JPS5997595A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
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- JPS5997595A JPS5997595A JP57204816A JP20481682A JPS5997595A JP S5997595 A JPS5997595 A JP S5997595A JP 57204816 A JP57204816 A JP 57204816A JP 20481682 A JP20481682 A JP 20481682A JP S5997595 A JPS5997595 A JP S5997595A
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
- C30B19/04—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
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- C30B19/12—Liquid-phase epitaxial-layer growth characterised by the substrate
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）発明の技術分野
本発明は■−■族化合物半導体、特にアルミニウムΦイ
ンジウム台砒素（Ａｌｘ１ｎｌ −ｘＡｓ ）又はアル
ミニウム・カリウム・インジウム・砒素（ＡｌｘＧａｙ
ｌ ｎ ｒ −ｘ−ｙＡｓ ）結晶のインジウム・９Ａ
（ＩｎＰ）結晶に格子整合する液相成長方法に関する。
ンジウム台砒素（Ａｌｘ１ｎｌ −ｘＡｓ ）又はアル
ミニウム・カリウム・インジウム・砒素（ＡｌｘＧａｙ
ｌ ｎ ｒ −ｘ−ｙＡｓ ）結晶のインジウム・９Ａ
（ＩｎＰ）結晶に格子整合する液相成長方法に関する。
（ｂ） 技術の背景
アルミニウム舎インジウム・砒素化合物（Ａｌｘ１ｎｌ
−ｘＡｓ）結晶はＸ二０．４８であるときインジウム・
燐化合物（ＩｎＰ）結晶と格子整合が可能で、その禁制
帯幅はＩｎＰの約１．３５ （ｅＶ）より大きい約１．
４５ （ｅＶ）の値をもつ。
−ｘＡｓ）結晶はＸ二０．４８であるときインジウム・
燐化合物（ＩｎＰ）結晶と格子整合が可能で、その禁制
帯幅はＩｎＰの約１．３５ （ｅＶ）より大きい約１．
４５ （ｅＶ）の値をもつ。
従ってＩｎＰ結晶を基板とし、例えばインジウム拳ガリ
ウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）或いはインジウム
・ガリウム・砒素（ＩｎＧａＡｓ ）結晶を活性層とす
る半導体発光装置のキャリア閉じ込め層に、又はこれら
の結晶を光吸収層とする半導体受光装置のウィンド層に
、従来一般に行われているＩｎＰ結晶に代えて、或いは
ＩｎＰ結晶と共にＡ Ｉ ０．４８ ＩｎＯ，５２Ａｓ
結晶を用いることにより、これらの光半導体装置の性能
の改善が期待される。
ウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）或いはインジウム
・ガリウム・砒素（ＩｎＧａＡｓ ）結晶を活性層とす
る半導体発光装置のキャリア閉じ込め層に、又はこれら
の結晶を光吸収層とする半導体受光装置のウィンド層に
、従来一般に行われているＩｎＰ結晶に代えて、或いは
ＩｎＰ結晶と共にＡ Ｉ ０．４８ ＩｎＯ，５２Ａｓ
結晶を用いることにより、これらの光半導体装置の性能
の改善が期待される。
更にＡＩＩｎＡＳは例えばＩｎＰ或いはＩｎＧａＡｓよ
り大きいショットキバリア高さが得られるために、ショ
ットキゲート電界効果トランジスタ等への応用の可能性
を有している。
り大きいショットキバリア高さが得られるために、ショ
ットキゲート電界効果トランジスタ等への応用の可能性
を有している。
またアルミニウムｅガリウム働インジウム・砒素化合物
（ＡＩｘＧａｙＩｎｓ −ｘ−ｙＡａ ）結晶も、０〈
ｘ〈０．４８ 、０ ＜ Ｙ ＜ ０．４７の範囲内の
一連の組成比であるときＩｎＰ結晶との格子整合が可能
であって、その禁制帯幅は約０．７４乃至１．４５（ｅ
Ｖ）の範囲内にある。
（ＡＩｘＧａｙＩｎｓ −ｘ−ｙＡａ ）結晶も、０〈
ｘ〈０．４８ 、０ ＜ Ｙ ＜ ０．４７の範囲内の
一連の組成比であるときＩｎＰ結晶との格子整合が可能
であって、その禁制帯幅は約０．７４乃至１．４５（ｅ
Ｖ）の範囲内にある。
この禁制帯幅は、ＩｎＧａＡｓＰ結晶のＩｎＰ結晶に格
子整合可能な組成比の禁制帯幅的０．７４乃至１．３５
〔ｅｖ〕よりやや広く、例えはＡＩｏ、４８ ＩｎＯ，
５２ＡｓとＡ］ｘＧａｙＩｎ＋ −ｘ−ｙＡｓとを組合
せることにより、発光波長が０８５Ｃμｍ〕乃至１．６
８ （μｍ〕の帯域にある発光装置、或いはこの帯域に
