JPS60221393A - ＧａＡｓ単結晶の製造方法 - Google Patents
ＧａＡｓ単結晶の製造方法Info
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- JPS60221393A JPS60221393A JP7656384A JP7656384A JPS60221393A JP S60221393 A JPS60221393 A JP S60221393A JP 7656384 A JP7656384 A JP 7656384A JP 7656384 A JP7656384 A JP 7656384A JP S60221393 A JPS60221393 A JP S60221393A
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- Japan
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- gaas
- gaas single
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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】
明の属する技術分野
本発明はＧａＡｓ単結晶を気相エピタキシャル法により
低温で成長させる方法に関する。
低温で成長させる方法に関する。
従来技術およびその問題点
ＧａＡＳの気相エピタキシ１フル成長法として、ハロゲ
ン輸送法が知られている。この方法ではあらかじめＡＳ
で飽和した（３ａンースを８００〜９００℃に加熱し、
このソース上にΔ５ＱＩ３とｔ−１ｚ８１１人する。そ
して、この導入されたＡＳＣ＋３は、一般に Ａｓ Ｃ１３＠−３／ ２Ｈ２→ １／ ４ＡＳ ４ ＋３ｌ−１ｃＩ にしｌζがってＡＳ４とＨＣＩに分解し、この分解生成
物とＱａソース表面に形成されているＧａ Ａｓ被膜と
が、 ＧａＣｌ＋１／４ΔＳ ４ ＋１／ ２Ｈ２←→Ｑ ａ
Ａ Ｓ 十ＨＣＩ の反応を通して平衡ツると言われている。この状態のガ
スを下流に導いて温度の低い基板表面に供給すると、前
記の平衡反応式が右向きに進行し、ＧａΔＳ結晶が気相
から析出し、エピタキシャル成長が起る。この方法では
、前記のようにＡＳＣ１３の水素還元が必要であり、そ
のためには本発明者等による測定結果の第２図に基づく
と、少なくとも約７００℃以上の高温に加熱しな（）れ
ばならない。しかし、高温にするにつれて石英反応管等
から生じるＳｉなどによる汚染が増大するため、高純度
結晶を得るうえで一つの障害になる。そのため、できる
だけ反応管等全体の温度を低温化できる成長方法が要求
される。
ン輸送法が知られている。この方法ではあらかじめＡＳ
で飽和した（３ａンースを８００〜９００℃に加熱し、
このソース上にΔ５ＱＩ３とｔ−１ｚ８１１人する。そ
して、この導入されたＡＳＣ＋３は、一般に Ａｓ Ｃ１３＠−３／ ２Ｈ２→ １／ ４ＡＳ ４ ＋３ｌ−１ｃＩ にしｌζがってＡＳ４とＨＣＩに分解し、この分解生成
物とＱａソース表面に形成されているＧａ Ａｓ被膜と
が、 ＧａＣｌ＋１／４ΔＳ ４ ＋１／ ２Ｈ２←→Ｑ ａ
Ａ Ｓ 十ＨＣＩ の反応を通して平衡ツると言われている。この状態のガ
スを下流に導いて温度の低い基板表面に供給すると、前
記の平衡反応式が右向きに進行し、ＧａΔＳ結晶が気相
から析出し、エピタキシャル成長が起る。この方法では
、前記のようにＡＳＣ１３の水素還元が必要であり、そ
のためには本発明者等による測定結果の第２図に基づく
と、少なくとも約７００℃以上の高温に加熱しな（）れ
ばならない。しかし、高温にするにつれて石英反応管等
から生じるＳｉなどによる汚染が増大するため、高純度
結晶を得るうえで一つの障害になる。そのため、できる
だけ反応管等全体の温度を低温化できる成長方法が要求
される。
発明の目的
本発明は、高純度のＱａ ＡＳ単結晶を低湿で気相エピ
タキシフル成長させる方法を提供するものである。
タキシフル成長させる方法を提供するものである。
発明の構成
本発明は、前記特許請求の範囲に記載されたことを要旨
とするもので、Ｇａ ／Ａｓ Ｃｌ ３／（」２系のハ
ロゲン輸送法によりＱａへＳ単結晶をエピタキシャル成
長させるに際し、 ＡＳＣ＋３の水素還元反応を光を照射することにより促
進することを特徴としている。
とするもので、Ｇａ ／Ａｓ Ｃｌ ３／（」２系のハ
ロゲン輸送法によりＱａへＳ単結晶をエピタキシャル成
長させるに際し、 ＡＳＣ＋３の水素還元反応を光を照射することにより促
進することを特徴としている。
以下本発明を具体的に説明する。まず、ＡＳＣ１３の水
素還元反応に及ぼす光照射の効果について赤外吸収法で
調べてみた。
素還元反応に及ぼす光照射の効果について赤外吸収法で
調べてみた。
ＡＳＣ＋３をＨ２をキャリアガスとして導入、それに光
を照射しながら赤外吸収スペクトルを測定した。第１図
は温度を約５００℃に保つ°Ｃエキシマレーザーからの
２４９ｎｍの光を照射したときの赤外吸収スペクトルの
変化を示したものである。光照射によりＡＳＣＩｓの濃
度が減少し、新たにＨＣＩが生じている。すなわち、光
照射によってＡＳＣ＋３の水素還元反応が促進される。
を照射しながら赤外吸収スペクトルを測定した。第１図
は温度を約５００℃に保つ°Ｃエキシマレーザーからの
２４９ｎｍの光を照射したときの赤外吸収スペクトルの
変化を示したものである。光照射によりＡＳＣＩｓの濃
度が減少し、新たにＨＣＩが生じている。すなわち、光
照射によってＡＳＣ＋３の水素還元反応が促進される。
第２図はＡＳＣ＋３の水素還元の温度依存性について２
４９ｎｍの光を照射した場合と照射しない場合の比較を
示したものである。縦軸はＡＳＣＩｓの吸光度を示して
おり、はぼ濃度に対応している。高温側ではＡＳＣＩｓ
がＨ２と熱的に反応してＨＣＩを生じるため減少し、７
００℃以上の高温では完全に熱的に水素還元されてしま
う。しかし、光照射をした場合には３２５℃という低温
でも導入したＡＳ＋Ｃｌ ３の約３０％が還元されてＨ
ＣＩを生じており、この値は光照射しない場合の６１５
℃に相当するもので、湿度にして２９０ ’Ｃ相当の効
果を及ぼしていることになる。第３図はレーザー光のパ
ワーを０．３５Ｗおよび２Ｗと一定にして照射光の波長
を変化させたときの、Ａ、ｓＣｌ ３の水素還元の様子
を示したものである。３００ｎｍより短波長側の光が水
素還元に有効である。
４９ｎｍの光を照射した場合と照射しない場合の比較を
示したものである。縦軸はＡＳＣＩｓの吸光度を示して
おり、はぼ濃度に対応している。高温側ではＡＳＣＩｓ
がＨ２と熱的に反応してＨＣＩを生じるため減少し、７
００℃以上の高温では完全に熱的に水素還元されてしま
う。しかし、光照射をした場合には３２５℃という低温
でも導入したＡＳ＋Ｃｌ ３の約３０％が還元されてＨ
ＣＩを生じており、この値は光照射しない場合の６１５
℃に相当するもので、湿度にして２９０ ’Ｃ相当の効
果を及ぼしていることになる。第３図はレーザー光のパ
ワーを０．３５Ｗおよび２Ｗと一定にして照射光の波長
を変化させたときの、Ａ、ｓＣｌ ３の水素還元の様子
を示したものである。３００ｎｍより短波長側の光が水
素還元に有効である。
次に前記の光照射によるＡＳＣ＋３の水素還元反応をＧ
ａＡＳ単結晶のエピタキシャル成長に適用してみた。第
４図に使用する装置の概略図を示した。光導入窓１を有
する石英反応管２内の所定の位置にあらかじめＡＳで飽
和した（３ａソース３とＧａＡＳ結晶基板４を設置する
。
ａＡＳ単結晶のエピタキシャル成長に適用してみた。第
４図に使用する装置の概略図を示した。光導入窓１を有
する石英反応管２内の所定の位置にあらかじめＡＳで飽
和した（３ａソース３とＧａＡＳ結晶基板４を設置する
。
電気炉５によりＱａソース３と基板４をそれぞれ所定の
温度に加熱する。照射光源６からの光を光導入窓１を通
して反応管２内に導入する。
温度に加熱する。照射光源６からの光を光導入窓１を通
して反応管２内に導入する。
Ｈ２ガスが流量計７を通ってから恒温槽８により所定の
温度に保たれたＡＳＣ＋３バブラ９を通り、反応管２内
に導入されることによって、Ｑａ ＡＳ単結晶がエピタ
キシャル成長させられる。
温度に保たれたＡＳＣ＋３バブラ９を通り、反応管２内
に導入されることによって、Ｑａ ＡＳ単結晶がエピタ
キシャル成長させられる。
第４図の装置を用い、Ｑａソースの温度を６００℃、基
板の温度を５５０℃とし、ＡＳＣ＋３バブラの温度は０
℃に保ち、Ｈ２ガスの流量は１００ｍ１／ｍｉｎとして
結晶成長を行なった。この際エキシマレーザからの３Ｗ
の強度を有する２４９ｎｍの光を光導入窓から反応管内
に導入した。
板の温度を５５０℃とし、ＡＳＣ＋３バブラの温度は０
℃に保ち、Ｈ２ガスの流量は１００ｍ１／ｍｉｎとして
結晶成長を行なった。この際エキシマレーザからの３Ｗ
の強度を有する２４９ｎｍの光を光導入窓から反応管内
に導入した。
２時間の成長の結果、基板上に４μｍの厚さのＧａＡＳ
単結晶が成長していた。そして、このようにして得られ
た結晶のキャリア密度は１×１０”ａｍ−”であった。
単結晶が成長していた。そして、このようにして得られ
た結晶のキャリア密度は１×１０”ａｍ−”であった。
また、第５図は前記第４図の装置において、光の導入方
向をガスの流れ方向に対して直角方向に変えた装置であ
り、この第５図の装置を用いて前記と同様の成長を行な
ったところ、全く同様の結晶が得られた。
向をガスの流れ方向に対して直角方向に変えた装置であ
り、この第５図の装置を用いて前記と同様の成長を行な
ったところ、全く同様の結晶が得られた。
さらに、第６図は前記第５図の装置において、光導入窓
の部分を反応管本体から引出した構造になっており、光
導入窓への反応生成物の付着による照射光の減衰を防ぐ
ことができる。
の部分を反応管本体から引出した構造になっており、光
導入窓への反応生成物の付着による照射光の減衰を防ぐ
ことができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、従来
Δ５Ｃ１３の水素還元のために必要とされた高温に加熱
する必要がなく、反応管等全体の温度を低温化でき、高
純麿のＱａ ＡＳ単結晶のエピタキシャル成長が容易と
なり、その工業上の効果は大きい。
する必要がなく、反応管等全体の温度を低温化でき、高
純麿のＱａ ＡＳ単結晶のエピタキシャル成長が容易と
なり、その工業上の効果は大きい。
第１図はＡｓ（、Ｉ ３と１１２の混合ガスに光照射し
たときの吸収スペクトルの変化を示す図であり、（Δ）
はΔ５Ｃ１３を（Ｂ）はＨＣＩの吸収スペクトルを示し
ている。第２図は△５Ｃ１３の水素還元の温度依存性を
示づ図である。第３図は光照射によるＡＳＣ１３の水素
還元の波長依存性を示す図である。第４図はこの発明の
一実施の成長装置を概略的に示す図であり、第５図は第
４図と同様な効果が稈られる成長装置を概略的に示す図
、第６図は第５図の変形例を示す図である。 １・・・光導入窓、２・・・石英反応管、３・・・Ｇａ
ソース、４・・・Ｇａ Ａｓ結晶基板、５・・・電気炉
、θ・・・照射光源、７・・・流量計、８・・・恒温槽
、９・・・ＡＳＣ＋３バブラ。 特許出願人 新技術開発事業団 くほか２名） 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 第１図 ５Ｌ 数（（２）−・） 浪数（Ｃｍ−”） 才２図 温ｉＬ（°ｃ）
たときの吸収スペクトルの変化を示す図であり、（Δ）
はΔ５Ｃ１３を（Ｂ）はＨＣＩの吸収スペクトルを示し
ている。第２図は△５Ｃ１３の水素還元の温度依存性を
示づ図である。第３図は光照射によるＡＳＣ１３の水素
還元の波長依存性を示す図である。第４図はこの発明の
一実施の成長装置を概略的に示す図であり、第５図は第
４図と同様な効果が稈られる成長装置を概略的に示す図
、第６図は第５図の変形例を示す図である。 １・・・光導入窓、２・・・石英反応管、３・・・Ｇａ
ソース、４・・・Ｇａ Ａｓ結晶基板、５・・・電気炉
、θ・・・照射光源、７・・・流量計、８・・・恒温槽
、９・・・ＡＳＣ＋３バブラ。 特許出願人 新技術開発事業団 くほか２名） 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 第１図 ５Ｌ 数（（２）−・） 浪数（Ｃｍ−”） 才２図 温ｉＬ（°ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１１ＡｓＣ１３蒸気及び水素ガスをＱａソースあるい
はＡＳで飽和された（３ａソースあるいはＧａ Ａｓ固
体ソース上に導入して反応さＬｌこの反応によって生じ
たガスを前記ソースにり下流に設置された基板結晶の表
面に供給環ることにより、前記基板結晶表面上に ＧａＡｓ単結晶をエピタキシャル成長さ氾る際、Δ５Ｃ
１３の水素還元反応を光を照射ザることにより促進さけ
ることを１も徴と１−るＧａＡｓ単結晶の製造方法。 （２） 照射する光の波長が３００ｎｍより短い光であ
る特許請求の範囲第１項記載のＧａ Ａｓ単結晶の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7656384A JPS60221393A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7656384A JPS60221393A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221393A true JPS60221393A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0361637B2 JPH0361637B2 (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=13608707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7656384A Granted JPS60221393A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | ＧａＡｓ単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221393A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2567545A1 (fr) * | 1984-07-16 | 1986-01-17 | Japan Res Dev Corp | Procede de fabrication de monocristaux gaas |
| JPH01239097A (ja) * | 1988-03-19 | 1989-09-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体の分子線エピタキシャル成長法 |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP7656384A patent/JPS60221393A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2567545A1 (fr) * | 1984-07-16 | 1986-01-17 | Japan Res Dev Corp | Procede de fabrication de monocristaux gaas |
| JPH01239097A (ja) * | 1988-03-19 | 1989-09-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体の分子線エピタキシャル成長法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361637B2 (ja) | 1991-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |