JPS58119630A - 分子線結晶成長法 - Google Patents
分子線結晶成長法Info
- Publication number
- JPS58119630A JPS58119630A JP260982A JP260982A JPS58119630A JP S58119630 A JPS58119630 A JP S58119630A JP 260982 A JP260982 A JP 260982A JP 260982 A JP260982 A JP 260982A JP S58119630 A JPS58119630 A JP S58119630A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- crystal
- molecular beam
- laser beam
- crystal growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は分子線結晶成長法により電気的、光学的半導体
素子を形成する方法に関するものである。
素子を形成する方法に関するものである。
従来め半熱平衡下で成長を行う半導体結晶成員に比べ遍
かに組成制御性Ｋｌｌれた分子線結晶＆Ｘ法の開発が螢
Ａとなり、特ＫＧａＡｍ系では実用的な結晶ｊｌｕ法と
して半導体レーザやＦＩＴ Ｊ４４結晶作製に応用され
ている。
かに組成制御性Ｋｌｌれた分子線結晶＆Ｘ法の開発が螢
Ａとなり、特ＫＧａＡｍ系では実用的な結晶ｊｌｕ法と
して半導体レーザやＦＩＴ Ｊ４４結晶作製に応用され
ている。
分子線結晶成長法では成長速匿紘分子−ｔＩ直に依存す
るので蒸１速度を遅くすることによりｌ軸間当りの＊＊
厚を数λ〜鋏μｍに制御することかできる。このため倣
細な層構造を精良よく影威できる特徴を有し、超格子構
造や量子井戸レーザの作製に成功を納めている。しかし
半纏体レーザはもとより、殆んどの半導体デバイス構造
においてｒｉ２次元、３次元のパターン形成を必要とす
るが、従来の分子−結晶＊＊法では平面方向のパターン
形成は困離であっ九。分子ＩＩＩＩＦｉはぼ中性の分子
から構成されている丸めイオン注入法の如く電磁界によ
り走査する事ができない。勿論、分子線ｔイオン化して
揚−する技袷も検討されているかコリメーションの銀か
しさも有り実用化されていない。
るので蒸１速度を遅くすることによりｌ軸間当りの＊＊
厚を数λ〜鋏μｍに制御することかできる。このため倣
細な層構造を精良よく影威できる特徴を有し、超格子構
造や量子井戸レーザの作製に成功を納めている。しかし
半纏体レーザはもとより、殆んどの半導体デバイス構造
においてｒｉ２次元、３次元のパターン形成を必要とす
るが、従来の分子−結晶＊＊法では平面方向のパターン
形成は困離であっ九。分子ＩＩＩＩＦｉはぼ中性の分子
から構成されている丸めイオン注入法の如く電磁界によ
り走査する事ができない。勿論、分子線ｔイオン化して
揚−する技袷も検討されているかコリメーションの銀か
しさも有り実用化されていない。
シャドウマスクを用いてパターン状に分子Ｉｍ結晶成長
する方法は最も簡便な方法であるが、マスク形成技術の
限界から数μｍ以下の微細パターンを形成することは国
電であり、またリング状のパターン形成は不可能である
。′＊にシャドクマスク法の欠点として複数重の蒸発源
から混晶材料の成長や不純物のドーピングを行う際には
投影像のずれにより組成のずれを生じる問題もある。
する方法は最も簡便な方法であるが、マスク形成技術の
限界から数μｍ以下の微細パターンを形成することは国
電であり、またリング状のパターン形成は不可能である
。′＊にシャドクマスク法の欠点として複数重の蒸発源
から混晶材料の成長や不純物のドーピングを行う際には
投影像のずれにより組成のずれを生じる問題もある。
本発明はこの様な欠点を除去し、微細な三次元構造の作
りつけが出来る分子線結晶成長法を提供することを目的
とする。
りつけが出来る分子線結晶成長法を提供することを目的
とする。
すなわち、本発明方法による分子線結晶成長はレーザ光
線佃亀粒子ビーム等を走査することにより成長基体を選
択的に加熱することにより、成長層厚を変動せしめ、所
望の三次元構造を成長中に形成することを特徴とする。
線佃亀粒子ビーム等を走査することにより成長基体を選
択的に加熱することにより、成長層厚を変動せしめ、所
望の三次元構造を成長中に形成することを特徴とする。
分子線結晶成長においては基体に到達し九分子り安定位
置に吸着されるが基体結晶の熱振動エネルギーが大きい
と離脱が起る。例えばＧ、Ａ、基板にＧ１分子を付着さ
せる場合、基板温度が７５０に以下では到達Ｏａの離脱
が殆んど生じないため成長速度は基板温度に依存しなく
なるがおよそ８７０に以上でれ結晶の熱振動エネルギー
が吸”ＮＧａに伝わり呻脱する割合が増えることが知ら
れている。
置に吸着されるが基体結晶の熱振動エネルギーが大きい
と離脱が起る。例えばＧ、Ａ、基板にＧ１分子を付着さ
せる場合、基板温度が７５０に以下では到達Ｏａの離脱
が殆んど生じないため成長速度は基板温度に依存しなく
なるがおよそ８７０に以上でれ結晶の熱振動エネルギー
が吸”ＮＧａに伝わり呻脱する割合が増えることが知ら
れている。
この様な吸着分子の結晶表面での滞貿時間重はｔ＝ ｋ
ｅｘｐ （Ｈａ／ ｋＴ）の関係で表わされ基板１１＆
Ｔに対し倉は指数函数的に大きく変化する。ここに、人
は定数、Ｂ、は活性化エネルギーｋＦｉボルツマン定数
を表わす、ＯＥって電子ビームや光ＩＩＩを照射するこ
とにより基体温度を部分的に昇温させることにより照射
領域と非照射領域とで成長速度を変えることができ成長
膜厚の段差を設けることかできる。
ｅｘｐ （Ｈａ／ ｋＴ）の関係で表わされ基板１１＆
Ｔに対し倉は指数函数的に大きく変化する。ここに、人
は定数、Ｂ、は活性化エネルギーｋＦｉボルツマン定数
を表わす、ＯＥって電子ビームや光ＩＩＩを照射するこ
とにより基体温度を部分的に昇温させることにより照射
領域と非照射領域とで成長速度を変えることができ成長
膜厚の段差を設けることかできる。
加熱手段として電子ビームは最も適しており、−・
１、Ｏｔａｒｔ以下の＾真空中で結晶成員をｒｒ ５分
子線結晶成員装置中に電子線ガンを設置し、成員中にこ
れを作動することができる。電子線ガンに集束電極、走
査電極を取りつけることにより、容易に直径１００Ａオ
ーダの電子ビームに絞ってこれを基板面上を電気的に走
査することができ、任意の微細なパターンを形成できる
。電子ビームによる発熱点が表面から深くなる程、熱伝
導による１パターンの拡散”が生じるが電子ビームの加
速エネルギーをｌ０ＫＶオーダかそれ以下にすることに
より結晶中への電子ビームの侵入深さｔｌｐｍ以下に押
えることができる。
子線結晶成員装置中に電子線ガンを設置し、成員中にこ
れを作動することができる。電子線ガンに集束電極、走
査電極を取りつけることにより、容易に直径１００Ａオ
ーダの電子ビームに絞ってこれを基板面上を電気的に走
査することができ、任意の微細なパターンを形成できる
。電子ビームによる発熱点が表面から深くなる程、熱伝
導による１パターンの拡散”が生じるが電子ビームの加
速エネルギーをｌ０ＫＶオーダかそれ以下にすることに
より結晶中への電子ビームの侵入深さｔｌｐｍ以下に押
えることができる。
図は本発明の一実施例で分子線エピタ中シャル成坂チャ
ンバー１の内部に加熱用電子線ガン２を取り付は丸状ｍ
を示す。３は電子線を２次元的に走査するだめの電極で
ある。４は結晶成長材料の分子ＩＨＩＩｔｔｒ：す。加
熱用電子線ガンの位置は結晶表面構造解析用の電子線ガ
ンと興なり成長＆Ｍ面に対し垂直に近い位置に取りつけ
ることＫより本発明方法の効果を高らしめることができ
る。
ンバー１の内部に加熱用電子線ガン２を取り付は丸状ｍ
を示す。３は電子線を２次元的に走査するだめの電極で
ある。４は結晶成長材料の分子ＩＨＩＩｔｔｒ：す。加
熱用電子線ガンの位置は結晶表面構造解析用の電子線ガ
ンと興なり成長＆Ｍ面に対し垂直に近い位置に取りつけ
ることＫより本発明方法の効果を高らしめることができ
る。
又５Ｆｉレーザ光源であり、６社レーザ光の偏向器を示
す。レーザ光による描画はナヤンバー外部から透明窓７
を通して行なえる。レーザ光源としてはその光子エネル
ギーが結晶のバンドギヤ、プエネルキーよりも大きくな
る様に選択することにより成長表面の近傍のみを加熱す
ることができる。
す。レーザ光による描画はナヤンバー外部から透明窓７
を通して行なえる。レーザ光源としてはその光子エネル
ギーが結晶のバンドギヤ、プエネルキーよりも大きくな
る様に選択することにより成長表面の近傍のみを加熱す
ることができる。
例えばＧ、ＡＩＡ、結晶成長に対しては、アルゴンガス
レーザ、クリプトンガスレーザ等が有効である。
レーザ、クリプトンガスレーザ等が有効である。
尚、光線を照射する場合にパターンを時間的に走査描画
する以外に定常的にパターン状に照射、例えば干渉縞に
よるストライプパターンの＠射することも有効であるこ
とは五うまでもない。
する以外に定常的にパターン状に照射、例えば干渉縞に
よるストライプパターンの＠射することも有効であるこ
とは五うまでもない。
１は本発明方法ｔ−Ｊ％現した分子線エピタキシャル成
長装置の主要部分を示すもので。 ｌはチャンバー、２は加熱用電子線ガン、３Ｌ走査電橡
、４は分子−源、５はレーザ光源、６＃′ｉ偏向器、７
は透明窓をそれぞれ示す。
長装置の主要部分を示すもので。 ｌはチャンバー、２は加熱用電子線ガン、３Ｌ走査電橡
、４は分子−源、５はレーザ光源、６＃′ｉ偏向器、７
は透明窓をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 成長基体を選択的に加熱するととにより、成長層
厚を変動せしめ、所望の三次元構造を成長中に形成する
ことを特徴とする分子線結晶成長法。 ２ 前記加熱法として可視光、赤外光等のコヒーレント
又はインコヒーレントな光ｔ＠射すること〆を特徴とす
る特許請求の範囲第１填記載の成長法。 ３ 前記加熱法として電子ビーム、イオンビーム叫の荷
電粒子を照射することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP260982A JPS58119630A (ja) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | 分子線結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP260982A JPS58119630A (ja) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | 分子線結晶成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58119630A true JPS58119630A (ja) | 1983-07-16 |
Family
ID=11534132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP260982A Pending JPS58119630A (ja) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | 分子線結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58119630A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6095918A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Hitachi Ltd | 薄膜の製造方法 |
| JPS61137314A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-25 | Sharp Corp | 半導体結晶成長装置 |
| JPS61214511A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Sharp Corp | 結晶成長方法 |
| WO1987000966A1 (en) * | 1985-08-07 | 1987-02-12 | The Commonwealth Of Australia | Control of uniformity of growing alloy film |
| WO1990001794A1 (en) * | 1988-08-15 | 1990-02-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method of forming a semiconductor thin film and apparatus therefor |
| US5096533A (en) * | 1990-03-20 | 1992-03-17 | Fujitsu Limited | Molecular beam epitaxial growth device and molecular beam control method therein for exactly controlling thickness and composition of epitaxial film |
| US5100832A (en) * | 1989-03-15 | 1992-03-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Process for preparing epitaxial compound semiconductor |
-
1982
- 1982-01-11 JP JP260982A patent/JPS58119630A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6095918A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Hitachi Ltd | 薄膜の製造方法 |
| JPS61137314A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-25 | Sharp Corp | 半導体結晶成長装置 |
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| US4770895A (en) * | 1985-08-07 | 1988-09-13 | The Commonwealth Of Australia | Control of uniformity of growing alloy film |
| US4934313A (en) * | 1985-08-07 | 1990-06-19 | Commonwealth Of Australia | Control of uniformity of growing alloy film |
| WO1990001794A1 (en) * | 1988-08-15 | 1990-02-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method of forming a semiconductor thin film and apparatus therefor |
| US5186750A (en) * | 1988-08-15 | 1993-02-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method and apparatus for forming semiconductor thin films |
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| US5147461A (en) * | 1990-03-20 | 1992-09-15 | Fujitsu Limited | Molecular beam epitaxial growth device and molecular beam control method therein for exactly controlling thickness and composition of epitaxial film |
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