JPS62291910A - ＧａＡｓエピタキシヤル成長法 - Google Patents

ＧａＡｓエピタキシヤル成長法

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JPS62291910A
JPS62291910A JP13698586A JP13698586A JPS62291910A JP S62291910 A JPS62291910 A JP S62291910A JP 13698586 A JP13698586 A JP 13698586A JP 13698586 A JP13698586 A JP 13698586A JP S62291910 A JPS62291910 A JP S62291910A
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JP
Japan
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gaas
epitaxial growth
substrate
growth method
film
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JP13698586A
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English (en)
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Toshiaki Kinosada
紀之定　俊明
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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  • Materials Engineering (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明はシリコン（Ｓｉ）基板上にＣ，ａＡｓｋエピタ
キシャル成長させるＧ　ａＡｓエピタキシャル成長法の
改良に関するものである。
〈従来の技術〉 ＧａＡｓはＳｉに比べて電子易動度が大きく、高速デバ
イスの材料として有用であり、また直接遷移型半導体で
あるため、ＬＥＤ、レーザ等の発光素子の材料として用
いられるげ力１りでなく、将来の光電子集積回路（ＯＥ
　Ｉ　Ｃ）の材料として不可欠なものと考えられ、幅広
く研究が行なわれている。
しかしながら、ＧａＡｓはその比重が大きく、またもろ
いため、Ｓｉに比べてデバイス作製工程において、非常
に取り扱いにくいという欠点を有している。また、比重
が大きいためＧａＡｓを例えば衛星用太陽電池の材料と
して用力る際にも問題となっている。更にＧａＡｓはＳ
ｉに比べてコスト高であることも大きな欠点である。
上記のような問題点を解決し＋　ＧａＡｓの特長ｔあま
ずことなく引き出すため、Ｓｉ基板上に良質なＧａＡｓ
エピタキシャル膜を形成する試みがなされている。
このＳｉ基板上へのＧａＡｓエピタキシャル成長は、現
在までにも数多くの検討がなされているがＳ　ｉ　基板
上へＧａＡｓエピタキシャル成長させる場合、両者間の
大きな格子不整及び熱膨張率の差により、不整合転位（
ｍｉｓｆｉｔ　　ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）や逆位相領
域（ａｎｔｉｐｈａｓｅ　ｄｏｍａｉｎ　）等が発生し
良質のエピタキシャル膜が出来ない問題点がある。
このような問題点を解決するため、従来、例えば格子定
数がＧａＡｓとＳｉの中間のＧｅをバ・ソファ層として
用いる方法が提案されており、この方法によシ逆位相領
域が無くなり、また不整合転位も低減されている。
また、バッファ層としてＡノＧａＡｓ／ＧａＡｓやＧｅ
／Ｓｉの超格子を用いることにより、ストレスを緩和し
てエピタキシャル成長膜の膜質を向上させる方法も提案
されている。
更に、シリコン基板を（１００）、（１１１）等の通常
用いられる面方位から１０乃至２°傾けたｂわゆるオフ
基板上にＧａＡｓを直接成長させる方法はシングルドメ
イン（Ｓｉｎｇｌｅ　ｄｏｍａ　ｉｎ　）成長し、良質
なエピタキシャル層を得るための現在までの最も有力な
成長法として数多く検討されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 し力）シながら、上記した従来の方法、あるいはそれら
の方法全組合せた成長法ではシングルドメイン（Ｓｉｎ
ｇｌｅ　ｄｏｍａｉｎ　）で比較的転位の少ない比較的
良質のエピタキシャル成長膜が得られるものの、低転位
で７３１つ電気的特性の面でもＧａＡｓ基板上にＧａＡ
ｓｋホモエピタキシャル成長させた膜と同等のものは得
られないのが現状である。このことは、従来の方法では
大きな格子不整に対して充分に対処できていないことを
意味している。
本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであり、上記
の問題点を解決し、シリコン基板上に良質なＧａＡｓエ
ピタキシャル膜を形成し得るＧａＡｓエピタキシャル成
長法を提供することを目的としている。
く問題点を解決するための手段及び作用〉上記の目的を
達成するため本発明のＧａＡｓエピタキシャル成長法は
、Ｓｉ基板上にＧａＡｓ’！ｒエピタキシャル成長させ
るに際し、電気的不活性な不−鈍物を添加しながら成長
させるように構成している。
即ち、本発明はエピタキシャル成長において、不純物全
添加することにより、エピタキシャル成長膜の膜質が向
上するという事実に基づいているが、この不純物添加効
果は、バルクの半絶縁性のＧａＡｓ成長において、Ｉｎ
、Ａノ等を高濃度添加迭 することにより、低転位ないしは無転体半絶縁性基板が
得られることで知られているが、エピタキシャル成長に
おｒても、不純物を添加することで膜質を大幅に向上さ
せることが出来ることが判明した。この膜質向上のメカ
ニズムは完全には解明されていないが、例えば合金硬化
と同様のことがＧａＡｓの場合にも混晶化することで生
じ、転位の伝播９発生を抑えていると説明することが出
来る。
本発明はシリコン基板上へのＧａＡｓエピタキシャル成
長において、上記の不純物添加効果を用いて高品質のＧ
ａＡｓエピタキシャル膜を成長させるものである。
添加する不純物としてはＩｎ’ｅ’Ａノ等の電気的不活
性なもの全用い、ｌＸｌ０　４　　以上２　Ｘ　Ｉ　Ｏ
”υ−３以下の範囲の濃度で添加するのが好ましく、更
にはＩ　Ｘ　１×１０１９　ａ−３程度の濃度で添加す
るのがより好ましい。
なお、これらの不純物を添加することは、電気的及び光
学的にも全く問題がない。
〈発明の効果〉 以上のように未発明によれば、低転位で、かつ電気的特
性もＧａＡｓ基板上にＧａＡｓｔホモエピタキシャル成
長させた膜と同等の特性のものを安価に得ることが出来
、その結果、ＧａＡｓの持つ重くてもろいとｒう欠点を
解消することが出来る。
〈実施例〉 次に実施例にもとづき本発明の詳細な説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。また、以
下の実施例はエピタキシャル成長法として１分子線（Ｍ
ＢＥ）法を例に挙げて説明したが、液相法、気相法ある
いは有機金属気相法等の他のエピタキシャル成長法を用
いて実施しても良い。
実施例Ｉ ＭＢＥ法によ、１ｌ）（１００）Ｓｉ基板上に直接Ｇａ
Ａｓを２μｍ成長させた。添加した不純物はＩｎでその
ａ度はＩ　Ｘ　Ｉ　Ｏ”　”−”であった。成長条件は
基板濃度５８０℃、成長レート０．７ｐｍ／ｈ−Ｇａ分
子線強度ｆ　３，２Ｘ　Ｉ　Ｏｔｏｒｒ　、　Ａｓ分子
線強度ｔＩ　ＸＩＯｔｏｒｒ　、　Ｉｎ分子線強度ｆｆ
１７Ｘ１０ｔｏｒｒに設定して２μｍ成長させた。
このようにして成長させた膜を溶融ＫＯ）（法で調べた
結果、シングルドメイン（Ｓｉｎｇｌｅ　ｄｏｍａｉｎ
　）で、かつＥ　Ｐ　Ｄ５１　ｏ２ｃｍ”と非常に良質
な膜が得られた。
また、フォトルミネセンス測定（低温での）でも、バン
ド端発光は充分強く、ＤＬＴＳ測定でも通常見られるｄ
ｅｅｐレベル以外はなかった。
実施例２ ＭＢＥ法により（１００）Ｓｉ基板上に直接ＧａＡｓｋ
２μｍ成長させた。添加した不純物はＡノでその濃度は
ｌＸｌ０　　’ｊ　　であった。成長条件は基板温度５
８０℃、成長レート０．７μｆｆＩＡＧａ分子線強度ｆ
　３．２Ｘ　Ｉ　Ｏｔｏｒｒ　、Ａｓ分子線強度をＩ　
　ＸＩ　Ｏｔｏｒｒ、　Ａノ分子線強度に７Ｘ　１０　
ｔｏｒｒに設定して２μｍ成長させた。
このようにして成長させた膜を溶融ＫＯＨ法で調べた結
果、シングルドメイン（Ｓｉｎｇｌｅ　ｄｏｍａｉｎ　
）で、かつＥＰＤ≦ｌ　Ｑ２ｃｍ−”と非常に良質な膜
が得られた。
また、フォトルミネセンス測定（低温での）でも、バン
ド端発光は充分強く、ＤＬＴＳ測定でも通常見られるｄ
ｅｅｐレベル以外はなかった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、シリコン（Ｓｉ）基板上にＧａＡｓをエピタキシャ
    ル成長させるに際し、 電気的不活性な不純物を添加しつつ成長させるようにな
    したことを特徴とするＧａＡｓエピタキシャル成長法。 ２、前記電気的不活性な不純物としてインジウム（Ｉｎ
    ）を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上２×１０＾２＾
    ０ｃｍ＾−＾３以下の範囲の濃度で添加するようになし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＧａＡ
    ｓエピタキシャル成長法。 ３、前記電気的不活性な不純物としてアルミニウム（Ａ
    ｌ）を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上２×１０＾２
    ＾０ｃｍ＾−＾３以下の濃度で添加するようになしたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＧａＡｓエ
    ピタキシャル成長法。
JP13698586A 1986-06-11 1986-06-11 ＧａＡｓエピタキシヤル成長法 Pending JPS62291910A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253611A (ja) * 1989-03-28 1990-10-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 低抵抗層形成法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253611A (ja) * 1989-03-28 1990-10-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 低抵抗層形成法

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