JPH09186091A - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法 - Google Patents
Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法Info
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- JPH09186091A JPH09186091A JP7344223A JP34422395A JPH09186091A JP H09186091 A JPH09186091 A JP H09186091A JP 7344223 A JP7344223 A JP 7344223A JP 34422395 A JP34422395 A JP 34422395A JP H09186091 A JPH09186091 A JP H09186091A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 III−Ｖ族化合物半導体を有機金属気相成長
法により製造する際に、原料の分解効率を上げて、膜中
に取り込まれる不純物や膜表面に検出される金属ドロッ
プレットを低減すると共に、成膜効率を向上させる。 【解決手段】 III族原料としての有機金属ガス、Ｖ族
元素としてのアミン系原料ガスに加えて、加熱により分
解してラジカル状態になる有機化合物ガスを供給して成
長を行う。または、単一原料としてのIII族−窒素結合
を有する有機金属化合物ガスに加えて、加熱により分解
してラジカル状態になる有機化合物ガスを供給して成長
を行う。
法により製造する際に、原料の分解効率を上げて、膜中
に取り込まれる不純物や膜表面に検出される金属ドロッ
プレットを低減すると共に、成膜効率を向上させる。 【解決手段】 III族原料としての有機金属ガス、Ｖ族
元素としてのアミン系原料ガスに加えて、加熱により分
解してラジカル状態になる有機化合物ガスを供給して成
長を行う。または、単一原料としてのIII族−窒素結合
を有する有機金属化合物ガスに加えて、加熱により分解
してラジカル状態になる有機化合物ガスを供給して成長
を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖ族元素として窒
素を含むIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法に関する。
素を含むIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述のＶ族元素として窒素を含むIII−
Ｖ族化合物半導体は、２ｅＶ以上の広いバンドギャップ
を有しているため、橙色から紫外領域までの幅の広い領
域で発光できる短波長発光素子材料として用いられてい
る。
Ｖ族化合物半導体は、２ｅＶ以上の広いバンドギャップ
を有しているため、橙色から紫外領域までの幅の広い領
域で発光できる短波長発光素子材料として用いられてい
る。
【０００３】このようなIII−Ｖ族化合物半導体を製造
する方法として、例えば、ＧａＮを主組成とするIII−
Ｖ族化合物半導体を結晶成長させる際に、III族原料と
してトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ
ｎ）等の有機金属を使用し、Ｖ族原料としてアンモニア
（ＮＨ3）を使用する方法が提案されている｛Japanese
Journal of Applied Physics Vol.30/No.12A (1991)参
照｝。このようにアンモニアを使用した場合には、その
分解温度が高いために成膜温度を低くすることが困難で
あるが、高温で成長を行った場合には、窒素が蒸発して
結晶から抜け出してしまうので好ましくない。 このた
め、低温で窒素を含むIII−Ｖ族化合物半導体を結晶成
長させる方法として、例えば、Ｖ族元素としてターシャ
ルブチルアミン等のアミン系原料を使用する方法が提案
されている（第５５回応用物理学会学術講演会予稿集１
９ａ−ＭＧ−４，Ｉ−ｐ１８０参照）。また、単一原料
としてIII族−窒素結合を有する有機金属化合物を使用
して結晶成長を行うことができることが報告されている
（特開平４−１３９０９７号やChemistry of Materials
/Vol.1/No.1 (1989) p119）。
する方法として、例えば、ＧａＮを主組成とするIII−
Ｖ族化合物半導体を結晶成長させる際に、III族原料と
してトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ
ｎ）等の有機金属を使用し、Ｖ族原料としてアンモニア
（ＮＨ3）を使用する方法が提案されている｛Japanese
Journal of Applied Physics Vol.30/No.12A (1991)参
照｝。このようにアンモニアを使用した場合には、その
分解温度が高いために成膜温度を低くすることが困難で
あるが、高温で成長を行った場合には、窒素が蒸発して
結晶から抜け出してしまうので好ましくない。 このた
め、低温で窒素を含むIII−Ｖ族化合物半導体を結晶成
長させる方法として、例えば、Ｖ族元素としてターシャ
ルブチルアミン等のアミン系原料を使用する方法が提案
されている（第５５回応用物理学会学術講演会予稿集１
９ａ−ＭＧ−４，Ｉ−ｐ１８０参照）。また、単一原料
としてIII族−窒素結合を有する有機金属化合物を使用
して結晶成長を行うことができることが報告されている
（特開平４−１３９０９７号やChemistry of Materials
/Vol.1/No.1 (1989) p119）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したターシャルブ
チルアミン等のアミン系原料を使用した場合には、成長
温度が８００℃程度の低い温度で結晶成長できるという
利点を有する。しかし、この方法では、原料であるアミ
ン系原料が未分解となって、原料中に含まれる炭素が得
られた半導体膜中に取り込まれていたり、アミン中の窒
素と有機金属とが十分反応せずに、半導体膜の表面で金
属Ｇａ等のドロップレットが検出される等の問題が生じ
ている。これらの不純物やドロップレットは半導体膜の
特性を悪化させるので、例えば、発光素子等に利用する
場合に障害となるものである。
チルアミン等のアミン系原料を使用した場合には、成長
温度が８００℃程度の低い温度で結晶成長できるという
利点を有する。しかし、この方法では、原料であるアミ
ン系原料が未分解となって、原料中に含まれる炭素が得
られた半導体膜中に取り込まれていたり、アミン中の窒
素と有機金属とが十分反応せずに、半導体膜の表面で金
属Ｇａ等のドロップレットが検出される等の問題が生じ
ている。これらの不純物やドロップレットは半導体膜の
特性を悪化させるので、例えば、発光素子等に利用する
場合に障害となるものである。
【０００５】また、単一原料であるIII族−窒素結合を
有する有機金属化合物を使用した場合には、基板表面で
原料が十分分解せずに、原料中に含まれる炭素が、得ら
れた半導体膜中に取り込まれていたり、原料供給量に対
する半導体膜の成膜効率が低くなる等の問題が生じてい
る。
有する有機金属化合物を使用した場合には、基板表面で
原料が十分分解せずに、原料中に含まれる炭素が、得ら
れた半導体膜中に取り込まれていたり、原料供給量に対
する半導体膜の成膜効率が低くなる等の問題が生じてい
る。
【０００６】本発明は従来技術の課題を解決すべくなさ
れたものであり、原料の分解効率を上げることにより、
膜中に取り込まれる不純物や膜表面に検出される金属ド
ロップレットを低減すると共に、成膜効率を向上させる
ことができるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法を提供
することを目的とする。
れたものであり、原料の分解効率を上げることにより、
膜中に取り込まれる不純物や膜表面に検出される金属ド
ロップレットを低減すると共に、成膜効率を向上させる
ことができるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のIII−Ｖ族化合
物半導体の製造方法は、Ｖ族元素として窒素を含むIII
−Ｖ族化合物半導体を、有機金属気相成長法により製造
する方法であって、III族原料としての有機金属ガスお
よびＶ族原料としてのアミン系原料ガスに加えて、加熱
により分解してラジカル状態になる有機化合物ガスを供
給して成長を行い、そのことにより上記目的が達成され
る。
物半導体の製造方法は、Ｖ族元素として窒素を含むIII
−Ｖ族化合物半導体を、有機金属気相成長法により製造
する方法であって、III族原料としての有機金属ガスお
よびＶ族原料としてのアミン系原料ガスに加えて、加熱
により分解してラジカル状態になる有機化合物ガスを供
給して成長を行い、そのことにより上記目的が達成され
る。
【０００８】本発明のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方
法は、Ｖ族元素として窒素を含むIII−Ｖ族化合物半導
体を、有機金属気相成長法により製造する方法であっ
て、原料としてのIII族−窒素結合を有する有機金属化
合物ガスに加えて、加熱により分解してラジカル状態に
なる有機化合物ガスを供給して成長を行い、そのことに
より上記目的が達成される。
法は、Ｖ族元素として窒素を含むIII−Ｖ族化合物半導
体を、有機金属気相成長法により製造する方法であっ
て、原料としてのIII族−窒素結合を有する有機金属化
合物ガスに加えて、加熱により分解してラジカル状態に
なる有機化合物ガスを供給して成長を行い、そのことに
より上記目的が達成される。
【０００９】前記有機化合物ガスとして、アゾ−ターシ
ャルブタンまたはアゾメタンを用いてもよい。
ャルブタンまたはアゾメタンを用いてもよい。
【００１０】前記III族原料ガスとしてトリメチルガリ
ウムを用い、前記Ｖ族原料ガスとしてジメチルアミンを
用いてもよい。
ウムを用い、前記Ｖ族原料ガスとしてジメチルアミンを
用いてもよい。
【００１１】前記有機金属化合物ガスとしてＣ2Ｈ6Ｇａ
Ｎ3を用いてもよい。
Ｎ3を用いてもよい。
【００１２】以下、本発明の作用について説明する。
【００１３】本発明にあっては、III−Ｖ族化合物半導
体を構成する原料に加えて、加熱により分解してラジカ
ル状態になる有機化合物ガスを供給して成長を行ってい
る。ラジカル状態になった有機化合物は、半導体を構成
する原料の分解を促進する。
体を構成する原料に加えて、加熱により分解してラジカ
ル状態になる有機化合物ガスを供給して成長を行ってい
る。ラジカル状態になった有機化合物は、半導体を構成
する原料の分解を促進する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００１５】図１は、本発明に用いられる結晶成長装置
の一例を示す概略断面図である。
の一例を示す概略断面図である。
【００１６】この結晶成長装置は、石英製の反応管１７
に、ガス導入口１８から矢印１２に示すように原料ガス
が導入され、ガス排気口１９を通じて矢印１３に示すよ
うに排気される。ガス導入口１８には、原料ガスとは分
離して、有機ラジカル源となる有機化合物ガスを反応管
１７内に導くための有機化合物ガス用導入管１８ａが設
けられている。反応管１７内にはカーボン製のサセプタ
１４が配置されており、このサセプタ１４上であって、
ガス導入口１８の直下に基板１１が配置される。サセプ
タ１４は高周波加熱コイル１６により誘導加熱され、熱
電対１５により基板１１の温度が表示されるように構成
されている。
に、ガス導入口１８から矢印１２に示すように原料ガス
が導入され、ガス排気口１９を通じて矢印１３に示すよ
うに排気される。ガス導入口１８には、原料ガスとは分
離して、有機ラジカル源となる有機化合物ガスを反応管
１７内に導くための有機化合物ガス用導入管１８ａが設
けられている。反応管１７内にはカーボン製のサセプタ
１４が配置されており、このサセプタ１４上であって、
ガス導入口１８の直下に基板１１が配置される。サセプ
タ１４は高周波加熱コイル１６により誘導加熱され、熱
電対１５により基板１１の温度が表示されるように構成
されている。
【００１７】この結晶成長装置を用いたIII−Ｖ族化合
物半導体の成長は、以下のようにして行うことができ
る。
物半導体の成長は、以下のようにして行うことができ
る。
【００１８】まず、表面を清浄化したサファイア等から
なる基板１１をサセプタ１４上に搭載し、反応管１７内
部を高純度の水素により置換する。次に、水素および窒
素の内の少なくとも一方を含むガスを反応管１７に導入
し、反応管１７内から排気されるガスとのバランスを考
慮して、反応管１７内の圧力が１００Ｔｏｒｒ程度にな
るように調整する。続いて、高周波加熱回路１６を用い
てサセプタ１４を誘導加熱し、基板温度１１００〜１２
００℃で約１０分間保持することにより、基板１１の清
浄化を行う。その後、基板温度１１００℃に降温して反
応管１７内にＶ族原料ガスを導入し、３０分間保持する
ことにより基板１１の窒化処理を行う。
なる基板１１をサセプタ１４上に搭載し、反応管１７内
部を高純度の水素により置換する。次に、水素および窒
素の内の少なくとも一方を含むガスを反応管１７に導入
し、反応管１７内から排気されるガスとのバランスを考
慮して、反応管１７内の圧力が１００Ｔｏｒｒ程度にな
るように調整する。続いて、高周波加熱回路１６を用い
てサセプタ１４を誘導加熱し、基板温度１１００〜１２
００℃で約１０分間保持することにより、基板１１の清
浄化を行う。その後、基板温度１１００℃に降温して反
応管１７内にＶ族原料ガスを導入し、３０分間保持する
ことにより基板１１の窒化処理を行う。
【００１９】次に、基板温度を成長温度に設定して反応
管１７内にIII族原料ガスを導入し、結晶成長を開始す
る。有機ラジカル源となる有機化合物ガスは、III族原
料ガスと同時に導入管１８ａを介して反応管１７内に導
入する。尚、有機原料は加熱により分解しやすいため、
ラジカル状態が基板１１の上部まで維持されるように、
また、他の原料との前反応が抑えられるように、有機ラ
ジカル源となる有機化合物ガス用の導入管１８ａを単独
で基板１１の上部に配置することが好ましい。
管１７内にIII族原料ガスを導入し、結晶成長を開始す
る。有機ラジカル源となる有機化合物ガスは、III族原
料ガスと同時に導入管１８ａを介して反応管１７内に導
入する。尚、有機原料は加熱により分解しやすいため、
ラジカル状態が基板１１の上部まで維持されるように、
また、他の原料との前反応が抑えられるように、有機ラ
ジカル源となる有機化合物ガス用の導入管１８ａを単独
で基板１１の上部に配置することが好ましい。
【００２０】III−Ｖ族化合物半導体を構成する原料と
して、単一原料であるIII族−窒素結合を有する有機金
属化合物ガスを用いる場合には、上記基板１１の清浄化
を同様の温度で行い、上記窒化処理を基板温度１１００
℃でアンモニアにより行い、基板温度を成長温度に設定
してから原料ガスと共に有機ラジカル源となる有機化合
物ガスを導入する。
して、単一原料であるIII族−窒素結合を有する有機金
属化合物ガスを用いる場合には、上記基板１１の清浄化
を同様の温度で行い、上記窒化処理を基板温度１１００
℃でアンモニアにより行い、基板温度を成長温度に設定
してから原料ガスと共に有機ラジカル源となる有機化合
物ガスを導入する。
【００２１】本発明において、III−Ｖ族化合物半導体
を構成する原料であるIII族原料ガスとしては、例えば
ＴＭＧａ等の有機ガリウム、ＴＭＡｌ等の有機アルミニ
ウム、ＴＭＩｎ等の有機インジウム等、有機金属ガスを
用いることができる。Ｖ族原料ガスとしては、例えばモ
ノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、タ
ーシャルブチルアミン等のアミン系原料ガスを用いるこ
とができる。
を構成する原料であるIII族原料ガスとしては、例えば
ＴＭＧａ等の有機ガリウム、ＴＭＡｌ等の有機アルミニ
ウム、ＴＭＩｎ等の有機インジウム等、有機金属ガスを
用いることができる。Ｖ族原料ガスとしては、例えばモ
ノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、タ
ーシャルブチルアミン等のアミン系原料ガスを用いるこ
とができる。
【００２２】また、半導体を構成する原料として、単一
原料であるIII族−窒素結合を有する有機金属化合物ガ
スを用いてもよく、例えばＣ2Ｈ6ＧａＮ3等のＲ2ＭＮ3
（Ｒ：アルキル基、Ｍ：Ｇa、Ａｌ、Ｉｎ等）構造をも
つものが挙げられる。
原料であるIII族−窒素結合を有する有機金属化合物ガ
スを用いてもよく、例えばＣ2Ｈ6ＧａＮ3等のＲ2ＭＮ3
（Ｒ：アルキル基、Ｍ：Ｇa、Ａｌ、Ｉｎ等）構造をも
つものが挙げられる。
【００２３】これらの原料を用いた有機金属気相成長
は、８００℃程度の低温でも行うことができるので、半
導体結晶中に窒素を有効に取り込むことができる。
は、８００℃程度の低温でも行うことができるので、半
導体結晶中に窒素を有効に取り込むことができる。
【００２４】本発明においては、これらの原料ガスに加
えて、加熱により分解してラジカル状態になる有機化合
物ガスを用いている。このような有機化合物としては、
アゾ−ターシャルブタン（（ｔ−Ｃ4Ｈ9）2Ｎ2）、アゾ
メタン等のアゾ基を有する化合物が挙げられる。アゾ−
ターシャルブタンは、熱分解により容易にｔ−Ｃ4Ｈ9ラ
ジカルとなることが知られている。また、一般に、アゾ
基を有する化合物はＮ2を放出して容易に有機ラジカル
となりやすいため、いずれも用いることができる。さら
に、アゾ基を有する化合物以外にも、ジアゾ基を有する
化合物、ヒドラジン系の化合物等、ラジカル状態になり
やすい有機化合物であれば、その他の化合物を用いても
よい。
えて、加熱により分解してラジカル状態になる有機化合
物ガスを用いている。このような有機化合物としては、
アゾ−ターシャルブタン（（ｔ−Ｃ4Ｈ9）2Ｎ2）、アゾ
メタン等のアゾ基を有する化合物が挙げられる。アゾ−
ターシャルブタンは、熱分解により容易にｔ−Ｃ4Ｈ9ラ
ジカルとなることが知られている。また、一般に、アゾ
基を有する化合物はＮ2を放出して容易に有機ラジカル
となりやすいため、いずれも用いることができる。さら
に、アゾ基を有する化合物以外にも、ジアゾ基を有する
化合物、ヒドラジン系の化合物等、ラジカル状態になり
やすい有機化合物であれば、その他の化合物を用いても
よい。
【００２５】有機ラジカル源となる有機化合物ガスは、
III族原料ガスに対してモル比で０．５以上の割合で用
いるのが好ましく、また、単一原料である有機金属化合
物ガスに対してモル比で０．５以上の割合で用いるのが
好ましい。
III族原料ガスに対してモル比で０．５以上の割合で用
いるのが好ましく、また、単一原料である有機金属化合
物ガスに対してモル比で０．５以上の割合で用いるのが
好ましい。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００２７】（実施例１）この実施例では、Ｖ族原料ガ
スとしてジメチルアミンを、III族原料ガスとしてＴＭ
Ｇａを、有機ラジカル源である有機化合物ガスとしてア
ゾ−ターシャルブタンを用いてＧａＮ膜を作製した。
スとしてジメチルアミンを、III族原料ガスとしてＴＭ
Ｇａを、有機ラジカル源である有機化合物ガスとしてア
ゾ−ターシャルブタンを用いてＧａＮ膜を作製した。
【００２８】図１に示した結晶成長装置を用いて基板の
清浄化および窒化処理を行った後、成長温度を８００
℃、Ｖ族／III族比を１００とし、アゾ−ターシャルブ
タンの供給量をＴＭＧａの供給モル数に対してモル比で
０および１の２種類の割合として、２μｍの膜厚のＧａ
Ｎ膜を成長させた。
清浄化および窒化処理を行った後、成長温度を８００
℃、Ｖ族／III族比を１００とし、アゾ−ターシャルブ
タンの供給量をＴＭＧａの供給モル数に対してモル比で
０および１の２種類の割合として、２μｍの膜厚のＧａ
Ｎ膜を成長させた。
【００２９】得られたＧａＮ膜について、４．２ＫでＰ
Ｌ（フォトルミネッセンス）により測定した結果を図２
に示す。実線はアゾターシャルブタンの供給量が１の場
合を示し、点線はアゾ−ターシャルブタンの供給量が０
の場合を示す。尚、光源としては、Ｈｅ−Ｃｄレーザー
を使用して測定を行った。
Ｌ（フォトルミネッセンス）により測定した結果を図２
に示す。実線はアゾターシャルブタンの供給量が１の場
合を示し、点線はアゾ−ターシャルブタンの供給量が０
の場合を示す。尚、光源としては、Ｈｅ−Ｃｄレーザー
を使用して測定を行った。
【００３０】この図２から、アゾターシャルブタンの供
給量を使用することにより、発光素子に必要とされるバ
ンド端近傍の発光が支配的になり、炭素の混入に起因す
ると考えられる長波長側（５６０ｎｍ近傍）の発光が減
少していることが分かる。
給量を使用することにより、発光素子に必要とされるバ
ンド端近傍の発光が支配的になり、炭素の混入に起因す
ると考えられる長波長側（５６０ｎｍ近傍）の発光が減
少していることが分かる。
【００３１】（実施例２）この実施例では、有機ラジカ
ル源である有機化合物ガスを使用した場合と使用しなか
った場合とに対して、Ｖ／III比に与える影響について
検討を行った。
ル源である有機化合物ガスを使用した場合と使用しなか
った場合とに対して、Ｖ／III比に与える影響について
検討を行った。
【００３２】Ｖ族原料ガスとしてはジメチルアミンを、
III族原料ガスとしてはＴＭＧａを、有機ラジカル源で
ある有機化合物ガスとしてはアゾ−ターシャルブタンを
用いた。また、アゾ−ターシャルブタンの供給量は、Ｔ
ＭＧａの供給モル数に対してモル比で０および１の割合
で検討した。
III族原料ガスとしてはＴＭＧａを、有機ラジカル源で
ある有機化合物ガスとしてはアゾ−ターシャルブタンを
用いた。また、アゾ−ターシャルブタンの供給量は、Ｔ
ＭＧａの供給モル数に対してモル比で０および１の割合
で検討した。
【００３３】アゾ−ターシャルブタンの供給量を０とし
た場合、Ｖ／III比が１００以下では膜表面にＧａのド
ロップレットが多数発生したのに対して、アゾ−ターシ
ャルブタンを使用した場合、Ｖ／III比が３０程度まで
膜表面にドロップレットが観察されなかった。
た場合、Ｖ／III比が１００以下では膜表面にＧａのド
ロップレットが多数発生したのに対して、アゾ−ターシ
ャルブタンを使用した場合、Ｖ／III比が３０程度まで
膜表面にドロップレットが観察されなかった。
【００３４】（実施例３）この実施例では、Ａｌを組成
に含むＡｌＧａＮ混晶、およびＩｎを組成に含むＩｎＧ
ａＮ混晶について、検討を行った。
に含むＡｌＧａＮ混晶、およびＩｎを組成に含むＩｎＧ
ａＮ混晶について、検討を行った。
【００３５】III族原料ガスであるＧａ原料ガスとして
ＴＭＧａ、Ａｌ原料ガスとしてＴＭＡｌ、Ｉｎ原料とし
てＴＭＩｎを用い、Ｖ族原料ガスとしてジメチルアミン
を用い、有機ラジカル源である有機化合物ガスとしては
アゾ−ターシャルブタンを用いた。また、III族元素の
供給モル数は一定にして、Ｖ族原料を調節することによ
りＶ族／III族比を調整した。
ＴＭＧａ、Ａｌ原料ガスとしてＴＭＡｌ、Ｉｎ原料とし
てＴＭＩｎを用い、Ｖ族原料ガスとしてジメチルアミン
を用い、有機ラジカル源である有機化合物ガスとしては
アゾ−ターシャルブタンを用いた。また、III族元素の
供給モル数は一定にして、Ｖ族原料を調節することによ
りＶ族／III族比を調整した。
【００３６】ＡｌＧａＮおよびＩｎＧａＮのいずれの混
晶においても、アゾ−ターシャルブタンの使用により、
膜中に炭素等の不純物が取り込まれる量が減少し、低い
Ｖ／III比でも膜表面にＧａのドロップレットの発生が
生じず、良好な膜が得られた。
晶においても、アゾ−ターシャルブタンの使用により、
膜中に炭素等の不純物が取り込まれる量が減少し、低い
Ｖ／III比でも膜表面にＧａのドロップレットの発生が
生じず、良好な膜が得られた。
【００３７】（実施例４）この実施例では、Ｖ族原料ガ
スとして他のアミン系原料を用いた場合について、検討
を行った。
スとして他のアミン系原料を用いた場合について、検討
を行った。
【００３８】Ｖ族原料ガスとしてモノエチルアミン、ジ
エチルアミン、ターシャルブチルアミン等を用いて実施
例１〜３と同様な検討を行ったところ、いずれのアミン
系原料を用いた場合も同様の傾向を示すことが確認でき
た。
エチルアミン、ターシャルブチルアミン等を用いて実施
例１〜３と同様な検討を行ったところ、いずれのアミン
系原料を用いた場合も同様の傾向を示すことが確認でき
た。
【００３９】（実施例５）この実施例では、III族−窒
素結合を有する有機金属化合物ガスとしてＣ2Ｈ6ＧａＮ
3を、有機ラジカル源である有機化合物ガスとしてアゾ
−ターシャルブタンを用いてＧａＮ膜を作製した。
素結合を有する有機金属化合物ガスとしてＣ2Ｈ6ＧａＮ
3を、有機ラジカル源である有機化合物ガスとしてアゾ
−ターシャルブタンを用いてＧａＮ膜を作製した。
【００４０】図１に示した結晶成長装置を用いて基板の
清浄化および窒化処理を行った後、成長温度を８００℃
とし、アゾ−ターシャルブタンの供給量をＣ2Ｈ6ＧａＮ
3の供給モル数に対してモル比で０、１および２の３種
類の割合として、２μｍの膜厚のＧａＮ膜を成長させ
た。
清浄化および窒化処理を行った後、成長温度を８００℃
とし、アゾ−ターシャルブタンの供給量をＣ2Ｈ6ＧａＮ
3の供給モル数に対してモル比で０、１および２の３種
類の割合として、２μｍの膜厚のＧａＮ膜を成長させ
た。
【００４１】得られたＧａＮ膜について、成長温度と成
長速度との関係を図３に示す。実線はアゾターシャルブ
タンの供給量が０の場合を示し、１点鎖線はアゾ−ター
シャルブタンの供給量が１の場合を示し、点線はアゾ−
ターシャルブタンの供給量が２の場合を示す。
長速度との関係を図３に示す。実線はアゾターシャルブ
タンの供給量が０の場合を示し、１点鎖線はアゾ−ター
シャルブタンの供給量が１の場合を示し、点線はアゾ−
ターシャルブタンの供給量が２の場合を示す。
【００４２】この図３から、アゾターシャルブタンを使
用することにより、成長速度が速くなることが分かる。
この結果は、有機ラジカルが原料の分解に寄与し、膜の
成長を促進していることを示している。例えば、アゾ−
ターシャルブタンの供給量が１の場合には、アゾ−ター
シャルブタンの供給量が０の場合に比べて、成長温度８
００℃での成長速度が約１．５倍になっており、原料の
使用効率が上昇している。
用することにより、成長速度が速くなることが分かる。
この結果は、有機ラジカルが原料の分解に寄与し、膜の
成長を促進していることを示している。例えば、アゾ−
ターシャルブタンの供給量が１の場合には、アゾ−ター
シャルブタンの供給量が０の場合に比べて、成長温度８
００℃での成長速度が約１．５倍になっており、原料の
使用効率が上昇している。
【００４３】また、得られたＧａＮ膜を観察すると、ア
ゾ−ターシャルブタンを使用しなかった場合には茶褐色
を帯びており、炭素原理や水素原子等の未分解の原料が
不純物として膜中に取り込まれていることが分かる。そ
れに対してアゾ−ターシャルブタンを使用した場合に
は、得られたＧａＮ膜は肉眼で透明であり、不純物の混
入が少ないことが分かる。
ゾ−ターシャルブタンを使用しなかった場合には茶褐色
を帯びており、炭素原理や水素原子等の未分解の原料が
不純物として膜中に取り込まれていることが分かる。そ
れに対してアゾ−ターシャルブタンを使用した場合に
は、得られたＧａＮ膜は肉眼で透明であり、不純物の混
入が少ないことが分かる。
【００４４】（実施例６）この実施例では、III族−窒
素結合を有する有機金属化合物ガスとして、他の有機金
属化合物を用いた場合について、検討を行った。
素結合を有する有機金属化合物ガスとして、他の有機金
属化合物を用いた場合について、検討を行った。
【００４５】Ｃ2Ｈ6ＧａＮ3の代りに、Ｃ2Ｈ6ＡｌＮ3、
Ｃ2Ｈ6ＩｎＮ3、Ｃ4Ｈ10ＧaＮ3、Ｃ4Ｈ10ＡｌＮ3、また
はＣ4Ｈ10ＩｎＮ3を用いて実施例５と同様な検討を行っ
たところ、いずれの有機金属化合物を用いた場合も、Ｃ
2Ｈ6ＧａＮ3と同様の傾向を示すことが確認できた。
Ｃ2Ｈ6ＩｎＮ3、Ｃ4Ｈ10ＧaＮ3、Ｃ4Ｈ10ＡｌＮ3、また
はＣ4Ｈ10ＩｎＮ3を用いて実施例５と同様な検討を行っ
たところ、いずれの有機金属化合物を用いた場合も、Ｃ
2Ｈ6ＧａＮ3と同様の傾向を示すことが確認できた。
【００４６】上記実施例１〜６においては、ラジカル源
となる有機化合物としてアゾ−ターシャルブタンを用い
た場合について説明したが、アゾメタンを用いた場合に
ついても、同様の効果が確認できた。
となる有機化合物としてアゾ−ターシャルブタンを用い
た場合について説明したが、アゾメタンを用いた場合に
ついても、同様の効果が確認できた。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、III−Ｖ族化合物半導体を構成する原料に加
えて、加熱により分解してラジカル状態になる有機化合
物ガスを供給して成長を行っている。ラジカル状態にな
った有機化合物は、原料の分解を促進することができる
ので、膜中に取り込まれる不純物や膜表面に検出される
金属ドロップレットを低減して、良好な膜を得ることが
できる。また、成膜速度を速くすると共に、原料の使用
効率を向上して成膜効率を高くすることができる。
によれば、III−Ｖ族化合物半導体を構成する原料に加
えて、加熱により分解してラジカル状態になる有機化合
物ガスを供給して成長を行っている。ラジカル状態にな
った有機化合物は、原料の分解を促進することができる
ので、膜中に取り込まれる不純物や膜表面に検出される
金属ドロップレットを低減して、良好な膜を得ることが
できる。また、成膜速度を速くすると共に、原料の使用
効率を向上して成膜効率を高くすることができる。
【００４８】III族原料として有機金属ガスを用いる場
合にはＶ族原料ガスとしてアミン系原料ガスを用い、ま
たは、単一原料としてIII族−窒素結合を有する有機金
属化合物ガスを用いることができるので、低温で成膜を
行って膜中に窒素を有効に取り込むことができる。
合にはＶ族原料ガスとしてアミン系原料ガスを用い、ま
たは、単一原料としてIII族−窒素結合を有する有機金
属化合物ガスを用いることができるので、低温で成膜を
行って膜中に窒素を有効に取り込むことができる。
【００４９】本発明により得られるIII−Ｖ族化合物半
導体は、発光素子材料として好適に用いることができ
る。
導体は、発光素子材料として好適に用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる結晶成長装置の一例を示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図２】実施例１で得られた膜について、４．２ＫでＰ
Ｌにより測定した結果を示す図である。
Ｌにより測定した結果を示す図である。
【図３】実施例５で得られた膜について、成長温度と成
長速度との関係を示す図である。
長速度との関係を示す図である。
１１ 基板 １２ 導入ガス １３ 排気ガス １４ サセプタ １５ 熱電対 １６ 高周波コイル １７ 反応管
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｖ族元素として窒素を含むIII−Ｖ族化
合物半導体を、有機金属気相成長法により製造する方法
であって、 III族原料としての有機金属ガスおよびＶ族原料として
のアミン系原料ガスに加えて、加熱により分解してラジ
カル状態になる有機化合物ガスを供給して成長を行うII
I−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項２】 Ｖ族元素として窒素を含むIII−Ｖ族化
合物半導体を、有機金属気相成長法により製造する方法
であって、 原料としてのIII族−窒素結合を有する有機金属化合物
ガスに加えて、加熱により分解してラジカル状態になる
有機化合物ガスを供給して成長を行うIII−Ｖ族化合物
半導体の製造方法。 - 【請求項３】 前記有機化合物ガスとして、アゾ−ター
シャルブタンまたはアゾメタンを用いる請求項１または
２に記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項４】 前記III族原料ガスとしてトリメチルガ
リウムを用い、前記Ｖ族原料ガスとしてジメチルアミン
を用いる請求項１に記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製
造方法。 - 【請求項５】 前記有機金属化合物ガスとしてＣ2Ｈ6Ｇ
ａＮ3を用いる請求項２に記載のIII−Ｖ族化合物半導体
の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344223A JPH09186091A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法 |
| KR1019960062028A KR970052613A (ko) | 1995-12-05 | 1996-12-05 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| US08/774,056 US6017774A (en) | 1995-12-24 | 1996-12-23 | Method for producing group III-V compound semiconductor and fabricating light emitting device using such semiconductor |
| KR1019960072766A KR100271030B1 (ko) | 1995-12-27 | 1996-12-27 | Iii-v족 화합물 반도체의 제조 방법, 및 그를 사용하는 반도체 발광 소자 및 그의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344223A JPH09186091A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09186091A true JPH09186091A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18367588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7344223A Withdrawn JPH09186091A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-28 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09186091A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140450A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-06-01 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 有機金属化合物 |
| JP2009184836A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の結晶成長方法、発光デバイスの製造方法および電子デバイスの製造方法 |
| WO2010098163A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 住友電気工業株式会社 | 発光素子の製造方法および発光素子 |
| US8236103B2 (en) | 2002-02-15 | 2012-08-07 | Showa Denko K.K. | Group III nitride semiconductor crystal, production method thereof and group III nitride semiconductor epitaxial wafer |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7344223A patent/JPH09186091A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8236103B2 (en) | 2002-02-15 | 2012-08-07 | Showa Denko K.K. | Group III nitride semiconductor crystal, production method thereof and group III nitride semiconductor epitaxial wafer |
| JP2006140450A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-06-01 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 有機金属化合物 |
| JP2009184836A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の結晶成長方法、発光デバイスの製造方法および電子デバイスの製造方法 |
| WO2010098163A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 住友電気工業株式会社 | 発光素子の製造方法および発光素子 |
| JP2010199236A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光素子の製造方法および発光素子 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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