JPS6377112A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- JPS6377112A JPS6377112A JP22305586A JP22305586A JPS6377112A JP S6377112 A JPS6377112 A JP S6377112A JP 22305586 A JP22305586 A JP 22305586A JP 22305586 A JP22305586 A JP 22305586A JP S6377112 A JPS6377112 A JP S6377112A
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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
本発明は化合物半導体等をＳ ｉ０２ガラスや金属等の
アモルファス基板上に結晶成長する場合に用いられる気
相成長方法に関するものである。
アモルファス基板上に結晶成長する場合に用いられる気
相成長方法に関するものである。
従来の技術
特性のそろった高品質の電子デバイスまたは光デバイス
を再現性よく作製するためには、エピタキシャル成長に
おいて、膜厚や組成の均一性が要求される。最近、■−
■族および■−■族等の化合物半導体および混晶半導体
の気相成長方法、特に有機金属気相成長法（Ｍ ＯＶ
Ｐ Ｖ ： ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ
Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ ）が、大面積にわたる均
一性、量産性、膜厚や組成の制御性等の点から注目を集
め、各所で研究開発が活発に行なわれている。
を再現性よく作製するためには、エピタキシャル成長に
おいて、膜厚や組成の均一性が要求される。最近、■−
■族および■−■族等の化合物半導体および混晶半導体
の気相成長方法、特に有機金属気相成長法（Ｍ ＯＶ
Ｐ Ｖ ： ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ
Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ ）が、大面積にわたる均
一性、量産性、膜厚や組成の制御性等の点から注目を集
め、各所で研究開発が活発に行なわれている。
従来、有機金属気相成長法の原料ガスとして、■族や■
族は、例えばトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ
）ＴＭＧやジエチルジンク（（Ｃ２Ｈ５）２Ｚｎ）ＤＥ
Ｚ等が用いられており、基板としては、第４図に示すよ
うな例えばＧａＡｓ単結晶基板１上にＧａＡｓ ２が形
成されたものが用いられている。今日では、ＧａＡＳ系
ヲ考えるとコンパクトディスクプレーヤーの光源として
ＧａＡｓ ／ＡｌＧａＡｓ半導体レーザが実用化されて
いる。
族は、例えばトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ
）ＴＭＧやジエチルジンク（（Ｃ２Ｈ５）２Ｚｎ）ＤＥ
Ｚ等が用いられており、基板としては、第４図に示すよ
うな例えばＧａＡｓ単結晶基板１上にＧａＡｓ ２が形
成されたものが用いられている。今日では、ＧａＡＳ系
ヲ考えるとコンパクトディスクプレーヤーの光源として
ＧａＡｓ ／ＡｌＧａＡｓ半導体レーザが実用化されて
いる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のようなＧａＡｓ単結晶を基板とし
て用いる方法では、ＧａＡｓ単結晶が高価であるため半
導体レーザ等のコストが安くならないだけでなく基板の
特性がまだ完全とはいい難く基板内に発生している欠陥
等がデバイスの特性に影響を及ぼしている。又現在のと
ころウエノ・サイズとして直径が３インチのウエノ・−
が最高であり、これ以上大きなウェハーとなると、特性
のそろったウェハーを得るのは非常に困難である。又、
エピタキシャル層を積層したエピタキシャル基板も一部
用いられているが、基板は例えばＧａＡｓであり、エピ
タキシャル基板そのものも極めて高価である。
て用いる方法では、ＧａＡｓ単結晶が高価であるため半
導体レーザ等のコストが安くならないだけでなく基板の
特性がまだ完全とはいい難く基板内に発生している欠陥
等がデバイスの特性に影響を及ぼしている。又現在のと
ころウエノ・サイズとして直径が３インチのウエノ・−
が最高であり、これ以上大きなウェハーとなると、特性
のそろったウェハーを得るのは非常に困難である。又、
エピタキシャル層を積層したエピタキシャル基板も一部
用いられているが、基板は例えばＧａＡｓであり、エピ
タキシャル基板そのものも極めて高価である。
問題点を解決するための手段
本発明の気相成長方法は、結晶成長室内に載置されたサ
セプタ上のピラミッド状溝付きアモルファス基板あるい
は金属基板を第１の所定温度でベークした後、前記基板
温度を保持した状態で有機■族化合物を前記結晶成長室
内に導入し、前記ピラミッド状溝内に■族メルトを形成
し、基板温度を第２の所定温度に設定して、■族元素を
含む化合物ガスを前記結晶成長室内に導入し、前記ピラ
ミッド状溝内の■族メルトと反応させて、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物の種結晶を形成した後、基板温度を第３の所定温
度に設定して前記有機■族化合物とＶ族化合物ガスを前
記結晶成長室内に導入し、前記アモルファス基板あるい
は金属基板上に■−■族化合物単結晶を成長するもので
ある。
セプタ上のピラミッド状溝付きアモルファス基板あるい
は金属基板を第１の所定温度でベークした後、前記基板
温度を保持した状態で有機■族化合物を前記結晶成長室
内に導入し、前記ピラミッド状溝内に■族メルトを形成
し、基板温度を第２の所定温度に設定して、■族元素を
含む化合物ガスを前記結晶成長室内に導入し、前記ピラ
ミッド状溝内の■族メルトと反応させて、ＩＩＩ−Ｖ族
化合物の種結晶を形成した後、基板温度を第３の所定温
度に設定して前記有機■族化合物とＶ族化合物ガスを前
記結晶成長室内に導入し、前記アモルファス基板あるい
は金属基板上に■−■族化合物単結晶を成長するもので
ある。
すなわち、本発明は、ＧａＡｓ単結晶ウェハーを用いる
ことなく、たとえば単結晶のＧ ａＡｓ薄膜を作製する
方法を提供するものであり、例えばピラミッド状溝付Ｓ
ｉ○２ガラス基板の溝内にたとえばガリウムメルトを形
成し、その上にアルシンを流してＧａＡｓ種結晶を形成
し、それを利用してＧａＡ ｓを育成し、Ｓ １０２ガ
ラス基板上全体にＧ ａＡｓ単結晶薄膜を形成する気相
成長方法である。
ことなく、たとえば単結晶のＧ ａＡｓ薄膜を作製する
方法を提供するものであり、例えばピラミッド状溝付Ｓ
ｉ○２ガラス基板の溝内にたとえばガリウムメルトを形
成し、その上にアルシンを流してＧａＡｓ種結晶を形成
し、それを利用してＧａＡ ｓを育成し、Ｓ １０２ガ
ラス基板上全体にＧ ａＡｓ単結晶薄膜を形成する気相
成長方法である。
作 用
この技術的手段による作用は次のようになる。
Ｓ １０２ガラス基板のほぼ中央にピラミッド状の溝を
形成する。このピラミッド状溝内に有機Ｇａ化合物等の
供給により、Ｇａ メルトを作る。Ｇａ メルトとアル
シン（ＡｓＨ２）を反応させて、ＧａＡｓ種結晶をピラ
ミッド状溝内に形成する。このＧａＡｓ種結晶からＧａ
Ａｓを育成し、Ｓ １０２ガラス基板全体にＧａＡｓ単
結晶を成長させるものである。
形成する。このピラミッド状溝内に有機Ｇａ化合物等の
供給により、Ｇａ メルトを作る。Ｇａ メルトとアル
シン（ＡｓＨ２）を反応させて、ＧａＡｓ種結晶をピラ
ミッド状溝内に形成する。このＧａＡｓ種結晶からＧａ
Ａｓを育成し、Ｓ １０２ガラス基板全体にＧａＡｓ単
結晶を成長させるものである。
実施例
本発明による具体的な実施例を第１図〜第３図に示す。
第１図は斜視図、第２図、第３図は断面図である。Ｓｔ
○２ガラスのほぼ中央にピラミッド状の溝を形成する。
○２ガラスのほぼ中央にピラミッド状の溝を形成する。
この溝の大きさと深さが単結晶育成に動いてくる。
一般に用いられているＧａＡｓのＭＯＶＰＥ装置を用い
ることができる。■族原料としてトリメチルガリウム（
ＴＭＧ）と■族原料・とじてアルシンを用いた。キャリ
アガスはパラジウム（Ｐｄ）拡散膜を通過させた高純度
水素ガスを用いた。アモルファス基板としての５１０２
ガラス基板１１はカーボン製サセプタ上におかれている
。ＴＭＧは恒温槽内に入れ、精密に温度制御することに
よって蒸気圧をコントロールしている。ガスの流景はマ
ス７０−コントローラによってコントロールされている
。
ることができる。■族原料としてトリメチルガリウム（
ＴＭＧ）と■族原料・とじてアルシンを用いた。キャリ
アガスはパラジウム（Ｐｄ）拡散膜を通過させた高純度
水素ガスを用いた。アモルファス基板としての５１０２
ガラス基板１１はカーボン製サセプタ上におかれている
。ＴＭＧは恒温槽内に入れ、精密に温度制御することに
よって蒸気圧をコントロールしている。ガスの流景はマ
ス７０−コントローラによってコントロールされている
。
先ず、第１図に示すピラミッド状溝１２付き９１０２基
板１１をサセプタ上にのせ、結晶成長室内で水素雰囲気
にして９００℃以上で、３０分以上ベークする。次にｓ
ｏ ｏ ’ｃまで温度を下げて１００−７（、ｆ、
）以下の希薄７７ＭＣ１を結晶成長室内に導入する。こ
の時、３１０２基板１１にＧａのドロップレットができ
るが、供給時間をコントロールすると、ピラミッド状溝
１２内のみにＧａ メルトが生じる。この後、アルシン
を１０ （ａｆ）以上の濃度の高い状態で多量に供給す
る。この時Ｇａ メルトと反応して溝１２内で第２図に
示すように種結晶となるＧａＡｓ単結晶１３が形成され
る。
板１１をサセプタ上にのせ、結晶成長室内で水素雰囲気
にして９００℃以上で、３０分以上ベークする。次にｓ
ｏ ｏ ’ｃまで温度を下げて１００−７（、ｆ、
）以下の希薄７７ＭＣ１を結晶成長室内に導入する。こ
の時、３１０２基板１１にＧａのドロップレットができ
るが、供給時間をコントロールすると、ピラミッド状溝
１２内のみにＧａ メルトが生じる。この後、アルシン
を１０ （ａｆ）以上の濃度の高い状態で多量に供給す
る。この時Ｇａ メルトと反応して溝１２内で第２図に
示すように種結晶となるＧａＡｓ単結晶１３が形成され
る。
溝１２の大きさや深さによって、多結晶になったり一部
メルトが残ったりする。溝１２の大きさは１μｍ以下で
深さは２０００Å以下でないとメルトが残こる。単結晶
の種結晶１３が育成されると、基板温度を下げて６５０
℃にする。
メルトが残ったりする。溝１２の大きさは１μｍ以下で
深さは２０００Å以下でないとメルトが残こる。単結晶
の種結晶１３が育成されると、基板温度を下げて６５０
℃にする。
ＴＭＧとＡ８）Ｌ３を同時に導入して第３図に示すＧａ
Ａ ｓ単結晶層２１を形成する。種結晶からＧａＡｓ２
１を育成する時基板温度がｅｏｏ”ｃ以下だと、ＧａＡ
ｓの多結晶がＳｉｏ２ガラス基板上に析出する。
Ａ ｓ単結晶層２１を形成する。種結晶からＧａＡｓ２
１を育成する時基板温度がｅｏｏ”ｃ以下だと、ＧａＡ
ｓの多結晶がＳｉｏ２ガラス基板上に析出する。
又、結晶成長室の気体の圧力は１気圧でもよいが、０．
１気圧以下が好ましい。なお基板１１上にＩｎメルトに
よるＩｎｐを作成する場合はトリエチルインジウムやト
リメチルインジウムを用いればよい。
１気圧以下が好ましい。なお基板１１上にＩｎメルトに
よるＩｎｐを作成する場合はトリエチルインジウムやト
リメチルインジウムを用いればよい。
以上では、Ｓ １０２ガラス基板を用いた場合について
述べたが、他の酸化物基板やＭｏ 、 Ｗ等の金属を基
板として用いることが可能であることは言うまでもない
。又最初に水素雰囲気中でベークしたが基板材料により
不活性ガス（Ａｒ ガス等）を用いてもよい。
述べたが、他の酸化物基板やＭｏ 、 Ｗ等の金属を基
板として用いることが可能であることは言うまでもない
。又最初に水素雰囲気中でベークしたが基板材料により
不活性ガス（Ａｒ ガス等）を用いてもよい。
発明の効果
以上のように、本発明はピラミッド状溝付き基板上にた
とえばＧａＡｓ単結晶を提供するものであり、良好なＧ
ａＡｓ単結晶層が基板上に容易に得られるようになった
。安価なガラス等の基板上にＧａＡｓ等の単結晶が得ら
れるようになったので、大面積を要する太陽電池やディ
テクター等の形成には非常に有効であり、実用的効果は
犬である。
とえばＧａＡｓ単結晶を提供するものであり、良好なＧ
ａＡｓ単結晶層が基板上に容易に得られるようになった
。安価なガラス等の基板上にＧａＡｓ等の単結晶が得ら
れるようになったので、大面積を要する太陽電池やディ
テクター等の形成には非常に有効であり、実用的効果は
犬である。
第１図は本発明の一実施例第法に用いる基板の斜視図、
第２図および第３図は本発明を用いてＧａＡｓを育成す
る際の工程断面図、第４図は従来の基板の断面図である
。 １１・・・・・・Ｓ ｉ ０２基板、１２・・・・・・
ピラミッド状溝、１３・・・・・・ＧａＡｓ種結晶、２
１・・・・・・ＧａＡ ｓ単結晶。
第２図および第３図は本発明を用いてＧａＡｓを育成す
る際の工程断面図、第４図は従来の基板の断面図である
。 １１・・・・・・Ｓ ｉ ０２基板、１２・・・・・・
ピラミッド状溝、１３・・・・・・ＧａＡｓ種結晶、２
１・・・・・・ＧａＡ ｓ単結晶。
Claims (1)
- 結晶成長室内に載置されたサセプタ上のピラミッド状溝
付アモルファス基板あるいは金属基板を第１の所定温度
でベークした後、前記基板温度を保持した状態で有機I
II族化合物を前記結晶成長室内に導入し、前記ピラミッ
ド状溝内にIII族メルトを形成し、基板温度を第２の所
定温度に設定して、Ｖ族元素を含む化合物ガスを前記結
晶成長室内に導入し、前記ピラミッド状溝内のIII族メ
ルトと反応させて、III−Ｖ族化合物の種結晶を形成し
た後、基板温度を第３の所定温度に設定して前記有機I
II族化合物とＶ族化合物ガスを前記結晶成長室内に導入
し、前記アモルファス基板あるいは金属基板上にIII−
Ｖ族化合物単結晶を成長するようにした気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22305586A JPS6377112A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22305586A JPS6377112A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377112A true JPS6377112A (ja) | 1988-04-07 |
Family
ID=16792128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22305586A Pending JPS6377112A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6377112A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001310588A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-06 | Pilot Ink Co Ltd | 筆記具 |
| JP2007032691A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Paramount Glass Kogyo Kk | リベットナット、胴縁受セット、及びナット機能付ワッシャー |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP22305586A patent/JPS6377112A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001310588A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-06 | Pilot Ink Co Ltd | 筆記具 |
| JP2007032691A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Paramount Glass Kogyo Kk | リベットナット、胴縁受セット、及びナット機能付ワッシャー |
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