JPS61214511A - 結晶成長方法 - Google Patents
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- JPS61214511A JPS61214511A JP5657585A JP5657585A JPS61214511A JP S61214511 A JPS61214511 A JP S61214511A JP 5657585 A JP5657585 A JP 5657585A JP 5657585 A JP5657585 A JP 5657585A JP S61214511 A JPS61214511 A JP S61214511A
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体、絶縁体もしくは金属の基板上に結晶を
成長させる結晶成長方法に関する。
成長させる結晶成長方法に関する。
（従来技術）
近年、半導体の結晶成長方法として、分子線エピタキシ
ャル成長法（ＭＢＥ）、イオンクラスタビーム蒸着法（
Ｉ ＧＢ）および有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が
注目されている。
ャル成長法（ＭＢＥ）、イオンクラスタビーム蒸着法（
Ｉ ＧＢ）および有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が
注目されている。
たとえば、分子線エピタキシャル成長法では、ＭＢＥ装
置内に予め加熱されたＧａＡｓ基板を設置し、このＧａ
Ａｓ基板上にＡｓ分子源からＡｓ分子ビームを照射し、
Ａｓイオン層成長完了と同時にＡｓ分子源のノズルを閉
じ、Ｇａ分子源のノズルを開けてＧａ分子ビームをＧａ
Ａｓ基板上に照射し、Ｇａイオン層成長完了と同時にＧ
ａ分子源のノズルを閉じ、以下、これを交互に繰り返し
て、ＧａＡｓ基板上にＡｓイオン層とＧａイオン層とを
交互に形成するものである。上記Ａｓイオン層およびＧ
ａイオン層の成長完了は、ＲＨＥ Ｅ Ｄ （Ｒｕｔｈ
ｅｒｆｏｒｄ ＨｉｇｈＥｎｅｒｇｙ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ Ｄｔｒｒｒａｃｔｔｏｎ）と呼ばれる手法が使
用されている。ＲＨＥＥＤでは、１００ＫｅＶ程度の高
速電子ビームをＧａＡｓ基板の成長面にほぼ平行に照射
し、その回折像の強度の時間的変化からＡｓイオン層お
よびＧａイオン層の成長完了を検知する（たとえば、Ａ
ｐｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＡ３１．１−８（１９
８３）参照）。
置内に予め加熱されたＧａＡｓ基板を設置し、このＧａ
Ａｓ基板上にＡｓ分子源からＡｓ分子ビームを照射し、
Ａｓイオン層成長完了と同時にＡｓ分子源のノズルを閉
じ、Ｇａ分子源のノズルを開けてＧａ分子ビームをＧａ
Ａｓ基板上に照射し、Ｇａイオン層成長完了と同時にＧ
ａ分子源のノズルを閉じ、以下、これを交互に繰り返し
て、ＧａＡｓ基板上にＡｓイオン層とＧａイオン層とを
交互に形成するものである。上記Ａｓイオン層およびＧ
ａイオン層の成長完了は、ＲＨＥ Ｅ Ｄ （Ｒｕｔｈ
ｅｒｆｏｒｄ ＨｉｇｈＥｎｅｒｇｙ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ Ｄｔｒｒｒａｃｔｔｏｎ）と呼ばれる手法が使
用されている。ＲＨＥＥＤでは、１００ＫｅＶ程度の高
速電子ビームをＧａＡｓ基板の成長面にほぼ平行に照射
し、その回折像の強度の時間的変化からＡｓイオン層お
よびＧａイオン層の成長完了を検知する（たとえば、Ａ
ｐｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＡ３１．１−８（１９
８３）参照）。
また、ＭＯＣＶＤはある種の混合ガスを用いて結晶を成
長する方法であり、混合ガスの分解を促進するために、
混合ガスに交流電場を印加する。
長する方法であり、混合ガスの分解を促進するために、
混合ガスに交流電場を印加する。
交流電場により各種イオンが形成された、予め加熱され
た基板上に結晶が成長する。 これらの結晶成長法では
、いずれも基板の加熱温度は、結晶成長法および結晶の
種類によって異なるが、具体的には、約４００℃ないし
９００’Ｃの温度範囲で結晶成長を行う。
た基板上に結晶が成長する。 これらの結晶成長法では
、いずれも基板の加熱温度は、結晶成長法および結晶の
種類によって異なるが、具体的には、約４００℃ないし
９００’Ｃの温度範囲で結晶成長を行う。
一方、最近では、三次元集積回路等の開発に関連して、
より低温での結晶成長技術が強く要望されている。この
ような要望に応える結晶成長技術の一つとして、光ＣＶ
Ｄ法が注目されている、この光ＣＶＤ法は、照射光のエ
ネルギーにより、有機金属ガス等の化学分解を促進し、
より低温での結晶成長を目差すものであるが、現段階で
は研究開発途上にあり、技術的には未だ確立されていな
い。
より低温での結晶成長技術が強く要望されている。この
ような要望に応える結晶成長技術の一つとして、光ＣＶ
Ｄ法が注目されている、この光ＣＶＤ法は、照射光のエ
ネルギーにより、有機金属ガス等の化学分解を促進し、
より低温での結晶成長を目差すものであるが、現段階で
は研究開発途上にあり、技術的には未だ確立されていな
い。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、より
低温にて高品位の結晶成長を行うことのできる結晶成長
方法を提供することを目的としている。
低温にて高品位の結晶成長を行うことのできる結晶成長
方法を提供することを目的としている。
（発明の構成）
このため、本願の第１の発明は、半導体、絶縁体もしく
は金属の基板上への熱分解反応させた二種類以上のガス
からなる混合ガスの供給、各々が単一の元素よりなる分
子ビーム照射もしくはイオン化されたクラスタイオンビ
ーム照射のいずれかにより基板上に結晶を成長させる結
晶成長方法であって、結晶成長と同時に基板表面の一部
もしくは全面に結晶の構成元素となり得ないイオンを照
射し、かつ、当該照射イオンは上記混合ガス、分子ビー
ム及びクラスタイオンビームが存在しない所で生成する
ことを特徴としている。
は金属の基板上への熱分解反応させた二種類以上のガス
からなる混合ガスの供給、各々が単一の元素よりなる分
子ビーム照射もしくはイオン化されたクラスタイオンビ
ーム照射のいずれかにより基板上に結晶を成長させる結
晶成長方法であって、結晶成長と同時に基板表面の一部
もしくは全面に結晶の構成元素となり得ないイオンを照
射し、かつ、当該照射イオンは上記混合ガス、分子ビー
ム及びクラスタイオンビームが存在しない所で生成する
ことを特徴としている。
また、本願の第２の発明は、半導体、絶縁体もしくは金
属の基板上への熱分解反応させた二種類以上のガスから
なる混合ガスの供給、各々が単−小；参トハｔ？スムヱ
Ｖ−ノ、昭船ｔ、Ｉ／Ｉ十ノナ・ノ／にされたクラスタ
イオンビーム照射のいずれかにより基板上に結晶を成長
させる結晶成長方法であって、結晶成長と同時に基板表
面の一部もしくは全面に電子ビームを照射し、かつ当該
電子ビームは上記混合ガス、分子ビーム及びクラスタイ
オンビームが存在しない所で生成することを特徴として
いる。
属の基板上への熱分解反応させた二種類以上のガスから
なる混合ガスの供給、各々が単−小；参トハｔ？スムヱ
Ｖ−ノ、昭船ｔ、Ｉ／Ｉ十ノナ・ノ／にされたクラスタ
イオンビーム照射のいずれかにより基板上に結晶を成長
させる結晶成長方法であって、結晶成長と同時に基板表
面の一部もしくは全面に電子ビームを照射し、かつ当該
電子ビームは上記混合ガス、分子ビーム及びクラスタイ
オンビームが存在しない所で生成することを特徴として
いる。
（実施例）
以下、添付図面を参照しつつ本発明を説明する。
［＋］ 本発明の詳細な説明する前に、まず、基礎物
性論を本発明との関連において説明する。
性論を本発明との関連において説明する。
半導体の具体例として、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）を考
える。
える。
ａ、結晶の格子振動について、
有限の温度ＴＯでは、結晶内のイオンは格子振動を行っ
ている。各イオンは隣接するイオンと相互作用を及ぼし
合うので、結晶全体としての格子振動モードには、音響
フォノンや光学フォノンモードが存在する。
ている。各イオンは隣接するイオンと相互作用を及ぼし
合うので、結晶全体としての格子振動モードには、音響
フォノンや光学フォノンモードが存在する。
温度Ｔｏがある特定の温度ｅＰ以下では、振動モードに
秩序があるが、温度Ｔｏが特定の温度ｅｃ＞を超えると
、各格子点の振動は無秩序となり、互いに相関がなくな
る。この特定の温度θｐはデバイ温度として知られてお
り、結晶特性を左右する重要なパラメータである。
秩序があるが、温度Ｔｏが特定の温度ｅｃ＞を超えると
、各格子点の振動は無秩序となり、互いに相関がなくな
る。この特定の温度θｐはデバイ温度として知られてお
り、結晶特性を左右する重要なパラメータである。
結晶の格子点の振動モードに秩序がある場合および格子
点の振動が無秩序である場合の格子点の状態を夫々第４
図（ａ）および第４図（ｂ）に示す。
点の振動が無秩序である場合の格子点の状態を夫々第４
図（ａ）および第４図（ｂ）に示す。
第４図（ａ）および第４図（ｂ）において、１はポテン
シャル、２は格子点（イオンまたは原子）を示す。
シャル、２は格子点（イオンまたは原子）を示す。
Ｔｏ＜θｐでは、ある特定の波動ベクトルおよび振動数
の格子振動モードにおいて各格子点２の動きは、隣接格
子点２の動きと相関がある（第４図（ａ）参照）が、Ｔ
ｏ＞θｔでは各格子点２の動きは、隣接格子点２の動き
と相関がない（第４図（ｂ）参照）。
の格子振動モードにおいて各格子点２の動きは、隣接格
子点２の動きと相関がある（第４図（ａ）参照）が、Ｔ
ｏ＞θｔでは各格子点２の動きは、隣接格子点２の動き
と相関がない（第４図（ｂ）参照）。
また、温度Ｔｏをさらに高温とすると、第４図（Ｃ）に
示すように、ある格子点２のイオンまたは原子はポテン
シャルの障壁を越える。
示すように、ある格子点２のイオンまたは原子はポテン
シャルの障壁を越える。
一般に、このポテンシャルの障壁の高さは、結晶を構成
するイオンや原子の種類によって異なるが、ガリウム砒
素（ＧａＡｓ）のガリウム（Ｇａ）イオンや砒素（Ａｓ
）イオンに対するポテンシャルは２ｅＶないし５ｅＶの
オーダと考えられている。ただし、ガリウム砒素（Ｇａ
Ａｓ）に添加した不純物イオンのポテンシャル障壁は、
これよりも−桁小さい場合もある。
するイオンや原子の種類によって異なるが、ガリウム砒
素（ＧａＡｓ）のガリウム（Ｇａ）イオンや砒素（Ａｓ
）イオンに対するポテンシャルは２ｅＶないし５ｅＶの
オーダと考えられている。ただし、ガリウム砒素（Ｇａ
Ａｓ）に添加した不純物イオンのポテンシャル障壁は、
これよりも−桁小さい場合もある。
ところで、現在の結晶成長技術では、結晶成長させる半
導体基板全体を加熱するが、今、半導体基板の結晶成長
温度が５００’Ｃ（７７３°Ｋ）の場合を考えると、５
００℃では、格子点２のイオンの運動エネルギーは約６
５ｍｅＶとなり、イオンポテンシャル障壁に比べてはる
かに小さい。しかし、５００℃はガリウム砒素（ＧａＡ
ｓ）のデバイ温度θｐ（＝１２０℃）よりの高いので、
格子点２の振動モードは、第４図（ｂ）に示したように
無秩序状態となる。
導体基板全体を加熱するが、今、半導体基板の結晶成長
温度が５００’Ｃ（７７３°Ｋ）の場合を考えると、５
００℃では、格子点２のイオンの運動エネルギーは約６
５ｍｅＶとなり、イオンポテンシャル障壁に比べてはる
かに小さい。しかし、５００℃はガリウム砒素（ＧａＡ
ｓ）のデバイ温度θｐ（＝１２０℃）よりの高いので、
格子点２の振動モードは、第４図（ｂ）に示したように
無秩序状態となる。
しかしながら、半導体基板上に結晶を成長させる場合、
半導体基板全体を加熱する必要はなく、半導体基板表面
の薄い、例えば数原子層のみを加そこで、半導体基板表
面に、電子ビーム、プロトンビームもしくは希ガスイオ
ンビームを照射して半導体基板表面の薄い原子層を加熱
することが考えられるが、次に、これら粒子の照射によ
り上昇する温度を、２粒子衝突によるエネルギーのトラ
ンスファーにより説明する。
半導体基板全体を加熱する必要はなく、半導体基板表面
の薄い、例えば数原子層のみを加そこで、半導体基板表
面に、電子ビーム、プロトンビームもしくは希ガスイオ
ンビームを照射して半導体基板表面の薄い原子層を加熱
することが考えられるが、次に、これら粒子の照射によ
り上昇する温度を、２粒子衝突によるエネルギーのトラ
ンスファーにより説明する。
ｂ、 ２粒子衝突によるエネルギーのトランスファーに
ついで ある特定のエネルギーを有する粒子をある基板に照射す
ると、そのエネルギーの一部は、基板を構成するイオン
もしくは原子にトランスファーされる。一般に、このト
ランスファーされるエネルギーの計算は複雑であるが、
古力学の弾性散乱の理論からそのオーダを見積ることが
できる。
ついで ある特定のエネルギーを有する粒子をある基板に照射す
ると、そのエネルギーの一部は、基板を構成するイオン
もしくは原子にトランスファーされる。一般に、このト
ランスファーされるエネルギーの計算は複雑であるが、
古力学の弾性散乱の理論からそのオーダを見積ることが
できる。
第５図（ａ）に示すように、Ｅの運動エネルギーを有す
る質量Ｍ１の粒子３が質量Ｍ！の静止した粒子４に衝突
したとする。この衝突により、第５図（ｂ）に示すよう
に、質量Ｍ、の粒子４にＴのエネルギーが与えられたと
すると、 となる。
る質量Ｍ１の粒子３が質量Ｍ！の静止した粒子４に衝突
したとする。この衝突により、第５図（ｂ）に示すよう
に、質量Ｍ、の粒子４にＴのエネルギーが与えられたと
すると、 となる。
以下、この第１式で与えられるエネルギーＴを、ガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）への電子ビーム照射およびプロトン
または希ガスイオンビーム照射について考える。
ム砒素（ＧａＡｓ）への電子ビーム照射およびプロトン
または希ガスイオンビーム照射について考える。
ｂ−１，電子ビーム照射
ガリウム砒素（ＧａＡｓ）のガリウム（Ｇａ）イオンお
よび砒素（Ａｓ）の質量数は夫々６９および７５である
が、ガリウム（Ｇａ）イオンと加速電子とが衝突するも
のとし、この衝突により電子がガリウム（Ｇａ）イオン
に１ｅＶのエネルギーを与えるものとする。電子の入射
エネルギーは第１式により、１２６ ＫｅＶとなる。
よび砒素（Ａｓ）の質量数は夫々６９および７５である
が、ガリウム（Ｇａ）イオンと加速電子とが衝突するも
のとし、この衝突により電子がガリウム（Ｇａ）イオン
に１ｅＶのエネルギーを与えるものとする。電子の入射
エネルギーは第１式により、１２６ ＫｅＶとなる。
ただし、電子ビームの場合は、粒子が小さいため、半導
体基板に垂直に照射すると、１２６Ｋｅｙの電子線は数
ｌＯμｍ程度ガリウム砒素（ＧａＡｓ）の半導体基板の
内部に透過する。従って、半導体基板表面のみを電子ビ
ームで加熱するには、第６図（ａ）に示すように、半導
体基板５にほぼ平行に電子ビーム６を照射することが好
ましい。
体基板に垂直に照射すると、１２６Ｋｅｙの電子線は数
ｌＯμｍ程度ガリウム砒素（ＧａＡｓ）の半導体基板の
内部に透過する。従って、半導体基板表面のみを電子ビ
ームで加熱するには、第６図（ａ）に示すように、半導
体基板５にほぼ平行に電子ビーム６を照射することが好
ましい。
ｂ−２，プロトンまたは希ガスイオンビーム照射次に、
第６図（ｂ）に示すように、プロトン７をガリウム砒素
（Ｇａ）イオンに１ｅＶのエネルギーを与える場合を考
える。第１式から、プロトン７の入射エネルギーを計算
すると約７０ｅＶ程度となる。従って、プロトン７の照
射により半導体基板５を加熱するには、加速電圧を数１
０ｅＶないし数１００ｅＶとすれば充分である。このよ
うに、低エネルギーのプロトン７の場合は、第６図（ａ
）のような電子ビーム６の場合とは異なり、半導体基板
５への浸透は小さいので、第６図（ｂ）のように、半導
体基板５に垂直に入射させることが可能である。上記プ
ロトン７に代えて、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）
もしくはアルゴン（Ａｒ）等の希ガスをイオン化し、半
導体基板５に照射しても同様の効果が得られる。
第６図（ｂ）に示すように、プロトン７をガリウム砒素
（Ｇａ）イオンに１ｅＶのエネルギーを与える場合を考
える。第１式から、プロトン７の入射エネルギーを計算
すると約７０ｅＶ程度となる。従って、プロトン７の照
射により半導体基板５を加熱するには、加速電圧を数１
０ｅＶないし数１００ｅＶとすれば充分である。このよ
うに、低エネルギーのプロトン７の場合は、第６図（ａ
）のような電子ビーム６の場合とは異なり、半導体基板
５への浸透は小さいので、第６図（ｂ）のように、半導
体基板５に垂直に入射させることが可能である。上記プ
ロトン７に代えて、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）
もしくはアルゴン（Ａｒ）等の希ガスをイオン化し、半
導体基板５に照射しても同様の効果が得られる。
［！Ｉ］ 次に、本発明の具体的な実施例を第１図、
第２図および第３図により説明する。
第２図および第３図により説明する。
Ａ、電子ビーム加熱法
電子ビーム加熱法では″、第１図に示すように、分子ビ
ーム発生源１１および１２から夫々発生する結晶成長に
使用する種類の異なる分子ビームｌｌａおよび１２ａと
同時に電子ビーム発生源１３から数１０ＫｅＶ程度に加
速した電子ビーム６を、サセプタ１４上に載置された半
導体基板５に同時に照射し、電子ビーム６により半導体
基板５の表面の数電子層を加熱しつつ、分子ビームｌｌ
ａおよび１２ａの分子を加熱された半導体基板５の表面
に結晶成長させる。この場合、電子ビーム６は、既にの
べたように、半導体基板５の表面にほぼ平行に照射する
ことが好ましい。また、上記分子ビームｌｌａおよび１
２ａは、イオン化したクラスタ状のビームでありもよい
。
ーム発生源１１および１２から夫々発生する結晶成長に
使用する種類の異なる分子ビームｌｌａおよび１２ａと
同時に電子ビーム発生源１３から数１０ＫｅＶ程度に加
速した電子ビーム６を、サセプタ１４上に載置された半
導体基板５に同時に照射し、電子ビーム６により半導体
基板５の表面の数電子層を加熱しつつ、分子ビームｌｌ
ａおよび１２ａの分子を加熱された半導体基板５の表面
に結晶成長させる。この場合、電子ビーム６は、既にの
べたように、半導体基板５の表面にほぼ平行に照射する
ことが好ましい。また、上記分子ビームｌｌａおよび１
２ａは、イオン化したクラスタ状のビームでありもよい
。
Ｂ、プロトンまたは希ガスイオン照射加熱法この加熱法
では、第２図に示すように、水素源１５の水素１６にプ
ロトン発生用加速電子ビーム１７を照射して発生させた
プロトン７を、プロトン加９束田雷ｆｆ１ｌ １ｌｌ−
ｒ−加凍オＡご鼾ｌこ上りプロトンビームＩ９を作る。
では、第２図に示すように、水素源１５の水素１６にプ
ロトン発生用加速電子ビーム１７を照射して発生させた
プロトン７を、プロトン加９束田雷ｆｆ１ｌ １ｌｌ−
ｒ−加凍オＡご鼾ｌこ上りプロトンビームＩ９を作る。
このプロトンビーム１９を、第１図と同様に、分子ビー
ム発生源１１および１２から夫々発生する結晶成長に使
用する種類の異なる分子ビームｌｌａおよび１２ａと同
時に、サセプタ１４上に載置された半導体基板５に照射
し、プロトンビーム１９により半導体基板５の表面を加
熱しつつ、分子ビームｌｌａおよび１２ａの分子を加熱
された半導体基板５の表面に結晶成長させる。
ム発生源１１および１２から夫々発生する結晶成長に使
用する種類の異なる分子ビームｌｌａおよび１２ａと同
時に、サセプタ１４上に載置された半導体基板５に照射
し、プロトンビーム１９により半導体基板５の表面を加
熱しつつ、分子ビームｌｌａおよび１２ａの分子を加熱
された半導体基板５の表面に結晶成長させる。
この場合、プロトンビーム１９は電子ビーム６の場合と
は異なり、半導体基板５に対してほぼ９０度近い角度で
照射することができる。
は異なり、半導体基板５に対してほぼ９０度近い角度で
照射することができる。
この実施例において、プロトンビーム１９に代えて、ヘ
リウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）もしくはアルゴン（Ａ
ｒ）等の希ガスをイオン化したものを使用することもで
きる。
リウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）もしくはアルゴン（Ａ
ｒ）等の希ガスをイオン化したものを使用することもで
きる。
また、この実施例の加熱法は、有機金属気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）にも適用することができる。
ＯＣＶＤ法）にも適用することができる。
すなわち、第３図に示すようにＭＯＣＶＤ用リアククリ
アクタ２１内タ１４上に載置された半導体基板５上に、
その上方からプロトンビーム１９を照射して半導体基板
５の表面を加熱しつつ、トリメチルガリウムやアルシン
等とキャリアガスとしての水素等との成長用の混合ガス
２２を熱分解反応させて供給すれば、プロトンビーム１
９により加熱された結晶基板５の表面に、熱分解された
上記混合ガスによる結晶成長を行わせることができる。
アクタ２１内タ１４上に載置された半導体基板５上に、
その上方からプロトンビーム１９を照射して半導体基板
５の表面を加熱しつつ、トリメチルガリウムやアルシン
等とキャリアガスとしての水素等との成長用の混合ガス
２２を熱分解反応させて供給すれば、プロトンビーム１
９により加熱された結晶基板５の表面に、熱分解された
上記混合ガスによる結晶成長を行わせることができる。
このとき、上記プロトンビーム１９は希ガスイオンビー
ムであってもよい。
ムであってもよい。
なお、以上の実施例において、半導体基板５は、好まし
くは、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、＋１
１−Ｖ族化合物半導体もしくはＩＩ−Ｍｌ族化合物半導
体である。半導体基板５に代えて、好ましくは、強誘電
体、反強誘電体からなる基板、あるいはタングステン、
モリブデンもしくはタンタルのいずれかの材料からなる
基板であってもよい。
くは、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、＋１
１−Ｖ族化合物半導体もしくはＩＩ−Ｍｌ族化合物半導
体である。半導体基板５に代えて、好ましくは、強誘電
体、反強誘電体からなる基板、あるいはタングステン、
モリブデンもしくはタンタルのいずれかの材料からなる
基板であってもよい。
（発明の効果）
本願の第１の発明では、基板内に転位が発生しない程度
のエネルギーを有する結晶の構成元素となり得ないイオ
ンを基板表面に照射しつつ結晶成長を行う。
のエネルギーを有する結晶の構成元素となり得ないイオ
ンを基板表面に照射しつつ結晶成長を行う。
また、本願の第２の発明では、基板内に転位が発生しな
い程度のエネルギーを有する電子ビームを基板表面に照
射しつつ結晶成長を行う。
い程度のエネルギーを有する電子ビームを基板表面に照
射しつつ結晶成長を行う。
本願の第１および第２の発明によれば、基板表面の薄い
層のみが物理的に加熱されるので、基板全体を高温に加
熱する必要がない。従って、高品位結晶成長が可能とな
り、本発明は三次元集積回路の製造にも適用することが
できる。
層のみが物理的に加熱されるので、基板全体を高温に加
熱する必要がない。従って、高品位結晶成長が可能とな
り、本発明は三次元集積回路の製造にも適用することが
できる。
第１図、第２図および第３図は夫々本発明に係る結晶成
長方法の３つの実施例の説明図、第４図（ａ）、第４図
（ｂ）および第４図（Ｃ）は夫々温度による格子点の変
位の説明図、第５図（ａ）および第５図（ｂ）は夫々２
粒子間の弾性散乱により静止した粒子が得るエネルギー
を計算するための簡単化されたモデルを示す説明図、第
６図（ａ）および第６図（ｂ）は夫々電子ビームおよび
プロトンビーム照射による基板表面の加熱の説明図であ
る。 ５・・・半導体基板、 ｌｌａ、１２ａ・・・分子ビ
ーム、６・・・電子ビーム、 １９・・・プロトンビ
ーム、２２・・・混合ガス。 特許出願人 シャープ株式会社 代理人 弁理士 青 山 葆ほか２名第１図 １２図 第４図（０） 第４１！１（ｂ） 噛 第４図（Ｃ） （ｂ）
長方法の３つの実施例の説明図、第４図（ａ）、第４図
（ｂ）および第４図（Ｃ）は夫々温度による格子点の変
位の説明図、第５図（ａ）および第５図（ｂ）は夫々２
粒子間の弾性散乱により静止した粒子が得るエネルギー
を計算するための簡単化されたモデルを示す説明図、第
６図（ａ）および第６図（ｂ）は夫々電子ビームおよび
プロトンビーム照射による基板表面の加熱の説明図であ
る。 ５・・・半導体基板、 ｌｌａ、１２ａ・・・分子ビ
ーム、６・・・電子ビーム、 １９・・・プロトンビ
ーム、２２・・・混合ガス。 特許出願人 シャープ株式会社 代理人 弁理士 青 山 葆ほか２名第１図 １２図 第４図（０） 第４１！１（ｂ） 噛 第４図（Ｃ） （ｂ）
Claims (10)
- （１）半導体、絶縁体もしくは金属の基板上への熱分解
反応させた二種類以上のガスからなる混合ガスの供給、
各々が単一の元素よりなる分子ビーム照射もしくはイオ
ン化されたクラスタイオンビーム照射のいずれかにより
基板上に結晶を成長させる結晶成長方法であって、結晶
成長と同時に基板表面の一部もしくは全面に結晶の構成
元素となり得ないイオンを照射し、かつ、当該照射イオ
ンは上記混合ガス、分子ビーム及びクラスタイオンビー
ムが存在しない所で生成することを特徴とする結晶成長
方法。 - （２）上記照射イオンが水素イオンＨ＾＋（プロトン）
又は希ガスイオンであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の結晶成長方法。 - （３）上記混合ガスが少なくとも一種類の有機金属を含
んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の結晶成長方法。 - （４）上記基板がゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓ
ｉ）、III−Ｖ族化合物半導体、II−VI族化合物半導体
、強誘電体もしくは反強誘電体のいずれかであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
一に記載の結晶成長方法。 - （５）上記基板がタングステン、モリブデンもしくはタ
ンタルのいずれかであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項から第３項のいずれか一に記載の結晶成長方法
。 - （６）半導体、絶縁体もしくは金属の基板上への熱分解
反応させた二種類以上のガスからなる混合ガスの供給、
各々が単一の元素よりなる分子ビーム照射もしくはイオ
ン化されたクラスタイオンビーム照射のいずれかにより
基板上に結晶を成長させる結晶成長方法であって、結晶
成長と同時に基板表面の一部もしくは全面に電子ビーム
を照射し、かつ当該電子ビームは上記混合ガス、分子ビ
ーム及びクラスタイオンビームが存在しない所で生成す
ることを特徴とする結晶成長方法。 - （７）上記電子ビームは基板表面にほぼ平行に、かつ、
ほぼ基板の表面全面に照射することを特徴とする特許請
求の範囲第６項記載の結晶成長方法。 - （８）上記混合ガスが少なくとも一種類の有機金属を含
んでいることを特徴とする特許請求の範囲第６項または
第７項記載の結晶成長方法。 - （９）上記基板がゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓ
ｉ）、III−Ｖ族化合物半導体、II−VI族化合物半導体
、強誘電体もしくは反強誘電体のいずれかであることを
特徴とする特許請求の範囲第６項から第８項のいずれか
一に記載の結晶成長方法。 - （１０）上記基板がタングステン、モリブデンもしくは
タンタルのいずれかであることを特徴とする特許請求の
範囲第６項から第８項のいずれか一に記載の結晶成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5657585A JPS61214511A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5657585A JPS61214511A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214511A true JPS61214511A (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=13030947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5657585A Pending JPS61214511A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214511A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260035A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-10-27 | Res Dev Corp Of Japan | 半導体製造装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53109475A (en) * | 1977-03-07 | 1978-09-25 | Hitachi Ltd | Manufacture for semiconductor device |
| JPS53147462A (en) * | 1977-05-26 | 1978-12-22 | Ibm | Molecular beam epitaxial device |
| JPS58119630A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-16 | Nec Corp | 分子線結晶成長法 |
| JPS5992997A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-29 | Nec Corp | 分子線エピタキシヤル成長法を用いた薄膜の形成方法 |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP5657585A patent/JPS61214511A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53109475A (en) * | 1977-03-07 | 1978-09-25 | Hitachi Ltd | Manufacture for semiconductor device |
| JPS53147462A (en) * | 1977-05-26 | 1978-12-22 | Ibm | Molecular beam epitaxial device |
| JPS58119630A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-16 | Nec Corp | 分子線結晶成長法 |
| JPS5992997A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-29 | Nec Corp | 分子線エピタキシヤル成長法を用いた薄膜の形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260035A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-10-27 | Res Dev Corp Of Japan | 半導体製造装置 |
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