KR20070059103A - 에피택셜 결정의 성장 방법 - Google Patents

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Abstract

원하는 캐리어 농도를 가진 에피택셜 결정을 성장시킬 때, 도핑 조건을 용이하게 설정할 수 있는 에피택셜 결정의 성장 방법을 제공한다. 화합물 반도체 기판 상에 도펀트를 첨가하면서 에피택셜 결정층을 성장시키는 성장 방법에 있어서, 미리 동종의 화합물 반도체 기판으로 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 얻고, 화합물 반도체 기판 상에 에피택셜 성장할 때의 도핑 조건을, 상기 얻어진 관계와 상기 기판의 오프 앵글의 값에 의거하여 설정하도록 했다.
에피택셜 결정, 반도체 기판, 오프 앵글, 도핑 효율, 캐리어 농도, 헤이즈

Description

에피택셜 결정의 성장 방법{EPITAXIAL CRYSTAL GROWING METHOD}
본 발명은 화합물 반도체로 이루어지는 에피택셜 결정의 성장 방법에 관한 것으로, 특히 원하는 캐리어 농도를 가진 에피택셜 결정을 성장시키기 위한 도핑 조건을 용이하게 설정하는 기술에 관한 것이다.
종래, 발광 소자 또는 수광 소자와 같은 반도체 소자의 용도에는, InP 기판 상에 InP 등의 III-V족계 화합물 반도체층을 에피택셜 성장시킨 반도체 웨이퍼가 널리 사용되어 왔다. 이 화합물 반도체의 에피택셜층은, 예를 들면, 유기금속 기상 성장법(이하, MOCVD법이라 칭함)에 의해 형성된다.
상기 MOCVD법에 의해 전술한 III-V족계 화합물 반도체층을 에피택셜 성장시킨 경우, 에피택셜층의 표면에 힐록(hillock)이라 불리는 미소한 볼록형 결함이나, 오렌지필(orange peel)이라 불리는 주름형 결함이 발생되어, 에피택셜층의 표면 형태(morphology)가 악화되는 문제가 있었다. 그래서, 에피택셜층의 표면 형태를 개선하기 위한 여러 가지 기술이 제안되어 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에서는 MOCVD법에 의한 에피택셜 성장용 기판으로서, 면 방위(plane orientation)를 <100> 방향으로부터 0.1∼0.2도의 각도로 기울인 웨이퍼를 사용하고, 또한 기판 온도를 600℃ 이상 700℃ 이하의 조건으로 에피택셜 성장시키는 방법이 제안되어 있고, 에피택셜층의 표면에서의 힐록(특허문헌 1에서는 누상 결함이라 지칭되어 있음)을 현저히 저감시키는 것에 성공하고 있다.
또한, 특허문헌 2에서는, 기판의 오프 앵글이 커진 경우에 오렌지필이 발생되는 것을 방지하기 위해, 오프 앵글의 범위를 성장 속도와 기판 온도의 함수에 의해 규정한 에피택셜 성장 방법이 제안되어 있다. 이에 따라, 에피택셜층 표면에 생기는 힐록을 크게 줄일 수 있는 동시에, 오렌지필의 발생을 성공적으로 방지하고 있다.
특허문헌 3에서는, 기판의 결함 밀도(전위 밀도(dislocation density))도 고려에 넣고 기판의 오프 앵글을 규정하는 방법이 제안되어 있다. 구체적으로는, InP 기판 상에 화합물 반도체의 박막을 에피택셜 성장시킬 때, <100>으로부터의 오프 앵글 θ(°)가 θ≥1×10-3D1 /2(D(cm-2): 기판의 결함 밀도)를 만족시키는 기판을 사용하도록 하고 있다. 예를 들어, 기판의 결함 밀도 D가 1,000cm-2인 경우는 오프 앵글이 θ≥0.10°인 기판을 사용하게 된다.
또한, 본 출원인은 에피택셜층 표면의 마이크로 조도(micro roughness)에 착안하여, 헤이즈가 기판의 유효 이용영역 전역에 걸쳐 2ppm 이하이고, 기판의 오프 앵글을 0.05∼0.10°로 함으로써, 에피택셜층의 표면을 마이크로 조도의 레벨로 개선할 수 있는 기술을 제안하였다(일본 특허출원 2004-079504호). 여기서, 헤이즈란 기판 표면에 소정의 광원으로부터 광을 입사시켰을 때 얻어지는 산란광의 강도를 상기 광원으로부터의 입사광의 강도로 나눈 값이라고 정의된다.
특허문헌 1: 일본 특허 제1975143호 공보
특허문헌 2: 일본 특허 제2750331호 공보
특허문헌 3: 일본 특허 제3129112호 공보
발명이 해결하고자 하는 과제
전술한 바와 같이, 종래에는 기판의 오프 앵글과 전위 밀도, 또는 헤이즈를 규정한 반도체 기판을 사용하고, 또한 소정의 성장 조건에서 기상 성장시킴으로써 표면 형태가 양호하고 실용적인 에피택셜층을 성장시킬 수 있었다.
그러나, 오프 앵글이 0.1°를 넘는 기판을 사용한 경우, 헤이즈가 증가하여 표면 형태가 나빠지는 것에 더하여, 기판의 로트에 따라 성장시킬 에피택셜층으로의 도핑 효율이 변동되고, 성장 조건을 일정하게 해도 원하는 캐리어 농도를 얻을 수 없다는 문제가 있었다. 이 때문에, 기판의 로트를 바꿀 때마다 도핑 효율과 관련된 조건(도펀트의 유량과 같은 도핑 조건)을 재설정하지 않으면 안되었다. 도핑 조건을 설정하는 데 필요한 결정 성장로(crystal growth furnace)의 가동수가 생산 가동수 전체의 수 %에 달할 수가 있어 생산 효율의 저하를 가져왔다.
본 발명의 목적은, 원하는 캐리어 농도를 가진 에피택셜 결정을 성장시킬 때, 도핑 조건을 용이하게 설정할 수 있는 에피택셜 결정의 성장 방법을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 화합물 반도체 기판 상에 도펀트를 첨가하면서 에피택셜 결정층을 성장시키는 성장 방법에 있어서, 미리 동종의 화합물 반도체 기판에서 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 얻고, 상기 얻어진 관계와 당해 기판의 오프 앵글의 값에 의거하여 화합물 반도체 기판 상에 에피택셜 성장시킬 때의 도핑 조건을 설정하도록 한 것이다. 여기서, 기판 중심을 포함한 면(面) 내의 5개 지점에서의 오프 앵글의 평균치를 기판의 오프 앵글로 간주한다. 또, 도핑 조건이란 도펀트의 유량 등을 의미한다.
예를 들어, 면 내의 5개 지점에서의 오프 앵글의 편차가 소정 범위 내(예컨대, ±0.03° 이내)의 화합물 반도체 기판을 사용하고, 상기 기판 상에 소정의 도펀트를 첨가하면서 에피택셜 결정층을 성장시켰을 때의 도핑 효율을 측정하고, 오프 앵글이 상이한 복수의 기판 상에 동일하게 에피택셜 결정층을 성장시켰을 때의 도핑 효율을 측정함으로써, 기판의 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 얻을 수 있다.
구체적으로는, 상기 화합물 반도체 기판이 InP 기판인 경우에는, 기판의 오프 앵글이 0.1° 이상인 영역에서, 오프 앵글이 커짐에 따라 도핑 효율이 단조롭게 감소하는 관계와 상기 기판의 오프 앵글의 값에 의거하여 도핑 조건을 설정한다. 즉, InP 기판의 오프 앵글이 0.1°를 넘는 경우는, 기판의 오프 앵글이 증가함에 따라 도핑 효율은 단조 감소하므로, 이것에 의거하여 도핑 유량이 증가되는 방향으로 보정하면 된다.
또, 특정한 오프 앵글을 가진 기판을 사용한 경우에, 원하는 캐리어 농도의 에피택셜 결정을 달성하기 위한 도핑 조건을 상기 기판의 오프 앵글과 도핑 효율의 관계에 기초하여 예측하고, 이 예측된 도핑 조건에 따라 에피택셜 결정을 성장시키고, 원하는 캐리어 농도가 달성된 도핑 조건을, 상기 특정한 오프 앵글의 기판을 사용한 경우의 도핑 조건으로서 확정하도록 했다. 여기서, 특정한 오프 앵글을 가진 기판을 사용한 경우의 도핑 조건을 예측할 때, 예를 들면 0.05∼0.1°의 오프 앵글을 가진 기판을 사용하여 에피택셜 결정층을 성장시켰을 때의 에피택셜 결정층의 캐리어 농도를 기준으로 설정할 수도 있다.
즉, 종래에는 기판의 로트마다 실제로 에피택셜 성장을 행하고, 원하는 캐리어 농도가 되는 도핑 조건을 찾아내어 재설정한 것에 반하여, 기판의 오프 앵글과 도핑 효율의 관계에 의거하여 특정한 오프 앵글에 대한 도핑 조건을 확정함으로써, 기판의 로트마다 도핑 조건을 찾아낼 필요가 없이, 확정된 도핑 조건을 이용하여 용이하게 원하는 캐리어 농도를 가진 에피택셜 결정을 실현할 수 있다.
또한, 오프 앵글의 면 내 편차가 ±0.03° 이내인 화합물 반도체 기판을 사용하여 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 얻도록 했다. 이렇게 함으로써 도핑 효율의 편차, 즉 에피택셜 결정층의 캐리어 농도의 편차가 ±5% 이내가 되므로, 오프 앵글과 도핑 효율의 관계가 명확해진다. 또한, 기판 면 내에서의 오프 앵글의 편차가 ±0.02° 이내인 기판을 사용하여 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 얻도록 하면, 에피택셜 결정층의 캐리어 농도의 편차는 ±3% 이내로 되므로, 오프 앵글과 도핑 효율의 관계는 더욱 명확해진다.
복수의 상이한 기판을 사용하는 경우에, 이들 기판간의 오프 앵글의 편차가 ±0.03° 이내이면, 동일한 도핑 조건을 적용할 수 있다. 이에 따라, 상이한 기판을 사용하는 경우에도, 도핑 효율의 편차, 즉 에피택셜 결정층의 캐리어 농도의 편차를 ±3% 이내로 할 수 있다.
이하에서, 본 발명을 완성하기에 이른 경위에 관해 설명한다.
먼저, 본 발명자들은 에피택셜 결정의 성장 조건을 일정하게 해도, 기판의 로트에 따라 에피택셜층으로의 도핑 효율이 불균일하게 되어, 원하는 캐리어 농도를 달성하기 위해서는, 그 때마다 도핑 조건을 설정하기 위한 테스트 런(test run)을 행하지 않으면 안되는 문제를 해결하기 위해, 기판의 로트와 성장된 에피택셜 결정의 캐리어 농도의 관계에 대해 조사했다. 구체적으로는, 여러 가지 특성(캐리어 농도, 도펀트 농도, 오프 앵글 등)을 가진 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 상기 기판 상에 소정의 유량으로 도펀트를 첨가하면서 에피택셜 결정을 성장시키고, 상기 에피택셜 결정에서의 캐리어 농도를 측정하여, 도펀트 유량에 의해 규격화된 값(도핑 효율)을 구했다.
그 결과, InP 기판의 오프 앵글에 의해 도핑 효율이 변화되고, 특히 0.1°를 넘으면, 에피택셜 결정의 캐리어 농도가 저하되는 경향이 있음을 발견했다. 여기서, 기판 중심을 포함한 면 내의 5개 지점에서의 오프 앵글의 평균치를 기판의 오프 앵글이라 한다. 또한, 동일한 오프 앵글의 기판을 사용한 경우에, 오프 앵글의 면 내 편차가 ±0.03° 이내인 InP 기판을 사용함으로써, 도핑 효율의 편차, 즉 에피택셜 결정층의 캐리어 농도의 편차가 ±5% 이내로 된다는 것을 알았다. 또한, 오프 앵글의 면 내 편차가 ±0.02° 이내인 InP 기판을 사용하면, 도핑 효율의 편차는 3% 이내로 된다는 것을 알았다.
오프 앵글이 0°를 넘는 기판을 사용하여 성장시킨 에피택셜 결정의 도핑 효율을, 오프 앵글이 0°인 기판(just)를 사용하여 성장시킨 에피택셜 결정의 도핑 효율에 대한 비로 나타내면, 기판의 오프 앵글과 도핑 효율 사이에는 도 1에 나타낸 관계가 존재한다는 것을 알게 되었다. 즉, 도 1로부터, 오프 앵글이 0.1° 이하인 범위에서는 도핑 효율의 비가 거의 1이지만, 오프 앵글이 0.1°를 넘으면 도핑 효율의 비는 단조롭게 감소된다는 것을 알았다.
본 발명자들은 이와 같은 관계를 이용함으로써, 에피택셜 결정을 성장시키기 위한 도핑 조건(예를 들면, 도펀트의 유량)을 찾아내는 데 필요한 테스트 런의 회수를 줄일 수 있음을 알았다. 즉, 도 1로부터, 오프 앵글이 0.1° 이하인 기판을 사용하는 경우는, 일단 결정된 도핑 조건을 보정하지 않고 적용할 수 있다. 한편, 오프 앵글이 0.1°를 넘는 기판을 사용하는 경우에는, 예를 들면 도펀트 유량을 증가시키도록 보정할 필요가 있음을 용이하게 예측할 수 있으므로, 적은 회수의 테스트 런으로 원하는 에피택셜 결정을 성장시키기 위한 도핑 조건을 설정할 수 있다.
또한, 기판의 오프 앵글에 대응하여, 어느 정도의 보정을 행할 것인지에 관해서는 반복 실험을 행하여 시행착오를 통해 결정되지만, 한번 결정된 후에는 결정된 도핑 조건을 이용할 수 있기 때문에, 그 후에는 도핑 조건의 설정이 매우 용이해진다. 예를 들면, 오프 앵글이 0.15°인 기판을 사용한 경우에, 도펀트 유량을 오프 앵글이 0.1° 이하인 기판을 사용했을 때의 도펀트 유량의 1.05배로 함으로써 원하는 캐리어 농도를 얻을 수 있다는 것을 실험에 의해 확인할 수 있다면, 오프 앵글이 0.15°인 기판을 사용하는 경우에는 이 도핑 조건을 이용할 수 있다.
또한, 도 1로부터, 기판의 오프 앵글이 0.2° 부근인 경우에, 기판간 오프 앵글의 편차가 ±0.03° 이하(0.17∼0.23°)이면, 도핑 효율의 편차는 ±5% 이내라는 것을 알았다. 따라서, 이러한 오프 앵글을 가진 기판에 있어서는 도핑 조건을 동일하게 해도 원하는 캐리어 농도를 가진 에피택셜 결정을 성장시킬 수 있다.
또한, 오프 앵글이 0.1° 이하인 범위에 있어서는, 오프 앵글에 대한 도핑 효율은 변화되지 않으므로, 오프 앵글의 편차에 관계없이 도핑 효율의 편차는 다른 성장 조건의 편차(대략 ±2% 이내)가 된다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 미리 얻어진 기판의 오프 앵글과 도핑 효율의 관계로부터, 기판의 오프 앵글에 대한 도핑 효율의 변화를 용이하게 알 수 있기 때문에, 사용하는 기판의 오프 앵글에 따라 도펀트 유량 등의 도핑 조건을 어떻게 보정하면 좋은지 용이하게 예측할 수 있다.
따라서, 기판의 로트마다 에피택셜 성장을 행하여 원하는 캐리어 농도를 위한 도핑 조건을 찾아내어 설정할 필요가 없게 되므로, 원하는 캐리어 농도를 가진 에피택셜 결정을 성장시키기 위한 도핑 조건을 적은 회수의 테스트 런으로 확립할 수 있어, 생산 효율을 뚜렷이 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판의 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
먼저, 액체 봉지 초크랄스키법(Liquid Encapsulated Czochralski; LEC)에 의 해, 면 방위가 <100>이고 직경이 2인치인 S 도핑된(S-doped) InP 단결정을 제조하고, 상기 InP 단결정으로부터 절단하여 에피택셜 성장용 기판을 제조했다. 이 InP 단결정 기판의 표면을 통상적 방법에 의해 거울면 가공하여, <100> 방위로부터의 오프 앵글이 0.00∼5.0°인 기판을 준비했다. 또한, 기판 면 내에서의 오프 앵글의 편차는 ±0.03°였다.
이러한 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 상기 기판 상에 소정의 유량으로 도펀트로서 H2S(황화수소)를 첨가하면서 에피택셜 결정을 성장시키고, 상기 에피택셜 결정의 캐리어 농도 및 헤이즈를 측정했다.
(1) S 도핑된 농도가 4×1018cm-3이고, 두께가 350㎛인 InP 저스트 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 두께 1㎛의 InP 에피택셜 결정층을 형성했다. 이 때, 도펀트 유량은 110sccm으로 했다. 얻어진 에피택셜 결정층의 헤이즈는 3.87ppm이고, 캐리어 농도는 1.2×1018cm- 3였다.
(2) 오프 앵글이 0.07°이고, S 도핑된 농도가 4×1018cm-3이며, 두께가 350㎛인 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 1㎛의 InP 에피택셜 결정층을 형성했다. 이 때, 도펀트 유량은 110sccm으로 했다. 얻어진 에피택셜 결정층의 헤이즈는 1.35ppm이고, 캐리어 농도는 1.2×1018cm- 3였다.
(3) 오프 앵글이 0.15°이고, S 도핑된 농도가 4×1018cm-3이며, 두께가 350㎛인 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 1㎛의 InP 에피택셜 결정층을 형성했 다. 이 때, 도펀트 유량은 110sccm으로 했다. 얻어진 에피택셜 결정층의 헤이즈는 2.5ppm이고, 캐리어 농도는 1.14×1018cm- 3였다. 또, 이때의 도핑 효율을, 오프 앵글이 0.07°인 기판을 사용한 경우의 도핑 효율에 대한 비로 나타내면 0.95였다.
(4) 오프 앵글이 0.21°이고, S 도핑된 농도가 3×1018cm-3이며, 두께가 350㎛인 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 1㎛의 InP 에피택셜 결정층을 형성했다. 이 때, 도펀트 유량은 110sccm으로 했다. 얻어진 에피택셜 결정층에 있어서, 헤이즈는 80ppm이고, 캐리어 농도는 1.11×1018cm-3이고, 도핑 효율의 비는 0.93이었다.
(5) 오프 앵글이 2.00°이고, S 도핑된 농도가 3×1018cm-3이며, 두께가 350㎛인 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 1㎛의 InP 에피택셜 결정층을 형성했다. 이 때, 도펀트 유량은 5.5sccm으로 했다. 얻어진 에피택셜 결정층의 헤이즈는 24ppm이고, 캐리어 농도는 3.4×1016cm- 3였다. 오프 앵글이 0.07°인 기판을 사용했을 때의 캐리어 농도가 5.9×1016cm- 3였으므로, 도핑 효율의 비는 0.58이 되었다.
상기 (1) 내지 (5)와 같은 실험을 행함으로써, S 도핑된 InP 기판에 있어서 오프 앵글과 도핑 효율의 관계가 얻어졌다(도 1). 또한, 기판의 S 도핑된 농도는 오프 앵글과 도핑 효율의 관계에 대해서는 영향이 없다는 것을 알 수 있다.
(실시예 1)
오프 앵글이 0.15°이고, 직경이 2인치이고, S 도핑된 농도가 4×1018cm-3이며, 두께가 350㎛인 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 목표 캐리어 농도가 1.2×1018cm-3인 InP 에피택셜 결정층을 1㎛ 두께로 형성했다. 이때, 도 1로부터, 0.15°의 오프 앵글에 대한 도핑 효율의 저하를 고려하여, 도펀트 유량을 상기 (3)의 1.05배로 했다. 얻어진 에피택셜 결정층의 헤이즈는 2.5ppm으로서, 상기 (3)의 경우와 동일했으나, 캐리어 농도는 1.18×1018cm-3으로서 목표치에 근접했다.
(실시예 2)
오프 앵글이 0.15±0.03°이고, 직경이 2인치이고, S 도핑된 농도가 4×1018cm-3이며, 두께가 350㎛인 복수의 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 목표 캐리어 농도가 1.2×1018cm-3인 InP 에피택셜 결정층을 1㎛ 두께로 형성했다. 이때, 도 1로부터, 0.15°의 오프 앵글에 대한 도핑 효율의 저하를 고려하여, 도펀트 유량을 상기 (3)의 1.05배로 했다. 얻어진 에피택셜 결정층의 헤이즈는 2.5ppm으로서, 상기 (3)의 경우와 동일했으나, 캐리어 농도는 1.17∼1.22×1018cm-3으로서 목표치에 근접했다. 또한, 오프 앵글이 0.15±0.02°인 InP 기판에 국한해서는 캐리어 농도가 1.19∼1.22×1018cm- 3였다.
(실시예 3)
오프 앵글이 0.05∼0.10°이고, 직경이 2인치이고, S 도핑된 농도가 6× 1018cm-3이며, 두께가 350㎛인 복수의 InP 기판을 사용하여, MOCVD법에 의해 목표 캐리어 농도가 4.8×1017cm-3인 InP 에피택셜 결정층을 1㎛ 두께로 형성했다. 여기서, 오프 앵글이 0.05°인 기판을 사용하고, 도핑 유량을 47sccm으로 했을 때의 에피택셜 결정층의 캐리어 농도가 4.8×1017cm- 3였으므로, 본 실시예에서도 도핑 유량을 동일하게 설정했다. 얻어진 에피택셜 결정층의 헤이즈는 1.04∼1.35ppm이고, 캐리어 농도는 4.8±0.1×1017cm-3이고, 도핑 효율의 비는 1.0이었다. 즉, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 오프 앵글이 0.1° 이하인 범위 내에서는 도핑 조건을 보정할 필요가 없었다.
또한, 본 실시예에 있어서, 예를 들면, 오프 앵글이 0.15°인 기판을 사용했을 때의 도핑 조건(도펀트 유량)이 미리 알고 있는 제조 가동(production run)에 있어서는, 0.15°의 기판을 사용할 때의 도펀트 유량의 1/1.05배로 도펀트 유량을 보정함으로써, 원하는 캐리어 농도를 달성할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 오프 앵글의 면 내 편차가 소정 범위 내(±0.03°)인 S 도핑된 InP 기판을 사용하였고, 상기 기판 상에 소정의 도펀트를 첨가하면서 에피택셜 결정층을 성장시켰으며, 기판의 오프 앵글과 도핑 효과의 관계를 얻었고, InP 기판 상에 에피택셜 성장 시의 도핑 조건을, 상기 얻어진 관계와 사용하는 기판의 오프 앵글의 값에 의거하여 설정했다.
이로써, 도 1에 나타낸 오프 앵글과 도핑 효율의 관계로부터, 기판의 오프 앵글에 대한 도핑 효율의 변화를 용이하게 알 수 있고, 사용하는 기판의 오프 앵글에 대한 도펀트 유량 등의 도핑 조건을 어떻게 보정하면 좋은지 예측하고, 최적 도핑 조건을 적은 회수의 테스트 런으로 확립할 수 있다.
예를 들면, 상기 실시예에서, 오프 앵글이 0.15°일 때에는 도핑 효율이 저하되므로, 도펀트의 유량이 증가되는 방향으로 도핑 조건의 보정을 시도하고, 그 결과 도펀트의 유량을 1.05배가 되도록 함으로써, 에피택셜 결정층은 원하는 캐리어 농도를 갖는다는 것을 확인하고, 이것을 오프 앵글이 0.15°일 때의 도핑 조건으로서 설정했다.
따라서, 기판의 로트마다 실제로 에피택셜 성장을 행하여, 원하는 캐리어 농도가 되는 도핑 조건을 찾아내어 설정하기 위한 테스트 런의 회수를 줄일 수 있으므로, 생산 효율을 뚜렷이 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명했으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 변경가능하다.
예를 들면, 상기 실시예에서는, InP 기판 상에 InP층을 에피택셜 성장시킨 예에 관하여 설명했지만, InP 기판 이외의 III-V족계 화합물 반도체층을 에피택셜 성장시키는 경우에도 본 발명을 동일하게 적용할 수 있다. 또, InP 기판을 사용하는 경우에 국한되지 않고, 다른 화합물 반도체 기판을 사용한 에피택셜 성장 전반에 적용할 수 있다고 생각된다.
이 경우, 화합물 반도체 기판의 종류 및 에피택셜 결정의 종류, 도펀트의 종 류에 따라 기판의 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 구함으로써 상기 실시예와 같이 도핑 조건을 용이하게 구할 수 있다.

Claims (6)

  1. 화합물 반도체 기판 상에 도펀트를 첨가하면서 에피택셜 결정을 성장시키는 성장 방법에 있어서,
    미리 동종의 화합물 반도체 기판에 대해 오프 앵글(off angle)과 도핑 효율 사이의 관계를 얻고,
    상기 얻어진 관계와 상기 기판의 오프 앵글의 값에 의거하여 화합물 반도체 기판 상에 에피택셜 성장을 수행하기 위한 도핑 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는
    에피택셜 결정의 성장 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화합물 반도체 기판은, 오프 앵글이 0.10° 이상인 InP 기판이고, 오프 앵글이 커지면 도핑 효율이 단조 감소하는 관계 및 상기 기판의 오프 앵글의 값에 의거하여 도핑 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 결정의 성장 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    특정한 오프 앵글을 가진 기판을 사용한 경우에, 상기 기판의 오프 앵글과 도핑 효율의 관계에 의해, 원하는 캐리어 농도의 에피택셜 결정을 달성하기 위한 도핑 조건을 예측하고, 이 예측된 도핑 조건에 의거하여 에피택셜 결정을 성장시키 고, 원하는 캐리어 농도가 달성된 도핑 조건을 상기 특정한 오프 앵글의 기판을 사용한 경우의 도핑 조건으로서 확정하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 결정의 성장 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    오프 앵글의 면(面) 내 편차가 ±0.03° 이내인 화합물 반도체 기판을 사용하여 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 얻는 것을 특징으로 하는 에피택셜 결정의 성장 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오프 앵글의 면 내 편차가 ±0.02° 이내인 화합물 반도체 기판을 사용하여 오프 앵글과 도핑 효율의 관계를 얻는 것을 특징으로 하는 에피택셜 결정의 성장 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오프 앵글이 ±0.03° 이내인 기판에 대해서는 동일한 도핑 조건을 적용하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 결정의 성장 방법.
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