JPS60202927A - ３−５族元素化合物半導体層の形成法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

水、Ｑ−１町悲πＭ 本発明は、ｍ−ｖ族元素化合物半導体基板上にＩｌｌ　
−Ｖ族生メ・；化合物体３９体層を形成りるｍ　−Ｖ族
生；：４化合物半導体層の形成法に関する。 源１麹」上 １１１−Ｖ族元素化合物半ン１１体基板上に■−ｖ欣元
素化合物半導体層を形成づる■〜■ハ九糸化合物崖導（
Ａ層の形成Ｖ、どじで、従来、■−ｖ族九パ≦化合物半
物体基板十に、ｍ−ｖ族元素化合物！１′３．Ｖ　ＲＶ
官を分子線エピタキシ１フル成長法によって形Ｊ戊１６
方法が提案されている。 この分子線−１ビタキシ１ノル成艮法にＪ、つて■−Ｖ
族元素化合物半導体基板上にｍ−ｖ族生素化り物４′＞
、９　、ｆホ層を形成りる方ｄ１にＪ：れば、そのＩＩ
Ｉ　、−Ｖ族元素化合物半導体層を、２０ΔまたはぞＪ
’１．　Ｌ：ｉ下のＪ、うな薄い厚さにも容易に形成Ｊ
ることがＣさる、という特徴を右する。 しかし４ｆがら、分子線エピタコ１−シレル成艮法にＪ
、−）　（ＩＩＩ−Ｖ　／Ａ元パら化合物半尋体基板１
−に■−Ｖ　Ｍ元系化合物半ンクイホ尼ｊ４形成・）る
方法の揚台、秤々の理由Ｃ゛、ｍ−ｖ族元Ｚ・ミ化合物
？１′府体層を■族元素原子及びＶ族元素原子が各部均
一に１１′モい規ＩＩＩ性を以て配列されＣいるしのと
しく、且つ格子欠陥のｉ−＜ないものとして形成りるの
に一定の限度を右し、このためｍ−Ｖ　ｂ＞、元ＩＺ化
合物半導体層を所期の良好な電気的乃至土、に：、的４
！ｉ性を右りるｂのに形成するのに、困テ１（を伴って
いた。 ：した、■−ｖ族元族生合物半物体基板」−に複数種の
ｎ［−Ｖ族元素化合物半導体層を積１；”ｉ　シて形成
して、ヘデ

【二目％Ｓ成を右り−るＩＩＩ　、−Ｖ族元
素化合物半導体層を積層体を形成ηる場合、イの■−Ｖ
族元素化合物半々体層積層体を、ぞの相隣る■−ｖ族元
素化合物半導体層間の界面が商い明瞭度をイコしている
ものとして形成Ｊ−るのに、一定の限度を有し、このた
め、例えばｍ子月戸型半導体し−リ゛の製法に適用して
も、ぞの吊了月戸型半導体レーザを、所期の良好な特性
を石りるｂのどじ−Ｃ製迄り゛るのに回動を伴っていた
。 まｌＪ、従来、気相エピタキシャル成長法によって、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族元素化合物半導体基板上に■−ＶＸ＋３、冗
ン：・、化合物半導体層を形成Ｊる方法も１２案されて
いる。 この気相１ピタキシトル成長法によって■−Ｖ族元族生
合物半物体基板十に■−ｖ族元族生素物崖導体層を形成
層る方法によれば、上述しＩＪ分子線土ビタキシ亀！ル
成艮法の場合と同様に、ｌ１ｌ−Ｖ　Ｍ元素化合物」′
導体層を薄い厚さに容易に形成りることができる、とい
う特徴を右り−る。 しノかし４ｆがら、気相エピタ成長法シトル成艮法によ
ってＩｎ　−Ｖ　ｈ’Ａ元素化合物半物体基板１−に■
−Ｖ　ｈ＞、元Ｚ（化合物半導体層を形成りる方Ｖ、の
揚台ム、■・［々の理由で、ｍ　−ｖ族元素化合物？１
′尋体層を、■族元素原子及びＶ族元素原子が各部均一
にｊｌ″：１い）３１則１１を以て配列されているもの
とし−Ｃ１口つ格子欠陥のすくないものとして形成づ゛
るのに一定の限度を有し、このため、■−ｖ族元族生化
合物半物体層を所期の電気的乃至光学的１１１性を右す
るものに形成にり°るのに困難を伴つていた。 よＩこ、■−Ｖ族元族生合物半物体塁板Ｊ−に複数種の
■−ｖ族元族生合物半物体１本層をｈ′１層して、ヘテ
ロ構造を右Ｊるｍ−’ｖ族元素化合物半導体層積層体を
形成層る場合、分子線エビター１−シトル成艮法によっ
てＩ−Ｖ族生バ・；化合物産３．にｊ体培基板上■−ｖ
族元素化合物半導体層を形成・）る方法の場合ど同様に
、そのｍ−ｖ族元素化合物半導体層積層体を、その相隣
る■−ｖ族元族生合物半物体層体の界面が高い明瞭度を
有しているものとして形成ザるのに、一定の限１αを右
していた。 本発明の目的 にって、本発明は、従来の文士線］−ピタ４シャル成艮
法及び気相エピタキシャル成長法による場合に比し、■
族元素原子及びＶ族元素原子が各部均一に高い規則性を
以て配列され、［１つ格子欠陥の少ない１種または複数
種の■族元素と１種または複数種のＶ族元素とからなる
■−ｖＦｉ元素化合物で構成されたｍ−ｖ族元素化合物
’ｌ”ｒｊ導体層形成することがでさ、また、■−Ｖ旗
九県化合物半導体基板上に複数種の■−ｖｈ’ｚ、元Ｚ
、化合物半導体層を（６層して形成して、ヘラ口４７．
ｉ　芦を右づるｍ−ｖＩＩＡ元累化元素半導体層（１層
１層体を形成りる場合に適用しても、そのＩＩＩ　−Ｖ
族冗１ｉ化合物半導体層積層体を、（の相Ｍる■−ｖｈ
＋Ａ元素化合物半導体層の界面が従来の分子！’、ｉｉ
上ビター１−シレル成艮法及び気相エビター１ニジトル
成長Ｖ、にＪ：る場合に比し、Ｊ、す＾い明瞭度をイー
コリーるしのとしく一形成Ｊることができる、新規な１
ｌＩ−Ｖ　ｈ’Ａ元素化合物？］−導体層の形成法を提
某Ｌ！／υどＪるｂのぐある。 本発明の開示 木肋第１番目の発明による■−ｖ族元素化合物半導体層
の形成ｖ１にＪ、れば、■−ｖ族元族生合物半物体イホ
基板−Ｌに■族元素ハロゲン化物の中分子層を吸乙さＵ
、イの１１分子層にＶ族元素水系化物またはＶ　ｈ’Ａ
元素ハロゲン化物を反応さＵ（’、ｌ１ｌ−Ｖ族元素化
合物半導体基板上に、■族生Ｚ・４ハ１１グン化物を構
成している■族元素とＶ族元素水素化物またはＶ族元素
ハロゲン化物を構成しているＶＨ元索とからなる■−ｖ
族元素化合物の中分子層を成長さμることを、繰返りこ
とによって、■−ｖ族元族生素物半導体基板上に、■族
元素ど上記Ｖ族元素とからなる■−Ｖ族元素化合物で構
成されたｍ　−ｖ族元素化合物半導体層を形成する工程
を含ｌυでいる。 このＪ、うな■−ｖ族元族生合物半物体層体形成法によ
れば、■−ｖ族元素化合物半導体基板上に■族元素とＶ
族元素とからなる■〜Ｖ瓜元素化合物の単分子層を成長
さＵることを繰返ＪことにＪ、って、■−ｖ族元族生素
物半物体赫板上にｍ　１Ｍ元素どｖ　／Ｉ５：元素どか
らなる■−ｖ族元素化合物で構成されているｍ　−ｖ　
ｔｓ元素化合物半導体層を形成りるので、その■−ｖ族
九県化合物半導体層を、■族元素原子及びＶ族元素原子
が各部均一に高い規則性を以て配列され、旧つ格子欠陥
の少ないものとして、容易に形成づることができる。こ
のため、ｍ　ｈ）、元素とＶ族元素とからムる■−ｖ族
元素化合物で構成されているＩＩＩ−Ｖ　１元素化合物
半導体層を所期の電気乃〒光パＸ・的１、′１１／１を
有刃るｂのどして容易に形成りることがＣさる、という
特徴を右りる。 。１、た、ＩＩＩ−Ｖ族生２；化合物半導体基板」−に
複数種のＩ−Ｖ族生２ζ化合物半導体層を積層して形成
しく、へｊｌ−」描込を右りる■−ｖ族元族生素物”＋
’　ｉ：”ｘ体層■１゛（胴体を形成りる場合に適用１
．てｂ、（の■−ｖ族元素化合物半導体層積層体をでの
相１晴るＩＩＩ−Ｖ族九ｇ・；化合物半導ＩＡ層の界面
が高い明瞭度を右ザるものとして容易に形成す゛ること
かできる。このため、例えばｍ子井戸型崖導イ小し−１
Ｆの製ン人に）商用しても、その吊子ｊ−１Ｔ−Ｉ！′
Ｉ′１′−１′−）５・捧し−リ゛ヲ所３１１１　（１
）良ｆ）、Ｔ　ＱＲ性を右−４るものどして容易に製造
づることができる。 また、木１頭第２番目の発明にＪ、る■−ｖ族元族生合
物２”　’ｇ体体層影形成７ｋニＪ、レバ、ｍ−ＶＩＭ
元；：〜化合物半導体基板上に■族元素ハロゲン化物の
ｉｌｉ分子層を吸るさＵ、その単分子層にＶ　ＩＡ元素
水系化物またはＶ族元素ハ［−１グン化物を反応さμｍ
（、■−ｖ族元素化合物半導体基板上に、■ハ元素ハ１
１グン化物を４１′４成している■族元素とＶ族九Ｚ・
；水素化物またはＶ族生素へ［」グン化物を１１「１成
しているｖｉ元元素からなるｌｌｌ−Ｖ　Ｍ元素化合物
の１１１分子層を成長さμることを、■］族元素でみ−
Ｃ１その■族元素どじで複数種の■族元素を選択してそ
の複数種の■族元素のイれぞれについてそれを１回また
は複数回採択しＣ配列した順序になる順序で順次行う、
という態様で、繰返りことににって、ＩＩＩ−Ｖ／ｌＸ
；＋Ｌ木化含物物体休体板上に、複数種の■族元素とＶ
族元素とからなるｍ　−Ｖ　ｆＭ元素化合物で構成され
た１１［−Ｖ　１ｆＡ元素化合物２１′導体層を形成Ｊ
る］稈を含んでいる。 このＪ、うなｍ−Ｖ　ｈ％元素化合物半導体層の形成法
によれば、■−ｖ族元族生、化合物半導体基板」−に■
族生Ｘ；とＶ族元素どからなるＩ−Ｖ族元素化合物の単
分子層を成長させることを、■族元素でみて、その■族
元素どして複数種の■族元素を選択してイの複数種の■
族元素のイれぞれについてそれを１回または複数回採択
して配列した順Ｊｊ−になる順序で順次行う、という態
様て、練返りことにＪ、つ（、Ｉ−Ｖ族元素化合物半３
．９１ホＪ１【板上に、複数種の■族元素ど上記Ｖ族生
；）；とからなるｍ　−ｖ族元素化合物で（ｔ１１成さ
れた所謂）昆品１１１−ＶＩｌｉＸ元素化合物半導体層
を形成Ｊる（７）−Ｃ１’ｒ−（１）　ｍ−Ｖ　／ＪＸ
　ｉＬＪ・：化合物１′導体層を、−・の種のｍ　ｈ４
Ａ元素どＶ族元素どからなるーの秤のＩＩＩ−Ｖ／ＩＸ
元素化合物の単分子層と、他の種のＤＩ　ｂ５、元素ど
Ｖ／１ｘ７Ｌ、素トカ’）なる他の種ノ■−ｖ瓜元、）
、化合物の単分子層どが明１皓に区間されるｆＱ′、ｌ
；で、口つ複数種のＩＩＩ　ｈＸ元素原子及びＶ族生２
、原子か各部均一に高い規則性を以て配列され−Ｃいる
ものとして容易に形成づることができる。 このため、ｍ−ｖ族元素化合物半導体基板上に、複数種
のｍ　ＬＸ元木とＶ族元素とからなる■−ＶｆＭ元９１
・元止１物で構成されている所謂混晶■−Ｖ魚元素化合
物半導体層を、所期の電気乃至光”的！１−１ｆ性を右
りるものとして容易に形成Ｊるごどがでさる、という特
徴を右ザる。 また、ｍ−ｖ族元素化合物半導体基板りに、複数種のｍ
−Ｖ　１元素化合物半導体層を積Ｆ′１しＣ形成して、
ヘデロ描造を右りる■−ｖ旅元素化合物半導体層積層体
を形成する場合に適用し−Ｃｂ、本願第１番［１の発明
にＪ、る■　Ｖ族生Ｚよ化合物３１′導体層の形成法に
ついて十務ボしたと同様の特徴を右りる。 また、本願第３番目の発明にＪ、るＩ−Ｖ族元素化合物
半導体層の形成ｄ１にＪ、れば、■−ｖ族元族生合物崖
導体基板上に■族元素ハ［］ゲン化物の単分子層を吸着
させ、その単分子層にＶ　ｈ’Ａ元索元素水素化物はＶ
族元素ハ１」グン化物を反応さけて、Ｉ［−Ｖ　ｂ＞元
素化合物２１′導体基板十に、■族元素ハロゲン化物を
構成している■族生Ｚ；ど上記Ｖ族元素水晃化物またＥ
、１、Ｖ族生２（ハ【−１グン化物を４Ｓｉ成している
Ｖ　７ＪＸ元５）≦どからなるＩＩＩ　、−Ｖ族元素化
合物の単分子層を成長さμることを、Ｖ族元素でみて、
そのＶ族元素どして複数種のＶ族元素を選択してその複
数種のＶ族生んのイれぞれについてそれを１回または複
数回採択して配列し１．：順序になる順序で順次行う、
という態様で、繰返り゛ことにＪ、って、ｔｎ−ｖ族元
素化合物半々ＩＡ基板上に、■族元素と複数種のＶ族生
Ｚ；とから＜１′る■−ｖ族元素化合物で構成されたＩ
ＩＩ−Ｖ族元素化合物半導体層を形成する工程を含んＣ
いる。 このＪ、うなｍ−ｖ族元素化合物半導体層の形成θ、に
Ｊ、れぽ、ｎｌ　−Ｖ族元素化合物半導体基板」に１■
族元素どＶ　ｈ’Ａ元素とからなる■−ｖ族九ｚ・；化
合物の単分子層を成長させることを、Ｖ族生−４ｔ７（
（゛みＣ１そのＶ族元素として複数１手のＶ族九ぶを選
択し℃その複数種のｖ／Ｘ元索のそれぞれについＣイれ
を１回または複数回採択し°Ｃ配列した順ＩＹになる順
序で順次行う、という態様で、繰返りことにＪ、って、
■−Ｖ族元族生合物゛１′ン９体基板上に、■族元素と
複数種のＶ　ｈＡ元素どからなる■−ｖ族元族生素物で
構成された所謂）昆品■−Ｖ族生系化合物体η体層を形
成りるのひ、そのｍ−ｖ族元素化合物半導体層を、■／
Ａ元素と−の種のＶ族元素とからなるーの種のＩＩＩ−
Ｖ族生Ｘ化合物のｑ１分子層と、■族元素と他の秤のＶ
族元素とから他の種の■−ｖ族元族生合物の単分子層と
が明瞭に区間される態様（゛、１つ■族元素原子及び複
数種のＶ族元素原子が各部均一に高い規則性を以て配列
されているものどじて容易に形成覆ることができる。 このため、■−ｖ族元族生合物半物体基板十板上■族元
素ど複数種のＶ族元素とからなる■−Ｖ族元素化合物で
構成されている所謂混晶■−Ｖ族元族生化合物崖尋体層
を、所期の電９−乃至光学的特性を有するものとして容
易に形成づることがでさる、という特徴を右りる。 まＩこ、Ｉ［［−Ｖ族元素化合物半導体基板］（、二、
複数種のｍ−ｖ族元素化合物半導体層を積層して形成し
Ｃ、ヘアロ構造を右づる■−ｖ族元族生合物半導体層積
層体を形成づ−るＪ２合に適用しても、本願第１番［１
の発明にＪ、る■−ｖ族元素化合物半導体層の形成法に
ついて上述したど同様の特徴を右゛りる。 また、本願第４番目の発明にＪ、るｍ−ｖ族元素化合物
体）９体層の形成法によれば、ｍ　−ｖ族生３；　ｌＬ
合合物コシ９体基板上■族元素ハロゲン化物の１１１分
子屁を吸るさＵ、その単分子層にＶ族生素水″！５１ヒ
物またはＶ　１ｆＡ元素ハロゲン化物を反応さｌＩＣ１
■−ｖ／Ａ元素化合物半物体基板上に、ＩＩＩ　ＩＪＸ
元県ハ１−１グン化物を構成している■族元素どＶｂχ
元累元素、化物またはＶ　ＩＭ元木八へゲン化物を１１
１１成しているＶ族元素とからなる■−ｖ族冗Ｚ（化合
物の単分子層を成長ざＵることを、■ｈ；（九ｚ心とＶ
ｈＸ元素との組合Ｕでみて、（の組合Ｕどして複数種の
■族元素とｖＦｉ元素との組合μをｉＥ　ＩＪＶ！シて
ぞの複数種の組合けのそれぞれに）い（これを１回また
は複数回採択しで配列した順序に＋４ｊる順序で順次行
う、という態様で、ｔ：Ｗ　ｉ’Ａ　’ｊｌことによっ
て、■−ｖ族元族生合物半物体Ａ基板十板上複数種の■
族元素と複数種のＶ族九升、どからなる■−ｖ族元族生
化合物で構成され／、：　Ｉｌｌ　−、、Ｖ族元素化合
物半導体層を形成Ｊる工程を含んでいる。 このＪ：うなｍ−ｖ族元素化合物半導体層の形成法にＪ
、れば、ｌ［［−Ｖ族元素化合物半導体基板上に■族元
素とＶ族元素とからなるｍ−ｖ族元素化合物の単分子層
を成長さｌることを、ｍ　ＩＮ元素とＶ族元素との組合
μでみて、その組合ｌどし°（複数種（１）　ｍ　ｈ＞
　ｙｉ、ｌｔ；とｖｐ、元素と（Ｄ相合Ｕを選択してそ
の複数種の組合Ｕの（れ−されに″ついＣそれを１回よ
Ｉこは複数回採択しく配列しｌＪ順序になる順序で順次
行う、という態様ひ、ｌ：’。 返すことににって、ｍ−ｖ族元素化合物」′ど）仏具板
上に、複数種の■族生Ｚ１と複数種のｖ／Ａ元累元素ら
なる■−ｖ族元素化合物で（ｊ４成されＩＣ所謂渥品■
−ｖ族元素化合物半導体層を形成Ｊるので、イの■−ｖ
族元族生合物崖３４７体ｈ”’ｉを、−の種の■族元素
と−の種のＶ族元素とからなるーの種のｍ−ｖ　ｉ元素
化合物の単分子層ど、他の秤の■族元素と他の秤のＶ族
元素とから他の種の■−ｖ族元素化合物の単分子層とが
明瞭に区間される態様で、且つ複数種の■族元素原子及
び複数種のｖｌｌｌＸ元素原子が各部均一に高い規則性
を以て配列されでいるしのとして容易に形成−すること
ができる。 このため、ｍ−ｖ族元素化合物半導体基板を杓数秒のＩ
１１族九累と複数種のＶ族元素とからなるＩＩＩ−Ｖ　
ｈ＞、元素化合物で構成されているＩＩＩ−Ｖｈ３、元
系化合物゛１１導［Ａ層を所期の電気乃至光学的Ｌ’ｊ
　ＩＪｌを石りるｂのどし−（容易に形成りることが−
（さる、という特ｉ牧を右りる。 また、Ｉｆｆ　−Ｖ　／ｌＸ元素化合物半々体ＬＬ板上
に、ｔｈ　２１　、ｆ＋ｌｌ　］ｎ＋−Ｖ　Ｍ九Ｍ化合
物２１′台体層ｋ　（＋ｉ　Ｎ　シＣ形成しく、へり１
−１構造を右り−る■−ｖ族元族生ｎ物゛１′尋１ホＩ
ｊ’７　（，１１層１木を形成りる場合に適用し−Ｃし
、木願第′１番［１の発明にＪ、るＩＩ−Ｖ　ｆｊＸ　
７Ｌ素化白！ｌｌｌ！１半と１川水層の形成法について
上）ホしたと間柱の１．゛」徴をイ」りる。 Ａソ】ζ具μ」！−心な実施例 次に、本発明にＪζる■■−Ｖ瓜元素化合物半導物体’
Ｅの形成ｄ１の実施例をｊホへよう。 まず、本発明による■−ｖ欣元族生合物半導体層の形成
法に用いる装置の実施例を第１図を１゛１′って述へる
に、次の昂１成を・右りる。 ・Ｊなわｌ〕、ｌ１ｌ−ＶＩＡ元県元金化合物半導体層
成されるべき’　ｍ−ｖ族元素化合物′−１′と一体基
板１を載置りる基板載置台２ど、−五の基板載置台２を
介してＩＩＩ−Ｖ族元素化合物２１′導１ホＪ、↓仮１
を加熱りるヒータ３どを内装し、１つ外部に設りられた
排気装置４にＪ、っｒ＝真空状ｒｊｉ４にりる（−とが
できるブ１１ンバ５を右りる。 このヂレンバ５には、複数例えば３つの■族元素ハロゲ
ン化物発生用ボー１−　ＧΔ、６Ｂ及びＧ　Ｃが形成さ
れている。 これら１■族元素ハ［」ダン化物発生用ボー１−　ＧΔ
、６Ｂ及び６Ｃのそれぞれ【Ｊｌ、■族元素のｔ、ｉｉ
！液７を１！Ｉるためのボー１〜８を載置Ｊる載置台９
ど、その載置台９を介して小−１・６を加熱りるヒータ
１０どを右ツる。 また、Ｉｎ族族生ハ［１グン化物発４Ｉ用ボーｈ　ＯＡ
、６Ｂ及び６Ｃには、チャンバ５外におりる水素ハ１−
１グン化物ガス源１１Δ、１１１３及び１１Ｇが、（れ
ぞれ制御弁１２Ａ、１２１３及び１２Ｇをでれぞれ介し
でぞれぞれ連結され（いる。 、ｊ、た、ｆ−＋７ンバ５には、ブーｊｔンバ５外に、
ｊ月］るＶ　ｈ’ｔ、元素水素化物またはＶ　ｈ’）、
元素ハ【−１グン化物のカス源１３が、制御弁１４を介
し′Ｃ連結され−（いる。 さらに、ヂｌＩンハ５には、ヂレンバ５外にお（〕るハ
１１グンガス源１５が、制御弁１６を介しＣｊ史４４’
＋されＣいる。 ；ｌ　／Ｊ、　Ｊｌ−ンハ５　ニは、石欠板Ｃなる窓１
７が設（）られ、しかし−Ｃ１ぞの窓゛１７を介して、
ｆトンパｔ）夕１に設りられた光源（紫外光源）１８か
らの光（＋ｊ、ｌ：外光）ｌ−ＩＪ員９人されるＪ、う
に（１１１成されている。 以」が、Ａ−発明によるｍ−ｖ族生Ａ化合物体准体層の
形成法に用いる装置の実施例の構成でパある、７ １Ｕ漁ＩＱ　Ｉ Ａ＼光明によるＩＩＩ−Ｖ族元素化合物半導体層の形成
法の第１の実施例におい（は、第１図Ｃ上）ボし’ｊ　
ｋ置を用い、しかし−（−１そのチャンバ５内の基４反
載置台２上に、ＧａＡｓ　（’なりｌっ而り位が（１０
０’）　’ｒある表面を右するＩＩＩ　−Ｖ族元素化合
物事３９イホＬ１板１を載置りる。 また、■族元素ハロゲン化物発生用ボー［〜６Δに（１
月〕る載置ｈ９上に、Ｇ　ａでなる■族生県を収容した
ボー１へ８を配りる１゜ 次に、ブトンバ５内を、ＪＪＩ気シー置装を用い−ＣＪ
ＪＩ気ηることにＪ、って、１０−１２ｍｍ１−１　ｒ
Ｊの真空Ｉαに保たける。 次に、ヒータ３にＪ、ってｍ−ｖ族元素化合物１′導体
阜板１を６００℃の記瓜に加熱さＵ（いる状態で、ブレ
シバ５内にガス♂Ｉｊ　１ζ３がら、制御弁１／Ｉを介
して、ＡｓＨ３万スて゛イヱるＶ族元素水素化物ガスを
尋人さＩｉ、ＧａＡｓζ゛イする■−Ｖ族元族生合物半
導体基板１の表面を、第２図Ａに示りＪ、うに、ΔＳ原
原子１１．ｉｌｉ／ｖ　”Ｃいる安定化面に而出しする
。 次に、チャンバ５内へのＶ族元素水素化物ガスの導入を
制御弁１／Ｉのｆｆ、ＩＩ御にＪ、り停ｊ１さＵ、次に
、ヂ１７ンバ５内のガスをＪＪＩ気装置４を用いて排出
し、ヂトンバ５内を高真空状態に（Ｊる。 次にヒータ３への通電を制御して、■−Ｖｂ’ｉ元）：
、化合物半弓（仏具板１を３００℃の温度に加！１．９
さＵ　Ｃいる状態にする。 、した、Ｉｌｌ　ｈＸ元元素ロゲン化物発生用ボー１−
６ΔにＪｊｌ）るヒータ１０によつＣ、ボー１−８内の
ＯＪ〕でイｆる■族元素を加熱して、その融液７をに）
ろ。 イし−Ｃ１ＩＩＩ　ｈＸ元木ハＬ１ゲン化物発生用ボー
ト６△にｌ−Ｉ　Ｃｌガスでイｒる水素ハロゲン化物ガ
スをン：ン人さ［！、−この水素ハ［１グン化物ガスを
、ボー１−８内のＱａでなるｎｌ　ＦＡ；元素の８１；
液８と反応さけることによつ（、■族元素ハロゲン化物
発生用ボー１−６Δから、■−ｖ族元族生合物半導（４
ｔ　にを板１側にＧ　ａ　Ｃｌガスでなる■族元素ハロ
ゲン化物ガスを発生させる。 しかるどきは、水素ハ〔ｊゲン化物ガスの流量、ＩＩＩ
族元素の副Ｉ液８の湿度などを〕６当に選定することに
Ｊ、つ−Ｃ１■−■族生素化合物体尋体基板゛ｌ十に、
第２図Ｂに示すようにＧ　ａ　ＣｌでなるＩｌｌ　＃３
：元り：・；ハ１−１グン化物の単分子層１△が良好に
吸容される。 次に、■族元素ハロゲン化物発生用ボー１−６八に水素
ハロゲン化物ガスヲ弓り人さけることを、制御弁１２Δ
によ−）て停止１さｌ、一方、ｆトンバ５内のガスを、
排気装置４を用いてＩＪＩ気りることにＪ：つて、ブー
トンバ５内を１０−１２ｎｖｌ−ｌ　ｒｌの高真空状態
に保つ。 次に、ヂ１！ンバ５内に、ガス源１３から、ＡＳ　ｌ−
１３でなるＶ族元素水素化物ガスを、制御弁１４を介し
て導入さ１１且つハ［１ゲンガス源１５から、Ｃ１２で
なるハロゲンガスを、制御弁１Ｇを介して導入させると
ともに、光源１８から、窓１７を介して紫外光１−を導
入さ１！る。 しかるどきは、 ＣＩ２−１−ｈυ　→　２ＣＩ・ ＱａＣＩ＋△５ｌ−１３＋２ＣＩ　−−ＪＧａＡｓ−＋
−３ＨＣ１ の反応によって、ＧａＡＳでなるＩＩＩ−Ｖ　／Ａ元素
化合物半導（４１基板１上に、第２図Ｃに示８ｔＪ、う
に、ＧａＡＳでなる■−ｖ族元族生素物の単分子層１Ｂ
が成長して形成される。 次に、ｙ−ｐシバ５内にＶ族元素水素化物ガス、ハ目グ
ン刀スス゛；外光を導入さｌることを停止さμ、・方、
ブＩ７ンバ５内のガスを、排気装置を用いて刊気りるこ
とによって、チＩＴンバ５内を高真空状態に保つ。 次に、上述した■−ｖ族元族元素化合物半導体基板上１
土Ｇ））　Ｃ１でなるＩ［［Ｍ元素ハＵグン化物の１１
１分子層１Δを吸盾さけたと同様の■稈をど−Ｊ　Ｔ、
ＧａＡＳでなる■−ＶｈＸ７ｉ；索化合物半ｊ？ｒｌ　
ＩＡ　Ｊｊ’　１反１」−に、上述したＪ、うに形成さ
れているＱ　ａＡＳでなる■−ｖ族元素化合物の単分子
層１Ｂ上に、第２図りに示すように、ＧａＣＩＣ゛４「
るＩ［ｌ　ｈＸ元晃ハロゲン化物の１１１分子層２△を
吸？１さけ、次にチレンバ５内を高真空状態にし、次に
、上述しｌこ■族元素ハロゲン化物の単分子１ｉＦ７１
　Ａから■−Ｖ族元族生素物半導体基板１上にＯＥ］Δ
Ｓでなる■−ｖ族元族生素物の単分子層ＩＢを成長させ
たと同様の工程をとって、ＧＦ］△Ｓでなる■−Ｖ族元
族生素物の１１１分子層１Ｂ上に、第２図Ｆに示すよう
に、同じＧａＡＳでなるＩ［［−Ｖ族元素化合物の単分
子層２Ｂを成長さけ１次ぐ、ヂトンバ５内を高真空状ｆ
（ｒ：にりる、という工程をとり、以下同様の工程を順
次繰返Ｊ０ しかるどきは、第２図Ｆにボッように、Ｇ　ａＡＳでな
る■−ｖ族元族元素化合物半々板基板１−、Ｑａでなる
■族元素どＡＳでなるＶ族元素どで１１−１成されたＱ
　ａ　Ａ　Ｓ−ＣなるＩＩＩ　−Ｖ族生Ａ化合物半導体
層が１ｑられる。 以上が、本発明にＪ、るｌ１ｌ−Ｖ族生系化合物下導体
層の形成法の第１の実施例である。 このＪ、うな本発明にＪ、るＩ［Ｉ−Ｖ　ＩＮ元Ｚｉ化
合物半導体層のは形成Ｖ、にＪ、れぽ、上述したどこ・
′）から明らかなように、Ｑ　ａＡＳでなるＩＩＩ　−
Ｖ　ＦＡ；元素化合物半尋体某板上に、ＧａＡＳで４Ｔ
る■−Ｖ族元族生合物半物体層を極めて容易に形成Ｊ−
ることができる、という４２ｊ　６３をイｊ”Ｊる。 また、上述した本発明によるＩＩＩ−Ｖｈ飄元素化合物
物体体層の形成法によれば、ＧａＡＳでなるｍ−Ｖ　Ｉ
ｌｒ：元素化合物半導体層が、」−述した■Ｖ　ｈ’ｈ
元２；化合物半導体基板１上に■族元素ハ１１ゲンＩｔ
ｓ物の単分子層を吸着さμ、次に、−での単分子層から
■−■瓜元水元素化合物分子層を成長さμるというの工
程を繰返ＪことにＪ、って形成されるので、そのＩＩＩ
　−Ｖ族元素化合物半導ｆｌ：＋　ｆ’、１°・１を、
Ｇ　ａ　’ｃ・なるｍｌｆ’Ａ元素原子及びＡ　Ｓ　テ
なるＶｈχ元索１ｉｉｉ子が各部均一に＾い規則性を以
て配列４＼１シＣいるものとして、ｎつ格子欠陥の少な
いものとして、容易に形成することがでさる、という１
、１徴を右りる。 去Ｌ」Ｉ２ 実施例１Ｃ述べたＱ　ａ　ＣＩでなるｍ　ｔＪＸ元素ハ
ＩＩゲン化物の１１１分子層を吸着さび、また、ぞのＩ
ｌｌ　ｈ５、元素ハ１１グン化物の単分子層からＱａＡ
ｓ（イフるｎ［−Ｖ族元素化合物の１１５分子層を形成
覆る工程と、実施例１の場合に殉じて、■族元素ハ１１
グン化物発生用ボーｈ　Ｇ　Ｂを用い、イの■ｈ′）、
元素ハト１グン化物発生用ポート６Ｂの載四台”ｒ　ｌ
−に、ｌ　ｎでなる■族生Ｚ・；を収容しｌこボート８
を配し、ぞのボー１〜８内−ｅｆｎぐなる■族元素の融
液７を得、その融液７に水素ハ「１ゲン化物を反応さけ
、ぞして、Ｉ［Ｉ　−Ｖ　／Ｊ′）、元ズ・ｊ化合物１
′ン９体基板十にＩ　ｎ　ＣＩで／、【る■族生累ハ１
−１ゲン化物の単分子層を吸容さμ、また、・この■ｈ
′Ａ元素ハロゲン化物の１．ＩＫ分子層からｌ　ｎＡｓ
で４する■−ｖ旅元累元素物の単分子層を形成りる１−
稈とを、順次交Ｈに繰返りことによって、細菌３図に示
りＪ、うに、Ｇａでイ（る■房、元素と、ｌ　ｎでなる
■１族元素ど、ΔＳでなるＶ族元素どで・４するＧ　”
　ｎｏ、　５　Ａ　ＳでなるＩＩ−Ｖ　Ｔ１元素化０．
５ 合物２Ｉ（導体層を形成する。 実施例３ 実施例２の場合に準じ、ただし、Ｇ　ａ　Ａ　ｓを２回
成長さμる角に、［ｎＡｓを１回成長させるという、コ
ニ稈を順次繰返すことにＪ、って、第４図に承りように
、Ｇａ　Ａｓ　Ａｓ Ｏ，６７０，３３ でなるＩＩＩ−Ｖ族生素化合物半合体層を形成り゛る。 実施例４− 上述した実施例２及び３の場合に準じ、ただし、ΔＳ　
Ｈガスに代え、Ｐ　Ｉ−１３ガスを用いて、負′］５図
及び第６図に承りように、Ｇ　ａΔｓＯ，５ρ　ｏ、５
及びＧａＡＳ　Ｏ，Ｇ７　ＰＯ，３３でなる■−Ｖ　／
ｊ５．元３・：モ化合物生導体層をそれぞれ形成りる９
遅し乳旦 」−述しＩご実施例２及び４の場合に殉じて、第７図及
び第８図に示りＪ、うに、Ｇａ　Ｉｎ０．５ ０５ΔＳ　０５Ｐ　０５及びＧ　ａ　ｏ、３３１　ｎ　
ｏ、３Ａｓ　Ｏ，Ｇ　Ｐ　０．３３でなるＩ［ｌ−Ｖ　
ｈ久元素化合物体３９イホ層をぞれぞれ形成Ｊる。 なＪ３、上述において【、１、本発明の僅かな例を示し
１．′にＬｌεＬす、ＩＩＩ　７ＪＸ元素ハロゲン化物
ガスとしテＧ　ＥＩ　Ｃｌ　、（ｎ　Ｃｌ　、　Ａ　Ｉ
　ＣＩ　、Ｉ　ｎ　１３　ｒ　。 Ｇ　ａ　１３　ｌ−、Δｌ　Ｐ）　ｒ　、△ｌ　１．Ｇ
ａｌ、１ｒ１１ノｊス中から選ばれたガスを用い、また
Ｖ族九ズζ水系化物カスどしてＮ　ＨＳ　［）ｌ−１３
カスを用い、３゜ さらに、Ｖ族元素水素化物ガスに代えｒｃｌ。 △ＳＣ１３ガスなどのＶ族元素ハロゲン化物ガスを用い
、しかして、Ｑａ、Ｊ＋］、Δ１などのＩＩＩ　／ｉＸ
元見ど、△ｓ、Ｐ、Ｓｂ、ＮイｊどのＶＢ’Ａ元累と元
素意の相合Ｕからなる■−ｖ欲元パら化合物半導体層を
形成することｂで・心、−この他、本発明の精神をｆｌ
Ｑりることなしに、種々の変望、疫更ををなし得るであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にＪ、るｍ　−Ｖ　／１５、元素化合
物半導体Ｐｉの形成ｖ１の実施例、及び工れに用いる装
置の一例を示す路線図である。 第２図は、本発明による■−■瓜元、）・；化合物半導
体層の形成法の第１の実施例を示−リ（Ｑ式図である。 第３図は、本発明によるＩＩ［−Ｖ族元素化合物半導体
層の崩成Ｖ、の第２の実施例を承り模式図ひある。 第４図は、本発明による■−ｖ族元素化合物半導体層の
形成法の第３の実施例をポリ−模式図である。 第５図及び第６図は、本発明によるＩＩＩ　−Ｖ　７Ａ
元素化合物半尋体層の形成法の第ｔ１の実施例を示−リ
ー模式図である。 第７図及び第８図は、本発明による■−ｖ族元族生８化
合物１′−η休た１の形成法の第５の実施例を小−１根
へ図である。 出願人　［１木型イ５電話公社 Ｎ２図 第２図 第２図 第４図 第６因 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｎＴ−Ｖ族元素化合物半導体Ｖ板上に■族生、屯ハ
   １１グンＩｔｓ物の１１５分子層を吸８ｄｌ！、その単
   分子層にＶ族元素水素化物またはＶ族元素ハロゲン化物
   を反応さけて、上記■−ｖ族元族生化合物半導体基板上
   に、１記■族元素ハＵグン化物を構成している■族元素
   と上記Ｖ族元素水系化物よｌこはＶ族元素ハロゲン化物
   を（を成しでいるＶ族元素とからなる■−ｖ族元族生毒
   化合物分子層を成長させることを、繰返ツーことによっ
   て、上記■−ｖ族元素化合物半導体Ｊ、を板上に、上記
   ■族元素と上記Ｖ族元素どからなる■−ｖ族元素化合物
   で構成されたｎｒ　−、−ｖ族元素化合物牛導体層を形
   成する■程を含むことを特徴とする■−ｖ族元族生合物
   ？１′η体層の形成法。 ２、ｍ−Ｖ族元素化合物半導体基板上に■族元素ハロゲ
   ン化物の単分子層を吸盾させ、イの単分子層にＶ族元素
   水系化物またはＶ族元素ハロゲン化物を反応させて、上
   記ｍ　−Ｖ　ｈ＞元素化合物半尋係基板上に、上記■族
   元素ハロゲン化物を構成している■族元素と上記ｖａ元
   累水木化物またｔ、ＬＶ　ＸＩ！元糸ハ１−１グン化物
   を構成している■族元素とからなる■−ｖ族元素化合物
   の単分子層を成長さＵることを、上記■族元素でみて、
   ｆの■族元素として複数種の■族元素を選択してその複
   数（φの■族元素のぞれぞれについてそれを１回よＩこ
   は複数回採択して配列した順序になる順序で順次行う、
   という態様ぐ、繰返ツことにＪ、って、上記ｍ−ｖ族元
   族生合物半尋休基体上に、上記複数種のＩＩＩ族元素と
   上記Ｖ族元素とからなるＩｌｌ　−Ｖ　Ｍ元素化合物で
   構成されたｍ−Ｖ族元素化合物半々体層を形成するＴ稈
   を含むことを特徴と１−るｍ−ｖａ元素化合物半導体層
   の形成法。 ３、ＩＩＩ−Ｖ族元素化合物半導体基板上に■族元累ハ
   （−１グン化物の単分子層を吸着させ、その申分Ｊ′１
   ；・”１にＶ　ｈ’Ａ元索水り・；化物またはＶ瓜元メ
   （ハ【１ゲン化物を反応さけて、上記■−ｖ族元族生合
   物？１′導体基板上に、上記■族元素ハ１」グン化物を
   ’ｏｌ’ｒ成している■族元素と上記Ｖ　ＩＩＸ’元素
   水素化物まＩζはＶ　Ｍ九晃ハＬ」グン化物を（１１１
   成シーＵ　イルＶ　７Ｉ’Ａ　元Ｘ’＜　トカラなルＩ
   ＩＩ　−Ｖ　Ｍ　元Ｚ；元素化合物の単分子層を成長さ
   けることを、−ｌ：　ｉ、Ｉ　Ｖ　７Ａ　元？６　’ｒ
   　；Ｊ）　Ｔ：、（−（ｆ）　Ｖ　ＸＩＸ元累とし−Ｕ
   　ｔｕ故独のＶ族元素をｊバ択してイの複数種のＶ族元
   素のそれぞれについてイれを１回または複数回１采択し
   −Ｃ配列［）１．、：順序になる順序Ｃ順次行う、とい
   う態様で、繰返り−ことにＪ、って、上記［１−Ｖ瓜元
   系化合物゛１′−導体５１を板上に、十舐■］族元素ど
   上記複数種のＶ族元素とからなるＩＩＩ−Ｖ族元素化合
   物で（ｊ？１成された■−ｖ族冗Ｚ、化合物７１′尋体
   層を形成りる工程を含むことをｑ７ｊ徴どり−るＩ［［
   −Ｖ　／ｒＸ元素化合物半導体層の形成法。 ｉ、ｍ−ｖ族元素化合物半導体基板上に■族元素ハロゲ
   ン化物の単分子層を吸着さけ、その中分子に′１にＶ　
   ｆＡ元累水素化物また（よＶ族元素ハロゲン化物を反応
   さけて、−１−記ｍ　−ｖ族元素化合物半導体基板−４
   二に、上記■族生２；ハ［１ゲン化物を４ｉ１１ｆｆ成
   しているＩＩＩ　ｂ’Ａ元点ど上記Ｖ族元素゛水京化物
   またはＶ族元素ハロゲン化物を構成しているＶ族元素ど
   からなるｍ−Ｖ　ｈＥ元累化合物の単分子層を成長さＵ
   ることを、ト記■族元素ど上記Ｖ族元素どの組合し↓で
   みて、−での組合μどしＣ複数種の■族元素ど上記Ｖ族
   元素どの組合せをｊ双択してぞの複数種の相＠けのそれ
   ぞれについでそれを１回よた９、１複数回採択して配列
   した順序になる順序（゛順次行う、という態様Ｃ１繰返
   り−ことにＪ：　・：＞　”Ｃ１−Ｊ上記ｍ−ｖ族元素
   化合物半ンｊ７体基板上に、上記複数種の■族元素と上
   記複数種のＶ族元素とからなるｍ−ｖ族元素化合物ぐ構
   成されたｎｒ−ｖｉ元素化合物物体体居を形成づる■稈
   を合むことを特徴どりる■−ｖ族元族元素化合物体Ｓ体
   層成法。