JPH06275521A - 半導体結晶成長法 - Google Patents

半導体結晶成長法

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JPH06275521A
JPH06275521A JP5923493A JP5923493A JPH06275521A JP H06275521 A JPH06275521 A JP H06275521A JP 5923493 A JP5923493 A JP 5923493A JP 5923493 A JP5923493 A JP 5923493A JP H06275521 A JPH06275521 A JP H06275521A
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JP
Japan
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corrugation
gaas
coating layer
inp substrate
substrate
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Withdrawn
Application number
JP5923493A
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English (en)
Inventor
Takayuki Watanabe
孝幸 渡辺
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 組成の脱離を生じさせることなくコルゲーシ
ョンを有するInP基板上に薄く、かつ均一な膜厚で、
しかも良質な膜質のGaAsコーティング層を形成する
こと。 【構成】 面方位(101)の基板上にコルゲーション
を形成した後、該コルゲーションが形成された該基板上
にGaAs保護層をコーティングするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体結晶成長法に係
り、詳しくは、回折格子状の微小凹凸(コルゲーショ
ン)を有するInP基板上に有機金属気相成長法を用い
て、コルゲーション保護のためのコーティング膜を成長
する成長技術に適用することができる。特に、P組成の
脱離によるコルゲーションの形状変化を生じさせること
なくコルゲーションを有するInP基板上に薄く、かつ
均一な膜厚で、しかも良質な膜質のGaAsコーティン
グ層を形成することができる半導体結晶成長法に関す
る。
【0002】近年、コルゲーション基板上での半導体結
晶成長は、分布帰還型半導体レーザや量子細線等を作成
する際の重要な技術となっており良く用いられている。
この様にコルゲーションを有するInP基板上に単結晶
をエピタキシャル成長させる場合、InPのPの飽和蒸
気圧が非常に高く蒸発し易いため、エピタキシャル成長
温度ではPが抜けてコルゲーションが変形する等熱損傷
を受け易い。これを防ぐためにPよりも蒸気圧が低いA
sを含有するGaAs層をコルゲーションを有するIn
P基板上にコーティングする技術が検討されている。こ
の方法では、GaAsのAsはInP基板のPよりも蒸
気圧が極端に低く、またGaAs層は比較的低温で成長
できることから低温でGaAs成長をした後、エピタキ
シャル成長温度に昇温することにより、熱損傷を受けな
いようにInP基板を保護することができる。しかしな
がら、GaAs単結晶は、その下のInP基板と格子定
数が異なり、厚く積層成長させると格子不整合によりミ
スフィット転位を生じて好ましくないので、GaAsコ
ーティング層の薄膜化が必要とされている。また、Ga
As層が不均一で、InP基板が部分的に露出してしま
うと、ここでP組成の脱離を起こしてしまうので、Ga
As層は適当に薄く、しかも均一に形成する方法が要求
されている。
【0003】
【従来の技術】図3は従来のGaAsコーティング層の
成長法を示す図である。図3において、31はコルゲーシ
ョン31aが形成された面方位(100)のInP基板で
あり、コルゲーション31a側面にはInとPが交互に露
出されたそれぞれの1原子層のふちに相当する所にステ
ップ31bが存在している。32はInP基板31を保護する
ために形成されたGaAsコーティング層である。図3
(a)に示す如く、InP基板31上にGaAsコーティ
ング層32を成長させると、面方位(100)のInP基
板31に形成したコルゲーション31a上で原料ガスの熱分
解により生じたGa原子は拡散し、コルゲーション31a
凸部側面のステップ31bに付着してGaAsコーティン
グ層32が成長する。この時、図3(a)のA1,A2に
示す如く、凸部上面からのGa拡散(A1)と凹部平坦
部からのGa拡散(A2)の割合によって決まる面方向
に従ってGaAsコーティング層32が成長する。なお、
ステップ31bが形成されていないコルゲーション31aの
凸部平坦部上と凹部平坦部は全面にInまたはPが露出
しているため、Gaが付着し難くGaAsコーティング
層32が成長し難い。このため、図3(b)に示す如く、
ステップ31bが存在するコルゲーション31a側面が厚
く、一方、ステップ31bが存在しないコルゲーション31
a凸部平坦部上と凹部平坦部上が薄いGaAsコーティ
