JPH10321959A - 化合物半導体の製造方法 - Google Patents
化合物半導体の製造方法Info
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- JPH10321959A JPH10321959A JP12845497A JP12845497A JPH10321959A JP H10321959 A JPH10321959 A JP H10321959A JP 12845497 A JP12845497 A JP 12845497A JP 12845497 A JP12845497 A JP 12845497A JP H10321959 A JPH10321959 A JP H10321959A
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Abstract
つ高品質に得る。 【解決手段】 III族元素として少なくともGa(ガ
リウム)とIn(インジウム)とを共に含み、V族元素
として少なくともN(窒素)とAs(砒素)とを共に含
む化合物半導体結晶を少なくとも1層含む積層構造を半
導体基板上に作製する化合物半導体の製造方法であっ
て、該半導体基板が閃亜鉛鉱型の半導体結晶から成り、
かつ前記基板が{001}面から{111}A面方向へ
傾斜させた表面を有していることによる。
Description
て少なくともGaとInとを共に含み、V族元素として
少なくともNとAsとを共に含む化合物半導体の製造方
法に関する。
してのIII−V族化合物半導体の利用分野を大きく広
げる新しい材料系として、V族元素としてN(窒素)と
As(砒素)とを共に含むIII−V族化合物混晶半導
体材料が提案され、注目されている。N組成の大きなA
lGaNxAs1-x(x=0.2)系混晶はSi基板に格
子整合する直接遷移型半導体材料となる可能性があるこ
とから光−電子集積回路用の光源材料として、また、N
組成の小さなGaInNyAs1-y(y=0.015〜
0.035)系混晶は光ファイバー通信に重要な波長
1.3μm,1.55μmに相当するバンドギャップを
もつ直接遷移型半導体材料をGaAs基板に格子整合し
て得られる可能性があり、これらは応用物理誌第65巻
1996年第2号148頁(参考文献1)に詳しい。
InNAs混晶を用い、かつクラッド層にAlGaAs
系あるいはGaInP系化合物半導体を用いることによ
り活性層とクラッド層との間に大きなバンドオフセット
がとれ、従来の同波長域の半導体レーザに比べて格段に
温度特性が向上した通信用半導体レーザが実現される材
料系であることが実証され、特に実用上注目に値する。
Letters,1996年,第32巻,1585頁
(参考文献2)において、Ga0.75In0.25N0.005A
s0.995を単一量子井戸活性層の井戸層に用いた半導体
レーザが示され、77Kにおいて波長1.113μmで
のレーザ発振が報告されている。この従来例におけるG
aInNAsから成る層を含む活性層は、分子線エピタ
キシャル成長(Moleculer Beam Epi
taxy:MBE)法によって作製されており、N原料
としてラジカル励起されたN分子線が用いられている。
基板には、GaAs(001)面が用いられており、5
00℃の基板温度で結晶成長されている。
上記の従来例は波長1.113μmでのレーザ発振であ
り、光ファイバー通信に重要な波長1.3μm,1.5
5μmでのレーザ発振には至っていない。波長1.3μ
m,1.55μmに相当するバンドギャップを有するG
aInNAs混晶をGaAsに格子整合して得るために
は、その組成を、波長1.3μmに対してはGa0.928
In0.072N0.025As0.975、1.55μmに対しては
Ga0.904In0.096N0.034As0.966とすればよい。す
なわち、参考文献2に示された従来例よりも、Nの組成
比を大きく(0.025以上)することになる。
た結果、従来の方法で作製されるGaInNAs混晶に
おいては、NおよびInの組成を増すに連れてその結晶
性が大きく悪化し、波長1.3μmや1.55μmに相
当するバンドギャップをもつGaInNAs結晶は半導
体レーザの活性層として用いるのに十分な結晶性をもた
ないことがわかってきた。これはこの組成の結晶が、G
a−In−As−N四元混晶系における非混和領域(m
iscibility gap)内に相当する組成であ
ると見られ、非混和領域外のより安定な二元もしくは三
元混晶の種々の化合物の微小領域が結晶内に発生しやす
い傾向があり、多くの結晶欠陥が誘発されることによる
と考えられる。
tal Growth 164(1996)175−1
79(参考文献3)においては、Inを含まないGaN
Asの結晶についてはNの組成で0.10まで上げても
良好な結晶を作製できることが確認されている。それに
対し、Inが入ったGa−In−As−N四元混晶系に
なると、Nの組成がより少ない場合でも結晶性の低下が
起こり、波長1.3μm,1.55μmでのレーザ発振
に要求される様な組成では良好なGaInNAs混晶結
晶が得られない。一方、Nを含まないGaInAsもす
べてのInの組成において良好な結晶を作製できる。こ
のことは、GaInNAs混晶結晶においての結晶性の
低下はNの組成が大きくなることにのみ起因するのでは
なく、Nの存在下でInを添加していくことが深く関わ
っていることを示している。これは、Inの添加により
四元混晶系にすることで非混和領域(miscibil
ity gap)の組成範囲が拡大することによると推
測される。
としたものである。つまり、III族元素として少なく
ともGaとInとを共に含み、V族元素として少なくと
もNとAsとを共に含む化合物半導体混晶において、非
混和領域内に相当する組成でも良好な結晶性を保ったま
ま均一な混晶結晶を作製することができる結晶成長の方
法を提供するものである。特に、波長1.3μm,1.
55μmに相当するバンドギャップを有するGaInN
As混晶結晶を得る製造方法を提供するものである。
係る化合物半導体の製造方法は、III族元素として少
なくともGa(ガリウム)とIn(インジウム)とを共
に含み、V族元素として少なくともN(窒素)とAs
(砒素)とを共に含む化合物半導体結晶を少なくとも1
層含む積層構造を半導体基板上に作製する化合物半導体
の製造方法であって、基板が閃亜鉛鉱型の半導体結晶か
ら成り、その基板が{001}面から{111}A面方
向へ傾斜された表面を有していることによって上記の目
的を達成する。
成長の検討手法から観点を変えて、用いる基板の表面の
状態に注目して検討を行った。その結果、基板の表面を
終端している原子の種類が、GaInNAs混晶結晶を
結晶成長する際に大きな影響を与えていることを見い出
した。請求項1による本発明では、基板表面がIII族
元素終端面である為に、均一で良好な結晶性を保ったま
まGaInNAs混晶結晶を作製することができるよう
になる。
の製造方法は、その基板が{001}面から{111}
A面方向へ3度以上30度以下の角度で傾斜された表面
を有していることによって上記の目的を達成する。
から{111}A面方向へ5度以上15度以下の角度で
傾斜された表面を有していることによって上記の目的を
達成する。基板の傾斜角度を適切に選ぶことにより、特
に効果的に前記の作用・効果を得ることができる。
の製造方法は、前記積層構造は、600℃以上750℃
以下の温度で結晶成長されることによって上記の目的を
達成する。
特に効果的に前記の作用・効果を得ることができる。
の製造方法は、前記のIII族元素として少なくともG
aとInとを共に含み、V族元素として少なくともNと
Asとを共に含む化合物半導体結晶は、V族元素として
結晶中に含まれているNの組成比 [N原子密度]/([N原子密度]+[As原子密
度]) が0.025以上0.1以下であることによって上記の
目的を達成する。
含むIII−V族化合物半導体混晶に対してこの発明を
適用することで、格段の効果を得ることができる。
の製造方法は、V族元素としてP(燐)を含む化合物半
導体を積層し、その上にV族元素としてAsだけを有す
る化合物半導体を少なくとも1分子層以上10分子層以
下だけ積層し、その上にIII族元素として少なくとも
GaとInとを共に含み、V族元素として少なくともN
とAsとを共に含む化合物半導体結晶を結晶成長する工
程を含んでいることによって上記の目的を達成する。
aInNAs混晶結晶との界面が急峻になる。
の製造方法は、III族元素として少なくともGaとI
nとを共に含み、V族元素として少なくともNとAsと
を共に含む化合物半導体結晶を結晶成長する直前に、N
原料だけを供給する工程を含むことによって上記の目的
を達成する。
s混晶結晶を結晶成長する直前に、その下地の表面が窒
化される為、その上のGaInNAs混晶結晶が結晶成
長の初期からスムースなステップフロー成長が起こるよ
うになる。
の製造方法は、基板として用いる閃亜鉛鉱型の半導体結
晶がGaAsからなることによって上記の目的を達成す
る。
光ファイバー通信に重要な波長1.3μm,1.55μ
mに対応するGaInNAs混晶結晶を格子整合させて
得ることができる。
1)面から(111)A面方向へ傾斜したGaAs基板
の上に、MBE法を用いてAlGaAs/GaInNA
s/AlGaAsからなるダブルヘテロ構造を作製した
場合について示す。
斜した表面を有するGaAs基板を準備し、その上に、
Al分子線,Ga分子線,In分子線,As2分子線,
ラジカル励起されたN分子線を原料とするMBE法によ
り化合物半導体の多層膜を結晶成長した。
方向へ傾斜した表面」とは、(001)面の傾斜基板で
あり、Ga原子で終端するステップ端を表面に有するよ
うに傾斜して切り出された基板である。(001)面か
ら(111)A面方向へ55°傾斜した基板は、(11
1)A面となる。なお、{111}A面は{111}G
a面、{111}B面は{111}As面とも呼ぶ。
板の上に層厚0.5μmのGaAsからなるバッファ層
を、その上に層厚0.5μmのAl0.2Ga0.8Asから
なる第一障壁層を、その上に層厚0.1μmのGa
0.928In0.072N0.025As0.975からなる発光層を、そ
の上に層厚0.5μmのAl0.2Ga0.8Asからなる第
二障壁層を、その上に保護層として層厚0.5μmのG
aAsが形成されている。この時のGa0.928In0.072
N0.025As0.975結晶は、GaAsに格子整合し、波長
1.3μmに相当するバンドギャップを有するGaIn
NAs結晶である。結晶成長温度は、多層膜を作製する
間中650℃に保持し、結晶成長速度は0.5μm/時
間とした。
示すシーケンスで行った。つまり、GaAs基板をMB
E結晶成長装置内に導入した後、(工程A)As2分子
線を照射しながら650℃にまで昇温し、GaAsの清
浄表面を得る。その後、(工程B)Ga分子線,As2
分子線により層厚0.5μmのGaAsを結晶成長し、
続いて(工程C)Al分子線,Ga分子線,As2分子
線により層厚0.5μmのAl0.2Ga0.8Asを得る。
次に(工程D)Nラジカル分子線だけを供給して成長層
最表面のテラスを形成するAs原子の一部を窒化により
N原子で置き換えた後、(工程E)Ga分子線,In分
子線,As2分子線,Nラジカル分子線により層厚0.
1μmのGaInNAs層を得る。再び(工程F)Al
分子線,Ga分子線,As2分子線により層厚0.5μ
mのAl0.2Ga0.8Asを、最後に(工程G)Al分子
線を止めて0.5μmのGaAsを得る。各層を結晶成
長する際の各分子線の強度は、それぞれの層に対して最
適となるように調節した。
作製した試料に関して表面欠陥密度を評価した結果を図
2に示す。傾斜角0°の傾斜していない(001)面上
に作製された試料と比較して、傾斜基板上では高品質の
GaInNAs混晶を得ることができた。またその傾斜
角度とともに欠陥密度が低下し、最低値をとる。
ない面方位を有する基板の上にGaInNAs混晶結晶
を結晶成長させた場合結晶性の低下が発生しやすい。こ
れは、この四元混晶の組成が非混和領域(miscib
ility gap)内に相当する組成であるため、微
視的には非混和領域外のより安定な二元もしくは三元混
晶の種々の化合物の微小領域が結晶内に発生し、母体の
格子定数の違いなどから多くの結晶欠陥が誘発されるた
めと考えられる。この微小領域の発生は特にIII族元
素種が複数ある場合、より誘発されやすい。これは、結
晶成長時には、III族元素であるGa、Inの成長表
面でのモビリティーがV族元素に比べて大きいので、よ
り安定な別のIII族組成比を持つ結晶が生成し、結晶
内に複数の相が分離して発生しやすいことによる。特
に、GaとNの結合力が他の組み合わせのものより特に
強いことにより、成長時に特にGaとNが優先的に結合
し、GaとNの組成が高い領域が結晶内に発生しやすい
ことが考えられる。このような不均一な領域の存在によ
り表面欠陥密度の増大などの結晶性の悪化が起こってい
ると思われる。これはIII族元素がGaとInの2つ
存在していることにより発生するものであり、Inの存
在しないGaNAs結晶の場合には、III族元素とし
てはGa元素のみのため、仮に成長時にGaとNが優先
的に結合したとしても、それにより組成が不均一になる
ことはない。
た表面を持つ基板、つまり{100}面から{111}
A面方向へ傾斜した表面をもつ基板を用いた場合、ステ
ップ端はV族元素で安定になろうとするので、結晶成長
中に基板に付着したGa源とIn源はステップ端に到達
してそのままその位置でIII族サイトに取り込まれ
る。その結果、別のIII族組成比を持つ結晶の生成が
抑制され、組成の均一性が大きく向上し、InとNの組
成の大きな結晶を良好な結晶性で得ることができるよう
になる。このように、III族サイトで終端している表
面ステップを有する基板を用いることで、非混和領域内
に相当する組成でも均一で良好な結晶性を有するGaI
nNAs混晶結晶を作製することが可能になる新たな効
果が見い出された。
るように3〜30°で十分な効果が現われ、5〜15°
とするのがより好ましい。傾斜角度が小さい場合にはス
テップの密度が低い為にその効果が顕著には現われず、
傾斜角度が大きすぎる場合にも結晶性の悪化が生じる。
方向へ10°傾斜した表面を有するGaAs基板の上へ
多層構造を作製した時の表面欠陥密度の、結晶成長時の
基板温度の依存性を示す。いずれもGaAsに格子整合
する組成で、波長1.3μmに相当するバンドギャップ
を有するGaInNAs結晶の表面欠陥密度である。基
板温度600℃から750℃の間で表面欠陥密度の低い
試料が得られ、図3中で示されたΔTの範囲が最適な結
晶成長温度範囲であることがわかる。結晶成長の温度が
低い場合にはステップ端から結晶成長が生じるステップ
フロー成長が起こりにくく、また結晶成長温度が高い場
合には一旦結晶中に取り込まれたV族元素が再蒸発する
為に良好な結晶成長が生じない。
および10°の基板上に、上記化合物半導体多層膜を、
発光層のGa1-xInxNyAs1-y結晶の組成(x,y)
をさまざまに変えて結晶成長を行い、表面欠陥密度を評
価した結果を示す。図4(a)が傾斜角度0°の場合、
図4(b)が傾斜角度10°の場合である。これによる
と傾斜角度0°の場合、yが0.025以上では実験し
た範囲内のx(0.01〜0.4)のすべてで表面欠陥
密度が高いのに対し、傾斜角度10°の場合yが0.0
25以上0.03以下ではすべての範囲で表面欠陥密度
が十分に低い値となり、またyが0.1以下ではxが小
さい範囲では表面欠陥密度が十分低い値となった。
s層を結晶成長する直前にNラジカル分子線だけを供給
し、下地のAl0.2Ga0.8As層最表面のテラスを形成
するAs原子の一部をN原子で置き換え(工程D)、そ
の後にGaInNAs層の結晶成長を開始した(工程
E)。最初に基板表面のAs原子の一部をN原子で置換
しておくと、その後のAsとNとを共に含むIII−V
族化合物半導体混晶の成長がホモエピタキシャル成長と
なるのでステップフロー成長が生じやすく、初期の結晶
成長がスムースに開始され、その上に作製された結晶の
質が向上する。特に電子のド・ブロイ波長よりも薄いG
aInNAs層を量子井戸層として結晶成長させた場
合、その時に生じる量子効果は、テラスの窒化工程の採
用により著しく増大することがわかった。窒化工程を含
まない場合には、As化合物(Al0.2Ga0.8As)と
AsとNとを共に含むIII−V族化合物半導体混晶
(GaInNAs)との界面とが急俊に切り替わらない
為に量子効果が低減していると考えられる。界面に窒化
工程を入れることで、その組成の切り替えが急俊に生じ
るようになり、良好な界面が得られるようになる。
aInNAs混晶を得ることができた。さらに、上記の
方法を、1.3μmの波長域に対応する活性層の作製に
適用して半導体レーザ素子を作製したところ、高性能の
レーザが得られた。
て、(001)面から(111)A面方向へ傾斜したG
aAs基板の上に、有機金属気相成長(Metal O
rganic Chemical Vapor Dep
osition:MO−CVD)法を用いてGaInP
/GaInNAs/GaInPからなる単一量子井戸構
造を作製した場合について示す。
斜した表面を有するGaAs基板を準備し、その上に、
トリメチルガリウム(TMG),トリメチルインジウム
(TMI),アルシン(AsH3),フォスフィン(P
H3),ジメチルヒドラジン(DMeHy)を原料ガス
とし、水素(H2)をキャリアガスとするMO−CVD
法により化合物半導体の多層膜を結晶成長した。
板の上に層厚0.5μmのGaAsからなるバッファ層
を、その上にGa0.51In0.49Pからなる第一障壁層
を、その上に層厚8nmのGa0.89In0.11N0.04As
0.96からなる単一量子井戸発光層を、その上に層厚0.
5μmのGa0.51In0.49Pからなる第二障壁層を、そ
の上に保護層として層厚0.5μmのGaAsが形成さ
れている。この時のGa0.89In0.11N0.04As0.96結
晶は、GaAsに格子整合するGaInNAs結晶であ
る。結晶成長は常圧で行い、結晶成長温度は多層膜を作
製する間中700℃に保持し、結晶成長速度は1μm/
時間とした。
図5に示すシーケンスで行った。つまり、GaAs基板
をMO−CVD結晶成長装置内に導入した後、(工程
I)AsH3とH2の雰囲気により700℃にまで昇温
し、その後、(工程J)TMG,AsH3により層厚
0.5μmのGaAsを結晶成長させ、(工程K)TM
G,TMI,PH3により層厚0.5μmのGa0.51I
n0.49Pを得る。次に(工程L)TMGとAsH3とを
供給して1から3分子層分のGaAsを結晶成長した
後、(工程M)DMeHyだけを供給して成長層最表面
のテラスを形成するAs原子の一部を窒化によりN原子
で置き換えた後、(工程N)TMG,TMI,As
H3,DMeHyにより層厚8nmのGaInNAs層
を得る。再び(工程O)TMGとAsH3とを供給して
1から3分子層分のGaAsを結晶成長した後、(工程
P)TMG,TMI,PH3より層厚0.5μmのGa
0.51In0.49Pを、最後に(工程Q)TMG,AsH3
で0.5μmのGaAsを得た。各層を結晶成長する際
の各ガスの流量は、それぞれの層に対して最適となるよ
うに調節した。
図2に示した第一実施形態のものと同様の結果が得ら
れ、{001}面から{111}A面方向へ3〜30
°、望ましくは5〜15°だけ傾斜した表面を有するG
aAs基板の上へGaInNAs結晶を結晶成長するこ
とでその結晶性が格段に向上することが見い出された。
表面欠陥密度の、結晶成長時の基板温度の依存性も図4
と同様の結果であった。
nP層の上にGaInNAs層を結晶成長する前に、数
分子層程度のAs化合物を成長させ(工程L)、かつそ
の最表面のテラスを形成するAs原子の一部をN原子で
置き換え(工程M)、その後にGaInNAs層の結晶
成長を開始した(工程N)。P化合物の上にGaInN
As層を直接的に結晶成長させると、結晶成長の初期に
おいてGaInNAsのステップフロー成長が生じにく
く、傾斜基板を用いた効果が十分に発揮されない傾向が
あった。これに対し、P化合物の上に、As化合物の薄
層を界してから結晶成長を開始することで解決されるこ
とが見い出された。As化合物の薄層の厚さは、少なく
とも1分子層以上は必要であるが、P化合物とGaIn
NAs層とのヘテロ接合のバンドラインナップに影響を
与えないように10分子層以下であるのが望ましい。
NAs層を結晶成長する時には、界面に窒化工程を入れ
て表面のAs原子の一部をN原子で置換しておくと、そ
の後のV族元素としてAsとNとを共に含むIII−V
族化合物半導体混晶の成長がホモエピタキシャル成長と
なるのでステップフロー成長が生じやすく、初期の結晶
成長がスムースに開始され、その上の成長層の結晶性が
向上する。また、As化合物とAsとNとを共に含むI
II−V族化合物半導体混晶の組成との切り替えが急峻
に生じるようになる。
aInNAs混晶を得ることができた。さらに、上記の
方法を、1.55μmの波長域に対応する活性層の作製
に適用して半導体レーザ素子を作製したところ、高性能
のレーザが得られた。
態において、{001}基板の傾斜方向は、{111}
A面の方向から{001}面内で±10°程度ずれてい
ても表面ステップはV族元素で終端するので同様の効果
が得られた。
ればGaAsやGaPに限定されるものではなく、その
他のIII−V族半導体やII−VI族半導体結晶でも
同様の効果が得られた。
たMBE法およびMO−CVD法について述べたが、I
II族原料として固体原料,V族原料としてAsH3を
用いたガスソースMBE(GS−MBE)法、あるいは
III族原料に有機金属化合物,V族原料にガス原料に
用いた化学分子線エピタキシャル成長(CBE)法など
を用いても同様の効果が得られた。
してGa,In,Al,V族元素としてAs,Nを適宜
含んだ化合物について示したが、その他のIII族元素
(B等)やV族元素(P,Sb等)や不純物元素(Z
n,Be,Mg,Te,S,Se,Si等)が適宜含ま
れていても同様の効果が得られる。
れた方向は基板から離れる方向を示しており、「下」は
基板へ近づく方向を示している。「下」から「上」の方
向へ向かって結晶成長は進行する。
成,バンドギャップ波長,ヘテロ接合の組み合わせに限
定されることなく、III族元素として少なくともGa
とInとを共に含み、V族元素として少なくともNとA
sとを共に含む化合物半導体結晶であれば、他の組成,
バンドギャップをもつ半導体結晶の作製に対して適用す
ることが可能であることは言うまでもない。また、本発
明は成長層が基板結晶に格子整合する場合に限定される
ものではなく、例えば半導体レーザの歪量子井戸構造な
ど、結晶欠陥を誘発するものでなければ格子不整を有す
る混晶比であっても良い。
記の具体例に示されたもの以外のものを用いることが可
能である。特にMBE法,CVD法共に、ラジカル励起
されたN2,NH3または有機窒素化合物がN源として望
ましい。
る化合物半導体の製造方法によれば、III族元素とし
て少なくともGaとInとを共に含み、V族元素として
少なくともNとAsとを共に含む化合物半導体結晶を、
非混和領域内に相当する組成でも相分離することなく極
めて均一で良好な結晶性にて作製することができる。特
に、波長1.3μm,1.55μmに相当するバンドギ
ャップを有し、半導体レーザの活性層として用いるのに
十分な結晶性を有する化合物半導体混晶を作製すること
ができるようになる。
導体の製造方法によれば、請求項1の効果をより好適に
得ることができる。
の製造方法によれば、従来の結晶成長方法では良好な結
晶を得ることができない大きなN組成をもつ結晶が得ら
れるようになる。
の製造方法によれば、P化合物の上のAsとNとを共に
含むIII−V族化合物半導体混晶が結晶成長の初期か
らスムースなステップフロー成長が起こるようになり、
結晶性が向上する。
の製造方法によれば、その上のAsとNとを共に含むI
II−V族化合物半導体混晶が結晶成長の初期からスム
ースなステップフロー成長が起こるようになり、結晶性
が向上する。また、下地のAs化合物とV族元素として
AsとNとを共に含むIII−V族化合物半導体混晶と
の界面が、量子井戸構造を作製するのに十分なくらいに
急峻になる。
の製造方法によれば、波長1.3μm,1.55μmに
対応するバンドギャップを有する均一で良好な組成分布
をもつ化合物半導体混晶を格子整合させて得ることがで
きるようになり、請求項1から5の方法で作製される化
合物半導体混晶を用いて光ファイバー通信に重要な高品
質の発光素子を創出することが可能になる。
ムチャートを示す図である。(a)は基板温度、(b)
から(f)はそれぞれの分子線のシャッターシーケンス
を示す。
InNAs結晶の表面欠陥密度の、基板の傾斜角度依存
性を示す図である。
InNAs結晶の表面欠陥密度の、基板温度依存性を示
す図である。
InNAs結晶の表面欠陥の、InおよびNの組成に対
する依存性を示す図である。(a)傾斜なし5°傾斜、
(b)10°傾斜。
ムチャートを示す図である。(a)は基板温度、(b)
から(f)はそれぞれの原料ガスのシーケンスを示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 III族元素として少なくともGa(ガ
リウム)とIn(インジウム)とを共に含み、V族元素
として少なくともN(窒素)とAs(砒素)とを共に含
む化合物半導体結晶を少なくとも1層含む積層構造を半
導体基板上に作製する化合物半導体の製造方法であっ
て、 該半導体基板が閃亜鉛鉱型の半導体結晶から成り、かつ
前記基板が{001}面から{111}A面方向へ傾斜
させた表面を有していることを特徴とする化合物半導体
の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の化合物半導体の製造方
法において、前記基板が{001}面から{111}A
面方向へ3度以上30度以下の角度で傾斜された表面を
有していることを特徴とする化合物半導体の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2のいずれかに記載の化合
物半導体の製造方法において、前記積層構造は、600
℃以上750℃以下の温度で結晶成長されることを特徴
とする化合物半導体の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の化合
物半導体の製造方法において、前記のIII族元素とし
て少なくともGaとInとを共に含み、V族元素として
少なくともNとAsとを共に含む化合物半導体結晶は、
V族元素として結晶中に含まれているNの組成比 [N原子密度]/([N原子密度]+[As原子密
度]) が0.025以上0.1以下であることを特徴とする化
合物半導体の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の化合
物半導体の製造方法において、V族元素としてP(燐)
を含む化合物半導体を積層し、その上にV族元素として
Asだけを有する化合物半導体を少なくとも1分子層以
上10分子層以下積層し、その上に前記のIII族元素
として少なくともGaとInとを共に含み、V族元素と
して少なくともNとAsとを共に含む化合物半導体結晶
を結晶成長する工程を含んでいることを特徴とする化合
物半導体の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の化合
物半導体の製造方法において、III族元素として少な
くともGaとInとを共に含み、V族元素として少なく
ともNとAsとを共に含む化合物半導体結晶を結晶成長
する直前に、N原料だけを供給する工程を含むことを特
徴とする化合物半導体の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載の化合
物半導体の製造方法において、基板として用いる閃亜鉛
鉱型の半導体結晶がGaAsからなることを特徴とする
化合物半導体の製造方法。
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JP12845497A JP4002323B2 (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 化合物半導体の製造方法 |
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JPH10321959A true JPH10321959A (ja) | 1998-12-04 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100591252B1 (ko) * | 2001-11-05 | 2006-06-19 | 주식회사 비첼 | InGaNAs 화합물 반도체 박막 및 그 형성 방법 |
JP2006339675A (ja) * | 2006-09-07 | 2006-12-14 | Sharp Corp | 窒化物半導体レーザ素子および半導体光学装置 |
JP2008066327A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Iii−v化合物半導体を成長する方法 |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP12845497A patent/JP4002323B2/ja not_active Expired - Fee Related
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