JPH1167667A - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法 - Google Patents
Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法Info
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- JPH1167667A JPH1167667A JP21686997A JP21686997A JPH1167667A JP H1167667 A JPH1167667 A JP H1167667A JP 21686997 A JP21686997 A JP 21686997A JP 21686997 A JP21686997 A JP 21686997A JP H1167667 A JPH1167667 A JP H1167667A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板上に、砒素及び燐をＶ族元素とす
るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、半導体基板上
に、ＩＩＩ族元素原料ガスと砒素の原料ガス及び燐の原
料ガスでなるＶ族元素原料ガスとを供給して、いわゆる
ＭＯＣＶＤ法によって、気相成長させるにつき、Ｖ族元
素原料ガス中の燐の原料ガスの利用率を向上させる。 【解決手段】 半導体基板上に、ＩＩＩ族元素原料ガス
及びＶ族元素原料ガスを上記のように供給するのに加
え、ハロゲン元素を含むハロゲン元素含有ガスを、Ｖ族
元素原料ガス中の燐の原料ガスの気相分解反応を促進さ
せる気相分解反応促進用ガスとして供給する。
るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、半導体基板上
に、ＩＩＩ族元素原料ガスと砒素の原料ガス及び燐の原
料ガスでなるＶ族元素原料ガスとを供給して、いわゆる
ＭＯＣＶＤ法によって、気相成長させるにつき、Ｖ族元
素原料ガス中の燐の原料ガスの利用率を向上させる。 【解決手段】 半導体基板上に、ＩＩＩ族元素原料ガス
及びＶ族元素原料ガスを上記のように供給するのに加
え、ハロゲン元素を含むハロゲン元素含有ガスを、Ｖ族
元素原料ガス中の燐の原料ガスの気相分解反応を促進さ
せる気相分解反応促進用ガスとして供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に、
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアルミニウ
ム（Ａｌ）の全てまたはそれら中の１つもしくは複数を
ＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元
素とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、半導体基
板上に、インジウム（Ｉｎ）の原料ガス、ガリウム（Ｇ
ａ）の原料ガス及びアルミニウム（Ａｌ）の原料ガスの
全てまたはそれら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素
原料ガスとして供給するとともに、砒素（Ａｓ）の原料
ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスをＶ族元素原料ガスとして
供給し、そして、上記ＩＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ
族元素原料ガスのそれぞれに気相分解反応を伴わせるこ
とによって、気相成長させるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
結晶層の気相成長法に関する。
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアルミニウ
ム（Ａｌ）の全てまたはそれら中の１つもしくは複数を
ＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元
素とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、半導体基
板上に、インジウム（Ｉｎ）の原料ガス、ガリウム（Ｇ
ａ）の原料ガス及びアルミニウム（Ａｌ）の原料ガスの
全てまたはそれら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素
原料ガスとして供給するとともに、砒素（Ａｓ）の原料
ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスをＶ族元素原料ガスとして
供給し、そして、上記ＩＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ
族元素原料ガスのそれぞれに気相分解反応を伴わせるこ
とによって、気相成長させるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
結晶層の気相成長法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体基板上に、インジウム（Ｉ
ｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全
てまたはそれら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素と
し、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とする５元の
ＩｎＧａＡｌＡｓＰ系、または４元のＩｎＧａＡｓＰ
系、ＩｎＡｌＡｓＰ系またはＧａＡｌＡｓＰ系、もしく
は３元のＩｎＡｓＰ系、ＧａＡｓＰ系またはＡｌＡｓＰ
系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が形成されて
いる構成を有する半導体装置が種々提案されている。
ｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全
てまたはそれら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素と
し、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とする５元の
ＩｎＧａＡｌＡｓＰ系、または４元のＩｎＧａＡｓＰ
系、ＩｎＡｌＡｓＰ系またはＧａＡｌＡｓＰ系、もしく
は３元のＩｎＡｓＰ系、ＧａＡｓＰ系またはＡｌＡｓＰ
系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が形成されて
いる構成を有する半導体装置が種々提案されている。
【０００３】このような半導体装置は、そのＩｎＧａＡ
ｌＡｓＰ系、または４元のＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＡｌ
ＡｓＰ系またはＧａＡｌＡｓＰ系、もしくは３元のＩｎ
ＡｓＰ系、ＧａＡｓＰ系またはＡｌＡｓＰ系でなるＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層が光通信に広く用いられて
いる１．３〜１．６μｍの波長を有する光信号に効果的
に応答し得ることから、そのような光信号に応答し得る
半導体装置として広く用いられている。
ｌＡｓＰ系、または４元のＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＡｌ
ＡｓＰ系またはＧａＡｌＡｓＰ系、もしくは３元のＩｎ
ＡｓＰ系、ＧａＡｓＰ系またはＡｌＡｓＰ系でなるＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層が光通信に広く用いられて
いる１．３〜１．６μｍの波長を有する光信号に効果的
に応答し得ることから、そのような光信号に応答し得る
半導体装置として広く用いられている。
【０００４】従来、そのような半導体装置を製造すべ
く、半導体基板上にインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇ
ａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれら中の
１つもしくは複数をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及
び燐（Ｐ）をＶ族元素とするＩｎＧａＡｌＡｓＰ系でな
るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、上記半導体基板
上に、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアル
ミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれら中の１つもしくは
複数をＩＩＩ族元素原料ガスとして供給するとともに、
砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスをＶ族
元素原料ガスとして供給し、そして、上記ＩＩＩ族元素
ガス及び上記Ｖ族元素ガスのそれぞれに気相分解反応を
伴わせることによって、気相成長させる、という、いわ
ゆるＭＯＣＶＤ法（メタル オーガニック ケミカル
ベーバー デポジション法（金属有機化学気相堆積
法））によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成
長法が提案されている。
く、半導体基板上にインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇ
ａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれら中の
１つもしくは複数をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及
び燐（Ｐ）をＶ族元素とするＩｎＧａＡｌＡｓＰ系でな
るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、上記半導体基板
上に、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアル
ミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれら中の１つもしくは
複数をＩＩＩ族元素原料ガスとして供給するとともに、
砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスをＶ族
元素原料ガスとして供給し、そして、上記ＩＩＩ族元素
ガス及び上記Ｖ族元素ガスのそれぞれに気相分解反応を
伴わせることによって、気相成長させる、という、いわ
ゆるＭＯＣＶＤ法（メタル オーガニック ケミカル
ベーバー デポジション法（金属有機化学気相堆積
法））によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成
長法が提案されている。
【０００５】いま、そのようなＭＯＣＶＤ法によるＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例を、
「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法
の具体例」であるとして述べれば、半導体基板上に、イ
ンジウム（Ｉｎ）及びガリウム（Ｇａ）をＩＩＩ族元素
とし、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とする４元
のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶層を、上記半導体基板上に、トリメチルインジウム、
トリエチルインジウムなどでなるインジウム（Ｉｎ）の
原料ガスとトリメチルガリウム、トリエチルガリウムな
どでなるガリウム（Ｇａ）の原料ガスとをＩＩＩ族元素
原料ガスとして供給するとともに、アルシン（Ａｓ
Ｈ3 ）、ターシャリブチルアルシン、トリメチルアルシ
ンなどの砒素（Ａｓ）の原料ガスとホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）、ターシャリブチルホスフィン、トリメチルホス
フィンなどでなる燐（Ｐ）の原料ガスとをＶ族元素原料
ガスとして供給し、そして、ＩＩＩ族元素原料ガスすな
わちインジウム（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇ
ａ）の原料ガス及びＶ族元素原料ガスすなわち砒素（Ａ
ｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスのそれぞれに気
相分解反応を伴わせることによって、気相成長させる。
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例を、
「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法
の具体例」であるとして述べれば、半導体基板上に、イ
ンジウム（Ｉｎ）及びガリウム（Ｇａ）をＩＩＩ族元素
とし、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とする４元
のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶層を、上記半導体基板上に、トリメチルインジウム、
トリエチルインジウムなどでなるインジウム（Ｉｎ）の
原料ガスとトリメチルガリウム、トリエチルガリウムな
どでなるガリウム（Ｇａ）の原料ガスとをＩＩＩ族元素
原料ガスとして供給するとともに、アルシン（Ａｓ
Ｈ3 ）、ターシャリブチルアルシン、トリメチルアルシ
ンなどの砒素（Ａｓ）の原料ガスとホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）、ターシャリブチルホスフィン、トリメチルホス
フィンなどでなる燐（Ｐ）の原料ガスとをＶ族元素原料
ガスとして供給し、そして、ＩＩＩ族元素原料ガスすな
わちインジウム（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇ
ａ）の原料ガス及びＶ族元素原料ガスすなわち砒素（Ａ
ｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスのそれぞれに気
相分解反応を伴わせることによって、気相成長させる。
【０００６】この場合、半導体基板上への４元のＩｎＧ
ａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気
相成長は、成長室内に半導体基板を配し、そして、その
半導体基板を、ＩＩＩ族元素原料ガスすなわちインジウ
ム（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガ
ス、及びＶ族元素原料ガスすなわち砒素（Ａｓ）の原料
ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスのそれぞれに気相分解反応
を伴わせ、それによって半導体基板上に４元のＩｎＧａ
ＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が気相
成長するのに十分な、４５０℃〜６５０℃という成長温
度に加熱して、行われる。
ａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気
相成長は、成長室内に半導体基板を配し、そして、その
半導体基板を、ＩＩＩ族元素原料ガスすなわちインジウ
ム（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガ
ス、及びＶ族元素原料ガスすなわち砒素（Ａｓ）の原料
ガス及び燐（Ｐ）の原料ガスのそれぞれに気相分解反応
を伴わせ、それによって半導体基板上に４元のＩｎＧａ
ＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が気相
成長するのに十分な、４５０℃〜６５０℃という成長温
度に加熱して、行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合、いま簡
単のため、ＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層を気相成長させる半導体基板上に４元の上
述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相
成長法の具体例」において、Ｖ族元素原料ガス中の砒素
（Ａｓ）の原料ガスとしてアルシン（ＡｓＨ3 ）（これ
を［ＡｓＨ3 ］V と表わす）を用い、また同じＶ族元素
原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスとしてホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）（これを［ＰＨ3 ］V と表わす）を用い、そし
て、Ｖ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスであるホ
スフィン（ＰＨ3 ）の単位時間当りのモル供給量を１．
０×１０-2（モル／分）とし、インジウム（Ｉｎ）の原
料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガスでなるＩＩＩ族
元素原料ガスの単位時間当りのモル供給量を１．０×１
０-4（（モル／分）とする場合（これを、「従来の４元
のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶層の気相成長法の具体例」と称す）で述べれば、 ｘv ＝［ＰＨ3 ］v ／（［ＡｓＨ3 ］v ＋［ＰＨ3 ］v ） … （１） で与えられる燐（Ｐ）の組成ｘV （これを燐（Ｐ）の気
相組成ｘV と称す）に対する、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体結晶層を構成しているＩｎＧａＡｓＰ系における ｘs ＝［Ｐ］s ／（［Ａｓ］s ＋［Ｐ］s ） ……… （２） で与えられ燐（Ｐ）の組成ｘs （これを燐（Ｐ）の固相
組成ｘs と称す）の関係が、半導体基板上の４元のＩｎ
ＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の
気相成長時の成長温度をパラメータとして、図１に示す
ように得られる。
−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合、いま簡
単のため、ＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層を気相成長させる半導体基板上に４元の上
述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相
成長法の具体例」において、Ｖ族元素原料ガス中の砒素
（Ａｓ）の原料ガスとしてアルシン（ＡｓＨ3 ）（これ
を［ＡｓＨ3 ］V と表わす）を用い、また同じＶ族元素
原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスとしてホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）（これを［ＰＨ3 ］V と表わす）を用い、そし
て、Ｖ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスであるホ
スフィン（ＰＨ3 ）の単位時間当りのモル供給量を１．
０×１０-2（モル／分）とし、インジウム（Ｉｎ）の原
料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガスでなるＩＩＩ族
元素原料ガスの単位時間当りのモル供給量を１．０×１
０-4（（モル／分）とする場合（これを、「従来の４元
のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶層の気相成長法の具体例」と称す）で述べれば、 ｘv ＝［ＰＨ3 ］v ／（［ＡｓＨ3 ］v ＋［ＰＨ3 ］v ） … （１） で与えられる燐（Ｐ）の組成ｘV （これを燐（Ｐ）の気
相組成ｘV と称す）に対する、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体結晶層を構成しているＩｎＧａＡｓＰ系における ｘs ＝［Ｐ］s ／（［Ａｓ］s ＋［Ｐ］s ） ……… （２） で与えられ燐（Ｐ）の組成ｘs （これを燐（Ｐ）の固相
組成ｘs と称す）の関係が、半導体基板上の４元のＩｎ
ＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の
気相成長時の成長温度をパラメータとして、図１に示す
ように得られる。
【０００８】また、 α＝（［Ｐ］s ／［ＰＨ3 ］v ）／（［Ａｓ］s ／［ＡｓＨ3 ］v ） ……… （３） で表されるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を構成して
いるＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入のしやすさα
（これを分配係数αと称す）が、図１を用いて、成長温
度が７００℃、６００℃、５５０℃及び４７５℃である
場合それぞれ０．１４、０．０３６、０．０１４及び
０．００３６で得られるように、１よりも極めて小さな
値でしか得られない。
いるＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入のしやすさα
（これを分配係数αと称す）が、図１を用いて、成長温
度が７００℃、６００℃、５５０℃及び４７５℃である
場合それぞれ０．１４、０．０３６、０．０１４及び
０．００３６で得られるように、１よりも極めて小さな
値でしか得られない。
【０００９】このため、上述した「従来の４元のＩｎＧ
ａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気
相成長法の具体例」の場合、図１からも、また分配係数
αが１よりも小さな値でしか得られないことからも明ら
かなように、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を構成し
ている４元のＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入効率
が、砒素（Ａｓ）の同様の混入効率に比し極めて低くし
か得られない。
ａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気
相成長法の具体例」の場合、図１からも、また分配係数
αが１よりも小さな値でしか得られないことからも明ら
かなように、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を構成し
ている４元のＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入効率
が、砒素（Ａｓ）の同様の混入効率に比し極めて低くし
か得られない。
【００１０】このため、半導体基板上に、４元のＩｎＧ
ａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、
燐（Ｐ）の組成と砒素（Ａｓ）の組成とが同じ組成を有
する４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層として気相成長させる場合であっても、半
導体基板上に、Ｖ族元素原料ガスである燐（Ｐ）の原料
ガスとしてのホスフィン（ＰＨ3 ）を、Ｖ族元素原料ガ
スでなる砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてのアルシン（Ａ
ｓＨ3 ）に比し格段的に高い単位時間当りのモル供給量
で供給させなければならないばかりでなく、半導体基板
上に供給される燐（Ｐ）の原料ガスとしてのホスフィン
（ＰＨ3 ）が無駄に消費される量が砒素（Ａｓ）の原料
ガスとしてのアルシン（ＡｓＨ3 ）のそれに比し大き
く、よって燐（Ｐ）の原料ガスとしてのホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）の利用率が、砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてのア
ルシン（ＡｓＨ3 ）のそれに比し格段的に低い、という
欠点を有していた。
ａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、
燐（Ｐ）の組成と砒素（Ａｓ）の組成とが同じ組成を有
する４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層として気相成長させる場合であっても、半
導体基板上に、Ｖ族元素原料ガスである燐（Ｐ）の原料
ガスとしてのホスフィン（ＰＨ3 ）を、Ｖ族元素原料ガ
スでなる砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてのアルシン（Ａ
ｓＨ3 ）に比し格段的に高い単位時間当りのモル供給量
で供給させなければならないばかりでなく、半導体基板
上に供給される燐（Ｐ）の原料ガスとしてのホスフィン
（ＰＨ3 ）が無駄に消費される量が砒素（Ａｓ）の原料
ガスとしてのアルシン（ＡｓＨ3 ）のそれに比し大き
く、よって燐（Ｐ）の原料ガスとしてのホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）の利用率が、砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてのア
ルシン（ＡｓＨ3 ）のそれに比し格段的に低い、という
欠点を有していた。
【００１１】このようなこと、すなわち上述したような
欠点を有することは、上述した「従来の４元のＩｎＧａ
ＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相
成長法の具体例」においては、Ｖ族元素原料ガス中の砒
素（Ａｓ）の原料ガスがアルシン（ＡｓＨ3 ）であり、
燐（Ｐ）の原料ガスがホスフィン（ＰＨ3 ）である場合
で述べたが、上述した「従来の４元のＩｎＧａＡｓＰ系
でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の
具体例」において、Ｖ族元素原料ガス中の砒素（Ａｓ）
の原料ガスがアルシン（ＡｓＨ3 ）以外のターシャリブ
チルアルシン、トリメチルアルシンなどでなり、燐
（Ｐ）の原料ガスがホスフィン（ＰＨ3 ）以外のターシ
ャリブチルホスフィン、トリメチルホスフィンなどであ
る場合でも、同様である。
欠点を有することは、上述した「従来の４元のＩｎＧａ
ＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相
成長法の具体例」においては、Ｖ族元素原料ガス中の砒
素（Ａｓ）の原料ガスがアルシン（ＡｓＨ3 ）であり、
燐（Ｐ）の原料ガスがホスフィン（ＰＨ3 ）である場合
で述べたが、上述した「従来の４元のＩｎＧａＡｓＰ系
でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の
具体例」において、Ｖ族元素原料ガス中の砒素（Ａｓ）
の原料ガスがアルシン（ＡｓＨ3 ）以外のターシャリブ
チルアルシン、トリメチルアルシンなどでなり、燐
（Ｐ）の原料ガスがホスフィン（ＰＨ3 ）以外のターシ
ャリブチルホスフィン、トリメチルホスフィンなどであ
る場合でも、同様である。
【００１２】また、上述したような欠点を有すること
は、上述した「従来の４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」
においては、半導体基板上に４元のＩｎＧａＡｓＰ系で
なるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を気相成長させる
場合で述べたが、上述した従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体結晶層の気相成長法において、半導体基板上に４元
のＩｎＧａＡｓＰ系以外の５元のＩｎＧａＡｌＡｓＰ
系、または４元のＩｎＡｌＡｓＰ系またはＧａＡｌＡｓ
Ｐ系、もしくは３元のＩｎＡｓＰ系、ＧａＡｓＰ系また
はＡｌＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層
を、上述した「従来の４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」
に準じて、気相成長させる場合についても同様である。
は、上述した「従来の４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」
においては、半導体基板上に４元のＩｎＧａＡｓＰ系で
なるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を気相成長させる
場合で述べたが、上述した従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体結晶層の気相成長法において、半導体基板上に４元
のＩｎＧａＡｓＰ系以外の５元のＩｎＧａＡｌＡｓＰ
系、または４元のＩｎＡｌＡｓＰ系またはＧａＡｌＡｓ
Ｐ系、もしくは３元のＩｎＡｓＰ系、ＧａＡｓＰ系また
はＡｌＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層
を、上述した「従来の４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」
に準じて、気相成長させる場合についても同様である。
【００１３】よって、本発明は、上述した従来のＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合と同様
の、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム
（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれら
中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａ
ｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層を、上記半導体基板上に、インジウム（Ｉ
ｎ）の原料ガス、ガリウム（Ｇａ）の原料ガス及びアル
ミニウム（Ａｌ）の原料ガスの全てまたはそれら中の１
つもしくは複数をＩＩＩ族元素原料ガスとして供給する
とともに、砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料
ガスをＶ族元素原料ガスとして供給し、そして、上記Ｉ
ＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ族元素原料ガスのそれぞ
れに気相分解反応を伴わせることによって、気相成長さ
せる、というＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成
長法において、上述したような欠点のない、新規なＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法を提案せんと
するものである。
−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合と同様
の、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム
（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれら
中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａ
ｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層を、上記半導体基板上に、インジウム（Ｉ
ｎ）の原料ガス、ガリウム（Ｇａ）の原料ガス及びアル
ミニウム（Ａｌ）の原料ガスの全てまたはそれら中の１
つもしくは複数をＩＩＩ族元素原料ガスとして供給する
とともに、砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料
ガスをＶ族元素原料ガスとして供給し、そして、上記Ｉ
ＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ族元素原料ガスのそれぞ
れに気相分解反応を伴わせることによって、気相成長さ
せる、というＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成
長法において、上述したような欠点のない、新規なＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法を提案せんと
するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体結晶層の気相成長法は、前述した従来の
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合と
同様に、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）、ガリウ
ム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれ
ら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａ
ｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層を、上記半導体基板上に、インジウム（Ｉ
ｎ）の原料ガス、ガリウム（Ｇａ）の原料ガス及びアル
ミニウム（Ａｌ）の原料ガスの全てまたはそれら中の１
つもしくは複数をＩＩＩ族元素原料ガスとして供給する
とともに、砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料
ガスをＶ族元素原料ガスとして供給し、そして、上記Ｉ
ＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ族元素原料ガスのそれぞ
れに気相分解反応を伴わせることによって、気相成長さ
せる。
族化合物半導体結晶層の気相成長法は、前述した従来の
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合と
同様に、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）、ガリウ
ム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全てまたはそれ
ら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａ
ｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層を、上記半導体基板上に、インジウム（Ｉ
ｎ）の原料ガス、ガリウム（Ｇａ）の原料ガス及びアル
ミニウム（Ａｌ）の原料ガスの全てまたはそれら中の１
つもしくは複数をＩＩＩ族元素原料ガスとして供給する
とともに、砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料
ガスをＶ族元素原料ガスとして供給し、そして、上記Ｉ
ＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ族元素原料ガスのそれぞ
れに気相分解反応を伴わせることによって、気相成長さ
せる。
【００１５】しかしながら、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶層の気相成長法は、このようなＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法において、上記
半導体基板上に、上記ＩＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ
族元素原料ガスを上記のように供給するのに加え、ハロ
ゲン元素を含むハロゲン元素含有ガスを、上記Ｖ族元素
原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの気相分解反応を促進
させる気相分解反応促進用ガスとして供給する。
化合物半導体結晶層の気相成長法は、このようなＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法において、上記
半導体基板上に、上記ＩＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ
族元素原料ガスを上記のように供給するのに加え、ハロ
ゲン元素を含むハロゲン元素含有ガスを、上記Ｖ族元素
原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの気相分解反応を促進
させる気相分解反応促進用ガスとして供給する。
【００１６】この場合、上記ハロゲン元素含有ガスとし
て、ハロメタンガスまたはハロゲン化水素ガスもしくは
ハロゲンガスを用いるのを可とする。また、上記半導体
基板上への上記ハロゲン元素含有ガスの供給を、上記Ｖ
族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの単位時間当り
のモル供給量の０．００１％以上、上記ＩＩＩ族元素原
料ガスの単位時間当りのモル供給量の２０％以下の範囲
の単位時間当りのモル供給量で供給するのを可とする。
て、ハロメタンガスまたはハロゲン化水素ガスもしくは
ハロゲンガスを用いるのを可とする。また、上記半導体
基板上への上記ハロゲン元素含有ガスの供給を、上記Ｖ
族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの単位時間当り
のモル供給量の０．００１％以上、上記ＩＩＩ族元素原
料ガスの単位時間当りのモル供給量の２０％以下の範囲
の単位時間当りのモル供給量で供給するのを可とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形態を述べよ
う。
化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形態を述べよ
う。
【００１８】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶層の気相成長法の実施の形態は、いわゆるＭＯＣＶＤ
法によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法
の実施の形態であって、前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合と同
様に、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）及びガリウ
ム（Ｇａ）をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及び燐
（Ｐ）をＶ族元素とする４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなる
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、上記半導体基板上
に、トリメチルインジウム、トリエチルインジウムなど
でなるインジウム（Ｉｎ）の原料ガスとトリメチルガリ
ウム、トリエチルガリウムなどでなるガリウム（Ｇａ）
の原料ガスとをＩＩＩ族元素原料ガスとして供給すると
ともに、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ターシャリブチルアル
シン、トリメチルアルシンなどの砒素（Ａｓ）の原料ガ
スとホスフィン（ＰＨ3 ）、ターシャリブチルホスフィ
ン、トリメチルホスフィンなどでなる燐（Ｐ）の原料ガ
スとをＶ族元素原料ガスとして供給し、そして、ＩＩＩ
族元素原料ガスすなわちインジウム（Ｉｎ）の原料ガス
及びガリウム（Ｇａ）の原料ガス及びＶ族元素原料ガス
すなわち砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料ガ
スのそれぞれに気相分解反応を伴わせることによって、
気相成長させる。
晶層の気相成長法の実施の形態は、いわゆるＭＯＣＶＤ
法によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法
の実施の形態であって、前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合と同
様に、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）及びガリウ
ム（Ｇａ）をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及び燐
（Ｐ）をＶ族元素とする４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなる
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、上記半導体基板上
に、トリメチルインジウム、トリエチルインジウムなど
でなるインジウム（Ｉｎ）の原料ガスとトリメチルガリ
ウム、トリエチルガリウムなどでなるガリウム（Ｇａ）
の原料ガスとをＩＩＩ族元素原料ガスとして供給すると
ともに、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ターシャリブチルアル
シン、トリメチルアルシンなどの砒素（Ａｓ）の原料ガ
スとホスフィン（ＰＨ3 ）、ターシャリブチルホスフィ
ン、トリメチルホスフィンなどでなる燐（Ｐ）の原料ガ
スとをＶ族元素原料ガスとして供給し、そして、ＩＩＩ
族元素原料ガスすなわちインジウム（Ｉｎ）の原料ガス
及びガリウム（Ｇａ）の原料ガス及びＶ族元素原料ガス
すなわち砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の原料ガ
スのそれぞれに気相分解反応を伴わせることによって、
気相成長させる。
【００１９】また、この場合、上述した半導体基板上へ
の４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体結晶層の気相成長を、前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合と
同様に、成長室内に半導体基板を配し、そして、その半
導体基板を、ＩＩＩ族元素原料ガスすなわちインジウム
（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガス、
及びＶ族元素原料ガスすなわち砒素（Ａｓ）の原料ガス
及び燐（Ｐ）の原料ガスのそれぞれに気相分解反応を伴
わせ、それによって半導体基板上にＩｎＧａＡｓＰ系で
なるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が気相成長するの
に十分な、４５０℃〜６５０℃という成長温度に加熱し
て、行う。
の４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体結晶層の気相成長を、前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合と
同様に、成長室内に半導体基板を配し、そして、その半
導体基板を、ＩＩＩ族元素原料ガスすなわちインジウム
（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガス、
及びＶ族元素原料ガスすなわち砒素（Ａｓ）の原料ガス
及び燐（Ｐ）の原料ガスのそれぞれに気相分解反応を伴
わせ、それによって半導体基板上にＩｎＧａＡｓＰ系で
なるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が気相成長するの
に十分な、４５０℃〜６５０℃という成長温度に加熱し
て、行う。
【００２０】さらに、この場合、前述した「従来の４元
のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶層の気相成長法の具体例」の場合と同様に、Ｖ族元素
原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスであるホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）の単位時間当りのモル供給量を１．０×１０
-2（モル／分）とし、インジウム（Ｉｎ）の原料ガス及
びガリウム（Ｇａ）の原料ガスでなるＩＩＩ族元素原料
ガスの単位時間当りのモル供給量を１．０×１０-4（モ
ル／分）とする。
のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結
晶層の気相成長法の具体例」の場合と同様に、Ｖ族元素
原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスであるホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）の単位時間当りのモル供給量を１．０×１０
-2（モル／分）とし、インジウム（Ｉｎ）の原料ガス及
びガリウム（Ｇａ）の原料ガスでなるＩＩＩ族元素原料
ガスの単位時間当りのモル供給量を１．０×１０-4（モ
ル／分）とする。
【００２１】しかしながら、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形態は、この
ようなＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法に
おいて、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）の原料ガ
ス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガスでなるＩＩＩ族元素
原料ガス、及び砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の
原料ガスでなるＶ族元素原料ガスを上記したように供給
するのに加え、ハロゲン元素を含むハロゲン元素含有ガ
スを、Ｖ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの気相
分解反応を促進させる気相分解反応促進用ガスとして供
給する。
化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形態は、この
ようなＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法に
おいて、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）の原料ガ
ス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガスでなるＩＩＩ族元素
原料ガス、及び砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の
原料ガスでなるＶ族元素原料ガスを上記したように供給
するのに加え、ハロゲン元素を含むハロゲン元素含有ガ
スを、Ｖ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの気相
分解反応を促進させる気相分解反応促進用ガスとして供
給する。
【００２２】この場合、ハロゲン元素を含むハロゲン元
素含有ガスとして、４臭化炭素（ＣＢｒ4 ）、４塩化炭
素（ＣＣｌ4 ）、トリブロムメタン（ＣＢｒ3 Ｈ）、ク
ロロフォルム（ＣＣｌ3 Ｈ）などでなるハロメタンガ
ス、または塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、
よう化水素（ＨＩ）などでなるハロゲン化水素ガス、も
しくは塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）などでなるハロゲン
ガスを用いる。
素含有ガスとして、４臭化炭素（ＣＢｒ4 ）、４塩化炭
素（ＣＣｌ4 ）、トリブロムメタン（ＣＢｒ3 Ｈ）、ク
ロロフォルム（ＣＣｌ3 Ｈ）などでなるハロメタンガ
ス、または塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、
よう化水素（ＨＩ）などでなるハロゲン化水素ガス、も
しくは塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）などでなるハロゲン
ガスを用いる。
【００２３】また、半導体基板上へのハロゲン元素含有
ガスの供給を、Ｖ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガ
スの単位時間当りのモル供給量の０．００１％以上、イ
ンジウム（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原
料ガスでなるＩＩＩ族元素原料ガスの単位時間当りのモ
ル供給量の２０％以下の範囲の単位時間当りのモル供給
量で供給する。
ガスの供給を、Ｖ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガ
スの単位時間当りのモル供給量の０．００１％以上、イ
ンジウム（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原
料ガスでなるＩＩＩ族元素原料ガスの単位時間当りのモ
ル供給量の２０％以下の範囲の単位時間当りのモル供給
量で供給する。
【００２４】以上が、本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層の気相成長法の実施の形態である。
半導体結晶層の気相成長法の実施の形態である。
【００２５】このような本発明によるＩｎＧａＡｓＰ系
でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の
実施の形態によれば、いま簡単のため、Ｖ族元素原料ガ
ス中の砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてアルシン（ＡｓＨ
3 ）を用い、また同じＶ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の
原料ガスとしてホスフィン（ＰＨ3 ）を用いる場合で述
べれば、成長室内で、半導体基板上に、上述したように
して、４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体結晶層を気相成長させる過程で、半導体基板に
供給されるハロゲン元素含有ガスが熱分解し、ハロゲン
反応種が生成する。
でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の
実施の形態によれば、いま簡単のため、Ｖ族元素原料ガ
ス中の砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてアルシン（ＡｓＨ
3 ）を用い、また同じＶ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の
原料ガスとしてホスフィン（ＰＨ3 ）を用いる場合で述
べれば、成長室内で、半導体基板上に、上述したように
して、４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体結晶層を気相成長させる過程で、半導体基板に
供給されるハロゲン元素含有ガスが熱分解し、ハロゲン
反応種が生成する。
【００２６】そして、いま、ハロゲン元素含有ガスが含
有しているハロゲン元素を一般にＸとし、また、ｎ＝
１、２、３とし、さらに、ハロゲン反応種を一般にＸ*
とするとき、ハロゲン反応種Ｘ* が、ホスフィン（ＰＨ
3 ）との間で、 ＰＨ3 ＋ｎＸ* → ＰＨ3-n ＋ｎＨＸ ……… （４） で示されるように気相反応することによって、燐（Ｐ）
の原料ガスとしてのホスフィン（ＰＨ3 ）の気相分解反
応が促進される。
有しているハロゲン元素を一般にＸとし、また、ｎ＝
１、２、３とし、さらに、ハロゲン反応種を一般にＸ*
とするとき、ハロゲン反応種Ｘ* が、ホスフィン（ＰＨ
3 ）との間で、 ＰＨ3 ＋ｎＸ* → ＰＨ3-n ＋ｎＨＸ ……… （４） で示されるように気相反応することによって、燐（Ｐ）
の原料ガスとしてのホスフィン（ＰＨ3 ）の気相分解反
応が促進される。
【００２７】このため、半導体基板の表面における燐
（Ｐ）の分圧が、半導体基板上にハロゲン元素含有ガス
を供給しない前述した従来の「ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体結晶層の気相成長法の具体例」の場合に比し高い値で
得られ、よって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を構
成している４元のＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入
効率が、半導体基板上にハロゲン元素含有ガスを供給し
ない前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層
の気相成長法の具体例」の場合に比し高い値で得られ
る。
（Ｐ）の分圧が、半導体基板上にハロゲン元素含有ガス
を供給しない前述した従来の「ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体結晶層の気相成長法の具体例」の場合に比し高い値で
得られ、よって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を構
成している４元のＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入
効率が、半導体基板上にハロゲン元素含有ガスを供給し
ない前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層
の気相成長法の具体例」の場合に比し高い値で得られ
る。
【００２８】ちなみに、ハロゲン元素含有ガスとしてハ
ロメタンの１つである４臭化炭素（ＣＢｒ4 ）を用い、
また、成長室内を半導体基板上に４元のＩｎＧａＡｓＰ
系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が気相成長さ
れるべく加熱する成長温度を４７５℃とした場合、前述
した（１）式で与えられる燐（Ｐ）の組成すなわち燐
（Ｐ）の気相組成ｘv に対する、前述した（２）式で与
えられる燐（Ｐ）の組成すなわち燐（Ｐ）の固相組成ｘ
s の関係が、半導体基板上に、ＩＩＩ族元素原料ガス及
びＶ族元素原料ガスに加えて、ハロゲン元素含有ガスと
しての４臭化炭素（ＣＢｒ4 ）を、Ｖ族元素原料ガス中
の燐（Ｐ）の原料ガスであるホスフィン（ＰＨ3 ）の単
位時間当りのモル供給量の０．１％であり、インジウム
（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガスで
なるＩＩＩ族元素原料ガスの単位時間当りのモル供給量
の１０％である１．０×１０-5（モル／分）の単位時間
当りのモル供給量で、供給することを除いて、前述した
「従来のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合と同じ条件の
下で、図１に示すように得られたように、また、前述し
た（３）式で表される分配係数αが０．０２５で得られ
たように、前述した「従来のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」
における、成長温度を同じ４７５℃とした場合に比し格
段的に高い、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を構成し
ている４元のＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入効率
で得られた。
ロメタンの１つである４臭化炭素（ＣＢｒ4 ）を用い、
また、成長室内を半導体基板上に４元のＩｎＧａＡｓＰ
系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層が気相成長さ
れるべく加熱する成長温度を４７５℃とした場合、前述
した（１）式で与えられる燐（Ｐ）の組成すなわち燐
（Ｐ）の気相組成ｘv に対する、前述した（２）式で与
えられる燐（Ｐ）の組成すなわち燐（Ｐ）の固相組成ｘ
s の関係が、半導体基板上に、ＩＩＩ族元素原料ガス及
びＶ族元素原料ガスに加えて、ハロゲン元素含有ガスと
しての４臭化炭素（ＣＢｒ4 ）を、Ｖ族元素原料ガス中
の燐（Ｐ）の原料ガスであるホスフィン（ＰＨ3 ）の単
位時間当りのモル供給量の０．１％であり、インジウム
（Ｉｎ）の原料ガス及びガリウム（Ｇａ）の原料ガスで
なるＩＩＩ族元素原料ガスの単位時間当りのモル供給量
の１０％である１．０×１０-5（モル／分）の単位時間
当りのモル供給量で、供給することを除いて、前述した
「従来のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合と同じ条件の
下で、図１に示すように得られたように、また、前述し
た（３）式で表される分配係数αが０．０２５で得られ
たように、前述した「従来のＩｎＧａＡｓＰ系でなるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の具体例」
における、成長温度を同じ４７５℃とした場合に比し格
段的に高い、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を構成し
ている４元のＩｎＧａＡｓＰ系への燐（Ｐ）の混入効率
で得られた。
【００２９】そのようなことは、上述においては、Ｖ族
元素原料ガス中の砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてアルシ
ン（ＡｓＨ3 ）を用い、また、同じＶ族元素原料ガス中
の燐（Ｐ）の原料ガスとしてホスフィン（ＰＨ3 ）を用
いた場合で述べたが、Ｖ族元素原料ガス中の砒素（Ａ
ｓ）の原料ガスとして、アルシン（ＡｓＨ3 ）以外のタ
ーシャリブチルアルシン、トリメチルアルシンなどを用
い、また、燐（Ｐ）の原料ガスとして、ホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）以外のターシャリブチルホスフィン、トリメチル
ホスフィンなどを用いる場合でも、同様である。
元素原料ガス中の砒素（Ａｓ）の原料ガスとしてアルシ
ン（ＡｓＨ3 ）を用い、また、同じＶ族元素原料ガス中
の燐（Ｐ）の原料ガスとしてホスフィン（ＰＨ3 ）を用
いた場合で述べたが、Ｖ族元素原料ガス中の砒素（Ａ
ｓ）の原料ガスとして、アルシン（ＡｓＨ3 ）以外のタ
ーシャリブチルアルシン、トリメチルアルシンなどを用
い、また、燐（Ｐ）の原料ガスとして、ホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）以外のターシャリブチルホスフィン、トリメチル
ホスフィンなどを用いる場合でも、同様である。
【００３０】以上のことから、上述した本発明によるＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形
態によれば、半導体基板上に供給される燐（Ｐ）の原料
ガスの利用率を、前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合に比し、格
段的に向上させることができる。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形
態によれば、半導体基板上に供給される燐（Ｐ）の原料
ガスの利用率を、前述した「従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶層の気相成長法の具体例」の場合に比し、格
段的に向上させることができる。
【００３１】なお、上述した本発明によるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形態において
は、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）及びガリウム
（Ｇａ）をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及び燐
（Ｐ）をＶ族元素とする４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなる
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、気相成長させる場
合について述べたが、半導体基板上に、インジウム（Ｉ
ｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全
てまたはそれら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素と
し、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とする、５元
のＩｎＧａＡｌＡｓＰ系、または４元のＩｎＡｌＡｓＰ
系またはＧａＡｌＡｓＰ系、もしくは３元のＩｎＡｓＰ
系、ＧａＡｓＰ系及びＡｌＡｓＰ系中のいずれかでなる
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、気相成長させる場
合にも、本発明を適用して、上述した優れた作用・効果
を得ることができることは明らかであろう。
化合物半導体結晶層の気相成長法の実施の形態において
は、半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）及びガリウム
（Ｇａ）をＩＩＩ族元素とし、砒素（Ａｓ）及び燐
（Ｐ）をＶ族元素とする４元のＩｎＧａＡｓＰ系でなる
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、気相成長させる場
合について述べたが、半導体基板上に、インジウム（Ｉ
ｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全
てまたはそれら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素と
し、砒素（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とする、５元
のＩｎＧａＡｌＡｓＰ系、または４元のＩｎＡｌＡｓＰ
系またはＧａＡｌＡｓＰ系、もしくは３元のＩｎＡｓＰ
系、ＧａＡｓＰ系及びＡｌＡｓＰ系中のいずれかでなる
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を、気相成長させる場
合にも、本発明を適用して、上述した優れた作用・効果
を得ることができることは明らかであろう。
【００３２】
【発明の効果】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
結晶層の気相成長法によれば、半導体基板上に供給され
る燐（Ｐ）の原料ガスの利用率を、前述した従来のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合に比
し、格段的に向上させることができる。
結晶層の気相成長法によれば、半導体基板上に供給され
る燐（Ｐ）の原料ガスの利用率を、前述した従来のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法の場合に比
し、格段的に向上させることができる。
【図１】本発明によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層
の気相成長法の実施の形態、及び従来のＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体結晶層の気相成長法の具体例の説明に供す
る、燐（Ｐ）の気相組成ｘv に対する燐（Ｐ）の固相組
成ｘs の関係を、成長温度をパラメータとして示す図で
ある。
の気相成長法の実施の形態、及び従来のＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体結晶層の気相成長法の具体例の説明に供す
る、燐（Ｐ）の気相組成ｘv に対する燐（Ｐ）の固相組
成ｘs の関係を、成長温度をパラメータとして示す図で
ある。
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上に、インジウム（Ｉｎ）、ガ
リウム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）の全てまたは
それら中の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素とし、砒素
（Ａｓ）及び燐（Ｐ）をＶ族元素とするＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体結晶層を、上記半導体基板上に、インジウム
（Ｉｎ）の原料ガス、ガリウム（Ｇａ）の原料ガス及び
アルミニウム（Ａｌ）の原料ガスの全てまたはそれら中
の１つもしくは複数をＩＩＩ族元素原料ガスとして供給
するとともに、砒素（Ａｓ）の原料ガス及び燐（Ｐ）の
原料ガスをＶ族元素原料ガスとして供給し、そして、上
記ＩＩＩ族元素原料ガス及び上記Ｖ族元素原料ガスのそ
れぞれに気相分解反応を伴わせることによって、気相成
長させるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法
において、 上記半導体基板上に、上記ＩＩＩ族元素原料ガス及び上
記Ｖ族元素原料ガスを上記のように供給するのに加え、
ハロゲン元素を含むハロゲン元素含有ガスを、上記Ｖ族
元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの気相分解反応を
促進させる気相分解反応促進用ガスとして供給すること
を特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成
長法。 - 【請求項２】請求項１記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
結晶層の気相成長法において、 上記ハロゲン元素含有ガスとして、ハロメタンガスまた
はハロゲン化水素ガスもしくはハロゲンガスを用いるこ
とを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相
成長法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２記載のＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体結晶の気相成長法において、 上記半導体基板上への上記ハロゲン元素含有ガスの供給
を、上記Ｖ族元素原料ガス中の燐（Ｐ）の原料ガスの単
位時間当りのモル供給量の０．００１％以上、上記ＩＩ
Ｉ族元素原料ガスの単位時間当りのモル供給量の２０％
以下の範囲の単位時間当りのモル供給量で供給すること
を特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成
長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21686997A JPH1167667A (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21686997A JPH1167667A (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167667A true JPH1167667A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16695197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21686997A Pending JPH1167667A (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167667A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP21686997A patent/JPH1167667A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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 |
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