JP2950277B2 - 半導体の結晶成長方法及び半導体素子 - Google Patents
半導体の結晶成長方法及び半導体素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＩＩＩ−Ｖ族半導体
混晶のエピタキシャル成長方法及び該方法により作成し
た半導体素子に関するものである。
混晶のエピタキシャル成長方法及び該方法により作成し
た半導体素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓ基板上のＡｌＧａＩｎＰ系赤色
域の混晶、ＩｎＰ基板上のＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａ
ＩｎＡｓ系長波長域の混晶、ＧａＡｓ基板に対して圧縮
歪み系であるＧａＩｎＡｓ混晶などが光素子、あるいは
電子素子として用いられている。
域の混晶、ＩｎＰ基板上のＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａ
ＩｎＡｓ系長波長域の混晶、ＧａＡｓ基板に対して圧縮
歪み系であるＧａＩｎＡｓ混晶などが光素子、あるいは
電子素子として用いられている。
【０００３】これらの材料系を有機金属気相成長法でエ
ピタキシャル成長した場合には、通常の成長条件下で
［−１，１，１］Ｂ方向あるいは［１，−１，１］Ｂ方
向の２倍周期構造の自然超格子がしばしば形成され、こ
のためにフォトルミネッセンス（ＰＬ）ピークエネルギ
ーが減少するあるいは、ＰＬ半値幅が増大していた。
ピタキシャル成長した場合には、通常の成長条件下で
［−１，１，１］Ｂ方向あるいは［１，−１，１］Ｂ方
向の２倍周期構造の自然超格子がしばしば形成され、こ
のためにフォトルミネッセンス（ＰＬ）ピークエネルギ
ーが減少するあるいは、ＰＬ半値幅が増大していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】発光特性の向上のため
にはＰＬ半値幅を狭くする必要がある。しかしながら、
ＰＬ半値幅を狭くするためには、自然超格子を無秩序化
することによって行う場合に限られており、それ以外の
方法によってＰＬ半値幅の改善を行う方法はなかった。
にはＰＬ半値幅を狭くする必要がある。しかしながら、
ＰＬ半値幅を狭くするためには、自然超格子を無秩序化
することによって行う場合に限られており、それ以外の
方法によってＰＬ半値幅の改善を行う方法はなかった。
【０００５】本発明の目的は、半導体基板上の３元以上
のＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体エピタキシャル層成長中に形
成される自然超格子の単一位相領域の大きさを制御し、
これによって混晶エピタキシャル層の発光特性の改善を
可能にする結晶成長方法及び該方法によって得られる半
導体素子を提供することにある。
のＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体エピタキシャル層成長中に形
成される自然超格子の単一位相領域の大きさを制御し、
これによって混晶エピタキシャル層の発光特性の改善を
可能にする結晶成長方法及び該方法によって得られる半
導体素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。
によって達成される。
【０００７】すなわち、本発明は、（００１）面から
［−１，１，１］Ｂ方向への傾斜角が４°以上１５°以
下の範囲で連続した原子面からなる凹凸を有し、凹凸の
隣り合った凹と凹の間隔が１００ｎｍ以上である半導体
基板の成長面上に、有機金属気相成長法により、この傾
斜角の範囲を保ちながら３元以上のＩＩＩ−Ｖ族半導体
層の成長を行い［−１，１，１］Ｂ方向の２倍周期構造
を有する秩序構造を形成することを特徴とする半導体の
結晶成長方法を提案するものであり、前記傾斜方向が
［１，−１，１］Ｂ方向であり、２倍周期構造を有する
秩序構造が［１，−１，１］Ｂ方向に形成されているこ
と、前記半導体基板がＧａＡｓであり、ＩＩＩ−Ｖ族混
晶エピタキシャル層がＧａx Ｉｎ1-x Ｐであること、半
導体基板がＧａＡｓであり、ＩＩＩ−Ｖ族混晶が（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐであること、半導体基板がＩ
ｎＰであり、ＩＩＩ−Ｖ族混晶がＧａx Ｉｎ1-x Ａｓで
あること、半導体基板がＩｎＰであり、ＩＩＩ−Ｖ族混
晶がＧａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1- y であること、半導体体
基板がＩｎＰであり、ＩＩＩ−Ｖ族混晶が（Ａｌx Ｇａ
1-x ）y Ｉｎ1-y Ａｓであること（０≦ｘ，ｙ≦１）を
含む。
［−１，１，１］Ｂ方向への傾斜角が４°以上１５°以
下の範囲で連続した原子面からなる凹凸を有し、凹凸の
隣り合った凹と凹の間隔が１００ｎｍ以上である半導体
基板の成長面上に、有機金属気相成長法により、この傾
斜角の範囲を保ちながら３元以上のＩＩＩ−Ｖ族半導体
層の成長を行い［−１，１，１］Ｂ方向の２倍周期構造
を有する秩序構造を形成することを特徴とする半導体の
結晶成長方法を提案するものであり、前記傾斜方向が
［１，−１，１］Ｂ方向であり、２倍周期構造を有する
秩序構造が［１，−１，１］Ｂ方向に形成されているこ
と、前記半導体基板がＧａＡｓであり、ＩＩＩ−Ｖ族混
晶エピタキシャル層がＧａx Ｉｎ1-x Ｐであること、半
導体基板がＧａＡｓであり、ＩＩＩ−Ｖ族混晶が（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐであること、半導体基板がＩ
ｎＰであり、ＩＩＩ−Ｖ族混晶がＧａx Ｉｎ1-x Ａｓで
あること、半導体基板がＩｎＰであり、ＩＩＩ−Ｖ族混
晶がＧａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1- y であること、半導体体
基板がＩｎＰであり、ＩＩＩ−Ｖ族混晶が（Ａｌx Ｇａ
1-x ）y Ｉｎ1-y Ａｓであること（０≦ｘ，ｙ≦１）を
含む。
【０００８】また、本発明は前記の方法により作成した
ことを特徴とする半導体素子を提案するものである。
ことを特徴とする半導体素子を提案するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、半導体基板成長面が（０
０１）面から［−１，１，１］Ｂ方向へ傾斜する場合の
［−１，１，１］Ｂ方向の２倍周期構造を有する秩序構
造の形成を例にとって本発明の実施の形態を説明する。
０１）面から［−１，１，１］Ｂ方向へ傾斜する場合の
［−１，１，１］Ｂ方向の２倍周期構造を有する秩序構
造の形成を例にとって本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】図１に半導体基板成長面が（００１）面か
ら［−１，１，１］Ｂ方向への傾斜角が４°以上１５°
以下の範囲で連続した面からなる凹凸を有する場合にそ
の基板表面上に成長した３元以上のＩＩＩ−Ｖ族混晶エ
ピタキシャル層中に、単一位相層で［−１，１，１］Ｂ
方向の２倍周期構造を有する秩序構造が形成されている
模式図を示す。図中の成長表面のステップの一段の高さ
は、１分子層、すなわち２原子層を示す。成長面が（０
０１）面から［−１，１，１］Ｂ方向への傾斜角が４°
以上１５°以下の範囲で連続した面からなる凹凸を有
し、その隣り合った凹の間隔が１００ｎｍ以上であり、
このような成長表面を維持するような成長条件である場
合、成長表面のＶ族被覆率は、１以下になり、しかも
［−１１０］方向への２倍周期構造が、自然超格子の形
成が同一位相を保ちながら形成されるように、複数の分
子層テラス及びステップにわたり存在可能となる。この
ため、自然超格子の単一位相層を大きく形成することが
可能となる。
ら［−１，１，１］Ｂ方向への傾斜角が４°以上１５°
以下の範囲で連続した面からなる凹凸を有する場合にそ
の基板表面上に成長した３元以上のＩＩＩ−Ｖ族混晶エ
ピタキシャル層中に、単一位相層で［−１，１，１］Ｂ
方向の２倍周期構造を有する秩序構造が形成されている
模式図を示す。図中の成長表面のステップの一段の高さ
は、１分子層、すなわち２原子層を示す。成長面が（０
０１）面から［−１，１，１］Ｂ方向への傾斜角が４°
以上１５°以下の範囲で連続した面からなる凹凸を有
し、その隣り合った凹の間隔が１００ｎｍ以上であり、
このような成長表面を維持するような成長条件である場
合、成長表面のＶ族被覆率は、１以下になり、しかも
［−１１０］方向への２倍周期構造が、自然超格子の形
成が同一位相を保ちながら形成されるように、複数の分
子層テラス及びステップにわたり存在可能となる。この
ため、自然超格子の単一位相層を大きく形成することが
可能となる。
【００１１】ところが、（００１）面から［−１，１，
１］Ｂ方向への傾斜が４°以上１５°以下の範囲におさ
まらず、図２のように傾斜角が１５度を超えた場合、こ
のような領域を含む成長面上の混晶中では［−１，１，
１］Ｂ方向の２倍周期構造の自然超格子形成領域を分断
するドメイン境界が発生する。このとき、ドメイン境界
の両側では自然超格子形成領域１及び２では互いに位相
が半周期異なっている。またあるいは、図３のように、
（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向へ傾斜した基
板表面上に、傾斜方位が部分的に反転して［１，−１，
１］Ｂ方向になった領域が存在する場合、［−１，１，
１］Ｂ方向の２倍周期の自然超格子形成領域（３と４）
の間に、［１，−１，１］Ｂ方向の２倍周期（図３中の
自然超格子形成領域５）が形成される。このように、図
１のような成長表面の条件下では自然超格子は単一位相
領域を大きく形成することができる。そのため、結晶中
における自然超格子の秩序度と対応する、ＰＬピークエ
ネルギーの揺らぎが小さくなり、ＰＬ半値幅が狭くな
り、発光効率も向上する。
１］Ｂ方向への傾斜が４°以上１５°以下の範囲におさ
まらず、図２のように傾斜角が１５度を超えた場合、こ
のような領域を含む成長面上の混晶中では［−１，１，
１］Ｂ方向の２倍周期構造の自然超格子形成領域を分断
するドメイン境界が発生する。このとき、ドメイン境界
の両側では自然超格子形成領域１及び２では互いに位相
が半周期異なっている。またあるいは、図３のように、
（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向へ傾斜した基
板表面上に、傾斜方位が部分的に反転して［１，−１，
１］Ｂ方向になった領域が存在する場合、［−１，１，
１］Ｂ方向の２倍周期の自然超格子形成領域（３と４）
の間に、［１，−１，１］Ｂ方向の２倍周期（図３中の
自然超格子形成領域５）が形成される。このように、図
１のような成長表面の条件下では自然超格子は単一位相
領域を大きく形成することができる。そのため、結晶中
における自然超格子の秩序度と対応する、ＰＬピークエ
ネルギーの揺らぎが小さくなり、ＰＬ半値幅が狭くな
り、発光効率も向上する。
【００１２】また、基板表面の（００１）面からの傾斜
方位が［１，−１，１］Ｂ方向の場合には、メインに形
成される超格子構造は［１，−１，１］Ｂ方向の２倍周
期構造となるが、実施の形態は上記と同様に成り立つ。
方位が［１，−１，１］Ｂ方向の場合には、メインに形
成される超格子構造は［１，−１，１］Ｂ方向の２倍周
期構造となるが、実施の形態は上記と同様に成り立つ。
【００１３】例えば、基板ＧａＡｓを用い、その上にＧ
ａＩｎＰやＡｌＧａＩｎＰ系結晶を成長する場合、ある
いは、ＩｎＰ基板上にＧａＩｎＡｓＰあるいはＡｌＧａ
ＩｎＡｓを成長する場合、以上の原理が成立する。
ａＩｎＰやＡｌＧａＩｎＰ系結晶を成長する場合、ある
いは、ＩｎＰ基板上にＧａＩｎＡｓＰあるいはＡｌＧａ
ＩｎＡｓを成長する場合、以上の原理が成立する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の結晶成長方法の実施例を図１
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１５】まず、半導体基板の面方位が（１１ｎ）Ｂ
面のＧａＡｓ基板（ｎ＝７，８，９，１０，１１）を同
時にＭＯＶＰＥ反応管内に並べ、ＧａＡｓに格子整合す
るＧａx Ｉｎ1-x Ｐ（ｘ＝０．５）層を０．３ミクロン
成長した。この成長により、各基板上の成長表面には、
（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１
５°傾斜した面が連続した、原子ステップ列をもつ面が
形成されていた。
面のＧａＡｓ基板（ｎ＝７，８，９，１０，１１）を同
時にＭＯＶＰＥ反応管内に並べ、ＧａＡｓに格子整合す
るＧａx Ｉｎ1-x Ｐ（ｘ＝０．５）層を０．３ミクロン
成長した。この成長により、各基板上の成長表面には、
（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１
５°傾斜した面が連続した、原子ステップ列をもつ面が
形成されていた。
【００１６】この表面上に、Ｇａx Ｉｎ1-x Ｐ（ｘ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ（ｘ＝０．６，ｙ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上にＡ
ｌx Ｉｎ1-x Ｐ（ｘ＝０．５）層を０．７ミクロン成長
した。この間、成長表面は常に（００１）面から［−
１，１，１］Ｂ方向に４°から１５°傾斜した面が連続
するように成長した。このときの成長温度を、６６０
℃、Ｖ／ＩＩＩ比を１５０とした。これらの各基板上の
ＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰ及びＡｌＩｎＰ成長層
［１１０］断面の透過電子線顕微鏡像を観察した。従来
では自然超格子形成が図２あるいは図３のように幅８ｎ
ｍ〜５０ｎｍ程度のドメインにわかれていたが、本実施
例では、幅１００ｎｍ〜２００ｎｍまで自然超格子の単
一位相形成のサイズが拡大されていた。これによって、
室温におけるＰＬ半値幅は従来５０ｍｅＶ〜６０ｍｅＶ
であったが、３０ｍｅＶ〜４０ｍｅＶまで狭くなり発光
特性が改善された。
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ（ｘ＝０．６，ｙ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上にＡ
ｌx Ｉｎ1-x Ｐ（ｘ＝０．５）層を０．７ミクロン成長
した。この間、成長表面は常に（００１）面から［−
１，１，１］Ｂ方向に４°から１５°傾斜した面が連続
するように成長した。このときの成長温度を、６６０
℃、Ｖ／ＩＩＩ比を１５０とした。これらの各基板上の
ＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰ及びＡｌＩｎＰ成長層
［１１０］断面の透過電子線顕微鏡像を観察した。従来
では自然超格子形成が図２あるいは図３のように幅８ｎ
ｍ〜５０ｎｍ程度のドメインにわかれていたが、本実施
例では、幅１００ｎｍ〜２００ｎｍまで自然超格子の単
一位相形成のサイズが拡大されていた。これによって、
室温におけるＰＬ半値幅は従来５０ｍｅＶ〜６０ｍｅＶ
であったが、３０ｍｅＶ〜４０ｍｅＶまで狭くなり発光
特性が改善された。
【００１７】また、半導体基板の面方位が（１１ｎ）Ｂ
面のＩｎＰ基板（ｎ＝７，８，９，１０，１１）を同時
にＭＯＶＰＥ反応管内に並べ、ＩｎＰに格子整合するＧ
ａxＩｎ1-x Ａｓ（ｘ＝０．５）層を０．３ミクロン成
長した。この成長により各基板上の成長表面には、（０
０１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１５°
傾斜した面が連続した、原子ステップ列をもつ面が形成
された。
面のＩｎＰ基板（ｎ＝７，８，９，１０，１１）を同時
にＭＯＶＰＥ反応管内に並べ、ＩｎＰに格子整合するＧ
ａxＩｎ1-x Ａｓ（ｘ＝０．５）層を０．３ミクロン成
長した。この成長により各基板上の成長表面には、（０
０１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１５°
傾斜した面が連続した、原子ステップ列をもつ面が形成
された。
【００１８】この表面上に、Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓ（ｘ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ａｓ（ｘ＝０．３，ｙ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ａｓ（ｘ＝０．６，ｙ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長した。この間、成長表
面は常に（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４
°から１５°傾斜した面が連続するように成長した。こ
のときの成長温度を、６３０℃，Ｖ／ＩＩＩ比を１８０
とした。これらの各基板上のＧａＩｎＡｓ及び２種のＡ
ｌＧａＩｎＡｓ成長層の［１１０］断面の透過電子線顕
微鏡像を観察した。従来では自然超格子形成が幅８ｎｍ
〜２０ｎｍ程度のドメインにわかれていたが、本実施例
では、幅８０ｎｍ〜１５０ｎｍまで自然超格子の単一位
相形成のサイズが拡大されていた。これによって、室温
におけるＰＬ半値幅は従来６０ｍｅＶ程度であったが、
５０ｍｅＶまで狭くなり発光特性が改善された。
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ａｓ（ｘ＝０．３，ｙ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長し、さらにその上に
（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ａｓ（ｘ＝０．６，ｙ＝
０．５）層を０．７ミクロン成長した。この間、成長表
面は常に（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４
°から１５°傾斜した面が連続するように成長した。こ
のときの成長温度を、６３０℃，Ｖ／ＩＩＩ比を１８０
とした。これらの各基板上のＧａＩｎＡｓ及び２種のＡ
ｌＧａＩｎＡｓ成長層の［１１０］断面の透過電子線顕
微鏡像を観察した。従来では自然超格子形成が幅８ｎｍ
〜２０ｎｍ程度のドメインにわかれていたが、本実施例
では、幅８０ｎｍ〜１５０ｎｍまで自然超格子の単一位
相形成のサイズが拡大されていた。これによって、室温
におけるＰＬ半値幅は従来６０ｍｅＶ程度であったが、
５０ｍｅＶまで狭くなり発光特性が改善された。
【００１９】また、半導体基板の面方位が（１１ｎ）Ｂ
面のＩｎＰ基板（ｎ＝７，８，９，１０，１１）を同時
にＭＯＶＰＥ反応管内に並べ、ＩｎＰに格子整合するＧ
ａxＩｎ1-x Ａｓ（ｘ＝０．５）層を０．３ミクロン成
長した。この成長により、各基板上の成長表面には、
（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１
５°傾斜した面が連続した、原子ステップ列をもつ面が
形成されていた。
面のＩｎＰ基板（ｎ＝７，８，９，１０，１１）を同時
にＭＯＶＰＥ反応管内に並べ、ＩｎＰに格子整合するＧ
ａxＩｎ1-x Ａｓ（ｘ＝０．５）層を０．３ミクロン成
長した。この成長により、各基板上の成長表面には、
（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１
５°傾斜した面が連続した、原子ステップ列をもつ面が
形成されていた。
【００２０】この表面上に、Ｇａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ
1-y （ｘ＝０．１３，ｙ＝０．２７）層を０．７ミクロ
ン成長し、さらにその上にＧａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y
（ｘ＝０．２４，ｙ＝０．５５）層を０．７ミクロン成
長し、さらにその上にＧａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y （ｘ
＝０．３５，ｙ＝０．７９）層を０．７ミクロン成長し
た。このときの成長温度を、６２０℃、Ｖ／ＩＩＩ比を
２００とした。この間、成長表面は常に（００１）面か
ら［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１５°傾斜した面
が連続するように成長した。これらの各基板上の３種の
ＧａＩｎＡｓＰ成長層の［１１０］断面の透過電子線顕
微鏡像を観察した。従来では自然超格子形成が幅５ｎｍ
〜１０ｎｍ程度のドメインにわかれていたが、本実施例
では、幅５０ｎｍ〜１００ｎｍまで自然超格子の単一位
相形成のサイズが拡大されていた。これによって、室温
におけるＰＬ半値幅は従来５０ｍｅＶ程度であったが、
４０ｍｅＶまで狭くなり発光特性が改善された。
1-y （ｘ＝０．１３，ｙ＝０．２７）層を０．７ミクロ
ン成長し、さらにその上にＧａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y
（ｘ＝０．２４，ｙ＝０．５５）層を０．７ミクロン成
長し、さらにその上にＧａx Ｉｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y （ｘ
＝０．３５，ｙ＝０．７９）層を０．７ミクロン成長し
た。このときの成長温度を、６２０℃、Ｖ／ＩＩＩ比を
２００とした。この間、成長表面は常に（００１）面か
ら［−１，１，１］Ｂ方向に４°から１５°傾斜した面
が連続するように成長した。これらの各基板上の３種の
ＧａＩｎＡｓＰ成長層の［１１０］断面の透過電子線顕
微鏡像を観察した。従来では自然超格子形成が幅５ｎｍ
〜１０ｎｍ程度のドメインにわかれていたが、本実施例
では、幅５０ｎｍ〜１００ｎｍまで自然超格子の単一位
相形成のサイズが拡大されていた。これによって、室温
におけるＰＬ半値幅は従来５０ｍｅＶ程度であったが、
４０ｍｅＶまで狭くなり発光特性が改善された。
【００２１】以上の実施例では、ＧａＡｓ基板及びＩｎ
Ｐ基板に（１１ｎ）Ｂ面（ｎ＝７，８，９，１０，１
１）を用いたが、（００１）面から［−１，１，１］方
向あるいは［１，−１，１］方向に傾斜した、傾斜角４
°以上１５°以下の基板で、４°から１５°傾斜した面
が連続した、原子ステップ列をもつ面を形成した場合に
は、ＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＩｎＰ，ＧａＩｎＡｓＰ，Ａ
ｌＧａＩｎＰの各混晶系について、自然超格子形成時の
単一位相領域のサイズが拡大され、ＰＬ半値幅の狭幅化
にみられる光学特性の向上を確認した。また、各混晶の
組成についても、上記以外のｘ，ｙ（０＜ｘ，ｙ＜１）
でも同様に成り立つ。
Ｐ基板に（１１ｎ）Ｂ面（ｎ＝７，８，９，１０，１
１）を用いたが、（００１）面から［−１，１，１］方
向あるいは［１，−１，１］方向に傾斜した、傾斜角４
°以上１５°以下の基板で、４°から１５°傾斜した面
が連続した、原子ステップ列をもつ面を形成した場合に
は、ＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＩｎＰ，ＧａＩｎＡｓＰ，Ａ
ｌＧａＩｎＰの各混晶系について、自然超格子形成時の
単一位相領域のサイズが拡大され、ＰＬ半値幅の狭幅化
にみられる光学特性の向上を確認した。また、各混晶の
組成についても、上記以外のｘ，ｙ（０＜ｘ，ｙ＜１）
でも同様に成り立つ。
【００２２】
【発明の効果】本発明の結晶成長方法により半導体基板
上の３元以上のＩＩＩ−Ｖ族混晶における自然超格子の
単一位相領域のサイズの拡大可能となり、これにより、
発光特性の向上を図ることができる。
上の３元以上のＩＩＩ−Ｖ族混晶における自然超格子の
単一位相領域のサイズの拡大可能となり、これにより、
発光特性の向上を図ることができる。
【図１】（００１）面から［−１，１，１］Ｂ方向へ４
°から１５°の範囲で傾斜した原子層ステップを有する
基板上の混晶中に単一位相をもって自然超格子が形成さ
れることを示す図である。
°から１５°の範囲で傾斜した原子層ステップを有する
基板上の混晶中に単一位相をもって自然超格子が形成さ
れることを示す図である。
【図２】従来例の１つであり、（００１）面から［−
１，１，１］Ｂ方向へ１５°超えた原子ステップ傾斜面
を有する基板上の混晶中に、自然超格子形成領域１と自
然超格子形成領域２の間にドメイン境界が形成されたこ
とを示す図である。
１，１，１］Ｂ方向へ１５°超えた原子ステップ傾斜面
を有する基板上の混晶中に、自然超格子形成領域１と自
然超格子形成領域２の間にドメイン境界が形成されたこ
とを示す図である。
【図３】別の従来例であり、（００１）面から［−１，
１，１］Ｂ方向へ傾斜した原子ステップ傾斜面の間に、
部分的に［１，−１，１］Ｂ方向へ傾斜した原子ステッ
プを有する基板上の混晶中で、自然超格子形成領域３と
自然超格子形成領域４の間に異なる方位の自然超格子形
成領域５の形成されたことを示す図である。
１，１］Ｂ方向へ傾斜した原子ステップ傾斜面の間に、
部分的に［１，−１，１］Ｂ方向へ傾斜した原子ステッ
プを有する基板上の混晶中で、自然超格子形成領域３と
自然超格子形成領域４の間に異なる方位の自然超格子形
成領域５の形成されたことを示す図である。
Claims (8)
- 【請求項１】 （００１）面から［−１，１，１］Ｂ方
向への傾斜角が４°以上１５°以下の範囲で連続した原
子面からなる凹凸を有し、凹凸の隣り合った凹と凹の間
隔が１００ｎｍ以上である半導体基板の成長面上に、有
機金属気相成長法により、この傾斜角の範囲を保ちなが
ら３元以上のＩＩＩ−Ｖ族半導体層の成長を行い［−
１，１，１］Ｂ方向の２倍周期構造を有する秩序構造を
形成することを特徴とする半導体の結晶成長方法。 - 【請求項２】 前記傾斜方向が［１，−１，１］Ｂ方向
であり、２倍周期構造を有する秩序構造が［１，−１，
１］Ｂ方向に形成されている請求項１記載の半導体の成
長方法。 - 【請求項３】 前記半導体基板がＧａＡｓであり、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族混晶がＧａ x Ｉｎ1-x Ｐである請求項１または
２記載の半導体の結晶成長方法。 - 【請求項４】 前記半導体基板がＧａＡｓであり、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族混晶が（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐである
請求項１または２記載の半導体の結晶成長方法。 - 【請求項５】 前記半導体基板がＩｎＰであり、ＩＩＩ
−Ｖ族混晶がＧａxＩｎ1-x Ａｓである請求項１または
２記載の半導体の結晶成長方法。 - 【請求項６】 前記半導体基板がＩｎＰであり、ＩＩＩ
−Ｖ族混晶がＧａxＩｎ1-x Ａｓy Ｐ1-y である請求項
１または２記載の半導体の結晶成長方法。 - 【請求項７】 前記半導体基板がＩｎＰであり、ＩＩＩ
−Ｖ族混晶が（Ａｌ x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ａｓである
請求項１または２記載の半導体の結晶成長方法。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のうち、いずれか１項に
記載の方法により作成したことを特徴とする半導体素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915197A JP2950277B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 半導体の結晶成長方法及び半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915197A JP2950277B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 半導体の結晶成長方法及び半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256162A JPH10256162A (ja) | 1998-09-25 |
| JP2950277B2 true JP2950277B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=13105072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5915197A Expired - Fee Related JP2950277B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 半導体の結晶成長方法及び半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950277B2 (ja) |
-
1997
- 1997-03-13 JP JP5915197A patent/JP2950277B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10256162A (ja) | 1998-09-25 |
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Legal Events
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