JPH0645249A - ＧａＡｓ層の成長方法 - Google Patents
ＧａＡｓ層の成長方法Info
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- JPH0645249A JPH0645249A JP5643091A JP5643091A JPH0645249A JP H0645249 A JPH0645249 A JP H0645249A JP 5643091 A JP5643091 A JP 5643091A JP 5643091 A JP5643091 A JP 5643091A JP H0645249 A JPH0645249 A JP H0645249A
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ シリコン基板１１上にＧａＡｓ層１７を成長
させる際に転位密度が従来より少いＧａＡｓ層１７が得
られる成長方法を提供すること。 ［構成］ ＭＯＣＶＤ装置の反応炉内にシリコン基板１
１を設置後この基板１１をアルシン雰囲気中で９５０℃
の温度で清浄化する。次に、基板１１の温度を４００℃
まで下げた後この温度で基板１１上にＧａＡｓバッファ
層１３を成長させる。次に、基板温度を７００℃まで上
げこの温度でＧａＡｓバッファ層１３上にＧａＡｓ1-X
ＳｂX層１５（０＜Ｘ≦１）を１μｍの膜厚で成長さ
せ、さらにＧａＡｓ1-XＳｂX層１５上にＧａＡｓ層１７
を３μｍの膜厚で成長させる。次に、この試料に９００
℃の温度で３分のアニールを行いその後６００℃の温度
に下降させた後に直に９００℃に戻すという温度サイク
ルによるアニールを６回実施後、試料を徐冷し反応炉か
ら取り出す。
させる際に転位密度が従来より少いＧａＡｓ層１７が得
られる成長方法を提供すること。 ［構成］ ＭＯＣＶＤ装置の反応炉内にシリコン基板１
１を設置後この基板１１をアルシン雰囲気中で９５０℃
の温度で清浄化する。次に、基板１１の温度を４００℃
まで下げた後この温度で基板１１上にＧａＡｓバッファ
層１３を成長させる。次に、基板温度を７００℃まで上
げこの温度でＧａＡｓバッファ層１３上にＧａＡｓ1-X
ＳｂX層１５（０＜Ｘ≦１）を１μｍの膜厚で成長さ
せ、さらにＧａＡｓ1-XＳｂX層１５上にＧａＡｓ層１７
を３μｍの膜厚で成長させる。次に、この試料に９００
℃の温度で３分のアニールを行いその後６００℃の温度
に下降させた後に直に９００℃に戻すという温度サイク
ルによるアニールを６回実施後、試料を徐冷し反応炉か
ら取り出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シリコン基板上にＧ
ａＡｓ（ガリウム砒素）層を成長させる方法に関するも
のである。
ａＡｓ（ガリウム砒素）層を成長させる方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン基板上にＧａＡｓ層を成長させ
ることが出来れば、従来にない大面積なＧａＡｓ基板が
得られるばかりでなく、シリコンが有する特徴とＧａＡ
ｓが有する特徴とを生かした有益な半導体装置の実現が
期待出来る。
ることが出来れば、従来にない大面積なＧａＡｓ基板が
得られるばかりでなく、シリコンが有する特徴とＧａＡ
ｓが有する特徴とを生かした有益な半導体装置の実現が
期待出来る。
【０００３】しかし、シリコン基板上にＧａＡｓ層を成
長させた場合、シリコン及びＧａＡｓそれぞれの熱膨張
係数が違うため、試料を成長温度から室温に戻した場合
ＧａＡｓ成長層には強い引張り応力が加わる。このた
め、ＧａＡｓ成長層の膜厚をあまり厚くすると（３〜４
μｍ以上にすると）成長層にはクラックが生じてしま
う。
長させた場合、シリコン及びＧａＡｓそれぞれの熱膨張
係数が違うため、試料を成長温度から室温に戻した場合
ＧａＡｓ成長層には強い引張り応力が加わる。このた
め、ＧａＡｓ成長層の膜厚をあまり厚くすると（３〜４
μｍ以上にすると）成長層にはクラックが生じてしま
う。
【０００４】上述の引張り応力は、文献１（ジャパニー
ズ ジャーナル オブ アプライドフィジックス（Ｊａ
ｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ），Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．１０（１９８
８．１０））によれば、ＧａＡｓ層の成長温度に無関係
に、ＧａＡｓ層成長後の試料の冷却過程中の、成長層内
の転位が動かなくなりまた成長層内で新たな転位も発生
しなくなる３５０℃前後の温度及び室温の間でのシリコ
ン−ＧａＡｓの熱膨張係数差により発生するという。そ
して、上記３５０℃前後の温度以上の温度では、応力を
緩和するため、成長層内では転位が動いたり転位が新た
に発生するという。
ズ ジャーナル オブ アプライドフィジックス（Ｊａ
ｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ），Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．１０（１９８
８．１０））によれば、ＧａＡｓ層の成長温度に無関係
に、ＧａＡｓ層成長後の試料の冷却過程中の、成長層内
の転位が動かなくなりまた成長層内で新たな転位も発生
しなくなる３５０℃前後の温度及び室温の間でのシリコ
ン−ＧａＡｓの熱膨張係数差により発生するという。そ
して、上記３５０℃前後の温度以上の温度では、応力を
緩和するため、成長層内では転位が動いたり転位が新た
に発生するという。
【０００５】従って、成長温度下の成長層内で転位がい
かに減少されていたとしても、冷却過程で上述のように
転位が発生するので、成長層の品質は低下してしまうこ
とになる。
かに減少されていたとしても、冷却過程で上述のように
転位が発生するので、成長層の品質は低下してしまうこ
とになる。
【０００６】そこで、ＧａＡｓ層中の転位密度を低減さ
せる方法として、従来、例えば以下の（Ｉ）、（ＩＩ）
のような方法、さらにはこれらを組み合わせた方法が開
示されていた。
せる方法として、従来、例えば以下の（Ｉ）、（ＩＩ）
のような方法、さらにはこれらを組み合わせた方法が開
示されていた。
【０００７】（Ｉ）成長層に対し９００℃前後の温度で
アニールを繰り返す方法（例えば文献２；アプライド
フィジックス レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ），５１，ｐ．１３０（１９８７））。
アニールを繰り返す方法（例えば文献２；アプライド
フィジックス レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ），５１，ｐ．１３０（１９８７））。
【０００８】（ＩＩ）シリコン基板上に、ＩｎＧａＡｓ
／ＧａＡｓ等を用いた歪超格子を成長させた後この上に
ＧａＡｓ層を成長させる方法（例えば文献３；Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），４６，ｐ．２９４（１９
８５）。
／ＧａＡｓ等を用いた歪超格子を成長させた後この上に
ＧａＡｓ層を成長させる方法（例えば文献３；Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），４６，ｐ．２９４（１９
８５）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
いずれの成長方法も、ＧａＡｓ成長層の転位密度を１０
6／ｃｍ2以下にすることは非常にむづかしいため、より
転位密度の低減が図れるＧａＡｓ層の成長方法が望まれ
ていた。
いずれの成長方法も、ＧａＡｓ成長層の転位密度を１０
6／ｃｍ2以下にすることは非常にむづかしいため、より
転位密度の低減が図れるＧａＡｓ層の成長方法が望まれ
ていた。
【００１０】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、シリコン基板上に
ＧａＡｓ層を成長させる際に転位密度が従来より少いＧ
ａＡｓ層が得られる成長方法を提供することにある。
のであり、従ってこの発明の目的は、シリコン基板上に
ＧａＡｓ層を成長させる際に転位密度が従来より少いＧ
ａＡｓ層が得られる成長方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明によれば、シリコン基板上にＧａＡｓ層を
成長させるに当たり、シリコン基板上側にＧａＡｓ1-X
ＳｂX層を成長させ、該ＧａＡｓ1-XＳｂX層上側にＧａ
Ａｓ層を成長させることを特徴とする（ただし、０＜Ｘ
≦１である。）。
め、この発明によれば、シリコン基板上にＧａＡｓ層を
成長させるに当たり、シリコン基板上側にＧａＡｓ1-X
ＳｂX層を成長させ、該ＧａＡｓ1-XＳｂX層上側にＧａ
Ａｓ層を成長させることを特徴とする（ただし、０＜Ｘ
≦１である。）。
【００１２】なお、この発明の実施に当たり、前述のＧ
ａＡｓ層の成長工程および成長後の工程の一方または双
方の工程においてＧａＡｓ層の成長温度より高い温度で
のアニール処理を行うのが好適である。
ａＡｓ層の成長工程および成長後の工程の一方または双
方の工程においてＧａＡｓ層の成長温度より高い温度で
のアニール処理を行うのが好適である。
【００１３】ここで、ＧａＡｓ層の成長工程でのアニー
ル処理とは、例えば、ＧａＡｓ層の成長途中において成
長を一時中断しアニールを行いその後再び成長を開始す
る方法である。アニール回数は一回に限られず成長の中
断を複数回行いその都度アニールを行うようにしても良
い。また、ＧａＡｓ成長後の工程でのアニール処理と
は、ＧａＡｓ層の成長後で試料を徐冷する工程の前に行
う方法、徐冷工程中の適当なときに行う方法、試料を成
長層から取り出した後に別途に行う方法等であることが
出来る。この場合も、アニール回数は一回に限られず複
数回としても良い。
ル処理とは、例えば、ＧａＡｓ層の成長途中において成
長を一時中断しアニールを行いその後再び成長を開始す
る方法である。アニール回数は一回に限られず成長の中
断を複数回行いその都度アニールを行うようにしても良
い。また、ＧａＡｓ成長後の工程でのアニール処理と
は、ＧａＡｓ層の成長後で試料を徐冷する工程の前に行
う方法、徐冷工程中の適当なときに行う方法、試料を成
長層から取り出した後に別途に行う方法等であることが
出来る。この場合も、アニール回数は一回に限られず複
数回としても良い。
【００１４】
【作用】この発明の構成によれば、ＧａＡｓ成長層はＧ
ａＡｓ1-XＳｂX層の上側に成長される。ＧａＡｓ1-XＳ
ｂ層の熱膨張係数は、例えば文献４（ジャーナル オブ
アプライド フィジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．３２，ｐ．１２２（１９６１）に開示されているよ
うに、室温から３５０℃程度の温度範囲ではＧａＡｓ層
の熱膨張係数と同程度であるが、３５０℃程度の温度よ
り高い温度ではＧａＡｓの熱膨張係数より大きい。した
がって、３５０℃程度の温度より高い温度ではＧａＡｓ
1-XＳｂX層とシリコン基板の熱膨張係数差はシリコン基
板とＧａＡｓ層の熱膨張係数差より大きなものとなるの
で、シリコン基板とこの基板上に成長される半導体層の
熱膨張係数差に起因する応力はこのＧａＡｓ1-XＳｂ層
に主に及ぶようになりＧａＡｓ成長層への上記応力の影
響はＧａＡｓ1-XＳｂ層を設けない場合より低減され
る。
ａＡｓ1-XＳｂX層の上側に成長される。ＧａＡｓ1-XＳ
ｂ層の熱膨張係数は、例えば文献４（ジャーナル オブ
アプライド フィジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．３２，ｐ．１２２（１９６１）に開示されているよ
うに、室温から３５０℃程度の温度範囲ではＧａＡｓ層
の熱膨張係数と同程度であるが、３５０℃程度の温度よ
り高い温度ではＧａＡｓの熱膨張係数より大きい。した
がって、３５０℃程度の温度より高い温度ではＧａＡｓ
1-XＳｂX層とシリコン基板の熱膨張係数差はシリコン基
板とＧａＡｓ層の熱膨張係数差より大きなものとなるの
で、シリコン基板とこの基板上に成長される半導体層の
熱膨張係数差に起因する応力はこのＧａＡｓ1-XＳｂ層
に主に及ぶようになりＧａＡｓ成長層への上記応力の影
響はＧａＡｓ1-XＳｂ層を設けない場合より低減され
る。
【００１５】ＧａＡｓ層に応力が及ぶと３５０℃前後の
温度以上の温度では応力を緩和するために上記文献１に
記載されている通り成長層内では転位が動いたり転位が
新たに発生するが、この発明では上記理由によりＧａＡ
ｓ層への応力が従来より低減されるので、転位の移動や
発生程度が従来より低減される。
温度以上の温度では応力を緩和するために上記文献１に
記載されている通り成長層内では転位が動いたり転位が
新たに発生するが、この発明では上記理由によりＧａＡ
ｓ層への応力が従来より低減されるので、転位の移動や
発生程度が従来より低減される。
【００１６】また、ＧａＡｓ層の成長工程および成長後
の工程の一方または双方の工程においてＧａＡｓ層の成
長温度より高い温度でのアニール処理を行う構成の場
合、ＧａＡｓ1-XＳｂX層、ＧａＡｓ成長層それぞれの結
晶性の改善が図れるので、転位密度低減が図れる。
の工程の一方または双方の工程においてＧａＡｓ層の成
長温度より高い温度でのアニール処理を行う構成の場
合、ＧａＡｓ1-XＳｂX層、ＧａＡｓ成長層それぞれの結
晶性の改善が図れるので、転位密度低減が図れる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明のＧａＡｓ層の成長方法の実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００１８】なお、以下の説明中で述べる、使用材料及
び時間、温度、膜厚等の数値的条件は、この発明の範囲
内の好適例にすぎない。従って、この発明がこれら条件
にのみ限定されるものでないことは理解されたい。
び時間、温度、膜厚等の数値的条件は、この発明の範囲
内の好適例にすぎない。従って、この発明がこれら条件
にのみ限定されるものでないことは理解されたい。
【００１９】また、図１〜図３は、実施例の成長方法の
説明に供する図である。特に、図１（Ａ）〜（Ｃ）は、
ＧａＡｓ層成長工程中の主な工程での試料の様子を断面
図により示した工程図、図２は、実施例の成長方法にお
ける温度プロファイルを示した図、図３は他の実施例の
成長方法における温度プロファイルを示した図である。
いずれの図もこの発明を理解出来る程度に概略的に示し
てある。以下の説明は、これらの図を適時参照して行
う。
説明に供する図である。特に、図１（Ａ）〜（Ｃ）は、
ＧａＡｓ層成長工程中の主な工程での試料の様子を断面
図により示した工程図、図２は、実施例の成長方法にお
ける温度プロファイルを示した図、図３は他の実施例の
成長方法における温度プロファイルを示した図である。
いずれの図もこの発明を理解出来る程度に概略的に示し
てある。以下の説明は、これらの図を適時参照して行
う。
【００２０】先ず、直径２インチ（１インチは約２．５
４ｃｍ。）のシリコン基板１１（以下、基板１１と略称
する場合もある。）をＭＯＣＶＤ装置の反応管内に載置
する。
４ｃｍ。）のシリコン基板１１（以下、基板１１と略称
する場合もある。）をＭＯＣＶＤ装置の反応管内に載置
する。
【００２１】次に、シリコン基板１１をクリーニングす
るため、この反応管内にＡｓＨ3（アルシン：１００
％）を２０ＳＣＣＭの流量で流しながら、シリコン基板
を９５０℃の温度で５分間加熱する（図２の領域
（１））。次に、加熱装置の出力を零にし基板の温度が
４００℃になるまで基板を自然冷却する（図２領域
（２））。
るため、この反応管内にＡｓＨ3（アルシン：１００
％）を２０ＳＣＣＭの流量で流しながら、シリコン基板
を９５０℃の温度で５分間加熱する（図２の領域
（１））。次に、加熱装置の出力を零にし基板の温度が
４００℃になるまで基板を自然冷却する（図２領域
（２））。
【００２２】次に、基板温度を４００℃に維持した状態
で（図２の領域（３））、反応管内にＡｓＨ3とＴＭＧ
（トリメチルガリウム）とを、ＡｓＨ3の流量を２０Ｓ
ＣＣＭ及びＴＭＧの流量を３．２ＳＣＣＭとした条件で
２分間流す。これにより、基板１１上に低温度成長のＧ
ａＡｓバッファ層１３が形成される（図１（Ａ））。こ
の低温度成長ＧａＡｓバッファ層１３は、従来成長法
（文献１等の成長方法）においても形成されている層で
あり、後に成長されるＧａＡｓ層１７の結晶性を向上さ
せるための層である。なお、この際のＴＭＧボンベの温
度は−４．４℃に維持してある。
で（図２の領域（３））、反応管内にＡｓＨ3とＴＭＧ
（トリメチルガリウム）とを、ＡｓＨ3の流量を２０Ｓ
ＣＣＭ及びＴＭＧの流量を３．２ＳＣＣＭとした条件で
２分間流す。これにより、基板１１上に低温度成長のＧ
ａＡｓバッファ層１３が形成される（図１（Ａ））。こ
の低温度成長ＧａＡｓバッファ層１３は、従来成長法
（文献１等の成長方法）においても形成されている層で
あり、後に成長されるＧａＡｓ層１７の結晶性を向上さ
せるための層である。なお、この際のＴＭＧボンベの温
度は−４．４℃に維持してある。
【００２３】次に、基板温度を７００℃に上昇させこの
温度を維持した状態で（図２の領域（４））、反応管内
に原料ガスとしてのＴＭＧとＡｓＨ3とトリメチルアン
チモンとを、キャリアガスとしての水素ガスと共に、下
記の流量で所定時間流す。これにより、低温度成長のＧ
ａＡｓバッファ層１３上にＧａＡｓ1-XＳｂX層１５が形
成される（図１（Ｂ））。
温度を維持した状態で（図２の領域（４））、反応管内
に原料ガスとしてのＴＭＧとＡｓＨ3とトリメチルアン
チモンとを、キャリアガスとしての水素ガスと共に、下
記の流量で所定時間流す。これにより、低温度成長のＧ
ａＡｓバッファ層１３上にＧａＡｓ1-XＳｂX層１５が形
成される（図１（Ｂ））。
【００２４】ＧａＡｓ1-XＳｂX層１５を成長させるため
の各原料ガスの流量は、アルシンについては１００％の
ものを５ＳＣＣＭで流し、ＴＭＧについてはＴＭＧボン
ベの温度を−４．４℃とした条件で３．２ＳＣＣＭで流
した。トリメチルアンチモンについては、Ｓｂのドープ
量の異なるＧａＡｓ1-XＳｂX層１５を成長させる目的か
ら、各試料毎で１０〜１００ＳＣＣＭの範囲内で違え
た。なお、トリメチルアンチモンのボンベの温度は各試
料作製時全て１０．５℃とした。
の各原料ガスの流量は、アルシンについては１００％の
ものを５ＳＣＣＭで流し、ＴＭＧについてはＴＭＧボン
ベの温度を−４．４℃とした条件で３．２ＳＣＣＭで流
した。トリメチルアンチモンについては、Ｓｂのドープ
量の異なるＧａＡｓ1-XＳｂX層１５を成長させる目的か
ら、各試料毎で１０〜１００ＳＣＣＭの範囲内で違え
た。なお、トリメチルアンチモンのボンベの温度は各試
料作製時全て１０．５℃とした。
【００２５】また、ＧａＡｓ1-XＳｂX層１５の膜厚はこ
の実施例の場合１μｍとしている。もちろんＧａＡｓ
1-XＳｂX層１５の膜厚はこの値に限られない。ただし、
この膜厚が薄すぎるとシリコン基板とこの基板上に成長
される層の熱膨張係数差に起因する応力をＧａＡｓ1-X
ＳｂX層１５に集中させこの層１５上側のＧａＡｓ層へ
この応力が及ぶことを防止するという目的が達成出来な
くなり、厚すぎると上記応力のためにＧａＡｓ1-XＳｂX
層１５自体にクラックが発生しこの層上にＧａＡｓ層を
成長させることが困難になる。ＧａＡｓ1-XＳｂX層１５
の膜厚は、これらの点を考慮して決定すれば良い。
の実施例の場合１μｍとしている。もちろんＧａＡｓ
1-XＳｂX層１５の膜厚はこの値に限られない。ただし、
この膜厚が薄すぎるとシリコン基板とこの基板上に成長
される層の熱膨張係数差に起因する応力をＧａＡｓ1-X
ＳｂX層１５に集中させこの層１５上側のＧａＡｓ層へ
この応力が及ぶことを防止するという目的が達成出来な
くなり、厚すぎると上記応力のためにＧａＡｓ1-XＳｂX
層１５自体にクラックが発生しこの層上にＧａＡｓ層を
成長させることが困難になる。ＧａＡｓ1-XＳｂX層１５
の膜厚は、これらの点を考慮して決定すれば良い。
【００２６】次に、基板温度は７００℃のままで（第２
図の領域（５））、反応管内にＡｓＨ3とＴＭＧとを、
ＡｓＨ3の流量を２０ＳＣＣＭ、ＴＭＧの流量を３．２
ＳＣＣＭとした条件で所定時間供給する。これにより、
ＧａＡｓ1-XＳｂX層１５上にノンドープＧａＡｓ層１７
が３μｍの厚さに形成される（図１（Ｃ）））。
図の領域（５））、反応管内にＡｓＨ3とＴＭＧとを、
ＡｓＨ3の流量を２０ＳＣＣＭ、ＴＭＧの流量を３．２
ＳＣＣＭとした条件で所定時間供給する。これにより、
ＧａＡｓ1-XＳｂX層１５上にノンドープＧａＡｓ層１７
が３μｍの厚さに形成される（図１（Ｃ）））。
【００２７】次に、この実施例では、ＧａＡｓ層１７の
成長を終えた試料に対し９００℃の温度で３分間のアニ
ールを行いその後６００℃の温度に下降させた後に直に
９００℃に戻すというアニール処理を６回行う（図２の
領域（６））。
成長を終えた試料に対し９００℃の温度で３分間のアニ
ールを行いその後６００℃の温度に下降させた後に直に
９００℃に戻すというアニール処理を６回行う（図２の
領域（６））。
【００２８】その後、ＡｓＨ3のみを流した状態で加熱
装置の出力は零とし試料を自然冷却する。基板温度が４
５０℃まで下がったら、ＡｓＨ3の供給も停止しそのま
ま試料を室温まで自然冷却する。
装置の出力は零とし試料を自然冷却する。基板温度が４
５０℃まで下がったら、ＡｓＨ3の供給も停止しそのま
ま試料を室温まで自然冷却する。
【００２９】このようにして成長させたＧａＡｓ層１７
の転位密度を測定する。
の転位密度を測定する。
【００３０】ＧａＡｓ1-XＳｂX層１５を設けないこと以
外は実施例と全く同様にＧａＡｓ層を成長させた場合す
なわち低温度成長ＧａＡｓバッファ層１３上にＧａＡｓ
層１７を直接成長させる従来方法（例えば文献１等に開
示の方法）の場合、ＧａＡｓ層の転位密度は１０6／ｃ
ｍ2オーダーであったのに対し、実施例の試料はトリメ
チルアンチモンの流量を変えたいずれの試料のものも従
来方法の試料より転位密度が低減されていた。特に、ト
リメチルアンチモンの流量を１００ＳＣＣＭとして形成
したＧａＡｓ1-XＳｂX層を設けた試料では転位密度が７
＊１０5／ｃｍ2となっていた。
外は実施例と全く同様にＧａＡｓ層を成長させた場合す
なわち低温度成長ＧａＡｓバッファ層１３上にＧａＡｓ
層１７を直接成長させる従来方法（例えば文献１等に開
示の方法）の場合、ＧａＡｓ層の転位密度は１０6／ｃ
ｍ2オーダーであったのに対し、実施例の試料はトリメ
チルアンチモンの流量を変えたいずれの試料のものも従
来方法の試料より転位密度が低減されていた。特に、ト
リメチルアンチモンの流量を１００ＳＣＣＭとして形成
したＧａＡｓ1-XＳｂX層を設けた試料では転位密度が７
＊１０5／ｃｍ2となっていた。
【００３１】このことから、この発明のＧａＡｓ層の成
長方法は転位密度低減に有効であることが理解出来る。
長方法は転位密度低減に有効であることが理解出来る。
【００３２】また、上記実施例とは別の成長条件でＧａ
Ａｓ層の成長を試みた。図３はその際の温度プロファイ
ルを示した図である。
Ａｓ層の成長を試みた。図３はその際の温度プロファイ
ルを示した図である。
【００３３】基板上に上記実施例と同様な手順で低温度
成長のＧａＡｓバッファ層とＧａＡｓ1-XＳｂX層とを成
長させる（図３の領域（１）〜（４））。ＧａＡｓ1-X
ＳｂX層１５の成長を終えた後基板温度を４００℃まで
下げこの温度でＧａＡｓ1-XＳｂX層１５上に第２の低温
度成長ＧａＡｓバッファ層を成長させる（図３の領域
（ａ））。その後、この第２の低温度成長ＧａＡｓバッ
ファ層上にノンドープＧａＡｓ層を上記実施例でノンド
ープＧａＡｓ層を成長させた条件と同じ条件で成長させ
（図３の領域（５））、さらに上記実施例と同様な条件
でアニール処理及び徐冷を行う（図３の領域（６）〜
（７））。
成長のＧａＡｓバッファ層とＧａＡｓ1-XＳｂX層とを成
長させる（図３の領域（１）〜（４））。ＧａＡｓ1-X
ＳｂX層１５の成長を終えた後基板温度を４００℃まで
下げこの温度でＧａＡｓ1-XＳｂX層１５上に第２の低温
度成長ＧａＡｓバッファ層を成長させる（図３の領域
（ａ））。その後、この第２の低温度成長ＧａＡｓバッ
ファ層上にノンドープＧａＡｓ層を上記実施例でノンド
ープＧａＡｓ層を成長させた条件と同じ条件で成長させ
（図３の領域（５））、さらに上記実施例と同様な条件
でアニール処理及び徐冷を行う（図３の領域（６）〜
（７））。
【００３４】このような手順で成長させたＧａＡｓ層に
ついても実施例同様な効果が得られた。
ついても実施例同様な効果が得られた。
【００３５】上述においてはこの発明のＧａＡｓ層の成
長方法の実施例につき説明したが、この発明は上述の実
施例に限られるものではなく以下に説明するような種々
の変更を加えることが出来る。
長方法の実施例につき説明したが、この発明は上述の実
施例に限られるものではなく以下に説明するような種々
の変更を加えることが出来る。
【００３６】上述の実施例では、ＧａＡｓ1-XＳｂX層は
Ａｓを含む層としていたが、ＧａＡｓ1-XＳｂXのＸが１
の場合すなわちＡｓを含まないＧａＳｂ層を用いた場合
も実施例と同様な効果が期待出来る。ただし、ＧａＳｂ
はＧａＡｓ1-XＳｂX（ただし、Ｘ≠１）より融点が低く
なるのでＧａＡｓ層成長後のアニール温度を実施例の場
合より低くしなければならずアニール処理の効果を得る
点では劣る。
Ａｓを含む層としていたが、ＧａＡｓ1-XＳｂXのＸが１
の場合すなわちＡｓを含まないＧａＳｂ層を用いた場合
も実施例と同様な効果が期待出来る。ただし、ＧａＳｂ
はＧａＡｓ1-XＳｂX（ただし、Ｘ≠１）より融点が低く
なるのでＧａＡｓ層成長後のアニール温度を実施例の場
合より低くしなければならずアニール処理の効果を得る
点では劣る。
【００３７】また、上述の実施例では各層１３，１５，
１７をＭＯＣＶＤ法により成長させていたが、例えばＭ
ＢＥ（分子線エピタキシャル）法によって成長させた場
合も実施例同様な効果が期待出来る。
１７をＭＯＣＶＤ法により成長させていたが、例えばＭ
ＢＥ（分子線エピタキシャル）法によって成長させた場
合も実施例同様な効果が期待出来る。
【００３８】また、上述の実施例ではＧａＡｓ1-XＳｂX
層は結晶成長法により形成していたが、例えばＧａＡｓ
層形成後にこの層内にＳｂ（アンチモン）をドープさせ
て形成したＧａＡｓ1-XＳｂX層であっても実施例と同様
な効果が期待出来る。
層は結晶成長法により形成していたが、例えばＧａＡｓ
層形成後にこの層内にＳｂ（アンチモン）をドープさせ
て形成したＧａＡｓ1-XＳｂX層であっても実施例と同様
な効果が期待出来る。
【００３９】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のＧａＡｓ層の成長方法によれば、シリコン基板
上側に約３５０℃より高温で熱膨張係数がＧａＡｓより
大となるＧａＡｓ1-XＳｂX層（ただし、０＜Ｘ≦１であ
る。）を成長させ、このＧａＡｓ1-XＳｂX層上側にＧａ
Ａｓ成長層を成長させる。したがって、約３５０℃程度
の温度より高い温度ではＧａＡｓ1-XＳｂX層とシリコン
基板の熱膨張係数差はシリコン基板とＧａＡｓ層の熱膨
張係数差より大きなものとなるので、シリコン基板とこ
の基板上に成長される半導体層の熱膨張係数差に起因す
る応力はこのＧａＡｓ1-XＳｂ層に主に及ぶようにな
り、上記応力のＧａＡｓ成長層への影響はＧａＡｓ1-X
Ｓｂ層を設けない場合より低減される。
の発明のＧａＡｓ層の成長方法によれば、シリコン基板
上側に約３５０℃より高温で熱膨張係数がＧａＡｓより
大となるＧａＡｓ1-XＳｂX層（ただし、０＜Ｘ≦１であ
る。）を成長させ、このＧａＡｓ1-XＳｂX層上側にＧａ
Ａｓ成長層を成長させる。したがって、約３５０℃程度
の温度より高い温度ではＧａＡｓ1-XＳｂX層とシリコン
基板の熱膨張係数差はシリコン基板とＧａＡｓ層の熱膨
張係数差より大きなものとなるので、シリコン基板とこ
の基板上に成長される半導体層の熱膨張係数差に起因す
る応力はこのＧａＡｓ1-XＳｂ層に主に及ぶようにな
り、上記応力のＧａＡｓ成長層への影響はＧａＡｓ1-X
Ｓｂ層を設けない場合より低減される。
【００４０】このため、ＧａＡｓ層では応力低減のため
の転位の移動や発生がＧａＡｓ1-XＳｂ層を設けない場
合より少くなるので、結果的に従来より転位密度が少い
高品質のＧａＡｓ層が得られる。
の転位の移動や発生がＧａＡｓ1-XＳｂ層を設けない場
合より少くなるので、結果的に従来より転位密度が少い
高品質のＧａＡｓ層が得られる。
【図１】実施例の成長方法の説明に供する工程図であ
る。
る。
【図２】実施例の成長方法における温度プロファイルを
示す図である。
示す図である。
【図３】他の実施例の成長方法における温度プロファイ
ルを示す図である。
ルを示す図である。
１１：シリコン基板 １３：低温度成長のＧａＡｓバッファ層 １５：ＧａＡｓ1-XＳｂX層（０＜Ｘ≦１） １７：ＧａＡｓ層
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン基板上にＧａＡｓ層を成長させ
るに当たり、 シリコン基板上側にＧａＡｓ1-XＳｂX層を成長させ、 該ＧａＡｓ1-XＳｂX層上側にＧａＡｓ層を成長させるこ
とを特徴とするＧａＡｓ層の成長方法（ただし、０＜Ｘ
≦１である。）。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＧａＡｓ層の成長方法
において、 前記ＧａＡｓ層の成長工程および成長後の工程の一方ま
たは双方の工程においてＧａＡｓ層の成長温度より高い
温度でのアニール処理を行うことを特徴とするＧａＡｓ
層の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5643091A JPH0645249A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | ＧａＡｓ層の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5643091A JPH0645249A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | ＧａＡｓ層の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645249A true JPH0645249A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=13026876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5643091A Withdrawn JPH0645249A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | ＧａＡｓ層の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645249A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5834362A (en) * | 1994-12-14 | 1998-11-10 | Fujitsu Limited | Method of making a device having a heteroepitaxial substrate |
| US6188090B1 (en) | 1995-08-31 | 2001-02-13 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having a heteroepitaxial substrate |
| JP2013187489A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Asahi Kasei Corp | 化合物半導体基板及びその製造方法 |
| JP2015053386A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 旭化成株式会社 | 化合物半導体基板の製造方法及び化合物半導体基板 |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP5643091A patent/JPH0645249A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5834362A (en) * | 1994-12-14 | 1998-11-10 | Fujitsu Limited | Method of making a device having a heteroepitaxial substrate |
| US6188090B1 (en) | 1995-08-31 | 2001-02-13 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having a heteroepitaxial substrate |
| JP2013187489A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Asahi Kasei Corp | 化合物半導体基板及びその製造方法 |
| JP2015053386A (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 旭化成株式会社 | 化合物半導体基板の製造方法及び化合物半導体基板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |