JPH07165500A - シリコン上へのｉｉ−ｖｉ材料の直接的なｍｏｍｂｅおよびｍｏｖｐｅ成長 - Google Patents
シリコン上へのｉｉ−ｖｉ材料の直接的なｍｏｍｂｅおよびｍｏｖｐｅ成長Info
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 式Ｒ3-m ＡｓＨm （ここでＲはＣn Ｈ2n+1お
よびＣn Ｈ2n-1（ｎは１から６）からなる群より選択さ
れる有機基であり、ｍは１または２）からなる有機金属
系ヒ素ソースは、シリコン表面を炭素汚染のないヒ素で
終端させるのに有用であり、それによって次の高品質の
ＩＩ−ＶＩ膜、例えばＺｎＳｅの成長を可能にする。 【効果】 この有機金属系ヒ素ソースを使用すること
は、ＭＢＥによって達成されるよりも優れた流量制御が
実証されている有機金属分子線エピタキシー（ＭＯＭＢ
Ｅ）堆積法の最大限の潜在能力が、シリコン基板上への
ＨｇＣｄＴｅのヘテロエピタキシーにおいて実現するの
を可能にさせる。本発明の実施にあたっては、他の有機
金属堆積法、例えばＭＯＶＰＥを用いることもできる。
よびＣn Ｈ2n-1（ｎは１から６）からなる群より選択さ
れる有機基であり、ｍは１または２）からなる有機金属
系ヒ素ソースは、シリコン表面を炭素汚染のないヒ素で
終端させるのに有用であり、それによって次の高品質の
ＩＩ−ＶＩ膜、例えばＺｎＳｅの成長を可能にする。 【効果】 この有機金属系ヒ素ソースを使用すること
は、ＭＢＥによって達成されるよりも優れた流量制御が
実証されている有機金属分子線エピタキシー（ＭＯＭＢ
Ｅ）堆積法の最大限の潜在能力が、シリコン基板上への
ＨｇＣｄＴｅのヘテロエピタキシーにおいて実現するの
を可能にさせる。本発明の実施にあたっては、他の有機
金属堆積法、例えばＭＯＶＰＥを用いることもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン基板上へのＩＩ
−ＶＩ半導体膜、より具体的には、三元カルコゲナイド
半導体膜例えばＨｇＣｄＴｅおよびＨｇＺｎＴｅの堆積
に関する。
−ＶＩ半導体膜、より具体的には、三元カルコゲナイド
半導体膜例えばＨｇＣｄＴｅおよびＨｇＺｎＴｅの堆積
に関する。
【０００２】
【従来の技術】三元ＩＩ−ＶＩ半導体膜は多くの赤外
（ＩＲ）応用、例えばＩＲフォーカル・プレーン・アレ
イ（ＦＰＡｓ）に用途がある。このような三元ＩＩ−Ｖ
Ｉ半導体化合物の例はＨｇＣｄＴｅおよびＨｇＺｎＴｅ
を含み、これらはカルコゲナイドとしても知られてい
る。
（ＩＲ）応用、例えばＩＲフォーカル・プレーン・アレ
イ（ＦＰＡｓ）に用途がある。このような三元ＩＩ−Ｖ
Ｉ半導体化合物の例はＨｇＣｄＴｅおよびＨｇＺｎＴｅ
を含み、これらはカルコゲナイドとしても知られてい
る。
【０００３】ホモエピタキシャル物質から製造されるＨ
ｇＣｄＴｅフォーカル・プレーン・アレイの現状のサイ
ズは、ＦＰＡがインジウム・バンプ法により接着される
シリコン読み出し電極（リードアウト）に対する積層剥
離の問題のために、６４×６４ピクセルに制限されてい
る。積層剥離の問題は、シリコンと、活性ＨｇＣｄＴｅ
層が成長するＣｄＺｎＴｅ基板との間の大きな熱膨張の
ミスマッチの結果である。
ｇＣｄＴｅフォーカル・プレーン・アレイの現状のサイ
ズは、ＦＰＡがインジウム・バンプ法により接着される
シリコン読み出し電極（リードアウト）に対する積層剥
離の問題のために、６４×６４ピクセルに制限されてい
る。積層剥離の問題は、シリコンと、活性ＨｇＣｄＴｅ
層が成長するＣｄＺｎＴｅ基板との間の大きな熱膨張の
ミスマッチの結果である。
【０００４】シリコン上へのＨｇＣｄＴｅの直接的な成
長は、ＦＰＡをシリコン基板とともに膨張および収縮さ
せることによりこのミスマッチを適合させるだけでな
く、ホモエピタキシーには使えない大面積・高品質の基
板上へのＨｇＣｄＴｅの成長を可能にする。しかし、大
きな格子ミスマッチ（約２０％）、およびＨｇＣｄＴｅ
対シリコンの極性対非極性という性質のために、シリコ
ン上へのＨｇＣｄＴｅの直接的な成長は困難である。
長は、ＦＰＡをシリコン基板とともに膨張および収縮さ
せることによりこのミスマッチを適合させるだけでな
く、ホモエピタキシーには使えない大面積・高品質の基
板上へのＨｇＣｄＴｅの成長を可能にする。しかし、大
きな格子ミスマッチ（約２０％）、およびＨｇＣｄＴｅ
対シリコンの極性対非極性という性質のために、シリコ
ン上へのＨｇＣｄＴｅの直接的な成長は困難である。
【０００５】ＺｎＳｅ（シリコンとの格子ミスマッチ４
％）およびＺｎＴｅ（シリコンとの格子ミスマッチ８
％）からなるバッファー層を成長させてＨｇＣｄＴｅへ
の移行をゆるやかにしてもよいが、シリコン上にこれら
の材料を直に成長させるとやはり品質の低いすなわち多
結晶の膜を生じる。
％）およびＺｎＴｅ（シリコンとの格子ミスマッチ８
％）からなるバッファー層を成長させてＨｇＣｄＴｅへ
の移行をゆるやかにしてもよいが、シリコン上にこれら
の材料を直に成長させるとやはり品質の低いすなわち多
結晶の膜を生じる。
【０００６】近年、シリコン基板をヒ素原子の層で終端
させれば、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）によりシリコ
ン上に高品質のＺｎＳｅ層を成長できることが報告され
た；例えば、Ｒ．Ｄ．Ｂｒｉｎｇａｎｓ ｅｔ ａｌ，
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔ
ｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｖ
ｏｌ．２４２，ｐｐ．１９１−２０２（１９９２）を参
照のこと。ヒ素の機能は、次のＩＩ−ＶＩ成長のために
最初の表面分極を与えるとともに表面層を完全に配位結
合することによりシリコン表面をパッシベートすること
にあるという仮説が立てられている。
させれば、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）によりシリコ
ン上に高品質のＺｎＳｅ層を成長できることが報告され
た；例えば、Ｒ．Ｄ．Ｂｒｉｎｇａｎｓ ｅｔ ａｌ，
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔ
ｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｖ
ｏｌ．２４２，ｐｐ．１９１−２０２（１９９２）を参
照のこと。ヒ素の機能は、次のＩＩ−ＶＩ成長のために
最初の表面分極を与えるとともに表面層を完全に配位結
合することによりシリコン表面をパッシベートすること
にあるという仮説が立てられている。
【０００７】Ａｓで終端したシリコン上へのＺｎＴｅの
ＭＢＥ成長の第１の実例は、最近では１９９３年４月６
日に出願され本出願と同一の譲受人に譲渡された特許出
願第０８／０４３，６４４号の主題であった。
ＭＢＥ成長の第１の実例は、最近では１９９３年４月６
日に出願され本出願と同一の譲受人に譲渡された特許出
願第０８／０４３，６４４号の主題であった。
【０００８】しかし、Ａｓの単原子層で終端されたＳｉ
上へのＺｎＳｅの成長（以下、ＺｎＳｅ／／Ａｓ：Ｓｉ
という）がＭＢＥによりうまくいったということは、同
じ方法で有機金属ＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）の環境において
もうまくいくであろうということを意味するわけではな
い。有機金属ソースを熱的に予め分解（プレクラック）
することによって生成するＭＯＭＢＥ環境中での有機ラ
ジカルの大きなバックグラウンド圧力のために、シリコ
ン上へのＭＯＭＢＥ成長は不可能であろうと考えられて
きた。炭化水素ラジカル特にメチルラジカルは、シリコ
ン表面に不可逆的に吸着し、加熱されたときに分解して
その表面に炭化物を形成することが表面科学の文献にお
いて明確に証拠づけられている；例えば、Ｍ．Ｌ．Ｃｏ
ｌａｉａｎｎｉ ｅｔ ａｌ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１９１，ｐｐ．
５６１−５６８（１７ Ａｐｒｉｌ １９９２）を参照
のこと。研究によれば、有機ヒ素ソースは表面の酸化物
と強く相互作用して成長表面に炭素を含む汚染物質を残
すことも示されている；例えば、Ｐ．Ｋａｕｌ ｅｔ
ａｌ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏ
ｗｔｈ，Ｖｏｌ．１２３，ｐｐ．４１１−４２２（１９
９２）を参照のこと。
上へのＺｎＳｅの成長（以下、ＺｎＳｅ／／Ａｓ：Ｓｉ
という）がＭＢＥによりうまくいったということは、同
じ方法で有機金属ＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）の環境において
もうまくいくであろうということを意味するわけではな
い。有機金属ソースを熱的に予め分解（プレクラック）
することによって生成するＭＯＭＢＥ環境中での有機ラ
ジカルの大きなバックグラウンド圧力のために、シリコ
ン上へのＭＯＭＢＥ成長は不可能であろうと考えられて
きた。炭化水素ラジカル特にメチルラジカルは、シリコ
ン表面に不可逆的に吸着し、加熱されたときに分解して
その表面に炭化物を形成することが表面科学の文献にお
いて明確に証拠づけられている；例えば、Ｍ．Ｌ．Ｃｏ
ｌａｉａｎｎｉ ｅｔ ａｌ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１９１，ｐｐ．
５６１−５６８（１７ Ａｐｒｉｌ １９９２）を参照
のこと。研究によれば、有機ヒ素ソースは表面の酸化物
と強く相互作用して成長表面に炭素を含む汚染物質を残
すことも示されている；例えば、Ｐ．Ｋａｕｌ ｅｔ
ａｌ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏ
ｗｔｈ，Ｖｏｌ．１２３，ｐｐ．４１１−４２２（１９
９２）を参照のこと。
【０００９】ＭＯＭＢＥ成長チャンバーに単純に固体の
ヒ素ソースを入れることは、有機金属の環境における固
体ソースの共存が安定しないので、最良の解決法ではな
い。したがって、ＭＯＭＢＥを用いてシリコン基板上に
ヒ素の単原子層を形成するための方法が要求されてい
る。
ヒ素ソースを入れることは、有機金属の環境における固
体ソースの共存が安定しないので、最良の解決法ではな
い。したがって、ＭＯＭＢＥを用いてシリコン基板上に
ヒ素の単原子層を形成するための方法が要求されてい
る。
【００１０】同様の考慮は他の有機金属堆積法を用いる
シリコン基板上へのヒ素の堆積にも適用される。このよ
うな他の堆積法の例は、ＭＯＭＢＥで用いられるほど高
くない真空条件下で実施される、ＭＯＣＶＤ（有機金属
化学気相成長）としても知られているＭＯＶＰＥ（有機
金属気相エピタキシー）である。例えば、ＭＯＭＢＥに
ついてベークアウト後のベース圧力は超高真空（１０
-10 から１０-11 Ｔｏｒｒ）である。ＭＯＶＰＥチャン
バーはベークされず、どのように排気されるかに応じ
て、より代表的には１０-4から１０-7Ｔｏｒｒのオーダ
ーのベース圧力をもつ。
シリコン基板上へのヒ素の堆積にも適用される。このよ
うな他の堆積法の例は、ＭＯＭＢＥで用いられるほど高
くない真空条件下で実施される、ＭＯＣＶＤ（有機金属
化学気相成長）としても知られているＭＯＶＰＥ（有機
金属気相エピタキシー）である。例えば、ＭＯＭＢＥに
ついてベークアウト後のベース圧力は超高真空（１０
-10 から１０-11 Ｔｏｒｒ）である。ＭＯＶＰＥチャン
バーはベークされず、どのように排気されるかに応じ
て、より代表的には１０-4から１０-7Ｔｏｒｒのオーダ
ーのベース圧力をもつ。
【００１１】このように、シリコン基板上への良質な二
元または三元ＩＩ−ＶＩ半導体膜のエピタキシャル成長
に対する要求が残ったままである。
元または三元ＩＩ−ＶＩ半導体膜のエピタキシャル成長
に対する要求が残ったままである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、シリコ
ン表面を炭素汚染物質なしにヒ素の単原子層で終端さ
せ、その上への次の高品質ＺｎＳｅの成長を可能にする
有機金属ヒ素ソースが提供される。このような有機金属
ヒ素ソースを用いることは、ＭＢＥにより達成されるよ
りも優れた流量（ｆｌｕｘ）制御が実証されているＭＯ
ＭＢＥ法の最大限の潜在能力が、シリコン基板上へのＨ
ｇＣｄＴｅのヘテロエピタキシーにおいて実現するのを
可能にさせる。さらに、この有機金属ヒ素ソースは、他
の有機金属堆積法、例えばＭＯＶＰＥでも用いることが
できる。
ン表面を炭素汚染物質なしにヒ素の単原子層で終端さ
せ、その上への次の高品質ＺｎＳｅの成長を可能にする
有機金属ヒ素ソースが提供される。このような有機金属
ヒ素ソースを用いることは、ＭＢＥにより達成されるよ
りも優れた流量（ｆｌｕｘ）制御が実証されているＭＯ
ＭＢＥ法の最大限の潜在能力が、シリコン基板上へのＨ
ｇＣｄＴｅのヘテロエピタキシーにおいて実現するのを
可能にさせる。さらに、この有機金属ヒ素ソースは、他
の有機金属堆積法、例えばＭＯＶＰＥでも用いることが
できる。
【００１３】本発明の方法は、有機金属ヒ素ソースとし
て、式Ｒ3-m ＡｓＨm （ここでＲはＣn Ｈ2n+1およびＣ
n Ｈ2n-1（ｎは１から６）からなる群より選択される有
機基であり、ｍは１または２）の化合物を用いる。
て、式Ｒ3-m ＡｓＨm （ここでＲはＣn Ｈ2n+1およびＣ
n Ｈ2n-1（ｎは１から６）からなる群より選択される有
機基であり、ｍは１または２）の化合物を用いる。
【００１４】このヒ素系有機金属化合物は、反応物質
（有機金属化合物）圧力のバックグラウンド圧力に対す
る比率が、好適には少なくとも約１００：１である真空
堆積法において用いられる。
（有機金属化合物）圧力のバックグラウンド圧力に対す
る比率が、好適には少なくとも約１００：１である真空
堆積法において用いられる。
【００１５】本発明の方法は、適切に清浄化され水素で
終端した表面を有するシリコン基板をヒ素系有機金属ソ
ースにさらし、表面の性質を反射高速電子回折（ＲＨＥ
ＥＤ）分析によりモニターすることからなる。具体的に
は、堆積の間にＲＨＥＥＤ強度は初期には増加する。Ｒ
ＨＥＥＤ強度が増加するのが止まる、すなわち飽和する
と、シリコン表面はヒ素でパッシベートされ、このシリ
コンウェーハはその後さらにヒ素で終端した表面上への
ＩＩ−ＶＩ層の成長のために処理することができる。
終端した表面を有するシリコン基板をヒ素系有機金属ソ
ースにさらし、表面の性質を反射高速電子回折（ＲＨＥ
ＥＤ）分析によりモニターすることからなる。具体的に
は、堆積の間にＲＨＥＥＤ強度は初期には増加する。Ｒ
ＨＥＥＤ強度が増加するのが止まる、すなわち飽和する
と、シリコン表面はヒ素でパッシベートされ、このシリ
コンウェーハはその後さらにヒ素で終端した表面上への
ＩＩ−ＶＩ層の成長のために処理することができる。
【００１６】本発明の方法において用いられるヒ素系有
機金属ソースは、表面上での炭素汚染物質なしに、シリ
コン表面上にヒ素の単原子層を与える。
機金属ソースは、表面上での炭素汚染物質なしに、シリ
コン表面上にヒ素の単原子層を与える。
【００１７】本発明は、ＭＯＭＢＥによりＩＩ−ＶＩ材
料からなる高品質の層をシリコン基板上に直に成長でき
る方法を詳述している。この方法は、式Ｒ3-m ＡｓＨm
（ここでＲはＣn Ｈ2n+1およびＣn Ｈ2n-1（ｎは１から
６）からなる群より選択される有機基であり、ｍは１ま
たは２）のヒ素系有機金属化合物を用いることにより達
成された。好ましくは、ｎは少なくとも２である。
料からなる高品質の層をシリコン基板上に直に成長でき
る方法を詳述している。この方法は、式Ｒ3-m ＡｓＨm
（ここでＲはＣn Ｈ2n+1およびＣn Ｈ2n-1（ｎは１から
６）からなる群より選択される有機基であり、ｍは１ま
たは２）のヒ素系有機金属化合物を用いることにより達
成された。好ましくは、ｎは少なくとも２である。
【００１８】本発明の実施に有用な有機金属ヒ素化合物
の例は、Ｃn Ｈ2n+1ＡｓＨ2 、ＣnＨ2n-1ＡｓＨ2 、
（Ｃn Ｈ2n+1）2 ＡｓＨ、および（Ｃn Ｈ2n-1）2 Ａｓ
Ｈを広範に含む。より具体的な例は、ターシャリー−ブ
チルアルシン、イソプロピルアルシン、エチルアルシ
ン、ネオペンチルアルシン、シクロヘキシルアルシン、
アリルアルシン、およびビニルアルシンを含む。
の例は、Ｃn Ｈ2n+1ＡｓＨ2 、ＣnＨ2n-1ＡｓＨ2 、
（Ｃn Ｈ2n+1）2 ＡｓＨ、および（Ｃn Ｈ2n-1）2 Ａｓ
Ｈを広範に含む。より具体的な例は、ターシャリー−ブ
チルアルシン、イソプロピルアルシン、エチルアルシ
ン、ネオペンチルアルシン、シクロヘキシルアルシン、
アリルアルシン、およびビニルアルシンを含む。
【００１９】上記で定義されたようなヒ素系有機金属化
合物は、ＩＩ−ＶＩ成長の開始に先立ってシリコン基板
をヒ素原子の層で終端させるために用いられる。特に、
シリコン表面をパッシベートするためにｔｅｒｔ−ブチ
ルアルシン（ｔ−ＢｕＡｓＨ2 ）を用いることは、界面
での欠陥および次のエピ層の劣化をもたらす表面の炭素
汚染物質なしに、有機金属ソースをシリコン表面をヒ素
で終端させるために用いることができるという始めての
実例である。全てに有機金属的な方法を用いることがで
きるということは、別に有機金属システムに設置された
固体ソースの炭素汚染物質に関連する問題を回避する。
固体ソースの炭素を含む堆積物による汚染は、固体ソー
スの流量および組成の特性を制御不能かつ再現不能な仕
方で変化させることがありうる。
合物は、ＩＩ−ＶＩ成長の開始に先立ってシリコン基板
をヒ素原子の層で終端させるために用いられる。特に、
シリコン表面をパッシベートするためにｔｅｒｔ−ブチ
ルアルシン（ｔ−ＢｕＡｓＨ2 ）を用いることは、界面
での欠陥および次のエピ層の劣化をもたらす表面の炭素
汚染物質なしに、有機金属ソースをシリコン表面をヒ素
で終端させるために用いることができるという始めての
実例である。全てに有機金属的な方法を用いることがで
きるということは、別に有機金属システムに設置された
固体ソースの炭素汚染物質に関連する問題を回避する。
固体ソースの炭素を含む堆積物による汚染は、固体ソー
スの流量および組成の特性を制御不能かつ再現不能な仕
方で変化させることがありうる。
【００２０】本発明者らは、ＭＯＭＢＥによりＩＩ−Ｖ
Ｉ材料をシリコン上に直に成長させることが実証された
どのような他の方法も知らない。一般的に、ＭＯＭＢＥ
成長法は流量過渡現象（ｆｌｕｘ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ
ｓ）なしにかつＭＢＥに固有のるつぼ減損効果（ｃｒｕ
ｃｉｂｌｅ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ）な
しに優れた流量制御を提供する。ＭＯＭＢＥの急速かつ
再現可能な流量制御は、膜質を最適化するにあたって有
益な手段である成長動力学および表面の相図の決定を容
易にする。
Ｉ材料をシリコン上に直に成長させることが実証された
どのような他の方法も知らない。一般的に、ＭＯＭＢＥ
成長法は流量過渡現象（ｆｌｕｘ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ
ｓ）なしにかつＭＢＥに固有のるつぼ減損効果（ｃｒｕ
ｃｉｂｌｅ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ）な
しに優れた流量制御を提供する。ＭＯＭＢＥの急速かつ
再現可能な流量制御は、膜質を最適化するにあたって有
益な手段である成長動力学および表面の相図の決定を容
易にする。
【００２１】本発明者らは、ｔ−ＢｕＡｓＨ2 を用いて
シリコン表面をヒ素で終端させるためにシリコン上での
ＭＯＭＢＥ成長を達成できる方法を開発し、この方法を
用いて結晶質ＺｎＳｅの成長を実証した。ｔ−ＢｕＡｓ
Ｈ2 は２つの水素およびターシャリーブチル基（−Ｃ
（ＣＨ3 ）3 ）に結合したヒ素からなる化合物である。
分解の正確なメカニズムはわかっていないけども、水素
リガンドの存在がターシャリーブチル・ラジカルと水素
との効率的な再結合をもたらし、シリコン表面に解離吸
着しにくい安定な炭化水素を形成すると考えられる。
シリコン表面をヒ素で終端させるためにシリコン上での
ＭＯＭＢＥ成長を達成できる方法を開発し、この方法を
用いて結晶質ＺｎＳｅの成長を実証した。ｔ−ＢｕＡｓ
Ｈ2 は２つの水素およびターシャリーブチル基（−Ｃ
（ＣＨ3 ）3 ）に結合したヒ素からなる化合物である。
分解の正確なメカニズムはわかっていないけども、水素
リガンドの存在がターシャリーブチル・ラジカルと水素
との効率的な再結合をもたらし、シリコン表面に解離吸
着しにくい安定な炭化水素を形成すると考えられる。
【００２２】式Ｃn Ｈ2n+1またはＣn Ｈ2n-1で与えられ
ｎが１から６の範囲である他の炭化水素基Ｒも、シリコ
ン表面での有機金属化合物の分解の間に安定な炭化水素
を形成する限りは、本発明の実施にあたって用いること
ができる。好ましくはｎは２から６の範囲であり、最も
好ましくは立体障害のある基、例えばｔ−ブチル、イソ
プロピル、ネオペンチル、およびシクロヘキシルであ
る。エチル、アリル、およびビニルを含む他の基も、本
発明の実施にあたって有用である。
