JPS6127621A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
- Publication number
- JPS6127621A JPS6127621A JP14910784A JP14910784A JPS6127621A JP S6127621 A JPS6127621 A JP S6127621A JP 14910784 A JP14910784 A JP 14910784A JP 14910784 A JP14910784 A JP 14910784A JP S6127621 A JPS6127621 A JP S6127621A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- crystal
- substrate crystal
- growth
- crystals
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- Pending
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- 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〕
本発明は結晶成長方法に係り、結晶成長前に基板結晶表
面に付着しているガス分子等の異分子を除去して表面を
浄化する方法に関する。
面に付着しているガス分子等の異分子を除去して表面を
浄化する方法に関する。
結晶成長前に、基板結晶表面に付着している異分子を除
去する従来例としてつぎのような方法がある。
去する従来例としてつぎのような方法がある。
ｉ、高真空中または不活性ガス中、または水素ガス中で
基板結晶を加熱して一定時間保持する。
基板結晶を加熱して一定時間保持する。
この方法では、単純に物理吸着により基板表面に付着し
ている酸素、窒素、水等の分子や、揮発性の高い分子は
ある程度除去でき表が、基板結晶と化学結合等により強
固に付着している異分子は十分に除去できないという欠
点がある。
ている酸素、窒素、水等の分子や、揮発性の高い分子は
ある程度除去でき表が、基板結晶と化学結合等により強
固に付着している異分子は十分に除去できないという欠
点がある。
ｉｉ、スパッタ法により、加速したアルゴン・イオン等
を基板表面に衝突させ、基板結晶の１部もろとも異分子
をはねとばす。
を基板表面に衝突させ、基板結晶の１部もろとも異分子
をはねとばす。
この方法では、使用するイオンが単に異分子を基板結晶
の１部とともにはねとばして除去するだけでなく、その
イオンの１部が基板結晶内部へもぐり込んで新たな異物
となり、これが後の結晶成長に悪影響を及ぼし、良好な
結晶が得られなくなるという欠点がある。
の１部とともにはねとばして除去するだけでなく、その
イオンの１部が基板結晶内部へもぐり込んで新たな異物
となり、これが後の結晶成長に悪影響を及ぼし、良好な
結晶が得られなくなるという欠点がある。
基板結晶表面に強固に付着した異物を除去するために、
加速したアルゴン・イオン等を基板表面に衝突させる方
法を用いると、衝突イオンが新たな異物として基板結晶
に導入される。
加速したアルゴン・イオン等を基板表面に衝突させる方
法を用いると、衝突イオンが新たな異物として基板結晶
に導入される。
上記問題点の解決は、結晶成長前に、基板結晶を構成す
る原子の少なくとも１つよりなる荷電粒子を該基板表面
に衝突させ、該基板結晶の一部を除去する本発明による
結晶成長方法により達成される。
る原子の少なくとも１つよりなる荷電粒子を該基板表面
に衝突させ、該基板結晶の一部を除去する本発明による
結晶成長方法により達成される。
本発明は、加速された高エネルギの荷電粒子は、多少程
度の差こそあれ、顕著なスパッタ効果のあることに着目
し、スパッタに用いる荷電粒子として、基板結晶を構成
する物質の原子の１つ、またはその組合せからなるもの
を用いることにより、基板結晶に新たに異物を導入する
ことなく、その表面に付着した異物を除去し、清浄な基
板結晶上に良好な結晶成長を可能にしたものである。
度の差こそあれ、顕著なスパッタ効果のあることに着目
し、スパッタに用いる荷電粒子として、基板結晶を構成
する物質の原子の１つ、またはその組合せからなるもの
を用いることにより、基板結晶に新たに異物を導入する
ことなく、その表面に付着した異物を除去し、清浄な基
板結晶上に良好な結晶成長を可能にしたものである。
本発明の実施例を、基板結晶としてガリウム・砒素（Ｇ
ａＡｓ）を用い、この上にＧａＡｓ単結晶を分子線エピ
タキシャル成長（ＭＢＥ）法により成長させる場合を説
明する。
ａＡｓ）を用い、この上にＧａＡｓ単結晶を分子線エピ
タキシャル成長（ＭＢＥ）法により成長させる場合を説
明する。
図はＭＢＥ装置を模式的に示す断面図である。
図において基板結晶１として、直径２インチ、厚さ６０
０μｍ、面指数（１００）のＧａＡｓを用い、前処理は
つぎのように行った。
０μｍ、面指数（１００）のＧａＡｓを用い、前処理は
つぎのように行った。
まずメタノールとトリクレンで脱脂洗浄後乾燥し窒素ガ
スで水切りをした。
スで水切りをした。
つぎに基板結晶１を基板ブロック２にインジウム（Ｉｎ
）・ソルダ３ではりつけ、成長室４内に配設された基板
ホルダ５に装着する。
）・ソルダ３ではりつけ、成長室４内に配設された基板
ホルダ５に装着する。
つぎに成長室４内を１Ｏ−９Ｔｏｒｒ迄排気した後、基
板結晶１の温度を６８０℃まで昇温しで１５分間放置し
て吸着ガスを脱着する。
板結晶１の温度を６８０℃まで昇温しで１５分間放置し
て吸着ガスを脱着する。
つぎにイオン＃６より、加速エネルギ５００ｅＶの砒素
イオンビーム（Ａｓ２＋とＡＳ４“の混合ビーム）を入
射角６０°、イオン電流密度〜０．１ｍＡ／ｃｍ″で基
板結晶１に照射し、５分間スパッタを行った。
イオンビーム（Ａｓ２＋とＡＳ４“の混合ビーム）を入
射角６０°、イオン電流密度〜０．１ｍＡ／ｃｍ″で基
板結晶１に照射し、５分間スパッタを行った。
以上で前処理゛を終わりＡｓとＧａのＭＢＥ成長を行う
。
。
ＭＢＥ成長はＡｓとＧａの分子線比が ＾ｓ／Ｇａ＝４
０、成長温度６７０’ｃ、成長速度０．６μｍ ／ ｈ
の成長条件で厚さ１μｍのＧａＡｓエピタキシャル結晶
を成長させた。
０、成長温度６７０’ｃ、成長速度０．６μｍ ／ ｈ
の成長条件で厚さ１μｍのＧａＡｓエピタキシャル結晶
を成長させた。
図中、？、８．９はそれぞれＡｓ、 Ｇａ、アルミニウ
ム（ＡＩ）の分子源でグラファイトまたは窒化ボロン（
ＢＮ）製容器にＡｓ、 Ｇａ、 ＡＩを入れ、それぞれ
の容器をタングステン（Ｗ）またはカーボンよりなるヒ
ータで融点以上に加熱し、容器上部に開いた孔を通して
分子線を基板結晶１上に照射する。各容器は温度コント
ローラにより温度の微細調節ができる。また１０． Ｉ
Ｌ １２はシャッタで開閉時間はコンピュータで精密に
制御される。
ム（ＡＩ）の分子源でグラファイトまたは窒化ボロン（
ＢＮ）製容器にＡｓ、 Ｇａ、 ＡＩを入れ、それぞれ
の容器をタングステン（Ｗ）またはカーボンよりなるヒ
ータで融点以上に加熱し、容器上部に開いた孔を通して
分子線を基板結晶１上に照射する。各容器は温度コント
ローラにより温度の微細調節ができる。また１０． Ｉ
Ｌ １２はシャッタで開閉時間はコンピュータで精密に
制御される。
成長した結晶のμｍ程度のシャローピット（ｍ少な凹凸
状欠陥）について、従来例ｉ （１０−’Ｔｏｒｒ、
温度６８０℃で１５分間放置して吸着ガスを脱着した後
成長した結晶）と、従来例ｉｉ （従来例ｉに付加し
て、加速エネルギ５００ｅＶ 、 １Ｏ−３Ｔｏｒｒで
＾ｒイオンビームのスパッタを５分間行った後成長した
結晶）と、本発明を比較すると、 従来例ｉで、 １０００個／ｃｍ２以上、従来例１１で
、 ３００個／ｃｍ”以上、本発明で、 ｉｏｏ
個／ｃｆｆ１２以下である。
状欠陥）について、従来例ｉ （１０−’Ｔｏｒｒ、
温度６８０℃で１５分間放置して吸着ガスを脱着した後
成長した結晶）と、従来例ｉｉ （従来例ｉに付加し
て、加速エネルギ５００ｅＶ 、 １Ｏ−３Ｔｏｒｒで
＾ｒイオンビームのスパッタを５分間行った後成長した
結晶）と、本発明を比較すると、 従来例ｉで、 １０００個／ｃｍ２以上、従来例１１で
、 ３００個／ｃｍ”以上、本発明で、 ｉｏｏ
個／ｃｆｆ１２以下である。
なお成長前スパッタにｍ族のＧａ＋イオンビームも原理
的には使えるはずであるが、ｍ族の付着係数が１に近い
ため、スパッタするより付着する方が多く、また制御性
の点でもイオン化効率が高く、ガス化し易い■族のＡｓ
＋イオンビームを用いた方が有利である。
的には使えるはずであるが、ｍ族の付着係数が１に近い
ため、スパッタするより付着する方が多く、また制御性
の点でもイオン化効率が高く、ガス化し易い■族のＡｓ
＋イオンビームを用いた方が有利である。
また一般にｍ−ｖ族化合物半導体で、■族原子の方が飽
和蒸気圧が高（、そのために昇温中にＡｓや燐（Ｐ）原
子が基板結晶から抜は出して表面近くに空孔子を形成す
るが、■族のイオンビームでスパッタすると、■族原子
の１部が基板結晶に入り込み空孔子を埋め、抜けた分を
相殺する方向に働く利点がある。
和蒸気圧が高（、そのために昇温中にＡｓや燐（Ｐ）原
子が基板結晶から抜は出して表面近くに空孔子を形成す
るが、■族のイオンビームでスパッタすると、■族原子
の１部が基板結晶に入り込み空孔子を埋め、抜けた分を
相殺する方向に働く利点がある。
実施例ではＧａＡｓのＭＢＥ成長について行ったが、本
発明を他の物質例えばＩｎＰ 、あるいは他の成長法例
えば減圧ＭＯ−ＣＶＤ （有機金属気相成長）法等に適
用しても発明の要旨は変わらない。
発明を他の物質例えばＩｎＰ 、あるいは他の成長法例
えば減圧ＭＯ−ＣＶＤ （有機金属気相成長）法等に適
用しても発明の要旨は変わらない。
以上詳細に説明したように本発明によれば、基板結晶は
新たな異物が導入されることなく、表面に強固に付着し
た異物を除去でき清浄な表面を得ることができるので、
この上に良質の結晶を成長することができる。
新たな異物が導入されることなく、表面に強固に付着し
た異物を除去でき清浄な表面を得ることができるので、
この上に良質の結晶を成長することができる。
図はＭＢＥ装置を模式的に示す断面図である。
図において
１は基板結晶、 ２は基板ブロック、３はイ
ンジウム・ソルダ、４は成長室、５は基手反ホルダ、
６はイオン源、？、８．９は分子源、 １０
，１１．１２はシャンクを示す。
ンジウム・ソルダ、４は成長室、５は基手反ホルダ、
６はイオン源、？、８．９は分子源、 １０
，１１．１２はシャンクを示す。
Claims (2)
- （１）結晶成長前に、基板結晶を構成する原子の少なく
とも１つよりなる荷電粒子を該基板表面に衝突させ、該
基板結晶の一部を除去することを特徴とする結晶成長方
法。 - （２）基板結晶がIII−Ｖ族化合物半導体基板で、荷電
粒子が該基板結晶の構成原子の内Ｖ族原子よりなること
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
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14910784A JPS6127621A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14910784A JPS6127621A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6127621A true JPS6127621A (ja) | 1986-02-07 |
Family
ID=15467848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14910784A Pending JPS6127621A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6127621A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258613A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜成長方法 |
| JPS6260218A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜成長方法 |
| US5174881A (en) * | 1988-05-12 | 1992-12-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for forming a thin film on surface of semiconductor substrate |
| US5407867A (en) * | 1988-05-12 | 1995-04-18 | Mitsubishki Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a thin film on surface of semiconductor substrate |
| JP2005086041A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 半導体ウェーハのイオン注入方法 |
| US8056257B2 (en) * | 2006-11-21 | 2011-11-15 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP14910784A patent/JPS6127621A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258613A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜成長方法 |
| JPS6260218A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜成長方法 |
| US5174881A (en) * | 1988-05-12 | 1992-12-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for forming a thin film on surface of semiconductor substrate |
| US5407867A (en) * | 1988-05-12 | 1995-04-18 | Mitsubishki Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a thin film on surface of semiconductor substrate |
| JP2005086041A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 半導体ウェーハのイオン注入方法 |
| US8056257B2 (en) * | 2006-11-21 | 2011-11-15 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
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