JPS632920B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS632920B2 JPS632920B2 JP55085336A JP8533680A JPS632920B2 JP S632920 B2 JPS632920 B2 JP S632920B2 JP 55085336 A JP55085336 A JP 55085336A JP 8533680 A JP8533680 A JP 8533680A JP S632920 B2 JPS632920 B2 JP S632920B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- temperature
- epitaxial growth
- molecular beam
- raised
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は分子線エピタキシヤル成長方法、とく
に基板の予備的処理に関するものである。
に基板の予備的処理に関するものである。
超高真空に保つた外囲器中において分子を所定
方向に飛行させ、該外囲器内に設置された基板の
表面に上記分子を付着させて単結晶として成長さ
せる技術は分子線エピタキシヤル成長方法として
すでに周知である。以下この方法をMBE法と略
記する。
方向に飛行させ、該外囲器内に設置された基板の
表面に上記分子を付着させて単結晶として成長さ
せる技術は分子線エピタキシヤル成長方法として
すでに周知である。以下この方法をMBE法と略
記する。
上記MBE法を行うに際し、基板の予備的処理
として、基板表面に吸着した炭素、酸素等を除去
して基板表面を清浄化する必要がある。このため
の方法としてはアルゴン（Ar）のイオンによつ
て基板表面を衝撃する方法がすでに提案されてい
るが、この方法によれば上記イオンの衝撃のため
に基板表面が荒れる、すなわち基板表面に凹凸や
結晶欠陥を生ずるという好ましくない副作用があ
るほか、イオンの衝撃によつて一旦基板表面を離
れた吸着物がある時間後にふたたび基板表面に吸
着されるという欠点がある。
として、基板表面に吸着した炭素、酸素等を除去
して基板表面を清浄化する必要がある。このため
の方法としてはアルゴン（Ar）のイオンによつ
て基板表面を衝撃する方法がすでに提案されてい
るが、この方法によれば上記イオンの衝撃のため
に基板表面が荒れる、すなわち基板表面に凹凸や
結晶欠陥を生ずるという好ましくない副作用があ
るほか、イオンの衝撃によつて一旦基板表面を離
れた吸着物がある時間後にふたたび基板表面に吸
着されるという欠点がある。
基板表面に荒れを生ずることなく該基板表面を
清浄化する方法として、MBE法用の真空容器内
で基板を加熱する方法が周知である。このため上
記真空容器内において基板を載置支持する基板支
持台内に電熱線を設けて、MBE法を行う前に基
板を加熱するように構成したMBE用装置も提案
されている。しかし、基板が化合物半導体であ
り、その成分のうち片方がとくに易蒸発性である
場合には上述のように基板支持台内に設けた電熱
線により基板の加熱を行うと、上記易蒸発性成分
元素の蒸発に基因して基板表面に結晶欠陥を発生
させる問題点がある。
清浄化する方法として、MBE法用の真空容器内
で基板を加熱する方法が周知である。このため上
記真空容器内において基板を載置支持する基板支
持台内に電熱線を設けて、MBE法を行う前に基
板を加熱するように構成したMBE用装置も提案
されている。しかし、基板が化合物半導体であ
り、その成分のうち片方がとくに易蒸発性である
場合には上述のように基板支持台内に設けた電熱
線により基板の加熱を行うと、上記易蒸発性成分
元素の蒸発に基因して基板表面に結晶欠陥を発生
させる問題点がある。
たとえばりん化インジウム（InP）から成る基
板表面にMBE法でエピタキシヤル成長層を形成
する場合には、表面清浄化のためには約480℃適
度に基板を加熱する必要がある。しかるにこの程
度の温度では基板からリン（Ｐ）の蒸発が著し
い。実際には真空中でInP結晶が化学量論的組成
を保持し得る温度は約360℃以下である。したが
つて基板を加熱して上記の清浄化所要温度に至ら
しめる際基板温度が360℃を越すとＰの蒸発が始
まり、基板表面の清浄化に必要な温度すなわち
480℃に達するまでにＰの蒸発が著しく、このた
め基板表面にＰの空格子点が多数発生し、この上
にエピタキシヤル成長を行わせても良質の成長層
が得られないという問題点がある。
板表面にMBE法でエピタキシヤル成長層を形成
する場合には、表面清浄化のためには約480℃適
度に基板を加熱する必要がある。しかるにこの程
度の温度では基板からリン（Ｐ）の蒸発が著し
い。実際には真空中でInP結晶が化学量論的組成
を保持し得る温度は約360℃以下である。したが
つて基板を加熱して上記の清浄化所要温度に至ら
しめる際基板温度が360℃を越すとＰの蒸発が始
まり、基板表面の清浄化に必要な温度すなわち
480℃に達するまでにＰの蒸発が著しく、このた
め基板表面にＰの空格子点が多数発生し、この上
にエピタキシヤル成長を行わせても良質の成長層
が得られないという問題点がある。
本発明は前述の問題点を解消したものであつ
て、基板の成分元素蒸発の起こる温度までは基板
を基板保持台からの熱伝導により加熱し、しかる
後輻射熱を用いて基板温度を急速に基板清浄化に
要する温度近傍まで上昇させ、しかる後以後の工
程を行うことを特徴とする新規な分子線エピタキ
シヤル成長方法を提供せんとするものである。
て、基板の成分元素蒸発の起こる温度までは基板
を基板保持台からの熱伝導により加熱し、しかる
後輻射熱を用いて基板温度を急速に基板清浄化に
要する温度近傍まで上昇させ、しかる後以後の工
程を行うことを特徴とする新規な分子線エピタキ
シヤル成長方法を提供せんとするものである。
以下図面を用いて本発明に係るエピタキシヤル
成長方法の一実施例について詳細に説明する。
成長方法の一実施例について詳細に説明する。
添付図面は本発明の方法の一実施例に使用する
分子線エピタキシヤル成長装置の構造を示した概
念図であつて、超高真空室１内には電熱線３を内
蔵した基板保持台２が設けられており、その上面
に多元半導体たとえばInPから成る基板４が載置
されている。５は蒸着物質収容室であつて、この
室内に設置されたるつぼ６，７，８内にそれぞれ
蒸着すべき物質たとえばIn、GaおよびAsを入
れ、るつぼの前面にはシヤツタ９が設けられてい
る。蒸着物質収容室５の近傍に出窓１０が付設さ
れており、該出窓１０の外面には透光性物質で作
られた窓板１１が取付けられている。窓板１１の
外側にハロゲンランプ１２が設置され、該ハロゲ
ンランプは後述するように基板を加熱するための
輻射エネルギーを放射する輻射源として設けられ
たものであり、該ランプの輻射する光は後方の凹
面鏡１３により集束され、窓板１１を透過して基
板４を照射するような配置となつている。ただ
し、ハロゲンランプ１２の輻射する光エネルギー
を使用するのは後述するように基板４の温度があ
る程度まで上昇してからである。照射の時機およ
び時間の制御は光シヤツタ１４によつて行う。場
合により光シヤツタ１４の代わりにハロゲンラン
プ１２に流す電流の制御によつて基板の照射時機
および照射時間を制御してもよい。
分子線エピタキシヤル成長装置の構造を示した概
念図であつて、超高真空室１内には電熱線３を内
蔵した基板保持台２が設けられており、その上面
に多元半導体たとえばInPから成る基板４が載置
されている。５は蒸着物質収容室であつて、この
室内に設置されたるつぼ６，７，８内にそれぞれ
蒸着すべき物質たとえばIn、GaおよびAsを入
れ、るつぼの前面にはシヤツタ９が設けられてい
る。蒸着物質収容室５の近傍に出窓１０が付設さ
れており、該出窓１０の外面には透光性物質で作
られた窓板１１が取付けられている。窓板１１の
外側にハロゲンランプ１２が設置され、該ハロゲ
ンランプは後述するように基板を加熱するための
輻射エネルギーを放射する輻射源として設けられ
たものであり、該ランプの輻射する光は後方の凹
面鏡１３により集束され、窓板１１を透過して基
板４を照射するような配置となつている。ただ
し、ハロゲンランプ１２の輻射する光エネルギー
を使用するのは後述するように基板４の温度があ
る程度まで上昇してからである。照射の時機およ
び時間の制御は光シヤツタ１４によつて行う。場
合により光シヤツタ１４の代わりにハロゲンラン
プ１２に流す電流の制御によつて基板の照射時機
および照射時間を制御してもよい。
次に図に示した装置を用いてMBE法を行う場
合の手順の一例について説明する。
合の手順の一例について説明する。
この場合に使用する基板はInPから成るものと
し、基板表面に対しあらかじめ機械研磨と化学研
磨とを行なつて該表面を充分平坦清浄なものとし
てから基板載置台２上に置く。成長層の所要原料
のるつぼ内への装填その他所要の準備を完了した
後真空室を所要の真空度とし、基板載置台２内の
電熱線３に通電して基板４を予熱する。この予熱
温度は基板表面からＰ原子が蒸発し始める温度
（この場合には360℃）までにとどめる。基板温度
が上記温度に達するよりも少し以前にハロゲンラ
ンプ１２に通電し、光シヤツタ１４は閉じてお
く。基板温度が360℃に達したら光シヤツタ１４
を除いて、ハロゲンランプ１２の発光を基板４の
表面に当てることにより基板温度を急速に480℃
近傍まで上昇させ、この温度で基板表面の清浄化
を行う。
し、基板表面に対しあらかじめ機械研磨と化学研
磨とを行なつて該表面を充分平坦清浄なものとし
てから基板載置台２上に置く。成長層の所要原料
のるつぼ内への装填その他所要の準備を完了した
後真空室を所要の真空度とし、基板載置台２内の
電熱線３に通電して基板４を予熱する。この予熱
温度は基板表面からＰ原子が蒸発し始める温度
（この場合には360℃）までにとどめる。基板温度
が上記温度に達するよりも少し以前にハロゲンラ
ンプ１２に通電し、光シヤツタ１４は閉じてお
く。基板温度が360℃に達したら光シヤツタ１４
を除いて、ハロゲンランプ１２の発光を基板４の
表面に当てることにより基板温度を急速に480℃
近傍まで上昇させ、この温度で基板表面の清浄化
を行う。
基板清浄化が完了したらさらに基板温度を若干
上昇させ、約500℃になれば光シヤツタ１４を閉
じ、るつぼ前面のシヤツタ９を開いて蒸着原料の
原子をビームとして基板４に向けて発射させ、基
板４の表面上にInGaAsのエピタキシヤル成長層
を形成する。
上昇させ、約500℃になれば光シヤツタ１４を閉
じ、るつぼ前面のシヤツタ９を開いて蒸着原料の
原子をビームとして基板４に向けて発射させ、基
板４の表面上にInGaAsのエピタキシヤル成長層
を形成する。
このようにすれば、基板の温度を360℃から表
面清浄化に適当な温度すなわち480℃まで上昇さ
せるに要する時間は、基板載置台２内の電熱線３
のみを用いる場合に比しはるかに短くなる。本発
明者の一実験例によれば、従来の方法では上記の
昇温に数分間を要していたのに反し、本発明を適
用した場合には約30秒で充分であつた。ゆえにＰ
の蒸発は最低限に押さえられる。
面清浄化に適当な温度すなわち480℃まで上昇さ
せるに要する時間は、基板載置台２内の電熱線３
のみを用いる場合に比しはるかに短くなる。本発
明者の一実験例によれば、従来の方法では上記の
昇温に数分間を要していたのに反し、本発明を適
用した場合には約30秒で充分であつた。ゆえにＰ
の蒸発は最低限に押さえられる。
なお実施例においては基板材料が近赤外に吸収
端を有する半導体であるため輻射エネルギー源す
なわち光源としてハロゲンランプを用いたが、基
板材料に吸収される波長帯の光を強く発する光源
が望ましいことは当然である。したがつて一般に
基板材料によつて光源の種類を変えるのが良い。
またMBEに必要な基板温度が基板表面の清浄化
に必要な温度に比しかなり高いときはこの間の温
度上昇のためにも輻射エネルギーを用いることが
望ましい。なお光照射を行なつている間は電熱線
３への通電を停止しても差支えない。
端を有する半導体であるため輻射エネルギー源す
なわち光源としてハロゲンランプを用いたが、基
板材料に吸収される波長帯の光を強く発する光源
が望ましいことは当然である。したがつて一般に
基板材料によつて光源の種類を変えるのが良い。
またMBEに必要な基板温度が基板表面の清浄化
に必要な温度に比しかなり高いときはこの間の温
度上昇のためにも輻射エネルギーを用いることが
望ましい。なお光照射を行なつている間は電熱線
３への通電を停止しても差支えない。
本発明に係るエピタキシヤル成長方法によれば
基板表面からの成分元素の蒸発、したがつてこれ
に基因する基板表面の結晶欠陥、凹凸等の発生を
最小限に喰い止めることができるから、結果とし
て表面の平坦な良質のエピタキシヤル結晶層を基
板表面上に成長させることができる利点がある。
ゆえにとくに易蒸発性の成分元素を有する化合物
半導体を基板とするMBE法に適用してきわめて
有利である。
基板表面からの成分元素の蒸発、したがつてこれ
に基因する基板表面の結晶欠陥、凹凸等の発生を
最小限に喰い止めることができるから、結果とし
て表面の平坦な良質のエピタキシヤル結晶層を基
板表面上に成長させることができる利点がある。
ゆえにとくに易蒸発性の成分元素を有する化合物
半導体を基板とするMBE法に適用してきわめて
有利である。
添付図面は本発明に係るエピタキシヤル成長方
法の一実施例に使用する装置の概略構造を示す断
面図である。 １：真空室、２：基板載置台、３：電熱線、
４：基板、６，７，８：るつぼ、１０：出窓、１
２：ハロゲンランプ、１３：凹面鏡、１４：光シ
ヤツタ。
法の一実施例に使用する装置の概略構造を示す断
面図である。 １：真空室、２：基板載置台、３：電熱線、
４：基板、６，７，８：るつぼ、１０：出窓、１
２：ハロゲンランプ、１３：凹面鏡、１４：光シ
ヤツタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高真空中において所定物質の原子又は分子に
方向性をもたせてビームとなして結晶成長用の易
蒸発性成分元素を有する化合物半導体基板表面に
当てることにより該基板表面にエピタキシヤル成
長層を形成する分子線エピタキシヤル成長方法に
於て、上記基板の温度を常温より該基板中の成分
元素が蒸発し始める第１の温度の近傍までは基板
保持台からの熱伝導により加熱して上昇させ、し
かる後基板表面に該基板材料に吸収される波長帯
の輻射線を照射し、基板に吸収された輻射エネル
ギーにより基板温度を基板保持台からの熱伝導の
みの加熱によるよりも急速に基板の表面の清浄化
処理に必要な第２の温度の近傍まで上昇させて該
第１の温度から該第２の温度まで上昇させるに要
する時間を短くなし、基板表面からの成分元素の
蒸発を低減しエピタキシヤル成長に必要な処理を
行なうことを特徴とする分子線エピタキシヤル成
長方法。 ２ 上記第２の温度で基板の表面の清浄化処理を
なした後、基板表面に上記輻射線を照射して基板
温度を上記基板保持台からの熱伝導のみの加熱に
よるよりも急速に分子線エピタキシヤル成長に必
要な第３の温度近傍まで上昇させることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の分子線エピキ
シヤル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8533680A JPS5711899A (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Molecular beam epitaxial growth |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8533680A JPS5711899A (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Molecular beam epitaxial growth |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5711899A JPS5711899A (en) | 1982-01-21 |
| JPS632920B2 true JPS632920B2 (ja) | 1988-01-21 |
Family
ID=13855791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8533680A Granted JPS5711899A (en) | 1980-06-24 | 1980-06-24 | Molecular beam epitaxial growth |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5711899A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4617047A (en) * | 1982-07-27 | 1986-10-14 | Campbell Soup Company | Mushroom supplement |
| JPS59172715A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-09-29 | Nec Corp | 分子線発生装置 |
| JP2944426B2 (ja) * | 1994-08-30 | 1999-09-06 | 日本電気株式会社 | 分子線エピタキシー装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101779A (en) * | 1978-01-16 | 1979-08-10 | Western Electric Co | Epitaxial thin film growth method |
-
1980
- 1980-06-24 JP JP8533680A patent/JPS5711899A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101779A (en) * | 1978-01-16 | 1979-08-10 | Western Electric Co | Epitaxial thin film growth method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5711899A (en) | 1982-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS632920B2 (ja) | ||
| JP3351477B2 (ja) | 固体レーザー結晶薄膜作成方法および固体レーザー結晶薄膜作成装置 | |
| JPH0714805A (ja) | 電極の形成方法及びその形成装置 | |
| JPH03174307A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPS58190897A (ja) | 分子線結晶成長方法 | |
| JPS61183813A (ja) | 導電膜の形成方法 | |
| TWI763988B (zh) | 低熱積存退火 | |
| JP2712194B2 (ja) | 光学用反射鏡とその製造方法 | |
| JPS6235512A (ja) | 半導体単結晶薄膜の製造方法 | |
| JPH02180793A (ja) | 薄膜製造方法 | |
| JPH025293B2 (ja) | ||
| JPH07114186B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼▲ｖ▼族化合物半導体層の製造方法 | |
| JPH0437908Y2 (ja) | ||
| JP2000031058A (ja) | アモルファスシリコン薄膜製造方法 | |
| JPH01244402A (ja) | 光学膜の作製方法 | |
| JPH0280553A (ja) | 薄膜製造方法 | |
| JPS63119220A (ja) | 薄膜製造方法 | |
| JPS6175517A (ja) | 化合物半導体基板のアニ−ル法 | |
| JPH04321598A (ja) | 酸化物超電導物品の製造方法 | |
| JPH0152891B2 (ja) | ||
| JPS62211929A (ja) | 真空蒸着方式エピタキシヤル成長法とその装置 | |
| JPH02156074A (ja) | 超電導体薄膜の製造方法 | |
| JPS62247074A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH0234916B2 (ja) | Bunshisenepitakisharuketsushoseichoho | |
| JPH0656576A (ja) | 分子線エピタキシャル成長方法 |