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。
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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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