従って、この化合物が熱分解する場合に
は膜中への炭素の混入を生じさせる炭素ラジカルが発生
しにくい。しかも、熱分解の際、発生するアルキルアミ
ンは強い塩基性を有しているため気相中の炭素ラジカル
と結合して膜中への炭素の混入を防ぐと考えられる。従
って良好な膜質を有するIII −V族化合物半導体膜を製
造できる。
ノ基がリン原子に結合しており、リン原子と炭素原子と
の結合が無い。従って、この化合物が熱分解する場合に
は膜中への炭素の混入を生じさせる炭素ラジカルが発生
しにくい。しかも、熱分解の際、発生するアルキルアミ
ンは強い塩基性を有しているため気相中の炭素ラジカル
と結合して膜中への炭素の混入を防ぐと考えられる。従
って良好な膜質を有するIII −V族化合物半導体膜を製
造できる。
【0027】
【実施例】(実施例1)以下にV族ソースに2−アミノ
フェニルホスフィン(図2(a))、III 族ソースにト
リメチルインジウムを用いてInP薄膜を成長させた実
施例を示す。結晶成長は図6に示した装置により行なっ
た。基板1には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理し
た主面が(100)面のInPを用い、サセプタ2上に
設置した。2−アミノフェニルホスフィンとトリメチル
インジウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにPdで
精製した水素をキャリアガスとして送りこみ、蒸発させ
た。蒸発量はバブラーの温度および水素流量を調整する
ことにより制御し、42μmol/minの2−アミノ
フェニルホスフィンと、2.1μmol/minのトリ
メチルインジウムをガス導入口3よりMOCVDチャン
バ5内に輸送した。成長圧力は100Torr、全ガス
流量は2.01/min、基板温度は600℃としIn
P膜を成長させた。基板の加熱は高周波コイル4に高周
波電力を供給して行なった。得られた膜の表面は完全な
鏡面であった。一方同条件でフェニルホスフィンを用い
た場合には表面には無数のヒロックがあり、成長速度も
前者の場合(2.5μm/h)の2/3であった。この
ことより2−アミノフェニルホスフィンを用いた場合に
はアダクト形成が制御されていると考えられる。またホ
ール効果の測定より成長膜はn型で300Kにおける残
留キャリア濃度は7×1014cm-3であり、高品質な成
長膜が得られた。
フェニルホスフィン(図2(a))、III 族ソースにト
リメチルインジウムを用いてInP薄膜を成長させた実
施例を示す。結晶成長は図6に示した装置により行なっ
た。基板1には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理し
た主面が(100)面のInPを用い、サセプタ2上に
設置した。2−アミノフェニルホスフィンとトリメチル
インジウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにPdで
精製した水素をキャリアガスとして送りこみ、蒸発させ
た。蒸発量はバブラーの温度および水素流量を調整する
ことにより制御し、42μmol/minの2−アミノ
フェニルホスフィンと、2.1μmol/minのトリ
メチルインジウムをガス導入口3よりMOCVDチャン
バ5内に輸送した。成長圧力は100Torr、全ガス
流量は2.01/min、基板温度は600℃としIn
P膜を成長させた。基板の加熱は高周波コイル4に高周
波電力を供給して行なった。得られた膜の表面は完全な
鏡面であった。一方同条件でフェニルホスフィンを用い
た場合には表面には無数のヒロックがあり、成長速度も
前者の場合(2.5μm/h)の2/3であった。この
ことより2−アミノフェニルホスフィンを用いた場合に
はアダクト形成が制御されていると考えられる。またホ
ール効果の測定より成長膜はn型で300Kにおける残
留キャリア濃度は7×1014cm-3であり、高品質な成
長膜が得られた。
【0028】このような2−アミノフェニルホスフィン
なる原料はP−H結合或いはAs−H結合が二箇所に抑
えられているのでホスフィン、アルシンに比べて格段に
毒性が抑えられ作業の安全性が確保された。
なる原料はP−H結合或いはAs−H結合が二箇所に抑
えられているのでホスフィン、アルシンに比べて格段に
毒性が抑えられ作業の安全性が確保された。
【0029】(実施例2)以下にV族ソースに2−アミ
ノフェニルアルシン(図2(b))、III 族ソーストリ
エチルガリウムを用いてGaAs薄膜を成長させた実施
例を示す。成長装置は実施例1の場合と同じである。基
板には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位
(100)のGaAsを使用し、2−アミノフェニルア
ルシン、トリエチルガリウムの流量はそれぞれ53μm
ol/min、2.1μmol/min、全ガス流量は
2.01/min、成長圧力は100Torr、基板温
度は650℃に設定して成長させた。得られた膜の表面
は完全な鏡面であり、ホール効果の測定より成長膜はn
型で300Kにおける残留キャリア濃度は1015cm-3
以下であり、高品質な成長膜が得られた。
ノフェニルアルシン(図2(b))、III 族ソーストリ
エチルガリウムを用いてGaAs薄膜を成長させた実施
例を示す。成長装置は実施例1の場合と同じである。基
板には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位
(100)のGaAsを使用し、2−アミノフェニルア
ルシン、トリエチルガリウムの流量はそれぞれ53μm
ol/min、2.1μmol/min、全ガス流量は
2.01/min、成長圧力は100Torr、基板温
