JPH07193007A - 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
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- JPH07193007A JPH07193007A JP5331199A JP33119993A JPH07193007A JP H07193007 A JPH07193007 A JP H07193007A JP 5331199 A JP5331199 A JP 5331199A JP 33119993 A JP33119993 A JP 33119993A JP H07193007 A JPH07193007 A JP H07193007A
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Abstract
出来映えおよびその下地である基板により製品特性が大
きく影響される。従来、基板表面の面方位は<1 0
0>ジャストであるが<1 0 0>ジャストではエピ
タキシャル外観が悪化しやすく特性に問題を生じてい
た。 【構成】 この発明は、基板表面の面方位を<1 0
0>方向から0.03〜0.08°傾かせた基板を用い
たハライド気相成長法によるエピタキシャル成長法であ
る。 【効果】 <1 0 0>ジャスト面では成長層の外観
が悪化しやすいが、<1 0 0>から傾いた面では原
子層の端部が、表面に階段上に現れて、そこをシードと
してエピタキシャル層が成長し、欠陥の成長を低減する
ことができる。
Description
法の一種のハイドライド気相成長法に関する。
によるエピタキシャル成長方法は、基板表面の面方位が
<1 0 0>ジャストのものを使用し、気相成長を行
っていた。ところで、基板表面を<1 0 0>方向か
ら0.1〜0.5°傾けて基板温度を600〜700℃
で有機金属気相成長法により、エピタキシャル成長を行
う方法が提案されている(特開平2−239188号公
報)。
のハイドライド気相成長法による方法では、<1 00
>ジャスト面の基板を用いると基板表面の原子層端部の
密度が小さいため、基板自体の欠陥の影響を受けやくな
り、成長層の表面は図2dに示すようなヒルロックが発
生しやすいという欠点があった。
の成長層の表面の状態を示す顕微鏡写真である(50
倍)。
上傾けた基板を用いると基板表面の原子層端部のステッ
プ高さが大きくなりすぎて、成長層の表面は図2b,c
に示すような波状の外観荒れが発生する(図は、それぞ
れ面方位の傾きが0.09°,0.16°の場合のエピ
タキシャル成長層の表面状態を示す顕微鏡写真(50
倍)である。)。
る場合とは状況が異なると考えられる。
成長方法は、上記の問題点を解決するために基板表面の
面方位を<1 0 0>方向から0.03〜0.08°
傾くように鏡面加工した基板を使用して700〜800
℃に加熱してハイドライド気相成長法によりエピタキシ
ャル成長を行う構成となっている。
子層の端部が表面にステップ状に現れ、そこをシードと
してエピタキシャル層が成長を開始し、ステップフロー
成長がしやすくなる。
較し、原子層の端部密度が増して、ステップ高さが大き
くなりすぎたことによるエピタキシャル成長時に発生す
る波状の外観荒れも発生しない。
エピタキシャル層が成長する。
気相成長法によりInP層をエピタキシャル成長させる
場合を例にとって説明する。
面の面方位が<1 0 0>より,<O −1 O>方
向に0〜0.2°の適当な角度に傾くように鏡面加工
し、それぞれのInP基板の面方位を正確に測定したも
のを数10枚用意した。
より約2μmの層厚のInP層を成長させた。本実験で
はIII 族原料としてインジウムメタル、V族原料にはホ
スフィンを用い基板温度720℃、3.5μm/hの成
長速度で常圧成長を行った。
表面を微分干渉顕微鏡で観察した結果を図1〜3を用い
て説明する。
のモデル図(断面図)である。aは基板表面の傾が0.
03〜0.08°、bは0.09以上、cは0〜0.0
2°である。図において1は基板、2は成長層である。
図2はおなじくこの実験の成長層表面の微分干渉顕微鏡
写真である。aは基板表面の傾が0.06°、bは0.
09°、cは0.16°、dは0.02°である。
近では成長層表面は鏡面で表面欠陥は認められない。こ
れは図1aのモデルから基板表面の面方位を傾けること
により結晶格子を構成する原子層の端部が表面に階段状
に現れ、そこをシードとしてステップフロー成長がしや
すくなり、基板全体にわたって均一かつ緻密にエピタキ
シャル層(成長層)が成長するためである。
8°より大きくなるとヒルロックとはモードの異なる新
たな波状の外観荒れが発生し、傾きが大きくなると荒れ
がひどくなっている。これは図1bのモデルから基板表
面の傾き増により原子層端部のステップ高さの増大によ
るものである。
とジャスト面に近いため、ヒルロックが発生している。
図1cのモデルよりヒルロックの発生は基板自体の欠陥
によるものである。
ることにより、成長層の表面欠陥の発生を防止できる利
点がある。
密度と基板表面の面方位の傾きの関係のグラフから、表
面欠陥密度を500コ/cm2 以下になる0.03°以
上で波状の外観異常の発生しない0.08°以下とし
た。傾かせる方向はステップフロー成長しやすい<0
−1 −1>方向、<0 −1 0>方向、<0 −1
1>方向の3方向が適当である。この実施例では基板温
度720℃で成長しているが、基板温度は700〜80
0℃の範囲とする。700℃未満で成長速度が低く実用
的でない。また、800℃を越えるとキャリア濃度が低
いものが作れないからである。
を成長する場合を例に説明したが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、InP基板に他の化合物半導体、例
えばGaAsを成長する場合にも有効であるし、基板が
他の半導体、例えばGaAsである場合も適用できる。
P等混晶系もよく、広くIII −V化合物半導体に対して
有効である。
子用のように表面の荒れを嫌うエピタキシャル成長の基
板の表面をその面方位が<1 0 0>方向から0.0
3〜0.08°傾くように鏡面加工したことにより、結
晶格子を構成する原子層の端部が表面にステップ状に現
れたそこをシードとしてステップフロー成長がしやすく
なり、基板全体にわたって均一かつ緻密にエピタキシャ
ル層が成長し、成長に伴う欠陥が生じにくくなる。
いた製品の表面の面方位角度を0.03〜0.08°に
限定することにより、エピタキシャル層の表面の欠陥の
発生を防止できるという効果がある。
°の基板表面と成長層表面の縦断面のモデル図である。
bは、基板表面の傾きが0.09以上の基板表面と成長
層表面の縦断面のモデル図である。cは、基板表面の傾
きが0〜0.02°の基板表面と成長層表面の縦断面の
モデル図である。
の場合のエピタキシャル成長層の表面状態を示す顕微鏡
写真(倍率50倍)である。bは、基板表面の面方位の
傾きが0.09°の場合のエピタキシャル成長層の表面
状態を示す顕微鏡写真(倍率50倍)である。cは、基
板表面の面方位の傾きが0.16°の場合のエピタキシ
ャル成長層の表面状態を示す顕微鏡写真(倍率50倍)
である。dは、基板表面の面方位の傾きが0.02°の
場合のエピタキシャル成長層の表面状態を示す顕微鏡写
真(倍率50倍)である。
成長層の表面の欠陥密度との関係を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】基板表面の面方位を<1 0 0>方向か
ら0.03〜0.08°傾くように鏡面加工した化合物
半導体単結晶基板を用い、ハイドライド気相成長法によ
り基板温度が700〜800℃の条件でエピタキシャル
層を成長させるようにしたことを特徴とするエピタキシ
ャル成長方法。 - 【請求項2】III −V化合物半導体基板にハライド気相
成長法によりIII −V化合物半導体を基板温度が700
〜800℃の条件で行うエピタキシャル成長方法におい
て、前記基板の表面方位を、<1 0 0>から0.0
3〜0.08°傾けた基板を使用することを特徴とする
エピタキシャル成長方法。 - 【請求項3】前記基板の表面方位の傾きの方向が<O
−1 −1>方向、<O −1 1>方向または<O
−1 0>の方向である請求項1又は2のエピタキシャ
ル成長方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5331199A JP2743348B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5331199A JP2743348B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07193007A true JPH07193007A (ja) | 1995-07-28 |
JP2743348B2 JP2743348B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=18241005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5331199A Expired - Lifetime JP2743348B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2743348B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331199A patent/JP2743348B2/ja not_active Expired - Lifetime
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TWI402896B (zh) * | 2006-02-02 | 2013-07-21 | Nippon Mining Co | Substrate semiconductor growth substrate and epitaxial growth method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2743348B2 (ja) | 1998-04-22 |
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