JPS61222993A - ヘテロ構造の形成方法 - Google Patents
ヘテロ構造の形成方法Info
- Publication number
- 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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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound semiconductor
- group iii
- grown
- wafer
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (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■−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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