JPS5922319A - ３−５族半導体の気相成長方法 - Google Patents
３−５族半導体の気相成長方法Info
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- JPS5922319A JPS5922319A JP13261282A JP13261282A JPS5922319A JP S5922319 A JPS5922319 A JP S5922319A JP 13261282 A JP13261282 A JP 13261282A JP 13261282 A JP13261282 A JP 13261282A JP S5922319 A JPS5922319 A JP S5922319A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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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】
本発明はハイドライド法による門−■族半導体の気相成
長方法に係り、特に塩化水素と■族金属の反応において
、供給塩化水素量の変化に対する生成■族金属塩化物量
の変化の応答性を高め、成長層膜厚の制御性を高めると
ともにＩ−Ｖ族混晶成長およびヘテロ接合形成における
混晶組成制御性を高める新規な技術である。
長方法に係り、特に塩化水素と■族金属の反応において
、供給塩化水素量の変化に対する生成■族金属塩化物量
の変化の応答性を高め、成長層膜厚の制御性を高めると
ともにＩ−Ｖ族混晶成長およびヘテロ接合形成における
混晶組成制御性を高める新規な技術である。
■−ｖ族半導体はその混晶も含めて高速デバイス用ある
いは光デバイス用として次世代のコンピュータ技術と通
信技術を支える材料である。これらＩ−Ｖ族半導体のエ
ピタキシャル層は大面積鏡面エピタキシャル成長の点で
優位にある気相成長技術によってつくられているが、中
でも■族金属と塩化水素との反応によって生じるＩ族元
素の塩化物蒸気と■族元素の水素化物とを原料として基
板上にＩ−Ｖ族半導体を堆積せしめるハイドライド法気
相成長技術は、エピタキシャル層の均一性と混晶組成の
制御性において有機金属性気相成長技術より優れている
。たとえば、有機金属法ではインジウムを含むＩ−ｖ族
混晶の成長が困難であり、原料ガスを基板直前に大量に
供給することによってこの困難を克服しようとしている
。しかし依然として有機金属法では組成制御された均一
なインジウムを含むＩ−Ｖ族混晶が得られていない。
いは光デバイス用として次世代のコンピュータ技術と通
信技術を支える材料である。これらＩ−Ｖ族半導体のエ
ピタキシャル層は大面積鏡面エピタキシャル成長の点で
優位にある気相成長技術によってつくられているが、中
でも■族金属と塩化水素との反応によって生じるＩ族元
素の塩化物蒸気と■族元素の水素化物とを原料として基
板上にＩ−Ｖ族半導体を堆積せしめるハイドライド法気
相成長技術は、エピタキシャル層の均一性と混晶組成の
制御性において有機金属性気相成長技術より優れている
。たとえば、有機金属法ではインジウムを含むＩ−ｖ族
混晶の成長が困難であり、原料ガスを基板直前に大量に
供給することによってこの困難を克服しようとしている
。しかし依然として有機金属法では組成制御された均一
なインジウムを含むＩ−Ｖ族混晶が得られていない。
これに対しハイドライド法ではインジウムを含むｉ−ｖ
族混晶、たとえばＩｎＧａＡｓ 、 ＩｎＧａＰ 。
族混晶、たとえばＩｎＧａＡｓ 、 ＩｎＧａＰ 。
ＩｎＧａＡｓＰ などの組成制御された大面積均一成長
層が得られているのは周知である。
層が得られているのは周知である。
しかしながら、ハイドライド法においてはｌ族金属にｌ
族金属塩化物が溶解するため、供給塩化水素量の変化に
対する生成ｌ族金属塩化物量の変化の応答性が悪いとい
う重大な欠点があｑた。このため、■−■族半導体のへ
テロ接合を形成する場合、連続成長では成長層の組成変
化を急峻にすることができず、組成を変化するときに基
板を待機させ基板上への成長を停止して成長領域のガス
組成が定常的になってから再度基板上に成長するなどの
対策がとられているが、ペテロ接合界面に結晶欠陥が生
じるなどの難点があった。
族金属塩化物が溶解するため、供給塩化水素量の変化に
対する生成ｌ族金属塩化物量の変化の応答性が悪いとい
う重大な欠点があｑた。このため、■−■族半導体のへ
テロ接合を形成する場合、連続成長では成長層の組成変
化を急峻にすることができず、組成を変化するときに基
板を待機させ基板上への成長を停止して成長領域のガス
組成が定常的になってから再度基板上に成長するなどの
対策がとられているが、ペテロ接合界面に結晶欠陥が生
じるなどの難点があった。
本発明はこの点に鑑み、前記従来の欠点を解決せしめた
■−■族半導体の気相成長方法を提供することにある。
■−■族半導体の気相成長方法を提供することにある。
本発明によれば、■原塩化物のｌ族金属への溶解を抑え
るため、Ｉａ族の塩化物を添加したｌ族金属をｌ族金属
源として用いることを特徴とする■−■族半導体の気相
成長方法が得られる。
るため、Ｉａ族の塩化物を添加したｌ族金属をｌ族金属
源として用いることを特徴とする■−■族半導体の気相
成長方法が得られる。
即ち、前記本発明はｌ族金属と塩化水素の反応によって
生じるＩ族元素の塩化物蒸気と■族元素の水素化物とを
原料として基板上に■−■族半導体を堆積せしめるハイ
ドライド：法気相成長においてｌ族金属に替えてＩａ族
の塩化物を添加したｌ族金属を用いることを特徴とする
ｌ−Ｖ族半導体の気相成長方法である。
生じるＩ族元素の塩化物蒸気と■族元素の水素化物とを
原料として基板上に■−■族半導体を堆積せしめるハイ
ドライド：法気相成長においてｌ族金属に替えてＩａ族
の塩化物を添加したｌ族金属を用いることを特徴とする
ｌ−Ｖ族半導体の気相成長方法である。
前記本発明においてかかるＩａ族塩化物のＩｌｌ族金属
への添加によってノ）イドライド法の重大な欠点を改善
するてとができるかを理解するためにはイオン積の概念
で理解することが適当である。即ち周知のようにある温
度で溶液中にはそのイオン結合性溶質固有のイオン積以
上に溶質は溶解しない。
への添加によってノ）イドライド法の重大な欠点を改善
するてとができるかを理解するためにはイオン積の概念
で理解することが適当である。即ち周知のようにある温
度で溶液中にはそのイオン結合性溶質固有のイオン積以
上に溶質は溶解しない。
よってｌ族金属液体中のＣｌイオン濃度を大きくすれば
ｌ族金属塩化物の溶解量は減少する。Ｌａ族物質はＣｌ
イオンをｌ族金属中に固定するために用いられる。
ｌ族金属塩化物の溶解量は減少する。Ｌａ族物質はＣｌ
イオンをｌ族金属中に固定するために用いられる。
一般に蒸気圧は沸点と相関があり、沸点が高いほど蒸気
圧は小さい。Ｉａ族塩化物の沸点はＮａ（Ｊ１４１３℃
、 ＫＣｌ１５００℃であり、ｐ型不純物であるｎｂ
族基化物（７）沸点Ｚｎ（Ｊ２７３２℃、 Ｃｄ（Ｊ、
９６０℃。
圧は小さい。Ｉａ族塩化物の沸点はＮａ（Ｊ１４１３℃
、 ＫＣｌ１５００℃であり、ｐ型不純物であるｎｂ
族基化物（７）沸点Ｚｎ（Ｊ２７３２℃、 Ｃｄ（Ｊ、
９６０℃。
ＨｇＣ１ｔ ３０４℃と比べて極めて高く不純物源とし
て問題とならない。
て問題とならない。
以下に一実施例により本発明の効果をさらに詳細に説明
する。
する。
実施例
第１図は通常のハイドライド法気相成長に用いる成長装
置を示すものである。
置を示すものである。
石英反応管１の上流部は用いるｌ族金属の数によって複
数に区分された。基板２は上流のｌ族金属収容管３が合
わさったところからさらに下流の基板ボルダ４上に荷か
れた。ｌ族金属収容管内にはソースボー１・５内に入れ
られたＮａＣ１１を１モル係含むＩｎ ６とＮａ’Ｃ１
ｌを１モル係合むＧａ ７が配置された。Ｖ族元素の水
素化物、本実施例ではＡｓＩ（。
数に区分された。基板２は上流のｌ族金属収容管３が合
わさったところからさらに下流の基板ボルダ４上に荷か
れた。ｌ族金属収容管内にはソースボー１・５内に入れ
られたＮａＣ１１を１モル係含むＩｎ ６とＮａ’Ｃ１
ｌを１モル係合むＧａ ７が配置された。Ｖ族元素の水
素化物、本実施例ではＡｓＩ（。
ＰＨ３はバイパス管８から反応管内に導入された。
Ｉｎと反応する’ＨＣ７とＧａと反応するｌ−ＩＣ６は
それぞれガス導入口９．１０から反応管内に導入された
。
それぞれガス導入口９．１０から反応管内に導入された
。
ｌ族金属を８００℃とし、基板を７００℃としてＩｎＰ
を成長し、さらにＩｎ０ａ４ｓを成長させた。結晶組成
の変化は供給ガスをＰＨ３からＡｓＨ３に替えるととも
にＩｎと反応させるＨＣｌの供給量は変えず、Ｇａと反
応させるＨＣｌを新たに供給することによっておこなっ
た。
を成長し、さらにＩｎ０ａ４ｓを成長させた。結晶組成
の変化は供給ガスをＰＨ３からＡｓＨ３に替えるととも
にＩｎと反応させるＨＣｌの供給量は変えず、Ｇａと反
応させるＨＣｌを新たに供給することによっておこなっ
た。
第２図はこのようにして得られたＩｎＧａＡｓ−ＩｎＰ
成長層の深さ方向組成変化を５°研摩面スキャニングオ
ージェ分光測定により示したものである（実線）。破線
は従来法によって、すなわち無添加ｌ族金属を用いて、
本実施例と同様の手順で基板上にＩｎＰとＩｎＧａＡｓ
を連続成長させたときの成長層の深さ方向組成変化を示
すものである。第２図によって、本発明がハイドライド
法気相成長における組成制御性の向上番こ効果的である
ことが示された。また、本発明によれば、ＨＣｌ供給直
後の低成長速度期間（約１０分間）とＨＣ７供給停止後
の残留成長期間（約１０分間）がなく、成長層膜厚の制
御性が向上することも経験された。なお、本発明によっ
て得られた成長層の電気的性質は従来法をこよって得ら
れた成長層と比べて特に悪くならず、ｐ型不純物（Ｎａ
Ｃｌ中の■族環化物不純物）による汚染は実用上の障害
とならないととが示された。
成長層の深さ方向組成変化を５°研摩面スキャニングオ
ージェ分光測定により示したものである（実線）。破線
は従来法によって、すなわち無添加ｌ族金属を用いて、
本実施例と同様の手順で基板上にＩｎＰとＩｎＧａＡｓ
を連続成長させたときの成長層の深さ方向組成変化を示
すものである。第２図によって、本発明がハイドライド
法気相成長における組成制御性の向上番こ効果的である
ことが示された。また、本発明によれば、ＨＣｌ供給直
後の低成長速度期間（約１０分間）とＨＣ７供給停止後
の残留成長期間（約１０分間）がなく、成長層膜厚の制
御性が向上することも経験された。なお、本発明によっ
て得られた成長層の電気的性質は従来法をこよって得ら
れた成長層と比べて特に悪くならず、ｐ型不純物（Ｎａ
Ｃｌ中の■族環化物不純物）による汚染は実用上の障害
とならないととが示された。
第１図はハイドライド法気相成長装置を示すものである
。 １・・・石英反応管、２・・・基板、３・・・■族金属
収容管、４・・・基板ホルダ、５・・・ソースポート、
６，７・・・■族金属あるいはＩａ族の塩化物を添加し
た■族金属、８，９．１０・・・ガス導入口。 第２図は本発明によって得られたＩｎＧａＡｓ −Ｉｎ
Ｐヘテロ接合の５″研磨面スキャニンクオージ分光測定
の結果を従来法との比較で示すものである。実線は本発
明によるものであり、破線は従来法によるものである。 ｌ′ 寡 １ 図 ７７− 第 ２ 面 復 搬 一＼ −２−７Ｏｆ、 ２
。 １・・・石英反応管、２・・・基板、３・・・■族金属
収容管、４・・・基板ホルダ、５・・・ソースポート、
６，７・・・■族金属あるいはＩａ族の塩化物を添加し
た■族金属、８，９．１０・・・ガス導入口。 第２図は本発明によって得られたＩｎＧａＡｓ −Ｉｎ
Ｐヘテロ接合の５″研磨面スキャニンクオージ分光測定
の結果を従来法との比較で示すものである。実線は本発
明によるものであり、破線は従来法によるものである。 ｌ′ 寡 １ 図 ７７− 第 ２ 面 復 搬 一＼ −２−７Ｏｆ、 ２
Claims (1)
- Ｉ族金属と塩化水素の反応によって生じるＩ族元素の塩
化物蒸気とＶ族元素の水素化物とを原料として基板上に
Ｉ−ｖ族半導体を堆積せしめるハイドライド法気相成長
においてＩ族金属に替えてＩａ族の塩化物を添加したＩ
族金属を用いることを特徴とする■−■族半導体の気相
成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13261282A JPS5922319A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | ３−５族半導体の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13261282A JPS5922319A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | ３−５族半導体の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922319A true JPS5922319A (ja) | 1984-02-04 |
Family
ID=15085394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13261282A Pending JPS5922319A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | ３−５族半導体の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922319A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707216A (en) * | 1986-01-24 | 1987-11-17 | University Of Illinois | Semiconductor deposition method and device |
| US4872046A (en) * | 1986-01-24 | 1989-10-03 | University Of Illinois | Heterojunction semiconductor device with <001> tilt |
| CN110931600A (zh) * | 2019-11-16 | 2020-03-27 | 江西昌大高新能源材料技术有限公司 | 一种hacl太阳电池的制备方法 |
-
1982
- 1982-07-29 JP JP13261282A patent/JPS5922319A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707216A (en) * | 1986-01-24 | 1987-11-17 | University Of Illinois | Semiconductor deposition method and device |
| US4872046A (en) * | 1986-01-24 | 1989-10-03 | University Of Illinois | Heterojunction semiconductor device with <001> tilt |
| CN110931600A (zh) * | 2019-11-16 | 2020-03-27 | 江西昌大高新能源材料技术有限公司 | 一种hacl太阳电池的制备方法 |
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