JPH07240373A - ３−５族化合物半導体の気相成長方法 - Google Patents
３−５族化合物半導体の気相成長方法Info
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- JPH07240373A JPH07240373A JP3006594A JP3006594A JPH07240373A JP H07240373 A JPH07240373 A JP H07240373A JP 3006594 A JP3006594 A JP 3006594A JP 3006594 A JP3006594 A JP 3006594A JP H07240373 A JPH07240373 A JP H07240373A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｉｎを効率的に取り込むのに適した低温の成長
においても、炭素不純物の少ない、３族元素として少な
くともＧａとＩｎ、５族元素として少なくともＮを含有
する高品質の３−５族化合物半導体のエピタキシャル気
相成長方法を提供することにある。 【構成】３族元素として少なくともＧａとＩｎ、５族元
素として少なくともＮを含有する３−５族化合物半導体
のエピタキシャル気相成長方法において、Ｇａの原料と
して少なくともトリエチルガリウムを用い、Ｉｎの原料
として少なくともトリアルキルインジウムを用い、Ｎの
原料として少なくともヒドラジンを用いることを特徴と
する３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方
法。
においても、炭素不純物の少ない、３族元素として少な
くともＧａとＩｎ、５族元素として少なくともＮを含有
する高品質の３−５族化合物半導体のエピタキシャル気
相成長方法を提供することにある。 【構成】３族元素として少なくともＧａとＩｎ、５族元
素として少なくともＮを含有する３−５族化合物半導体
のエピタキシャル気相成長方法において、Ｇａの原料と
して少なくともトリエチルガリウムを用い、Ｉｎの原料
として少なくともトリアルキルインジウムを用い、Ｎの
原料として少なくともヒドラジンを用いることを特徴と
する３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は３−５族化合物半導体の
気相成長方法に関する。
気相成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩｎでＧａの一部を置換した窒化
ガリウム系化合物半導体を成長する方法において、有機
金属気相成長法（以下ＭＯＶＰＥ法と記すことがあ
る。）がよく用いられている。この場合、窒素（Ｎ）原
料としては、アンモニア（ＮＨ3 ）、Ｇａ原料としては
トリメチルガリウム〔Ｇａ（ＣＨ3 ）3 、以下ＴＭＧと
記すことがある。〕が主に用いられて来た。しかし、Ｉ
ｎを含む窒化ガリウム系化合物半導体ではＩｎの結晶か
らの蒸発温度が比較的低いため、一般的に８００℃以下
での結晶成長が行なわれていた。このような低い温度で
はアンモニアの熱分解率が十分でないため、大量のアン
モニアが必要となり、工業的な生産性の面でも問題であ
った。
ガリウム系化合物半導体を成長する方法において、有機
金属気相成長法（以下ＭＯＶＰＥ法と記すことがあ
る。）がよく用いられている。この場合、窒素（Ｎ）原
料としては、アンモニア（ＮＨ3 ）、Ｇａ原料としては
トリメチルガリウム〔Ｇａ（ＣＨ3 ）3 、以下ＴＭＧと
記すことがある。〕が主に用いられて来た。しかし、Ｉ
ｎを含む窒化ガリウム系化合物半導体ではＩｎの結晶か
らの蒸発温度が比較的低いため、一般的に８００℃以下
での結晶成長が行なわれていた。このような低い温度で
はアンモニアの熱分解率が十分でないため、大量のアン
モニアが必要となり、工業的な生産性の面でも問題であ
った。
【０００３】ヒドラジンを用いた場合には、５族元素の
原料／３族元素の原料の比を小さくすること、すなわ
ち、窒素原料の供給量を少なくすることは可能である
が、不純物の取り込みの点ではまだ問題があった。つま
り、ＴＭＧを原料とした場合、炭素が結晶に高濃度に取
り込まれ、結晶の純度や品質を著しく損なっていた。
原料／３族元素の原料の比を小さくすること、すなわ
ち、窒素原料の供給量を少なくすることは可能である
が、不純物の取り込みの点ではまだ問題があった。つま
り、ＴＭＧを原料とした場合、炭素が結晶に高濃度に取
り込まれ、結晶の純度や品質を著しく損なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｉｎ
を効率的に取り込むのに適した低温の成長においても、
炭素不純物の少ない、３族元素として少なくともＧａと
Ｉｎ、５族元素として少なくともＮを含有する高品質の
３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方法を
提供することにある。
を効率的に取り込むのに適した低温の成長においても、
炭素不純物の少ない、３族元素として少なくともＧａと
Ｉｎ、５族元素として少なくともＮを含有する高品質の
３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、Ｎ原料としてヒドラジンを、Ｇａ原料としてト
リエチルガリウム〔Ｇａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 、以下ＴＥＧと
記すことがある。〕を用いることにより、Ｉｎを効率的
に取り込むのに適した低温の成長においても炭素からの
汚染が少ない、高品質の結晶を得ることができることを
見いだし、本発明に至った。すなわち、本発明は、次に
記す発明である。 （１）３族元素として少なくともＧａとＩｎ、５族元素
として少なくともＮを含有する３−５族化合物半導体の
エピタキシャル気相成長方法において、Ｇａの原料とし
て少なくともトリエチルガリウムを用い、Ｉｎの原料と
して少なくともトリアルキルインジウムを用い、Ｎの原
料として少なくともヒドラジンを用いることを特徴とす
る３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方
法。 （２）３−５族化合物半導体が、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（式
中、０＜ｘ＜１）、Ｉｎ x Ｇａy Ａｌ1-x-y Ｎ（式中、
０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ＜１）、Ｉｎx Ｇ
ａ1-x Ｎy Ｐ1-y （式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）も
しくはＩｎx Ｇａ 1-x Ｎy Ａｓ1-y （式中、０＜ｘ＜
１、０＜ｙ＜１）で表される３−５族化合物半導体であ
ることを特徴とする（１）記載の３−５族化合物半導体
のエピタキシャル気相成長方法。
の結果、Ｎ原料としてヒドラジンを、Ｇａ原料としてト
リエチルガリウム〔Ｇａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 、以下ＴＥＧと
記すことがある。〕を用いることにより、Ｉｎを効率的
に取り込むのに適した低温の成長においても炭素からの
汚染が少ない、高品質の結晶を得ることができることを
見いだし、本発明に至った。すなわち、本発明は、次に
記す発明である。 （１）３族元素として少なくともＧａとＩｎ、５族元素
として少なくともＮを含有する３−５族化合物半導体の
エピタキシャル気相成長方法において、Ｇａの原料とし
て少なくともトリエチルガリウムを用い、Ｉｎの原料と
して少なくともトリアルキルインジウムを用い、Ｎの原
料として少なくともヒドラジンを用いることを特徴とす
る３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方
法。 （２）３−５族化合物半導体が、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（式
中、０＜ｘ＜１）、Ｉｎ x Ｇａy Ａｌ1-x-y Ｎ（式中、
０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ＜１）、Ｉｎx Ｇ
ａ1-x Ｎy Ｐ1-y （式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）も
しくはＩｎx Ｇａ 1-x Ｎy Ａｓ1-y （式中、０＜ｘ＜
１、０＜ｙ＜１）で表される３−５族化合物半導体であ
ることを特徴とする（１）記載の３−５族化合物半導体
のエピタキシャル気相成長方法。
【０００６】次に、本発明を詳細に説明する。本発明の
３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方法と
は、メンデレーエフの元素周期率表における３族元素と
して少なくともＧａとＩｎ、５族元素として少なくとも
窒素（Ｎ）を含有する、３−５族化合物半導体のエピタ
キシャル気相成長方法に関する。さらに、本発明におい
ては、Ｇａの原料として少なくともトリエチルガリウム
を用い、Ｉｎの原料として少なくともトリアルキルイン
ジウムを用い、Ｎの原料として少なくともヒドラジンを
用いるエピタキシャル気相成長方法に関する。トリアル
キルインジウムとしては、トリエチルインジウム（以下
ＴＥＩと記すことがある。）、トリメチルインジウム
（以下ＴＭＩと記すことがある。）が挙げられるが、ト
リメチルインジウムが好ましい。
３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成長方法と
は、メンデレーエフの元素周期率表における３族元素と
して少なくともＧａとＩｎ、５族元素として少なくとも
窒素（Ｎ）を含有する、３−５族化合物半導体のエピタ
キシャル気相成長方法に関する。さらに、本発明におい
ては、Ｇａの原料として少なくともトリエチルガリウム
を用い、Ｉｎの原料として少なくともトリアルキルイン
ジウムを用い、Ｎの原料として少なくともヒドラジンを
用いるエピタキシャル気相成長方法に関する。トリアル
キルインジウムとしては、トリエチルインジウム（以下
ＴＥＩと記すことがある。）、トリメチルインジウム
（以下ＴＭＩと記すことがある。）が挙げられるが、ト
リメチルインジウムが好ましい。
【０００７】また、本発明の目的を損なわない範囲でＧ
ａ、ＩｎまたはＮの原料として他の公知の化合物を少量
併用してもよい。例えば、アンモニア、トリメチルガリ
ウムなどが挙げられる。
ａ、ＩｎまたはＮの原料として他の公知の化合物を少量
併用してもよい。例えば、アンモニア、トリメチルガリ
ウムなどが挙げられる。
【０００８】また、本発明における３−５族化合物半導
体において、３族元素として、ＧａとＩｎ以外にはＢ、
Ａｌが挙げられ、５族元素として、Ｎ以外にＰ、Ａｓ、
Ｓｂが挙げられる。これらの原料としては、次のものが
挙げられる。本発明に使用する３族元素の原料として
は、通常、トリメチルホウ素〔（ＣＨ 3 ）3 Ｂ）、トリ
エチルホウ素（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｂ）等の一般式Ｒ1 Ｒ2
Ｒ3 Ｂ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基で
ある。）で表されるアルキルホウ素；トリメチルアルミ
ニウム〔Ａｌ（ＣＨ3 ）3 、以下ＴＭＡと記すことがあ
る。〕、トリエチルアルミニウム〔Ａｌ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 、以下ＴＥＡと記すことがある。〕、トリイ
ソブチルアルミニウム〔Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 〕等の
トリアルキルアルミニウム、トリメチルアミンアラン
〔ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）3 〕等が挙げられる。 これら
の原料については、市販されている高純度品を使用する
ことができる。これらは単独でまたは混合して用いられ
る。
体において、３族元素として、ＧａとＩｎ以外にはＢ、
Ａｌが挙げられ、５族元素として、Ｎ以外にＰ、Ａｓ、
Ｓｂが挙げられる。これらの原料としては、次のものが
挙げられる。本発明に使用する３族元素の原料として
は、通常、トリメチルホウ素〔（ＣＨ 3 ）3 Ｂ）、トリ
エチルホウ素（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｂ）等の一般式Ｒ1 Ｒ2
Ｒ3 Ｂ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基で
ある。）で表されるアルキルホウ素；トリメチルアルミ
ニウム〔Ａｌ（ＣＨ3 ）3 、以下ＴＭＡと記すことがあ
る。〕、トリエチルアルミニウム〔Ａｌ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 、以下ＴＥＡと記すことがある。〕、トリイ
ソブチルアルミニウム〔Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 〕等の
トリアルキルアルミニウム、トリメチルアミンアラン
〔ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）3 〕等が挙げられる。 これら
の原料については、市販されている高純度品を使用する
ことができる。これらは単独でまたは混合して用いられ
る。
【０００９】次に、５族元素の原料としては、前記のヒ
ドラジン以外に、フォスフィン（ＰＨ3 ）；ターシャリ
ブチルフォスフィン〔（ＣＨ3 ）3 ＣＰＨ2 〕、トリメ
チルフォスフィン〔（ＣＨ3 ）3 Ｐ〕、トリエチルフォ
スフィン〔（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｐ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3
Ｐ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であり、
Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基であ
る。）で表されるアルキルフォスフィン；アルシン（Ａ
ｓＨ3 ）；ターシャリブチルアルシン〔（ＣＨ3）3 Ｃ
ＡｓＨ2 〕、エチルアルシン（Ｃ2 Ｈ5 ＡｓＨ2 ）、ジ
エチルアルシン〔（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ＡｓＨ〕、トリメチル
アルシン〔（ＣＨ3 ）3 Ａｓ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3
Ａｓ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ 2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基で
ある。）で表されるアルキルアルシン；トリメチルアン
チモン〔（ＣＨ3 ）3 Ｓｂ〕、トリエチルアンチモン
〔（Ｃ2Ｈ5 ）3 Ｓｂ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｓｂ
（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であり、Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基であ
る。）で表されるアルキルアンチモン等が挙げられる。
これらについても高純度の市販品を使用することが好ま
しい。これらをヒドラジンに混合してＮの他に５族元素
を含む化合物半導体を得ることができる。これらは単独
でまたは混合して用いられる。
ドラジン以外に、フォスフィン（ＰＨ3 ）；ターシャリ
ブチルフォスフィン〔（ＣＨ3 ）3 ＣＰＨ2 〕、トリメ
チルフォスフィン〔（ＣＨ3 ）3 Ｐ〕、トリエチルフォ
スフィン〔（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｐ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3
Ｐ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であり、
Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基であ
る。）で表されるアルキルフォスフィン；アルシン（Ａ
ｓＨ3 ）；ターシャリブチルアルシン〔（ＣＨ3）3 Ｃ
ＡｓＨ2 〕、エチルアルシン（Ｃ2 Ｈ5 ＡｓＨ2 ）、ジ
エチルアルシン〔（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ＡｓＨ〕、トリメチル
アルシン〔（ＣＨ3 ）3 Ａｓ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3
Ａｓ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ 2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基で
ある。）で表されるアルキルアルシン；トリメチルアン
チモン〔（ＣＨ3 ）3 Ｓｂ〕、トリエチルアンチモン
〔（Ｃ2Ｈ5 ）3 Ｓｂ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｓｂ
（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素またはアルキル基であり、Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 の少なくとも１つはアルキル基であ
る。）で表されるアルキルアンチモン等が挙げられる。
これらについても高純度の市販品を使用することが好ま
しい。これらをヒドラジンに混合してＮの他に５族元素
を含む化合物半導体を得ることができる。これらは単独
でまたは混合して用いられる。
【００１０】本発明の３−５族化合物半導体のエピタキ
シャル気相成長方法により、一般式Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ
（式中、０＜ｘ＜１）、Ｉｎx Ｇａy Ａｌ1-x-y Ｎ（式
中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ＜１）、Ｉｎ
x Ｇａ1-x Ｎy Ｐ1-y （式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜
１）もしくはＩｎx Ｇａ1-x Ｎy Ａｓ1-y （式中、０＜
ｘ＜１、０＜ｙ＜１）で表される３−５族化合物半導体
を製造することができる。前記３−５族化合物半導体
は、３族元素の組成によって制御できる半導体バンドキ
ャップを有しているので、可視光領域から紫外線領域の
発光を生じる発光素子に用いることができる。さらに、
該３−５族化合物半導体は直接遷移型のバンド構造を有
するので、該３−５族化合物半導体を用いて高い発光効
率の発光素子が得られる。
シャル気相成長方法により、一般式Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ
（式中、０＜ｘ＜１）、Ｉｎx Ｇａy Ａｌ1-x-y Ｎ（式
中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ＜１）、Ｉｎ
x Ｇａ1-x Ｎy Ｐ1-y （式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜
１）もしくはＩｎx Ｇａ1-x Ｎy Ａｓ1-y （式中、０＜
ｘ＜１、０＜ｙ＜１）で表される３−５族化合物半導体
を製造することができる。前記３−５族化合物半導体
は、３族元素の組成によって制御できる半導体バンドキ
ャップを有しているので、可視光領域から紫外線領域の
発光を生じる発光素子に用いることができる。さらに、
該３−５族化合物半導体は直接遷移型のバンド構造を有
するので、該３−５族化合物半導体を用いて高い発光効
率の発光素子が得られる。
【００１１】特に、Ｉｎの組成が１０〜８０モル％
（０．１＜ｘ＜０．８）の場合には、発光波長を紫色及
びそれより長波長の可視領域にすることができるので、
発光素子用途に好ましい。具体的には、発光波長を紫
色、青色、緑色、黄色、橙色にすることができる。特
に、青色、緑色の発光素子用として重要である。
（０．１＜ｘ＜０．８）の場合には、発光波長を紫色及
びそれより長波長の可視領域にすることができるので、
発光素子用途に好ましい。具体的には、発光波長を紫
色、青色、緑色、黄色、橙色にすることができる。特
に、青色、緑色の発光素子用として重要である。
【００１２】図１は本発明を実施するためのＭＯＶＰＥ
法による３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成
長装置の概略図である。以下、図１にそって本発明を具
体的に説明する。キャリアガスは、水素、窒素又はこれ
らの混合ガスなどが用いられる。マスフローコントロー
ラー１により流量制御されたキャリアガスは恒温槽２に
よって温度調整されたバブラー３に送り込まれ、同バブ
ラーにいれられたＴＥＧ中にバブルされ、蒸発したＴＥ
Ｇ蒸気と共に反応器１０に導入される。この時のＴＥＧ
の導入量は液温によって定まる蒸気圧とバブルされるキ
ャリアガス流量によって制御される。また、トリアルキ
ルインジウム、ヒドラジンもＴＥＧと同様にしてバブリ
ングにより反応器１０に導入される。反応器内には外部
コイル１１により高周波誘導加熱が可能なグラファイト
支持台（サセプター）１２が設置されており、前記原料
及びキャリアガスの混合ガスはその上に設置された基板
１３付近で熱分解され該基板上に３−５族化合物半導体
のエピタキシャル結晶が成長する。反応後のガスは排気
孔１４から排出される。
法による３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成
長装置の概略図である。以下、図１にそって本発明を具
体的に説明する。キャリアガスは、水素、窒素又はこれ
らの混合ガスなどが用いられる。マスフローコントロー
ラー１により流量制御されたキャリアガスは恒温槽２に
よって温度調整されたバブラー３に送り込まれ、同バブ
ラーにいれられたＴＥＧ中にバブルされ、蒸発したＴＥ
Ｇ蒸気と共に反応器１０に導入される。この時のＴＥＧ
の導入量は液温によって定まる蒸気圧とバブルされるキ
ャリアガス流量によって制御される。また、トリアルキ
ルインジウム、ヒドラジンもＴＥＧと同様にしてバブリ
ングにより反応器１０に導入される。反応器内には外部
コイル１１により高周波誘導加熱が可能なグラファイト
支持台（サセプター）１２が設置されており、前記原料
及びキャリアガスの混合ガスはその上に設置された基板
１３付近で熱分解され該基板上に３−５族化合物半導体
のエピタキシャル結晶が成長する。反応後のガスは排気
孔１４から排出される。
【００１３】以上は窒化インジウムガリウムの成長例で
あったが、ヒドラジンと共にフォスフィンまたはアルシ
ン等を供給することによりＰまたはＡｓを含む３−５族
化合物半導体のエピタキシャル結晶等を得ることができ
る。
あったが、ヒドラジンと共にフォスフィンまたはアルシ
ン等を供給することによりＰまたはＡｓを含む３−５族
化合物半導体のエピタキシャル結晶等を得ることができ
る。
【００１４】
【実施例】次に本発明を実施例によってさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。 実施例１ 本実施例では、サファイア基板上に常圧ＭＯＶＰＥ法で
ＩｎＧａＮを成長させた。図１はその装置の概略を示し
たものである。ＴＥＧ、ＴＭＩ及びヒドラジンは、それ
ぞれ恒温槽中のＴＥＧバブラー３、ＴＭＩバブラー６お
よびヒドラジンバブラー９内に保持し、水素をキャリア
ガスとしてバブリングすることで反応器１０に導入す
る。次に成長方法について説明する。有機洗浄を行なっ
たｃ面を主面とするサファイア基板１３をカーボンサセ
プタ１２上にのせた。キャリアガスである水素の供給量
は４リットル／分であった。次にこのサセプタを高周波
加熱により８００℃まで加熱した。サセプタ温度が８０
０℃で一定になった時点で、ＴＭＩ、ＴＥＧ及びヒドラ
ジンの供給を開始した。原料の供給量はＴＭＩを９×１
０-5モル／分、ＴＥＧを９×１０-6モル／分、ヒドラジ
ンを９×１０-4モル／分とし、３０分保持した。得られ
た成長膜を顕微鏡で観察すると、細かな結晶の集まった
多結晶状態であることが分かった。分析の結果、該成長
膜の平均厚さは約０. ４μｍであり、該成長膜はＩｎ
0.1 Ｇａ0.9 Ｎであることがわかった。
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。 実施例１ 本実施例では、サファイア基板上に常圧ＭＯＶＰＥ法で
ＩｎＧａＮを成長させた。図１はその装置の概略を示し
たものである。ＴＥＧ、ＴＭＩ及びヒドラジンは、それ
ぞれ恒温槽中のＴＥＧバブラー３、ＴＭＩバブラー６お
よびヒドラジンバブラー９内に保持し、水素をキャリア
ガスとしてバブリングすることで反応器１０に導入す
る。次に成長方法について説明する。有機洗浄を行なっ
たｃ面を主面とするサファイア基板１３をカーボンサセ
プタ１２上にのせた。キャリアガスである水素の供給量
は４リットル／分であった。次にこのサセプタを高周波
加熱により８００℃まで加熱した。サセプタ温度が８０
０℃で一定になった時点で、ＴＭＩ、ＴＥＧ及びヒドラ
ジンの供給を開始した。原料の供給量はＴＭＩを９×１
０-5モル／分、ＴＥＧを９×１０-6モル／分、ヒドラジ
ンを９×１０-4モル／分とし、３０分保持した。得られ
た成長膜を顕微鏡で観察すると、細かな結晶の集まった
多結晶状態であることが分かった。分析の結果、該成長
膜の平均厚さは約０. ４μｍであり、該成長膜はＩｎ
0.1 Ｇａ0.9 Ｎであることがわかった。
【００１５】比較例１ ＴＭＧをＴＥＧの代わりに用いたことを除いては実施例
１と同様の方法で、ＩｎＧａＮを成長した。実施例１で
得られた膜と比較例１で得られた膜を２次イオン質量分
析器（以下ＳＩＭＳと記す）で膜中に取り込まれた不純
物の炭素の量を測定した結果を表１に示す。イオン源と
して酸素を用いた。炭素に対応するＳＩＭＳ測定強度を
Ｃ強度（単位はカウント／秒。）この結果から、本発明
の３−５族化合物半導体の成長方法によれば、不純物と
して取り込まれる炭素の量が少ない、高品質の結晶が得
られることがわかる。
１と同様の方法で、ＩｎＧａＮを成長した。実施例１で
得られた膜と比較例１で得られた膜を２次イオン質量分
析器（以下ＳＩＭＳと記す）で膜中に取り込まれた不純
物の炭素の量を測定した結果を表１に示す。イオン源と
して酸素を用いた。炭素に対応するＳＩＭＳ測定強度を
Ｃ強度（単位はカウント／秒。）この結果から、本発明
の３−５族化合物半導体の成長方法によれば、不純物と
して取り込まれる炭素の量が少ない、高品質の結晶が得
られることがわかる。
【００１６】
【表１】 （注）単位：ＳＩＭＳで測定したカウント／秒
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、炭素不純物の少ない高
品質のＩｎとＧａとＮとを含む３−５族化合物半導体を
得ることができ、発光素子の発光効率の向上等に与える
効果は大きく、工業的価値が大きい。特に、Ｉｎの組成
が１０〜８０モル％（０．１＜ｘ＜０．８）の場合に
は、発光波長を紫色及びそれより長波長の可視領域にす
ることができるので、発光素子用途に好ましい。具体的
には、発光波長を紫色、青色、緑色、黄色、橙色にする
ことができる。特に、青色、緑色の発光素子用として重
要である。
品質のＩｎとＧａとＮとを含む３−５族化合物半導体を
得ることができ、発光素子の発光効率の向上等に与える
効果は大きく、工業的価値が大きい。特に、Ｉｎの組成
が１０〜８０モル％（０．１＜ｘ＜０．８）の場合に
は、発光波長を紫色及びそれより長波長の可視領域にす
ることができるので、発光素子用途に好ましい。具体的
には、発光波長を紫色、青色、緑色、黄色、橙色にする
ことができる。特に、青色、緑色の発光素子用として重
要である。
【図１】本発明の３−５族化合物半導体の成長方法にお
いて用いる装置の１例の概略図。
いて用いる装置の１例の概略図。
１． マスフローコントローラー ２． 恒温槽 ３． ＴＥＧバブラー ４． マスフローコントローラー ５． 恒温槽 ６． ＴＭＩバブラー ７． マスフローコントローラー ８． 恒温槽 ９． ヒドラジンバブラー １０． 反応器 １１． 高周波加熱用外部コイル １２． サセプター １３． 基板 １４． 排気孔
Claims (2)
- 【請求項１】３族元素として少なくともＧａとＩｎ、５
族元素として少なくともＮを含有する３−５族化合物半
導体のエピタキシャル気相成長方法において、Ｇａの原
料として少なくともトリエチルガリウムを用い、Ｉｎの
原料として少なくともトリアルキルインジウムを用い、
Ｎの原料として少なくともヒドラジンを用いることを特
徴とする３−５族化合物半導体のエピタキシャル気相成
長方法。 - 【請求項２】３−５族化合物半導体が、Ｉｎx Ｇａ1-x
Ｎ（式中、０＜ｘ＜１）、Ｉｎx Ｇａy Ａｌ1-x-y Ｎ
（式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ＜１）、
Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎy Ｐ1-y （式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ
＜１）もしくはＩｎx Ｇａ1-x Ｎy Ａｓ1-y （式中、０
＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）で表される３−５族化合物半導
体であることを特徴とする請求項１記載の３−５族化合
物半導体のエピタキシャル気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3006594A JPH07240373A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3006594A JPH07240373A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240373A true JPH07240373A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12293419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3006594A Pending JPH07240373A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07240373A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006024964A (ja) * | 2005-09-26 | 2006-01-26 | Ricoh Co Ltd | 半導体の製造方法及び半導体素子 |
| USRE41310E1 (en) | 1996-04-11 | 2010-05-04 | Ricoh Company, Ltd. | Methods for growing semiconductors and devices thereof the alloy semiconductor gainnas |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP3006594A patent/JPH07240373A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE41310E1 (en) | 1996-04-11 | 2010-05-04 | Ricoh Company, Ltd. | Methods for growing semiconductors and devices thereof the alloy semiconductor gainnas |
| USRE41890E1 (en) | 1996-04-11 | 2010-10-26 | Ricoh Company, Ltd. | Methods for growing semiconductors and devices thereof from the alloy semiconductor GaInNAs |
| JP2006024964A (ja) * | 2005-09-26 | 2006-01-26 | Ricoh Co Ltd | 半導体の製造方法及び半導体素子 |
| JP4545074B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2010-09-15 | 株式会社リコー | 半導体の製造方法 |
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