受光感度を有する受光装置が形成される可能性をもつな
ど、ＡＩｏ、４８ Ｉｎ０．５２Ａｓ及びＡｌｘＧａｙ
Ｉｒｒ＋ −ｘ−ｙＡｓには広い応用が期待される。
子整合可能な組成比の禁制帯幅的０．７４乃至１．３５
〔ｅｖ〕よりやや広く、例えはＡＩｏ、４８ ＩｎＯ，
５２ＡｓとＡ］ｘＧａｙＩｎ＋ −ｘ−ｙＡｓとを組合
せることにより、発光波長が０８５Ｃμｍ〕乃至１．６
８ （μｍ〕の帯域にある発光装置、或いはこの帯域に
受光感度を有する受光装置が形成される可能性をもつな
ど、ＡＩｏ、４８ Ｉｎ０．５２Ａｓ及びＡｌｘＧａｙ
Ｉｒｒ＋ −ｘ−ｙＡｓには広い応用が期待される。
（Ｃ） 従来技術と問題点
ＡＩｏ、４８ＩｎＯ，５２Ａｓ結晶のＩｎＰ結晶面への
へテロエピタキシャル成長に就いては分子線エピタキシ
ャル成長方法に依る例が既に報告されている。
へテロエピタキシャル成長に就いては分子線エピタキシ
ャル成長方法に依る例が既に報告されている。
また液相エピタキシャル成長方法については本発明者等
により先にＡｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ 、４１
、１９４（１９８２）に報告され、ている。またＡｌｘ
ＧａｙＩｎｌ−ｘ−ｙＡｓ結晶のＩｎＰ結晶面への液相
エピタキシャル成長についても、本発明者等によりＪ、
Ｃｒｙｓｔ−ａｌＧｒｏｗｔｈ５４，２３２（１９８１
）に報告された例がある。
により先にＡｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ 、４１
、１９４（１９８２）に報告され、ている。またＡｌｘ
ＧａｙＩｎｌ−ｘ−ｙＡｓ結晶のＩｎＰ結晶面への液相
エピタキシャル成長についても、本発明者等によりＪ、
Ｃｒｙｓｔ−ａｌＧｒｏｗｔｈ５４，２３２（１９８１
）に報告された例がある。
これらのＡｌＩｎＡｓ又はＡｌＧａＩｎＡｓ結晶のＩｎ
Ｐ結晶上へのエピタキシャル成長の従来報告された例は
ＩｎＰ結晶の（ｉｏｏ）面上への成長である。しかしな
がらこれらの結晶、特にＡｌＩｎＡｓをＩｎＰの（１０
０）結晶面上に液相成長させるならば、第１図の顕微鏡
写真（１２５倍）に見られる如（、Ａ１１ｎＡｓ／Ｆｊ
の表面に達する多数の結晶欠陥が発生する。
Ｐ結晶上へのエピタキシャル成長の従来報告された例は
ＩｎＰ結晶の（ｉｏｏ）面上への成長である。しかしな
がらこれらの結晶、特にＡｌＩｎＡｓをＩｎＰの（１０
０）結晶面上に液相成長させるならば、第１図の顕微鏡
写真（１２５倍）に見られる如（、Ａ１１ｎＡｓ／Ｆｊ
の表面に達する多数の結晶欠陥が発生する。
この結晶欠陥発生の原因は下記の様に判断される。本来
これらの結晶の成長溶液であるＡＩ−Ｉｎ−Ａｓ３元溶
液又はＡ Ｉ −Ｇａ −Ｉｎ −Ａｓ ４元溶液は２
元同相のＩｎＰ結晶とは平衡せず、更にこれらの成長溶
液には大きい過冷却度を与えることが困難であって、Ｉ
ｎＰ結晶はこれらの成長溶液に溶解し易い状態にある。
これらの結晶の成長溶液であるＡＩ−Ｉｎ−Ａｓ３元溶
液又はＡ Ｉ −Ｇａ −Ｉｎ −Ａｓ ４元溶液は２
元同相のＩｎＰ結晶とは平衡せず、更にこれらの成長溶
液には大きい過冷却度を与えることが困難であって、Ｉ
ｎＰ結晶はこれらの成長溶液に溶解し易い状態にある。
他方これらの成長溶液中のＡ１の原子分率ＸＡ□は通常
５ Ｘ １０−’乃至８ Ｘ １０−’＠度ト非常に少
なく、Ａ Ｉ Ｉ ｎＡｓ又はＡｌＧａＩｎＡｓ結晶は
、Ａｌの組成比が大きＧ）場合番ま特（こ、その結晶成
長速度が低下して、例えばＡ１１ｎＡｓを温度７８０〔
℃〕において０．１〔μｍ〕液相成長させるのをこ３分
間近くの時間を必要とする。
５ Ｘ １０−’乃至８ Ｘ １０−’＠度ト非常に少
なく、Ａ Ｉ Ｉ ｎＡｓ又はＡｌＧａＩｎＡｓ結晶は
、Ａｌの組成比が大きＧ）場合番ま特（こ、その結晶成
長速度が低下して、例えばＡ１１ｎＡｓを温度７８０〔
℃〕において０．１〔μｍ〕液相成長させるのをこ３分
間近くの時間を必要とする。
従ってこれらの成長溶液をＩｎＰ結晶番こ１妾触させた
後のＡｌＩｎＡｓ等の結晶厚さの増大力Ｓ遅（、Ｉｎ−
Ｐ結晶が溶液中に溶解する。％ζこ転位等の結晶欠陥部
分の溶解が進行して欠陥が拡大さｔして、ＩｎＰ結晶上
に成長したＡｌＩｎＡｓ又はＡｌＧａＩｎＡｓｌＧａＩ
ｎＡｓ結晶化ずるものと判断される。
後のＡｌＩｎＡｓ等の結晶厚さの増大力Ｓ遅（、Ｉｎ−
Ｐ結晶が溶液中に溶解する。％ζこ転位等の結晶欠陥部
分の溶解が進行して欠陥が拡大さｔして、ＩｎＰ結晶上
に成長したＡｌＩｎＡｓ又はＡｌＧａＩｎＡｓｌＧａＩ
ｎＡｓ結晶化ずるものと判断される。
ＡｌＩｎＡｓ等の結晶成長を促進する手段として伊すえ
は成長温度を上昇する方法が考えられる力５、成長温度
を上昇すればＩｎＰ結晶からの燐（Ｐ）の分解が増加し
てΔｌＩｎＡｓ結晶等の欠陥が更をこ増大する結果とな
る。
は成長温度を上昇する方法が考えられる力５、成長温度
を上昇すればＩｎＰ結晶からの燐（Ｐ）の分解が増加し
てΔｌＩｎＡｓ結晶等の欠陥が更をこ増大する結果とな
る。
（ｄｌ 発明の目的
本発明は、ＩｎＰ結晶に格子整合するＡｌｘＩｎ１−ｘ
Ａｓ結晶又はＡ１ｘＧａｙＩｒ＋１−Ｘ−ｙＡｓ結晶を
液相エピタキシャル成長方法によって先に述べた結晶欠
陥を生ずることなく成長せしめる製造方法を提供するこ
とを目的とする。
Ａｓ結晶又はＡ１ｘＧａｙＩｒ＋１−Ｘ−ｙＡｓ結晶を
液相エピタキシャル成長方法によって先に述べた結晶欠
陥を生ずることなく成長せしめる製造方法を提供するこ
とを目的とする。
（ｅ） 発明の構成
本発明の前記目的は、ＩｎＰ結晶の（１１１）Ａ結ｘＡ
ｓ結晶又はＡｌｘＧａｙＩｎｔ−ｘ−ｙＡｓ結晶を成長
する結晶、又は該基板上にエピタキシャル成長せしめた
Ｉ−Ｖ族化合物結晶の何わ７であってもよむ）。
ｓ結晶又はＡｌｘＧａｙＩｎｔ−ｘ−ｙＡｓ結晶を成長
する結晶、又は該基板上にエピタキシャル成長せしめた
Ｉ−Ｖ族化合物結晶の何わ７であってもよむ）。
ＩｎＰ等の結晶の（１１１）Ａ面−秒すえ（ｉ（１００
）面、（１１１）Ｂ面等に比較すれ（よイヒ学的（こｌ
ト常１こ安定である。これは例えば他の結晶面（こ比較
してエツチンク速度が遅１７Ｘことなど（こよって４０
らＩｚるが、本Ｑ明に関しても、ＡＩ −Ｉｎ−Ａｓ又
（まＡｌ −Ｇａ −Ｉｎ−Ａｓの成長溶液を接触させ
る結晶面力５（１１１）Ａ面である場合に番よメルトバ
・ンクを生じない。
）面、（１１１）Ｂ面等に比較すれ（よイヒ学的（こｌ
ト常１こ安定である。これは例えば他の結晶面（こ比較
してエツチンク速度が遅１７Ｘことなど（こよって４０
らＩｚるが、本Ｑ明に関しても、ＡＩ −Ｉｎ−Ａｓ又
（まＡｌ −Ｇａ −Ｉｎ−Ａｓの成長溶液を接触させ
る結晶面力５（１１１）Ａ面である場合に番よメルトバ
・ンクを生じない。
１ 第２図（ａ）及び（明まｌｎＰ結晶面上１こ
Ａ、ｌＩｎＡｓ結晶を液相成長させる場合の成長溶液中
のＡＩの原子分率Ｘ１ と成長したＡｌＩｎＡｓ結晶の
格子ｙ数とＡＩ の相関を示すグラフである。ただし、第２区１（ａ）は
成長開始温度７８０（℃）であり、結晶ｍ１としては（
１１１）Ａ面の他に先に説明した如き結晶欠陥を生ずる
（ｉｏｏ）面の場合をも示している。また第２図（１）
）は成長開始温度を６８５（℃）としたときの（１］、
１）Ａ面について前記相関を示す。（１００）面を用い
た場合には、例えば温度７００Ｃ’Ｃ）程度以下の低温
においてはＡｌＩｎＡｓは均一な層状には成長しないの
に対して、（１１１）Ａ面を用いるならば均一な成長ｊ
響が形成される。第２図（ａ）及び（ｂ）において枦１
１Ｑｉｌに平行な破線はＩｎＰの格子定数約５８７〔入
〕ヲ示し、図示した曲線のこの破線との交点によって格
子整合会件が示される。
Ａ、ｌＩｎＡｓ結晶を液相成長させる場合の成長溶液中
のＡＩの原子分率Ｘ１ と成長したＡｌＩｎＡｓ結晶の
格子ｙ数とＡＩ の相関を示すグラフである。ただし、第２区１（ａ）は
成長開始温度７８０（℃）であり、結晶ｍ１としては（
１１１）Ａ面の他に先に説明した如き結晶欠陥を生ずる
（ｉｏｏ）面の場合をも示している。また第２図（１）
）は成長開始温度を６８５（℃）としたときの（１］、
１）Ａ面について前記相関を示す。（１００）面を用い
た場合には、例えば温度７００Ｃ’Ｃ）程度以下の低温
においてはＡｌＩｎＡｓは均一な層状には成長しないの
に対して、（１１１）Ａ面を用いるならば均一な成長ｊ
響が形成される。第２図（ａ）及び（ｂ）において枦１
１Ｑｉｌに平行な破線はＩｎＰの格子定数約５８７〔入
〕ヲ示し、図示した曲線のこの破線との交点によって格
子整合会件が示される。
次に第３図は、ＩｎＰ結晶の（１１１）Ａ面にＡｌｘＧ
ａｙＩ旧−ｘ−ｙＡｓ結晶を格子整合して成長させるた
めに必要な、４元成長溶液のＡ１．Ｇａ及びＡｓのＩＩ
１ 原子分率Ｘ Ａ１ 、 Ｘ Ｇａ及びＸ Ａ Ｓの相関
を成長開始温度ニア９０じＣ〕の場合について例示する
。第３図は結晶が得られるＸｌ 及びＸｌ の値を
夫々の曲線Ｇａ Ａｓ によって示している。なお第３図上辺には成長した結晶
の禁制帯幅の目安を示す。
ａｙＩ旧−ｘ−ｙＡｓ結晶を格子整合して成長させるた
めに必要な、４元成長溶液のＡ１．Ｇａ及びＡｓのＩＩ
１ 原子分率Ｘ Ａ１ 、 Ｘ Ｇａ及びＸ Ａ Ｓの相関
を成長開始温度ニア９０じＣ〕の場合について例示する
。第３図は結晶が得られるＸｌ 及びＸｌ の値を
夫々の曲線Ｇａ Ａｓ によって示している。なお第３図上辺には成長した結晶
の禁制帯幅の目安を示す。
更に第４図は、抛３図に例示した条件に従って成長さぜ
るＡｌＧａＩｎＡｓ結晶の成長厚さの組成依存性を、成
長開始温度７９０［：’Ｃ）、／分動速度０．５（℃／
ｍｊｎＬ温度降下幅９〔℃〕の場合について例示する。
るＡｌＧａＩｎＡｓ結晶の成長厚さの組成依存性を、成
長開始温度７９０［：’Ｃ）、／分動速度０．５（℃／
ｍｊｎＬ温度降下幅９〔℃〕の場合について例示する。
結晶中のＡＩの組成比Ｘを大きくＧａの組成比ｙを小さ
くするために、成長溶液中のＡ１の原子分率ｘ１ を
大きくするほど成長厚さが薄くなる。
くするために、成長溶液中のＡ１の原子分率ｘ１ を
大きくするほど成長厚さが薄くなる。
ＡＩ
なお以上説明した本発明の液相エピタキシャル成長方法
においては冷却速度を１ （℃／１ｎｉｎ ） ＆ｉ度
以上とするならば結晶表面が鏡面に成長しなくなる。ま
た逆に０．１ （”’／ｍｉ ｎ ）程度才で冷却速度
を低くすることも可能である。
においては冷却速度を１ （℃／１ｎｉｎ ） ＆ｉ度
以上とするならば結晶表面が鏡面に成長しなくなる。ま
た逆に０．１ （”’／ｍｉ ｎ ）程度才で冷却速度
を低くすることも可能である。
（ｆ） 発明の実施例
以下本発明を、ＡＩｘＩｎｘ−ｘＡｓ結晶を成長する第
１の実施例、ＡＩｘＧａｙＩｒ＋＋ −ｘ−ｙＡｓ結晶
を成長する第２の実施例、及び最ｆｆＪｊｃＡＩｘＧａ
ｙＩｎ１−ｘ−ｙＡｓ結晶を成長し、次いてＡｌｘ１ｒ
＋＋−ｘＡｓ結晶を成長する第３の実施例により具体的
に説明する。
１の実施例、ＡＩｘＧａｙＩｒ＋＋ −ｘ−ｙＡｓ結晶
を成長する第２の実施例、及び最ｆｆＪｊｃＡＩｘＧａ
ｙＩｎ１−ｘ−ｙＡｓ結晶を成長し、次いてＡｌｘ１ｒ
＋＋−ｘＡｓ結晶を成長する第３の実施例により具体的
に説明する。
（ｉ） ＡｌＩｎＡｓｎ＋ｓ結晶成長の実施例通常の
液相エビクキシャ用成長用スライドホードに、１ｎＰ基
板及び後に詳細を示すメルトバック溶液及び成長溶液の
原料結晶を収容して、純水素（Ｈ２）を通じた石英反応
管内に置く。ただしＩｎＰ基板の上表面を（１１１）Ａ
結晶面とし、かつ他のＩＩＩＰ板で被覆して保護してお
く。
液相エビクキシャ用成長用スライドホードに、１ｎＰ基
板及び後に詳細を示すメルトバック溶液及び成長溶液の
原料結晶を収容して、純水素（Ｈ２）を通じた石英反応
管内に置く。ただしＩｎＰ基板の上表面を（１１１）Ａ
結晶面とし、かつ他のＩＩＩＰ板で被覆して保護してお
く。
温度８１０〔℃〕に昇温して３０分間保持した後、冷却
速度０３〔℃／ｍＩｎ〕で温度を降下させてＩｎＰ基板
のメルトバック及びＡｌｘＩｒＨ−ｘＡｓ結晶成長を下
記の如〈実施Ｖる。
速度０３〔℃／ｍＩｎ〕で温度を降下させてＩｎＰ基板
のメルトバック及びＡｌｘＩｒＨ−ｘＡｓ結晶成長を下
記の如〈実施Ｖる。
（イ） ＩｎＰ基板のメルトバック
溶液組成： Ｉｎ：ＩｎＰ＝２．１８４４（ｇ）：０．
０６９５１Ｊ＋） 温 族ニア７０（’Ｃ） 時 間：約１０秒間 （ｎ ＡｌＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡＩ Ｉｎ ： ＩｎＡｓ ： ｌｎ＝４
．００８２（、！ｉ／）：１．２２０７Ｃ，９）：０．
０１０８５Ｃ＆） 但し、ＡｌＩｎは固溶体であって、Ｉｎ中にＡＩをｏ、
［ａｔ％）すなわち０．０２３５（ｗｔ％）含む。この
ＡＩ Ｉｎ母合金を用いる理由はＡＩはＩｎに単体では
測具反応のために均一に溶解混合することが困難である
ことによる。
０６９５１Ｊ＋） 温 族ニア７０（’Ｃ） 時 間：約１０秒間 （ｎ ＡｌＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡＩ Ｉｎ ： ＩｎＡｓ ： ｌｎ＝４
．００８２（、！ｉ／）：１．２２０７Ｃ，９）：０．
０１０８５Ｃ＆） 但し、ＡｌＩｎは固溶体であって、Ｉｎ中にＡＩをｏ、
［ａｔ％）すなわち０．０２３５（ｗｔ％）含む。この
ＡＩ Ｉｎ母合金を用いる理由はＡＩはＩｎに単体では
測具反応のために均一に溶解混合することが困難である
ことによる。
溶液の原子分率： ＸＡ、−０，０００７３ｘ ＝
０．８６５２７ ｎ ｘ −０，１３４００ Ａｓ 温 度：約７７０→７６４（’Ｃ） 成長厚さ：約０．４６（：μｍ〕 結晶成長終了後室温まで急冷する。
０．８６５２７ ｎ ｘ −０，１３４００ Ａｓ 温 度：約７７０→７６４（’Ｃ） 成長厚さ：約０．４６（：μｍ〕 結晶成長終了後室温まで急冷する。
本実施例により成長されたＡｌＩｎＡｓ結晶の表面状態
を第５ンｉ微鏡写真（１２５倍）をこ示す。
を第５ンｉ微鏡写真（１２５倍）をこ示す。
これより明らかな如く、本発明によれば、第１図に示し
た従来例の如き結晶欠陥が全く現われず、表面の状態は
良好である。
た従来例の如き結晶欠陥が全く現われず、表面の状態は
良好である。
本実施例のＡｌＩｎＡｓ結晶の格子定数をＸ線回折法に
より測定した結果、ＩｎＰ結晶との格子不整合△ａ／ａ
は０．３Ｘ１０以下と良好であり、またフォトルミネセ
ンスのピーク波長は約０８５５〔μｍ〕で、禁制帯幅は
１．４５ （ｅＶ）、組成はＡＩｏ、４８ＩｎＯ，５２
Ａｓであることが確認された。
より測定した結果、ＩｎＰ結晶との格子不整合△ａ／ａ
は０．３Ｘ１０以下と良好であり、またフォトルミネセ
ンスのピーク波長は約０８５５〔μｍ〕で、禁制帯幅は
１．４５ （ｅＶ）、組成はＡＩｏ、４８ＩｎＯ，５２
Ａｓであることが確認された。
（ｌｉ） ＡＩｘＧａｙｌｎ＋ −ｘ−ｙＡｓ結晶成
長の実施例前記ＡｌＩｎＡｓ結晶成長の実施例と同様ｔ
こＡｌｘＧａ ｙＩ ｎ ｒ −ｘ−ｙＡｓ結晶の液相
成長を実施する。
長の実施例前記ＡｌＩｎＡｓ結晶成長の実施例と同様ｔ
こＡｌｘＧａ ｙＩ ｎ ｒ −ｘ−ｙＡｓ結晶の液相
成長を実施する。
ただし本実施例においては冷却速度を０．５Ｃ’Ｃ／＋
ｎ ｉ ｎ ）としている。
ｎ ｉ ｎ ）としている。
（イ） ＩｎＰ基板のメルトバック
溶液組成： Ｉｎ：ＩｎＰ基板上、３２０７（ｐ）：ｏ
、ｏ７ｏ４５（、ｆｉ’） 温 度ニア９０〔℃） 時 間：約１０秒間 （ｏ） ＡｌＧａＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡｌＩｎ ： ＩｎＡｓ ： ＧａＡｓ
： ｌｎ＝２．７４５８８１Ｊ’）：１．４７５０５（
ｐ）：０．２１６３０（ｐ）：１．９８７８５Ｃ，！ｉ
’）但しＡｌＩｎについては前記実施例と同様である。
、ｏ７ｏ４５（、ｆｉ’） 温 度ニア９０〔℃） 時 間：約１０秒間 （ｏ） ＡｌＧａＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡｌＩｎ ： ＩｎＡｓ ： ＧａＡｓ
： ｌｎ＝２．７４５８８１Ｊ’）：１．４７５０５（
ｐ）：０．２１６３０（ｐ）：１．９８７８５Ｃ，！ｉ
’）但しＡｌＩｎについては前記実施例と同様である。
溶ｉの原子分率：ｘ’ ＝０．０００４Ｉ
ｘ’ ＝０．０２５０
Ｇａ
Ｘ’ ＝０．８１９６
ｎ
Ｘ’ ＝０．１５５０
Ａｓ
温 度：約７９０→７８１（℃）
成長厚さ：約１．９２ （μｍ９
本実施例のＡｌＧａＩｎＡｓ結晶表面も前記実施例のＡ
ｌＩｎＡｓ結晶表面と同様に結晶欠陥が認められなかっ
た。また格子不整合も同様に良好であり、フォトルミネ
センスのピーク波長は約１．．２２８〔μｍ〕であった
。
ｌＩｎＡｓ結晶表面と同様に結晶欠陥が認められなかっ
た。また格子不整合も同様に良好であり、フォトルミネ
センスのピーク波長は約１．．２２８〔μｍ〕であった
。
（１１Ｄ 最初にＡｌ ｘＧａｙＩｎ ｓ −ｘ−ｙ
Ａｓ結晶を成長し、更にその上にＡＩｘＩ旧−ｘＡｓ結
晶を成長する実施例 前記実施例（１）及び（１１）と同様に液相成長を実施
する。本実施例の冷却速度は実施例（１１）と同じく０
５ （℃／ｍｉｎ 〕としている。
Ａｓ結晶を成長し、更にその上にＡＩｘＩ旧−ｘＡｓ結
晶を成長する実施例 前記実施例（１）及び（１１）と同様に液相成長を実施
する。本実施例の冷却速度は実施例（１１）と同じく０
５ （℃／ｍｉｎ 〕としている。
（イ） ＩｎＰ基板のメルトバック
溶液組成： Ｉｎ：ＩｎＰ＝２．２２７８５Ｃ，！ｉ’
）：０．０６６９〔，９） 温 度ニア９０（’Ｃ：） 時 間：約１０秒間 （ｒＩ）ＡｌＧａＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡｌＩｎ ： Ｉ ｎＡｓ ：ＧａＡｓ
： Ｉ ｎ＝５．４４８９（，９）：２．６１３７９（
，９）：０．１３８６（，９）：２．０７２４（，９）
但しＡｌＩｎについては前記実施例と同様である。
）：０．０６６９〔，９） 温 度ニア９０（’Ｃ：） 時 間：約１０秒間 （ｒＩ）ＡｌＧａＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡｌＩｎ ： Ｉ ｎＡｓ ：ＧａＡｓ
： Ｉ ｎ＝５．４４８９（，９）：２．６１３７９（
，９）：０．１３８６（，９）：２．０７２４（，９）
但しＡｌＩｎについては前記実施例と同様である。
溶液の原子分率：ｘ’ ＝０．０Ｏ０５Ｉ
Ｘ’ ＝０．０１００
Ｇａ
ｘ’ ＝０．８３４５
ｎ
Ｘｌ 二０．１５５０
Ａｓ
温 度：約７９０→７８１〔℃〕
成長厚さ：約０．６（μｍ）
フＡトルミネセンスピーク波長：約１．０ （μｍ〕（
／→ ＡｌＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡｌＩｎ ： ＩｎＡｓ ： ｌｎ＝５．
７９００５Ｃ，！ｉ’）：２．３４８７Ｃ，９）：１、
ｏｚｉ８（、ｌｉ’） 但しＡＩ Ｉｎについては前記実施例と同様である。
／→ ＡｌＩｎＡｓ結晶成長 溶液組成： ＡｌＩｎ ： ＩｎＡｓ ： ｌｎ＝５．
７９００５Ｃ，！ｉ’）：２．３４８７Ｃ，９）：１、
ｏｚｉ８（、ｌｉ’） 但しＡＩ Ｉｎについては前記実施例と同様である。
温 度： ７８１→７７３（℃）
成長厚さ：約０．５〔μｍ〕
本実施例により得られたＡＩ ＧａＩｎＡｓ −ＡＩ
ＩｎＡｓ結晶についても、実施例（１）と同様に、表面
の状態及び格子整合の良好な結晶が得られた。
ＩｎＡｓ結晶についても、実施例（１）と同様に、表面
の状態及び格子整合の良好な結晶が得られた。
以上説明した実施例（曲と同様に、（１１１）Ａ面を主
面とするＩｎＰ基板上に例えはＩ ｎ ＧａＡｓＰ結晶
