JPS6175531A - 絶縁膜用結晶形成方法 - Google Patents
絶縁膜用結晶形成方法Info
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- JPS6175531A JPS6175531A JP59198218A JP19821884A JPS6175531A JP S6175531 A JPS6175531 A JP S6175531A JP 59198218 A JP59198218 A JP 59198218A JP 19821884 A JP19821884 A JP 19821884A JP S6175531 A JPS6175531 A JP S6175531A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
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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〕
この発明は、半導体基板上に高抵抗な絶縁膜用結晶を形
成する絶縁膜用結晶形成方法に関する。
成する絶縁膜用結晶形成方法に関する。
一般に、種々の半導体素子におけろ絶縁には、高抵抗な
絶縁層を用いることが広く行なわれており、たとえば半
導体レーザの庖流狭搾層ＫＰＮ接合が用いられ、あるい
はＧａＡｓの電界効果トランジスタの緩衝＠に不純物濃
度の著しく低い高純度な高抵抗層が用いられてい乙。
絶縁層を用いることが広く行なわれており、たとえば半
導体レーザの庖流狭搾層ＫＰＮ接合が用いられ、あるい
はＧａＡｓの電界効果トランジスタの緩衝＠に不純物濃
度の著しく低い高純度な高抵抗層が用いられてい乙。
ところが、前者のＰＮ接合の場合、当該ＰＮ接合に降伏
電圧以上の逆方向電圧が加わ乙と、ＰＮ接合が導通状態
ｆな乙ため、電気的な絶縁を行なうには不十分であり、
後者の高抵抗層の場合、結晶の高純度化に限度があるだ
め、Ｎ形のＧａＡ ｓで比抵抗は高くてもせいぜい１０
Ω’ｃｍ程度にしかならないという欠点がある。
電圧以上の逆方向電圧が加わ乙と、ＰＮ接合が導通状態
ｆな乙ため、電気的な絶縁を行なうには不十分であり、
後者の高抵抗層の場合、結晶の高純度化に限度があるだ
め、Ｎ形のＧａＡ ｓで比抵抗は高くてもせいぜい１０
Ω’ｃｍ程度にしかならないという欠点がある。
そこで、ＧａＡｓ：Ｃ代えてバンドギャップの大きなＧ
ａ１−ＸＡｔｘＡＳ（０〈ｘ〈１）を用いることが考（
られ、Ｇａ１−ＸＡｌｘＡｓの形式方法としては、たと
えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗ
ｔｈ ４３（１９７８）の４７〜６０ページに記載のよ
うな結晶成長方法がすでに紹介されてい乙！に、これは
単にＧａ１．ＡｚｘＡｓの混晶を形成するだけに留まり
、高抵抗化するものではない。
ａ１−ＸＡｔｘＡＳ（０〈ｘ〈１）を用いることが考（
られ、Ｇａ１−ＸＡｌｘＡｓの形式方法としては、たと
えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗ
ｔｈ ４３（１９７８）の４７〜６０ページに記載のよ
うな結晶成長方法がすでに紹介されてい乙！に、これは
単にＧａ１．ＡｚｘＡｓの混晶を形成するだけに留まり
、高抵抗化するものではない。
一方、高抵抗のＧａ１−ｘＡｔｘＡｓを結晶成長させ乙
方法トシテは、Ｉｎ５ｔ 、 Ｐｈｙｓ 、 Ｃｏｎｆ
、 Ｓｅｒ 、ＮＯ、４５；Ｃｈａｐｔｅｒ ； ４
の３６１〜３７０ページに記載の方法がある。
方法トシテは、Ｉｎ５ｔ 、 Ｐｈｙｓ 、 Ｃｏｎｆ
、 Ｓｅｒ 、ＮＯ、４５；Ｃｈａｐｔｅｒ ； ４
の３６１〜３７０ページに記載の方法がある。
これは、ＭＯ−ＣＶＤ （Ｍｅｔａｌ ｌｏｒｇａｎｉ
ｃ −ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ ）法と呼ばれ６手法により、龜Ａｓの基板ニ低濃
度のＧａ１−ｘＡｌｘＡＳ（０〈Ｘ＜１）を形成するも
のである。
ｃ −ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ ）法と呼ばれ６手法により、龜Ａｓの基板ニ低濃
度のＧａ１−ｘＡｌｘＡＳ（０〈Ｘ＜１）を形成するも
のである。
ところがこの低濃度のＧａ１−ＸＡｔＸＡＳ（０〈ｘ＜
１）の比抵抗は１０〜１０ Ω・ｃｍとなり、結晶成長
温度を制御することにより、１０ 〜ｌＯΩ・ｃｍの範
囲内の任意の娘のＧａ１−ｘＡｚｘＡｓを形成すること
ができ乙反面、同じ成長温度でも、使用するガスの流量
や、反応系の清浄処理の仕方などにより比抵抗にばらつ
きが生じ、再唄性に欠は乙という問題がある。
１）の比抵抗は１０〜１０ Ω・ｃｍとなり、結晶成長
温度を制御することにより、１０ 〜ｌＯΩ・ｃｍの範
囲内の任意の娘のＧａ１−ｘＡｚｘＡｓを形成すること
ができ乙反面、同じ成長温度でも、使用するガスの流量
や、反応系の清浄処理の仕方などにより比抵抗にばらつ
きが生じ、再唄性に欠は乙という問題がある。
〔問題点を解決するだめの手段〕
この発明は、ガリウムＧａおよびアルミニウムＡｔのア
ルキル基を含む化合物とアルシンＡｓＴｌ とを反応
ガス雰囲気中で熱分解し、半導体基板上にＧａ１−ｘＡ
ｌｘＡｓ（０〈Ｘ〈１）の絶縁膜用の結晶を成長させ６
絶縁膜用結晶形成方法において、前記反応ガス中に酸素
ガス、水あるいは炭酸ガスを混入す乙ことを特徴とする
絶縁膜用結晶形成方法である。
ルキル基を含む化合物とアルシンＡｓＴｌ とを反応
ガス雰囲気中で熱分解し、半導体基板上にＧａ１−ｘＡ
ｌｘＡｓ（０〈Ｘ〈１）の絶縁膜用の結晶を成長させ６
絶縁膜用結晶形成方法において、前記反応ガス中に酸素
ガス、水あるいは炭酸ガスを混入す乙ことを特徴とする
絶縁膜用結晶形成方法である。
つぎに、この発明の作用について説明すると、Ｇａ１−
ｘＡｔｘＡＳの成長時ｙ ％素ガス、水、炭酸ガスを反
応ガスに混入すると、混入された酸素ガス。
ｘＡｔｘＡＳの成長時ｙ ％素ガス、水、炭酸ガスを反
応ガスに混入すると、混入された酸素ガス。
水、炭酸ガスによる酸素原子がＧａ１−ＸＡｔＸＡＳ中
に強制的に取り込まれ、成長したＧａ１−ｘＡｔｘＡＳ
の比抵抗が高くなる。
に強制的に取り込まれ、成長したＧａ１−ｘＡｔｘＡＳ
の比抵抗が高くなる。
つぎに、この発明の１実施例を示した図面について説明
する。
する。
いま、ガラス製の反応管（１）内にグラファイト製の受
は台（２）を・１記罐し、受は台（２）上に半導体基板
であるＧａＡｓ基板（３）を載置し、抵抗加熱コイル（
４）ニより受は台（２）を加熱して基板（３）を所定温
度に加熱ニウムＡＩＣＣＨ）（以下Ｔｒ／ＩＡトイウ）
、アルシンＡｓＴ（、水素ガスＨ２の反応ガスのほかに
、酸素ガス０ 、水、炭酸ガスＣＯ□を反応管（１）内
に混入し、ＧａＡｓ基板（３）上ＫＧａ ／１ｚＡ
ｓの絶縁膜用結晶を成長さｔ −ｘ ｘ せ乙。
は台（２）を・１記罐し、受は台（２）上に半導体基板
であるＧａＡｓ基板（３）を載置し、抵抗加熱コイル（
４）ニより受は台（２）を加熱して基板（３）を所定温
度に加熱ニウムＡＩＣＣＨ）（以下Ｔｒ／ＩＡトイウ）
、アルシンＡｓＴ（、水素ガスＨ２の反応ガスのほかに
、酸素ガス０ 、水、炭酸ガスＣＯ□を反応管（１）内
に混入し、ＧａＡｓ基板（３）上ＫＧａ ／１ｚＡ
ｓの絶縁膜用結晶を成長さｔ −ｘ ｘ せ乙。
なお、図中の（６）は反応管（１）内のガスの排気パイ
プ、（７）はＧａＡｓ基板（３）の温度を検出する熱電
対であ乙。
プ、（７）はＧａＡｓ基板（３）の温度を検出する熱電
対であ乙。
つぎに、ガスの成分、流量等のにｆ１合せを変えて成長
サセだＧａ Ａｚ Ａｓ （Ｘ＝０．２５）の比抵
抗ρ１−Ｘ Ｘ を測定した結果を以下に示す。
サセだＧａ Ａｚ Ａｓ （Ｘ＝０．２５）の比抵
抗ρ１−Ｘ Ｘ を測定した結果を以下に示す。
唾〕 Ｏ、水、 ＣＯの混入なし；
流量８１／分のＮ２に、ＴＭＧｌ、６Ｘ１０ モルを
含有する流量４５ＣＣ／分のＮ２およびＴＭＡ ２ 、
７×１０ モルを含有する流量４５ＣＣ／分のＮ２．
さらにアルシン１０％を含有する流量１．９ｔ／分のＨ
を混合した反応ガスを反応管（１）内に導入し、ＧａＡ
ｓ基板（３）の温度を７５０ Ｃ［加熱保持して成長さ
せた、通合 ｐ’＝ ０．２〜０．５Ω−ｃｍ Ｏ〕〕０の混入あり； （１） 前記した〔ａ〕ノ反応ガ／ｕＣ１５ｐｐｍ（
７）０２を含有する窒素ガスＮ２を流量２００Ｃ／分で
混合。
含有する流量４５ＣＣ／分のＮ２およびＴＭＡ ２ 、
７×１０ モルを含有する流量４５ＣＣ／分のＮ２．
さらにアルシン１０％を含有する流量１．９ｔ／分のＨ
を混合した反応ガスを反応管（１）内に導入し、ＧａＡ
ｓ基板（３）の温度を７５０ Ｃ［加熱保持して成長さ
せた、通合 ｐ’＝ ０．２〜０．５Ω−ｃｍ Ｏ〕〕０の混入あり； （１） 前記した〔ａ〕ノ反応ガ／ｕＣ１５ｐｐｍ（
７）０２を含有する窒素ガスＮ２を流量２００Ｃ／分で
混合。
導入し〔ａ〕と同じ基板温度で成長させた場合ρ＝１〜
４×１０Ω・ｃｍ （ｉＤ Ｎ２Ｉ：ｈ・流量を１６０ＣＣ／分にした場
合ρ＝０．８〜１．２×１０ Ω・ｃｍＯ水の混入あ
り； （＋） 前記した〔ａ〕の反応ガスのうち、Ａｓ）（
に０．２ｐｐｍの水を混入し、［ａ）と同じ基板温度で
成長させた場合 ρ＝０．０７〜０．２Ω・Ｃｍ （ｉＤ （＋）の水を２ｐｐｍにした場合ρ＝１〜４
×１０ Ω・Ｃｍ （ｉｉｉ） （ｉ）の水を１６ｐｐｍにした場合ｐ−
０，８〜１．２ Ｘ １０ Ω−ｃｍω〕ＣＯ２の導
入あり： （１）前記した［ａ）の反応ガスに、１％ａ、Ｇｏ、を
含有するＮ を流量ｌｃｃ／分で混合、導入し、〔ａ〕
と同じ基板温度で成長させた場合 ρ＝３〜８Ω・ｃｍ （ｉＤ （ｉ）のＮの流量を１０ＣＣＺ分にした場合
ρ＝２〜６×ｌＯΩ・Ｃｍ （ｉ＋Ｄ （＋）のＮ２の流量を５０ＣＣ／分にした
場合ρ＝０．８〜１．３×ｌＯΩ・Ｃｍ 以上のようＩＣ１０、水、ＣＯ２の混入量等を制御する
ことにより、Ｇａ Ａｚ Ａｓ（０（ｘ（１）（７
）結１−Ｘ Ｘ 晶に含まれる酸素原子の数を制御することができ、Ｇａ
１−ｘＡｌｘＡｓの比抵抗を１０〜ｌＯＱ ・ｃｍ（７
）ｌｊｉ囲内のオーダーで再現性よく調整することがで
き乙。
４×１０Ω・ｃｍ （ｉＤ Ｎ２Ｉ：ｈ・流量を１６０ＣＣ／分にした場
合ρ＝０．８〜１．２×１０ Ω・ｃｍＯ水の混入あ
り； （＋） 前記した〔ａ〕の反応ガスのうち、Ａｓ）（
に０．２ｐｐｍの水を混入し、［ａ）と同じ基板温度で
成長させた場合 ρ＝０．０７〜０．２Ω・Ｃｍ （ｉＤ （＋）の水を２ｐｐｍにした場合ρ＝１〜４
×１０ Ω・Ｃｍ （ｉｉｉ） （ｉ）の水を１６ｐｐｍにした場合ｐ−
０，８〜１．２ Ｘ １０ Ω−ｃｍω〕ＣＯ２の導
入あり： （１）前記した［ａ）の反応ガスに、１％ａ、Ｇｏ、を
含有するＮ を流量ｌｃｃ／分で混合、導入し、〔ａ〕
と同じ基板温度で成長させた場合 ρ＝３〜８Ω・ｃｍ （ｉＤ （ｉ）のＮの流量を１０ＣＣＺ分にした場合
ρ＝２〜６×ｌＯΩ・Ｃｍ （ｉ＋Ｄ （＋）のＮ２の流量を５０ＣＣ／分にした
場合ρ＝０．８〜１．３×ｌＯΩ・Ｃｍ 以上のようＩＣ１０、水、ＣＯ２の混入量等を制御する
ことにより、Ｇａ Ａｚ Ａｓ（０（ｘ（１）（７
）結１−Ｘ Ｘ 晶に含まれる酸素原子の数を制御することができ、Ｇａ
１−ｘＡｌｘＡｓの比抵抗を１０〜ｌＯＱ ・ｃｍ（７
）ｌｊｉ囲内のオーダーで再現性よく調整することがで
き乙。
〔発明の効」１．〕
したがって、この発明によると、反応ガス中に０ 、水
、 ｃｏ。を混入し、これら０２．水、ＣＯ２の混入量
等を制御することにより、１０〜１０Ω・鼾の間の比抵
抗のＧａ１−ＸＡｔＸＡＳ（０〈Ｘ＜１）を再現１性よ
く形成することができ、しかも泄高１１）７のオーダー
の高抵抗の絶縁膜を形成することが可能となり、各種の
半導体素子の電気的絶縁膜材として広く応用することが
でき、その効果は］、！″ｉ著である。
、 ｃｏ。を混入し、これら０２．水、ＣＯ２の混入量
等を制御することにより、１０〜１０Ω・鼾の間の比抵
抗のＧａ１−ＸＡｔＸＡＳ（０〈Ｘ＜１）を再現１性よ
く形成することができ、しかも泄高１１）７のオーダー
の高抵抗の絶縁膜を形成することが可能となり、各種の
半導体素子の電気的絶縁膜材として広く応用することが
でき、その効果は］、！″ｉ著である。
図面は、この発明の絶縁膜用結晶形成方法の１実施例の
正面図である。 （１）・・・反応管、（３）・・・ＧａＡ ｓ基板。
正面図である。 （１）・・・反応管、（３）・・・ＧａＡ ｓ基板。
Claims (1)
- （１）ガリウムＧａおよびアルミニウムＡｌのアルキル
基を含む化合物とアルシンＡｓＨ＿３とを反応ガス雰囲
気中で熱分解し、半導体基板上にＧａ＿１＿−＿ＸＡｌ
＿ＸＡｓ（０＜Ｘ＜１）の絶縁膜用の結晶を成長させる
絶縁膜用結晶形成方法において、前記反応ガス中に酸素
ガス、水あるいは炭酸ガスを混入することを特徴とする
絶縁膜用結晶形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198218A JPS6175531A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 絶縁膜用結晶形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198218A JPS6175531A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 絶縁膜用結晶形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175531A true JPS6175531A (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=16387460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198218A Pending JPS6175531A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 絶縁膜用結晶形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175531A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480833A (en) * | 1991-02-19 | 1996-01-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having an isolation region enriched in oxygen and a fabrication process thereof |
| US5844303A (en) * | 1991-02-19 | 1998-12-01 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having improved electronic isolation |
| US5877079A (en) * | 1996-12-02 | 1999-03-02 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing a semiconductor device and a method for mounting a semiconductor device for eliminating a void |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59198218A patent/JPS6175531A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480833A (en) * | 1991-02-19 | 1996-01-02 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having an isolation region enriched in oxygen and a fabrication process thereof |
| US5569953A (en) * | 1991-02-19 | 1996-10-29 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having an isolation region enriched in oxygen |
| US5844303A (en) * | 1991-02-19 | 1998-12-01 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having improved electronic isolation |
| US5877079A (en) * | 1996-12-02 | 1999-03-02 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing a semiconductor device and a method for mounting a semiconductor device for eliminating a void |
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