JPH07114186B2 - ▲ｉｉｉ▼▲ｖ▼族化合物半導体層の製造方法 - Google Patents
▲ｉｉｉ▼▲ｖ▼族化合物半導体層の製造方法Info
- Publication number
- JPH07114186B2 JPH07114186B2 JP62063012A JP6301287A JPH07114186B2 JP H07114186 B2 JPH07114186 B2 JP H07114186B2 JP 62063012 A JP62063012 A JP 62063012A JP 6301287 A JP6301287 A JP 6301287A JP H07114186 B2 JPH07114186 B2 JP H07114186B2
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- Japan
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- compound semiconductor
- semiconductor layer
- group iii
- iii
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 III V族化合物半導体層の製造方法の改良である。
分子線エピタキシャル成長法を使用してIII V族化合物
半導体層を製造するにあたり、Ｖ族の元素は連続的に供
給するが、III族の元素は間欠的に供給することとし、
Ｖ族の元素のみが供給されている期間に、基板表面に赤
外線を照射してなすIII V族化合物半導体層の製造方法
である。
半導体層を製造するにあたり、Ｖ族の元素は連続的に供
給するが、III族の元素は間欠的に供給することとし、
Ｖ族の元素のみが供給されている期間に、基板表面に赤
外線を照射してなすIII V族化合物半導体層の製造方法
である。
本発明は、III V族化合物半導体層の製造方法の改良に
関する。特に、組成が正確に所望の値であり、不所望な
不純物拡散がなされることがなく、面粗れのない表面が
得られ、しかも、結晶欠陥のない高品質なIII V族化合
物半導体層を製造しうるようにする改良に関する。
関する。特に、組成が正確に所望の値であり、不所望な
不純物拡散がなされることがなく、面粗れのない表面が
得られ、しかも、結晶欠陥のない高品質なIII V族化合
物半導体層を製造しうるようにする改良に関する。
ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウム
リン等III V族化合物半導体はキャリヤ移動度が高くま
た禁制帯幅がレーザ等オプトエレクトロニクス素子に望
ましい値である故、HEMTや量子井戸レーザをはじめとす
る発光素子、受光素子等として広く使用されている。そ
して、III V族化合物半導体層を製造するには、分子線
エピタキシャル成長法やMOCVD法等が一般に使用され
る。
リン等III V族化合物半導体はキャリヤ移動度が高くま
た禁制帯幅がレーザ等オプトエレクトロニクス素子に望
ましい値である故、HEMTや量子井戸レーザをはじめとす
る発光素子、受光素子等として広く使用されている。そ
して、III V族化合物半導体層を製造するには、分子線
エピタキシャル成長法やMOCVD法等が一般に使用され
る。
たゞ、III V族化合物半導体層中に結晶欠陥が存在して
いると、HEMTにあっては伝達コンダクタンスが悪くな
り、レーザにおいてはしきい値電流が高くなり、受光素
子においては暗電流が増加する等、不良特性の原因とな
るので、結晶欠陥の少ないIII V族化合物半導体層を製
造することは極めて重要である。
いると、HEMTにあっては伝達コンダクタンスが悪くな
り、レーザにおいてはしきい値電流が高くなり、受光素
子においては暗電流が増加する等、不良特性の原因とな
るので、結晶欠陥の少ないIII V族化合物半導体層を製
造することは極めて重要である。
分子線エピタキシャル成長法を使用して、結晶欠陥の少
ないIII V族化合物半導体層を製造するには、成長期間
中基板温度を高く保つことが有効であることが知られて
いるが、700〜750℃以上に高くすると気化温度が低いヒ
素、リン等のＶ族元素が再蒸発して組成が正確に所望の
値にならなくなり、表面の面粗れが発生し、さらに、不
純物拡散が過度に進行する等の不所望の作用をともなう
ことも知られている。
ないIII V族化合物半導体層を製造するには、成長期間
中基板温度を高く保つことが有効であることが知られて
いるが、700〜750℃以上に高くすると気化温度が低いヒ
素、リン等のＶ族元素が再蒸発して組成が正確に所望の
値にならなくなり、表面の面粗れが発生し、さらに、不
純物拡散が過度に進行する等の不所望の作用をともなう
ことも知られている。
そこで、このような不所望の副作用の発生をともなうこ
となく、結晶欠陥のないIII V族化合物半導体層を製造
する方法の開発が望まれていた。
となく、結晶欠陥のないIII V族化合物半導体層を製造
する方法の開発が望まれていた。
本発明の目的は、この要請に応えることにあり、何ら不
所望の副作用の発生をともなうことなく結晶欠陥のない
高品質のIII V族化合物半導体層を製造する方法を提供
することにある。
所望の副作用の発生をともなうことなく結晶欠陥のない
高品質のIII V族化合物半導体層を製造する方法を提供
することにある。
上記の目的は、分子線エピタキシャル成長法を使用して
なすIII V族化合物半導体層の製造方法において、III族
元素とＶ族元素とを同時に供給してＶ族元素が再蒸発し
ない程度の第１の成長温度において基板上にIII V族化
合物半導体層を形成する工程と、引き続き、III族元素
の供給を停止しＶ族元素の供給を継続しながら赤外線を
照射して、基板を第１の成長温度より高い第２の温度に
昇温し、前工程において発生した欠陥の修復を行う工程
とを反復実行して単層のIII V族化合物半導体層を形成
するIII V族化合物半導体層の製造方法によって達成さ
れる。
なすIII V族化合物半導体層の製造方法において、III族
元素とＶ族元素とを同時に供給してＶ族元素が再蒸発し
ない程度の第１の成長温度において基板上にIII V族化
合物半導体層を形成する工程と、引き続き、III族元素
の供給を停止しＶ族元素の供給を継続しながら赤外線を
照射して、基板を第１の成長温度より高い第２の温度に
昇温し、前工程において発生した欠陥の修復を行う工程
とを反復実行して単層のIII V族化合物半導体層を形成
するIII V族化合物半導体層の製造方法によって達成さ
れる。
本発明に係るIII V族化合物半導体層の製造方法にあっ
ては、まず、600℃程度の温度をもってガリウムヒ素等I
II V族化合物半導体を数秒程度成長する。この工程にお
いては、結晶欠陥は発生するが、ヒ素等Ｖ族元素の再蒸
発や不純物の不所望の拡散は発生しない。
ては、まず、600℃程度の温度をもってガリウムヒ素等I
II V族化合物半導体を数秒程度成長する。この工程にお
いては、結晶欠陥は発生するが、ヒ素等Ｖ族元素の再蒸
発や不純物の不所望の拡散は発生しない。
この工程の時間は少なくとも単原子層が形成される時間
であればよい。
であればよい。
次に、ガリウム等III族元素の供給を停止して、蒸発し
やすいヒ素等Ｖ族元素のみを供給しつゞけ、赤外線ラン
プ等を数秒程度点灯して、前工程で発生した欠陥の修復
をなす。
やすいヒ素等Ｖ族元素のみを供給しつゞけ、赤外線ラン
プ等を数秒程度点灯して、前工程で発生した欠陥の修復
をなす。
この工程の時間はガリウム等III族元素がマイグレーシ
ョンをよって移動するに十分な時間であればよい。この
工程においては、再蒸発しやすいＶ族元素は供給が継続
されているので、Ｖ族元素の再蒸発は比較的抑制される
が、赤外線ランプ等が点灯して基板温度が900〜1,000℃
に昇温されるから、III族元素はかなり自由に移動しう
るので、マイグレーションが進行して欠陥は修復され
る。
ョンをよって移動するに十分な時間であればよい。この
工程においては、再蒸発しやすいＶ族元素は供給が継続
されているので、Ｖ族元素の再蒸発は比較的抑制される
が、赤外線ランプ等が点灯して基板温度が900〜1,000℃
に昇温されるから、III族元素はかなり自由に移動しう
るので、マイグレーションが進行して欠陥は修復され
る。
以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に係るIII
V族化合物半導体層の製造方法についてさらに説明す
る。
V族化合物半導体層の製造方法についてさらに説明す
る。
第１図参照 図は、本発明の一実施例に係るIII V族化合物半導体層
の製造方法の実施に使用する分子線エピタキシャル成長
装置である。図において、１は真空容器であり、２は基
板ホルダであり600〜700℃に保たれる。３、４はクヌー
ドセンセル等に収容された蒸発源であり、31、41は蒸発
源用シャッタである。５は赤外線ランプであり、51は赤
外線用シャッタである。
の製造方法の実施に使用する分子線エピタキシャル成長
装置である。図において、１は真空容器であり、２は基
板ホルダであり600〜700℃に保たれる。３、４はクヌー
ドセンセル等に収容された蒸発源であり、31、41は蒸発
源用シャッタである。５は赤外線ランプであり、51は赤
外線用シャッタである。
例えばガリウムヒ素を成長する場合は、まず、赤外線ラ
ンプ５のシャッタ51を閉じ、ガリウム源３とヒ素源４と
のシャッタ31、41を開いて、約数秒間ガリウムとヒ素と
を供給してガリウムヒ素層を形成する。この工程におけ
る基板温度は600〜700℃であるから、形成されるガリウ
ムヒ素層の結晶性はそれほどよくはない。
ンプ５のシャッタ51を閉じ、ガリウム源３とヒ素源４と
のシャッタ31、41を開いて、約数秒間ガリウムとヒ素と
を供給してガリウムヒ素層を形成する。この工程におけ
る基板温度は600〜700℃であるから、形成されるガリウ
ムヒ素層の結晶性はそれほどよくはない。
次に、ガリウム源３のシャッタ31を閉じるとともに赤外
線ランプ５のシャッタ51を開いて赤外線を約数秒間照射
する。この工程においては、基板温度は1,000℃程度に
上る。この照射時間はガリウムが数原子分移動するに十
分な時間であるから、前工程で発生していた結晶欠陥は
十分修復される。しかし、ヒ素は継続して供給されてい
るから、ヒ素が再蒸発するおそれは少ない。
線ランプ５のシャッタ51を開いて赤外線を約数秒間照射
する。この工程においては、基板温度は1,000℃程度に
上る。この照射時間はガリウムが数原子分移動するに十
分な時間であるから、前工程で発生していた結晶欠陥は
十分修復される。しかし、ヒ素は継続して供給されてい
るから、ヒ素が再蒸発するおそれは少ない。
以上の工程を反復実行して所望の厚さのガリウムヒ素層
を形成するが、ヒ素が再蒸発するおそれがないので、組
成は所望の組成が実現しており、高温に曝される積算時
間が短いので、不純物拡散が過度に進行することが少な
く、一方、十分な時間高温でキュアされているので結晶
欠陥は少ない。
を形成するが、ヒ素が再蒸発するおそれがないので、組
成は所望の組成が実現しており、高温に曝される積算時
間が短いので、不純物拡散が過度に進行することが少な
く、一方、十分な時間高温でキュアされているので結晶
欠陥は少ない。
