JPH0697098A - 半導体結晶の成長方法 - Google Patents
半導体結晶の成長方法Info
- Publication number
- JPH0697098A JPH0697098A JP24668092A JP24668092A JPH0697098A JP H0697098 A JPH0697098 A JP H0697098A JP 24668092 A JP24668092 A JP 24668092A JP 24668092 A JP24668092 A JP 24668092A JP H0697098 A JPH0697098 A JP H0697098A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- gaas
- crystal
- semiconductor
- growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、半導体基板表面を被覆する絶縁膜上
に結晶性の高い半導体結晶薄膜を成長させる半導体結晶
の成長方法を提供することを目的とする。 【構成】形状基板１０はＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面を被覆
したＳｉＯ2 膜２６に開口部２８を形成したものであ
る。この形状基板１０を成長溶液１４に接触させ、徐冷
する。成長溶液１４上には（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶
板１８が設置されているため、成長溶液１４中の上方に
おいてはＧａＡｓ結晶板１８との平衡領域３０が保持さ
れ、下方においては過飽和領域３２が形成される。この
ため過飽和領域３２の大きさは垂直方向では狭くなり、
水平方向への成長速度が相対的に速くなる。従って、開
口部２８を介して露出している（１００）面ＧａＡｓ結
晶層２４をシードとして、ＧａＡｓ結晶薄膜がＳｉＯ2
膜２６上に張り出すように薄くかつ広くラテラル成長す
る。
に結晶性の高い半導体結晶薄膜を成長させる半導体結晶
の成長方法を提供することを目的とする。 【構成】形状基板１０はＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面を被覆
したＳｉＯ2 膜２６に開口部２８を形成したものであ
る。この形状基板１０を成長溶液１４に接触させ、徐冷
する。成長溶液１４上には（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶
板１８が設置されているため、成長溶液１４中の上方に
おいてはＧａＡｓ結晶板１８との平衡領域３０が保持さ
れ、下方においては過飽和領域３２が形成される。この
ため過飽和領域３２の大きさは垂直方向では狭くなり、
水平方向への成長速度が相対的に速くなる。従って、開
口部２８を介して露出している（１００）面ＧａＡｓ結
晶層２４をシードとして、ＧａＡｓ結晶薄膜がＳｉＯ2
膜２６上に張り出すように薄くかつ広くラテラル成長す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体結晶の成長方法に
係り、特にＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy；液相エピタ
キシャル成長）法を用いて半導体結晶薄膜を成長させる
半導体結晶の成長方法に関する。ＬＰＥ法は、熱平衡に
近い状態でかつ比較的低温で成長することが可能である
ため、結晶欠陥が少なく、化学量論的組成からのずれが
少ない高純度のエピタキシャル層を得ることができる。
従って、半導体レーザ等の光半導体デバイス及びＨＥＭ
Ｔ（High Electron Mobility Transistor ）やＦＥＴ
（Field Effect Transitor）等の高速半導体デバイスに
おける半導体基板や半導体結晶層を成長する際に用いら
れる。
係り、特にＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy；液相エピタ
キシャル成長）法を用いて半導体結晶薄膜を成長させる
半導体結晶の成長方法に関する。ＬＰＥ法は、熱平衡に
近い状態でかつ比較的低温で成長することが可能である
ため、結晶欠陥が少なく、化学量論的組成からのずれが
少ない高純度のエピタキシャル層を得ることができる。
従って、半導体レーザ等の光半導体デバイス及びＨＥＭ
Ｔ（High Electron Mobility Transistor ）やＦＥＴ
（Field Effect Transitor）等の高速半導体デバイスに
おける半導体基板や半導体結晶層を成長する際に用いら
れる。
【０００２】
【従来の技術】従来、光半導体デバイスや高速半導体デ
バイス等に用いられる半導体結晶は、引上げ法等によっ
て製造したＧａＡｓ基板やＩｎＰ基板等の２元化合物半
導体基板上に、結晶成長することによって得ていた。し
かし、こうした２元化合物半導体基板は、その材料の埋
蔵量が少ないため製造コストが高くなることや、機械的
強度が弱いため半導体ウェーハの大口径化が難しいこと
等の問題があった。
バイス等に用いられる半導体結晶は、引上げ法等によっ
て製造したＧａＡｓ基板やＩｎＰ基板等の２元化合物半
導体基板上に、結晶成長することによって得ていた。し
かし、こうした２元化合物半導体基板は、その材料の埋
蔵量が少ないため製造コストが高くなることや、機械的
強度が弱いため半導体ウェーハの大口径化が難しいこと
