JPS6240721A - 液相成長方法 - Google Patents
液相成長方法Info
- Publication number
- JPS6240721A JPS6240721A JP60180805A JP18080585A JPS6240721A JP S6240721 A JPS6240721 A JP S6240721A JP 60180805 A JP60180805 A JP 60180805A JP 18080585 A JP18080585 A JP 18080585A JP S6240721 A JPS6240721 A JP S6240721A
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- JP
- Japan
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- crystal
- substrate
- grown
- solute
- alxga1
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- Pending
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Light Receiving Elements (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】
〔概要〕
ガリウムアンチモン（ＧａＳｂ）基板上にアルミニウム
ガリウムアンチモン（Ａ Ｉ ＸＧａ Ｉ −Ｘ５ｂ）
結晶を、特にアンチモン（Ｓｂ）溶液より成長させる際
、基板と成長層との界面に生ずる溶質インクルージヨン
の発生を阻止するため、基板に格子整合し、かつ偏析係
数が大きい砒素（Ａｓ）を混入したアルミニウムガリウ
ム砒素アンチモン （Ａ１．Ｇａ１−ＸＡｓ、５ｂｌ−、）結晶層を界面に
挟んで成長させる方法を提案する。
ガリウムアンチモン（Ａ Ｉ ＸＧａ Ｉ −Ｘ５ｂ）
結晶を、特にアンチモン（Ｓｂ）溶液より成長させる際
、基板と成長層との界面に生ずる溶質インクルージヨン
の発生を阻止するため、基板に格子整合し、かつ偏析係
数が大きい砒素（Ａｓ）を混入したアルミニウムガリウ
ム砒素アンチモン （Ａ１．Ｇａ１−ＸＡｓ、５ｂｌ−、）結晶層を界面に
挟んで成長させる方法を提案する。
本発明は、溶質インクルージヨンを発生させないで、Ｇ
ａＳｂ基板上にＡｌＸＧａｌ−ＸＳｂ結晶を、特にｓｂ
溶液より成長させる液相成長方法に関する。
ａＳｂ基板上にＡｌＸＧａｌ−ＸＳｂ結晶を、特にｓｂ
溶液より成長させる液相成長方法に関する。
ＡｌｘＧａｔ−、Ｓｂ結晶で作成したＡＰＤ （Ａｖａ
１ａｎｃｈｅＰｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）は１．３〜１．
５μｍ帯の光通信用受光素子として期待されている。
１ａｎｃｈｅＰｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）は１．３〜１．
５μｍ帯の光通信用受光素子として期待されている。
この帯域の受光素子としてＩｎＰ系の結晶も利用されて
いるが、イオン化率比β／α（ここで、βは正孔の、α
は電子のイオン化率である）が、ＩｎＰ系の結晶では β／α＃２．３゜ に対し、ＡｌｘＧａ、、、Ｓｂ結晶では、β／α？２０
゜ と極めて太きく ＡＰＤの雑音特性を改良をし、有利で
ある。
いるが、イオン化率比β／α（ここで、βは正孔の、α
は電子のイオン化率である）が、ＩｎＰ系の結晶では β／α＃２．３゜ に対し、ＡｌｘＧａ、、、Ｓｂ結晶では、β／α？２０
゜ と極めて太きく ＡＰＤの雑音特性を改良をし、有利で
ある。
へＩｘＧａ、−ｘＳｂ結晶成長は他の混晶半導体結晶と
同様に液相成長により、その際素子特性を劣化させる原
因となっている溶質インクルージヨンの発生を阻止する
方法の開発が望まれている。
同様に液相成長により、その際素子特性を劣化させる原
因となっている溶質インクルージヨンの発生を阻止する
方法の開発が望まれている。
従来のＡｌｘＧａ＋−ｘｓＥｌ結晶の成長方法はガリウ
ム（Ｇａ）溶液からの成長がほとんどであり、この場合
は混晶比Ｘが０．３程度以下、すなわちアルミニウム（
Ａ１）量が少ないときは、基板と成長層界面に生ずる溶
質インクルージヨンは少なかった。
ム（Ｇａ）溶液からの成長がほとんどであり、この場合
は混晶比Ｘが０．３程度以下、すなわちアルミニウム（
Ａ１）量が少ないときは、基板と成長層界面に生ずる溶
質インクルージヨンは少なかった。
Ｇａ溶液は、約９０％のＧａを溶媒とし、ＡＩ、 Ｓｂ
を溶質とする。この溶液を使用した場合の成長温度は４
００〜５５０’Ｃである。
を溶質とする。この溶液を使用した場合の成長温度は４
００〜５５０’Ｃである。
この場合の溶質インクルージヨンはＡＩ、 Ｓｂを主成
分とした塊状の析出物質よりなる。
分とした塊状の析出物質よりなる。
上記のように、Ｇａ溶液を用いると混晶比Ｘが０．３程
度以下のときは溶質インクルージヨンは少ないが、Ｇａ
は融点が約２９°Ｃと低くバッチメルト（大量にメルト
を溶解して溶けた状態で少量ずつ分けて冷却凝固して均
質な多数のメルト素材を作成し、成長の都度使用できる
ようにする）化が難しく、成長結晶の組成、キャリア濃
度の再現性に問題があるため、最近ｓｂ温溶液使用した
成長が試みられるようになった。
度以下のときは溶質インクルージヨンは少ないが、Ｇａ
は融点が約２９°Ｃと低くバッチメルト（大量にメルト
を溶解して溶けた状態で少量ずつ分けて冷却凝固して均
質な多数のメルト素材を作成し、成長の都度使用できる
ようにする）化が難しく、成長結晶の組成、キャリア濃
度の再現性に問題があるため、最近ｓｂ温溶液使用した
成長が試みられるようになった。
ｓｂ温溶液、約８０％のｓｂを溶媒とし、八】、Ｇａを
溶質とする。成長温度は６００℃以上とＧａ溶液より高
温である。
溶質とする。成長温度は６００℃以上とＧａ溶液より高
温である。
この場合の溶質インクルージヨンはＡＩ、 Ｇａを主成
分とした塊状の析出物質よりなる。
分とした塊状の析出物質よりなる。
上記のように、ｓｂ温溶液用いると混晶比Ｘが０．３程
度以下のと′きでも溶質インクルージヨンが比較的多い
という欠点があり、半導体デバイスを作成する上で大き
な問題であった。
度以下のと′きでも溶質インクルージヨンが比較的多い
という欠点があり、半導体デバイスを作成する上で大き
な問題であった。
第２図は従来例によるｓｂ温溶液らＧａＳｂ基板上へＡ
ｌＸＧａ＋−ｘＳｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図である。
ｌＸＧａ＋−ｘＳｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図である。
図において、２１は面指数（１００）のＧａＳｂ基板（
ＧａＳｂ Ｓｕｂ、）で、この上に通常の液相エピタキ
シャル成長（ＬＰＥ）法によりＡｌｘＧａ＋−、Ｓｂ結
晶層２２を成長する。
ＧａＳｂ Ｓｕｂ、）で、この上に通常の液相エピタキ
シャル成長（ＬＰＥ）法によりＡｌｘＧａ＋−、Ｓｂ結
晶層２２を成長する。
この際、基板と成長層との界面近傍に相当数の溶質イン
クルージヨン２３が発生する。
クルージヨン２３が発生する。
従来例による、ＧａＳｂ基板上にＡｌＸＧａ＋−ｘＳｂ
結晶を、特にｓｂ温溶液り成長させる液相成長方法にお
いては、基板と成長層との界面近傍に多数の溶質インク
ルージヨンが発生し、素子特性を劣化させる原因となる
。
結晶を、特にｓｂ温溶液り成長させる液相成長方法にお
いては、基板と成長層との界面近傍に多数の溶質インク
ルージヨンが発生し、素子特性を劣化させる原因となる
。
上記問題点の解決は、ガリウムアンチモン（ＧａＳｂ）
基板（１）上にアルミニウムガリウムアンチモン（ＡＩ
ｘＧａ＋−ｘＳｂ）結晶層（２）を成長させる際に、該
ガリウムアンチモン基板（１）上に、該ガリウムアンチ
モン基板＋１１に格子整合したアルミニウムガリウム砒
素アンチモン（ＡｌｙＧａ＋−ＪＳｙＳｂ＋−ｙ）結晶
層（３）を成長し、該アルミニウムガリウム砒素アンチ
モン結晶層（３）上に該アルミニウムガリウムアンチモ
ン結晶層（２）を成長させる本発明による液相成長方法
により達成される。
基板（１）上にアルミニウムガリウムアンチモン（ＡＩ
ｘＧａ＋−ｘＳｂ）結晶層（２）を成長させる際に、該
ガリウムアンチモン基板（１）上に、該ガリウムアンチ
モン基板＋１１に格子整合したアルミニウムガリウム砒
素アンチモン（ＡｌｙＧａ＋−ＪＳｙＳｂ＋−ｙ）結晶
層（３）を成長し、該アルミニウムガリウム砒素アンチ
モン結晶層（３）上に該アルミニウムガリウムアンチモ
ン結晶層（２）を成長させる本発明による液相成長方法
により達成される。
Ａｓを含んだＡｌＧａＡｓＳｂの４元系溶液からＧａＳ
ｂ基板上に、基板に格子整合したＡｌＸＧａ＋−ｘＡｓ
ｙＳｂ＋−ｙ結晶を成長させる場合には、Ａｓの偏析係
数が大きいため、固相側（基板側）からの溶解が起こら
ないため、溶質インクルージヨンを含まない結晶が成長
する。
ｂ基板上に、基板に格子整合したＡｌＸＧａ＋−ｘＡｓ
ｙＳｂ＋−ｙ結晶を成長させる場合には、Ａｓの偏析係
数が大きいため、固相側（基板側）からの溶解が起こら
ないため、溶質インクルージヨンを含まない結晶が成長
する。
つぎに、Ａ １．Ｇａ １− ＸＡｓ 、ｓｂ Ｉ −
ｙの４元系結晶上にＡ １ｘＧａ １− ＸＳｂ結晶を
成長する場合は、固相側（４元系結晶側）に不安定性は
ない。
ｙの４元系結晶上にＡ １ｘＧａ １− ＸＳｂ結晶を
成長する場合は、固相側（４元系結晶側）に不安定性は
ない。
本発明は、このような作用にもとすいて、基板界面に溶
質インクルージヨンを含まない結晶を成長するようにし
たものである。
質インクルージヨンを含まない結晶を成長するようにし
たものである。
第１図は本発明によるｓｂ温溶液らＧａＳｂ基板上へＡ
ｌｘＧａ＋−・ｓｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図である。
ｌｘＧａ＋−・ｓｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図である。
図において、１は面指数（１００）のｎ型Ｇ ａ Ｓ
ｂ ％ 板（ｎ−ＧａＳｂ Ｓｕｂ、）で、この上に通
常のＬＰＥ法によりＡｌｏ、 Ｑ’１ｃａＯ，ｑｔｓｂ
結晶層Ｚを約３ｐｍ成長する場合について説明する。
ｂ ％ 板（ｎ−ＧａＳｂ Ｓｕｂ、）で、この上に通
常のＬＰＥ法によりＡｌｏ、 Ｑ’１ｃａＯ，ｑｔｓｂ
結晶層Ｚを約３ｐｍ成長する場合について説明する。
まず、八ｌＸＧａ＋−ＪｓｙＳｂ＋−ｙの４元系結晶Ｍ
３をＧａＳｂ基板１上に成長する。
３をＧａＳｂ基板１上に成長する。
成長条件は、溶液組成として
ＸＬＡｔ＝ ３Ｘ１０−”、 Ｘ’Ｇ！＝０．１１
２゜Ｘ’５ｂ＝０．８８４８． Ｘ’ａｓ＝ ｌ
Ｘｌ０−’。
２゜Ｘ’５ｂ＝０．８８４８． Ｘ’ａｓ＝ ｌ
Ｘｌ０−’。
の溶液を用い、成長温度Ｔ ９ ＝ ６２０°Ｃから冷
却率０．３５℃／ｍｉｎで冷却し八Ｉｏ、 ５Ｇａｏ、
７ＡＳ（１，ｏｎｓｂｏ、 ｑｂの４元系結晶層３を
約０．５μｍ成長させる。
却率０．３５℃／ｍｉｎで冷却し八Ｉｏ、 ５Ｇａｏ、
７ＡＳ（１，ｏｎｓｂｏ、 ｑｂの４元系結晶層３を
約０．５μｍ成長させる。
つぎに、この層の上にＡｌＸＧａ＋−ｘＳｂ結晶層２を
成長する。
成長する。
成長条件は、６５０°Ｃで３時間水素（Ｉ＋□）ガス中
で熱処理したｓｂを溶媒に用い、溶液組成としてＸ’Ａ
Ｌ＝８．５３７ Ｘｌ０−’、 Ｘ’ｃａ＝０．１
４７４゜Ｘ ’ Ｓｂ ＝ ０．８５１８゜ の溶液を用い、成長温度Ｔ、＝６１５．５℃から冷却率
０．３５℃／ｍｉｎで１分間冷却し、八Ｉｏ、 ０７に
ａｏ、 ｑｚｓｂ結晶層２をめ３μｍ成長させる。
で熱処理したｓｂを溶媒に用い、溶液組成としてＸ’Ａ
Ｌ＝８．５３７ Ｘｌ０−’、 Ｘ’ｃａ＝０．１
４７４゜Ｘ ’ Ｓｂ ＝ ０．８５１８゜ の溶液を用い、成長温度Ｔ、＝６１５．５℃から冷却率
０．３５℃／ｍｉｎで１分間冷却し、八Ｉｏ、 ０７に
ａｏ、 ｑｚｓｂ結晶層２をめ３μｍ成長させる。
この際、基板と成長層とのへテロ界面に溶質インクルー
ジヨンのない、平滑な界面を有する結晶が得られた。
ジヨンのない、平滑な界面を有する結晶が得られた。
以上詳細に説明したように本発明によれば、ペテロ界面
に溶質インクルージヨンのない結晶が得られるため、フ
ォトダイオード、またはＡＰＤ用材料として優れた特性
を有する結晶を提供することができる。
に溶質インクルージヨンのない結晶が得られるため、フ
ォトダイオード、またはＡＰＤ用材料として優れた特性
を有する結晶を提供することができる。
第１図は本発明によるｓｂ溶液からＧａＳｂ基板上へＡ
１．Ｇａ＋−、Ｓｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図、 第２図は従来例によるｓｂ溶液からＧａＳｂ基板上へＡ
１．Ｇａ１−、Ｓｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図である。 図において、 １はｎ−ＧａＳｂ基板、 ２はＡｌｘＧａ、−、Ｓｂ結晶層、 ３はＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓｙｓｂ＋−ｙ結晶層十苓ｉ日
ｙ」σ２ｆ’ｊ’ｋｉシェフ）シ太と１シ弓へ 日λヨ
弓−：５１９ｔｈ 図第１図 蔓来例っ鈎妨法と悦ａ８３３断１回 第 ２図
１．Ｇａ＋−、Ｓｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図、 第２図は従来例によるｓｂ溶液からＧａＳｂ基板上へＡ
１．Ｇａ１−、Ｓｂ結晶を成長する方法を説明する断面
図である。 図において、 １はｎ−ＧａＳｂ基板、 ２はＡｌｘＧａ、−、Ｓｂ結晶層、 ３はＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓｙｓｂ＋−ｙ結晶層十苓ｉ日
ｙ」σ２ｆ’ｊ’ｋｉシェフ）シ太と１シ弓へ 日λヨ
弓−：５１９ｔｈ 図第１図 蔓来例っ鈎妨法と悦ａ８３３断１回 第 ２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ガリウムアンチモン（ＧａＳｂ）基板（１）上にアルミ
ニウムガリウムアンチモン（Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘ
Ｓｂ）結晶層（２）を成長させる際に、 該ガリウムアンチモン基板（１）と該アルミニウムガリ
ウムアンチモン結晶層（２）間にアルミニウムガリウム
砒素アンチモン（Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ＿ｙＳ
ｂ＿１＿−＿ｙ）結晶層（３）を介在させて成長するこ
とを特徴とする液相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60180805A JPS6240721A (ja) | 1985-08-17 | 1985-08-17 | 液相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60180805A JPS6240721A (ja) | 1985-08-17 | 1985-08-17 | 液相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240721A true JPS6240721A (ja) | 1987-02-21 |
Family
ID=16089652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60180805A Pending JPS6240721A (ja) | 1985-08-17 | 1985-08-17 | 液相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6240721A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265030A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Oki Farm Wear Syst:Kk | コンピュータ搭載装置 |
| CN109755334A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 苏州焜原光电有限公司 | 一种AlGaAsSb四组分材料的生长方法 |
-
1985
- 1985-08-17 JP JP60180805A patent/JPS6240721A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265030A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Oki Farm Wear Syst:Kk | コンピュータ搭載装置 |
| CN109755334A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 苏州焜原光电有限公司 | 一种AlGaAsSb四组分材料的生长方法 |
| CN109755334B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-10-13 | 苏州焜原光电有限公司 | 一种AlGaAsSb四组分材料的生长方法 |
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