JPH04318922A - 化合物半導体結晶の成長方法 - Google Patents
化合物半導体結晶の成長方法Info
- Publication number
- JPH04318922A JPH04318922A JP8531391A JP8531391A JPH04318922A JP H04318922 A JPH04318922 A JP H04318922A JP 8531391 A JP8531391 A JP 8531391A JP 8531391 A JP8531391 A JP 8531391A JP H04318922 A JPH04318922 A JP H04318922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- compound semiconductor
- silicon substrate
- layer
- crystal layer
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 61
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 210000002969 egg yolk Anatomy 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シリコン基板上に化
合物半導体層、特にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層および
／またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させる方法
に関する。
合物半導体層、特にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層および
／またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させる方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン基板上に単一の成長温度で、Ｇ
ａＡｓ等の化合物半導体層を成長させても、多くの場合
、多結晶層しか成長させることができない。格子定数、
熱膨張係数および極性などの物性において、シリコンと
異なる化合物半導体をシリコン基板上に成長させて、良
好なエピタキシャル成長層を得るためには、通常のエピ
タキシャル成長方法とは異なった条件および手法が必要
となる。
ａＡｓ等の化合物半導体層を成長させても、多くの場合
、多結晶層しか成長させることができない。格子定数、
熱膨張係数および極性などの物性において、シリコンと
異なる化合物半導体をシリコン基板上に成長させて、良
好なエピタキシャル成長層を得るためには、通常のエピ
タキシャル成長方法とは異なった条件および手法が必要
となる。
【０００３】そこで、たとえば、図４に示すような温度
プロフィルで化合物半導体層を形成させる２段階成長法
が、従来、行なわれてきた。この方法では、まず、８０
０〜１０００℃の高温で、シリコン基板表面の清浄化を
行なう。次に、４００〜５００℃程度の低温で、たとえ
ば気相成長法により、厚さが数百堯以下の化合物半導体
層を形成する。最後に、通常の成長温度まで昇温して、
化合物半導体層を形成する。このように低温および通常
の温度の２段階でシリコン基板上に結晶成長させれば、
低温で形成された層が中間層として働き、中間層上に結
晶方位が揃った成長層を形成することができる。
プロフィルで化合物半導体層を形成させる２段階成長法
が、従来、行なわれてきた。この方法では、まず、８０
０〜１０００℃の高温で、シリコン基板表面の清浄化を
行なう。次に、４００〜５００℃程度の低温で、たとえ
ば気相成長法により、厚さが数百堯以下の化合物半導体
層を形成する。最後に、通常の成長温度まで昇温して、
化合物半導体層を形成する。このように低温および通常
の温度の２段階でシリコン基板上に結晶成長させれば、
低温で形成された層が中間層として働き、中間層上に結
晶方位が揃った成長層を形成することができる。
【０００４】しかし、上記２段階成長法による場合、中
間層の厚みを精度よく制御することが困難であった。こ
のため、中間層が薄くなって、その上に成長させる成長
層の表面が粗くなったり、逆に中間層が厚くなってしま
い、その後の成長層の形成において原子の並び換えが十
分に行なわれず、良好なエピタキシャル層を得ることが
できなかった。
間層の厚みを精度よく制御することが困難であった。こ
のため、中間層が薄くなって、その上に成長させる成長
層の表面が粗くなったり、逆に中間層が厚くなってしま
い、その後の成長層の形成において原子の並び換えが十
分に行なわれず、良好なエピタキシャル層を得ることが
できなかった。
【０００５】秋山らによる特開平１−２９０２２０には
、上記方法の問題を解決すべく、シリコン基板上に図５
に示すような温度プロフィルで、結晶層を形成する方法
が開示されている。この方法では、まず、シリコン基板
を９００〜１０００℃の温度で加熱処理した後、４００
〜４５０℃程度の低温でシリコン基板上に化合物半導体
からなる第１の中間層を形成する。次に、５５０〜６０
０℃の温度で、第１の中間層の上に化合物半導体の第２
の中間層をさらに成長させた後、６５０〜７５０℃の通
常の成長温度で、化合物半導体層を形成させる。このよ
うに３段階で結晶層を形成させることによって、第１の
中間層の厚みにばらつきがあったとしても、第２の中間
層の形成により結晶方位を揃え、かつ成長層の表面を平
滑にすることを可能にしている。
、上記方法の問題を解決すべく、シリコン基板上に図５
に示すような温度プロフィルで、結晶層を形成する方法
が開示されている。この方法では、まず、シリコン基板
を９００〜１０００℃の温度で加熱処理した後、４００
〜４５０℃程度の低温でシリコン基板上に化合物半導体
からなる第１の中間層を形成する。次に、５５０〜６０
０℃の温度で、第１の中間層の上に化合物半導体の第２
の中間層をさらに成長させた後、６５０〜７５０℃の通
常の成長温度で、化合物半導体層を形成させる。このよ
うに３段階で結晶層を形成させることによって、第１の
中間層の厚みにばらつきがあったとしても、第２の中間
層の形成により結晶方位を揃え、かつ成長層の表面を平
滑にすることを可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べてきた従来法は、シリコンと化合物半導体の間で熱膨
張係数が大きく異なる問題に対して、何ら効果的な対策
を講じたものではなかった。熱膨脹率の違いのために、
シリコン基板とその上に形成された化合物半導体層の間
には、歪が発生した。この歪は、化合物半導体層に残留
応力を生じさせ、転位を発生させやすくした。
べてきた従来法は、シリコンと化合物半導体の間で熱膨
張係数が大きく異なる問題に対して、何ら効果的な対策
を講じたものではなかった。熱膨脹率の違いのために、
シリコン基板とその上に形成された化合物半導体層の間
には、歪が発生した。この歪は、化合物半導体層に残留
応力を生じさせ、転位を発生させやすくした。
【０００７】この発明の目的は、上述した熱膨張係数の
差による歪の影響を低減させて、転位密度のより低い化
合物半導体層をシリコン基板上に形成することができる
化合物半導体結晶の成長方法を提供することにある。
差による歪の影響を低減させて、転位密度のより低い化
合物半導体層をシリコン基板上に形成することができる
化合物半導体結晶の成長方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に従う化合物半
導体結晶の成長方法は、シリコン基板上に化合物半導体
の結晶層を形成させる方法であって、シリコン基板の表
面を多孔質化する多孔質化工程と、多孔質化された表面
に、第１の温度で化合物半導体の第１の結晶層を成長さ
せる工程と、第１の結晶層上に第１の温度より高い第２
の温度で、化合物半導体の第２の結晶層を成長させる工
程と、第２の結晶層上に第２の温度より高い第３の温度
で、化合物半導体の第３の結晶層を成長させる工程とを
備えている。
導体結晶の成長方法は、シリコン基板上に化合物半導体
の結晶層を形成させる方法であって、シリコン基板の表
面を多孔質化する多孔質化工程と、多孔質化された表面
に、第１の温度で化合物半導体の第１の結晶層を成長さ
せる工程と、第１の結晶層上に第１の温度より高い第２
の温度で、化合物半導体の第２の結晶層を成長させる工
程と、第２の結晶層上に第２の温度より高い第３の温度
で、化合物半導体の第３の結晶層を成長させる工程とを
備えている。
【０００９】シリコン基板の表面を多孔質化する方法と
しては、たとえば弗酸溶液中で陽極化成法によりシリコ
ン基板表面を多孔質化する方法を挙げることができる。 陽極化成法では、シリコン基板自身を陽極とし、一方、
たとえば白金電極を陰極として、これらを電解液に漬け
、電極間に所定の電流を流すことによりシリコン基板表
面を電気分解エッチングする。このような多孔質化シリ
コンの形成方法は、シリコン基板の電解研磨の研究過程
で発見されたものであり、比較的低電流の領域において
多孔質化の現象が起こる。文献（たとえば、伊藤利道，
加藤剛久：応用物理５７（１９８８）１７１０）等にお
いて、一般的に用いられている電流密度は、５〜２００
ｍＡ／ｃｍ２ である。また、多孔質化する層の厚みは
、特に限定されるものではないが、たとえば０．数μｍ
から数百μｍの厚みで形成させることができる。また多
孔質化した部分の孔径は、たとえば２０〜３００堯程度
の大きさとなる。この孔は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ
）での観察結果などにより、縦方向に枝別れした樹枝状
に形成されていることが分かっている。
しては、たとえば弗酸溶液中で陽極化成法によりシリコ
ン基板表面を多孔質化する方法を挙げることができる。 陽極化成法では、シリコン基板自身を陽極とし、一方、
たとえば白金電極を陰極として、これらを電解液に漬け
、電極間に所定の電流を流すことによりシリコン基板表
面を電気分解エッチングする。このような多孔質化シリ
コンの形成方法は、シリコン基板の電解研磨の研究過程
で発見されたものであり、比較的低電流の領域において
多孔質化の現象が起こる。文献（たとえば、伊藤利道，
加藤剛久：応用物理５７（１９８８）１７１０）等にお
いて、一般的に用いられている電流密度は、５〜２００
ｍＡ／ｃｍ２ である。また、多孔質化する層の厚みは
、特に限定されるものではないが、たとえば０．数μｍ
から数百μｍの厚みで形成させることができる。また多
孔質化した部分の孔径は、たとえば２０〜３００堯程度
の大きさとなる。この孔は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ
）での観察結果などにより、縦方向に枝別れした樹枝状
に形成されていることが分かっている。
【００１０】この発明に従って結晶層を成長させるため
の望ましい温度は、たとえば、第１の温度について約２
００〜約５００℃の範囲、第２の温度について、第１の
温度より高く、かつ約４００〜約７００℃の範囲、第３
の温度について、第２の温度より高く、かつ約５００℃
〜約９００℃の範囲とすることができる。
の望ましい温度は、たとえば、第１の温度について約２
００〜約５００℃の範囲、第２の温度について、第１の
温度より高く、かつ約４００〜約７００℃の範囲、第３
の温度について、第２の温度より高く、かつ約５００℃
〜約９００℃の範囲とすることができる。
【００１１】シリコン基板の上に堆積させる化合物半導
体は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体およびＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の少なくともいずれかとすることができ、よ
り詳細には、たとえば、ＧａＡｓ、ＧａＰおよびＩｎＰ
などのような２元系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体または
、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＡｌ
Ｐ、ＧａＡｓＰおよびＧａＩｎＰなどのような３元系の
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、さらには、ＺｎＳおよびＺ
ｎＳｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などから選ぶ
ことができる。また、複数種の化合物半導体の層をこの
発明に従ってシリコン基板上に堆積させることもできる
。
体は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体およびＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の少なくともいずれかとすることができ、よ
り詳細には、たとえば、ＧａＡｓ、ＧａＰおよびＩｎＰ
などのような２元系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体または
、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＡｌ
Ｐ、ＧａＡｓＰおよびＧａＩｎＰなどのような３元系の
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、さらには、ＺｎＳおよびＺ
ｎＳｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などから選ぶ
ことができる。また、複数種の化合物半導体の層をこの
発明に従ってシリコン基板上に堆積させることもできる
。
【００１２】
【作用】多孔質化されたシリコン基板の上に化合物半導
体を成長させると、格子不整合による歪を緩和しながら
成長させることができるので、ミスフィット転位の発生
を防止できる。さらに多孔質化されたシリコンは通常の
シリコンに比べ、ヤング率が約１０分の１というように
柔軟性に富んでいる。したがって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体とシリコンという熱膨張係数が大きく異なる組合
せであっても、２つの物質間の歪を多孔質部分で吸収さ
せることができるため、化合物半導体層における残留応
力および転位の発生を抑制することができる。このよう
に、この発明では、多孔質シリコンの特徴を活かすこと
によって、上述した問題点を解決している。
体を成長させると、格子不整合による歪を緩和しながら
成長させることができるので、ミスフィット転位の発生
を防止できる。さらに多孔質化されたシリコンは通常の
シリコンに比べ、ヤング率が約１０分の１というように
柔軟性に富んでいる。したがって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体とシリコンという熱膨張係数が大きく異なる組合
せであっても、２つの物質間の歪を多孔質部分で吸収さ
せることができるため、化合物半導体層における残留応
力および転位の発生を抑制することができる。このよう
に、この発明では、多孔質シリコンの特徴を活かすこと
によって、上述した問題点を解決している。
【００１３】また、この発明では第１の温度で成長した
化合物半導体層の上に、第１の温度より高く、第１の結
晶層を構成する原子が十分に再配列して単一のドメイン
となる温度で、しかも通常の成長温度より低い第２の温
度で第２の化合物半導体層を成長させる。次に、この第
２の層の上に第２の温度より高い第３の温度で化合物半
導体層を成長させる。第１の結晶層と第３の結晶層の間
に第２の結晶層を成長させることにより、第１の結晶層
の厚みおよび成長速度等の成長条件のばらつきが補完さ
れ、第３の結晶層として、結晶方位の揃った十分に高品
質の化合物半導体層を形成させることができる。
化合物半導体層の上に、第１の温度より高く、第１の結
晶層を構成する原子が十分に再配列して単一のドメイン
となる温度で、しかも通常の成長温度より低い第２の温
度で第２の化合物半導体層を成長させる。次に、この第
２の層の上に第２の温度より高い第３の温度で化合物半
導体層を成長させる。第１の結晶層と第３の結晶層の間
に第２の結晶層を成長させることにより、第１の結晶層
の厚みおよび成長速度等の成長条件のばらつきが補完さ
れ、第３の結晶層として、結晶方位の揃った十分に高品
質の化合物半導体層を形成させることができる。
【００１４】
【実施例】この実施例ではシリコン基板の表面を多孔質
化し、その上に化合物半導体としてＧａＡｓ結晶を成長
させる場合について説明する。
化し、その上に化合物半導体としてＧａＡｓ結晶を成長
させる場合について説明する。
【００１５】この実施例では、まず、シリコン基板を陽
極とし、白金電極を陰極として、５０％弗酸水溶液中、
電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２ において、室温で２０分間
、電気分解を行なった。このようにして表面を多孔質化
したシリコン基板をエピタキシャル成長工程に供した。 エピタキシャル成長は、原料ガスとしてトリメチルガリ
ウム（Ｇａ（ＣＨ３ ）３ ）およびアルシン（ＡｓＨ
３ ）、キャリアガスとして水素（Ｈ２ ）を用いる有
機金属気相成長法によって行なった。成長を行なうため
の装置は通常一般的に用いられているものである。成長
時の温度プロフィルは、図１に示すとおりであった。図
において、横軸は時間、縦軸は温度を示している。図１
を参照して、まず、表面を多孔質化したシリコン基板を
装置の反応室に載置し、反応室の温度を４２０℃まで昇
温した後、原料ガスを反応室内に導入して、厚みが約１
５０堯となるまでＧａＡｓ層をシリコン基板上に成長さ
せた。 次に、原料ガスの導入を停止し、反応室の温度を５５０
℃まで昇温させた。この温度で、再び反応室内に原料ガ
スを導入して、第２のＧａＡｓ層を形成させた。次に、
原料ガスの導入を再び停止した後、反応室内を６５０℃
まで昇温し、再度原料ガスを導入して第３のＧａＡｓ層
を約２．５μｍの厚さで第２の結晶層上に形成させた。
極とし、白金電極を陰極として、５０％弗酸水溶液中、
電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２ において、室温で２０分間
、電気分解を行なった。このようにして表面を多孔質化
したシリコン基板をエピタキシャル成長工程に供した。 エピタキシャル成長は、原料ガスとしてトリメチルガリ
ウム（Ｇａ（ＣＨ３ ）３ ）およびアルシン（ＡｓＨ
３ ）、キャリアガスとして水素（Ｈ２ ）を用いる有
機金属気相成長法によって行なった。成長を行なうため
の装置は通常一般的に用いられているものである。成長
時の温度プロフィルは、図１に示すとおりであった。図
において、横軸は時間、縦軸は温度を示している。図１
を参照して、まず、表面を多孔質化したシリコン基板を
装置の反応室に載置し、反応室の温度を４２０℃まで昇
温した後、原料ガスを反応室内に導入して、厚みが約１
５０堯となるまでＧａＡｓ層をシリコン基板上に成長さ
せた。 次に、原料ガスの導入を停止し、反応室の温度を５５０
℃まで昇温させた。この温度で、再び反応室内に原料ガ
スを導入して、第２のＧａＡｓ層を形成させた。次に、
原料ガスの導入を再び停止した後、反応室内を６５０℃
まで昇温し、再度原料ガスを導入して第３のＧａＡｓ層
を約２．５μｍの厚さで第２の結晶層上に形成させた。
【００１６】比較として、図２および図３に示す温度プ
ロフィルを用いて結晶成長を行なった。結晶成長は上記
と同様にして有機金属気相成長法によって行なった。図
２に示す温度プロフィルを用いる方法では、多孔質化を
行なっていないシリコン基板を用いた。この方法におい
て、まず、シリコン基板を載置した反応室の温度を１０
００℃まで昇温し、シリコン基板表面の清浄化を行なっ
た。次に、成長室を４２０℃まで降温した後、上記と同
様にして厚さが約１５０堯のＧａＡｓ層をシリコン基板
上に形成した。次に、原料ガスの供給を停止して、反応
室内を６５０℃に昇温した後、さらにＧａＡｓ層を約２
．５μｍの厚さで堆積した。図３に示す温度プロフィル
を用いた方法では、上述したように表面を多孔質化した
シリコン基板を用いた。この方法において、まず、シリ
コン基板を載置した反応室の温度を４２０℃に昇温した
後、上記と同様にして約１５０堯の厚さのＧａＡｓ層を
形成させた。次に、原料ガスの供給を停止した後、反応
室を６５０℃まで昇温して、上記と同様にして約２．５
μｍの厚さのＧａＡｓ層を堆積した。
ロフィルを用いて結晶成長を行なった。結晶成長は上記
と同様にして有機金属気相成長法によって行なった。図
２に示す温度プロフィルを用いる方法では、多孔質化を
行なっていないシリコン基板を用いた。この方法におい
て、まず、シリコン基板を載置した反応室の温度を１０
００℃まで昇温し、シリコン基板表面の清浄化を行なっ
た。次に、成長室を４２０℃まで降温した後、上記と同
様にして厚さが約１５０堯のＧａＡｓ層をシリコン基板
上に形成した。次に、原料ガスの供給を停止して、反応
室内を６５０℃に昇温した後、さらにＧａＡｓ層を約２
．５μｍの厚さで堆積した。図３に示す温度プロフィル
を用いた方法では、上述したように表面を多孔質化した
シリコン基板を用いた。この方法において、まず、シリ
コン基板を載置した反応室の温度を４２０℃に昇温した
後、上記と同様にして約１５０堯の厚さのＧａＡｓ層を
形成させた。次に、原料ガスの供給を停止した後、反応
室を６５０℃まで昇温して、上記と同様にして約２．５
μｍの厚さのＧａＡｓ層を堆積した。
【００１７】上記３つの方法（この発明に従う実施例お
よび２つの比較例）により作成したＧａＡｓ層をフォト
ルミネッセンスにより評価した。フォトルミネッセンス
で得られたピーク強度の比較の結果、図１に示す温度プ
ロフィルの方法により得られたＧａＡｓ層は、図２に示
す比較例に対して約２倍、図３に示す比較例に対して約
１０倍のピーク強度を示した。このことより、この発明
に従った図１の方法は、比較例よりも品質が改善された
結晶層を提供することが明らかになった。
よび２つの比較例）により作成したＧａＡｓ層をフォト
ルミネッセンスにより評価した。フォトルミネッセンス
で得られたピーク強度の比較の結果、図１に示す温度プ
ロフィルの方法により得られたＧａＡｓ層は、図２に示
す比較例に対して約２倍、図３に示す比較例に対して約
１０倍のピーク強度を示した。このことより、この発明
に従った図１の方法は、比較例よりも品質が改善された
結晶層を提供することが明らかになった。
【００１８】なお、この発明は上述した実施例にのみ限
定されるものではなく、この発明に従って多くの変形ま
たは変更を行なうことができる。たとえば、成長させる
化合物半導体層については、上記ＧａＡｓのほかに、Ｇ
ａＰおよびＩｎＰなどのような２元系のＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＡｌＡｓ
、ＩｎＡｌＰ、ＧａＡｓＰおよびＧａＩｎＰなどのよう
な３元系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、さらにはＺｎＳ
およびＺｎＳｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体など
から選ぶことができるほか、これらの複数種の化合物半
導体層を積層させることもできる。また、成長層を形成
させるための方法は、上記有機金属気相成長法に限定さ
れず、その他の成長法を用いることができる。
定されるものではなく、この発明に従って多くの変形ま
たは変更を行なうことができる。たとえば、成長させる
化合物半導体層については、上記ＧａＡｓのほかに、Ｇ
ａＰおよびＩｎＰなどのような２元系のＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＡｌＡｓ
、ＩｎＡｌＰ、ＧａＡｓＰおよびＧａＩｎＰなどのよう
な３元系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、さらにはＺｎＳ
およびＺｎＳｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体など
から選ぶことができるほか、これらの複数種の化合物半
導体層を積層させることもできる。また、成長層を形成
させるための方法は、上記有機金属気相成長法に限定さ
れず、その他の成長法を用いることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に従
えば、シリコン基板とその上に形成される化合物半導体
との熱膨張率の差による歪の影響を低減させて、転位密
度のより低い化合物半導体層をシリコン基板上に形成す
ることができる。したがって、この発明の方法は、シリ
コン基板上により良質のヘテロエピタキシャル成長層を
形成するために効果的である。
えば、シリコン基板とその上に形成される化合物半導体
との熱膨張率の差による歪の影響を低減させて、転位密
度のより低い化合物半導体層をシリコン基板上に形成す
ることができる。したがって、この発明の方法は、シリ
コン基板上により良質のヘテロエピタキシャル成長層を
形成するために効果的である。
【図１】この発明に従う実施例において、結晶成長層を
形成するための温度プロフィルを示す図である。
形成するための温度プロフィルを示す図である。
【図２】比較例において用いられた温度プロフィルを示
す図である。
す図である。
【図３】他の比較例において用いられた温度プロフィル
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来法において用いられる温度プロフィルを示
す図である。
す図である。
【図５】他の従来法において用いられる温度プロフィル
を示す図である。
を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板上に、化合物半導体の結
晶層を形成させる方法であって、前記シリコン基板の表
面を多孔質化する多孔質化工程と、多孔質化された前記
表面に、第１の温度で前記化合物半導体の第１の結晶層
を成長させる工程と、前記第１の結晶層上に、前記第１
の温度より高い第２の温度で、前記化合物半導体の第２
の結晶層を成長させる工程と、前記第２の結晶層上に、
前記第２の温度より高い第３の温度で、前記化合物半導
体の第３の結晶層を成長させる工程とを備える化合物半
導体結晶の成長方法。 - 【請求項２】 前記多孔質化工程が、弗酸溶液中で陽
極化成法により、前記シリコン基板表面を多孔質化する
工程を含む請求項１の化合物半導体結晶の成長方法。 - 【請求項３】 前記第１の温度が約２００℃〜約５０
０℃の範囲、前記第２の温度が約４００℃〜約７００℃
の範囲、前記第３の温度が約５００℃〜約９００℃の範
囲より設定される請求項１の化合物半導体結晶の成長方
法。 - 【請求項４】 前記化合物半導体が、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体およびＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の少なくと
もいずれかである請求項１の化合物半導体結晶の成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8531391A JPH04318922A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 化合物半導体結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8531391A JPH04318922A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 化合物半導体結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318922A true JPH04318922A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13855121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8531391A Withdrawn JPH04318922A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 化合物半導体結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318922A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5712187A (en) * | 1995-11-09 | 1998-01-27 | Midwest Research Institute | Variable temperature semiconductor film deposition |
| JP2010212705A (ja) * | 2002-05-07 | 2010-09-24 | Univ Claude Bernard Lyon 1 | 薄膜層の特性を変化させるプロセス、及び前記プロセスを適用する基板 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8531391A patent/JPH04318922A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5712187A (en) * | 1995-11-09 | 1998-01-27 | Midwest Research Institute | Variable temperature semiconductor film deposition |
| JP2010212705A (ja) * | 2002-05-07 | 2010-09-24 | Univ Claude Bernard Lyon 1 | 薄膜層の特性を変化させるプロセス、及び前記プロセスを適用する基板 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6440823B1 (en) | Low defect density (Ga, Al, In)N and HVPE process for making same | |
| KR100369219B1 (ko) | 반도체기판과 그의 제작방법 및 해당 반도체기판에 제작된 전자소자 | |
| US5019529A (en) | Heteroepitaxial growth method | |
| JPH01225114A (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| CA1297390C (en) | Method of epitaxially growing gallium arsenide on silicon | |
| KR100953404B1 (ko) | 결정의 제조 방법 | |
| US5107317A (en) | Semiconductor device with first and second buffer layers | |
| Fukuda et al. | High quality heteroepitaxial Ge growth on (100) Si by MBE | |
| JP2002050585A (ja) | 半導体の結晶成長方法 | |
| KR100571225B1 (ko) | 질화물계 화합물 반도체의 성장방법 | |
| CN102326228B (zh) | 第ⅲ族氮化物半导体生长基板、第ⅲ族氮化物半导体外延基板、第ⅲ族氮化物半导体元件、第ⅲ族氮化物半导体自立基板及它们的制造方法 | |
| JPH04318922A (ja) | 化合物半導体結晶の成長方法 | |
| TWI360186B (ja) | ||
| US5438951A (en) | Method of growing compound semiconductor on silicon wafer | |
| KR101041659B1 (ko) | 산화아연 버퍼층을 이용한 질화갈륨 에피층 제조방법 | |
| JP2000012467A (ja) | ＧａＡｓ層の形成方法 | |
| JP3270945B2 (ja) | ヘテロエピタキシャル成長方法 | |
| US5183778A (en) | Method of producing a semiconductor device | |
| KR960004904B1 (ko) | 다공성 실리콘기판위에 갈륨비소를 성장하는 방법 | |
| JP3078927B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の成長方法 | |
| JP2565908B2 (ja) | 化合物半導体装置 | |
| JP2008218655A (ja) | 窒素化物半導体形成用基板、該基板を用いてなる窒化物半導体及びその製造法 | |
| JPH0714776A (ja) | ＧａＡｓ基板の製造方法及び該基板を用いたショットキーバリアダイオード素子 | |
| CN116598190A (zh) | 一种基于相转化制备功率器件氧化镓材料的方法及其应用 | |
| JPH05283336A (ja) | 化合物半導体層の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |