JPH11214316A - 半導体の製造方法 - Google Patents
半導体の製造方法Info
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- JPH11214316A JPH11214316A JP1669598A JP1669598A JPH11214316A JP H11214316 A JPH11214316 A JP H11214316A JP 1669598 A JP1669598 A JP 1669598A JP 1669598 A JP1669598 A JP 1669598A JP H11214316 A JPH11214316 A JP H11214316A
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- bismuth
- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来よりも低い温度で半導体材料の成長が可能
で、かつ原料ガス気流中もしくは基板表面との反応性の
低い原料ガスを用いて、ガリウムとビスマスを少なくと
も含む良質の半導体材料を歩留まり良く製造する。 【解決手段】有機金属を用いた気相成長法により、ガリ
ウムとビスマスを少なくとも含む半導体材料を成長する
方法において、ガリウムの原料として、トリイソプロピ
ルガリウムを用いる。特に、良質のＧａＩｎＡｓＢｉ混
晶またはＧａＡｓＳｂＢｉ混晶等が効率良く得られる。
で、かつ原料ガス気流中もしくは基板表面との反応性の
低い原料ガスを用いて、ガリウムとビスマスを少なくと
も含む良質の半導体材料を歩留まり良く製造する。 【解決手段】有機金属を用いた気相成長法により、ガリ
ウムとビスマスを少なくとも含む半導体材料を成長する
方法において、ガリウムの原料として、トリイソプロピ
ルガリウムを用いる。特に、良質のＧａＩｎＡｓＢｉ混
晶またはＧａＡｓＳｂＢｉ混晶等が効率良く得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＯＶＰＥ法（有
機金属を用いた気相成長法）による半導体材料の成長方
法に係り、特に光通信等に用いられる半導体混晶の製造
方法に関する。
機金属を用いた気相成長法）による半導体材料の成長方
法に係り、特に光通信等に用いられる半導体混晶の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機金属を用いた気相成長は、良質の半
導体層を容易に得ることができるために、III−Ｖ族半
導体混晶を得るための手段として広く用いられている。
そして、ガリウムの原料としては、トリメチルガリウム
またはトリエチルガリウムが用いられ成功をおさめてき
ている。一方、光通信の高度な発展に寄与すべく、温度
が変化してもその発振波長があまり変化しない半導体レ
ーザを得るため、特願平７−１４９８６５号（特開平９
−８４０５号公報）に記載されているように、ＧａＩｎ
ＡｓＢｉ混晶等のガリウムとビスマスを含む混晶の開発
が望まれている。このようなビスマスを含む混晶は、熱
平衡状態では相分離を起こしてしまうので、これを得る
ためには通常よりも１００℃から２００℃低い温度で成
長を行う必要があるが、ガリウムの原料として従来用い
られてきたトリメチルガリウムは５００℃以下の温度で
は、ほとんど分解しないので、ビスマスを含む混晶の成
長に用いることができなかった。また、トリエチルガリ
ウムは５００℃以下の温度でも、かなり分解し、ＧａＡ
ｓあるいはＧａＩｎＡｓ混晶半導体の成長には適用可能
であるが、ビスマスの原料となるトリメチルビスマス
と、ガス流中もしくは基板表面で反応して、ビスマスが
混晶中に取り込まれないという問題があった。
導体層を容易に得ることができるために、III−Ｖ族半
導体混晶を得るための手段として広く用いられている。
そして、ガリウムの原料としては、トリメチルガリウム
またはトリエチルガリウムが用いられ成功をおさめてき
ている。一方、光通信の高度な発展に寄与すべく、温度
が変化してもその発振波長があまり変化しない半導体レ
ーザを得るため、特願平７−１４９８６５号（特開平９
−８４０５号公報）に記載されているように、ＧａＩｎ
ＡｓＢｉ混晶等のガリウムとビスマスを含む混晶の開発
が望まれている。このようなビスマスを含む混晶は、熱
平衡状態では相分離を起こしてしまうので、これを得る
ためには通常よりも１００℃から２００℃低い温度で成
長を行う必要があるが、ガリウムの原料として従来用い
られてきたトリメチルガリウムは５００℃以下の温度で
は、ほとんど分解しないので、ビスマスを含む混晶の成
長に用いることができなかった。また、トリエチルガリ
ウムは５００℃以下の温度でも、かなり分解し、ＧａＡ
ｓあるいはＧａＩｎＡｓ混晶半導体の成長には適用可能
であるが、ビスマスの原料となるトリメチルビスマス
と、ガス流中もしくは基板表面で反応して、ビスマスが
混晶中に取り込まれないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術における問題点を解消し、従来よりも低い温度
で半導体材料の成長が可能で、かつ原料ガス気流中もし
くは基板表面との反応性の低い原料ガスを用いて、ガリ
ウムとビスマスを少なくとも含む良質の半導体材料を歩
留まり良く製造することができる半導体の製造方法を提
供することにある。
従来技術における問題点を解消し、従来よりも低い温度
で半導体材料の成長が可能で、かつ原料ガス気流中もし
くは基板表面との反応性の低い原料ガスを用いて、ガリ
ウムとビスマスを少なくとも含む良質の半導体材料を歩
留まり良く製造することができる半導体の製造方法を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は基本的にガリウムの原料化合物としてトリ
イソプロピルガリウムを用いることを特徴とするもので
あり、このトリイソプロピルガリウムを原料ガスとして
用いることによって、従来の成長温度よりも低い温度で
半導体の混晶層を成長させることができ、Ｂｉ（ビスマ
ス）を含む良質の混晶層を効率良く得ることができる利
点があるものである。本発明は請求項１に記載のよう
に、有機金属を用いた気相成長法により、ガリウムとビ
スマスを少なくとも含む半導体材料を成長する方法にお
いて、上記ガリウムの原料として、トリイソプロピルガ
リウムを用いる半導体の製造方法とするものである。ま
た、本発明は請求項２に記載のように、請求項１におい
て、ガリウムとビスマスを少なくとも含む半導体材料は
ＧａＩｎＡｓＢｉとする半導体の製造方法とするもので
ある。また、本発明は請求項３に記載のように、請求項
１において、ガリウムとビスマスを少なくとも含む半導
体材料はＧａＡｓＳｂＢｉとする半導体の製造方法とす
るものである。
に、本発明は基本的にガリウムの原料化合物としてトリ
イソプロピルガリウムを用いることを特徴とするもので
あり、このトリイソプロピルガリウムを原料ガスとして
用いることによって、従来の成長温度よりも低い温度で
半導体の混晶層を成長させることができ、Ｂｉ（ビスマ
ス）を含む良質の混晶層を効率良く得ることができる利
点があるものである。本発明は請求項１に記載のよう
に、有機金属を用いた気相成長法により、ガリウムとビ
スマスを少なくとも含む半導体材料を成長する方法にお
いて、上記ガリウムの原料として、トリイソプロピルガ
リウムを用いる半導体の製造方法とするものである。ま
た、本発明は請求項２に記載のように、請求項１におい
て、ガリウムとビスマスを少なくとも含む半導体材料は
ＧａＩｎＡｓＢｉとする半導体の製造方法とするもので
ある。また、本発明は請求項３に記載のように、請求項
１において、ガリウムとビスマスを少なくとも含む半導
体材料はＧａＡｓＳｂＢｉとする半導体の製造方法とす
るものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を用いて、さらに詳細に説明する。 〈実施の形態１〉図１は、本発明の半導体の製造方法に
用いる半導体混晶の成長装置の構成の一例を示す模式図
である。III族元素としては、ガリウム（Ｇａ）とイン
ジウム（Ｉｎ）、Ｖ族元素としてヒ素（Ａｓ）とビスマ
ス（Ｂｉ）を含むＧａＩｎＡｓＢｉ混晶を成長するため
の装置であり、水素をキャリアガスとして用いる通常の
ＭＯＶＰＥ成長装置である。このＭＯＶＰＥ成長装置の
特徴としては、III族元素を供給するライン１１と、Ｖ
族元素を供給するライン１２は別々に設置され、石英反
応管１の直前で合流されていること、ヒ素（Ａｓ）の原
料化合物には、低温で分解するターシャリブチルアルシ
ン１０を用いていることである。そして、ガリウムの原
料化合物には、トリイソプロピルガリウム８を使用して
いる。このトリイソプロピルガリウム８は室温で液体で
あり、他のＭＯＶＰＥ成長原料化合物と同じく、これを
収容したバブラーに、ＭＦＣ（マスフローコントロー
ラ：流量調節器）によって、所定量の水素ガスを通過さ
せることにより、設定量のガリウム元素を成長装置に供
給することができる。このトリイソプロピルガリウム８
は、ビスマスの原料化合物であるトリメチルビスマス９
と反応しないので、制御性良くビスマスを含む混晶を成
長させることができる。成長条件の一例を示すと、III
族元素を供給するライン１１に、３.７５リットル／min
の水素と、１０μmol／minにトリメチルインジウム７、
１８μmol／minのトリイソプロピルガリウム８を流し、
Ｖ族元素を供給するライン１２に、３.７５リットル／m
inの水素と、１８０μmol／minのターシャリブチルアル
シン１０、３μmol／minのトリメチルビスマス９を流す
ことによって、基板（ＩｎＰ）３上に、良質のＧａ0.47
Ｉｎ0.53Ａｓ0.98Ｂｉ0.02混晶を歩留まり良く成長させ
ることができた。
面を用いて、さらに詳細に説明する。 〈実施の形態１〉図１は、本発明の半導体の製造方法に
用いる半導体混晶の成長装置の構成の一例を示す模式図
である。III族元素としては、ガリウム（Ｇａ）とイン
ジウム（Ｉｎ）、Ｖ族元素としてヒ素（Ａｓ）とビスマ
ス（Ｂｉ）を含むＧａＩｎＡｓＢｉ混晶を成長するため
の装置であり、水素をキャリアガスとして用いる通常の
ＭＯＶＰＥ成長装置である。このＭＯＶＰＥ成長装置の
特徴としては、III族元素を供給するライン１１と、Ｖ
族元素を供給するライン１２は別々に設置され、石英反
応管１の直前で合流されていること、ヒ素（Ａｓ）の原
料化合物には、低温で分解するターシャリブチルアルシ
ン１０を用いていることである。そして、ガリウムの原
料化合物には、トリイソプロピルガリウム８を使用して
いる。このトリイソプロピルガリウム８は室温で液体で
あり、他のＭＯＶＰＥ成長原料化合物と同じく、これを
収容したバブラーに、ＭＦＣ（マスフローコントロー
ラ：流量調節器）によって、所定量の水素ガスを通過さ
せることにより、設定量のガリウム元素を成長装置に供
給することができる。このトリイソプロピルガリウム８
は、ビスマスの原料化合物であるトリメチルビスマス９
と反応しないので、制御性良くビスマスを含む混晶を成
長させることができる。成長条件の一例を示すと、III
族元素を供給するライン１１に、３.７５リットル／min
の水素と、１０μmol／minにトリメチルインジウム７、
１８μmol／minのトリイソプロピルガリウム８を流し、
Ｖ族元素を供給するライン１２に、３.７５リットル／m
inの水素と、１８０μmol／minのターシャリブチルアル
シン１０、３μmol／minのトリメチルビスマス９を流す
ことによって、基板（ＩｎＰ）３上に、良質のＧａ0.47
Ｉｎ0.53Ａｓ0.98Ｂｉ0.02混晶を歩留まり良く成長させ
ることができた。
【０００６】〈実施の形態２〉上記実施の形態１では、
図１に示すように、III族元素としてガリウム（Ｇａ）
とインジウム（Ｉｎ）、Ｖ族元素としてヒ素（Ａｓ）と
ビスマス（Ｂｉ）を含むＧａＩｎＡｓＢｉ混晶を成長す
る例を挙げたが、本実施の形態では、図２に示すよう
に、III族元素としてガリウム（Ｇａ）のみ、Ｖ族元素
としてヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス
（Ｂｉ）を含むＧａＡｓＳｂＢｉ混晶を成長するための
成長装置の構成の一例を示す。ＧａＡｓＳｂＢｉ混晶を
成長するための原料化合物として、Ｖ族元素のアンチモ
ン（Ｓｂ）はトリメチルアンチモンを用い、他のIII族
元素のガリウム（Ｇａ）、Ｖ族元素のヒ素（Ａｓ）およ
びビスマス（Ｂｉ）は、実施の形態１と同じ原料化合物
を用いた。また、その他のＧａＡｓＳｂＢｉ混晶の成長
条件は、上記実施の形態１とほぼ同様の条件で行ったと
ころ、基板３上に、良質のＧａＡｓ0.5Ｓｂ0.48Ｂｉ
0.02混晶を歩留まり良く成長させることができた。
図１に示すように、III族元素としてガリウム（Ｇａ）
とインジウム（Ｉｎ）、Ｖ族元素としてヒ素（Ａｓ）と
ビスマス（Ｂｉ）を含むＧａＩｎＡｓＢｉ混晶を成長す
る例を挙げたが、本実施の形態では、図２に示すよう
に、III族元素としてガリウム（Ｇａ）のみ、Ｖ族元素
としてヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス
（Ｂｉ）を含むＧａＡｓＳｂＢｉ混晶を成長するための
成長装置の構成の一例を示す。ＧａＡｓＳｂＢｉ混晶を
成長するための原料化合物として、Ｖ族元素のアンチモ
ン（Ｓｂ）はトリメチルアンチモンを用い、他のIII族
元素のガリウム（Ｇａ）、Ｖ族元素のヒ素（Ａｓ）およ
びビスマス（Ｂｉ）は、実施の形態１と同じ原料化合物
を用いた。また、その他のＧａＡｓＳｂＢｉ混晶の成長
条件は、上記実施の形態１とほぼ同様の条件で行ったと
ころ、基板３上に、良質のＧａＡｓ0.5Ｓｂ0.48Ｂｉ
0.02混晶を歩留まり良く成長させることができた。
【０００７】
【発明の効果】本発明の半導体の製造方法によれば、有
機金属気相成長法によって、ガリウムとビスマスを少な
くとも含む所望の組成で、かつ良質の半導体材料を効率
良く製造できる利点がある。
機金属気相成長法によって、ガリウムとビスマスを少な
くとも含む所望の組成で、かつ良質の半導体材料を効率
良く製造できる利点がある。
【図１】本発明の実施の形態１において半導体材料の製
造に用いた半導体混晶成長装置の構成の一例を示す模式
図。
造に用いた半導体混晶成長装置の構成の一例を示す模式
図。
【図２】本発明の実施の形態２において半導体材料の製
造に用いた半導体混晶成長装置の構成の一例を示す模式
図。
造に用いた半導体混晶成長装置の構成の一例を示す模式
図。
１…石英反応管 ２…サセプタ（試料保持および加熱手段） ３…基板 ４…フィルタ ５…真空ポンプ ６…廃ガスラインへ ７…トリメチルインジウム ８…トリイソプロピルガリウム ９…トリメチルビスマス １０…ターシャリブチルアルシン １１…III族元素を供給するライン １２…Ｖ族元素を供給するライン １３…トリメチルアンチモン
Claims (3)
- 【請求項１】有機金属を用いた気相成長法により、ガリ
ウムとビスマスを少なくとも含む半導体材料を成長する
方法において、上記ガリウムの原料として、トリイソプ
ロピルガリウムを用いることを特徴とする半導体の製造
方法。 - 【請求項２】請求項１において、ガリウムとビスマスを
少なくとも含む半導体材料は、ＧａＩｎＡｓＢｉである
ことを特徴とする半導体の製造方法。 - 【請求項３】請求項１において、ガリウムとビスマスを
少なくとも含む半導体材料は、ＧａＡｓＳｂＢｉである
ことを特徴とする半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01669598A JP3406504B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01669598A JP3406504B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 半導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214316A true JPH11214316A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3406504B2 JP3406504B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=11923441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01669598A Expired - Fee Related JP3406504B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406504B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165375A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体薄膜構造とその製造方法 |
| US8553085B2 (en) | 2004-06-04 | 2013-10-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Situation monitoring device and situation monitoring system |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP01669598A patent/JP3406504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8553085B2 (en) | 2004-06-04 | 2013-10-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Situation monitoring device and situation monitoring system |
| JP2006165375A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体薄膜構造とその製造方法 |
| JP4545573B2 (ja) * | 2004-12-09 | 2010-09-15 | 日本電信電話株式会社 | 半導体薄膜構造とその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3406504B2 (ja) | 2003-05-12 |
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