JPH071755B2 - エピタキシャル成長方法 - Google Patents
エピタキシャル成長方法Info
- Publication number
- JPH071755B2 JPH071755B2 JP24578088A JP24578088A JPH071755B2 JP H071755 B2 JPH071755 B2 JP H071755B2 JP 24578088 A JP24578088 A JP 24578088A JP 24578088 A JP24578088 A JP 24578088A JP H071755 B2 JPH071755 B2 JP H071755B2
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- Japan
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- substrate
- gaas
- heat treatment
- growth method
- epitaxial growth
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はエピタキシャル成長方法に関し、特に異種基
板上への成長において、成長前に基板の高温熱処理を必
要とする成長方法に関する。
板上への成長において、成長前に基板の高温熱処理を必
要とする成長方法に関する。
〔従来の技術〕 第２図は従来の異種基板上へのエピタキシャル成長方法
を説明するための図であり、特にSi基板上にGaAsをMOCV
D法により成長させる場合の、その成長過程の状態を示
す。図において、１は石英反応管、６はサセプタホルダ
ー、７は前の成長によって生じたGaAs多結晶、５はサセ
プタホルダー６の上に置かれたカーボン製のサセプタ、
３はSi基板、８はカーボンサセプタ５を加熱するための
RFコイルである。
を説明するための図であり、特にSi基板上にGaAsをMOCV
D法により成長させる場合の、その成長過程の状態を示
す。図において、１は石英反応管、６はサセプタホルダ
ー、７は前の成長によって生じたGaAs多結晶、５はサセ
プタホルダー６の上に置かれたカーボン製のサセプタ、
３はSi基板、８はカーボンサセプタ５を加熱するための
RFコイルである。
従来のエピタキシャル成長方法では、前処理済のSi基板
５にはすでに自然酸化膜が付着しており、これを除去す
る為には通常H2中、約1000℃の温度でSi基板３をベーク
する。この時、それ以前のGaAs成長で石英反応管１内に
付着してしまったGaAs多結晶７の再蒸発を防ぐために、
石英反応管１内には高濃度のAsH3ガスを流している。し
かしながら、やはりGaAsはある程度蒸発し、そのうちの
GaがSiと反応し、このため結晶表面は一部劣化してしま
う。次にこのSi基板３を冷却し、通常の２ステップ成長
（低温成長の後に高温成長を行う）を用いてGaAsの成長
を行う。この際にも、通常成長のみではSiとGaAsの格子
定数が約４％も違うことと、SiとGaAsの熱膨脹係数差と
によって多くの転位が生じ、結晶の質は悪い。従ってこ
の転位をアニールするために、さらに結晶をAsH3中、約
900℃の温度で熱処理する。
５にはすでに自然酸化膜が付着しており、これを除去す
る為には通常H2中、約1000℃の温度でSi基板３をベーク
する。この時、それ以前のGaAs成長で石英反応管１内に
付着してしまったGaAs多結晶７の再蒸発を防ぐために、
石英反応管１内には高濃度のAsH3ガスを流している。し
かしながら、やはりGaAsはある程度蒸発し、そのうちの
GaがSiと反応し、このため結晶表面は一部劣化してしま
う。次にこのSi基板３を冷却し、通常の２ステップ成長
（低温成長の後に高温成長を行う）を用いてGaAsの成長
を行う。この際にも、通常成長のみではSiとGaAsの格子
定数が約４％も違うことと、SiとGaAsの熱膨脹係数差と
によって多くの転位が生じ、結晶の質は悪い。従ってこ
の転位をアニールするために、さらに結晶をAsH3中、約
900℃の温度で熱処理する。
従来のMOCVD装置を用いた異種基板上へのエピタキシャ
ル成長方法は以上のように構成され、前の成長時に石英
反応管内に付着したGaAs結晶によって、Si表面が劣化し
易いという問題があった。またエピ成長用のMOCVD装置
内で1000℃〜900℃でベークを行おうとしても、この場
合にはMOCVD装置自身の大型化が難しく、量産には向か
ないなどの問題があった。
ル成長方法は以上のように構成され、前の成長時に石英
反応管内に付着したGaAs結晶によって、Si表面が劣化し
易いという問題があった。またエピ成長用のMOCVD装置
内で1000℃〜900℃でベークを行おうとしても、この場
合にはMOCVD装置自身の大型化が難しく、量産には向か
ないなどの問題があった。
この発明は上記のような問題を解消する為になされたも
ので、大量のSi基板上に同時に高品質GaAsを再現性良く
成長できるエピタキシャル成長方法を得ることを目的と
する。
ので、大量のSi基板上に同時に高品質GaAsを再現性良く
成長できるエピタキシャル成長方法を得ることを目的と
する。
この発明に係るエピタキシャル成長方法は、熱処理炉内
で基板を高温熱処理した後に該基板にパッシベーション
を施し、その後該基板を結晶成長装置内へ移動させて結
晶成長を行うようにしたものである。
で基板を高温熱処理した後に該基板にパッシベーション
を施し、その後該基板を結晶成長装置内へ移動させて結
晶成長を行うようにしたものである。
この発明におけるエピタキシャル成長方法は、熱処理炉
内で高温熱処理した基板にさらにパッシベーションを施
し、該基板を結晶成長装置に移動して結晶成長を行うよ
うにしたので、GaAs結晶によってSi表面が劣化する等の
問題を生ずることなく、既存の装置を用いて大量の結晶
成長を行うことができる。
内で高温熱処理した基板にさらにパッシベーションを施
し、該基板を結晶成長装置に移動して結晶成長を行うよ
うにしたので、GaAs結晶によってSi表面が劣化する等の
問題を生ずることなく、既存の装置を用いて大量の結晶
成長を行うことができる。
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例によるエピタキシャル成長
方法を説明するための工程図である。図において、１は
石英反応管、２は基板ホルダー、３はSi基板、４は抵抗
加熱炉、５はカーボンサセプタ、３′はカーボンサセプ
タ５の上にのせられた高温熱処理済のSi基板、３″はGa
Asを成長させたSi基板、10は熱処理炉、11は量産型MOCV
D装置である。
方法を説明するための工程図である。図において、１は
石英反応管、２は基板ホルダー、３はSi基板、４は抵抗
加熱炉、５はカーボンサセプタ、３′はカーボンサセプ
タ５の上にのせられた高温熱処理済のSi基板、３″はGa
Asを成長させたSi基板、10は熱処理炉、11は量産型MOCV
D装置である。
次に本実施例によるエピタキシャル成長方法について説
明する。
明する。
まずSi基板３をH2中、約1000℃の温度でベークする。こ
こで用いる熱処理炉10は通常のアニール炉あるいはSi用
エピ炉と同様の単純な構造でよく、５〜６φcmのSi基板
を一度に数10枚処理することが可能である。高温処理後
AsH3を流し、Si表面をAsでコート（パッシベーション）
する。このようにAsをコートしておくと、基板を炉外に
出してもSi表面に自然酸化膜が発生することはなく、清
浄表面を保つことができる（第１図（ａ））。
こで用いる熱処理炉10は通常のアニール炉あるいはSi用
エピ炉と同様の単純な構造でよく、５〜６φcmのSi基板
を一度に数10枚処理することが可能である。高温処理後
AsH3を流し、Si表面をAsでコート（パッシベーション）
する。このようにAsをコートしておくと、基板を炉外に
出してもSi表面に自然酸化膜が発生することはなく、清
浄表面を保つことができる（第１図（ａ））。
次に高温熱処理済のSi基板３′を通常の量産型MOCVD装
置11内へ移動させ、通常のMOCVDプロセスで基板３′上
にGaAsを成長させる（第１図（ｂ））。
置11内へ移動させ、通常のMOCVDプロセスで基板３′上
にGaAsを成長させる（第１図（ｂ））。
GaAsを成長させたSi基板３″を再び第１図（ａ）の熱処
理炉10に戻し、AsH3中、900℃の温度でこれをアニール
することにより、Si基板３″上に高品質なGaAs結晶を得
ることができる（第１図（ｃ））。
理炉10に戻し、AsH3中、900℃の温度でこれをアニール
することにより、Si基板３″上に高品質なGaAs結晶を得
ることができる（第１図（ｃ））。
このように本実施例では、熱処理炉10内で高温熱処理し
たSi基板３にさらにパッシベーションを施すようにした
ので、基板を自由に炉外へ取り出し、結晶成長を他の装
置で行うことができる。また熱処理過程と結晶成長過程
を分離して、結晶成長過程は量産型のMOCVD装置11内で
行うようにしたので、大量のSi基板上に高品質のGaAsを
再現性よく成長させることができる。
たSi基板３にさらにパッシベーションを施すようにした
ので、基板を自由に炉外へ取り出し、結晶成長を他の装
置で行うことができる。また熱処理過程と結晶成長過程
を分離して、結晶成長過程は量産型のMOCVD装置11内で
行うようにしたので、大量のSi基板上に高品質のGaAsを
再現性よく成長させることができる。
なお上記実施例では、Si基板上にGaAsを成長させる場合
について説明したが、異種基板上へのエピタキシャル成
長方法であって基板の高温熱処理が必要なものであれ
ば、他の材料を用いた成長方法にも本発明を適用でき、
上記と同様の効果が得られる。
について説明したが、異種基板上へのエピタキシャル成
長方法であって基板の高温熱処理が必要なものであれ
ば、他の材料を用いた成長方法にも本発明を適用でき、
上記と同様の効果が得られる。
以上のようにこの発明によれば、熱処理炉内で基板を高
温熱処理したのちこれにパッシベーションを施し、これ
を結晶成長装置に移動させて結晶成長を行うようにした
ので、既存の装置を特種な改造なしで利用して、同時に
大量のエピ基板の成長を可能にできる効果がある。
温熱処理したのちこれにパッシベーションを施し、これ
を結晶成長装置に移動させて結晶成長を行うようにした
ので、既存の装置を特種な改造なしで利用して、同時に
大量のエピ基板の成長を可能にできる効果がある。
第１図は本発明の一実施例によるエピタキシャル成長方
法を説明するための工程図、第２図は従来のエピタキシ
ャル成長方法を説明するための図である。 図において、１は石英反応管、２は基板ホルダー、3,
3′,3″はSi基板、４は抵抗加熱炉、５はカーボンサセ
プタ、６はサセプタホルダー、７はGaAs多結晶、８はRF
コイル、10は熱処理炉、11は量産型MOCVD装置である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
法を説明するための工程図、第２図は従来のエピタキシ
ャル成長方法を説明するための図である。 図において、１は石英反応管、２は基板ホルダー、3,
3′,3″はSi基板、４は抵抗加熱炉、５はカーボンサセ
プタ、６はサセプタホルダー、７はGaAs多結晶、８はRF
コイル、10は熱処理炉、11は量産型MOCVD装置である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】Si基板上へのGaAsのエピタキシャル成長方
法において、 Si基板を熱処理炉内で高温熱処理し、さらに砒素でパッ
シベーションする工程と、 砒素でパッシベーションを施したSi基板を結晶成長装置
内に挿入し、該Si基板上にGaAsエピタキシャル結晶を成
長させる工程とを備えたことを特徴とするエピタキシャ
ル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24578088A JPH071755B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24578088A JPH071755B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294431A JPH0294431A (ja) | 1990-04-05 |
| JPH071755B2 true JPH071755B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17138712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24578088A Expired - Lifetime JPH071755B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071755B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05291153A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US5308444A (en) * | 1993-05-28 | 1994-05-03 | At&T Bell Laboratories | Method of making semiconductor heterostructures of gallium arsenide on germanium |
| JP2576766B2 (ja) * | 1993-07-08 | 1997-01-29 | 日本電気株式会社 | 半導体基板の製造方法 |
| US5382542A (en) * | 1993-07-26 | 1995-01-17 | Hughes Aircraft Company | Method of growth of II-VI materials on silicon using As passivation |
| US6419742B1 (en) * | 1994-11-15 | 2002-07-16 | Texas Instruments Incorporated | method of forming lattice matched layer over a surface of a silicon substrate |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP24578088A patent/JPH071755B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0294431A (ja) | 1990-04-05 |
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