JPH02239188A - エピタキシャル成長方法 - Google Patents
エピタキシャル成長方法Info
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- JPH02239188A JPH02239188A JP5824789A JP5824789A JPH02239188A JP H02239188 A JPH02239188 A JP H02239188A JP 5824789 A JP5824789 A JP 5824789A JP 5824789 A JP5824789 A JP 5824789A JP H02239188 A JPH02239188 A JP H02239188A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は，ウェーハ上へのエピタキシャル成長技術に関
し、特に化合物半導体単結晶ウェーハ上にＭＯＣＶＤ
（有機金属気相エピタキシャル成長法）によりエピタキ
シャル層を形成する場合に利用して効果的な技術に関す
る。
し、特に化合物半導体単結晶ウェーハ上にＭＯＣＶＤ
（有機金属気相エピタキシャル成長法）によりエピタキ
シャル層を形成する場合に利用して効果的な技術に関す
る。
［従来の技術］
従来、ＭＯＣＶＤやＭＢＥ （分子線エピタキシー）、
クロライドＣＶＤ、ハイドライドＣＶＤなどの気相エピ
タキシャル成長法によって化合物半導体単結晶ウェーハ
上にエピタキシャル層を成長させた場合、グロースピラ
ミッド（ｇｒｏｗｔｈｐｙｒａｍｉｄｓ）やファセッテ
ッドディフェクト（ｆａｃｅｔｅｄ ｄｅｆｅｃｔｓ
）と呼ばれる表面欠陥が生じるという問題があった。
クロライドＣＶＤ、ハイドライドＣＶＤなどの気相エピ
タキシャル成長法によって化合物半導体単結晶ウェーハ
上にエピタキシャル層を成長させた場合、グロースピラ
ミッド（ｇｒｏｗｔｈｐｙｒａｍｉｄｓ）やファセッテ
ッドディフェクト（ｆａｃｅｔｅｄ ｄｅｆｅｃｔｓ
）と呼ばれる表面欠陥が生じるという問題があった。
上記問題を解決するため、例えばウェーハの成長面を（
］． Ｏ Ｏ ＞方位から１〜７゜傾けて気相成長を
行なう方法（以下、オフアングル法と称する）が提案さ
れている（ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａ
ｌ Ｇｒｏｗｔｈ ８８Ｊ Ｅｌｓｅｖｉｅｒ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓＢ．Ｖ．（Ｎ
ｏｕｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｐｕ
ｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）ｐｐ５３〜ｐ
ｐ ６ ６）。
］． Ｏ Ｏ ＞方位から１〜７゜傾けて気相成長を
行なう方法（以下、オフアングル法と称する）が提案さ
れている（ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａ
ｌ Ｇｒｏｗｔｈ ８８Ｊ Ｅｌｓｅｖｉｅｒ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓＢ．Ｖ．（Ｎ
ｏｕｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｐｕ
ｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）ｐｐ５３〜ｐ
ｐ ６ ６）。
面方位を１〜７゜傾けるという上記オフアングル法にあ
っては、主として転位の上に発達するグロースピラミッ
ドやファセッテッドディフェクトと呼ばれる欠陥を，著
しく低減させることができる． ［発明が解決しようとする課題コ ところで、従来、半導体レーザのように結晶表面にグレ
ーティングを施さなければならないデバイスの材料には
上述したようなオフアングルのウェーハを使用すること
はできないため、面方位が（１００＞ジャストと呼ばれ
るものが使用されていた。しかし、従来の面方位ジャス
ト品を用いて気相成長を行なうと、エピタキシャル成長
層の表面に欠陥が現われたり現われなかったりする場合
があった。
っては、主として転位の上に発達するグロースピラミッ
ドやファセッテッドディフェクトと呼ばれる欠陥を，著
しく低減させることができる． ［発明が解決しようとする課題コ ところで、従来、半導体レーザのように結晶表面にグレ
ーティングを施さなければならないデバイスの材料には
上述したようなオフアングルのウェーハを使用すること
はできないため、面方位が（１００＞ジャストと呼ばれ
るものが使用されていた。しかし、従来の面方位ジャス
ト品を用いて気相成長を行なうと、エピタキシャル成長
層の表面に欠陥が現われたり現われなかったりする場合
があった。
この発明は上記のような背景の下になされたもので，そ
の目的とするところは，ウェーハ表面にＭＯＣＶＤによ
るエピタキシャル層を形成する場合において，成長膜の
表面に生じる異常成長欠陥を大幅に低減できるようなエ
ピタキシャル成長方法を提供することにある。
の目的とするところは，ウェーハ表面にＭＯＣＶＤによ
るエピタキシャル層を形成する場合において，成長膜の
表面に生じる異常成長欠陥を大幅に低減できるようなエ
ピタキシャル成長方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段］
本発明者らは、従来の面方位ジャスト品を用いて気相成
長させたウェーハの表面に欠陥が現われたり現われなか
ったりする原因を究明すべく，種々の実験を繰り返した
結果，従来の面方位ジャスト品と呼ばれるものの中には
、オフアングルが０．５゜以下のものが含まれているこ
と、また，気相成長に伴う表面欠陥は、上記グロースピ
ラミッドやファセッテッドディフェクトだけではなく、
第２図（Ａ．）に示すような涙状の異常成長欠陥（以下
、涙状欠陥と称する）があり、この涙状欠陥は０．５゜
以下のオフアングルウエーハ上に気相成長を行なう際に
生じ、オフアングルが０．１゜以下ではそれは最大１０
４〜１０’ＣＩ！−”にも達することを見出した。
長させたウェーハの表面に欠陥が現われたり現われなか
ったりする原因を究明すべく，種々の実験を繰り返した
結果，従来の面方位ジャスト品と呼ばれるものの中には
、オフアングルが０．５゜以下のものが含まれているこ
と、また，気相成長に伴う表面欠陥は、上記グロースピ
ラミッドやファセッテッドディフェクトだけではなく、
第２図（Ａ．）に示すような涙状の異常成長欠陥（以下
、涙状欠陥と称する）があり、この涙状欠陥は０．５゜
以下のオフアングルウエーハ上に気相成長を行なう際に
生じ、オフアングルが０．１゜以下ではそれは最大１０
４〜１０’ＣＩ！−”にも達することを見出した。
なお、第２図は微分干渉顕微鏡写真であり、ここに現わ
れている涙状欠陥は、成長層の厚さが３μｍの円形また
は楕円形の突起物である。
れている涙状欠陥は、成長層の厚さが３μｍの円形また
は楕円形の突起物である。
この発明は，上記知見に基づいて、Ｍ． Ｏ Ｃ Ｖ
Ｄ法によるエピタキシャル成長法用基板として、面方位
を＜１ ０ ０＞方向から０．１〜０、５゜好ましくは
０．１〜０．２＠傾けたウェーハを用い、かつ基板温度
を６００℃以上７００℃以下の条件でエピタキシャル成
長させることを提案するものである。
Ｄ法によるエピタキシャル成長法用基板として、面方位
を＜１ ０ ０＞方向から０．１〜０、５゜好ましくは
０．１〜０．２＠傾けたウェーハを用い、かつ基板温度
を６００℃以上７００℃以下の条件でエピタキシャル成
長させることを提案するものである。
［作用］
上記した手段によれば、エピタキシャル層の成長面の面
方位が０．１〜０．５゜傾いているため結晶格子を構成
する原子層の端部が表面に階段状に現われ、そこをシー
ドとしてエピタキシャル層が成長を開始し、基板温度を
６００℃以上７００℃以下と高く設定しているので、表
面全体に亘って均一かつ緻密にエピタキシャル層が成長
し、成長に伴う欠陥が生じにくくなる。
方位が０．１〜０．５゜傾いているため結晶格子を構成
する原子層の端部が表面に階段状に現われ、そこをシー
ドとしてエピタキシャル層が成長を開始し、基板温度を
６００℃以上７００℃以下と高く設定しているので、表
面全体に亘って均一かつ緻密にエピタキシャル層が成長
し、成長に伴う欠陥が生じにくくなる。
また，従来，面方位ジャスト品と呼ばれていた製品の範
囲を，オフアングル０．１゜以下に限定し、それとオフ
アングル０．１〜ｏ．ｓ’のものとを区卜しているため
、エピタキシャル層の表面に欠陥が現われたり現われな
かったりするのを防止できる． ［実施例］ 以下、本発明を．ＩｎＰ基板上へＭＯＣＶＤ法によりＩ
ｎＰ結晶をエピタキシャル成長させる場合を例にとって
説明する。
囲を，オフアングル０．１゜以下に限定し、それとオフ
アングル０．１〜ｏ．ｓ’のものとを区卜しているため
、エピタキシャル層の表面に欠陥が現われたり現われな
かったりするのを防止できる． ［実施例］ 以下、本発明を．ＩｎＰ基板上へＭＯＣＶＤ法によりＩ
ｎＰ結晶をエピタキシャル成長させる場合を例にとって
説明する。
先ず、成長を行なうＩｎＰ基板として、基板表面が面方
位（１ ０ ０＞より０．５゜以内の適当な角度に傾く
ように鏡面加工したものを数１０枚用意した。次に、各
ＩｎＰ基板の面方位を正確に測定してから、その表面に
ＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル層を３μｍの厚みに
成長させた。なお、このＭＯＣＶＤ法によるエピタキシ
ャル成長では■族原料としてトリメチルインジウムを用
い、これを１ ． ２ Ｘ １ ０−’ｍｏｌ／分の流
量で流すトトもに、■族原料にはホスフィン（ＰＨ３）
を用い、これを１ ． ２ Ｘ １ ０−’ｍｏｌ／分
の流量で流し、基板温度６５０℃、成長室内圧力７６ｔ
ｏｒｒの条件で減圧成長を行なった。このとき，エピタ
キシャル層の成長速度は１μｍ／時間であった。
位（１ ０ ０＞より０．５゜以内の適当な角度に傾く
ように鏡面加工したものを数１０枚用意した。次に、各
ＩｎＰ基板の面方位を正確に測定してから、その表面に
ＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル層を３μｍの厚みに
成長させた。なお、このＭＯＣＶＤ法によるエピタキシ
ャル成長では■族原料としてトリメチルインジウムを用
い、これを１ ． ２ Ｘ １ ０−’ｍｏｌ／分の流
量で流すトトもに、■族原料にはホスフィン（ＰＨ３）
を用い、これを１ ． ２ Ｘ １ ０−’ｍｏｌ／分
の流量で流し、基板温度６５０℃、成長室内圧力７６ｔ
ｏｒｒの条件で減圧成長を行なった。このとき，エピタ
キシャル層の成長速度は１μｍ／時間であった。
上記のようにして気相成長されたＩｎＰ基板の表面を微
分干渉顕微鏡で観察して、表面欠陥（涙状欠陥）の密度
を測定した結果を第１図に示す。
分干渉顕微鏡で観察して、表面欠陥（涙状欠陥）の密度
を測定した結果を第１図に示す。
第１図は表面欠陥密度を縦軸、基板表面の面方位の傾き
（オフアングル）を横軸にとって示してある。
（オフアングル）を横軸にとって示してある。
第１図より、面方位のずれが０．０５’以内の基板の表
面に形成されたエピタキシャル成長層の表面欠陥密度は
、１ ， ５ Ｘ １ ０’ａｍ−”以上であるが．０
．０５゜〜０．１０’のオフアングルの基板では表面欠
陥密度がＩ Ｘ １ ０’〜Ｉ Ｘ １ ０’ａｍ−”
の範囲に減少し，さらに、０．１０”以上のオフアング
ルの基板では、３ Ｘ １ ０”ａｎ以下に減少してい
ることが分かる。
面に形成されたエピタキシャル成長層の表面欠陥密度は
、１ ， ５ Ｘ １ ０’ａｍ−”以上であるが．０
．０５゜〜０．１０’のオフアングルの基板では表面欠
陥密度がＩ Ｘ １ ０’〜Ｉ Ｘ １ ０’ａｍ−”
の範囲に減少し，さらに、０．１０”以上のオフアング
ルの基板では、３ Ｘ １ ０”ａｎ以下に減少してい
ることが分かる。
また、第２図（Ａ），（Ｂ）にはオフアングルが０．０
３゜と０．２゛のＩ ｎ． Ｐ基板上に成長させたエピ
タキシャル層の表面の微分干渉顕微鏡写真をそれぞれ示
す。
３゜と０．２゛のＩ ｎ． Ｐ基板上に成長させたエピ
タキシャル層の表面の微分干渉顕微鏡写真をそれぞれ示
す。
同図より、基板表面の傾きが０．０３゜の場合よりも０
．２゜の方が大幅にエピタキシャル層の表面欠陥が少な
いことが分かる。
．２゜の方が大幅にエピタキシャル層の表面欠陥が少な
いことが分かる。
この実施例では基板６５０℃でエピタキシャル成長させ
ているが、基板温度は６００〜７００℃の範囲とされる
。６００℃未満では表面欠陥密度を十分に低減できず、
７００”Ｃを超えるとキャリア濃度が高くなるからであ
る。
ているが、基板温度は６００〜７００℃の範囲とされる
。６００℃未満では表面欠陥密度を十分に低減できず、
７００”Ｃを超えるとキャリア濃度が高くなるからであ
る。
なお、上記実施例ではＩｎＰ基板上にエピタキシャル層
を成長させる場合を例にとって説明したが、この発明は
ＩｎＰ基板のみでなく、Ｇ ａ Ａ ｓ等他の化合物半
導体基板に適用できる。
を成長させる場合を例にとって説明したが、この発明は
ＩｎＰ基板のみでなく、Ｇ ａ Ａ ｓ等他の化合物半
導体基板に適用できる。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明は、化合物半導体単結晶
ウェーハの表面を、その面方位が〈１００〉方向から角
度で０．１〜０．５゜傾くように鏡面加工した後、その
表面に有機金属気相エピタキシャル法により、基板温度
が６００〜７００℃の条件でエピタキシャル層を成長さ
せるようにしたので、エピタキシャル層の成長面の面方
位が０．１〜０．５“傾いているため結晶格子を構成す
る原子層の端部が表面に階段状に現われ、そこをシード
としてエピタキシャル層が成長を開始するようになり，
また基板温度を６００〜７００℃と高く設定しているの
で，表面全体に亘って均一かつ緻密にエピタキシャル層
が成長し、成長に伴う欠陥が生じにくくなる。
ウェーハの表面を、その面方位が〈１００〉方向から角
度で０．１〜０．５゜傾くように鏡面加工した後、その
表面に有機金属気相エピタキシャル法により、基板温度
が６００〜７００℃の条件でエピタキシャル層を成長さ
せるようにしたので、エピタキシャル層の成長面の面方
位が０．１〜０．５“傾いているため結晶格子を構成す
る原子層の端部が表面に階段状に現われ、そこをシード
としてエピタキシャル層が成長を開始するようになり，
また基板温度を６００〜７００℃と高く設定しているの
で，表面全体に亘って均一かつ緻密にエピタキシャル層
が成長し、成長に伴う欠陥が生じにくくなる。
また、従来、面方位ジャスト品と呼ばれていた製品の範
囲を、オフアングル０．１゛以下に限定し，それとオフ
アングル０．１〜０．５°のものとを区別しているため
、エピタキシャル層の表面に欠陥が現われたり現われな
かったりするのを防止できるという効果がある。
囲を、オフアングル０．１゛以下に限定し，それとオフ
アングル０．１〜０．５°のものとを区別しているため
、エピタキシャル層の表面に欠陥が現われたり現われな
かったりするのを防止できるという効果がある。
第１図は本発明を適用して作成したＩｎＰ基板の面方位
の傾きとエピタキシャル成長層の表面の欠陥密度との関
係を示す図、 第２図（Ａ），（Ｂ）は基板表面の面方位の傾きが０．
０３°と０．２°の場合のエピタキシャル成長層の表面
状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）である． 第２図 （Ａ） ×１００ （Ｂ） 手続補正書 （方式） ７． 補正の内容 （１）明細書第９頁第１３行目に、 「成長層の表面 平成 １年 ６月１３日 状態を示す顕微鏡写真」 とあるのを、 「成長層表
の傾きとエピタキシャル成長層の表面の欠陥密度との関
係を示す図、 第２図（Ａ），（Ｂ）は基板表面の面方位の傾きが０．
０３°と０．２°の場合のエピタキシャル成長層の表面
状態を示す顕微鏡写真（倍率１００倍）である． 第２図 （Ａ） ×１００ （Ｂ） 手続補正書 （方式） ７． 補正の内容 （１）明細書第９頁第１３行目に、 「成長層の表面 平成 １年 ６月１３日 状態を示す顕微鏡写真」 とあるのを、 「成長層表
Claims (1)
- （１）化合物半導体単結晶ウェーハの表面を、その面方
位が〈１００〉方向から角度で０．１〜０．５゜傾くよ
うに鏡面加工した後、その表面に有機金属気相エピタキ
シャル法により、基板温度が６００〜７００℃の条件で
エピタキシャル層を成長させるようにしたことを特徴と
するエピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058247A JPH0692278B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058247A JPH0692278B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02239188A true JPH02239188A (ja) | 1990-09-21 |
| JPH0692278B2 JPH0692278B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=13078795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058247A Expired - Lifetime JPH0692278B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692278B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0567329A2 (en) * | 1992-04-23 | 1993-10-27 | Japan Energy Corporation | Substrate for epitaxy and epitaxy using the substrate |
| JPH06279183A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-04 | Tokyo Inst Of Technol | セラミックス薄膜の形成方法 |
| EP0701008A2 (en) | 1994-09-08 | 1996-03-13 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Epitaxy for growing compound semiconductors and an InP substrate for epitaxial growth |
| JP2001196632A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Sharp Corp | 窒化物系化合物半導体発光およびその製造方法 |
| WO2004051725A1 (ja) * | 2002-12-03 | 2004-06-17 | Nikko Materials Co., Ltd. | エピタキシャル成長方法およびエピタキシャル成長用基板 |
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| WO2008023639A1 (fr) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Substrat semi-conducteur pour croissance épitaxiale et procédé pour le produire |
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-
1989
- 1989-03-09 JP JP1058247A patent/JPH0692278B2/ja not_active Expired - Lifetime
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