以上の工程をもって製造したガリウムヒ素層を使用して
製造したホトルミネッセンス素子の発光強度は２〜10倍
に増加していた。
製造したホトルミネッセンス素子の発光強度は２〜10倍
に増加していた。
以上説明せるとおり、本発明に係るIII V族化合物半導
体層の製造方法においては、分子線エピタキシャル成長
法を使用してIII V族化合物半導体層を製造するにあた
り、Ｖ族の元素は連続的に供給するが、III族の元素は
間欠的に供給することとし、Ｖ族の元素のみが供給され
ている期間に、基板表面に赤外線を照射して基板温度を
1,000℃程度に上げ、Ｖ族の元素の再蒸発を防止しなが
らIII族の元素のマイグレーションを促進することとさ
れているので、組成が正確に所望の値であり、不所望な
不純物拡散がなされることがなく、しかも、結晶欠陥の
ないIII V族化合物半導体層を製造することができる。
体層の製造方法においては、分子線エピタキシャル成長
法を使用してIII V族化合物半導体層を製造するにあた
り、Ｖ族の元素は連続的に供給するが、III族の元素は
間欠的に供給することとし、Ｖ族の元素のみが供給され
ている期間に、基板表面に赤外線を照射して基板温度を
1,000℃程度に上げ、Ｖ族の元素の再蒸発を防止しなが
らIII族の元素のマイグレーションを促進することとさ
れているので、組成が正確に所望の値であり、不所望な
不純物拡散がなされることがなく、しかも、結晶欠陥の
ないIII V族化合物半導体層を製造することができる。
第１図は、本発明の一実施例に係るIII V族化合物半導
体層の製造方法の実施に使用する分子線エピタキシャル
成長装置の構造図である。 １……真空容器、 ２……基板ホルダ、 ３……III族源（ガリウム源）、 ４……Ｖ族源（ヒ素源）、 31……III族源用シャッタ、 41……Ｖ族源用シャッタ、 ５……赤外線ランプ、 51……赤外線用シャッタ。
体層の製造方法の実施に使用する分子線エピタキシャル
成長装置の構造図である。 １……真空容器、 ２……基板ホルダ、 ３……III族源（ガリウム源）、 ４……Ｖ族源（ヒ素源）、 31……III族源用シャッタ、 41……Ｖ族源用シャッタ、 ５……赤外線ランプ、 51……赤外線用シャッタ。
Claims (1)
- 【請求項１】分子線エピタキシャル成長法を使用してな
すIII V族化合物半導体層の製造方法において、 III族元素とＶ族元素とを同時に供給して、該Ｖ族元素
が再蒸発しない程度の第１の成長温度において基板上に
前記III V族化合物半導体層を形成する工程と、 引き続き、前記III族元素の供給を停止し、前記Ｖ族元
素の供給を継続しながら、赤外線を照射して、前記基板
を、前記第１の成長温度より高い第２の温度に昇温し、
前工程において発生した欠陥の修復を行う工程と を反復実行して単層のIII V族化合物半導体層を形成す
る ことを特徴とするIII V族化合物半導体層の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063012A JPH07114186B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ▲ｉｉｉ▼▲ｖ▼族化合物半導体層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063012A JPH07114186B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ▲ｉｉｉ▼▲ｖ▼族化合物半導体層の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228711A JPS63228711A (ja) | 1988-09-22 |
| JPH07114186B2 true JPH07114186B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=13216982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62063012A Expired - Lifetime JPH07114186B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ▲ｉｉｉ▼▲ｖ▼族化合物半導体層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114186B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0717477B2 (ja) * | 1989-03-15 | 1995-03-01 | シャープ株式会社 | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS627124A (ja) * | 1985-07-02 | 1987-01-14 | Sharp Corp | 半導体基板のアニ−ル装置 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62063012A patent/JPH07114186B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．２４Ｎｏ．６（１９８５）Ｐ．Ｌ４１７〜Ｌ４２０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63228711A (ja) | 1988-09-22 |
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