ｎが１から６の範囲である他の炭化水素基Ｒも、シリコ
ン表面での有機金属化合物の分解の間に安定な炭化水素
を形成する限りは、本発明の実施にあたって用いること
ができる。好ましくはｎは２から６の範囲であり、最も
好ましくは立体障害のある基、例えばｔ−ブチル、イソ
プロピル、ネオペンチル、およびシクロヘキシルであ
る。エチル、アリル、およびビニルを含む他の基も、本
発明の実施にあたって有用である。
【００２３】本発明の方法の一例として、シリコンウェ
ーハは予め清浄化された水素でパッシベートした表面を
備えている。プレクリーニングはよく知られたＲＣＡク
リーニング法を用いてなされ、この方法は最初にシリコ
ンウェーハを脱グリースした後、シリコン表面を過酸化
水素および水酸化アンモニウムの水溶液からなるエッチ
ャントにさらす工程を有する。このプレクリーニング法
は最終的なＩＩ−ＶＩ層のモルホロジーを改善する。
ーハは予め清浄化された水素でパッシベートした表面を
備えている。プレクリーニングはよく知られたＲＣＡク
リーニング法を用いてなされ、この方法は最初にシリコ
ンウェーハを脱グリースした後、シリコン表面を過酸化
水素および水酸化アンモニウムの水溶液からなるエッチ
ャントにさらす工程を有する。このプレクリーニング法
は最終的なＩＩ−ＶＩ層のモルホロジーを改善する。
【００２４】シリコン表面の水素パッシベーションはこ
の分野でよく知られており、希ＨＦ水溶液、例えば４．
５％ＨＦ中に浸すことによりなされる。プレクリーニン
グされ、水素でパッシベートされたシリコンウェーハを
その後成長チャンバー中に入れる。
の分野でよく知られており、希ＨＦ水溶液、例えば４．
５％ＨＦ中に浸すことによりなされる。プレクリーニン
グされ、水素でパッシベートされたシリコンウェーハを
その後成長チャンバー中に入れる。
【００２５】このシリコンウェーハを、シリコン表面上
に吸着されたあらゆる炭化水素を脱着するのに十分な時
間脱ガスする。典型的には、脱ガス工程は約１５０℃の
温度で約１時間行われる。
に吸着されたあらゆる炭化水素を脱着するのに十分な時
間脱ガスする。典型的には、脱ガス工程は約１５０℃の
温度で約１時間行われる。
【００２６】ＭＯＭＢＥ装置中の有機金属ソースのセル
（クラッカーセルとしても知られている）を約１５０℃
の高温まで加熱してもよい。この温度は、水冷されてい
るセル中における水蒸気の凝縮を避けるために十分高い
が、有機金属はシリコン表面で分解されるのが望ましい
ので、セル中の有機金属自体の解離を防ぐために十分低
く選択される。ＭＯＭＢＥ装置の他のセルも約１５０℃
の温度まで加熱する。このことは、セルの表面に水が凝
縮するのを防ぎ、バックグラウンド圧力を低く保つ。１
５０℃という温度は重要ではなく、同じ目的を達する他
の高温を用いてもよいことは理解できるであろう。
（クラッカーセルとしても知られている）を約１５０℃
の高温まで加熱してもよい。この温度は、水冷されてい
るセル中における水蒸気の凝縮を避けるために十分高い
が、有機金属はシリコン表面で分解されるのが望ましい
ので、セル中の有機金属自体の解離を防ぐために十分低
く選択される。ＭＯＭＢＥ装置の他のセルも約１５０℃
の温度まで加熱する。このことは、セルの表面に水が凝
縮するのを防ぎ、バックグラウンド圧力を低く保つ。１
５０℃という温度は重要ではなく、同じ目的を達する他
の高温を用いてもよいことは理解できるであろう。
【００２７】ＭＯＭＢＥ装置のバックグラウンド圧力を
約５×１０-9から１×１０-8Ｔｏｒｒに維持し、クライ
オパネルを液体窒素を用いて冷却する。
約５×１０-9から１×１０-8Ｔｏｒｒに維持し、クライ
オパネルを液体窒素を用いて冷却する。
【００２８】シリコンウェーハをヒ素系有機金属化合物
にさらす。典型的にはヒ素系有機金属化合物の約０．９
Ｔｏｒｒという上流側圧力が用いられるが、これは約
０．１から１０Ｔｏｒｒの範囲でよい。これはガス状化
合物を約０．５ｍｍのオリフィスを通して流すことによ
りなされるが、オリフィスはサイズ的には約０．３から
４ｍｍの範囲でよい。成長チャンバーの圧力は約４×１
０-7Ｔｏｒｒであるが、圧力的には約１０-8から１０-4
Ｔｏｒｒの範囲でよい。有機金属系Ａｓにさらすあたっ
て重要なパラメータは、Ａｓビームの雰囲気バックグラ
ウンドに対する比率である。オリフィスサイズおよび上
流圧力の異なる組み合わせでも同じ比率が得られること
があり、このことは操作圧力に影響を及ぼす。これが与
えられた範囲が広い理由である。
にさらす。典型的にはヒ素系有機金属化合物の約０．９
Ｔｏｒｒという上流側圧力が用いられるが、これは約
０．１から１０Ｔｏｒｒの範囲でよい。これはガス状化
合物を約０．５ｍｍのオリフィスを通して流すことによ
りなされるが、オリフィスはサイズ的には約０．３から
４ｍｍの範囲でよい。成長チャンバーの圧力は約４×１
０-7Ｔｏｒｒであるが、圧力的には約１０-8から１０-4
Ｔｏｒｒの範囲でよい。有機金属系Ａｓにさらすあたっ
て重要なパラメータは、Ａｓビームの雰囲気バックグラ
ウンドに対する比率である。オリフィスサイズおよび上
流圧力の異なる組み合わせでも同じ比率が得られること
があり、このことは操作圧力に影響を及ぼす。これが与
えられた範囲が広い理由である。
【００２９】有機金属系Ａｓビームの圧力のバックグラ
ウンド圧力に対する比率は少なくとも１００：１である
ことが好ましい。より低い比率を用いることもできる
が、本発明での駆動で考慮すべきことは、バックグラウ
ンド材料（例えば炭化水素および水）のそれと比較し
た、相対的なヒ素の付着係数（ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｃｏ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）である。より低い比率を用いるこ
ともできるけれども、少なくとも約１００：１という比
率は、シリコン表面上に堆積したヒ素膜が実質的にヒ素
であることを確実にするためにうまく用いられている。
ウンド圧力に対する比率は少なくとも１００：１である
ことが好ましい。より低い比率を用いることもできる
が、本発明での駆動で考慮すべきことは、バックグラウ
ンド材料（例えば炭化水素および水）のそれと比較し
た、相対的なヒ素の付着係数（ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｃｏ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）である。より低い比率を用いるこ
ともできるけれども、少なくとも約１００：１という比
率は、シリコン表面上に堆積したヒ素膜が実質的にヒ素
であることを確実にするためにうまく用いられている。
【００３０】ソース材料（ヒ素系有機金属化合物）から
の流量が安定になったら、基板温度を少なくとも５００
℃まで上げる。これは、シリコン表面を調製するために
用いた、シリコン表面を水素で終端した状態にする先の
ＨＦ浸漬からの必然的な帰結である。この水素は約５０
０℃までシリコン表面から脱着し始めることはない。こ
の温度では、ｔ−ＢｕＡｓＨ2 も表面で分解する。Ａｓ
の吸着の前には、（１００）Ｓｉ表面はバルク・ターミ
ネーションの代表的な構造すなわちＲＨＥＥＤで決定さ
れる（１×１）を有している。Ｓｉ表面上へのＡｓ吸着
にしたがって、ＲＨＥＥＤパターンは単一の［１１０］
方向における二重周期性（ｄｏｕｂｌｅｐｅｒｉｏｄｉ
ｃｉｔｙ）へと変化する、すなわち表面の（２×１）再
構成（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）が起こる。
の流量が安定になったら、基板温度を少なくとも５００
℃まで上げる。これは、シリコン表面を調製するために
用いた、シリコン表面を水素で終端した状態にする先の
ＨＦ浸漬からの必然的な帰結である。この水素は約５０
０℃までシリコン表面から脱着し始めることはない。こ
の温度では、ｔ−ＢｕＡｓＨ2 も表面で分解する。Ａｓ
の吸着の前には、（１００）Ｓｉ表面はバルク・ターミ
ネーションの代表的な構造すなわちＲＨＥＥＤで決定さ
れる（１×１）を有している。Ｓｉ表面上へのＡｓ吸着
にしたがって、ＲＨＥＥＤパターンは単一の［１１０］
方向における二重周期性（ｄｏｕｂｌｅｐｅｒｉｏｄｉ
ｃｉｔｙ）へと変化する、すなわち表面の（２×１）再
構成（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）が起こる。
【００３１】ヒ素堆積の間に鏡面方向における回折電子
の強度を測定することにより、ＲＨＥＥＤパターンをモ
ニターする。強度がもはや増加しなくなったら、シリコ
ン表面はパッシベートされたとみなされる。パッシベー
ションが完了するのを確実にするための曝露の間に、こ
の測定時間の間隔を約３から６倍まで増加させる。
の強度を測定することにより、ＲＨＥＥＤパターンをモ
ニターする。強度がもはや増加しなくなったら、シリコ
ン表面はパッシベートされたとみなされる。パッシベー
ションが完了するのを確実にするための曝露の間に、こ
の測定時間の間隔を約３から６倍まで増加させる。
【００３２】実質的に一定の強度に達するまでには約５
分間かかる。典型的には、シリコン表面を約１５から３
０分間、すなわち表面をパッシベートするのに要する最
短時間の約３から６倍さらす。表面がパッシベートされ
れば、ヒ素系有機金属ソースを系から閉め出す。その
後、Ａｓでパッシベートされたシリコンウェーハの温度
をＩＩ−ＶＩ層の成長に適した成長温度まで下げる。こ
のようなＩＩ−ＶＩ成長の詳細は通常のものであり、本
発明の一部を構成するものではない。
分間かかる。典型的には、シリコン表面を約１５から３
０分間、すなわち表面をパッシベートするのに要する最
短時間の約３から６倍さらす。表面がパッシベートされ
れば、ヒ素系有機金属ソースを系から閉め出す。その
後、Ａｓでパッシベートされたシリコンウェーハの温度
をＩＩ−ＶＩ層の成長に適した成長温度まで下げる。こ
のようなＩＩ−ＶＩ成長の詳細は通常のものであり、本
発明の一部を構成するものではない。
【００３３】上述したように、本発明の教理はＭＯＶＰ
Ｅを含む他の有機金属堆積法に取り入れることもでき
る。ヒ素はシリコン表面をパッシベートし、次のＩＩ−
ＶＩ成長のための改善された成長層を与える。この利点
は、ヒ素が共有結合性であるシリコンよりイオン性であ
り、そのためシリコンが有するよりもＩＩ−ＶＩ化合物
のそれにより類似したイオン性の性質を有するという事
実によると思われる。
Ｅを含む他の有機金属堆積法に取り入れることもでき
る。ヒ素はシリコン表面をパッシベートし、次のＩＩ−
ＶＩ成長のための改善された成長層を与える。この利点
は、ヒ素が共有結合性であるシリコンよりイオン性であ
り、そのためシリコンが有するよりもＩＩ−ＶＩ化合物
のそれにより類似したイオン性の性質を有するという事
実によると思われる。
【００３４】ＭＯＶＰＥ法も希ＨＦ中への浸漬により得
られる水素でパッシベートされた表面を有するシリコン
ウェーハから始める。同様に、水素でパッシベートされ
た表面をＭＯＶＰＥチャンバー内に入れ、１５０℃の温
度で約１時間脱ガスするが、これは１から１０リットル
毎分（ｌｐｍ）の流速で流れる分子状水素の存在下で行
われる。この脱ガス処理につづいて、この表面をｔ−Ｂ
ｕＡｓＨ2 圧力のバックグラウンドに対する比率をその
装置にとって実際的に可能なかぎり高くさせる流速で流
れているｔ−ＢｕＡｓＨ2 にさらす。この値を調整して
１０から１００Ｔｏｒｒの定常状態のｔ−ＢｕＡｓＨ2
分圧を得ることもできる。ｔ−ＢｕＡｓＨ2 への曝露の
間、シリコンウェーハの温度を少なくとも５００℃まで
上げ、ＭＯＭＢＥにおけると同程度の時間の長さそこに
保持する。この時間の最後で、表面がパッシベートされ
たとみなされ、ＩＩ−ＶＩエピ層の成長のための通常の
処理が実施される。
られる水素でパッシベートされた表面を有するシリコン
ウェーハから始める。同様に、水素でパッシベートされ
た表面をＭＯＶＰＥチャンバー内に入れ、１５０℃の温
度で約１時間脱ガスするが、これは１から１０リットル
毎分（ｌｐｍ）の流速で流れる分子状水素の存在下で行
われる。この脱ガス処理につづいて、この表面をｔ−Ｂ
ｕＡｓＨ2 圧力のバックグラウンドに対する比率をその
装置にとって実際的に可能なかぎり高くさせる流速で流
れているｔ−ＢｕＡｓＨ2 にさらす。この値を調整して
１０から１００Ｔｏｒｒの定常状態のｔ−ＢｕＡｓＨ2
分圧を得ることもできる。ｔ−ＢｕＡｓＨ2 への曝露の
間、シリコンウェーハの温度を少なくとも５００℃まで
上げ、ＭＯＭＢＥにおけると同程度の時間の長さそこに
保持する。この時間の最後で、表面がパッシベートされ
たとみなされ、ＩＩ−ＶＩエピ層の成長のための通常の
処理が実施される。
【００３５】
実施例１ 本実施例ではＭＯＭＢＥ装置内でのヒ素パッシベーショ
ンを説明する。本実施例におけるシリコン基板の配向は
（００１）であったが、本発明の実施にあたっては他の
配向、例えば（１１０）および（１１１）を用いること
もできる。
ンを説明する。本実施例におけるシリコン基板の配向は
（００１）であったが、本発明の実施にあたっては他の
配向、例えば（１１０）および（１１１）を用いること
もできる。
【００３６】Ｂ．Ｓ．Ｍｅｙｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ，
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ
ｌ．５７，ｐｐ．１０３４−１０３６（１９９０）に記
載された方法に従って、約４％のＨＦ水溶液に約１５秒
間浸すことにより、正確に（００１）に配向または（１
００）に配向し、最も近い＜１１１＞面に対して４°ま
たは８°ミスカットした２インチのシリコン基板を調製
した。これらの基板を輻射加熱用に設計された２インチ
のモリブデン・ホルダーに載せ、１５分以内に真空中に
送した。このように処理されたシリコン表面のＸ線光電
子分光（ＸＰＳ）分析によれば、図１に示すように、シ
リコン表面には炭素および酸素による汚染がないことが
示された。
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ
ｌ．５７，ｐｐ．１０３４−１０３６（１９９０）に記
載された方法に従って、約４％のＨＦ水溶液に約１５秒
間浸すことにより、正確に（００１）に配向または（１
００）に配向し、最も近い＜１１１＞面に対して４°ま
たは８°ミスカットした２インチのシリコン基板を調製
した。これらの基板を輻射加熱用に設計された２インチ
のモリブデン・ホルダーに載せ、１５分以内に真空中に
送した。このように処理されたシリコン表面のＸ線光電
子分光（ＸＰＳ）分析によれば、図１に示すように、シ
リコン表面には炭素および酸素による汚染がないことが
示された。
【００３７】次に、基板を、全てのガスソースのセル・
クラッカーを２００℃の表示温度に維持しクライオパネ
ルを冷却（液体Ｎ2 温度）したＭＯＭＢＥチャンバーに
送した。残存する水の吸着を避けるために、使用してい
ないときにはセルを常にこの温度に維持することに注意
することが重要である。移送されたままのシリコン基板
の反射高速電子回折（ＲＨＥＥＤ）パターンは、目にみ
える再構成がなく、（１×１）パターンに縞になった。
シリコン基板の加熱に先立って、ｔ−ＢｕＡｓＨ2 （エ
アー・プロダクツ、電子工業グレード）の流入（１ｓｃ
ｃｍのオーダーにあると見積もられた）を開始した。ｔ
−ＢｕＡｓＨ2 の流入を開始した後、ＲＨＥＥＤの鏡面
強度をモニターしながら、シリコン基板の温度を上げ
た。約４５０℃の基板温度で、鏡面強度が急激に増加し
始めた。次に、シリコン基板を５００℃で１５分間保持
すると、その後ＲＨＥＥＤにより強い（２×１）再構成
をはっきりと観測することができた。この曝露温度では
過剰のＡｓが表面から脱着し、吸着はＡｓ被膜からなる
単原子層に自己制限される。この処理後のシリコン表面
のＸＰＳ分析によれば、図２に示すように、表面上には
ヒ素が存在するが検出可能な炭素はないことが明らかに
なった。
クラッカーを２００℃の表示温度に維持しクライオパネ
ルを冷却（液体Ｎ2 温度）したＭＯＭＢＥチャンバーに
送した。残存する水の吸着を避けるために、使用してい
ないときにはセルを常にこの温度に維持することに注意
することが重要である。移送されたままのシリコン基板
の反射高速電子回折（ＲＨＥＥＤ）パターンは、目にみ
える再構成がなく、（１×１）パターンに縞になった。
シリコン基板の加熱に先立って、ｔ−ＢｕＡｓＨ2 （エ
アー・プロダクツ、電子工業グレード）の流入（１ｓｃ
ｃｍのオーダーにあると見積もられた）を開始した。ｔ
−ＢｕＡｓＨ2 の流入を開始した後、ＲＨＥＥＤの鏡面
強度をモニターしながら、シリコン基板の温度を上げ
た。約４５０℃の基板温度で、鏡面強度が急激に増加し
始めた。次に、シリコン基板を５００℃で１５分間保持
すると、その後ＲＨＥＥＤにより強い（２×１）再構成
をはっきりと観測することができた。この曝露温度では
過剰のＡｓが表面から脱着し、吸着はＡｓ被膜からなる
単原子層に自己制限される。この処理後のシリコン表面
のＸＰＳ分析によれば、図２に示すように、表面上には
ヒ素が存在するが検出可能な炭素はないことが明らかに
なった。
【００３８】基板温度を３８０℃で安定にさせた後、ヒ
素で終端したシリコン基板の表面にＺｎＳｅの成長を開
始した。ＺｎＳｅの成長に用いたソース原料は、ジエチ
ル亜鉛（ＤＥＺｎ）およびジエチルセレン（ＤＥＳｅ）
であり、これらをそれぞれ８００℃および９００℃で熱
的にプレクラックした。シリコン表面のヒ素による終端
が完了しただけで、クラッカー・セルを動作温度まで上
昇させた。上述したように（００１）Ａｓ：Ｓｉ上に成
長した約３μｍのＺｎＳｅ膜、およびヒ素による終端の
ない（００１）Ｓｉ上に成長したＺｎＳｅ膜のＸ線ロッ
キング・カーブ測定を図３に示す。これらの膜は同じ温
度および流量の条件（３８０℃、２．０Ｔｏｒｒ ＤＥ
Ｓｅ、１．２５Ｔｏｒｒ ＤＥＺｎ）を用いて成長させ
たが、ＺｎＳｅ／／Ａｓ：ＳｉとＺｎＳｅ／／Ｓｉに関
する成長時間は、名目上同様の成長速度であるが、それ
ぞれ６時間および１２時間であった。短い成長時間、し
たがって薄いエピ層であるにもかかわらず、ＺｎＳｅ／
／Ａｓ：Ｓｉは、かなり優れた結晶品質を有しており、
ｔ−ＢｕＡｓＨ2 を用いてＳｉ（００１）表面がＡｓで
うまく終端されていることが確認された。
素で終端したシリコン基板の表面にＺｎＳｅの成長を開
始した。ＺｎＳｅの成長に用いたソース原料は、ジエチ
ル亜鉛（ＤＥＺｎ）およびジエチルセレン（ＤＥＳｅ）
であり、これらをそれぞれ８００℃および９００℃で熱
的にプレクラックした。シリコン表面のヒ素による終端
が完了しただけで、クラッカー・セルを動作温度まで上
昇させた。上述したように（００１）Ａｓ：Ｓｉ上に成
長した約３μｍのＺｎＳｅ膜、およびヒ素による終端の
ない（００１）Ｓｉ上に成長したＺｎＳｅ膜のＸ線ロッ
キング・カーブ測定を図３に示す。これらの膜は同じ温
度および流量の条件（３８０℃、２．０Ｔｏｒｒ ＤＥ
Ｓｅ、１．２５Ｔｏｒｒ ＤＥＺｎ）を用いて成長させ
たが、ＺｎＳｅ／／Ａｓ：ＳｉとＺｎＳｅ／／Ｓｉに関
する成長時間は、名目上同様の成長速度であるが、それ
ぞれ６時間および１２時間であった。短い成長時間、し
たがって薄いエピ層であるにもかかわらず、ＺｎＳｅ／
／Ａｓ：Ｓｉは、かなり優れた結晶品質を有しており、
ｔ−ＢｕＡｓＨ2 を用いてＳｉ（００１）表面がＡｓで
うまく終端されていることが確認された。
【００３９】実施例２ 本実施例においてはＭＯＶＰＥ装置内におけるヒ素パッ
シベーションを説明する。
シベーションを説明する。
【００４０】Ｂ．Ｓ．Ｍｅｙｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ，
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ
ｌ．５７，ｐｐ．１０３４−１０３６（１９９０）に記
載された方法に従って、約４％のＨＦ水溶液に約１５秒
間浸すことにより、（００１）に配向したシリコン基板
を調製する。この基板を伝導加熱用に設計されたモリブ
デン・ホルダーに載せ、１５分以内に真空中に移す。
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ
ｌ．５７，ｐｐ．１０３４−１０３６（１９９０）に記
載された方法に従って、約４％のＨＦ水溶液に約１５秒
間浸すことにより、（００１）に配向したシリコン基板
を調製する。この基板を伝導加熱用に設計されたモリブ
デン・ホルダーに載せ、１５分以内に真空中に移す。
【００４１】次に、この基板をＭＯＶＰＥチャンバーに
移す。水素でパッシベートされた表面を、１から１０ｌ
ｐｍの範囲の流速で流れている分子状水素の存在中にお
いて１５０℃の温度で約１時間脱ガスする。この脱ガス
工程につづいて、この表面をｔ−ＢｕＡｓＨ2 圧力のバ
ックグラウンドに対する比率をその装置にとって実際的
に可能なかぎり高くさせる流速で流れているｔ−ＢｕＡ
ｓＨ2 にさらす。この値を調整して１０から１００Ｔｏ
ｒｒの定常状態のｔ−ＢｕＡｓＨ2 分圧を得ることもで
きる。ｔ−ＢｕＡｓＨ2 への曝露の間、シリコンウェー
ハの温度を少なくとも５００℃まで上げ、ＭＯＭＢＥに
おけると同程度の時間の長さそこに保持する。この時間
の最後で、表面がパッシベートされたとみなされ、ＩＩ
−ＶＩエピ層の成長のための通常の処理が開始される。
移す。水素でパッシベートされた表面を、１から１０ｌ
ｐｍの範囲の流速で流れている分子状水素の存在中にお
いて１５０℃の温度で約１時間脱ガスする。この脱ガス
工程につづいて、この表面をｔ−ＢｕＡｓＨ2 圧力のバ
ックグラウンドに対する比率をその装置にとって実際的
に可能なかぎり高くさせる流速で流れているｔ−ＢｕＡ
ｓＨ2 にさらす。この値を調整して１０から１００Ｔｏ
ｒｒの定常状態のｔ−ＢｕＡｓＨ2 分圧を得ることもで
きる。ｔ−ＢｕＡｓＨ2 への曝露の間、シリコンウェー
ハの温度を少なくとも５００℃まで上げ、ＭＯＭＢＥに
おけると同程度の時間の長さそこに保持する。この時間
の最後で、表面がパッシベートされたとみなされ、ＩＩ
−ＶＩエピ層の成長のための通常の処理が開始される。
【００４２】このように、次のＩＩ−ＶＩ層の成長のた
めのヒ素によるシリコン表面のパッシベートを開示し
た。添付のクレームによって定義したように、自明な性
質を持つ種々の変更や修正をなすことができ、このよう
な全ての変更や修正は本発明の範囲に入るとみなされる
ことは、この分野における当業者にとって容易にわかる
であろう。
めのヒ素によるシリコン表面のパッシベートを開示し
た。添付のクレームによって定義したように、自明な性
質を持つ種々の変更や修正をなすことができ、このよう
な全ての変更や修正は本発明の範囲に入るとみなされる
ことは、この分野における当業者にとって容易にわかる
であろう。
【図１】強度（任意単位）および結合エネルギー（ｅ
Ｖ）を軸とする、ｔ−ブチルアルシンへの曝露に先立っ
て４．５％ＨＦへの浸漬によって調製されたシリコン基
板のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）スペクトル（Ａｌ Ｋα
励起、固定阻止比率Ｆｉｘｅｄ Ｒｅｔａｒｄ Ｒａｔ
ｉｏ（ＦＲＲ）５アナライザー・モード、１５ＫＶ、２
０ｍａ）。
Ｖ）を軸とする、ｔ−ブチルアルシンへの曝露に先立っ
て４．５％ＨＦへの浸漬によって調製されたシリコン基
板のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）スペクトル（Ａｌ Ｋα
励起、固定阻止比率Ｆｉｘｅｄ Ｒｅｔａｒｄ Ｒａｔ
ｉｏ（ＦＲＲ）５アナライザー・モード、１５ＫＶ、２
０ｍａ）。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、強度（任意単位）およ
び結合エネルギー（ｅＶ）を軸とする、基板の温度勾配
の間にシリコン基板をｔ−ブチルアルシンへ曝露した
後、２５ｅＶのパス・エネルギーの固定アナライザー透
過Ｆｉｘｅｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ（ＦＡＴ）モードで観測された、Ａｓ ３ｄ電子
（ａ）およびＣ １ｓ電子（ｂ）の領域のＡｌ Ｋα励
起（１５ＫＶ、２０ｍａ）に関する高解像度ＸＰＳスペ
クトル。
び結合エネルギー（ｅＶ）を軸とする、基板の温度勾配
の間にシリコン基板をｔ−ブチルアルシンへ曝露した
後、２５ｅＶのパス・エネルギーの固定アナライザー透
過Ｆｉｘｅｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ（ＦＡＴ）モードで観測された、Ａｓ ３ｄ電子
（ａ）およびＣ １ｓ電子（ｂ）の領域のＡｌ Ｋα励
起（１５ＫＶ、２０ｍａ）に関する高解像度ＸＰＳスペ
クトル。
【図３】強度（任意単位）およびシータ角（度）を軸と
する、ｔ−ブチルアルシンからのヒ素パッシベーション
を行ったまたは行わないシリコン上に成長させた（００
１）ＺｎＳｅ膜に対する２結晶Ｘ線ロッキング・カーブ
のプロット。
する、ｔ−ブチルアルシンからのヒ素パッシベーション
を行ったまたは行わないシリコン上に成長させた（００
１）ＺｎＳｅ膜に対する２結晶Ｘ線ロッキング・カーブ
のプロット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/363 8719−4Ｍ (72)発明者 ダモダラン・ラジャベル アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90025、ロサンゼルス、アパートメント 401、アムハースト・アベニュー 1545 (72)発明者 ジョン・イー・ジェンセン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91320、ニューベリー・パーク、ペッブ ル・プレース 3609
Claims (10)
- 【請求項１】（ａ）シリコン基板を、有機金属化合物か
ら膜を成長させるのに適した、化合物の圧力のバックグ
ラウンド圧力に対する比率が少なくとも１００：１であ
る真空成長チャンバー内に入れる工程と、 （ｂ）前記シリコン基板を、式Ｒ3-m ＡｓＨm （ここで
ＲはＣn Ｈ2n+1およびＣn Ｈ2n-1（ｎは１から６）から
なる群より選択される有機基であり、ｍは１または２）
を有するヒ素系有機金属化合物からの蒸気に、前記表面
のパッシベーションを確実にさせる時間だけさらす工程
とを具備した、シリコン基板の表面をヒ素膜でパッシベ
ートする方法。 - 【請求項２】 ｎが２から６の範囲である請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 前記有機金属化合物が、ｔｅｒｔ−ブチ
ルアルシン、イソプロピルアルシン、エチルアルシン、
ネオペンチルアルシン、シクロヘキシルアルシン、アリ
ルアルシン、およびビニルアルシンからなる群より選択
される請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記真空成長チャンバーが、有機金属分
子線エピタキシー装置の一部である請求項１記載の方
法。 - 【請求項５】 前記シリコン基板を少なくとも５００℃
の温度まで加熱する請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記シリコン表面のパッシベーションを
確実にする前記時間が約１５から３０分である請求項５
記載の方法。 - 【請求項７】 前記シリコン表面を、前記ヒ素膜の成長
の間、反射高速電子回折により分析し、前記反射高速電
子回折は測定可能な強度の信号を発生する請求項４記載
の方法。 - 【請求項８】 前記強度を実質的に一定になるまでモニ
ターし、その点で前記ヒ素膜の成長を終了する請求項７
記載の方法。 - 【請求項９】 前記真空成長チャンバーが、有機金属気
相エピタキシー堆積装置の一部である請求項１記載の方
法。 - 【請求項１０】（ａ）請求項１の方法に従って表面をパ
ッシベートする工程と、 （ｂ）前記ヒ素でパッシベートされた表面上にＩＩ−Ｖ
Ｉ半導体膜を成長させる工程とを具備した、シリコン基
板の表面上にＩＩ−ＶＩ半導体化合物の層を成長させる
方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US98017 | 1993-07-26 | ||
| US098017 | 1993-07-26 | ||
| US08/098,017 US5382542A (en) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Method of growth of II-VI materials on silicon using As passivation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07165500A true JPH07165500A (ja) | 1995-06-27 |
| JP2647345B2 JP2647345B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=22266299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5382542A (ja) |
| EP (1) | EP0637059A2 (ja) |
| JP (1) | JP2647345B2 (ja) |
| CA (1) | CA2128590C (ja) |
| IL (1) | IL110442A0 (ja) |
| NO (1) | NO942768L (ja) |
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| DE19938631A1 (de) * | 1999-08-14 | 2001-02-22 | Hatto Schick | Verfahren zur Herstellung dünner einkristalliner Schichten |
| JP4131498B2 (ja) * | 2003-11-27 | 2008-08-13 | 財団法人名古屋産業科学研究所 | 半導体放射線検出器 |
| DE112012004882B4 (de) * | 2011-11-23 | 2022-12-29 | Acorn Technologies, Inc. | Verbesserung von Metallkontakten zu Gruppe-IV-Halbleitern durch Einfügung grenzflächiger atomischer Monoschichten |
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| US4886683A (en) * | 1986-06-20 | 1989-12-12 | Raytheon Company | Low temperature metalorganic chemical vapor depostion growth of group II-VI semiconductor materials |
| US4804638A (en) * | 1986-12-18 | 1989-02-14 | Raytheon Company | Metalorganic chemical vapor deposition growth of Group II-IV semiconductor materials having improved compositional uniformity |
| US4933207A (en) * | 1988-01-22 | 1990-06-12 | Hughes Aircraft Company | Laser and thermal assisted chemical vapor deposition of mercury containing compounds |
| US4904616A (en) * | 1988-07-25 | 1990-02-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of depositing arsine, antimony and phosphine substitutes |
| JPH071755B2 (ja) * | 1988-09-29 | 1995-01-11 | 三菱電機株式会社 | エピタキシャル成長方法 |
| US5094974A (en) * | 1990-02-28 | 1992-03-10 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Growth of III-V films by control of MBE growth front stoichiometry |
| US5202283A (en) * | 1991-02-19 | 1993-04-13 | Rockwell International Corporation | Technique for doping MOCVD grown crystalline materials using free radical transport of the dopant species |
| JP2987379B2 (ja) * | 1991-11-30 | 1999-12-06 | 科学技術振興事業団 | 半導体結晶のエピタキシャル成長方法 |
-
1993
- 1993-07-26 US US08/098,017 patent/US5382542A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-21 CA CA002128590A patent/CA2128590C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-25 JP JP6172926A patent/JP2647345B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-25 IL IL11044294A patent/IL110442A0/xx unknown
- 1994-07-25 NO NO942768A patent/NO942768L/no unknown
- 1994-07-26 EP EP94111595A patent/EP0637059A2/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO942768D0 (no) | 1994-07-25 |
| IL110442A0 (en) | 1994-10-21 |
| EP0637059A3 (ja) | 1995-03-08 |
| NO942768L (no) | 1995-01-27 |
| JP2647345B2 (ja) | 1997-08-27 |
| EP0637059A2 (en) | 1995-02-01 |
| CA2128590C (en) | 1998-08-25 |
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| CA2128590A1 (en) | 1995-01-27 |
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