度は650℃に設定して成長させた。得られた膜の表面
は完全な鏡面であり、ホール効果の測定より成長膜はn
型で300Kにおける残留キャリア濃度は1015cm-3
以下であり、高品質な成長膜が得られた。
【0030】このように本実施例に使用する原料はAs
−H結合が二箇所に抑えられているのでアルシンに比べ
て格段に毒性が抑えられている。
−H結合が二箇所に抑えられているのでアルシンに比べ
て格段に毒性が抑えられている。
【0031】(実施例3)以下にVI族ソースに2−ア
ミノフェニルセレン(図2(c))、II族ソースにジ
メチル亜鉛を用いてZnSe薄膜を成長させた実施例を
示す。成長装置は実施例1の場合と同じである。基板に
は硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位(1
00)のGaAsを使用し、2−アミノフェニルセレ
ン、ジメチル亜鉛の流量はそれぞれ210μmol/m
in、2.1μmol/min、全ガス流量は2.01
/min、成長圧力は100Torr、基板温度は50
0℃に設定して成長させた。得られた膜の表面は鏡面で
あり、4.2KにおけるPLスペクトルにおいて強いフ
リーエキシトン発光が観測された。
ミノフェニルセレン(図2(c))、II族ソースにジ
メチル亜鉛を用いてZnSe薄膜を成長させた実施例を
示す。成長装置は実施例1の場合と同じである。基板に
は硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位(1
00)のGaAsを使用し、2−アミノフェニルセレ
ン、ジメチル亜鉛の流量はそれぞれ210μmol/m
in、2.1μmol/min、全ガス流量は2.01
/min、成長圧力は100Torr、基板温度は50
0℃に設定して成長させた。得られた膜の表面は鏡面で
あり、4.2KにおけるPLスペクトルにおいて強いフ
リーエキシトン発光が観測された。
【0032】このように本実施例に使用する原料はSe
−H結合が一箇所に抑えられているのでSeH2 に比べ
て格段に毒性が抑えられている。
−H結合が一箇所に抑えられているのでSeH2 に比べ
て格段に毒性が抑えられている。
【0033】ここで本実施例では、2−アミノフェニル
セレンを用いたが、フェニル基の2、4、6、位の少な
くとも1つに電子供与性の基を有するVI族のフェニル
化合物例えば4−アミノフェニルセレン或いは、2−ア
ミノフェニルサルファ等の他の物質においても上述した
ような効果は得ることが期待できる。
セレンを用いたが、フェニル基の2、4、6、位の少な
くとも1つに電子供与性の基を有するVI族のフェニル
化合物例えば4−アミノフェニルセレン或いは、2−ア
ミノフェニルサルファ等の他の物質においても上述した
ような効果は得ることが期待できる。
【0034】また以上述べた(実施例1)、(実施例
2)、(実施例3)によればフェニルV族化合物におい
てはフェニル基とV族原子間の結合はV族原子の非共有
電子対がフェニル基へ移行して共鳴安定化するため、単
なるσ結合よりも強固であり、熱分解しにくい。しか
し、2位や4位、さらには6位に電子供与性があるアミ
ノ基もしくはアミノ基の水素原子の1つあるいは2つが
アルキル基に置換された基が導入されると、フェニル基
とV族原子間の結合は弱まり熱分解は容易になる。ま
た、それらの基が2位や6位にある場合は立体障害によ
りIII族ソース分子とアダクトを形成しにくい。したが
ってフェニルV族化合物よりも効率の良い薄膜成長がで
きる。
2)、(実施例3)によればフェニルV族化合物におい
てはフェニル基とV族原子間の結合はV族原子の非共有
電子対がフェニル基へ移行して共鳴安定化するため、単
なるσ結合よりも強固であり、熱分解しにくい。しか
し、2位や4位、さらには6位に電子供与性があるアミ
ノ基もしくはアミノ基の水素原子の1つあるいは2つが
アルキル基に置換された基が導入されると、フェニル基
とV族原子間の結合は弱まり熱分解は容易になる。ま
た、それらの基が2位や6位にある場合は立体障害によ
りIII族ソース分子とアダクトを形成しにくい。したが
ってフェニルV族化合物よりも効率の良い薄膜成長がで
きる。
【0035】以上説明したように原料としてフェニルホ
スフィンの2位あるいは4位(図1(a)、(b))、
あるいはその両方(図1(c))、あるいは2位と6位
(図1(d))あるいは2、4、6位(図1(e))に
アミノ基もしくはアミノ基の水素原子の1つあるいは2
つがアルキル基に置換された基を有する有機リン化合
物、並びにフェニルアルシンの2あるいは4位、あるい
はその両方、あるいは2位と6位、あるいは2、4、6
位にアミノ基もしくはアミノ基の水素原子の1つあるい
は2つがアルキル基に置換された基を有する有機ひ素化
合物を用いることによりフェニルホスフィンおよびフェ
ニルアルシンを用いた場合よりも効率の良い薄膜成長が
できる。 (実施例4)以下にGaAs膜を作製した実施例を示
す。ヒ素のソースとしては図3(a)に示した化合物
を、ガリウムのソースにはトリエチルガリウムを使用し
た。結晶成長は図6に示した前記装置により行なった。
基板1には硫酸・過酸化水素水混合水溶液で前処理した
面方位(100)のGaAsを用い、これをサセプタ2
に載せた。ヒ素ソースとトリエチルガリウムはそれぞれ
バブラに充填し、ここにパラジウムで純化した水素をキ
ャリアガスとして送り込み蒸発させ、チャンバ5内に導
入した。導入量はマスフローコントローラで制御し、ヒ
素ソースは20μmol/min、トリエチルガリウム
は1μmol/minに設定した。加熱は高周波コイル
4で行った。基板温度は600℃、チャンバ内の圧力は
100Torrとした。成長膜は鏡面であり、室温にお
ける残留キャリア濃度は1×1015cm-3以下(n型)