等の問題があった。
【０００３】このため、Ｓｉ基板を用い、このＳｉ基板
上に、ＭＯＶＰＥ（Metal OrgamicVapor Phase Epitaxy
）法やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）によってＧ
ａＡｓ層やＩｎＰ層等を結晶成長させることにより、低
コスト化や化合物半導体ウェーハの大口径化を実現する
試みがなされている。ところが、このようにして作製し
たＳｉ基板上のＧａＡｓ結晶層は、ＧａＡｓ／Ｓｉ結晶
界面の格子不整合による多数の格子欠陥が存在すること
や結晶表面の平坦性が悪いこと等の問題があり、結晶性
の改善が必要であった。
上に、ＭＯＶＰＥ（Metal OrgamicVapor Phase Epitaxy
）法やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）によってＧ
ａＡｓ層やＩｎＰ層等を結晶成長させることにより、低
コスト化や化合物半導体ウェーハの大口径化を実現する
試みがなされている。ところが、このようにして作製し
たＳｉ基板上のＧａＡｓ結晶層は、ＧａＡｓ／Ｓｉ結晶
界面の格子不整合による多数の格子欠陥が存在すること
や結晶表面の平坦性が悪いこと等の問題があり、結晶性
の改善が必要であった。
【０００４】そのため、ＭＯＶＰＥ法等によってＳｉ基
板上にＧａＡｓ結晶層を成長させた後、このＧａＡｓ／
Ｓｉ基板表面を絶縁膜で被覆し、更にその絶縁膜の一部
を除去して開口部を形成した形状基板を用い、開口部を
介して露出したＧａＡｓ結晶層をシードとして、絶縁膜
上に張り出すようにＧａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長さ
せることにより、ＧａＡｓ結晶薄膜の結晶性の改善が図
られた。
板上にＧａＡｓ結晶層を成長させた後、このＧａＡｓ／
Ｓｉ基板表面を絶縁膜で被覆し、更にその絶縁膜の一部
を除去して開口部を形成した形状基板を用い、開口部を
介して露出したＧａＡｓ結晶層をシードとして、絶縁膜
上に張り出すようにＧａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長さ
せることにより、ＧａＡｓ結晶薄膜の結晶性の改善が図
られた。
【０００５】この成長方法においては、ＧａＡｓ結晶薄
膜を絶縁膜上に成長させるため、ＧａＡｓ／Ｓｉ基板表
面の欠陥の伝播が大幅に減少し、欠陥密度の低いＧａＡ
ｓ結晶薄膜を得ることができる。
膜を絶縁膜上に成長させるため、ＧａＡｓ／Ｓｉ基板表
面の欠陥の伝播が大幅に減少し、欠陥密度の低いＧａＡ
ｓ結晶薄膜を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面を被覆する絶縁膜上への
ＧａＡｓ結晶薄膜のラテラル成長においても、絶縁膜の
開口部に露出したＧａＡｓ結晶層をシードとして結晶成
長するため、やはりシードからＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面
の欠陥がＧａＡｓ結晶薄膜に伝播するという問題があっ
た。この欠陥はシード上の結晶に局在し、絶縁膜上に張
り出した結晶では、シードからの距離に従って少なくな
る。
ようなＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面を被覆する絶縁膜上への
ＧａＡｓ結晶薄膜のラテラル成長においても、絶縁膜の
開口部に露出したＧａＡｓ結晶層をシードとして結晶成
長するため、やはりシードからＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面
の欠陥がＧａＡｓ結晶薄膜に伝播するという問題があっ
た。この欠陥はシード上の結晶に局在し、絶縁膜上に張
り出した結晶では、シードからの距離に従って少なくな
る。
【０００７】そこで本発明は、液相成長法を用い、絶縁
膜上に張り出す結晶を大きくすることにより、基板表面
を被覆する絶縁膜上に結晶性の高い半導体結晶薄膜を成
長させることができる半導体結晶の成長方法を提供する
ことを目的とする。
膜上に張り出す結晶を大きくすることにより、基板表面
を被覆する絶縁膜上に結晶性の高い半導体結晶薄膜を成
長させることができる半導体結晶の成長方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、基板と成長
溶液とを接触させて前記基板上に半導体結晶薄膜を液相
成長させる半導体結晶の成長方法において、前記基板と
して、半導体基板表面を被覆した絶縁膜に開口部を形成
した基板を使用し、前記成長溶液と接触する半導体結晶
板を、前記基板に対向して前記成長溶液上に設置し、前
記開口部を介して露出した前記半導体基板をシードとし
て、前記絶縁膜上に半導体結晶薄膜をラテラル成長させ
ることを特徴とする半導体結晶の成長方法によって達成
される。
溶液とを接触させて前記基板上に半導体結晶薄膜を液相
成長させる半導体結晶の成長方法において、前記基板と
して、半導体基板表面を被覆した絶縁膜に開口部を形成
した基板を使用し、前記成長溶液と接触する半導体結晶
板を、前記基板に対向して前記成長溶液上に設置し、前
記開口部を介して露出した前記半導体基板をシードとし
て、前記絶縁膜上に半導体結晶薄膜をラテラル成長させ
ることを特徴とする半導体結晶の成長方法によって達成
される。
【０００９】また、上記の半導体結晶の成長方法におい
て、前記半導体基板が、Ｓｉ基板上に（１００）面Ｇａ
Ａｓ結晶層を成長させたＧａＡｓ／Ｓｉ基板又は（１０
０）面ＧａＡｓ基板であり、前記半導体結晶板が、（１
１１）面ＧａＡｓ結晶板であり、前記開口部を介して露
出した前記（１００）面ＧａＡｓ結晶層又は前記（１０
０）面ＧａＡｓ基板をシードとして、前記絶縁膜上にＧ
ａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長させることを特徴とする
半導体結晶の成長方法によって達成される。
て、前記半導体基板が、Ｓｉ基板上に（１００）面Ｇａ
Ａｓ結晶層を成長させたＧａＡｓ／Ｓｉ基板又は（１０
０）面ＧａＡｓ基板であり、前記半導体結晶板が、（１
１１）面ＧａＡｓ結晶板であり、前記開口部を介して露
出した前記（１００）面ＧａＡｓ結晶層又は前記（１０
０）面ＧａＡｓ基板をシードとして、前記絶縁膜上にＧ
ａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長させることを特徴とする
半導体結晶の成長方法によって達成される。
【００１０】また、上記の半導体結晶の成長方法におい
て、前記半導体基板が、Ｓｉ基板上に（１００）面Ｉｎ
Ｐ結晶層を成長させたＩｎＰ／Ｓｉ基板又は（１００）
面ＩｎＰ基板であり、前記半導体結晶板が、（１１１）
面ＩｎＰ結晶板であり、前記開口部を介して露出した前
記（１００）面ＩｎＰ結晶層又は前記（１００）面Ｉｎ
Ｐ基板をシードとして、前記絶縁膜上にＩｎＰ結晶薄膜
をラテラル成長させることを特徴とする半導体結晶の成
長方法によって達成される。
て、前記半導体基板が、Ｓｉ基板上に（１００）面Ｉｎ
Ｐ結晶層を成長させたＩｎＰ／Ｓｉ基板又は（１００）
面ＩｎＰ基板であり、前記半導体結晶板が、（１１１）
面ＩｎＰ結晶板であり、前記開口部を介して露出した前
記（１００）面ＩｎＰ結晶層又は前記（１００）面Ｉｎ
Ｐ基板をシードとして、前記絶縁膜上にＩｎＰ結晶薄膜
をラテラル成長させることを特徴とする半導体結晶の成
長方法によって達成される。
【００１１】更に、上記の半導体結晶の成長方法におい
て、前記半導体基板が、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ結晶層を
成長させたＧａＡｓ／Ｓｉ基板又はＧａＡｓ基板であ
り、前記半導体結晶板が、ＧａＡｓ結晶板であり、前記
開口部を介して露出した前記ＧａＡｓ結晶層又は前記Ｇ
ａＡｓ基板をシードとして、前記絶縁膜上にＩｎＧａＡ
ｓ結晶薄膜をラテラル成長させることを特徴とする半導
体結晶の成長方法によって達成される。
て、前記半導体基板が、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ結晶層を
成長させたＧａＡｓ／Ｓｉ基板又はＧａＡｓ基板であ
り、前記半導体結晶板が、ＧａＡｓ結晶板であり、前記
開口部を介して露出した前記ＧａＡｓ結晶層又は前記Ｇ
ａＡｓ基板をシードとして、前記絶縁膜上にＩｎＧａＡ
ｓ結晶薄膜をラテラル成長させることを特徴とする半導
体結晶の成長方法によって達成される。
【００１２】
【作用】本発明は、成長溶液と接触して半導体結晶を液
相成長させる半導体結晶板を、半導体結晶薄膜を液相成
長させるべき基板に対向して前記成長溶液上に設置する
ことにより、基板に接し、結晶成長に寄与する成長溶液
中の過飽和領域を垂直方向に狭くし、水平方向への成長
速度を相対的に大きくすることができる。
相成長させる半導体結晶板を、半導体結晶薄膜を液相成
長させるべき基板に対向して前記成長溶液上に設置する
ことにより、基板に接し、結晶成長に寄与する成長溶液
中の過飽和領域を垂直方向に狭くし、水平方向への成長
速度を相対的に大きくすることができる。
【００１３】このため、半導体基板表面を被覆した絶縁
膜に開口部を形成した基板を使用し、絶縁膜の開口部を
介して露出している半導体基板表面をシードとして、絶
縁膜上に半導体結晶薄膜を薄くかつ広くラテラル成長す
ることができる。従って、基板の結晶性が劣悪であって
も、その結晶欠陥の伝播を大幅に減少し、欠陥密度が低
く結晶性の高い半導体結晶薄膜を成長させることができ
る。
膜に開口部を形成した基板を使用し、絶縁膜の開口部を
介して露出している半導体基板表面をシードとして、絶
縁膜上に半導体結晶薄膜を薄くかつ広くラテラル成長す
ることができる。従って、基板の結晶性が劣悪であって
も、その結晶欠陥の伝播を大幅に減少し、欠陥密度が低
く結晶性の高い半導体結晶薄膜を成長させることができ
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて具
体的に説明する。図１は本発明の一実施例によるＧａＡ
ｓ結晶薄膜のＬＰＥ成長を説明するための工程図、図２
〜図４は各工程における形状基板を示す断面図である。
図１に示すように、スライドボート法によるＧａＡｓ結
晶薄膜のＬＰＥ成長装置は、形状基板１０を収納する成
長用ボート台１２上に、成長溶液１４を溜める溶液溜を
もつ成長用ボート１６が、自在にスライドできるように
設置されている。そして成長溶液１４上には、この成長
溶液１４に接触する（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８
を介して、カーボン等からなる蓋２０が設置されてい
る。
体的に説明する。図１は本発明の一実施例によるＧａＡ
ｓ結晶薄膜のＬＰＥ成長を説明するための工程図、図２
〜図４は各工程における形状基板を示す断面図である。
図１に示すように、スライドボート法によるＧａＡｓ結
晶薄膜のＬＰＥ成長装置は、形状基板１０を収納する成
長用ボート台１２上に、成長溶液１４を溜める溶液溜を
もつ成長用ボート１６が、自在にスライドできるように
設置されている。そして成長溶液１４上には、この成長
溶液１４に接触する（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８
を介して、カーボン等からなる蓋２０が設置されてい
る。
【００１５】まず、このＬＰＥ成長装置の成長用ボート
台１２に、ＧａＡｓ結晶薄膜を成長させるべき形状基板
１０を収納する。そして成長用ボート１６の溶液溜に、
４ｇのＧａを溶解した成長溶液１４を溜め、その上にＧ
ａＡｓ結晶板１８を（１１１）Ｂ面が成長溶液１４に接
触するように設置する。更にそのＧａＡｓ結晶板１８上
に例えばカーボンからなる蓋２０をする。
台１２に、ＧａＡｓ結晶薄膜を成長させるべき形状基板
１０を収納する。そして成長用ボート１６の溶液溜に、
４ｇのＧａを溶解した成長溶液１４を溜め、その上にＧ
ａＡｓ結晶板１８を（１１１）Ｂ面が成長溶液１４に接
触するように設置する。更にそのＧａＡｓ結晶板１８上
に例えばカーボンからなる蓋２０をする。
【００１６】続いて、Ｈ2 （水素）雰囲気中で全体を加
熱して、全体が８００℃になるまで昇温する。そして接
触しているＧａＡｓ結晶板１８と成長溶液１４とが平衡
状態となるようにして、成長溶液１４中の濃度を一定に
する（図１（ａ）参照）。ここで、このＬＰＥ成長開始
前の形状基板１０を、図２を示す。即ち、この形状基板
１０は、ＭＯＶＰＥ法等を用いてＳｉ基板２２上に（１
００）面ＧａＡｓ結晶層２４を成長させてＧａＡｓ／Ｓ
ｉ基板を形成した後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）法を用いて、このＧａＡｓ結晶層２４上に膜厚２
００ｎｍのＳｉＯ2 膜２６を形成し、更にフォトリソグ
ラフィ法を用いて、そのＳｉＯ2 膜２６に幅５μｍの開
口部２８を所定の間隔をおいて形成したものである。従
って、この開口部２８においては、（１００）面ＧａＡ
ｓ結晶層２４が露出している。
熱して、全体が８００℃になるまで昇温する。そして接
触しているＧａＡｓ結晶板１８と成長溶液１４とが平衡
状態となるようにして、成長溶液１４中の濃度を一定に
する（図１（ａ）参照）。ここで、このＬＰＥ成長開始
前の形状基板１０を、図２を示す。即ち、この形状基板
１０は、ＭＯＶＰＥ法等を用いてＳｉ基板２２上に（１
００）面ＧａＡｓ結晶層２４を成長させてＧａＡｓ／Ｓ
ｉ基板を形成した後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）法を用いて、このＧａＡｓ結晶層２４上に膜厚２
００ｎｍのＳｉＯ2 膜２６を形成し、更にフォトリソグ
ラフィ法を用いて、そのＳｉＯ2 膜２６に幅５μｍの開
口部２８を所定の間隔をおいて形成したものである。従
って、この開口部２８においては、（１００）面ＧａＡ
ｓ結晶層２４が露出している。
【００１７】次いで、成長用ボート１６を成長用ボート
台１２上でスライドさせ、ＧａＡｓの平衡溶液となって
いる成長溶液１４底面を形状基板１０表面に接触させ
る。そして全体を０．１℃／ｍｉｎで冷却して、ＧａＡ
ｓ結晶薄膜の成長を開始する（図１（ｂ）参照）。この
とき、成長溶液１４は、図３に示されるように、（１１
１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８に接する上方においては、
ＧａＡｓ結晶板１８と平衡状態となっている平衡領域３
０が保持されるが、形状基板１０表面と接する下方にお
いては、僅かに過飽和状態となっている過飽和領域３２
が形成される。
台１２上でスライドさせ、ＧａＡｓの平衡溶液となって
いる成長溶液１４底面を形状基板１０表面に接触させ
る。そして全体を０．１℃／ｍｉｎで冷却して、ＧａＡ
ｓ結晶薄膜の成長を開始する（図１（ｂ）参照）。この
とき、成長溶液１４は、図３に示されるように、（１１
１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８に接する上方においては、
ＧａＡｓ結晶板１８と平衡状態となっている平衡領域３
０が保持されるが、形状基板１０表面と接する下方にお
いては、僅かに過飽和状態となっている過飽和領域３２
が形成される。
【００１８】このため、結晶成長に寄与する過飽和領域
３２の大きさは、水平方向では変わらないが、垂直方向
では狭くなっている。即ち、水平方向の過飽和度が垂直
方向の過飽和度より相対的に大きくなる。その結果、水
平方向への結晶成長と垂直方向への結晶成長との成長速
度を比較すると、水平方向への成長速度が相対的に速く
なる。
３２の大きさは、水平方向では変わらないが、垂直方向
では狭くなっている。即ち、水平方向の過飽和度が垂直
方向の過飽和度より相対的に大きくなる。その結果、水
平方向への結晶成長と垂直方向への結晶成長との成長速
度を比較すると、水平方向への成長速度が相対的に速く
なる。
【００１９】従って、形状基板１０表面に接触させた成
長溶液１４を徐冷しながらＧａＡｓ結晶成長を行うと、
ＳｉＯ2 膜２６の開口部２８を介して露出している（１
００）面ＧａＡｓ結晶層２４をシードとして、ＧａＡｓ
結晶薄膜がＳｉＯ2 膜２６上に張り出すようにラテラル
成長する。ここで、６時間のＧａＡｓ結晶成長を行った
形状基板１０を、図４（ａ）に示す。
長溶液１４を徐冷しながらＧａＡｓ結晶成長を行うと、
ＳｉＯ2 膜２６の開口部２８を介して露出している（１
００）面ＧａＡｓ結晶層２４をシードとして、ＧａＡｓ
結晶薄膜がＳｉＯ2 膜２６上に張り出すようにラテラル
成長する。ここで、６時間のＧａＡｓ結晶成長を行った
形状基板１０を、図４（ａ）に示す。
【００２０】即ち、幅５μｍの開口部２８の（１００）
面ＧａＡｓ結晶層２４をシードとしてＳｉＯ2 膜２６上
にラテラル成長したＧａＡｓ結晶薄膜３４は、膜厚１０
μｍ、幅５８３μｍであった。尚、比較のため、成長溶
液１４上に（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８を設置し
ないで成長させた場合の形状基板１０を図４（ｂ）に示
すと、ＳｉＯ2 膜２６上に成長したＧａＡｓ結晶薄膜３
６は、膜厚９６μｍ、幅２８６μｍであった。
面ＧａＡｓ結晶層２４をシードとしてＳｉＯ2 膜２６上
にラテラル成長したＧａＡｓ結晶薄膜３４は、膜厚１０
μｍ、幅５８３μｍであった。尚、比較のため、成長溶
液１４上に（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８を設置し
ないで成長させた場合の形状基板１０を図４（ｂ）に示
すと、ＳｉＯ2 膜２６上に成長したＧａＡｓ結晶薄膜３
６は、膜厚９６μｍ、幅２８６μｍであった。
【００２１】こうして所定の膜厚のＧａＡｓ結晶薄膜３
４の成長が終了すると、更に成長用ボート１６を成長用
ボート台１２上でスライドさせる（図１（ｃ）参照）。
そしてＧａＡｓ結晶薄膜３４の成長が終了した形状基板
１０を成長用ボート台１２から取り出す。このように本
実施例によれば、成長溶液１４上にＧａＡｓ結晶板１８
を設置することにより、成長溶液１４中の結晶成長に寄
与する過飽和領域３２を垂直方向に狭くし、水平方向へ
の結晶成長速度を相対的に大きくすることができる。こ
のため、ＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面を被覆したＳｉＯ2 膜
２６に開口部２８を形成した形状基板１０を成長溶液１
４に接触させてＧａＡｓ結晶成長を行うと、ＳｉＯ 2 膜
２６の開口部２８を介して露出している（１００）面Ｇ
ａＡｓ結晶層２４をシードとして、ＳｉＯ2 膜２６上に
ＧａＡｓ結晶薄膜３４を薄くかつ広くラテラル成長する
ことができる。
４の成長が終了すると、更に成長用ボート１６を成長用
ボート台１２上でスライドさせる（図１（ｃ）参照）。
そしてＧａＡｓ結晶薄膜３４の成長が終了した形状基板
１０を成長用ボート台１２から取り出す。このように本
実施例によれば、成長溶液１４上にＧａＡｓ結晶板１８
を設置することにより、成長溶液１４中の結晶成長に寄
与する過飽和領域３２を垂直方向に狭くし、水平方向へ
の結晶成長速度を相対的に大きくすることができる。こ
のため、ＧａＡｓ／Ｓｉ基板表面を被覆したＳｉＯ2 膜
２６に開口部２８を形成した形状基板１０を成長溶液１
４に接触させてＧａＡｓ結晶成長を行うと、ＳｉＯ 2 膜
２６の開口部２８を介して露出している（１００）面Ｇ
ａＡｓ結晶層２４をシードとして、ＳｉＯ2 膜２６上に
ＧａＡｓ結晶薄膜３４を薄くかつ広くラテラル成長する
ことができる。
【００２２】それ故、形状基板１０がＭＯＶＰＥ法等を
用いてＳｉ基板２２上にＧａＡｓ結晶層２４を成長させ
たものであり、ＧａＡｓ／Ｓｉ結晶界面の格子不整合に
よる多数の格子欠陥が存在する結晶性の劣悪なＧａＡｓ
結晶層２４であっても、その欠陥の伝播を大幅に減少し
て、欠陥密度の低いＧａＡｓ結晶薄膜３４を成長させる
ことができる。
用いてＳｉ基板２２上にＧａＡｓ結晶層２４を成長させ
たものであり、ＧａＡｓ／Ｓｉ結晶界面の格子不整合に
よる多数の格子欠陥が存在する結晶性の劣悪なＧａＡｓ
結晶層２４であっても、その欠陥の伝播を大幅に減少し
て、欠陥密度の低いＧａＡｓ結晶薄膜３４を成長させる
ことができる。
【００２３】従って、Ｓｉ基板２２を使用することによ
り、低コスト化及びＧａＡｓウェーハの大口径化を実現
すると共に、ＳｉＯ2 膜２６上に結晶性の高いＧａＡｓ
結晶薄膜３４を成長することにより、ＨＥＭＴやＦＥＴ
等の半導体デバイスの高速化、高機能化の実現に寄与す
ることができる。尚、上記実施例においては、成長溶液
１４中の上方に平衡領域３０を保持するため（１１１）
Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８が成長溶液１４に接して設置さ
れているが、ここで（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８
を用いたのは、ＧａＡｓ結晶薄膜３４をラテラル成長さ
せるシードとして（１００）面ＧａＡｓ結晶層２４を使
用したためである。即ち、（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶
板１８は成長溶液１４中の上方に平衡領域３０を保持し
て下方に形成される過飽和領域３２の垂直方向の厚さを
制御すれば足りるため、（１００）面ＧａＡｓ結晶層２
４よりもＧａＡｓ結晶薄膜の成長速度の遅い（１１１）
Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８を使用する方が（１００）面Ｇ
ａＡｓ結晶層２４をシードとするＧａＡｓ結晶薄膜３４
の成長速度を速めることができるからである。
り、低コスト化及びＧａＡｓウェーハの大口径化を実現
すると共に、ＳｉＯ2 膜２６上に結晶性の高いＧａＡｓ
結晶薄膜３４を成長することにより、ＨＥＭＴやＦＥＴ
等の半導体デバイスの高速化、高機能化の実現に寄与す
ることができる。尚、上記実施例においては、成長溶液
１４中の上方に平衡領域３０を保持するため（１１１）
Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８が成長溶液１４に接して設置さ
れているが、ここで（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８
を用いたのは、ＧａＡｓ結晶薄膜３４をラテラル成長さ
せるシードとして（１００）面ＧａＡｓ結晶層２４を使
用したためである。即ち、（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶
板１８は成長溶液１４中の上方に平衡領域３０を保持し
て下方に形成される過飽和領域３２の垂直方向の厚さを
制御すれば足りるため、（１００）面ＧａＡｓ結晶層２
４よりもＧａＡｓ結晶薄膜の成長速度の遅い（１１１）
Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８を使用する方が（１００）面Ｇ
ａＡｓ結晶層２４をシードとするＧａＡｓ結晶薄膜３４
の成長速度を速めることができるからである。
【００２４】また、この（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板
１８の代わりに（１１１）Ａ面ＧａＡｓ結晶板を使用し
てもよい。但し、この場合、その表面を一度エッチング
しないと（１１１）Ａ面上に結晶成長しないため、成長
溶液１４に接触するＧａＡｓ結晶板の（１１１）Ａ面を
メルトバックする必要がある。また、形状基板１０とし
て、ＭＯＶＰＥ法等を用いてＳｉ基板２２上に（１０
０）面ＧａＡｓ結晶層２４を成長させたＧａＡｓ／Ｓｉ
基板を用いたが、この代わりに（１００）面ＧａＡｓ基
板を用いてもよい。この場合、Ｓｉ基板２２の使用によ
る低コスト化及びＧａＡｓウェーハの大口径化という効
果はないが、結晶欠陥の密度を低下させて結晶性の高い
ＧａＡｓ結晶薄膜を成長させるという効果を奏すること
ができる。
１８の代わりに（１１１）Ａ面ＧａＡｓ結晶板を使用し
てもよい。但し、この場合、その表面を一度エッチング
しないと（１１１）Ａ面上に結晶成長しないため、成長
溶液１４に接触するＧａＡｓ結晶板の（１１１）Ａ面を
メルトバックする必要がある。また、形状基板１０とし
て、ＭＯＶＰＥ法等を用いてＳｉ基板２２上に（１０
０）面ＧａＡｓ結晶層２４を成長させたＧａＡｓ／Ｓｉ
基板を用いたが、この代わりに（１００）面ＧａＡｓ基
板を用いてもよい。この場合、Ｓｉ基板２２の使用によ
る低コスト化及びＧａＡｓウェーハの大口径化という効
果はないが、結晶欠陥の密度を低下させて結晶性の高い
ＧａＡｓ結晶薄膜を成長させるという効果を奏すること
ができる。
【００２５】また、上記実施例において、（１００）面
ＧａＡｓ結晶層２４をシードとして露出させるための開
口部２８の幅を５μｍとしたが、これに限らず、５０μ
ｍ程度の幅の開口部２８であってもよい。但し、この開
口部２８の幅が１００μｍ以上になると、ＧａＡｓ結晶
薄膜３４のＳｉＯ2 膜２６上へのラテラル成長は起こり
難くなる。
ＧａＡｓ結晶層２４をシードとして露出させるための開
口部２８の幅を５μｍとしたが、これに限らず、５０μ
ｍ程度の幅の開口部２８であってもよい。但し、この開
口部２８の幅が１００μｍ以上になると、ＧａＡｓ結晶
薄膜３４のＳｉＯ2 膜２６上へのラテラル成長は起こり
難くなる。
【００２６】そして（１００）面ＧａＡｓ結晶層２４を
シードとして露出させるための開口部２８の幅、成長溶
液１４の垂直方向の厚さ、成長溶液１４の冷却速度等を
制御することにより、ＧａＡｓ結晶薄膜３４のＳｉＯ2
膜２６上へのラテラル成長における水平方向と垂直方向
との結晶成長速度の比を制御することができる。更に、
上記実施例においては、ＧａＡｓ結晶薄膜３４のラテラ
ル成長について述べたが、これに限定されず、ＩｎＰ結
晶薄膜及びＩｎＧａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長するこ
とができる。
シードとして露出させるための開口部２８の幅、成長溶
液１４の垂直方向の厚さ、成長溶液１４の冷却速度等を
制御することにより、ＧａＡｓ結晶薄膜３４のＳｉＯ2
膜２６上へのラテラル成長における水平方向と垂直方向
との結晶成長速度の比を制御することができる。更に、
上記実施例においては、ＧａＡｓ結晶薄膜３４のラテラ
ル成長について述べたが、これに限定されず、ＩｎＰ結
晶薄膜及びＩｎＧａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長するこ
とができる。
【００２７】このとき、例えばＩｎＰ結晶薄膜を絶縁膜
上にラテラル成長する場合、上記実施例におけるＳｉ基
板２２上に（１００）面ＧａＡｓ結晶層２４を成長させ
たＧａＡｓ／Ｓｉ基板又は（１００）面ＧａＡｓ基板の
代わりに、Ｓｉ基板上に（１００）面ＩｎＰ結晶層を成
長させたＩｎＰ／Ｓｉ基板又は（１００）面ＩｎＰ基板
を形状基板として使用する。そして上記実施例における
（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８又は（１１１）Ａ面
ＧａＡｓ結晶板の代わりに、（１１１）Ｂ面ＩｎＰ結晶
板１８又は（１１１）Ａ面ＩｎＰ結晶板を、成長溶液上
に設置する。
上にラテラル成長する場合、上記実施例におけるＳｉ基
板２２上に（１００）面ＧａＡｓ結晶層２４を成長させ
たＧａＡｓ／Ｓｉ基板又は（１００）面ＧａＡｓ基板の
代わりに、Ｓｉ基板上に（１００）面ＩｎＰ結晶層を成
長させたＩｎＰ／Ｓｉ基板又は（１００）面ＩｎＰ基板
を形状基板として使用する。そして上記実施例における
（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板１８又は（１１１）Ａ面
ＧａＡｓ結晶板の代わりに、（１１１）Ｂ面ＩｎＰ結晶
板１８又は（１１１）Ａ面ＩｎＰ結晶板を、成長溶液上
に設置する。
【００２８】また、例えばＩｎＧａＡｓ結晶薄膜を絶縁
膜上にラテラル成長する場合、上記実施例の場合と同様
に、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ結晶層を成長させたＧａＡｓ
／Ｓｉ基板又はＧａＡｓ基板を形状基板として使用し、
ＧａＡｓ結晶板を成長溶液上に設置すればよい。
膜上にラテラル成長する場合、上記実施例の場合と同様
に、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ結晶層を成長させたＧａＡｓ
／Ｓｉ基板又はＧａＡｓ基板を形状基板として使用し、
ＧａＡｓ結晶板を成長溶液上に設置すればよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板と成
長溶液とを接触させてこの基板上に半導体結晶薄膜を液
相成長させる半導体結晶の成長方法において、成長溶液
と接触して半導体結晶を液相成長させる半導体結晶板
を、半導体結晶薄膜を液相成長させるべき基板に対向し
て前記成長溶液上に設置することにより、基板に接して
結晶成長に寄与する成長溶液中の過飽和領域を垂直方向
に狭くし、水平方向への成長速度を相対的に大きくする
ことができるため、半導体基板表面を被覆した絶縁膜に
開口部を形成した基板を使用し、その絶縁膜の開口部を
介して露出している半導体基板表面をシードとして、絶
縁膜上に半導体結晶薄膜を薄くかつ広くラテラル成長す
ることができる。
長溶液とを接触させてこの基板上に半導体結晶薄膜を液
相成長させる半導体結晶の成長方法において、成長溶液
と接触して半導体結晶を液相成長させる半導体結晶板
を、半導体結晶薄膜を液相成長させるべき基板に対向し
て前記成長溶液上に設置することにより、基板に接して
結晶成長に寄与する成長溶液中の過飽和領域を垂直方向
に狭くし、水平方向への成長速度を相対的に大きくする
ことができるため、半導体基板表面を被覆した絶縁膜に
開口部を形成した基板を使用し、その絶縁膜の開口部を
介して露出している半導体基板表面をシードとして、絶
縁膜上に半導体結晶薄膜を薄くかつ広くラテラル成長す
ることができる。
【００３０】従って、基板の結晶性が劣悪であっても、
その結晶欠陥の伝播を大幅に減少し、欠陥密度が低くて
結晶性の高い半導体結晶薄膜を成長させることができる
ため、ＨＥＭＴやＦＥＴ等の半導体デバイスの高速化、
高機能化の実現に寄与することができる。
その結晶欠陥の伝播を大幅に減少し、欠陥密度が低くて
結晶性の高い半導体結晶薄膜を成長させることができる
ため、ＨＥＭＴやＦＥＴ等の半導体デバイスの高速化、
高機能化の実現に寄与することができる。
【図１】本発明の一実施例によるＧａＡｓ結晶薄膜のＬ
ＰＥ成長を説明するための工程図である。
ＰＥ成長を説明するための工程図である。
【図２】ＬＰＥ成長開始前の形状基板を示す断面図であ
る。
る。
【図３】ＬＰＥ成長時における形状基板及び成長溶液の
状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
【図４】ＬＰＥ成長終了後の形状基板を示す断面図であ
る。
る。
１０…形状基板 １２…成長用ボート台 １４…成長溶液 １６…成長用ボート １８…（１１１）Ｂ面ＧａＡｓ結晶板 ２０…蓋 ２２…Ｓｉ基板 ２４…（１００）面ＧａＡｓ結晶層 ２６…ＳｉＯ2 膜 ２８…開口部 ３０…平衡領域 ３２…過飽和領域 ３４…ＧａＡｓ結晶薄膜 ３６…ＧａＡｓ結晶薄膜
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と成長溶液とを接触させて前記基板
上に半導体結晶薄膜を液相成長させる半導体結晶の成長
方法において、 前記基板として、半導体基板表面を被覆した絶縁膜に開
口部を形成した基板を使用し、 前記成長溶液と接触する半導体結晶板を、前記基板に対
向して前記成長溶液上に設置し、 前記開口部を介して露出した前記半導体基板をシードと
して、前記絶縁膜上に半導体結晶薄膜をラテラル成長さ
せることを特徴とする半導体結晶の成長方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体結晶の成長方法に
おいて、 前記半導体基板が、Ｓｉ基板上に（１００）面ＧａＡｓ
結晶層を成長させたＧａＡｓ／Ｓｉ基板又は（１００）
面ＧａＡｓ基板であり、 前記半導体結晶板が、（１１１）面ＧａＡｓ結晶板であ
り、 前記開口部を介して露出した前記（１００）面ＧａＡｓ
結晶層又は前記（１００）面ＧａＡｓ基板をシードとし
て、前記絶縁膜上にＧａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長さ
せることを特徴とする半導体結晶の成長方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体結晶の成長方法に
おいて、 前記半導体基板が、Ｓｉ基板上に（１００）面ＩｎＰ結
晶層を成長させたＩｎＰ／Ｓｉ基板又は（１００）面Ｉ
ｎＰ基板であり、 前記半導体結晶板が、（１１１）面ＩｎＰ結晶板であ
り、 前記開口部を介して露出した前記（１００）面ＩｎＰ結
晶層又は前記（１００）面ＩｎＰ基板をシードとして、
前記絶縁膜上にＩｎＰ結晶薄膜をラテラル成長させるこ
とを特徴とする半導体結晶の成長方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の半導体結晶の成長方法に
おいて、 前記半導体基板が、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ結晶層を成長
させたＧａＡｓ／Ｓｉ基板又はＧａＡｓ基板であり、 前記半導体結晶板が、ＧａＡｓ結晶板であり、 前記開口部を介して露出した前記ＧａＡｓ結晶層又は前
記ＧａＡｓ基板をシードとして、前記絶縁膜上にＩｎＧ
ａＡｓ結晶薄膜をラテラル成長させることを特徴とする
半導体結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24668092A JPH0697098A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 半導体結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24668092A JPH0697098A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 半導体結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697098A true JPH0697098A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17152026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24668092A Withdrawn JPH0697098A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 半導体結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697098A (ja) |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP24668092A patent/JPH0697098A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5399522A (en) | Method of growing compound semiconductor | |
| US3632431A (en) | Method of crystallizing a binary semiconductor compound | |
| JP2001064098A (ja) | 結晶成長方法および結晶成長装置およびｉｉｉ族窒化物結晶 | |
| EP0241204B1 (en) | Method for forming crystalline deposited film | |
| JPH05251339A (ja) | 半導体基板およびその製造方法 | |
| JPH0697098A (ja) | 半導体結晶の成長方法 | |
| JP2687445B2 (ja) | ヘテロエピタキシャル成長方法 | |
| JP3270704B2 (ja) | 半導体微小構造体の製造方法 | |
| JP2735190B2 (ja) | 分子線エピタキシヤル成長方法及び成長装置 | |
| JP2599767B2 (ja) | 溶液成長装置 | |
| Rosner et al. | Microstructure of thin layers of MBE-grown GaAs on Si substrates | |
| JP2651146B2 (ja) | 結晶の製造方法 | |
| JP2649928B2 (ja) | 半導体ウエハの製造方法 | |
| JPS5853826A (ja) | 液相エピタキシヤル成長方法 | |
| JP3202405B2 (ja) | エピタキシャル成長方法 | |
| JP2000124142A (ja) | 半導体層の製造方法 | |
| JP4010439B2 (ja) | 半導体混晶の成長方法 | |
| JPH04306821A (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JPH01149418A (ja) | 電子素子用基板及びその製造方法 | |
| JPH0536895A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0967190A (ja) | 液相エピタキシャル成長方法 | |
| JPS63205912A (ja) | 半導体製造方法 | |
| JPH0687459B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| JP2003267794A (ja) | 結晶成長方法及び結晶成長装置 | |
| JPS63104324A (ja) | 半導体結晶の成長方法 |
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: 19991130 |