ング層32が形成される。
【0004】この従来の半導体結晶成長法では、GaA
sコーティング層32を構成するAsはInP基板31のP
よりも蒸気圧が極端に低いので、エピタキシャル成長温
度に上げてもAs組成の脱離を生じないようにできる。
このため、GaAsコーティング層32でInP基板31を
コーティングすることでInP基板31が熱損傷を受けな
いようにGaAsコーティング層32で保護することがで
きる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体結晶成長法では、面方位(100)のI
nP基板31のコルゲーション31a凸部側面に、In,P
が交互に露出されたステップ31bが存在するため、この
ステップ31b部分にGaAsコーティング層32が選択的
に成長し、これに対してコルゲーション31aの凸部平坦
部と凹部平坦部にはステップが存在しないため、Ga原
子が付着して結晶成長核となる確率が低く、GaAsコ
ーティング層32が成長され難い。このため、ステップ31
bが存在しない平坦部をGaAsコーティング層32(G
aAs原子層)が覆う頃にはステップ31bが形成された
凸部側面にはミスフィット転位が生じる臨界膜厚を越え
るGaAsコーティング層32が成長して、この部分に結
晶欠陥が生じ易くなり、良質な膜質のGaAsコーティ
ング層32が得られ難いという問題があった。
【0006】そこで、この問題を解決するためにGaA
sコーティング層32を薄く成長すればよいと考えられる
が、GaAsコーティング層32を薄く形成すると、上記
の方法ではInP基板31が部分的に露出してしまうた
め、結局InP基板31のP組成の脱離が生じて熱損傷を
受けてしまい、GaAsコーティング層32で保護する役
目が果たせなくなってしまうという問題がある。
【0007】そこで本発明は、P組成の脱離を生じさせ
ることなくコルゲーションを有するInP基板上に薄
く、かつ均一な膜厚で、しかも良質な結晶質のGaAs
コーティング層を形成することができる半導体結晶成長
法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体結晶
成長法は上記目的達成のため、面方位(101)の基板
上にコルゲーションを形成した後、該コルゲーションが
形成された該基板上にGaAs保護層をコーティングす
ることを特徴とするものである。本発明による半導体結
晶成長法は上記目的達成のため、面方位(100)から
任意の方向に結晶表面にステップを生成するようにオフ
セットした基板にコルゲーションを形成した後、該コル
ゲーションが形成された該基板上にGaAs保護層をコ
ーティングすることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明では、後述する実施例1の
図1に示す如く、面方位(101)InP基板1上にコ
ルゲーション1aを形成することにより、コルゲーショ
ン1a凸部上部と凹部底部上にステップ1bをが存在し
ている。このため、InP基板1上にGaAsコーティ
ング層2を形成する際、ステップ1bが存在しているコ
ルゲーション1a凸部上部と凹部底部上にGa原子を付
着させてGaAsコーティング層2を成長させることが
できる。そして、コルゲーション1a側面ではコルゲー
ション1a凸部上のGa原子が側面から凹部底部上のG
aAs成長面に落ちて、そこから成長させて覆うことが
できる。従って、ステップ1bが形成されたコルゲーシ
ョン1a凸部上と凹部底部上に較べてコルゲーション1
a側面はGaAsコーティング層2の膜厚が薄くなる
が、従来のコルゲーション側面にステップが存在し、こ
こからGaAsを成長させる場合よりもGaAsコーテ
ィング層2の膜厚をより均一に形成することができる。
従って、P組織の脱離を生じさせることなくInP基板
1上に薄く、かつ均一な膜厚で、しかも良質な膜質のG
aAsコーティング層2を形成することができる。
【0010】請求項2記載の発明では、後述する実施例
2の図2に示す如く、面方位(100)から結晶表面に
ステップを生成するようにオフセットしたInP基板11
上にコルゲーション11aを形成することにより、InP
基板11上全面にステップ11bが存在している。このた
め、InP基板11上にGaAsコーティング層12を形成
する際、ステップ11bが形成されたInP基板11上全面
にGa原子を付着させてGaAsコーティング層12を成
長させることができる。従って、従来のコルゲーション
側面にステップが存在し、ここからGaAsを成長させ
る場合よりもGaAsコーティング層2の膜厚をより均
一に形成することができる。従って、P組成の脱離を生
じさせることなくInP基板1上に薄く、かつ均一な膜
厚で、しかも良質な膜質のGaAsコーティング層2を
形成することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。 (実施例1)図1は本発明(請求項1)の実施例1に則
した半導体結晶成長法を示す図である。図1において、
1はコルゲーション1aが形成された面方位(101)
のInP基板であり、このInP基板1にはコルゲーシ
ョン1a凸部上と凹部底部上にステップ1bが形成され
ている。2はInP基板1を保護するために形成された
GaAsコーティング層である。
【0012】本実施例では、まず、図1(a)に示す如
く、面方位(101)のInP基板1上に干渉露光法等
によりコルゲーション1aを形成する。この時、コルゲ
ーション1a凸部上と凹部底部上にInとPが交互に露
出されるステップ1bが形成される。ここでのステップ
1bのサイズは3Åで、ピッチは3Åである。なお、I
nP基板1側面にはステップ1bは形成されない。
【0013】そして、MOCVD法等によりInP基板
1上にGaAsを成長させることにより、図1(b)に
示すような膜厚が略均一なGaAsコーティング層2を
得ることができる。ここでの成長温度は300℃であ
る。このように本実施例では、面方位(101)InP
基板1上にコルゲーション1aを形成することにより、
コルゲーション1a凸部上部と凹部底部上にステップ1
bが存在している。このため、InP基板1上にGaA
sコーティング層2を形成する際、ステップ1bが形成
されたコルゲーション1a凸部上部と凹部底部上にGa
原子を付着させてGaAsコーティング層2を成長させ
ることができる。そして、コルゲーション1a側面に
は、コルゲーション1a凸部上のGa原子が側面から凹
部底部上のGaAs成長面に落ちて、そこから成長させ
て覆うことができる。従って、ステップ1bが形成され
たコルゲーション1a凸部上と凹部底部上に較べてコル
ゲーション1a側面はGaAsコーティング層2の膜厚
が薄くなるが、従来のステップが形成されたコルゲーシ
ョン側面からGaAsを成長させる場合よりもGaAs
コーティング層2の膜厚をより均一に形成することがで
きる。従って、P組織の脱離を生じさせることなくIn
P基板1上に薄く、かつ均一な膜厚で、しかも良質な膜
質のGaAsコーティング層2を形成することができ
る。 (実施例2)図2は本発明(請求項2)の実施例2に則
した半導体結晶成長法を示す図である。図2において、
11はコルゲーション11aが形成された面方位(100)
から結晶表面にステップを生成するようにオフセットし
たInP基板であり、このInP基板11上全面にはステ
ップ11bが形成されている。12はInP基板11を保護す
るために形成されたGaAsコーティング層である。
【0014】本実施例では、まず、図2(a)に示す如
く、面方位(100)から任意の方向にオフセットした
InP基板11上に干渉露光法等によりコルゲーション11
aを形成する。この時、InP基板11上全面にInとP
が交互に露出されるステップ11bが形成される。ここで
のステップ1bのサイズは3Åで、ピッチは3Åであ
る。
【0015】そして、MOCVD法等によりInP基板
11上にGaAsを成長させることにより、図2(b)に
示すような膜厚が略均一なGaAsコーティング層12を
得ることができる。ここでの成長温度は300℃であ
る。このように本実施例では、面方位(100)から結
晶表面にステップを生成するようにオフセットしたIn
P基板11上にコルゲーション11aを形成することによ
り、InP基板11上全面にステップ11bが存在してい
る。このため、InP基板11上にGaAsコーティング
層12を形成する際、ステップ11bが形成されたInP基
板11上全面にGa原子を付着させてGaAsコーティン
グ層12を成長させることができる。従って、従来のステ
ップが形成されたコルゲーション側面からGaAsを成
長させる場合よりもGaAsコーティング層12の膜厚を
より均一に形成することができる。従って、P組成の脱
離を生じさせることなくInP基板1上に薄く、かつ均
一な膜厚でしかも、良質な膜質のGaAsコーティング
層2を形成することができる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、P組成の脱離を生じさ
せることなくコルゲーションを有するInP基板上に薄
く、かつ均一な膜厚で、しかも良質な膜質のGaAsコ
ーティング層を形成することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に則した半導体結晶成長法を
示す図である。
【図2】本発明の実施例2に則した半導体結晶成長法を
示す図である。
【図3】従来例の半導体結晶成長法を示す図である。
【符号の説明】
1、11 InP基板 1a、11a コルゲーション 1b、11b ステップ 2、12 GaAsコーティング層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 面方位(101)の基板(1)上にコル
    ゲーション(1a)を形成した後、該コルゲーション
    (1a)が形成された該基板(1)上にGaAs保護層
    (2)をコーティングすることを特徴とする半導体結晶
    成長法。
  2. 【請求項2】 面方位(100)から結晶表面にステッ
    プを生成するようにオフセットした基板(11)にコルゲ
    ーション(11a)を形成した後、該コルゲーション(11
    a)が形成された該基板(11)上にGaAs保護層(1
    2)をコーティングすることを特徴とする半導体結晶成
    長法。
JP5923493A 1993-03-19 1993-03-19 半導体結晶成長法 Withdrawn JPH06275521A (ja)

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