であった。また炭素の混入はSIMS(2次イオン質量
分析法)の検出限界(1016cm-3)以下であった。
スフィンの2位あるいは4位(図1(a)、(b))、
あるいはその両方(図1(c))、あるいは2位と6位
(図1(d))あるいは2、4、6位(図1(e))に
アミノ基もしくはアミノ基の水素原子の1つあるいは2
つがアルキル基に置換された基を有する有機リン化合
物、並びにフェニルアルシンの2あるいは4位、あるい
はその両方、あるいは2位と6位、あるいは2、4、6
位にアミノ基もしくはアミノ基の水素原子の1つあるい
は2つがアルキル基に置換された基を有する有機ひ素化
合物を用いることによりフェニルホスフィンおよびフェ
ニルアルシンを用いた場合よりも効率の良い薄膜成長が
できる。 (実施例4)以下にGaAs膜を作製した実施例を示
す。ヒ素のソースとしては図3(a)に示した化合物
を、ガリウムのソースにはトリエチルガリウムを使用し
た。結晶成長は図6に示した前記装置により行なった。
基板1には硫酸・過酸化水素水混合水溶液で前処理した
面方位(100)のGaAsを用い、これをサセプタ2
に載せた。ヒ素ソースとトリエチルガリウムはそれぞれ
バブラに充填し、ここにパラジウムで純化した水素をキ
ャリアガスとして送り込み蒸発させ、チャンバ5内に導
入した。導入量はマスフローコントローラで制御し、ヒ
素ソースは20μmol/min、トリエチルガリウム
は1μmol/minに設定した。加熱は高周波コイル
4で行った。基板温度は600℃、チャンバ内の圧力は
100Torrとした。成長膜は鏡面であり、室温にお
ける残留キャリア濃度は1×1015cm-3以下(n型)
であった。また炭素の混入はSIMS(2次イオン質量
分析法)の検出限界(1016cm-3)以下であった。
【0036】このように本実施例に使用る原料はAs−
H結合が二箇所に抑えられているのでホフィン、アルシ
ンに比べて格段に毒性が抑えられている。
H結合が二箇所に抑えられているのでホフィン、アルシ
ンに比べて格段に毒性が抑えられている。
【0037】(実施例5)以下にInP膜を作製した実
施例を示す。リンのソースとして図3(b)に示した化
合物を、インジウムのソースにはトリメチルインジウム
を使用した。結晶成長は図6に示した前記装置により行
なった。基板には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理
とした面方位(100)のInPを用い、これをサセプ
タに載せた。リンソースとトリメチルインジウムはそれ
ぞれバブラーに充填し、ここにパラジウムで純化した水
素をキャリアガスとして送り込み蒸発させ、ガス導入口
よりチャンバ5内に導入した。導入量はマスフローコン
トローラで制御し、リンソースは20μmol/mi
n、トリメチルインジウムは1μmol/minに設定
した。加熱は高周波コイルで行なった。基板温度は58
0℃、チャンバ内の圧力は100Torrとした。成長
膜は鏡面であり、室温における残留キャリア濃度は1×
1015cm-3以下(n型)であった。また炭素の混入は
SIMSの検出限界(1016cm-3)以下であった。
施例を示す。リンのソースとして図3(b)に示した化
合物を、インジウムのソースにはトリメチルインジウム
を使用した。結晶成長は図6に示した前記装置により行
なった。基板には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理
とした面方位(100)のInPを用い、これをサセプ
タに載せた。リンソースとトリメチルインジウムはそれ
ぞれバブラーに充填し、ここにパラジウムで純化した水
素をキャリアガスとして送り込み蒸発させ、ガス導入口
よりチャンバ5内に導入した。導入量はマスフローコン
トローラで制御し、リンソースは20μmol/mi
n、トリメチルインジウムは1μmol/minに設定
した。加熱は高周波コイルで行なった。基板温度は58
0℃、チャンバ内の圧力は100Torrとした。成長
膜は鏡面であり、室温における残留キャリア濃度は1×
1015cm-3以下(n型)であった。また炭素の混入は
SIMSの検出限界(1016cm-3)以下であった。
【0038】このように本実施例に使用する原料はP−
H結合が二箇所に抑えられているのでホスフィンに比べ
て格段に毒性が抑えられている。
H結合が二箇所に抑えられているのでホスフィンに比べ
て格段に毒性が抑えられている。
【0039】以上述べた(実施例4)、(実施例5)に
よれば、さらに以下の様な別の効果を挙げることができ
る。即ち、この実施例4及び5で使用した原料はリンあ
るいはヒ素原子にフェニルホスフィン、フェニルアンシ
ンのような6員環ではなく5員環が結合している。分子
の大きさは5員環構造を有するものの方が6員環構造を
有するものよりも小さく、分子間力も小さく沸点も低
い。従って室温における蒸気圧は高くなる。またこの化
合物においては5員環の中の4つの炭素原子が共鳴安定
化しているため、加熱の際も炭素ラジカルが生じにく
い。これにより成長膜中への炭素の混入を抑えることが
できる。
よれば、さらに以下の様な別の効果を挙げることができ
る。即ち、この実施例4及び5で使用した原料はリンあ
るいはヒ素原子にフェニルホスフィン、フェニルアンシ
ンのような6員環ではなく5員環が結合している。分子
の大きさは5員環構造を有するものの方が6員環構造を
有するものよりも小さく、分子間力も小さく沸点も低
い。従って室温における蒸気圧は高くなる。またこの化
合物においては5員環の中の4つの炭素原子が共鳴安定
化しているため、加熱の際も炭素ラジカルが生じにく
い。これにより成長膜中への炭素の混入を抑えることが
できる。
【0040】以上のように実施例4及び5では、図3
(a)、(b)に示した材料以外にリン、ヒ素のソース
として[化1](ここでXはリンあるいはヒ素原子、
A、B、C、D、Eは水素原子もしくは任意の置換基)
なる一般構造を有するリンあるいはヒ素化合物を用いる
ことにより効率良く、炭素の混入が少ないリンあるいは
ヒ素含有薄膜を成長させることができる。
(a)、(b)に示した材料以外にリン、ヒ素のソース
として[化1](ここでXはリンあるいはヒ素原子、
A、B、C、D、Eは水素原子もしくは任意の置換基)
なる一般構造を有するリンあるいはヒ素化合物を用いる
ことにより効率良く、炭素の混入が少ないリンあるいは
ヒ素含有薄膜を成長させることができる。
【0041】(実施例6)以下にジメチルアミノホスフ
ィン(図5(a))を用いてInP薄膜を成長させた実
施例を示す。インジウムソースとしてはトリメチルイン
ジウムを用いているが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。結晶成長は図6に示した前記装置により行な
った。基板1には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理
した面方位(100)のInPを用い、これをサセプタ
2に載せた。ジメチルアミノホスフィンとトリメチルイ
ンジウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャリア
ガスとしてパラジウムで純化した水素ガスを通して蒸発
させた。蒸発量はバブラの温度とキャリアガスの流量に
より制御し、50μmol/minのジメチルアミノホ
スフィンと1μmol/minのトリメチルインジウム
をガス導入口3よりチャンバ5内に輸送し、成長圧力1
00Torr、総流量2.01/min、基板温度58
0℃で成長させた。基板の加熱は高周波コイル4に電力
を供給して行なった。成長膜の表面は鏡面であり、ホー
ル効果の測定によりこの膜はn型で、300Kにおける
残留キャリア濃度は1×1015cm-3以下であった。ま
た二次イオン質量分析法により膜中炭素濃度を測定した
ところ検出限界(1016cm-3)以下であり、高品位な
成長膜が得られた。比較のためホスフィンを用いた実験
を行ったが、その場合にはホスフィン流量を300μm
ol/min以上にしないと鏡面にならなかった。従っ
てジメチルアミノホスフィンの方がホスフィンよりも効
率良く薄膜成長を行うことができる。
ィン(図5(a))を用いてInP薄膜を成長させた実
施例を示す。インジウムソースとしてはトリメチルイン
ジウムを用いているが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。結晶成長は図6に示した前記装置により行な
った。基板1には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理
した面方位(100)のInPを用い、これをサセプタ
2に載せた。ジメチルアミノホスフィンとトリメチルイ
ンジウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャリア
ガスとしてパラジウムで純化した水素ガスを通して蒸発
させた。蒸発量はバブラの温度とキャリアガスの流量に
より制御し、50μmol/minのジメチルアミノホ
スフィンと1μmol/minのトリメチルインジウム
をガス導入口3よりチャンバ5内に輸送し、成長圧力1
00Torr、総流量2.01/min、基板温度58
0℃で成長させた。基板の加熱は高周波コイル4に電力
を供給して行なった。成長膜の表面は鏡面であり、ホー
ル効果の測定によりこの膜はn型で、300Kにおける
残留キャリア濃度は1×1015cm-3以下であった。ま
た二次イオン質量分析法により膜中炭素濃度を測定した
ところ検出限界(1016cm-3)以下であり、高品位な
成長膜が得られた。比較のためホスフィンを用いた実験
を行ったが、その場合にはホスフィン流量を300μm
ol/min以上にしないと鏡面にならなかった。従っ
てジメチルアミノホスフィンの方がホスフィンよりも効
率良く薄膜成長を行うことができる。
【0042】むろん、本実施例に使用する原料はP−H
結合が二箇所に抑えられているのでホスフィンに比べて
格段に毒性が抑えられている。
結合が二箇所に抑えられているのでホスフィンに比べて
格段に毒性が抑えられている。
【0043】(実施例7)以下にビス(ジメチルアミ
ノ)ホスフィン(図5(b))とトリメチルインジウム
を用いてInP薄膜を成長させた実施例を示す。結晶成
長は実施例1の場合と同じ装置(図6)で行なった。基
板には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位
(100)のInPを用い、これをサセプタに載せた。
ビス(ジメチルアミノ)ホスフィンとトリメチルインジ
ウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャリアガス
としてパラジウムで純化した水素ガスを通して蒸発させ
た。蒸発量はバブラーの温度とキャリアガスの流量によ
り制御し、40μmol/minのビス(ジメチルアミ
ノ)ホスフィンと1μmol/minのトリメチルイン
ジウムをガス導入口よりチャンバ内に輸送し、成長圧力
80Torr、総流量1.81/min、基板温度60
0℃で成長させた。基板の加熱には高周波コイルを用い
た。ホール効果の測定により成長膜はn型で300Kに
おける残留キャリア濃度は1×1015cm-3以下であっ
た。また二次イオン質量分析法により膜中のの炭素濃度
を測定したところ検出限界(1016cm-3)以下であ
り、高品位な成長膜が得られた。
ノ)ホスフィン(図5(b))とトリメチルインジウム
を用いてInP薄膜を成長させた実施例を示す。結晶成
長は実施例1の場合と同じ装置(図6)で行なった。基
板には硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位
(100)のInPを用い、これをサセプタに載せた。
ビス(ジメチルアミノ)ホスフィンとトリメチルインジ
ウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャリアガス
としてパラジウムで純化した水素ガスを通して蒸発させ
た。蒸発量はバブラーの温度とキャリアガスの流量によ
り制御し、40μmol/minのビス(ジメチルアミ
ノ)ホスフィンと1μmol/minのトリメチルイン
ジウムをガス導入口よりチャンバ内に輸送し、成長圧力
80Torr、総流量1.81/min、基板温度60
0℃で成長させた。基板の加熱には高周波コイルを用い
た。ホール効果の測定により成長膜はn型で300Kに
おける残留キャリア濃度は1×1015cm-3以下であっ
た。また二次イオン質量分析法により膜中のの炭素濃度
を測定したところ検出限界(1016cm-3)以下であ
り、高品位な成長膜が得られた。
【0044】このように本実施例に使用する原料はP−
H結合が一箇所に抑えられているのでホスフィン、アル
シンに比べて格段に毒性が抑えられている。
H結合が一箇所に抑えられているのでホスフィン、アル
シンに比べて格段に毒性が抑えられている。
【0045】(実施例8)以下にジメチルアミノアルシ
ン(図5(c))を用いてGaAs薄膜を成長させた実
施例を示す。ガリウムソースにはトリメチルガリウムを
用いているが、本発明はこれに限定されるものではな
い。結晶成長は図6に示した前記装置により行なった。
基板に硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位
(100)のGaAsを用い、これをサセプタに載せ
た。ジメチルアミノホスフィンとトリメチルガリウムは
それぞれバブラーに充填し、そこにキャリアーガスとし
てパラジウムで純化した水素ガスを通して蒸発させた。
蒸発量はバブラーの温度とキャリアガスの流量により制
御し、50μmol/minのジメチルアミノアルシン
と1μmol/minのトリメチルガリウムをガス導入
口よりチャンバー内に輸送し、成長圧力100Tor
r、総流量2.01/min、基板温度650℃で成長
させた。基板の加熱は高周波コイルに電力を供給して行
った。成長膜の表面は鏡面であり、ホール効果の測定に
よりこの膜はn型で、300Kにおける残留キャリア濃
度は1×1015cm-3以下であった。また二次イオン質
量分析法により膜中の炭素濃度を測定したところ検出限
界(1016cm-3)以下であり、高品位な成長膜が得ら
れた。
ン(図5(c))を用いてGaAs薄膜を成長させた実
施例を示す。ガリウムソースにはトリメチルガリウムを
用いているが、本発明はこれに限定されるものではな
い。結晶成長は図6に示した前記装置により行なった。
基板に硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位
(100)のGaAsを用い、これをサセプタに載せ
た。ジメチルアミノホスフィンとトリメチルガリウムは
それぞれバブラーに充填し、そこにキャリアーガスとし
てパラジウムで純化した水素ガスを通して蒸発させた。
蒸発量はバブラーの温度とキャリアガスの流量により制
御し、50μmol/minのジメチルアミノアルシン
と1μmol/minのトリメチルガリウムをガス導入
口よりチャンバー内に輸送し、成長圧力100Tor
r、総流量2.01/min、基板温度650℃で成長
させた。基板の加熱は高周波コイルに電力を供給して行
った。成長膜の表面は鏡面であり、ホール効果の測定に
よりこの膜はn型で、300Kにおける残留キャリア濃
度は1×1015cm-3以下であった。また二次イオン質
量分析法により膜中の炭素濃度を測定したところ検出限
界(1016cm-3)以下であり、高品位な成長膜が得ら
れた。
【0046】このように本実施例に使用する原料はAs
−H結合が二箇所に抑えられているのでアルシンに比べ
て格段に毒性が抑えられている。
−H結合が二箇所に抑えられているのでアルシンに比べ
て格段に毒性が抑えられている。
【0047】以上述べた(実施例6)、(実施例7)、
(実施例8)によれば、使用したV族原料は、アルキル
アミノ基がリンまたはヒ素原子に結合している。従って
以下の効果をさらに奏する。即ち、アルキルアミノ基は
強い電子供与能を有しているため、その窒素原子とリン
またはヒ素原子間の結合はアルキルホスフィンやアルキ
ルアルシンの場合の、炭素原子とリンまたはヒ素原子間
のそれよりも弱く熱分解は容易となる。しかも炭素原子
とリン原子またはヒ素との結合がないため熱分解の分解
の際に炭素ラジカルを生じにくい。また、このソースに
おいてはリンまたはヒ素原子に水素原子が1つあるいは
2つ結合しているが、これは熱分解の際に水素ラジカル
となり、気相中の炭素ラジカルと反応することで炭素の
膜中への混入を防ぐ。従って効率の良い成長ができ、し
かも炭素の混入が少ない高品位な薄膜を製造できる。
(実施例8)によれば、使用したV族原料は、アルキル
アミノ基がリンまたはヒ素原子に結合している。従って
以下の効果をさらに奏する。即ち、アルキルアミノ基は
強い電子供与能を有しているため、その窒素原子とリン
またはヒ素原子間の結合はアルキルホスフィンやアルキ
ルアルシンの場合の、炭素原子とリンまたはヒ素原子間
のそれよりも弱く熱分解は容易となる。しかも炭素原子
とリン原子またはヒ素との結合がないため熱分解の分解
の際に炭素ラジカルを生じにくい。また、このソースに
おいてはリンまたはヒ素原子に水素原子が1つあるいは
2つ結合しているが、これは熱分解の際に水素ラジカル
となり、気相中の炭素ラジカルと反応することで炭素の
膜中への混入を防ぐ。従って効率の良い成長ができ、し
かも炭素の混入が少ない高品位な薄膜を製造できる。
【0048】実施例6〜実施例8で使用した図5に示す
原料以外で、H原子の一部がモノアルキルアミノ基また
はジアルキルアミノ基に置換されたPまたはAsの水素
化物を使用しても良い。
原料以外で、H原子の一部がモノアルキルアミノ基また
はジアルキルアミノ基に置換されたPまたはAsの水素
化物を使用しても良い。
【0049】このようなリンまたはヒ素のソースとして
ホスフィン(PH3)またはアルシン(AsH3 )の水
素原子の1つあるいは2つがモノアルキルアミノ基に置
換された化合物として図4に示した材料を挙げることが
できる。
ホスフィン(PH3)またはアルシン(AsH3 )の水
素原子の1つあるいは2つがモノアルキルアミノ基に置
換された化合物として図4に示した材料を挙げることが
できる。
【0050】(実施例9)以下にシアノエチルホスフィ
ン(図8)とトリエチルガリウム、トリメチルインジウ
ムを用いてInGaP膜を成長させた実施例を示す。結
晶成長は図6に示した装置により行なった。基板1には
硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位(00
1)のGaAsを用い、これをサセプタ2に載せた。シ
アノエチルホスフィン、トリエチルガリウム、トリメチ
ルインジウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャ
リアーガスとしてパラジウムで純化した水素ガスを通し
て蒸発させた。蒸発量はバブラーの温度とキャリアーガ
スの流量により制御し、5−20cm3 /minのシア
ノエチルホスフィン、0.176cm3 /minのトリ
エチルガリウム、0.236cm3 /minのトリメチ
ルインジウムをガス導入口3よりチャンバー内に輸送
し、成長圧力100Torr、総流量2.0l/mi
n,基板温度600−750℃で成長させた。その結
果、700℃でも表面モホロジーが良好で、GaAsと
格子整合したInGaP膜が成長した。また二次イオン
質量分析計(SIMS)により膜中の炭素濃度を測定し
たところ、検出限界(〜1×1016cm-3)以下であっ
た。また本発明で使用されるリン原料は他のシアノ基を
有するリン化合物例えば図7に示す構造をもつものであ
っても良い。ただし望ましくはn=1〜4,m=1〜
3,x=3〜mであればよい。
ン(図8)とトリエチルガリウム、トリメチルインジウ
ムを用いてInGaP膜を成長させた実施例を示す。結
晶成長は図6に示した装置により行なった。基板1には
硫酸・過酸化水素混合水溶液で前処理した面方位(00
1)のGaAsを用い、これをサセプタ2に載せた。シ
アノエチルホスフィン、トリエチルガリウム、トリメチ
ルインジウムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャ
リアーガスとしてパラジウムで純化した水素ガスを通し
て蒸発させた。蒸発量はバブラーの温度とキャリアーガ
スの流量により制御し、5−20cm3 /minのシア
ノエチルホスフィン、0.176cm3 /minのトリ
エチルガリウム、0.236cm3 /minのトリメチ
ルインジウムをガス導入口3よりチャンバー内に輸送
し、成長圧力100Torr、総流量2.0l/mi
n,基板温度600−750℃で成長させた。その結
果、700℃でも表面モホロジーが良好で、GaAsと
格子整合したInGaP膜が成長した。また二次イオン
質量分析計(SIMS)により膜中の炭素濃度を測定し
たところ、検出限界(〜1×1016cm-3)以下であっ
た。また本発明で使用されるリン原料は他のシアノ基を
有するリン化合物例えば図7に示す構造をもつものであ
っても良い。ただし望ましくはn=1〜4,m=1〜
3,x=3〜mであればよい。
【0051】このように本実施例に使用する原料はP−
H結合が二箇所或いは一箇所に抑えられているのでホス
フィンに比べて格段に毒性が抑えられている。
H結合が二箇所或いは一箇所に抑えられているのでホス
フィンに比べて格段に毒性が抑えられている。
【0052】以上のようにリンの原料としてシアノアル
キルホスフィンを用いると700℃以上でも良好な表面
モホロジーを有するリン含有薄膜を製造できる。また、
本実施例に示したシアノ基を有するリン化合物例えばシ
アノアルキルホスフィンの他にシアノ基を有するヒ素化
合物例えばシアノアルキルアルシンを原料として使用し
ても同様の効果を期待できる。
キルホスフィンを用いると700℃以上でも良好な表面
モホロジーを有するリン含有薄膜を製造できる。また、
本実施例に示したシアノ基を有するリン化合物例えばシ
アノアルキルホスフィンの他にシアノ基を有するヒ素化
合物例えばシアノアルキルアルシンを原料として使用し
ても同様の効果を期待できる。
【0053】(実施例10)以下にトリス(ジメチルア
ミノ)ホスフィンP[N(CH3 )2 ]3 とトリメチル
ガリウム、トリメチルインジウムを用いてInGaP膜
を成長させた実施例を示す。結晶成長は図1に示した装
置により行なった。基板1には硫酸、過酸化水素混合水
溶液で前処理した面方位(001)のGaAsを用い、
これをサセプタ2に載せた。トリス(ジメチルアミノ)
ホスフィンとトリメチルガリウム、トリメチルインジウ
ムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャリアーガス
としてパラジウムで純化した水素を通して蒸発させた。
蒸発量はバブラー温度とキャリアーガス流量により制御
し、0.177cm3 /minのトリメチルインジウ
ム、0.140cm3 /minのトリメチルガリウム、
1.4cm3/minのトリス(ジメチルアミノ)ホス
フィンをガス導入口3よりチャンバー内へ輸送し、成長
圧力100Torr、成長温度630℃、総流量1.6
l/minで成長させた。比較のため、成長条件はトリ
ス(ジメチルアミノ)ホスフィンの場合と同様にしてホ
スフィン(68cm3 /min)を用いた成長も行なっ
た。その結果、両者とも鏡面を有し、GaAsと格子整
合したInGaP膜が成長した。またこれらの膜の炭素
濃度を二次イオン質量分析計で測定したところ、検出限
界(1016cm-3)以下であった。
ミノ)ホスフィンP[N(CH3 )2 ]3 とトリメチル
ガリウム、トリメチルインジウムを用いてInGaP膜
を成長させた実施例を示す。結晶成長は図1に示した装
置により行なった。基板1には硫酸、過酸化水素混合水
溶液で前処理した面方位(001)のGaAsを用い、
これをサセプタ2に載せた。トリス(ジメチルアミノ)
ホスフィンとトリメチルガリウム、トリメチルインジウ
ムはそれぞれバブラーに充填し、そこにキャリアーガス
としてパラジウムで純化した水素を通して蒸発させた。
蒸発量はバブラー温度とキャリアーガス流量により制御
し、0.177cm3 /minのトリメチルインジウ
ム、0.140cm3 /minのトリメチルガリウム、
1.4cm3/minのトリス(ジメチルアミノ)ホス
フィンをガス導入口3よりチャンバー内へ輸送し、成長
圧力100Torr、成長温度630℃、総流量1.6
l/minで成長させた。比較のため、成長条件はトリ
ス(ジメチルアミノ)ホスフィンの場合と同様にしてホ
スフィン(68cm3 /min)を用いた成長も行なっ
た。その結果、両者とも鏡面を有し、GaAsと格子整
合したInGaP膜が成長した。またこれらの膜の炭素
濃度を二次イオン質量分析計で測定したところ、検出限
界(1016cm-3)以下であった。
【0054】このように本実施例に使用する原料はP−
H結合がないのでホスフィンに比べて格段に毒性が抑え
られている。
H結合がないのでホスフィンに比べて格段に毒性が抑え
られている。
【0055】またこの原料化合物においてはジメチルア
ミノ基がリン原子に結合しており、リン原子と炭素原子
との結合が無い。従って、この化合物か熱分解する場合
には膜中への炭素の混交を生じさせる炭素ラジカルが発
生しにくい。しかも、熱分解の際、発生するアルキルア
ミンは強い塩基性を有しているため気相中の炭素ラジカ
ルと結合して膜中への炭素の混入を防ぐと考えられる。
従って良好な膜質を有するIII −V族化合物半導体薄膜
を製造できる。
ミノ基がリン原子に結合しており、リン原子と炭素原子
との結合が無い。従って、この化合物か熱分解する場合
には膜中への炭素の混交を生じさせる炭素ラジカルが発
生しにくい。しかも、熱分解の際、発生するアルキルア
ミンは強い塩基性を有しているため気相中の炭素ラジカ
ルと結合して膜中への炭素の混入を防ぐと考えられる。
従って良好な膜質を有するIII −V族化合物半導体薄膜
を製造できる。
【0056】なお、本実施例はInGaP膜のみなら
ず、InP、InAlP、InAlGaP等の各種薄膜
の製造にも適用できる。
ず、InP、InAlP、InAlGaP等の各種薄膜
の製造にも適用できる。
【0057】またP原子と結合しているN(CH3 )基
を1つ或いは2つH原子或いはアルキル基に置換したも
のも可能である。
を1つ或いは2つH原子或いはアルキル基に置換したも
のも可能である。
【0058】なお、本発明で用いられたV族、VI族ソ
ースはMOCVD法のみならず高真空中で行なわれる成
長法、例えばMOMBE法、ガスソースMBE法、CB
E法等にも有効である。
ースはMOCVD法のみならず高真空中で行なわれる成
長法、例えばMOMBE法、ガスソースMBE法、CB
E法等にも有効である。
【0059】
【発明の効果】本発明によると非常に毒性の強いホスフ
ィンあるいはアルシンに代えて毒性の弱い物質を材料と
した化合物半導体膜の製造方法を提供することにより安
全対策上の問題点を格段に改善することができる。
ィンあるいはアルシンに代えて毒性の弱い物質を材料と
した化合物半導体膜の製造方法を提供することにより安
全対策上の問題点を格段に改善することができる。
【図1】 本発明に係る有機V族及びVI族化合物の構
造図。
造図。
【図2】 実施例1〜3に示された有機リン化合物、有
機ヒ素化合物、有機セレン化合物の構造図。
機ヒ素化合物、有機セレン化合物の構造図。
【図3】 実施例4、5に示されたヒ素、リンのソース
の構造式。
の構造式。
【図4】 本発明に係るリンおよびヒ素のソースの構造
式。
式。
【図5】 実施例6〜8に示されたリンおよびヒ素のソ
ースの構造式。
ースの構造式。
【図6】 実施例を説明するための薄膜成長装置の概略
の断面図。
の断面図。
【図7】 本発明のシアノ基を有するリン或いはヒ素原
料の構造図。
料の構造図。
【図8】 実施例9に示されたシアノエチルホスフィン
の構造図。
の構造図。
1 基板 2 サセプタ 3 ガス導入口 4 RFコイル 5 MOCVDチャンバー 6 排気系 X:V族原子またはVI族原子 n:XがV族原子の場合は2、VI族原子の場合は1 Y:電子供与性の置換基 R1 ,R2 ,R3 ,R4 :アルキル基
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真下 正夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】 V族或はVI族を含む化合物半導体膜を
気相成長するに際し以下の材料の中から選ばれた化合物
を用いることを特徴とする化合物半導体膜の気相成長方
法。 1)V族或はVI族のフェニル化合物で、ベンゼン環の
2、4、6、位の少なくとも一つに電子供与性の基を有
するフェニル化合物。 2)V族或はVI族原子とシクロペンタジェン環の二つ
の二重結合とが共役可能な構造式 【化1】 (ここにXはV族或はVI族原子、A〜EはH原子また
は任意の置換基、nはXがV族の場合2、VI族の場合
1)で表されるV族或はVI族原子含有シクロペンタジ
エニル化合物。 3)V族或はVI族の水素化合物の水素原子の少なくと
も1つがアルキルアミノ基に置換されたV族の水素化合
物。 4)V族或はVI族の水素化合物の水素原子の少なくと
も1つが炭素数5以下のシアノアルキル基に置換された
化合物。 5)トリス(ジメチルアミノ)ホスフィン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4102385A JPH05121340A (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-30 | 化合物半導体膜の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-122002 | 1991-03-29 | ||
JP12200291 | 1991-03-29 | ||
JP4102385A JPH05121340A (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-30 | 化合物半導体膜の気相成長方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05121340A true JPH05121340A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=26443101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4102385A Pending JPH05121340A (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-30 | 化合物半導体膜の気相成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05121340A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014014036A1 (de) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Philipps-Universität Marburg | Verwendung wenigstens einer binären Gruppe 15-Elementverbindung, eine 13/15-Halbleiterschicht und binäre Gruppe 15-Elementverbindungen |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4102385A patent/JPH05121340A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014014036A1 (de) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Philipps-Universität Marburg | Verwendung wenigstens einer binären Gruppe 15-Elementverbindung, eine 13/15-Halbleiterschicht und binäre Gruppe 15-Elementverbindungen |
EP3198053A1 (en) * | 2014-09-26 | 2017-08-02 | Philipps Universität Marburg | Use of at least one binary group 15 element compound, a 13/15 semiconductor layer and binary group 15 element compounds. |
JP2017537478A (ja) * | 2014-09-26 | 2017-12-14 | フィリップス−ウニヴェルシテート・マールブルク | 少なくとも1種類の15族元素二元化合物の使用法、iii−v族半導体層、及び15族元素二元化合物 |
US10269562B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-04-23 | Philipps-Universität Marburg | Use of at least one binary group 15 element compound, a 13/15 semiconductor layer and binary group 15 element compounds |
EP3198053B1 (en) * | 2014-09-26 | 2021-07-28 | Umicore AG & Co. KG | Use of at least one binary group 15 element compound, a 13/15 semiconductor layer and binary group 15 element compounds. |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |