JPS61222993A - ヘテロ構造の形成方法 - Google Patents
ヘテロ構造の形成方法Info
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- JPS61222993A JPS61222993A JP6243985A JP6243985A JPS61222993A JP S61222993 A JPS61222993 A JP S61222993A JP 6243985 A JP6243985 A JP 6243985A JP 6243985 A JP6243985 A JP 6243985A JP S61222993 A JPS61222993 A JP S61222993A
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- Japan
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- compound semiconductor
- group iii
- grown
- wafer
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は■−ｖ族化合物半導体のへテロ構造の形成方法
に関する。よシ詳しくは結晶の格子定数が大きく異なる
二種類の■−■族化合物半導体からなるヘテロ構造の形
成方法に関する。
に関する。よシ詳しくは結晶の格子定数が大きく異なる
二種類の■−■族化合物半導体からなるヘテロ構造の形
成方法に関する。
従来、■−ｖ族化合物半導体のへテロ構造を形成する場
合には基板単結晶とその上に成長する成長層との格子定
数が厳密に一致することが要求されていた。格子定数が
厳密に一致しない場合にはミスフィツト転位が多数はい
シ、良好な特性を持つ成長層を得ることができなかった
。更に格子定数の差が大きい場合にはクラ、りなどがは
いシ、やはシ良好な特性を持つ成長層を得ることができ
なかった。例えば、Ｇ、Ｈ，０１ｓｅｎとＭ、 Ｅｔｔ
ｅｎｂｅｒｇ（ＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ ： Ｔｈ
ｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕ＠ｓ、 ｖｏｌ、
２． ａｄ、 Ｃ，Ｌ、Ｈ。
合には基板単結晶とその上に成長する成長層との格子定
数が厳密に一致することが要求されていた。格子定数が
厳密に一致しない場合にはミスフィツト転位が多数はい
シ、良好な特性を持つ成長層を得ることができなかった
。更に格子定数の差が大きい場合にはクラ、りなどがは
いシ、やはシ良好な特性を持つ成長層を得ることができ
なかった。例えば、Ｇ、Ｈ，０１ｓｅｎとＭ、 Ｅｔｔ
ｅｎｂｅｒｇ（ＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ ： Ｔｈ
ｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕ＠ｓ、 ｖｏｌ、
２． ａｄ、 Ｃ，Ｌ、Ｈ。
Ｇｏｏｄｍａｎ、 Ｐｌｅｎｕｍ、 Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ
（１９７８））によれば、ミスフィツト転位の入らな
い最大の成長層厚さをｈとすると、ｈはｈ ＝ ｂ／（
２ｅ ）によって近似的にあたえられる。ここでｂはバ
ーガーズベクトルの大きさ、ｅはミスフィツトの大きさ
である。
（１９７８））によれば、ミスフィツト転位の入らな
い最大の成長層厚さをｈとすると、ｈはｈ ＝ ｂ／（
２ｅ ）によって近似的にあたえられる。ここでｂはバ
ーガーズベクトルの大きさ、ｅはミスフィツトの大きさ
である。
もし、ＧａＡｓの上にＧａｒｂを成長させる場合には、
両者のミスフィツトの大きさが０．０７８になるのでバ
ーガーズベクトルの大きさを５オングストロームと考え
るとミヌフイ、ト転位の入らない最大の成長層厚さｈは
３２オングストロームとなシ、実用的な厚さには程遠い
。
両者のミスフィツトの大きさが０．０７８になるのでバ
ーガーズベクトルの大きさを５オングストロームと考え
るとミヌフイ、ト転位の入らない最大の成長層厚さｈは
３２オングストロームとなシ、実用的な厚さには程遠い
。
また、ミスフィツトの大きさが更に大きい場合には、成
長層にクラ、りが入シ、実用に全く使えないという欠点
があった。
長層にクラ、りが入シ、実用に全く使えないという欠点
があった。
近年格子定数が厳密に一致しない■−ｖ族化合物半導体
のへテロ構造を多数積み重ねた歪入り超格子が発明され
たが、これらはいずれも上述したミスフィツト転位の入
らない厚さの成長層同士を積み重ねたものである。もし
ミスフィツト転位の入らない最大の成長層厚さを超えた
もの同士を積み重ねた歪入シ超格子の場合には、ミスフ
ィツト転位が多数はいることはいうまでもない。
のへテロ構造を多数積み重ねた歪入り超格子が発明され
たが、これらはいずれも上述したミスフィツト転位の入
らない厚さの成長層同士を積み重ねたものである。もし
ミスフィツト転位の入らない最大の成長層厚さを超えた
もの同士を積み重ねた歪入シ超格子の場合には、ミスフ
ィツト転位が多数はいることはいうまでもない。
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を克服し、
格子定数が厳密に一致しない■−ｖ族化合物半導体のへ
テロ構造においてもミスフィツト転位が少なく、またク
ラ、りなども発生しないヘテロ構造の形成方法を提供す
ることにある。
格子定数が厳密に一致しない■−ｖ族化合物半導体のへ
テロ構造においてもミスフィツト転位が少なく、またク
ラ、りなども発生しないヘテロ構造の形成方法を提供す
ることにある。
本発明は、基板■−ｖ族化合物半導体単結晶の上に、基
板半導体とは異なる■〜Ｖ族化合物半導体を短周期秩序
を持ちかつ長周期秩序を持たないように成長させ、その
後加熱処理によって長周期秩序を回復させ、その上に該
■−■族化合物半導体を成長させることを特徴とするヘ
テロ構造の形成方法である。
板半導体とは異なる■〜Ｖ族化合物半導体を短周期秩序
を持ちかつ長周期秩序を持たないように成長させ、その
後加熱処理によって長周期秩序を回復させ、その上に該
■−■族化合物半導体を成長させることを特徴とするヘ
テロ構造の形成方法である。
従来の格子定数が厳密に一致しない■−■族化合物半導
体のへテロ構造の形成工程において発生したこのような
欠点を克服する為に、本発明では、まず、基板１−Ｖ族
化合物半導体単結晶の上に基板半導体とは異なる■−■
族化合物半導体を短周期秩序を持ちかつ長周期秩序を持
たないように成長させた。具体的にはアモルファス状態
に近い成長層を成長させた。その後加熱処理によって長
周期秩序を回復させた。この過程でアモルファス状態に
近い成長層を単結晶化させた。この方法にょシ格子定数
が厳密に一致しないトｖ族化合物半導体同士でも、格子
定数の差をヘテロ界面近傍だけに押し込めることができ
た。そして、その上に成長させた該■−■族化合物半導
体と同じ格子定数を持つ■−ｖ族化合物半導体は、この
ような手続を経ない場合に比べてミスフィツト転位が少
なく、またクラックなども発生しないことが分かった。
体のへテロ構造の形成工程において発生したこのような
欠点を克服する為に、本発明では、まず、基板１−Ｖ族
化合物半導体単結晶の上に基板半導体とは異なる■−■
族化合物半導体を短周期秩序を持ちかつ長周期秩序を持
たないように成長させた。具体的にはアモルファス状態
に近い成長層を成長させた。その後加熱処理によって長
周期秩序を回復させた。この過程でアモルファス状態に
近い成長層を単結晶化させた。この方法にょシ格子定数
が厳密に一致しないトｖ族化合物半導体同士でも、格子
定数の差をヘテロ界面近傍だけに押し込めることができ
た。そして、その上に成長させた該■−■族化合物半導
体と同じ格子定数を持つ■−ｖ族化合物半導体は、この
ような手続を経ない場合に比べてミスフィツト転位が少
なく、またクラックなども発生しないことが分かった。
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
（実施例１）
本実施例においては基板単結晶としてＩｎＰ（１００）
ウェハを用い、その上にＧａｒｂを成長させた。両者の
格子ミスマツチの大きさは４％であシ、従来は良好な成
長層がえられなかったものである。
ウェハを用い、その上にＧａｒｂを成長させた。両者の
格子ミスマツチの大きさは４％であシ、従来は良好な成
長層がえられなかったものである。
まず、ＩｎＰウェハを有機溶剤中で超音波洗浄すること
によシクエハ表面の清浄化を行った。次いでＨ２ＳＯ４
：Ｈ２０□：Ｈ２０＝３：１：１の溶液を用い、６０℃
付近でエツチングし、更に２％Ｂｒメタノール溶液によ
るエツチングを施した。このウェハを水洗し、乾燥した
後、モリブデンのウェハホルダーにＩｎを用いてはシ付
け、分子線結晶成長装置に投入した。
によシクエハ表面の清浄化を行った。次いでＨ２ＳＯ４
：Ｈ２０□：Ｈ２０＝３：１：１の溶液を用い、６０℃
付近でエツチングし、更に２％Ｂｒメタノール溶液によ
るエツチングを施した。このウェハを水洗し、乾燥した
後、モリブデンのウェハホルダーにＩｎを用いてはシ付
け、分子線結晶成長装置に投入した。
２ Ｘ １０ Ｔｏｒｒのひ素分子線を照射しながら
ウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウェハ上の
酸化膜を蒸発させた。次いで、ウェハの温度を２７０℃
とし、アモルファスに近い状態のＧａＳｂを約２００オ
ングストロームの厚さまでＩｎＰウェハ上に成長させた
。ｓｂの分子線を照射しながらウェハの温度を５００℃
付近まで昇温するとアモルファスに近い状態から嘔結晶
へと変化した。この上にＧａＳｂを４５０℃で約１ミク
ロン成長させた。得られた成長層は３ｃＰ！！×３ｃＩ
ｎ のウェハ全面にわたって鏡面であシ、転位密度は３
Ｘ １０’ ｃｍ−２と少なく、またクラックなども
観測されなかった。
ウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウェハ上の
酸化膜を蒸発させた。次いで、ウェハの温度を２７０℃
とし、アモルファスに近い状態のＧａＳｂを約２００オ
ングストロームの厚さまでＩｎＰウェハ上に成長させた
。ｓｂの分子線を照射しながらウェハの温度を５００℃
付近まで昇温するとアモルファスに近い状態から嘔結晶
へと変化した。この上にＧａＳｂを４５０℃で約１ミク
ロン成長させた。得られた成長層は３ｃＰ！！×３ｃＩ
ｎ のウェハ全面にわたって鏡面であシ、転位密度は３
Ｘ １０’ ｃｍ−２と少なく、またクラックなども
観測されなかった。
（実施例２）
本実施例においては基板単結晶としてＩｎＰ（１００）
ウェハを用い、その上にＩ ｎＡｓを成長させた。両者
の格子ミスマツチの大きさは３．２チであシ、従来は良
好な成長層がえられなかったものである。
ウェハを用い、その上にＩ ｎＡｓを成長させた。両者
の格子ミスマツチの大きさは３．２チであシ、従来は良
好な成長層がえられなかったものである。
まず、ＩｎＰウェハを有機溶剤中で超音波洗浄すること
によシクエハ表面の清浄化をおこなった。
によシクエハ表面の清浄化をおこなった。
次いでＨ２ＳＯ４：Ｈ２０□：Ｈ２０＝３：１：１の溶
液を用い６０℃付近でエツチングし、更に２ ％ Ｂｒ
メタノール溶液によるエツチングを施した。このウェハ
を水洗し乾燥した後、モリブデンのウェハホルダーにＩ
ｎを用いてはシ付け、分子線結晶成長装置に投入した。
液を用い６０℃付近でエツチングし、更に２ ％ Ｂｒ
メタノール溶液によるエツチングを施した。このウェハ
を水洗し乾燥した後、モリブデンのウェハホルダーにＩ
ｎを用いてはシ付け、分子線結晶成長装置に投入した。
２ Ｘ ］、０−５Ｔｏｒｒのひ素分子線を照射しなが
らウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウエノ１
上の酸化膜を蒸発させた。次いで、フェノ１の温度を２
７０℃とし、アモルファスに近い状態のＩｎＡｓを約２
００オングストロームの厚さまでＩｎＰウエノ１上に成
長させた。Ａｓの分子線を照射しながらフェノ・の温度
を５００℃付近まで昇温したとこるアモルファスに近い
状態から単結晶へと変化した。この上にＩｎＡｓを４５
０℃で約１ミクロン成長させた。得られた成長層は３ｃ
ｒｎＸ３ｍのウニＩ・全面にわたって鏡面であり、転位
密度は３ Ｘ １９３ｃｍ−２と少なく、またクラック
なども観測されなかった。
らウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウエノ１
上の酸化膜を蒸発させた。次いで、フェノ１の温度を２
７０℃とし、アモルファスに近い状態のＩｎＡｓを約２
００オングストロームの厚さまでＩｎＰウエノ１上に成
長させた。Ａｓの分子線を照射しながらフェノ・の温度
を５００℃付近まで昇温したとこるアモルファスに近い
状態から単結晶へと変化した。この上にＩｎＡｓを４５
０℃で約１ミクロン成長させた。得られた成長層は３ｃ
ｒｎＸ３ｍのウニＩ・全面にわたって鏡面であり、転位
密度は３ Ｘ １９３ｃｍ−２と少なく、またクラック
なども観測されなかった。
（実施例３）
本実施例においては基板単結晶としてＩｎＰ（１００）
ウェハを用い、その上にＧａｘ Ｉ ｎ（１−ｘ）Ｓ
ｂ （ｘ＝Ｏ−７）を成長させた。両者の格子ミスマツ
チのおおきさは５．８チであシ、従来は良好な成長層が
えられなかったものである。
ウェハを用い、その上にＧａｘ Ｉ ｎ（１−ｘ）Ｓ
ｂ （ｘ＝Ｏ−７）を成長させた。両者の格子ミスマツ
チのおおきさは５．８チであシ、従来は良好な成長層が
えられなかったものである。
まず、ＩｎＰウェハを有機溶剤中で超音波洗浄すること
によシウエノ・表面の清浄化をおこなった。
によシウエノ・表面の清浄化をおこなった。
次いでＨ２ＳＯ４：Ｈ２０□：Ｈ２０＝３：１：１溶液
を用い、６０℃付近でエツチングし、更に２％Ｂｒメタ
ノール溶液によるエツチングを施した。このフェノ・を
水洗し乾燥した後、モリブデンのフェノ・ホルダーにＩ
ｎを用いてはシ付け、分子線結晶成長装置に投入した。
を用い、６０℃付近でエツチングし、更に２％Ｂｒメタ
ノール溶液によるエツチングを施した。このフェノ・を
水洗し乾燥した後、モリブデンのフェノ・ホルダーにＩ
ｎを用いてはシ付け、分子線結晶成長装置に投入した。
２ Ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒｒのひ素分子線を照射しながら
ウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウェハ上の
酸化膜を蒸発させた。次いで、フェノ・の温度を２７０
℃とし、アモルファスに近い状態のＧ＆エエｎ（、−ｘ
）Ｓｂ（Ｘ＝０．７）を約２００オングストロームの厚
さまでＩｎＰウェハ上に成長させた。ｓｂの分子線を照
射しながらウェハの温度を５００℃付近まで昇温すると
、アモルファスに近い状態から単結晶へと変化した。
ウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウェハ上の
酸化膜を蒸発させた。次いで、フェノ・の温度を２７０
℃とし、アモルファスに近い状態のＧ＆エエｎ（、−ｘ
）Ｓｂ（Ｘ＝０．７）を約２００オングストロームの厚
さまでＩｎＰウェハ上に成長させた。ｓｂの分子線を照
射しながらウェハの温度を５００℃付近まで昇温すると
、アモルファスに近い状態から単結晶へと変化した。
この上にＧａｘＩｎ（、−ｘ）Ｓｂ （ｘ ” ０．７
）を４５０℃で約１ミクロン成長させた。得られた成
長層は３ＱＩＩＸ３ｃＩｎのウェハ全面にわたって鏡面
であシ、転位密度は３ Ｘ １０’ ｃｍ−２と少なく
、またクラ、りなども観測されなかった。
）を４５０℃で約１ミクロン成長させた。得られた成
長層は３ＱＩＩＸ３ｃＩｎのウェハ全面にわたって鏡面
であシ、転位密度は３ Ｘ １０’ ｃｍ−２と少なく
、またクラ、りなども観測されなかった。
（実施例４）
本実施例においては基板単結晶としてＩｎ？（１００）
ウェハを用い、その上にＩｎＡｓｘ５ｂ（１−ｘ） （
ｘ＝０．８）を成長させた。両者の格子ミスマツチのお
おきさは４．７％であシ、従来は良好な成長層がえられ
なかったものである。
ウェハを用い、その上にＩｎＡｓｘ５ｂ（１−ｘ） （
ｘ＝０．８）を成長させた。両者の格子ミスマツチのお
おきさは４．７％であシ、従来は良好な成長層がえられ
なかったものである。
まず、ＩｎＰウニ／Ｍを有機溶剤中で超音波洗浄するこ
とによシウエノー表面の清浄化をおこなった。
とによシウエノー表面の清浄化をおこなった。
次いでＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２０＝３＝１＝１溶液
を用い６０℃付近でエツチングし、更に２％Ｂｒメタノ
ール溶液によるエツチングを施した。このフェノ１を水
洗し乾燥した後、モリブデンのウニノーホルダーにＩｎ
を用いてはり付け、分子線結晶成長装置に投入した０ ２ Ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒｒのひ素分子線を照射しながら
ウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウエノ為上
の酸化膜を蒸発させた。次いで、フェノ１の温度を２７
０℃とし、アモルファスに近い状態のＩｎＡｓｘＳｂ
（１−ｘ）（Ｘ＝０．８）を約２００オングヌトローム
の厚さまでＩｎＰウェハ土に成長させた。Ａｓとｓｂの
分子線を照射しながらウェハの温度を５００℃付近まで
昇温すると、アモルファスに近い状態から単結晶へと変
化した。この上にＩｎＡｓ ｓｂ （Ｘ＝０．８）
を４５０ｘ （１−Ｘ） ℃で約１ミクロン成長させた。得られた成長層は３ｃｆ
ｎ×３ｃｒｎのウェハ全面にわたって鏡面でアシ、転位
密度は３Ｘ１０ｃｆｎ と少なく、またクラ、りなども
観測されなかった。
を用い６０℃付近でエツチングし、更に２％Ｂｒメタノ
ール溶液によるエツチングを施した。このフェノ１を水
洗し乾燥した後、モリブデンのウニノーホルダーにＩｎ
を用いてはり付け、分子線結晶成長装置に投入した０ ２ Ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒｒのひ素分子線を照射しながら
ウェハの温度を５５０℃まで昇温し、ＩｎＰウエノ為上
の酸化膜を蒸発させた。次いで、フェノ１の温度を２７
０℃とし、アモルファスに近い状態のＩｎＡｓｘＳｂ
（１−ｘ）（Ｘ＝０．８）を約２００オングヌトローム
の厚さまでＩｎＰウェハ土に成長させた。Ａｓとｓｂの
分子線を照射しながらウェハの温度を５００℃付近まで
昇温すると、アモルファスに近い状態から単結晶へと変
化した。この上にＩｎＡｓ ｓｂ （Ｘ＝０．８）
を４５０ｘ （１−Ｘ） ℃で約１ミクロン成長させた。得られた成長層は３ｃｆ
ｎ×３ｃｒｎのウェハ全面にわたって鏡面でアシ、転位
密度は３Ｘ１０ｃｆｎ と少なく、またクラ、りなども
観測されなかった。
以上のように本発明によれば、従来■−ｖ族化合物半導
体のへテロ構造では格子ミスフィツトが大きすぎるため
に良好なヘテロ構造が得られなかった■−■族化合物半
導体同士を用いても、良質なヘテロ構造を形成できる効
果を有するものである。
体のへテロ構造では格子ミスフィツトが大きすぎるため
に良好なヘテロ構造が得られなかった■−■族化合物半
導体同士を用いても、良質なヘテロ構造を形成できる効
果を有するものである。
Claims (1)
- （１）基板III−Ｖ族化合物半導体単結晶の上に、基板
半導体とは異なるIII−Ｖ族化合物半導体を短周期秩序
を持ちかつ長周期秩序を持たないように成長させ、その
後加熱処理によって長周期秩序を回復させ、その上に該
III−Ｖ族化合物半導体を成長させることを特徴とする
ヘテロ構造の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243985A JPS61222993A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | ヘテロ構造の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243985A JPS61222993A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | ヘテロ構造の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222993A true JPS61222993A (ja) | 1986-10-03 |
Family
ID=13200229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6243985A Pending JPS61222993A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | ヘテロ構造の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61222993A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189719A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体の成長方法 |
| JPS62219614A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体の成長方法 |
| US5451552A (en) * | 1994-05-13 | 1995-09-19 | Hughes Aircraft Company | Method for improvement of optical quality and reduction of background doping in gainSB/INAS superlattices |
| US5993538A (en) * | 1993-10-14 | 1999-11-30 | Mega Chips Corporation | Method of forming single-crystalline thin film using beam irradiating method |
| CN110205681A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-06 | 中国科学院半导体研究所 | 砷化铟单晶片位错腐蚀液及位错腐蚀检测方法 |
| CN111748846A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-09 | 滕树龙 | 一种铟砷锑体单晶的生长装置 |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6243985A patent/JPS61222993A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189719A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体の成長方法 |
| JPS62219614A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体の成長方法 |
| US5993538A (en) * | 1993-10-14 | 1999-11-30 | Mega Chips Corporation | Method of forming single-crystalline thin film using beam irradiating method |
| US5451552A (en) * | 1994-05-13 | 1995-09-19 | Hughes Aircraft Company | Method for improvement of optical quality and reduction of background doping in gainSB/INAS superlattices |
| CN110205681A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-06 | 中国科学院半导体研究所 | 砷化铟单晶片位错腐蚀液及位错腐蚀检测方法 |
| CN111748846A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-09 | 滕树龙 | 一种铟砷锑体单晶的生长装置 |
| CN111748846B (zh) * | 2020-07-09 | 2021-11-23 | 苏州燎塬半导体有限公司 | 一种铟砷锑体单晶的生长装置 |
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