JPH0483332A - 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
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- JPH0483332A JPH0483332A JP19629190A JP19629190A JPH0483332A JP H0483332 A JPH0483332 A JP H0483332A JP 19629190 A JP19629190 A JP 19629190A JP 19629190 A JP19629190 A JP 19629190A JP H0483332 A JPH0483332 A JP H0483332A
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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】
〔概要〕
有機金属気相成長法を適用して化合物半導体結晶を成長
させる方法の改良に関し、 各原料ガスの熱分解温度の違いに依って発生する混晶化
合物半導体結晶に於ける混晶組成の結晶面内での不均一
性を改善することを目的とし、化合物半導体結晶を構成
する各元素に対応する各原料ガスのうち或る熱分解温度
特性をもつ少なくとも一種類の原料ガスに対して同等の
熱分解温度特性をもつ他の元素の原料ガスが存在しない
場合に於いて、該他の元素の或る原料ガスに対してその
熱分解温度特性と逆のそれをもった該他の元素の原料ガ
スの少なくとも一種類を混合した混合ガスを半導体結晶
基板上に供給する有機金属気相成長法にて前記化合物半
導体結晶を成長させる工程が含まれてなるよう構成する
。
させる方法の改良に関し、 各原料ガスの熱分解温度の違いに依って発生する混晶化
合物半導体結晶に於ける混晶組成の結晶面内での不均一
性を改善することを目的とし、化合物半導体結晶を構成
する各元素に対応する各原料ガスのうち或る熱分解温度
特性をもつ少なくとも一種類の原料ガスに対して同等の
熱分解温度特性をもつ他の元素の原料ガスが存在しない
場合に於いて、該他の元素の或る原料ガスに対してその
熱分解温度特性と逆のそれをもった該他の元素の原料ガ
スの少なくとも一種類を混合した混合ガスを半導体結晶
基板上に供給する有機金属気相成長法にて前記化合物半
導体結晶を成長させる工程が含まれてなるよう構成する
。
本発明は、有機金属気相成長（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉ
ｃ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉしａ ｘ
ｙ ： ＭＯＶＰＥ）法を適用して化合物半導体結晶を
成長させる方法の改良に関する。
ｃ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉしａ ｘ
ｙ ： ＭＯＶＰＥ）法を適用して化合物半導体結晶を
成長させる方法の改良に関する。
現在、ＭＯＶＰＥ法を適用して化合物半導体結晶を成長
させる場合、約５〜７． ５ （ｃｍ） （２〜３〔
吋〕）φもの大面積結晶基板を用いることができ、例え
ば、液相成長（ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｅｐｉ
ｔａｘｙ：ＬＰＥ）法など他の成長技術にはない優れた
量産性が期待されている。因に、ＬＰＥ法では２０ （
ａｎ） Ｘ３０ Ｃ閣〕の結晶基板を用いている。
させる場合、約５〜７． ５ （ｃｍ） （２〜３〔
吋〕）φもの大面積結晶基板を用いることができ、例え
ば、液相成長（ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｅｐｉ
ｔａｘｙ：ＬＰＥ）法など他の成長技術にはない優れた
量産性が期待されている。因に、ＬＰＥ法では２０ （
ａｎ） Ｘ３０ Ｃ閣〕の結晶基板を用いている。
ところで、ＭＯＶＰＥ法の量産性を向上させる為、結晶
成長室の形状を最適化したり、結晶成長室内を流れる原
料ガスの流れを制御したり、成長結晶膜の膜厚、混晶の
組成、ドーピング濃度などの均一性を結晶面内で高めた
りすることについて多くの試みがなされてきた。このう
ち、結晶成長室の形状を最適化することで、結晶膜の膜
厚及びドーピング濃度については、かなり満足すべき均
一性が実現されたのであるが、混晶の組成については、
未だ充分な均一性は得られていない。
成長室の形状を最適化したり、結晶成長室内を流れる原
料ガスの流れを制御したり、成長結晶膜の膜厚、混晶の
組成、ドーピング濃度などの均一性を結晶面内で高めた
りすることについて多くの試みがなされてきた。このう
ち、結晶成長室の形状を最適化することで、結晶膜の膜
厚及びドーピング濃度については、かなり満足すべき均
一性が実現されたのであるが、混晶の組成については、
未だ充分な均一性は得られていない。
従って、化合物半導体装置を製造するに際し、より高い
量産性を実現するには、混晶に於ける組成の結晶面内均
一性を向上しなければならない。
量産性を実現するには、混晶に於ける組成の結晶面内均
一性を向上しなければならない。
一般に、ＭＯＶＰＥ法に依る混晶の化合物半導体結晶を
成長させる場合、該化合物半導体結晶を構成する各元素
の原料には、一種の元素に対処して一種の原料ガスを供
給するようにしている。
成長させる場合、該化合物半導体結晶を構成する各元素
の原料には、一種の元素に対処して一種の原料ガスを供
給するようにしている。
例えば、光通信用素子を構成するのに不可欠な■−■族
化合物半導体であるＩ ｎＣｙａＡｓＰ混晶からなる化
合物半導体結晶を成長させる場合、例えば、水素ガスで
希釈したトリメチルインジウム（ＴＭ Ｉ ｎ ：
（ＣＨ３） ３ １ ｎ）、トリエチルガリウム（ＴＥ
Ｃａ ： （Ｃ，Ｈｓ ）：ｌ Ｇａ）、アルシン（
Ａ ｓ Ｈ：ｌ ） 、ホスフィ７（ＰＨ３）など、−
元素に対して一種類の原料ガスを結晶基数上に供給する
ようにしている。これ等の原料ガスは約６００Ｃ’Ｃ）
に加熱された結晶基板の近傍で或る有限の時間を費やし
て熱分解されることで結晶の成長に寄与し得るかたちに
変化し、そして、熱分解した原料ガスの気相中での組成
に依り、成長する化合物半導体結晶の混晶組成は定まる
。
化合物半導体であるＩ ｎＣｙａＡｓＰ混晶からなる化
合物半導体結晶を成長させる場合、例えば、水素ガスで
希釈したトリメチルインジウム（ＴＭ Ｉ ｎ ：
（ＣＨ３） ３ １ ｎ）、トリエチルガリウム（ＴＥ
Ｃａ ： （Ｃ，Ｈｓ ）：ｌ Ｇａ）、アルシン（
Ａ ｓ Ｈ：ｌ ） 、ホスフィ７（ＰＨ３）など、−
元素に対して一種類の原料ガスを結晶基数上に供給する
ようにしている。これ等の原料ガスは約６００Ｃ’Ｃ）
に加熱された結晶基板の近傍で或る有限の時間を費やし
て熱分解されることで結晶の成長に寄与し得るかたちに
変化し、そして、熱分解した原料ガスの気相中での組成
に依り、成長する化合物半導体結晶の混晶組成は定まる
。
第７図は通常のＭＯＶＰＥ法を実施するＭＯＶＰＥ装百
を説明する為の要部切断側面説明図を表している。
を説明する為の要部切断側面説明図を表している。
図に於いて、１は結晶成長室、２は原料ガス導入口、３
はガス排気口、４は回転カーボン・サセプタ、５は回転
カーボン・サセプタ支持棒、６は高周波加熱コイル、７
は結晶基板をそれぞれ示している。
はガス排気口、４は回転カーボン・サセプタ、５は回転
カーボン・サセプタ支持棒、６は高周波加熱コイル、７
は結晶基板をそれぞれ示している。
このＭＯＶＰＥ装置に於いて、原料ガス導入口２から送
入された原料ガスは、加熱されでいる結晶基板７の表面
に向かって流れ、その近傍で熱分解し、表面に沿って流
れて結晶成長を行ない、その後、ガス排気口３から排出
される。
入された原料ガスは、加熱されでいる結晶基板７の表面
に向かって流れ、その近傍で熱分解し、表面に沿って流
れて結晶成長を行ない、その後、ガス排気口３から排出
される。
第７図に見られるＭＯ’ＶＰＥ装置に依って結晶成長を
行う場合、各原料ガスの熱分解温度が高いと、原料ガス
の流れの上流、即ち、原料ガス導入口２に近い側では各
原料ガスの熱分解は少なく、且つ、下流に流れるにつれ
て各原料ガスの熱分解は多くなる。
行う場合、各原料ガスの熱分解温度が高いと、原料ガス
の流れの上流、即ち、原料ガス導入口２に近い側では各
原料ガスの熱分解は少なく、且つ、下流に流れるにつれ
て各原料ガスの熱分解は多くなる。
一般に、各原料ガスの熱分解温度は各原料ガス毎に異な
り、各原料ガスはそれぞれの熱分解温度に応じて上流か
ら下流へと流れるにつれて熱分解してゆくものである。
り、各原料ガスはそれぞれの熱分解温度に応じて上流か
ら下流へと流れるにつれて熱分解してゆくものである。
従って、熱分解した原料ガスの気相組成は、結晶基板７
上の場所に依って相違したものとなり、混晶の化合物半
導体結晶に於ける混晶組成は、上流の部分から下流の部
分にかけて変化したものとなる。
上の場所に依って相違したものとなり、混晶の化合物半
導体結晶に於ける混晶組成は、上流の部分から下流の部
分にかけて変化したものとなる。
第１図は本発明の詳細な説明する為のＩｎＧａＡｓＰ結
晶に於けるＶ族組成の結晶面内での組成分布を表す線図
であり、ここで、この図を借りて前記問題を更に説明し
よう。尚、図の縦軸は固相中のＰ組成を、また、横軸は
基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
晶に於けるＶ族組成の結晶面内での組成分布を表す線図
であり、ここで、この図を借りて前記問題を更に説明し
よう。尚、図の縦軸は固相中のＰ組成を、また、横軸は
基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
このデータは、〜′族元素の原料としてＡｓ−Ｈ。
ガス及びＰＨ３ガスをそれぞれ用い、成長温度を良質な
結晶が得られるとされている６００（’Ｃ〕としてＩ
ｎＧａＡｓ Ｐ結晶を成長させて得られたものである。
結晶が得られるとされている６００（’Ｃ〕としてＩ
ｎＧａＡｓ Ｐ結晶を成長させて得られたものである。
通常、ＰＨ，ガスの熱分解温度はＡ ｓ Ｈ３ガスのそ
れに比較して高く、熱分解した■族原料ガスの気相中で
の組成は、上流側から下流側に向かってＰ組成が大にな
るよう変化する。従って、成長したＩ ｎＧａＡｓ Ｐ
結晶中でのＰ組成は上流側から下流側に向かって増加す
ることになる。
れに比較して高く、熱分解した■族原料ガスの気相中で
の組成は、上流側から下流側に向かってＰ組成が大にな
るよう変化する。従って、成長したＩ ｎＧａＡｓ Ｐ
結晶中でのＰ組成は上流側から下流側に向かって増加す
ることになる。
本発明は、各原料ガスの熱分解温度の違いに依って発生
する混晶化合物半導体結晶に於ける混晶組成の結晶面内
での不均一性を改善しようとする。
する混晶化合物半導体結晶に於ける混晶組成の結晶面内
での不均一性を改善しようとする。
〔課題を解決するための手段］
本発明の原理についてＩｎＧａＡｓＰ結晶の成長を例に
して説明する。
して説明する。
第１図については、先に説明した通り、ＰＩ（。
ガスとＡＳＨ３ガスとを用いる場合であって、ＰＨ３ガ
スの熱分解温度がＡｓＨ，ガスの熱分解温度よりも高い
ことから、熱分解した〜′族原料ガスの気相中での組成
が上流側から下流側に向かってＰ組成が大になるように
変化し、従って、得られたＩｎＧａＡｓＰ結晶中でのＰ
組成が上流側から下流側に向かって増加した様子が表さ
れている。
スの熱分解温度がＡｓＨ，ガスの熱分解温度よりも高い
ことから、熱分解した〜′族原料ガスの気相中での組成
が上流側から下流側に向かってＰ組成が大になるように
変化し、従って、得られたＩｎＧａＡｓＰ結晶中でのＰ
組成が上流側から下流側に向かって増加した様子が表さ
れている。
第２図も本発明の詳細な説明する為のＩ ｎＣｙａＡｓ
Ｐ結晶に於ける■族組成の結晶面内での組成分布を表す
線図であり、第１図と同様、図の縦軸は固相中のＰ組成
を、また、横軸は基板中央からの距離をそれぞれ採っで
ある。
Ｐ結晶に於ける■族組成の結晶面内での組成分布を表す
線図であり、第１図と同様、図の縦軸は固相中のＰ組成
を、また、横軸は基板中央からの距離をそれぞれ採っで
ある。
このデータは、■族元素の原料としてＡｓＨ：ｌガス並
びにターシャリ・ブチル・ホスフィン（ｔｅｒｔｉａｒ
ｙ ｂｕｔｙｌ ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ：ｔＢＰ）ガ
スをそれぞれ用い、成長温度を第１図の場合と同様に６
００（’Ｃ）として１ｎＧａＡｓＰ結晶を成長させて得
られたものである。
びにターシャリ・ブチル・ホスフィン（ｔｅｒｔｉａｒ
ｙ ｂｕｔｙｌ ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ：ｔＢＰ）ガ
スをそれぞれ用い、成長温度を第１図の場合と同様に６
００（’Ｃ）として１ｎＧａＡｓＰ結晶を成長させて得
られたものである。
通常、ｔＢＰガスの熱分解温度はＡ ｓ Ｈｘガスのそ
れに比較して低く、熱分解した■族原料ガスの気相中で
の組成は上流側から下流側に向かってＡｓ組成が大にな
るよう変化する。従って、成長したＩ ｎＧａＡｓ Ｐ
結晶中でのｐＨｉ成は上流側から下流側に向かって減少
することになる。
れに比較して低く、熱分解した■族原料ガスの気相中で
の組成は上流側から下流側に向かってＡｓ組成が大にな
るよう変化する。従って、成長したＩ ｎＧａＡｓ Ｐ
結晶中でのｐＨｉ成は上流側から下流側に向かって減少
することになる。
前記したように、Ａｓｈ、ガスの熱分解温度に対し、Ｐ
Ｈ３ガスの熱分解温度は高く且つｔＢＰガスの熱分解温
度は低いので、このような特性を利用すると、組成が均
一な混晶化合物半導体結晶を得ることができる。
Ｈ３ガスの熱分解温度は高く且つｔＢＰガスの熱分解温
度は低いので、このような特性を利用すると、組成が均
一な混晶化合物半導体結晶を得ることができる。
このようなことから、本発明に依る化合物半導体結晶の
成長方法に於いては、 （１）化合物半導体結晶（例えばＩｎＧａＡｓＰなど）
を構成する各元素に対応する各原料ガスのうち或る熱分
解温度特性をもつ少な（とも一種類の原料ガス（例えば
ＡｓＨ，ガス）に対して同等の熱分解温度特性をもつ他
の元素の原料ガスが存在しない場合に於いて、 該他の元素の或る原料ガス（例えばＰＨ，ガス）に対し
てその熱分解温度特性と逆のそれをもった該他の元素の
原料ガスの少なくとも一種類（例えば有機Ｐガスである
ｔＢＰ）を混合した混合ガスを半導体結晶基板（例えば
ｎ型ＩｎＰ結晶基板１１）上に供給する有機金属気相成
長法にて前記化合物半導体結晶を成長させる工程 が含まれてなるか、或いは、 （２）前記（１）に於いて、前記有機金属気相成長法に
て成長させる化合物半導体結晶がＡｓ及びＰを含むもの
であること を特徴とするか、或いは、 （３）前記（１）に於いて、前記有機金属気相成長法に
て成長させる化合物半導体結晶がＩｎＧａＡｓＰである
こと を特徴とするか、或いは、 （４）前記（１）に於いて、前記或る熱分解温度をもつ
少な（とも一種類の原料ガスがＡＳＨ３ガスであること を特徴とするか、或いは、 （５）前記（１）に於いて、前記或る熱分解温度をもつ
少なくとも一種類の原料ガスがＰＨ，ガスであること を特徴とするか、或いは、 （６）前記（１）に於いて、前記或る熱分解温度をもつ
少なくとも一種類の原料ガスが有機Ｐガスであること を特徴とするか、或いは、 （７）前記（１）に於いて、前記他の元素の原料ガスで
ある混合ガスがＰＨ，ガスと有機Ｐガスの混合ガスであ
ること を特徴とするか、或いは、 （８）前記（６）或いは（７）に於いて、前記有機Ｐガ
スがターシャリ・ブチル・ボスフィン・ガスであること を特徴とする。
成長方法に於いては、 （１）化合物半導体結晶（例えばＩｎＧａＡｓＰなど）
を構成する各元素に対応する各原料ガスのうち或る熱分
解温度特性をもつ少な（とも一種類の原料ガス（例えば
ＡｓＨ，ガス）に対して同等の熱分解温度特性をもつ他
の元素の原料ガスが存在しない場合に於いて、 該他の元素の或る原料ガス（例えばＰＨ，ガス）に対し
てその熱分解温度特性と逆のそれをもった該他の元素の
原料ガスの少なくとも一種類（例えば有機Ｐガスである
ｔＢＰ）を混合した混合ガスを半導体結晶基板（例えば
ｎ型ＩｎＰ結晶基板１１）上に供給する有機金属気相成
長法にて前記化合物半導体結晶を成長させる工程 が含まれてなるか、或いは、 （２）前記（１）に於いて、前記有機金属気相成長法に
て成長させる化合物半導体結晶がＡｓ及びＰを含むもの
であること を特徴とするか、或いは、 （３）前記（１）に於いて、前記有機金属気相成長法に
て成長させる化合物半導体結晶がＩｎＧａＡｓＰである
こと を特徴とするか、或いは、 （４）前記（１）に於いて、前記或る熱分解温度をもつ
少な（とも一種類の原料ガスがＡＳＨ３ガスであること を特徴とするか、或いは、 （５）前記（１）に於いて、前記或る熱分解温度をもつ
少なくとも一種類の原料ガスがＰＨ，ガスであること を特徴とするか、或いは、 （６）前記（１）に於いて、前記或る熱分解温度をもつ
少なくとも一種類の原料ガスが有機Ｐガスであること を特徴とするか、或いは、 （７）前記（１）に於いて、前記他の元素の原料ガスで
ある混合ガスがＰＨ，ガスと有機Ｐガスの混合ガスであ
ること を特徴とするか、或いは、 （８）前記（６）或いは（７）に於いて、前記有機Ｐガ
スがターシャリ・ブチル・ボスフィン・ガスであること を特徴とする。
（作用〕
前記手段を採ることに依り、或る元素に対応する原料ガ
スの熱分解温度特性と他の元素に対応する原料ガスの熱
分解温度特性とが相違している場合であっても、該他の
元素に対応する原料ガスの熱分解温度特性と逆のそれを
もつ少なくとも一種類の原料ガスを混合し、実質的に原
料ガスの熱分解温度特性を補正して混晶化合物半導体結
晶を成長させることができ、その結果、結晶基板面内に
於ける組成分布は著しく均一化される。
スの熱分解温度特性と他の元素に対応する原料ガスの熱
分解温度特性とが相違している場合であっても、該他の
元素に対応する原料ガスの熱分解温度特性と逆のそれを
もつ少なくとも一種類の原料ガスを混合し、実質的に原
料ガスの熱分解温度特性を補正して混晶化合物半導体結
晶を成長させることができ、その結果、結晶基板面内に
於ける組成分布は著しく均一化される。
第３図はＭＯＶＰＥ法を適用することに依って成長させ
た光通信に用いる分布帰還型（ｄ ｉ ｓ ｔ。
た光通信に用いる分布帰還型（ｄ ｉ ｓ ｔ。
ｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ：ＤＦＢ）レーザ
・ダイオードに於ける諸手導体層の要部切断正面図を表
している。
・ダイオードに於ける諸手導体層の要部切断正面図を表
している。
図に於いて、１１はｎ型ＩｎＰ結晶基板、１２は回折格
子、１３はｎ型１ ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層、１４は
ノン・ドープＩｎＧａＡｓＰ活性層、１５はｐ型１ｎＰ
クラッド層をそれぞれ示している。
子、１３はｎ型１ ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層、１４は
ノン・ドープＩｎＧａＡｓＰ活性層、１５はｐ型１ｎＰ
クラッド層をそれぞれ示している。
このような構成を得るには、干渉露光法など通常の技術
を適用してｎ型１ｎＰ結晶基板１１の表面に回折格子１
２を形成し、その上にＭＯＶＰＥ法を通用してｎ型１
ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３とノン・ドープＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層１４とｐ型ｌｎＰクラット層１５とを順に
成長させる。
を適用してｎ型１ｎＰ結晶基板１１の表面に回折格子１
２を形成し、その上にＭＯＶＰＥ法を通用してｎ型１
ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３とノン・ドープＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層１４とｐ型ｌｎＰクラット層１５とを順に
成長させる。
この後、通常のメサ・エツチング法を適用して表面のρ
型１ｎＰクラッド層１５からｎ型１ｎＰ結晶基板１１の
表面、或いは、その中にまで達するメサ・エツチングを
行って、ストライプのメサを形成し、次いで、そのメサ
に於ける両側をＩｎＰ結晶で埋め込み、次いで、略平坦
化された表面にＰ型１ ｎＧａＡｓ Ｐコンタクト層を
形成し、ｐ側電極及びｎ側電極を形成して完成する。
型１ｎＰクラッド層１５からｎ型１ｎＰ結晶基板１１の
表面、或いは、その中にまで達するメサ・エツチングを
行って、ストライプのメサを形成し、次いで、そのメサ
に於ける両側をＩｎＰ結晶で埋め込み、次いで、略平坦
化された表面にＰ型１ ｎＧａＡｓ Ｐコンタクト層を
形成し、ｐ側電極及びｎ側電極を形成して完成する。
さて、図示の構成に於いて、各半導体層の膜厚や混晶組
成は最も基本的な素子パラメータであって、再現性良（
、しかも、結晶面内の均一性を良好に実現しなければな
らない。
成は最も基本的な素子パラメータであって、再現性良（
、しかも、結晶面内の均一性を良好に実現しなければな
らない。
前記各半導体層のうち、例えば、室温発光波長約１．１
Ｃμｍ、）組成のｎ型１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層１３を
成長させる場合を本発明一実施例として説明しよう。
Ｃμｍ、）組成のｎ型１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層１３を
成長させる場合を本発明一実施例として説明しよう。
この場合に於ける諸条件を例示すると、使用装置：縦型
ＭＯＶＰＥ装置 ｎ型１ｎＰ結晶基板寸法：約５０Ｃｍｍｌφ基板回転速
度＝６０〔回／分］ 成長温度：約６００（”Ｃ） 成長圧カニ７６（Ｔｏｒｒ） ガスの総流量：６〔β〕 ■族元素の原料： ＴＭ ｌ ｎ及びＴＥＧａ成長速度
：約ＩＣｕｍ／時間］ ■族／■族比：約１５０ ＰＨ，ガスとｔＢＰガスの供給混合比＝４対６である。
ＭＯＶＰＥ装置 ｎ型１ｎＰ結晶基板寸法：約５０Ｃｍｍｌφ基板回転速
度＝６０〔回／分］ 成長温度：約６００（”Ｃ） 成長圧カニ７６（Ｔｏｒｒ） ガスの総流量：６〔β〕 ■族元素の原料： ＴＭ ｌ ｎ及びＴＥＧａ成長速度
：約ＩＣｕｍ／時間］ ■族／■族比：約１５０ ＰＨ，ガスとｔＢＰガスの供給混合比＝４対６である。
第４図は本発明を適用して成長させたＩ ｎＧａＡｓＰ
光ガイド層１３に於ける室温発光波長の面内分布均一性
を表す線図であり、図の縦軸には室温発光波長を、また
、横軸には基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
光ガイド層１３に於ける室温発光波長の面内分布均一性
を表す線図であり、図の縦軸には室温発光波長を、また
、横軸には基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
図から明らかなように、発光波長の面内分布は約−！＝
３ （ｎｍ３程度であり、その均一性は著しく向上して
いる。
３ （ｎｍ３程度であり、その均一性は著しく向上して
いる。
ここで、比較の為、本発明を適用しない場合について説
明しよう。
明しよう。
第５図は本発明の実施例と同じ（ＩｎＧａＡｓＰ光ガイ
ド層１３をＡｓＨ，ガスーＩ−ＰＨ，ガスの手段で成長
させた場合に於ける室温発光波長の面内分布均一性を表
す線図であり、図の縦軸には室温発光波長を、また、横
軸には基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
ド層１３をＡｓＨ，ガスーＩ−ＰＨ，ガスの手段で成長
させた場合に於ける室温発光波長の面内分布均一性を表
す線図であり、図の縦軸には室温発光波長を、また、横
軸には基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
この場合、原料ガスの熱分解温度の相違に起因して、Ｉ
ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３の室温発光波長は、Ｉ
ｎＰ結晶基板１１の中央部分から端部分に向かって短波
長側に変化している。この場合に於ける発光波長の面内
分布は約±１６．ｎｍ）である。
ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３の室温発光波長は、Ｉ
ｎＰ結晶基板１１の中央部分から端部分に向かって短波
長側に変化している。この場合に於ける発光波長の面内
分布は約±１６．ｎｍ）である。
第６図は、同じく、ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層１３をＡ
ｓＨ３ガス＋ｔＢＰガスの手段で成長させた場合に於け
る室温発光波長の面内分布均一性を表す線図であり、第
５図と同様、図の縦軸には室温発光波長を、また、横軸
には基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
ｓＨ３ガス＋ｔＢＰガスの手段で成長させた場合に於け
る室温発光波長の面内分布均一性を表す線図であり、第
５図と同様、図の縦軸には室温発光波長を、また、横軸
には基板中央からの距離をそれぞれ採っである。
この場合、原料ガスの熱分解温度の相違に起因して、Ｉ
ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３の室温発光波長は、Ｉ
ｎＰ結晶基板１１の中央部分から端部分に向かって長波
長側に変化している。この場合に於ける発光波長の面内
分布は約±１０ｊｎｍ〕である。
ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３の室温発光波長は、Ｉ
ｎＰ結晶基板１１の中央部分から端部分に向かって長波
長側に変化している。この場合に於ける発光波長の面内
分布は約±１０ｊｎｍ〕である。
第５図及び第６図について説明した手段に依って得られ
る面内分布均一性は、何れも、本発明に依った場合と比
較すると問題にならないことが明瞭に看取される。
る面内分布均一性は、何れも、本発明に依った場合と比
較すると問題にならないことが明瞭に看取される。
［発明の効果］
本発明に依る化合物半導体結晶の成長方法に於いては、
化合物半導体結晶を構成する各元素に対応する各原料ガ
スのうち或る熱分解温度特性をもつ少なくとも一種類の
原料ガスに対して同等の熱分解温度特性をもつ他の元素
の原料ガスが存在しない場合に於いて、酸性の元素の或
る原料ガスに対してその熱分解温度特性と逆のそれをも
つ酸性の元素の原料ガスの少なくとも一種類を混合した
混合ガスを半導体結晶基板上に供給する有機金属気相成
長法にて前記化合物半導体結晶を成長させるようにして
いる。
化合物半導体結晶を構成する各元素に対応する各原料ガ
スのうち或る熱分解温度特性をもつ少なくとも一種類の
原料ガスに対して同等の熱分解温度特性をもつ他の元素
の原料ガスが存在しない場合に於いて、酸性の元素の或
る原料ガスに対してその熱分解温度特性と逆のそれをも
つ酸性の元素の原料ガスの少なくとも一種類を混合した
混合ガスを半導体結晶基板上に供給する有機金属気相成
長法にて前記化合物半導体結晶を成長させるようにして
いる。
前記構成を採ることに依り、或る元素に対応する原料ガ
スの熱分解温度特性と他の元素に対応する原料ガスの熱
分解温度特性とが相違している場合であっても、酸性の
元素に対応する原料ガスの熱分解温度特性と逆のそれを
もつ少なくとも一種類の原料ガスを混合し、実質的に原
料ガスの熱分解温度特性を補正して混晶化合物半導体結
晶を成長させることができ、その結果、結晶基板面内に
於ける組成分布は著しく均一化される。
スの熱分解温度特性と他の元素に対応する原料ガスの熱
分解温度特性とが相違している場合であっても、酸性の
元素に対応する原料ガスの熱分解温度特性と逆のそれを
もつ少なくとも一種類の原料ガスを混合し、実質的に原
料ガスの熱分解温度特性を補正して混晶化合物半導体結
晶を成長させることができ、その結果、結晶基板面内に
於ける組成分布は著しく均一化される。
第１図は本発明の詳細な説明する為のＩｎＧａＡｓＰ結
晶に於けるＶ族組成の結晶面内での組成分布を表す線図
、第２図も本発明の詳細な説明する為のＩｎＧａＡｓＰ
結晶に於けるＶ族組成の結晶面内での組成分布を表す線
図、第３図はＭＯＶＰＥ法を適用することに依って成長
させた光通信に用いるＤＦＢレーザ・ダイオードに於け
る諸手導体層の要部切断正面図、第４図は本発明を適用
して成長させたＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層１３に於ける
室温発光波長の面内分布均一性を表す線図、第５図は本
発明の実施例と同しく Ｉ ｎｃａＡｓＰ光ガイド層１
３をＡｓＨ３ガス＋ＰＨ，ガスの手段で成長させた場合
に於ける室温発光波長の面内分布均一性を表す線図、第
６図は、同しく、ＩｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３をＡ
ｓＨ：ｌガス＋しＢＰガスの手段で成長させた場合に於
ける室温発光波長の面内分布均一性を表す線図、第７図
は通常のＭ ＯＶ Ｐ Ｅ法を実施するＭ ＯＶ Ｐ
Ｅ装置を説明する為の要部切断側面説明図を表している
。 図に於いて、 １は結晶成長室、 ２は原料ガス導入口、 ３はガス排気口、 ４は回転カーボン・サセプタ、 ５は回転カーボン・サセプタ支持棒、 ６は高周波加熱コイル、 ７は結晶基板、 １１はｎ型１ｎＰ結晶基板、 １２は回折格子、 １３はｎ型１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層、１４はノン・ド
ープｌ ｎＧａＡｓ Ｐ活性層、１５はＰ型１ｎＰクラ
ッド層 をそれぞれ示している。
晶に於けるＶ族組成の結晶面内での組成分布を表す線図
、第２図も本発明の詳細な説明する為のＩｎＧａＡｓＰ
結晶に於けるＶ族組成の結晶面内での組成分布を表す線
図、第３図はＭＯＶＰＥ法を適用することに依って成長
させた光通信に用いるＤＦＢレーザ・ダイオードに於け
る諸手導体層の要部切断正面図、第４図は本発明を適用
して成長させたＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層１３に於ける
室温発光波長の面内分布均一性を表す線図、第５図は本
発明の実施例と同しく Ｉ ｎｃａＡｓＰ光ガイド層１
３をＡｓＨ３ガス＋ＰＨ，ガスの手段で成長させた場合
に於ける室温発光波長の面内分布均一性を表す線図、第
６図は、同しく、ＩｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層１３をＡ
ｓＨ：ｌガス＋しＢＰガスの手段で成長させた場合に於
ける室温発光波長の面内分布均一性を表す線図、第７図
は通常のＭ ＯＶ Ｐ Ｅ法を実施するＭ ＯＶ Ｐ
Ｅ装置を説明する為の要部切断側面説明図を表している
。 図に於いて、 １は結晶成長室、 ２は原料ガス導入口、 ３はガス排気口、 ４は回転カーボン・サセプタ、 ５は回転カーボン・サセプタ支持棒、 ６は高周波加熱コイル、 ７は結晶基板、 １１はｎ型１ｎＰ結晶基板、 １２は回折格子、 １３はｎ型１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層、１４はノン・ド
ープｌ ｎＧａＡｓ Ｐ活性層、１５はＰ型１ｎＰクラ
ッド層 をそれぞれ示している。
Claims (8)
- （１）化合物半導体結晶を構成する各元素に対応する各
原料ガスのうち或る熱分解温度特性をもつ少なくとも一
種類の原料ガスに対して同等の熱分解温度特性をもつ他
の元素の原料ガスが存在しない場合に於いて、 該他の元素の或る原料ガスに対してその熱分解温度特性
と逆のそれをもった該他の元素の原料ガスの少なくとも
一種類を混合した混合ガスを半導体結晶基板上に供給す
る有機金属気相成長法にて前記化合物半導体結晶を成長
させる工程 が含まれてなることを特徴とする化合物半導体結晶の成
長方法。 - （２）前記有機金属気相成長法にて成長させる化合物半
導体結晶がＡｓ及びＰを含むものであること を特徴とする請求項１記載の化合物半導体結晶の成長方
法。 - （３）前記有機金属気相成長法にて成長させる化合物半
導体結晶がＩｎＧａＡｓＰであること を特徴とする請求項１記載の化合物半導体結晶の成長方
法。 - （４）前記或る熱分解温度特性をもつ少なくとも一種類
の原料ガスがＡｓＨ＿３ガスであることを特徴とする請
求項１記載の化合物半導体結晶の成長方法。 - （５）前記或る熱分解温度特性をもつ少なくとも一種類
の原料ガスがＰＨ＿３ガスであること を特徴とする請求項１記載の化合物半導体結晶の成長方
法。 - （６）前記或る熱分解温度特性をもつ少なくとも一種類
の原料ガスが有機Ｐガスであること を特徴とする請求項１記載の化合物半導体結晶の成長方
法。 - （７）前記他の元素の原料ガスである混合ガスがＰＨ＿
３ガスと有機Ｐガスの混合ガスであることを特徴とする
請求項１記載の化合物半導体結晶の成長方法。 - （８）前記有機Ｐガスがターシャリ・ブチル・ホスフィ
ン・ガスであること を特徴とする請求項６或いは７記載の化合物半導体結晶
の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19629190A JPH0483332A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 化合物半導体結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19629190A JPH0483332A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 化合物半導体結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483332A true JPH0483332A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16355362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19629190A Pending JPH0483332A (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 化合物半導体結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0483332A (ja) |
-
1990
- 1990-07-26 JP JP19629190A patent/JPH0483332A/ja active Pending
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