を成長させ、このＩｎＧａＡｓＰ成長層上にＡ Ｉ ０
．４８Ｉｎ０．５２Ａｓ結晶又はＡ１ｘＧａｙＩｎ＋
−ｘ−ｙＡｓ結晶を成長させることを液相エピタキシャ
ル成長方法によって実施して良好な結果を得ることがで
きる。
面とするＩｎＰ基板上に例えはＩ ｎ ＧａＡｓＰ結晶
を成長させ、このＩｎＧａＡｓＰ成長層上にＡ Ｉ ０
．４８Ｉｎ０．５２Ａｓ結晶又はＡ１ｘＧａｙＩｎ＋
−ｘ−ｙＡｓ結晶を成長させることを液相エピタキシャ
ル成長方法によって実施して良好な結果を得ることがで
きる。
（ｇ） 発明の詳細
な説明した如く本発明によれば、■−Ｖ族化合物半導体
中で主要な位置を占めるＩｎＰに格子整合して、半導体
装置の研究において従来対象とされた材料より禁制帯幅
が大幅に大きいＡｌｘＩｎ＋−ｘＡｓ（ｘ＝０．４８）
又は広い禁制帯幅を選択することができるＡｌｘＧａｙ
Ｉｎ ＋−ｘ−ｙＡｓの結晶を、液相エピタキシャル成
長方法によって、結晶欠陥を生ずることなく成長するこ
とが可能となる。
中で主要な位置を占めるＩｎＰに格子整合して、半導体
装置の研究において従来対象とされた材料より禁制帯幅
が大幅に大きいＡｌｘＩｎ＋−ｘＡｓ（ｘ＝０．４８）
又は広い禁制帯幅を選択することができるＡｌｘＧａｙ
Ｉｎ ＋−ｘ−ｙＡｓの結晶を、液相エピタキシャル成
長方法によって、結晶欠陥を生ずることなく成長するこ
とが可能となる。
本発明においては（１１１）Ａ面の結晶成長であるため
に、レーザの臂開面としては（１１０）面を選択するこ
とが適当であるが、同一の弁開方向のみを選択すること
によって平行な９フ開面が形成できるのてレーザの共振
面の形成も可能である。
に、レーザの臂開面としては（１１０）面を選択するこ
とが適当であるが、同一の弁開方向のみを選択すること
によって平行な９フ開面が形成できるのてレーザの共振
面の形成も可能である。
従って本発明を適用して、ＩｎＰ、インジウム・ガリウ
ム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）及びインジウム・ガ
リウム・砒素（ＩｎＧａＡｓ ）等とともにＡｌｘＩｒ
＋＋−ＸＡｓ及びＡＩｘＧａｙＩ旧−’ｘ７ｙＡｓを任
意に選択し、組合わせて半導体発光装置、受光装置並び
に電界効果トランジスタ等の各種の半導体装置を容易に
形成することができ、ｌ−Ｖ族化合物半導体装置の開発
及び実用化に大きく寄与する。
ム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）及びインジウム・ガ
リウム・砒素（ＩｎＧａＡｓ ）等とともにＡｌｘＩｒ
＋＋−ＸＡｓ及びＡＩｘＧａｙＩ旧−’ｘ７ｙＡｓを任
意に選択し、組合わせて半導体発光装置、受光装置並び
に電界効果トランジスタ等の各種の半導体装置を容易に
形成することができ、ｌ−Ｖ族化合物半導体装置の開発
及び実用化に大きく寄与する。
第１図は従来技術により、ＩｎＰ結晶の（１００）面上
へ形成されたＡＩｏ、４８ＩｎＯ，５２Ａｓ結晶の表面
状態を示す顕微鏡写真、第２図（ａ）及び（ｂ）は成長
溶液中のＡＩの原子分率とＡｌＩｎＡｓ結晶の格子定数
との相関の例を示すグラフ、第３図はＡ１ｘＧａｙＩｒ
＋＋ −ｘ−ｙＡｓ結晶の格子整合のため番と必要なＡ
Ｉ。 Ｇａ及びＡＩの原子分率の条件の（ｆｌを示すり゛ラフ
、第４図はＡｌＧａＩｎＡｓ結晶の成長厚さの組成依存
性の例を示すグラフ、第５図は本発明の実施をこ力Ｓ力
）る結晶の表面状態を示す顕微鰭、写真である。 ｉ ＋’ｆＪ に畏喀ｎ中ｄｕ、原子今羊ＸＡｉ ［×７＃’ｌ第４
聞 ＡＲＣ溶」η中のＡ７！り原子イＴ卑ｙ、ｉｅ ［刀ｔ
１葛 ５１Δ
へ形成されたＡＩｏ、４８ＩｎＯ，５２Ａｓ結晶の表面
状態を示す顕微鏡写真、第２図（ａ）及び（ｂ）は成長
溶液中のＡＩの原子分率とＡｌＩｎＡｓ結晶の格子定数
との相関の例を示すグラフ、第３図はＡ１ｘＧａｙＩｒ
＋＋ −ｘ−ｙＡｓ結晶の格子整合のため番と必要なＡ
Ｉ。 Ｇａ及びＡＩの原子分率の条件の（ｆｌを示すり゛ラフ
、第４図はＡｌＧａＩｎＡｓ結晶の成長厚さの組成依存
性の例を示すグラフ、第５図は本発明の実施をこ力Ｓ力
）る結晶の表面状態を示す顕微鰭、写真である。 ｉ ＋’ｆＪ に畏喀ｎ中ｄｕ、原子今羊ＸＡｉ ［×７＃’ｌ第４
聞 ＡＲＣ溶」η中のＡ７！り原子イＴ卑ｙ、ｉｅ ［刀ｔ
１葛 ５１Δ
Claims (1)
- インジウム・燐化合物（Ｉｒ＋Ｐ）結晶の（１１１）Ａ
結晶面一にあるいは該インジウム・燐化合物結晶上に形
成されたＮ−Ｖ＊化合物結晶の（１１１）Ａ結晶面一に
に、アルミニウム・インジウム１砒素化合物（ＡｌｘＩ
旧−ｘＡｓ）結晶又はアルミニウム・ガリウム暮インジ
ウム・砒素化合物（Ａｌｘ１ｎｌｎ＋ −ｘ −ｙＡｓ
）結晶を成長することを特徴とする液相エピタキシャル
成長方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204816A JPS5997595A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
| DE8383111436T DE3370837D1 (en) | 1982-11-22 | 1983-11-15 | Liquid phase epitaxial growth method |
| EP83111436A EP0111758B1 (en) | 1982-11-22 | 1983-11-15 | Liquid phase epitaxial growth method |
| US06/553,896 US4592791A (en) | 1982-11-22 | 1983-11-21 | Liquid phase epitaxial growth method for producing a III-V group compound semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204816A JPS5997595A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997595A true JPS5997595A (ja) | 1984-06-05 |
| JPH0247437B2 JPH0247437B2 (ja) | 1990-10-19 |
Family
ID=16496849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57204816A Granted JPS5997595A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4592791A (ja) |
| EP (1) | EP0111758B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5997595A (ja) |
| DE (1) | DE3370837D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117344377A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-05 | 粒芯科技(厦门)股份有限公司 | 一种在InP衬底上分子束外延生长InGaAs、InAlAs、InGaAlAs的定标方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2595509B1 (fr) * | 1986-03-07 | 1988-05-13 | Thomson Csf | Composant en materiau semiconducteur epitaxie sur un substrat a parametre de maille different et application a divers composants en semiconducteurs |
| JPH042699A (ja) * | 1990-04-18 | 1992-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | 結晶成長方法 |
| JPH098344A (ja) * | 1995-06-14 | 1997-01-10 | Hitachi Cable Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| JPH09237913A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-09-09 | Fuji Xerox Co Ltd | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| US6043509A (en) * | 1996-12-13 | 2000-03-28 | Hitachi Cable, Ltd. | Light-emitting diode having moisture-proof characteristics and high output power |
| JP6220614B2 (ja) * | 2013-09-20 | 2017-10-25 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1478453A (en) * | 1971-11-29 | 1977-06-29 | Secr Defence | Photocathodes |
| US3933538A (en) * | 1972-01-18 | 1976-01-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method and apparatus for production of liquid phase epitaxial layers of semiconductors |
| US4122407A (en) * | 1976-04-06 | 1978-10-24 | International Business Machines Corporation | Heterostructure junction light emitting or responding or modulating devices |
| US4326176A (en) * | 1976-04-16 | 1982-04-20 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
| GB2046983B (en) * | 1979-01-18 | 1983-03-16 | Nippon Electric Co | Semiconductor lasers |
| US4372791A (en) * | 1979-04-30 | 1983-02-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for fabricating DH lasers |
| US4246050A (en) * | 1979-07-23 | 1981-01-20 | Varian Associates, Inc. | Lattice constant grading in the Aly Ca1-y As1-x Sbx alloy system |
| US4342148A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-03 | Northern Telecom Limited | Contemporaneous fabrication of double heterostructure light emitting diodes and laser diodes using liquid phase epitaxy |
| US4354898A (en) * | 1981-06-24 | 1982-10-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of preferentially etching optically flat mirror facets in InGaAsP/InP heterostructures |
| DE3129449A1 (de) * | 1981-07-25 | 1983-02-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | "verfahren zur regelung des partialdruckes mindestens eines stoffes oder stoffgemisches" |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57204816A patent/JPS5997595A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-15 EP EP83111436A patent/EP0111758B1/en not_active Expired
- 1983-11-15 DE DE8383111436T patent/DE3370837D1/de not_active Expired
- 1983-11-21 US US06/553,896 patent/US4592791A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117344377A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-05 | 粒芯科技(厦门)股份有限公司 | 一种在InP衬底上分子束外延生长InGaAs、InAlAs、InGaAlAs的定标方法 |
| CN117344377B (zh) * | 2023-10-31 | 2024-03-26 | 粒芯科技(厦门)股份有限公司 | 一种在InP衬底上分子束外延生长InGaAs、InAlAs、InGaAlAs的定标方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0111758A1 (en) | 1984-06-27 |
| JPH0247437B2 (ja) | 1990-10-19 |
| US4592791A (en) | 1986-06-03 |
| EP0111758B1 (en) | 1987-04-08 |
| DE3370837D1 (en) | 1987-05-14 |
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