JPS62212293A - 分子線エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
分子線エピタキシヤル成長方法Info
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- JPS62212293A JPS62212293A JP5286686A JP5286686A JPS62212293A JP S62212293 A JPS62212293 A JP S62212293A JP 5286686 A JP5286686 A JP 5286686A JP 5286686 A JP5286686 A JP 5286686A JP S62212293 A JPS62212293 A JP S62212293A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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Ｉｎ ８ｂ基板上に高品質の結晶層をエピタキ
シャル成長させる分子線エピタキシャル成長方法に関す
る。
シャル成長させる分子線エピタキシャル成長方法に関す
る。
従来、ＩｎＳｂ基板上に半導体単結晶層を分子線を用い
てエピタキシャル成長を行うには、化学的エツチング処
理によって薄い塩化物膜を基板表面に形成し、真空中で
基板加熱によシその塩化物膜を成長直前に除去し、同時
に表面の汚染物質を除去するという基板清浄化処理（ジ
ャーナル・オプ・アプライド・フィツクｘ （Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄｐｈｙｓｉｃｓ ）、第
５４巻、１９８３年、第１３６５ページ）や、成長直前
のイオンボンバードメントとアニーリングの繰返しによ
る基板清浄化処理（ジ客ル・オプ・バ中ニーム・サイエ
ンス・アンド・チク／Ｃｍジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｖａｃｕｕｍ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ ）、第Ａ２巻、１９８４年、第５２７ページ
）が用いられていた。
てエピタキシャル成長を行うには、化学的エツチング処
理によって薄い塩化物膜を基板表面に形成し、真空中で
基板加熱によシその塩化物膜を成長直前に除去し、同時
に表面の汚染物質を除去するという基板清浄化処理（ジ
ャーナル・オプ・アプライド・フィツクｘ （Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄｐｈｙｓｉｃｓ ）、第
５４巻、１９８３年、第１３６５ページ）や、成長直前
のイオンボンバードメントとアニーリングの繰返しによ
る基板清浄化処理（ジ客ル・オプ・バ中ニーム・サイエ
ンス・アンド・チク／Ｃｍジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｖａｃｕｕｍ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ ）、第Ａ２巻、１９８４年、第５２７ページ
）が用いられていた。
そして基板が清浄化されたことは、反射型高速電子線回
折パターンの観察により２×４超構造が出現したことに
よって確認された。
折パターンの観察により２×４超構造が出現したことに
よって確認された。
前述の塩化物膜を基板表面に形成した場合、基板と塩化
物膜の間には＆が過剰に堆積してしまい、これは塩化物
膜が加熱によって除去された後にも除去されない。この
ためこの基板表面上のわずかな凹凸が成長層の表面モホ
ロジーに悪影響を与えることになった。
物膜の間には＆が過剰に堆積してしまい、これは塩化物
膜が加熱によって除去された後にも除去されない。この
ためこの基板表面上のわずかな凹凸が成長層の表面モホ
ロジーに悪影響を与えることになった。
また前述のイオンボンバードメントとアニーリングを繰
返した場合基板表面の酸素あるいは炭素を完全に除去す
ることは難しく、基板表面の受けるダメージも完全に回
復させるのも難しい。
返した場合基板表面の酸素あるいは炭素を完全に除去す
ることは難しく、基板表面の受けるダメージも完全に回
復させるのも難しい。
しかも、反射型高速電子線回折パターンは基板結晶表面
のわずかな酸素や炭素の存在あるいは微小の凹凸には敏
感ではないが、一方成長層の表面モホロジーや電気的特
性はこれら酸素や炭素の存在あるいは凹凸に敏感である
。この為、再現性良く高品質の結晶を成長することは困
難であった。
のわずかな酸素や炭素の存在あるいは微小の凹凸には敏
感ではないが、一方成長層の表面モホロジーや電気的特
性はこれら酸素や炭素の存在あるいは凹凸に敏感である
。この為、再現性良く高品質の結晶を成長することは困
難であった。
本発明の目的は、Ｉｎ ８ｂ基板上に高品質の結晶を再
現性良く成長することの可能な分子線エピタキシャル成
長法を提供することにある。
現性良く成長することの可能な分子線エピタキシャル成
長法を提供することにある。
本発明の分子線エピタキシャル成長方法は、ヒ素分子線
を照射しつつ加熱することによりＩｎＳｂ基板表面の酸
化物を除去することにより清浄化したのち所定の分子線
を照射してエピタキシャル成長を行うものである。
を照射しつつ加熱することによりＩｎＳｂ基板表面の酸
化物を除去することにより清浄化したのち所定の分子線
を照射してエピタキシャル成長を行うものである。
真空中において加熱されたＩｎ ８ｂをヒ素雰囲気にさ
らすと表面に形成されている酸化インジウムや酸化アン
チモンの酸素がヒ素に奪われて還元される。酸化ヒ素の
蒸気圧は高いので結局分解される。
らすと表面に形成されている酸化インジウムや酸化アン
チモンの酸素がヒ素に奪われて還元される。酸化ヒ素の
蒸気圧は高いので結局分解される。
以上の過程は、Ｉｎとｓｂのストイキオメトリ−を一定
に保てる温度で可能である。
に保てる温度で可能である。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の実ｍｌｃ使用するのに適当な分子線エ
ピタキシャル成長装置の模式図である。
ピタキシャル成長装置の模式図である。
超真空排気系１を有する分子線エピタキシャル成長チャ
ンバー２内の結晶成長位置に半固定された基板ホルダー
３にセットされたＩｎ Ｓｂ基板４の表面温度をポート
５のガラス窓６を通して赤外線温度計カメラ７でモニタ
ーできるようになっている。
ンバー２内の結晶成長位置に半固定された基板ホルダー
３にセットされたＩｎ Ｓｂ基板４の表面温度をポート
５のガラス窓６を通して赤外線温度計カメラ７でモニタ
ーできるようになっている。
まず、マニユピユレータ８を回転するととＫよって基板
ホルダー３と直角に保持された真空計９を結晶成長位置
に一時固定して、ボート１０に取り付けられたヒ素セル
１１から照射されるヒ素分子線強匿の測定を行ない、ヒ
素セル加熱用ヒータ電源１２を用いて、基板表面上のｓ
ｂ酸化物をヒ素酸化物に変換するのに十分なヒ素照射線
強度（ＩＸ１０４ｍｍＨｇ ）を設定する。そしてマニ
ユピユレータを成長位置にもどし、上述のヒ素分子線の
照射のもとて基板加熱用ヒータ１３と基板加熱用ヒータ
電＃１４を用いて基板表面温度を制御しながら脱酸化膜
処理を行ない、反射型高速電子線回折パターンの観察に
よシ２×４超構造が出現したことを確認した後成長を開
始する。
ホルダー３と直角に保持された真空計９を結晶成長位置
に一時固定して、ボート１０に取り付けられたヒ素セル
１１から照射されるヒ素分子線強匿の測定を行ない、ヒ
素セル加熱用ヒータ電源１２を用いて、基板表面上のｓ
ｂ酸化物をヒ素酸化物に変換するのに十分なヒ素照射線
強度（ＩＸ１０４ｍｍＨｇ ）を設定する。そしてマニ
ユピユレータを成長位置にもどし、上述のヒ素分子線の
照射のもとて基板加熱用ヒータ１３と基板加熱用ヒータ
電＃１４を用いて基板表面温度を制御しながら脱酸化膜
処理を行ない、反射型高速電子線回折パターンの観察に
よシ２×４超構造が出現したことを確認した後成長を開
始する。
まず第１の実施例について述べる。
（１） （１００）面を有するアンドープのｎ型Ｉｎ
８ｔ４板を硫酸と過酸化水素の水溶液を用いてエツチン
グを行ない、表面に酸化物保護膜を形成する。
８ｔ４板を硫酸と過酸化水素の水溶液を用いてエツチン
グを行ない、表面に酸化物保護膜を形成する。
（１） Ｉｎ Ｓｂ基板を基板ホルダー、３に設置し
、（１００）面に照射線強度Ｉ Ｘ ｌＯ４ｍｍＨｇの
ヒ素分子線を照射しつつ、Ｉｎ ８ｂ基板の表面温度を
室温から５９０℃に上昇させ、この温度をしばらく維持
するととによって脱酸化膜処理を行う。脱酸化膜処理の
完了は、反射型高速電子線回折パターンの観察により２
×４超構造を確認することによって行う。
、（１００）面に照射線強度Ｉ Ｘ ｌＯ４ｍｍＨｇの
ヒ素分子線を照射しつつ、Ｉｎ ８ｂ基板の表面温度を
室温から５９０℃に上昇させ、この温度をしばらく維持
するととによって脱酸化膜処理を行う。脱酸化膜処理の
完了は、反射型高速電子線回折パターンの観察により２
×４超構造を確認することによって行う。
（ＩＩ＋） ヒ素分子線の照射を中止し、表面温度を
３１０℃まで下げて、厚さ１μｍの高純度ＣｄＴｅ層を
成長させる。
３１０℃まで下げて、厚さ１μｍの高純度ＣｄＴｅ層を
成長させる。
なお、分子線用の材料は純度９９．９９９５％のＣｄ。
純度９９．９９９５％のＴｅ、純度９９．９９９９９％
のＡｓを用いた。
のＡｓを用いた。
こうして形成されたＣｄＴｅ層の表面は完全鏡面であり
、Ｘ線ロッキング曲線を測定により求めたところ、成長
層のピークの半値幅は２０秒であり、非常に良質の結晶
層であることが確かめられた。
、Ｘ線ロッキング曲線を測定により求めたところ、成長
層のピークの半値幅は２０秒であり、非常に良質の結晶
層であることが確かめられた。
次に第２の実施例について述べる。
＠１の実施例（１）、 （１）、 、（ｉｌｌ）を行う
ことにより、Ｉｎ ８ｂ基板の（１００）面上に厚さ１
ｆｉｍ ＯＣｄ Ｔｅバッファ層を形成する。ただし
、脱酸化膜処理は５８０℃で行う。
ことにより、Ｉｎ ８ｂ基板の（１００）面上に厚さ１
ｆｉｍ ＯＣｄ Ｔｅバッファ層を形成する。ただし
、脱酸化膜処理は５８０℃で行う。
次に表面温度を２００℃に下げて厚さ１μｍのＨｇ０．
３ＣｄＯ，７Ｔｅ層を形成する。Ｈｇは純度９９．９９
９９９％のものを用いた。
３ＣｄＯ，７Ｔｅ層を形成する。Ｈｇは純度９９．９９
９９９％のものを用いた。
成長層の表面は完全鏡面であシ、またＸ線ロッキング曲
線を測定によシ求めたところ、成長層のピークの半値幅
はＣｄ Ｔｅが２０秒、Ｈｇ Ｏ，３Ｃｄ Ｏ，７Ｔｅ
が２７秒と非常に優れた結晶が得られた。
線を測定によシ求めたところ、成長層のピークの半値幅
はＣｄ Ｔｅが２０秒、Ｈｇ Ｏ，３Ｃｄ Ｏ，７Ｔｅ
が２７秒と非常に優れた結晶が得られた。
なお、前述のＩｎＳｂ基板の脱酸化膜処理によりＩｎ及
びｓｂの酸化物が蒸気圧の大きなヒ素酸化物へと変化し
て蒸発していき、基板表面が完全に清浄化されることは
、オーｌジス電子分光の測定によシ確認することができ
た。
びｓｂの酸化物が蒸気圧の大きなヒ素酸化物へと変化し
て蒸発していき、基板表面が完全に清浄化されることは
、オーｌジス電子分光の測定によシ確認することができ
た。
厚さ１μｍ未満の超薄膜の形成に本発明を適用し得るこ
とは改めて説明するまでもない。
とは改めて説明するまでもない。
以上説明したように１本発明は、Ｉｎ ８ｂ基板にヒ素
分子線を照射しつつ加熱することにより表面の清浄化を
十分に達成できるので、高品質のエピタキシャル成長層
が得られるという効果がある。
分子線を照射しつつ加熱することにより表面の清浄化を
十分に達成できるので、高品質のエピタキシャル成長層
が得られるという効果がある。
第１図は本発明の実施に使用するのに適当な分子線エピ
タキシャル成長装置の模式図である。 １・・・・・・超高真空排気系、２・・・・・・分子線
エピタキシャル成長チャンバー、３・・・・・・基板ホ
ルダー、４・・・・・・基板、５・・・・・・ボート、
６・・・・・・ガラス窓、７・・・・・・赤外線温度計
カメラ、８・・・・・・マニユピユレータ、９・・・・
・・真窒計、１０・・・・・・ポート、１１・・・・・
・ヒ素セル、１２・・・・・・ヒ素セル加熱用ヒータ電
源、１３・・・・・・基板加熱用ヒータ、１４・・・・
・・基板加熱用ヒータ電源、１５・・・・・・螢光スク
リーン、１６・・・・・・反射型高速電子線回折用電子
銃。
タキシャル成長装置の模式図である。 １・・・・・・超高真空排気系、２・・・・・・分子線
エピタキシャル成長チャンバー、３・・・・・・基板ホ
ルダー、４・・・・・・基板、５・・・・・・ボート、
６・・・・・・ガラス窓、７・・・・・・赤外線温度計
カメラ、８・・・・・・マニユピユレータ、９・・・・
・・真窒計、１０・・・・・・ポート、１１・・・・・
・ヒ素セル、１２・・・・・・ヒ素セル加熱用ヒータ電
源、１３・・・・・・基板加熱用ヒータ、１４・・・・
・・基板加熱用ヒータ電源、１５・・・・・・螢光スク
リーン、１６・・・・・・反射型高速電子線回折用電子
銃。
Claims (1)
- ヒ素分子線を照射しつつ加熱することによりＩｎＳｂ基
板表面の酸化物を除去することにより清浄化したのち所
定の分子線を照射してエピタキシャル成長を行うことを
特徴とする分子線エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5286686A JPS62212293A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5286686A JPS62212293A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62212293A true JPS62212293A (ja) | 1987-09-18 |
Family
ID=12926789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5286686A Pending JPS62212293A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62212293A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5491106A (en) * | 1990-11-26 | 1996-02-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for growing a compound semiconductor and a method for producing a semiconductor laser |
| US5759266A (en) * | 1994-10-03 | 1998-06-02 | Nec Corporation | Method for growing a CdTe layer on a Si substrate by a molecular beam epitaxy |
| RU2613487C1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-03-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) | Способ подготовки поверхности InSb подложки для выращивания гетероструктуры молекулярно-лучевой эпитаксией |
-
1986
- 1986-03-10 JP JP5286686A patent/JPS62212293A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5491106A (en) * | 1990-11-26 | 1996-02-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for growing a compound semiconductor and a method for producing a semiconductor laser |
| US5759266A (en) * | 1994-10-03 | 1998-06-02 | Nec Corporation | Method for growing a CdTe layer on a Si substrate by a molecular beam epitaxy |
| RU2613487C1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-03-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) | Способ подготовки поверхности InSb подложки для выращивания гетероструктуры молекулярно-лучевой эпитаксией |
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