JPH1074700A - 半導体結晶成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体結晶成長方法に関し、ＡｌＡｓ上にＧ
ｅを成長させるに際し、Ａｓ、Ｇａ、Ａｌの拡散、偏
析、雰囲気からの取り込み、Ｇｅの結晶性を個別に制御
し、特に、Ａｓの拡散、偏析、雰囲気からの取り込みを
抑制して高純度の半導体結晶を成長させる。 【解決手段】 三族−五族専用成長室内で基板上にＡｌ
Ａｓを形成し、ＡｌＡｓを加熱したり、或いは、表面に
Ａｌを照射するなどして、表面の五族／三族比が（３×
２）構造を越えない０．５未満となるように表面構造を
制御してから、その表面構造を維持したままＡｌＡｓ上
にＧｅを成長させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分子線エピタキシ
ャル成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａ
ｘｙ：ＭＢＥ）法や有機金属気相成長（ｍｅｔａｌｏｒ
ｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘ
ｙ：ＭＯＶＰＥ）法などのエピタキシャル成長法を適用
して三族−五族化合物半導体上にゲルマニウム（Ｇｅ）
をヘテロ・エピタキシャル成長させるのに好適な半導体
結晶成長方法に関する。

【０００２】現在、高性能半導体装置の実現に対して多
くの期待があり、その高性能の内容には、種々な機能を
もつこと、が挙げられ、その要求に応える半導体装置の
一つとしてヘテロ接合をもつものが可能性ありとされて
いるので、ヘテロ接合について複雑な要求がなされてい
る。

【０００３】例えば、ヘテロ接合を生成する半導体層の
種類を豊富、且つ、任意に選択できるように、又、その
ヘテロ界面が示す性質として、組成分布が急峻に変化す
ることなどが必要とされているところであり、本発明に
依れば、そのような要求に対応する為の一手段が提供さ
れる。

【０００４】

【従来の技術】ＧａＡｓなどの化合物半導体材料は、電
子の移動度が高いことから、そのような材料を用いて構
成した半導体装置として、ＭＥＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃ
ｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）或いはＨＥＭＴ（ｈｉｇｈ
ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）など優れた高速動作性や高周波性をもつｎチ
ャネル・トランジスタが実現されていて、今後、携帯用
電子機器、例えば携帯電話などに多用されようとしてい
る。

【０００５】一般に、携帯用電子機器では、電源として
電池を用いなければならず、動作可能時間は、その電池
寿命に依って規制されてしまう。従って、使用する回路
は、高速動作性などに加え、低消費電力性にも優れてい
ることが必要とされている。

【０００６】そこで、期待されるのが相補型回路である
が、通常、相補型回路に於いては、ｎチャネル・トラン
ジスタとｐチャネル・トランジスタとを組み合わせて成
り立っているのであるから、前記したような高速動作可
能なｎチャネル・トランジスタの他にｐチャネル・トラ
ンジスタが必要である。

【０００７】ところが、化合物半導体に於いては、本質
的に正孔の移動度が低く、高速動作可能なｐチャネル・
トランジスタは得られていないので、このようなｐチャ
ネル・トランジスタに前記ＨＥＭＴのような高速動作性
に優れたｎチャネル・トランジスタを組み合わせて相補
型回路を構成しても、その性能は、動作速度が低いｐチ
ャネル・トランジスタに依って制限されてしまう。

【０００８】前記したところから判るように、化合物半
導体を用いた相補型回路の高速動作性能を向上させる為
には、高速動作可能な化合物半導体ｐチャネル・トラン
ジスタを実現させなければならない。

【０００９】正孔の移動度が高い半導体としてはＧｅが
知られていて、これをｐチャネル・トランジスタの構成
材料として用いれば、化合物半導体からなるｎチャネル
・トランジスタには及ばないが、従来の技術に依るｐチ
ャネル・トランジスタに比較して遙に高速のものが得ら
れ、従って、Ｇｅを用いたｐチャネル・トランジスタと
従来のｎチャネル・トランジスタとを組み合わせれば、
高速動作可能な相補型回路を実現することができる。

【００１０】このようなｐチャネル・トランジスタを得
ようとする場合、三族−五族化合物半導体基板、例えば
ＧａＡｓ基板上に良質のＧｅ結晶を成長させることが必
要となるが、その実現には、種々と困難な問題がある。

【００１１】現在、ＭＢＥ法やＭＯＶＰＥ法は、原子層
単位で制御された結晶成長が可能であり、しかも、高純
度の結晶を成長させることができるので、ヘテロ接合を
利用した半導体装置などを製造する場合に広く利用され
ているところである。

【００１２】前記した結晶成長技術を適用して三族−五
族化合物半導体基板上にＧｅ層を成長させた場合、それ
等半導体材料の性質に起因して、結晶成長中に下地であ
る三族−五族化合物半導体の構成原子がＧｅ層中に偏析
或いは拡散し易い。

【００１３】Ｇｅ層内では、三族原子はｐ型不純物とし
て振る舞い、又、五族原子はｎ型不純物として振る舞
う。

【００１４】本発明者は、三族−五族化合物半導体基板
上にＧｅ層を成長させるに際し、下地である三族−五族
化合物半導体の表面五族／三族比を、０．５〜３．０、
好ましくは、０．５５〜２．０とすることに依り、下地
の原子がＧｅ層中で偏析するのを抑制できることを見出
した（要すれば、「特願平６−４３４９３号」、「第８
回ＭＢＥ国際会議、講演番号Ｂ１３−１」、「Ｊ．Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ １５０（１９９５）６４９
−６５３」などを参照）。尚、これを発明Ａと呼ぶこと
にする。

【００１５】前記現象は、三族−五族化合物半導体を成
長後、三族−五族化合物半導体表面の表面五族／三族比
を理想的には１にすると、その上にＧｅを成長させる
際、界面電荷の発生を抑えることが可能である為、下地
原子の偏析も抑制されるものと説明することができる。

【００１６】また、三族−五族化合物半導体のなかで最
も良く用いられている材料は、ＧａＡｓ基板に格子整合
する、ＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓであり、これ
等はＧｅとも格子整合する為、これ等の組み合わせが最
も有望視されている。

【００１７】特に、ＡｌＡｓは、ＧａＡｓに比較して結
合が強固である為、Ｇｅとのヘテロ接合を生成させるの
に適しているが、ＧａＡｓ基板上にＡｌＡｓを成長する
と、Ｇａ原子が偏析を起こし、ＡｌＡｓ表面に有限の量
のＧａが存在する為、純粋なＡｌＡｓ表面が得られな
い。

【００１８】そこで、本発明者は、Ｇａを除去して純粋
なＡｌＡｓ表面を得てからＧｅを成長する方法を提供し
た（要すれば、特願平７−１３４８５８号を参照）。
尚、これを発明Ｂと呼ぶことにする。

【００１９】更に、前記したような、族を異にする半導
体のヘテロ・エピタキシャル成長に於いては、雰囲気か
らの不所望のドーピングを防ぐ為、族の異なる半導体毎
に成長室を設けて成長を行うが、界面形成時の表面構造
制御の際、下地である一方の半導体の元素が他方の半導
体成長室を汚染するおそれがある。

【００２０】そこで、本発明者は、前記半導体成長室の
汚染を防止する為、表面構造制御の為の専用室、或い
は、表面構造制御の為の専用位置と遮蔽板を設けた装置
及び方法を提供した（要すれば特願平８−３３４０８号
を参照）。尚、これを発明Ｃと呼ぶことにする。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】前記説明した発明Ａ、
Ｂ、Ｃのうち、基本になっている発明Ａに於いて、挙げ
た幾つかの手段のうち、制御が最も容易であるのは、下
地である第一の化合物半導体（例えばＡｌＡｓ）の構成
元素のうち、蒸気圧が高い物質（Ａｓ）の表面組成を過
剰な状態にしてから、基板を第二の半導体（Ｇｅ）成長
室に搬送し、基板温度を上昇させ、蒸気圧が高い物質を
蒸発させることに依って表面構造制御を行う方法であっ
て、本発明者は、これまで、その方法を中心に研究を進
めてきた。

【００２２】然しながら、発明Ａ、Ｂ、Ｃのうち、発明
Ａ及びＢに依る条件を適用し、そして、発明Ｃに開示さ
れている装置、或いは、方法を適用して結晶成長を行っ
た場合、それ以前の技術に依った場合に比較し、格段に
良い結果が得られるものの、理想的なＧｅの特性は得ら
れていない。

【００２３】最近、下地の表面構造、Ｇｅの成長温度、
エピタキシャル成長したＧｅの結晶性、下地元素が偏析
する関係などについて厳密に調べたところ、全般的に種
々と解決しなければならない問題の存在が明らかになっ
た。

【００２４】本発明は、Ａｓ、Ｇａ、Ａｌの拡散、偏
析、雰囲気からの取り込み、Ｇｅの結晶性を個別に制御
し、特に、Ａｓの拡散、偏析、雰囲気からの取り込みを
抑制して高純度の半導体結晶を成長させることができる
ようにする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記したように、発明
Ａ、Ｂ、Ｃに依っては、理想的な特性のＧｅは得られな
かったが、その主たる理由として、それ等従来の発明に
於ける結晶成長条件が、表面構造制御の方法として、蒸
気圧が高い物質（Ａｓ）の表面組成が過剰な状態を出発
点とした場合の最適条件であり、又、その結果得られる
Ａｓ、Ｇａ、Ａｌの拡散、偏析、雰囲気からの取り込
み、Ｇｅの結晶性の全てのたしあわせに関する最適条件
であって、それ等を独立に制御した場合の最適条件では
なかったことが挙げられる。

【００２６】本発明者は、前記発明Ａ、Ｂ、Ｃについ
て、追試実験及び考究を加えた結果、発明Ａ、Ｂ、Ｃの
問題点が知得され、且つ、同時に該問題を解消する為の
手段も実現させたので、以下、それ等を取りまとめて説
明する。

【００２７】説明中では、本発明の原理を説明する為の
図である図１乃至図３を随時参照するので、先ず、それ
等の図について説明する。尚、図中、縦の破線は本発明
に依る最適条件を、また、縦の実線は従来の技術に於け
る最適条件をそれぞれ表している。

【００２８】図１（Ａ）はＧｅ中のＡｓの量とＡｌＡｓ
に於ける表面五族／三族比の関係を説明する為の線図で
あり、縦軸にＧｅ中のＡｓの量を、また、横軸にＡｌＡ
ｓの表面五族／三族比の逆数をそれぞれ採ってある。

【００２９】図１（Ｂ）はＧｅ中のＡｌ及びＧａの量と
ＡｌＡｓに於ける表面五族／三族比の関係を説明する為
の線図であり、縦軸にＧｅ中のＡｌ及びＧａの量を、ま
た、横軸にＡｌＡｓの表面五族／三族比の逆数をそれぞ
れ採ってある。

【００３０】図２（Ａ）はＧｅの結晶性と成長温度との
関係を説明する為の線図であり、縦軸にＧｅの結晶性
を、また、横軸に成長温度ををそれぞれ採ってある。
尚、結晶性の尺度としては、同一キャリヤ濃度に於ける
キャリヤ移動度を採ることができる。

【００３１】図２（Ｂ）はＧｅ中のＡｓの量（表面偏
析、拡散及び雰囲気から取り込まれる量）と成長温度の
関係を表す線図であり、縦軸にはＧｅ中のＡｓの量を、
また、横軸には成長温度をそれぞれ採ってある。

【００３２】図３はＧｅ中のＡｌ及びＧａの量と成長温
度との関係を表す線図であり、縦軸にはＧｅ中のＡｌ及
びＧａの量を、また、横軸には成長温度をそれぞれ採っ
てある。

【００３３】（１） 表面五族／三族比（構造）につい
て 図４はＡｌＡｓ上に成長したＧｅの正孔移動度、下地表
面構造、表面五族／三族比の関係を説明する為の線図で
あって、前記発明Ａに関連して開示されたものである。

【００３４】これについて、詳細に検討した結果、発明
Ａに於いて明らかにした界面電荷に依る説明の他、次の
諸点についても考慮を必要とすることが判った。

【００３５】即ち、Ｇｅ結晶を成長させる場合の下地に
含まれるＡｓは、拡散や偏析の源となる為、表面五族／
三族比は低い方が好ましいのであるが、表面構造制御を
行うに際し、Ｇｅ成長位置で、表面五族／三族比が高い
状態から、五族元素（Ａｓ）を蒸発させる手段を採った
場合、表面五族／三族比を低くすることは、その分、Ｇ
ｅ成長雰囲気がＡｓで汚染されることと同義であり、そ
のＡｓがＧｅ結晶層に取り込まれてしまう。

【００３６】この点は、本発明の原理を説明する為の線
図である図１（Ａ）を見ると明瞭に把握できよう。

【００３７】また、三族元素については、矢張り、下地
のＧａやＡｌが拡散や偏析の源となる為、その点から
は、表面五族／三族比は高い方が好ましいのであるが、
通常、ＡｌやＧａは、Ａｓに比較し、拡散や偏析は起こ
り難いので、表面五族／三族比が低くなっても、その影
響は小さい。

【００３８】更にまた、Ａｌ及びＡｓは、Ｇａと異な
り、界面電荷の影響は受け難く、図１（Ａ）及び（Ｂ）
に見られるように、表面五族／三族比の影響を受けるも
のであって、ＧａがないＡｌＡｓであれば、表面五族／
三族比が低くなっても、影響は一段と少なくなる。

【００３９】前記した表面五族／三族比（構造）につい
て知得したところをまとめると、表面構造制御を行なう
場合、Ｇｅ成長位置で五族元素（Ａｓ）を蒸発させる手
段を用いなければ、Ｇｅ成長前の表面五族／三族比を低
くすることができる為、拡散や偏析に依るＡｓ濃度を下
げることができる。表面五族／三族比を低くすると、Ａ
ｌ及びＧａの拡散や偏析は増加するがＡｓに比較すれば
少なく、また、ＧａがないＡｌＡｓにすれば、表面五族
／三族比を低くしても、拡散や偏析の増加は更に少なく
なる。

【００４０】（２） 成長温度について 図５は（５×４）ＡｌＡｓ上に成長したＧｅに於ける正
孔移動度の成長温度依存性を表す線図であり、この図か
らすると、（５×４）ＡｌＡｓ上の最適成長温度は１５
０〔℃〕であるが、図２（Ａ）に見られるように、Ｇｅ
の結晶性の点からすると高い方が良い。尚、図５に見ら
れる最適成長温度は、測定装置や測定方法で異なる為、
その値は絶対的なものではなく、Ｇｅの特性が成長温度
について山型の依存性を示すので、そのピークを与える
温度である旨の程度に認識すれば良い。

【００４１】図２（Ａ）に見られるように、Ｇｅの結晶
性の点で結晶成長温度は高い方が好ましいが、図２
（Ｂ）及び図３に見られるように、各元素の拡散や偏析
は、高温で顕著になるので、その点からすると低温の方
が良い。

【００４２】図２（Ｂ）からすると、Ｇｅ成長雰囲気に
Ａｓが存在する場合、成長温度を低くすると、雰囲気か
らのＡｓの取り込みが顕著になる。

【００４３】成長温度に関しては、前記したところのた
し合わせに依って、成長されたＧｅが図５に見られるよ
うな特性を示すことになる。

【００４４】前記（１）の、表面五族／三族比（構造）
について、の項で記述したように、雰囲気からのＡｓの
取り込みを増加させることなく、表面五族／三族比が低
い表面にＧｅを成長させることができれば、Ａｓの量は
減少し、従って、成長温度を上昇させることができる。

【００４５】Ｇｅの成長温度を上げた場合、Ａｌ、Ｇａ
の拡散や偏析は増加するが、Ａｓに比較すれば影響は小
さく、そして、下地としてＧａがないＡｌＡｓを用いれ
ば、拡散や偏析の増加は更に小さくなる。

【００４６】又、ＡｌＡｓを用いた場合、ＡｓとＡｌの
結合は、ＡｓとＧａの結合と比較して切れ難いので、Ａ
ｓの拡散や偏析も抑制されることになり、従って、成長
温度を一段と高くすることができる。

【００４７】Ｇｅはｐ型トランジスタの材料として用い
ることが目的であるから、ｎ型ドーパントとなるＡｓが
拡散、偏析したり、或いは、雰囲気から取り込まれたり
した場合、正孔移動度の低下に結び付くことは云うまで
もない。

【００４８】前記したところから、本発明に依る半導体
結晶成長方法に於いては、（１）三族−五族専用成長室
内に基板をセットしてＧｅを成長させる下地となるＡｌ
Ａｓを形成する工程と、次いで、前記ＡｌＡｓを加熱し
て表面の五族／三族比が（３×２）構造を越えない０．
５未満となるように表面構造を制御する工程と、次い
で、前記ＡｌＡｓの温度を低下させることなく前記表面
構造を維持したまま前記基板をＧｅ専用成長室内に搬送
して前記ＡｌＡｓ上にＧｅを成長させる工程とが含まれ
てなることを特徴とするか、又は、

【００４９】（２）三族−五族専用成長室内に基板をセ
ットしてＧｅを成長させる下地となるＡｌＡｓを表面の
五族／三族比が必要とされる表面構造の五族／三族比に
比較して高い状態に形成する工程と、次いで、前記基板
をＧｅ専用成長室内に搬送し前記ＡｌＡｓの表面にＡｌ
を照射して表面の五族／三族比が（３×２）構造を越え
ない０．５未満となるように表面構造を制御してから前
記ＡｌＡｓ上にＧｅを成長させる工程とが含まれてなる
ことを特徴とするか、又は、

【００５０】（３）前記（２）に於いて、表面構造を制
御する為のＡｌの照射をＧｅ成長雰囲気から遮蔽された
表面構造制御専用の場所で行なうことを特徴とするか、
又は、

【００５１】（４）前記（１）乃至（３）の何れか１に
於いて、表面構造を制御する工程に入る前にＧａが蒸発
し且つＡｌＡｓが蒸発しない温度に昇温してＡｌＡｓ表
面のＧａを除去する工程が含まれてなることを特徴とす
る。

【００５２】前記手段を採ることに依り、本発明に依れ
ば、Ｇｅを成長させる下地の表面構造をＡｓが少ないも
のにすることができるので、Ｇｅ中へのＡｓの拡散や偏
析を抑制することができ、しかも、Ｇｅの結晶性を向上
させるのに有効な高温で成長させることができる。

【００５３】また、Ｇｅの成長位置に於いてＡｓを蒸発
させて所定の表面構造を得るような手段は採らないか
ら、成長雰囲気がＡｓで汚染されることは無くなり、従
って、Ｇｅの成長中に成長雰囲気からＡｓが取り込まれ
ることも起こらない。

【００５４】更にまた、Ｇｅを成長させる下地として、
Ｇａを除去したＡｌＡｓを用いることに依って、Ａｌに
比較して拡散及び偏析し易いＧａが無くなり、そして、
下地に於けるＡｓはＡｌと結合しているので、Ｇｅ中に
拡散及び偏析することは抑制され、しかも、ＡｌはＧａ
に比較して界面電荷の影響は受け難いので、Ｇｅの結晶
性を向上させるのに有効な高温での結晶成長を行なうこ
とができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１ （１） 半絶縁性ＧａＡｓ基板を三族／五族化合物半導
体専用成長室内にセットし、酸化膜を除去してから、Ｍ
ＢＥ（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘ
ｙ）法を適用することに依って、基板温度を６４０
〔℃〕、成長速度を０．７〔μｍ／時間〕として、厚さ
が３５０〔Å〕のノンドープＧａＡｓからなる第一のバ
ッファ層を形成する。

【００５６】（２） 引き続き、成長速度を０．３〔μ
ｍ／時間〕として、厚さが５０〔Å〕のノンドープＡｌ
Ａｓからなる第二のバッファ層を形成する。

【００５７】（３） 引き続き、Ａｓを照射することな
く、基板温度を６５０〔℃〕にすることで、第二のバッ
ファ層の表面構造を（３×２）構造とする。

【００５８】（４） 基板温度を低下させることなく、
基板をＧｅ専用成長室に搬送し、そこで基板温度（成長
温度）を１５０〔℃〕に低下させてから厚さが３０００
〔Å〕のＧｅ層を成長させる。

【００５９】ここで、基板温度を低下させることなく、
基板をＧｅ専用成長室に搬送することは、第二のバッフ
ァ層に於ける表面構造の制御状態を維持し、余分なＡｓ
が付着しないようにする為に極めて重要である。

【００６０】前記のようにして成長したＧｅ層の正孔移
動度は８５０〔ｃｍ² ／Ｖｓ〕であったが、成長温度を
１７５〔℃〕にした場合には、正孔移動度が９５０〔ｃ
ｍ²／Ｖｓ〕になった。尚、正孔移動度の測定は、ファ
ン・デア・パウ（Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ）法を適用
して室温で実施した。

【００６１】このように、Ｇｅの成長温度を（５×４）
構造のＡｌＡｓ上に成長させる際の最適成長温度である
１５０〔℃〕（図５参照）よりも高い温度、例えば、１
７５〔℃〕にすれば正孔移動度は確実に向上する。

【００６２】前記実施の形態１では、ＡｌＡｓからなる
第二のバッファ層表面からＧａを蒸発させる処理は行な
っていないのであるが、それでも、前記したように、正
孔移動度を向上させることができた。

【００６３】実施の形態２ （１） 実施の形態１と同様にして、半絶縁性ＧａＡｓ
基板上に第一のバッファ層を形成する。

【００６４】（２） 実施の形態１と同様にして、第一
のバッファ層上に第二のバッファ層を形成するが、この
場合、第二のバッファ層に於ける表面構造を表面五族／
三族比が高い状態となるようにする。

【００６５】具体的には、第二のバッファ層を成長した
後、Ａｓを照射したまま、基板温度を低下させる。

【００６６】これに依って、表面にＡｓが被着して表面
五族／三族比が高くなるのであるが、Ａｓの被着は最小
限にした方が良い。

【００６７】従って、表面五族／三族比が０．５を越え
る表面、即ち、（３×２）構造から（２×４）構造に変
化する温度まで低下させてから搬送する。

【００６８】（３） 基板をＡｌ分子線源を設けたＧｅ
専用成長室に搬送し、表面五族／三族比が高いノンドー
プＡｌＡｓからなる第二のバッファ層の表面にＡｌを供
給して表面構造の制御を行なって（３×２）構造とす
る。

【００６９】この場合、Ｇｅ専用成長室内にＧｅ成長雰
囲気と遮蔽された表面構造制御専用の場所を設け、そこ
で処理を行なうと良い。

【００７０】（４） 実施の形態１と同様にして、第二
のバッファ層上にＧｅ層の成長を行なう。

【００７１】実施の形態３ （１） 実施の形態１と同様にして、第一のバッファ層
及び第二のバッファ層を形成する。

【００７２】（２） 引き続き、Ａｓを照射することな
く、基板温度を７５０〔℃〕とすることに依ってＧａを
蒸発させ、第二のバッファ層の表面構造を（３×２）構
造とする。

【００７３】（４） 基板温度を低下させることなく、
基板をＧｅ専用成長室に搬送し、そこで基板温度（成長
温度）を１５０〔℃〕に低下させてから厚さが３０００
〔Å〕のＧｅ層を成長させる。

【００７４】前記のようにして成長したＧｅ層の正孔移
動度は１０００〔ｃｍ² ／Ｖｓ〕であり、成長温度を１
７５〔℃〕にした場合は、正孔移動度が１１００〔ｃｍ
² ／Ｖｓ〕であった。

【００７５】

【発明の効果】本発明に依る半導体結晶成長方法に於い
ては、三族−五族専用成長室内で基板上にＡｌＡｓを形
成し、ＡｌＡｓを加熱したり、或いは、表面にＡｌを照
射するなどして表面の五族／三族比が（３×２）構造を
越えない０．５未満となるように表面構造の制御を行
い、その表面構造を維持したままＡｌＡｓ上にＧｅを成
長させる。

【００７６】前記構成を採ることに依り、本発明に依れ
ば、Ｇｅを成長させる下地の表面構造をＡｓが少ないも
のにすることができるので、Ｇｅ中へのＡｓの拡散や偏
析を抑制することができ、しかも、Ｇｅの結晶性を向上
させるのに有効な高温で成長させることができる。

【００７７】また、Ｇｅの成長位置に於いてＡｓを蒸発
させて所定の表面構造を得るような手段は採らないか
ら、成長雰囲気がＡｓで汚染されることは無くなり、従
って、Ｇｅの成長中に成長雰囲気からＡｓが取り込まれ
ことも起こらない。

【００７８】更にまた、Ｇｅを成長させる下地として、
Ｇａを除去したＡｌＡｓを用いることに依って、Ａｌに
比較して拡散及び偏析し易いＧａが無くなり、そして、
下地に於けるＡｓはＡｌと結合しているので、Ｇｅ中に
拡散及び偏析することは抑制され、しかも、ＡｌはＧａ
に比較して界面電荷の影響は受け難いので、Ｇｅの結晶
性を向上させるのに有効な高温での結晶成長を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する為の線図である。

【図２】本発明の原理を説明する為の線図である。

【図３】本発明の原理を説明する為の線図である。

【図４】ＡｌＡｓ上に成長したＧｅの正孔移動度、下地
表面構造、表面五族／三族比の関係を説明する為の線図
である。

【図５】（５×４）ＡｌＡｓ上に成長したＧｅに於ける
正孔移動度の成長温度依存性を表す線図である。

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 29/812

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三族−五族専用成長室内に基板をセットし
   てＧｅを成長させる下地となるＡｌＡｓを形成する工程
   と、 次いで、前記ＡｌＡｓを加熱して表面の五族／三族比が
   （３×２）構造を越えない０．５未満となるように表面
   構造を制御する工程と、 次いで、前記ＡｌＡｓの温度を低下させることなく前記
   表面構造を維持したまま前記基板をＧｅ専用成長室内に
   搬送して前記ＡｌＡｓ上にＧｅを成長させる工程とが含
   まれてなることを特徴とする半導体結晶成長方法。
2. 【請求項２】三族−五族専用成長室内に基板をセットし
   てＧｅを成長させる下地となるＡｌＡｓを表面の五族／
   三族比が必要とされる表面構造の五族／三族比に比較し
   て高い状態に形成する工程と、 次いで、前記基板をＧｅ専用成長室内に搬送し前記Ａｌ
   Ａｓの表面にＡｌを照射して表面の五族／三族比が（３
   ×２）構造を越えない０．５未満となるように表面構造
   を制御してから前記ＡｌＡｓ上にＧｅを成長させる工程
   とが含まれてなることを特徴とする半導体結晶成長方
   法。
3. 【請求項３】表面構造を制御する為のＡｌの照射をＧｅ
   成長雰囲気から遮蔽された表面構造制御専用の場所で行
   なうことを特徴とする請求項２記載の半導体結晶成長方
   法。
4. 【請求項４】表面構造を制御する工程に入る前にＧａが
   蒸発し且つＡｌＡｓが蒸発しない温度に昇温してＡｌＡ
   ｓ表面のＧａを除去する工程が含まれてなることを特徴
   とする請求項１乃至３の何れか１記載の半導体結晶成長
   方法。