JPS62202894A - 第３・ｖ族化合物半導体の気相成長法 - Google Patents
第３・ｖ族化合物半導体の気相成長法Info
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- JPS62202894A JPS62202894A JP4497386A JP4497386A JPS62202894A JP S62202894 A JPS62202894 A JP S62202894A JP 4497386 A JP4497386 A JP 4497386A JP 4497386 A JP4497386 A JP 4497386A JP S62202894 A JPS62202894 A JP S62202894A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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〕
本発明は有機金属熱分解気相成長法を用いて電子移動度
が向上した第■・■族化合物半導体をアルミナ単結晶基
板上に生成させることができる第■・Ｖ族化合物半導体
の気相成長法に関するものである。
が向上した第■・■族化合物半導体をアルミナ単結晶基
板上に生成させることができる第■・Ｖ族化合物半導体
の気相成長法に関するものである。
第■・Ｖ族化合物半導体を発光素子もしくは受光素子に
応用する技術は、近年、目覚ましい進展があり、例えば
、単結晶基板上にＧａＡｓなどの第■・■族化合物半導
体を気相エピタキシャル成長させる技術が注目されてい
る。アルミナ単結晶基板を用いた場合には、０．２乃至
５μｍ位の波長の光に対して優れた透光性が得られると
いう利点があり、その結果、各種デバイスへの応用が期
待できる。例えば、ＬＥＤとして用いた場合に基板側か
ら発光させることができ、また光電変換デバイスとして
用いた場合には基板側から受光させることが可能となる
。
応用する技術は、近年、目覚ましい進展があり、例えば
、単結晶基板上にＧａＡｓなどの第■・■族化合物半導
体を気相エピタキシャル成長させる技術が注目されてい
る。アルミナ単結晶基板を用いた場合には、０．２乃至
５μｍ位の波長の光に対して優れた透光性が得られると
いう利点があり、その結果、各種デバイスへの応用が期
待できる。例えば、ＬＥＤとして用いた場合に基板側か
ら発光させることができ、また光電変換デバイスとして
用いた場合には基板側から受光させることが可能となる
。
斯様な要求に応じて、有機金属熱分解気相成長法（Ｍｅ
ｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、。
ｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、。
略して通常ＭＯＣＶＤ法と呼ばれている）を用いてアル
ミナ単結晶基板上にＧａＡｓ膜を生成することが、既に
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ、Ｖｏｌ、４２．Ｎａ６（１９７１）Ｐ２５１９に報
告されている。
ミナ単結晶基板上にＧａＡｓ膜を生成することが、既に
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ、Ｖｏｌ、４２．Ｎａ６（１９７１）Ｐ２５１９に報
告されている。
上記論文によれば、有機金属ガスであるトリメメルガリ
ウム（Ｇａ （ＣＨ３） ３）とアルシン（ＡｓＨｚ）
を反応ガスとして用いてＣＶＤ法によりＧａＡｓ膜をア
ルミナ単結晶基板上にエピタキシャル成長させることが
提案されている。
ウム（Ｇａ （ＣＨ３） ３）とアルシン（ＡｓＨｚ）
を反応ガスとして用いてＣＶＤ法によりＧａＡｓ膜をア
ルミナ単結晶基板上にエピタキシャル成長させることが
提案されている。
しかしながら、上記の方法によれば、アルミナ単結晶基
板とＧａＡｓ単結晶膜の界面に多数の格子欠陥等が形成
されているので高い電子移動度を得るために２０μｍ以
上の膜厚を必要としており、この膜の結晶性の改善が望
まれる。
板とＧａＡｓ単結晶膜の界面に多数の格子欠陥等が形成
されているので高い電子移動度を得るために２０μｍ以
上の膜厚を必要としており、この膜の結晶性の改善が望
まれる。
従って、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであ
り、その目的はアルミナ単結晶基板と第■・■族化合物
半導体膜の界面での格子欠陥を減少させて比較的膜厚の
小さい化合物半導体膜を生成しても高い電子移動度を達
成した第■・■族化合物半導体の気相成長法を提供する
ことにある。
り、その目的はアルミナ単結晶基板と第■・■族化合物
半導体膜の界面での格子欠陥を減少させて比較的膜厚の
小さい化合物半導体膜を生成しても高い電子移動度を達
成した第■・■族化合物半導体の気相成長法を提供する
ことにある。
本発明によれば、第■族元素含有ガス及び第Ｖ族元素含
有ガスが導入される反応室内部にアルミナ単結晶基板が
設置され、該基板上に第■・Ｖ族化合物半導体をエピタ
キシャル成長させる）１０ＣＶＤ法において、順次下記
（Ａ）乃至（Ｃ）工程を有することを特徴とする第■・
■族化合物半導体の気相成長法が提供される。
有ガスが導入される反応室内部にアルミナ単結晶基板が
設置され、該基板上に第■・Ｖ族化合物半導体をエピタ
キシャル成長させる）１０ＣＶＤ法において、順次下記
（Ａ）乃至（Ｃ）工程を有することを特徴とする第■・
■族化合物半導体の気相成長法が提供される。
（Ａ） ・・・前記基板を４００乃至５５０℃の温度
範囲内に設定すると共に第■族元素含有ガス及び第Ｖ族
元素含有ガスを反応室内部に導入し、気相成長法により
該基板表面上に第■・■族化合物を生成させる。
範囲内に設定すると共に第■族元素含有ガス及び第Ｖ族
元素含有ガスを反応室内部に導入し、気相成長法により
該基板表面上に第■・■族化合物を生成させる。
（Ｂ） ・・・前記基板を５５０℃乃至７５０℃の温
度範囲内に設定すると共に第Ｖ族元素含有ガスを反応室
内部に導入する。
度範囲内に設定すると共に第Ｖ族元素含有ガスを反応室
内部に導入する。
（Ｃ） ・・・前記基板を５５０乃至７５０℃の温度
範囲内に設定すると共に第■族元素含有ガス及び第Ｖ族
元素含有ガスを反応室内部に導入し、気相成長法により
第■・■族化合物半導体を生成させる。
範囲内に設定すると共に第■族元素含有ガス及び第Ｖ族
元素含有ガスを反応室内部に導入し、気相成長法により
第■・■族化合物半導体を生成させる。
以下、本発明をアルミナ単結晶基板上にＧａＡｓ膜を生
成する場合を例にとって詳細に説明する。
成する場合を例にとって詳細に説明する。
本発明は、後述するＣＶＤ装置を用いてＭＯＣＶＤ法に
よって前記三段階の工程を順次行うことが特徴であり、
これにより、膜厚が小さくても高い電子移動度を達成す
ることができる。
よって前記三段階の工程を順次行うことが特徴であり、
これにより、膜厚が小さくても高い電子移動度を達成す
ることができる。
即ち、（Ａ）工程においては、アルミナ単結晶基板の温
度を次の（Ｂ）及び（Ｃ）工程で設定される基板温度よ
りも低く設定し、Ｇａ元素含有ガス及びＡｓ元素含有ガ
スを反応室に導入してＣＶＤ法により結晶成長に要する
核を形成する。そのために４００乃至５５０℃、好適に
は４３０乃至５３０℃の範囲内に設定すればよ＜、４０
０℃未満であればＧａＡｓの核が成長せず、５５０℃を
越えると均質な核が成長しないので界面に欠陥が生じる
。
度を次の（Ｂ）及び（Ｃ）工程で設定される基板温度よ
りも低く設定し、Ｇａ元素含有ガス及びＡｓ元素含有ガ
スを反応室に導入してＣＶＤ法により結晶成長に要する
核を形成する。そのために４００乃至５５０℃、好適に
は４３０乃至５３０℃の範囲内に設定すればよ＜、４０
０℃未満であればＧａＡｓの核が成長せず、５５０℃を
越えると均質な核が成長しないので界面に欠陥が生じる
。
また、この（Ａ）工程によって生成する膜の厚みについ
ては、（Ｂ）工程で行われる熱アニール等の条件にもよ
るが、１００乃至７００人の範囲内に設定するとよい。
ては、（Ｂ）工程で行われる熱アニール等の条件にもよ
るが、１００乃至７００人の範囲内に設定するとよい。
次の（Ｂ）工程は、（Ａ）工程によって生成されたＧａ
Ａｓ薄膜を熱アニールしてそのＧａＡｓの結晶性を改善
するために行われ、この熱アニールとして必要な基板温
度を５５０乃至７５０℃、好適には５７０乃至７３０℃
の範囲内に設定するとよく、この範囲から外れると電子
移動度の向上が望めない。尚、基板温度を上げるとＧａ
Ａｓ薄膜のＡｓの蒸気圧が高くなるためにＡｓ元素含有
ガスを反応室へ導入する必要がある。
Ａｓ薄膜を熱アニールしてそのＧａＡｓの結晶性を改善
するために行われ、この熱アニールとして必要な基板温
度を５５０乃至７５０℃、好適には５７０乃至７３０℃
の範囲内に設定するとよく、この範囲から外れると電子
移動度の向上が望めない。尚、基板温度を上げるとＧａ
Ａｓ薄膜のＡｓの蒸気圧が高くなるためにＡｓ元素含有
ガスを反応室へ導入する必要がある。
次の（Ｃ）工程はＧａＡｓの結晶成長を行う工程であり
、Ｇａ元素含有ガス及びＡｓ元素含有ガスを反応室内部
に導入し、基板温度を５５０乃至７５０℃、好適には５
７０乃至７３０℃の範囲内に設定するとこれらのガスが
熱分解し、（Ａ）工程にて生成したＧａＡｓｆｍ膜上に
ＧａＡｓをエピタキシャル成長させることができる。
、Ｇａ元素含有ガス及びＡｓ元素含有ガスを反応室内部
に導入し、基板温度を５５０乃至７５０℃、好適には５
７０乃至７３０℃の範囲内に設定するとこれらのガスが
熱分解し、（Ａ）工程にて生成したＧａＡｓｆｍ膜上に
ＧａＡｓをエピタキシャル成長させることができる。
本発明においては、Ｇａ元素含有ガスとしてＧａ（（。
＋１３）３、Ｇａ （Ｃｚｌｌｓ） ３等があり、Ａｓ
元素含有ガスとしてＡｓＨｔ＋ＡｓＣ１ｒ等がある。そ
して、これらのガスのキャリアガスとしてＨ２又は不活
性ガス（Ａｒ、Ｎｔ＋Ｈｅ＋Ｎｅ等）が用いられる。
元素含有ガスとしてＡｓＨｔ＋ＡｓＣ１ｒ等がある。そ
して、これらのガスのキャリアガスとしてＨ２又は不活
性ガス（Ａｒ、Ｎｔ＋Ｈｅ＋Ｎｅ等）が用いられる。
更に本発明においては、ＧａＡｓの結晶性を改善するた
めに各工程に次のような製造条件を設定するのがよい。
めに各工程に次のような製造条件を設定するのがよい。
即ち、（Ａ）工程においては、反応室に導入されるＧａ
元素含有ガスのモル容積に対するＡｓ元素含有ガスのモ
ル容積の比率（以下、（Ａｓ） ／ （Ｇａ）比とす
る）を１０以上、好適には５０乃至２００に設定し、更
に反応室内部の全ガス圧を５０乃至７６０Ｔｏｒｒにす
るとよい。
元素含有ガスのモル容積に対するＡｓ元素含有ガスのモ
ル容積の比率（以下、（Ａｓ） ／ （Ｇａ）比とす
る）を１０以上、好適には５０乃至２００に設定し、更
に反応室内部の全ガス圧を５０乃至７６０Ｔｏｒｒにす
るとよい。
また、（８）工程においては反応室に導入するＡｓ元素
含有ガスを全体当たり０．１乃至５モル容量χ、好適に
は０．５乃至２モル容量２に設定するとよい。
含有ガスを全体当たり０．１乃至５モル容量χ、好適に
は０．５乃至２モル容量２に設定するとよい。
そして、（Ｃ）工程においては、（Ａｓ） ／ （Ｇ
ａ）比及び全ガス圧を（＾）工程と同じ条件に設定する
とよい。
ａ）比及び全ガス圧を（＾）工程と同じ条件に設定する
とよい。
尚、後述する実施例中の（Ｃ）工程においては、前述し
たような反応ガス及びキャリアガスの他に５ｉ２Ｈｉガ
スを反応室へ導入してＧａＡｓ成長中にＳｔを０．０１
乃至ＩＰＰｒｎ含有させてその膜の電子移動度を測定し
ている。
たような反応ガス及びキャリアガスの他に５ｉ２Ｈｉガ
スを反応室へ導入してＧａＡｓ成長中にＳｔを０．０１
乃至ＩＰＰｒｎ含有させてその膜の電子移動度を測定し
ている。
次に本発明の方法に用いるＣＶＤ装置を具体的に説明す
る。
る。
第１図は高周波誘導加熱方式に基づ＜ ＣＶＤ装置であ
って、１は反応室であり、この中にサセプタ２が設置さ
れており、サセプタ２上にＧａＡｓ膜を成長させるため
のアルミナ単結晶基板３が設置される。反応室１の周囲
には高周波コイル４が巻きつけられており、これに高周
波電源（図示せず）が接続してあって高周波コイル４に
高周波電力が印加されるのに伴ってサセプタ２が誘導加
熱される。
って、１は反応室であり、この中にサセプタ２が設置さ
れており、サセプタ２上にＧａＡｓ膜を成長させるため
のアルミナ単結晶基板３が設置される。反応室１の周囲
には高周波コイル４が巻きつけられており、これに高周
波電源（図示せず）が接続してあって高周波コイル４に
高周波電力が印加されるのに伴ってサセプタ２が誘導加
熱される。
第１タンク５にはＨｚ＋Ａｒ等の希釈ガスが、第２タン
ク６にはＡｓ元素含有ガスが、第３タンク７には５ｉＪ
６ガスが密封されており、第１タンク５からの希釈ガス
は純化器８を介してキャリアガスとして高純度化して供
給され、その流量がマスフローコントローラ９．１０に
より調整される。そして、第２タンク６、第３タンク７
から放出されるガスもそれぞれマスフローコントローラ
１１．１２により流量調整される。また、１３はＧａ（
ＣＨｉ）３等のＧａ元素含有液状物質が入っているバブ
ラであり、１４はバブラ１３を所定の温度に設定するた
めの恒温槽であり、第１タンク５の希釈ガスは純化器８
を通してマスフローコントローラ１０によりバブラ１３
内へ導入するようになっており、これにより、バブラ内
の液状物質がガス化して反応室１へ導入できるようにな
っている。また、希釈ガスはマスフローコントローラ９
を介して導出されて第２タンク６、第３タンク７内のそ
れぞれのガスのキャリアガスとしても用いられる。更に
反応室１には超高真空排気装置１５と排気ガス処理装置
１６が接続されており、超高真空排気装置１５を用いて
成膜前に反応室１の内部を真空排気してこの内部の残留
ガスを除去し、排気ガス処理装置１６を用いて排気ガス
中のＡｓ化合物を除去する。尚、１７．１８．１９はそ
れぞれのタンクのガス調整弁であり、２０．２Ｌ２２，
２３．２４．２５はバルブである。
ク６にはＡｓ元素含有ガスが、第３タンク７には５ｉＪ
６ガスが密封されており、第１タンク５からの希釈ガス
は純化器８を介してキャリアガスとして高純度化して供
給され、その流量がマスフローコントローラ９．１０に
より調整される。そして、第２タンク６、第３タンク７
から放出されるガスもそれぞれマスフローコントローラ
１１．１２により流量調整される。また、１３はＧａ（
ＣＨｉ）３等のＧａ元素含有液状物質が入っているバブ
ラであり、１４はバブラ１３を所定の温度に設定するた
めの恒温槽であり、第１タンク５の希釈ガスは純化器８
を通してマスフローコントローラ１０によりバブラ１３
内へ導入するようになっており、これにより、バブラ内
の液状物質がガス化して反応室１へ導入できるようにな
っている。また、希釈ガスはマスフローコントローラ９
を介して導出されて第２タンク６、第３タンク７内のそ
れぞれのガスのキャリアガスとしても用いられる。更に
反応室１には超高真空排気装置１５と排気ガス処理装置
１６が接続されており、超高真空排気装置１５を用いて
成膜前に反応室１の内部を真空排気してこの内部の残留
ガスを除去し、排気ガス処理装置１６を用いて排気ガス
中のＡｓ化合物を除去する。尚、１７．１８．１９はそ
れぞれのタンクのガス調整弁であり、２０．２Ｌ２２，
２３．２４．２５はバルブである。
以上の構成のＣＶＤ装置において、前述した（Ａ）工程
乃至（Ｃ）工程を行う前に、予め所定の清浄化処理を施
した基板３を清浄化面を上面にしてサセプタ２上に固定
し、超高真空排気装置１５により反応室１の内部を１０
−？Ｔｏｒｒ位にまで真空にし、高周波コイル４により
基板３を誘導加熱し、所定の温度に達したらこの温度を
維持する。続けて、第１タンク５のガス調整弁１７を開
けてバルブ２１，２２．２３を全開にし、マスフローコ
ントローラ９により希釈ガスの流量を所定の値に設定し
て反応室１の内部に導入する。
乃至（Ｃ）工程を行う前に、予め所定の清浄化処理を施
した基板３を清浄化面を上面にしてサセプタ２上に固定
し、超高真空排気装置１５により反応室１の内部を１０
−？Ｔｏｒｒ位にまで真空にし、高周波コイル４により
基板３を誘導加熱し、所定の温度に達したらこの温度を
維持する。続けて、第１タンク５のガス調整弁１７を開
けてバルブ２１，２２．２３を全開にし、マスフローコ
ントローラ９により希釈ガスの流量を所定の値に設定し
て反応室１の内部に導入する。
り流量を所定の値に調節してＡｓ元素含有ガスを供給す
る。更に、バルブ２０を閉じてバルブ２４ 、２５を全
開にし、希釈ガスをバブラ１３に導入してＧａ元素含有
ガスを得る。このガスの供給量は恒温槽１４の温度とマ
スフローコントローラ１０による希釈ガスの流量で設定
したバプラ１３内の圧力によって設定できる。
る。更に、バルブ２０を閉じてバルブ２４ 、２５を全
開にし、希釈ガスをバブラ１３に導入してＧａ元素含有
ガスを得る。このガスの供給量は恒温槽１４の温度とマ
スフローコントローラ１０による希釈ガスの流量で設定
したバプラ１３内の圧力によって設定できる。
次の（Ｂ）工程では、バルブ２０．２４を閉じてＧａ元
素含有ガスを用いないようにすると共に誘導加熱により
（Ａ）工程にて設定した基板温度より高くなるように温
度を設定する。
素含有ガスを用いないようにすると共に誘導加熱により
（Ａ）工程にて設定した基板温度より高くなるように温
度を設定する。
然る後、（Ｃ）工程においては再びバルブ２０．２４を
全開にしてＧａ元素含有ガスを反応室へ導入し、ＧａＡ
ｓを結晶成長させる。そして、このＧａＡｓ中に微量の
Ｓｉを含有させるためにＳｉ、Ｈ，ガスの密封された第
３タンク７のガス調整弁１９を全開してマスフローコン
トローラ１２でそのガスを流量調節して所定量の５ｉ２
Ｈｂガスを反応室へ送る。
全開にしてＧａ元素含有ガスを反応室へ導入し、ＧａＡ
ｓを結晶成長させる。そして、このＧａＡｓ中に微量の
Ｓｉを含有させるためにＳｉ、Ｈ，ガスの密封された第
３タンク７のガス調整弁１９を全開してマスフローコン
トローラ１２でそのガスを流量調節して所定量の５ｉ２
Ｈｂガスを反応室へ送る。
次に本発明の実施例を述べる。
（例１）
上述した第１図のＣＶＤ装置を用いて単結晶アルミナ基
板上にＧａＡｓ膜を生成して電子移動度を測定した。
板上にＧａＡｓ膜を生成して電子移動度を測定した。
即ち、サセプタ２上に０面アルミナ単結晶基板を設置し
、（Ａ）工程においては第１タンク５よりＨ２ガスを、
第２タンク６よりＡＳＷ：ｌガスを３０ｓｅｃＭの流量
で反応室１へ導入し、更にマスフローコントローラ１１
でバブル用水素をバブラ１３へ導入して液状のＧａ（Ｃ
１１３）３をガス化してＧａ（ＣＩ（ｚ）ｓガスを０．
６ｓｃｃ台の流量で反応室１に導入し、反応室１の内部
に挿入する全ガスの流量を３５００ｓｅｃＨに設定し、
更に基板温度を４７０℃に、反応圧力を１００Ｔｏｒｒ
に設定して１分間気相成長させた。かくして（＾）工程
にて厚み４００人のＧａＡｓ薄膜を生成した。
、（Ａ）工程においては第１タンク５よりＨ２ガスを、
第２タンク６よりＡＳＷ：ｌガスを３０ｓｅｃＭの流量
で反応室１へ導入し、更にマスフローコントローラ１１
でバブル用水素をバブラ１３へ導入して液状のＧａ（Ｃ
１１３）３をガス化してＧａ（ＣＩ（ｚ）ｓガスを０．
６ｓｃｃ台の流量で反応室１に導入し、反応室１の内部
に挿入する全ガスの流量を３５００ｓｅｃＨに設定し、
更に基板温度を４７０℃に、反応圧力を１００Ｔｏｒｒ
に設定して１分間気相成長させた。かくして（＾）工程
にて厚み４００人のＧａＡｓ薄膜を生成した。
次の（Ｂ）工程においては、基板温度を６２０℃に設定
すると共にバルブ２０．２４を閉じてＧａ（ＣＬ）ユガ
スの流量を零にしたことを以外は（＾）工程と全く同じ
条件に設定して熱アニールを行った。本実施例において
は、第２図に示すようにこのアニール時間を変えて次の
（Ｃ）工程にて得られるＧａＡｓ膜の電子移動度を測定
している。
すると共にバルブ２０．２４を閉じてＧａ（ＣＬ）ユガ
スの流量を零にしたことを以外は（＾）工程と全く同じ
条件に設定して熱アニールを行った。本実施例において
は、第２図に示すようにこのアニール時間を変えて次の
（Ｃ）工程にて得られるＧａＡｓ膜の電子移動度を測定
している。
（Ｃ）工程においては、バルブ２０．２４を開いてＧａ
（ＣＨｓ） ｓガスを１ 、２ｓｅｃＨの流量で、＾ｓ
Ｈ，ガスを９６ｓｃ叶の流量で反応室内部へ導入し、し
かも第３タンク（ＳｉＪｈがＨ２中に２ＰＰｍ含有して
いる）よりＳｉｇｍａガスを１０ｓｃ叶又は２５ｓｃｃ
Ｍで導入し、他は（Ｂ）工程と全く同じ条件に設定して
（Ａ）工程にて得られたＧａＡｓ薄膜上に更に６μｍの
厚みでＧａＡｓ膜を結晶成長させた。
（ＣＨｓ） ｓガスを１ 、２ｓｅｃＨの流量で、＾ｓ
Ｈ，ガスを９６ｓｃ叶の流量で反応室内部へ導入し、し
かも第３タンク（ＳｉＪｈがＨ２中に２ＰＰｍ含有して
いる）よりＳｉｇｍａガスを１０ｓｃ叶又は２５ｓｃｃ
Ｍで導入し、他は（Ｂ）工程と全く同じ条件に設定して
（Ａ）工程にて得られたＧａＡｓ薄膜上に更に６μｍの
厚みでＧａＡｓ膜を結晶成長させた。
かくして得られたＧａＡｓエピタキシャル膜の室温にお
ける電子移動度を（Ｂ）工程のアニール時間を変えて測
定したところ、第２図に示す通りの結果が得ら゛れた。
ける電子移動度を（Ｂ）工程のアニール時間を変えて測
定したところ、第２図に示す通りの結果が得ら゛れた。
尚、この電子移動度はホール効果を測定して求められる
。
。
第２図に示す通り、・印及びム印のプロットはそれぞれ
５ｉｚ１％６ガス流量が１１０５ｃｃ及び２５ｓｃｃＭ
の場合のアニール時間に対する電子移動度を示しており
、ａ及びｂはそれぞれ電子移動度特性曲線を表している
。また、本実施例中、５ｉＪｉガス流量を１１０５ｅｃ
及び２５ｓｅｃＭとして得たＧａＡｓ膜の電子密度はそ
れぞれ約３．５ ＸＩＯ”／ ＣＩＡ及び約４ ｘｌＯ
１ｂ／ ａａであった。
５ｉｚ１％６ガス流量が１１０５ｃｃ及び２５ｓｃｃＭ
の場合のアニール時間に対する電子移動度を示しており
、ａ及びｂはそれぞれ電子移動度特性曲線を表している
。また、本実施例中、５ｉＪｉガス流量を１１０５ｅｃ
及び２５ｓｅｃＭとして得たＧａＡｓ膜の電子密度はそ
れぞれ約３．５ ＸＩＯ”／ ＣＩＡ及び約４ ｘｌＯ
１ｂ／ ａａであった。
第２図によれば、アニール時間の増加に伴って電子移動
度が増大していることが判る。これにより、（Ａ）工程
により得られたＧａＡｓ 薄膜の結晶性がアニール時間
の対数に依存して改善され、それに対応してこの薄膜上
に成長したＧａＡｓエピタキシャル膜の電子移動度が増
大するものと考えられる。
度が増大していることが判る。これにより、（Ａ）工程
により得られたＧａＡｓ 薄膜の結晶性がアニール時間
の対数に依存して改善され、それに対応してこの薄膜上
に成長したＧａＡｓエピタキシャル膜の電子移動度が増
大するものと考えられる。
そして、本実施例中、（八）工程及び（Ｂ）工程を行わ
ないで（Ｃ）工程だけを行って成長させたＧａＡｓエピ
タキシャル膜の場合（膜厚６μｍ）、その電子移動度は
約２５００ｃｆｉｉ／Ｖｓｅｃであった。従って、本発
明の方法によれば、（Ａ）工程乃至（Ｃ）工程を行うと
電子移動度が顕著に高くなることが判る。
ないで（Ｃ）工程だけを行って成長させたＧａＡｓエピ
タキシャル膜の場合（膜厚６μｍ）、その電子移動度は
約２５００ｃｆｉｉ／Ｖｓｅｃであった。従って、本発
明の方法によれば、（Ａ）工程乃至（Ｃ）工程を行うと
電子移動度が顕著に高くなることが判る。
（例２）
本例においては、（Ａ）工程にて生成するＧａＡｓ 薄
膜の膜厚を変えて電子移動度を測定した。
膜の膜厚を変えて電子移動度を測定した。
即ち、（例１）中（Ｃ）工程の５ｉＪａガス流量を１１
０５ｅｃに設定し、アニール時間を２０分に設定して他
は（例１）と同一の製造条件にしてＧａＡｓエビキタシ
ャル膜を生成し、電子移動度を測定したところ、第１表
に示す通りの結果が得られた。尚、第１表のいずれの試
料も電子密度が約１．５ Ｘｌ０１６／ ｃｎ？であっ
た。
０５ｅｃに設定し、アニール時間を２０分に設定して他
は（例１）と同一の製造条件にしてＧａＡｓエビキタシ
ャル膜を生成し、電子移動度を測定したところ、第１表
に示す通りの結果が得られた。尚、第１表のいずれの試
料も電子密度が約１．５ Ｘｌ０１６／ ｃｎ？であっ
た。
第１表
第１表より明らかな通り、膜厚が１００乃至７００人の
範囲内にあれば、電子移動度が顕著に高（なることが判
る。
範囲内にあれば、電子移動度が顕著に高（なることが判
る。
以上の通り、本発明の方法によれば、熱アニールを含む
三段階成長法を用いたことによって、成長したエピタキ
シャル膜の厚みを小さくしても電子移動度を高くするこ
とができ、これにより、製造効率を高めて製造コストを
低減せしめた高品質な薄膜電子デバイスが提供できる。
三段階成長法を用いたことによって、成長したエピタキ
シャル膜の厚みを小さくしても電子移動度を高くするこ
とができ、これにより、製造効率を高めて製造コストを
低減せしめた高品質な薄膜電子デバイスが提供できる。
尚、本実施例においてはＧａＡｓ膜の結晶成長について
述べているが、ＧａＡｓの一部をＡＩ＋Ｐ−Ｉｎなどで
置換したＧａｘＡ１＋−、ＡｓｔＧａＡｓｘＰ、−、Ａ
ｉｈ＋Ｇａｘｌｎ、−、Ａｓや、他の第■・■族化合物
半導体についても本発明の方法を用いれば同様の効果が
得られると考えられる。
述べているが、ＧａＡｓの一部をＡＩ＋Ｐ−Ｉｎなどで
置換したＧａｘＡ１＋−、ＡｓｔＧａＡｓｘＰ、−、Ａ
ｉｈ＋Ｇａｘｌｎ、−、Ａｓや、他の第■・■族化合物
半導体についても本発明の方法を用いれば同様の効果が
得られると考えられる。
第１図は本発明の方法に用いられるＣＶＯ装置の説明図
、第２図は本発明の実施例におけるアニール時間に対す
る電子移動度特性を示す線図である。 １・・・反応室 ２・・・サセプタ ３・・・アルミナ単結晶基板 １３・・・バブラ １４・・・恒温槽
、第２図は本発明の実施例におけるアニール時間に対す
る電子移動度特性を示す線図である。 １・・・反応室 ２・・・サセプタ ３・・・アルミナ単結晶基板 １３・・・バブラ １４・・・恒温槽
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第III族元素含有ガス及び第Ｖ族元素含有ガスが導入さ
れる反応室内部にアルミナ単結晶基板が配置され、該基
板上に第III・Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長
させる有機金属熱分解気相成長法において、順次下記（
Ａ）乃至（Ｃ）工程を有することを特徴とする第III・
Ｖ族化合物半導体の気相成長法： （Ａ）・・・前記基板を４００乃至５５０℃の温度範囲
内に設定すると共に第III族元素含有ガス及び第Ｖ族元
素含有ガスを反応室内部に導入し、気相成長法により該
基板表面上に第III・Ｖ族化合物を生成させる。 （Ｂ）・・・前記基板を５５０乃至７５０℃の温度範囲
内に設定すると共に第Ｖ族元素含有ガスを反応室内部に
導入する。 （Ｃ）・・・前記基板を５５０乃至７５０℃の温度範囲
内に設定すると共に、第III族元素含有ガス及び第Ｖ族
元素含有ガスを反応室内部に導入し、気相成長法により
第III・Ｖ族化合物半導体を生成させる。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4497386A JPH0686355B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 第▲ｉｉｉ▼・ｖ族化合物半導体の気相成長法 |
| US07/281,937 US4908074A (en) | 1986-02-28 | 1988-12-06 | Gallium arsenide on sapphire heterostructure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4497386A JPH0686355B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 第▲ｉｉｉ▼・ｖ族化合物半導体の気相成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202894A true JPS62202894A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0686355B2 JPH0686355B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=12706416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4497386A Expired - Fee Related JPH0686355B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 第▲ｉｉｉ▼・ｖ族化合物半導体の気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686355B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63133616A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-06 | Nippon Denso Co Ltd | 気相エピタキシヤル成長方法 |
| JPH01173709A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Kyocera Corp | 半導体素子及びその製法 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP4497386A patent/JPH0686355B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63133616A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-06 | Nippon Denso Co Ltd | 気相エピタキシヤル成長方法 |
| JPH01173709A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Kyocera Corp | 半導体素子及びその製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0686355B2 (ja) | 1994-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |