JP3097231B2 - ＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法 - Google Patents
ＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体薄膜を成長させ
る際に基板上に光を照射し薄膜成長反応を抑制すること
により、基板上の任意の場所に他と異なる厚さもしくは
組成の異なる半導体薄膜を形成する方法に関するもので
ある。
る際に基板上に光を照射し薄膜成長反応を抑制すること
により、基板上の任意の場所に他と異なる厚さもしくは
組成の異なる半導体薄膜を形成する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】オプトエレクトロニクス用をはじめとし
た半導体素子の高度化、高機能化にともない、その作製
プロセスは複雑化の一途をたどっている。そのプロセス
の簡易化のため、素子構造の提案のみならず半導体薄膜
製造プロセスの提案もなされている。たとえばジャパニ
ーズジャーナルオブアプライドフィジクス（Japanese J
ournal of Applied Physics ）３０巻１Ａ号（１９９１
年）１４頁にあるように、半導体薄膜を形成する際に、
有機金属分子線エピタキシー（ＭＯＭＢＥ）装置内の半
導体基板上に部分的に光を照射することにより半導体基
板上で選択的に半導体薄膜の成長速度を抑制もしくは組
成を制御する技術が開発されている。この薄膜成長方法
で選択的に厚さが異なるもしくは組成の異なる薄膜を形
成した場合、光を照射した部分の光学的特性をはじめと
した物性値、たとえばフォトルミネッセンス（ＰＬ）強
度が光を照射しない部分に比べ劣化するという欠点があ
った。
た半導体素子の高度化、高機能化にともない、その作製
プロセスは複雑化の一途をたどっている。そのプロセス
の簡易化のため、素子構造の提案のみならず半導体薄膜
製造プロセスの提案もなされている。たとえばジャパニ
ーズジャーナルオブアプライドフィジクス（Japanese J
ournal of Applied Physics ）３０巻１Ａ号（１９９１
年）１４頁にあるように、半導体薄膜を形成する際に、
有機金属分子線エピタキシー（ＭＯＭＢＥ）装置内の半
導体基板上に部分的に光を照射することにより半導体基
板上で選択的に半導体薄膜の成長速度を抑制もしくは組
成を制御する技術が開発されている。この薄膜成長方法
で選択的に厚さが異なるもしくは組成の異なる薄膜を形
成した場合、光を照射した部分の光学的特性をはじめと
した物性値、たとえばフォトルミネッセンス（ＰＬ）強
度が光を照射しない部分に比べ劣化するという欠点があ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
改善するために提案されたもので、その目的は、半導体
基板に光を照射しながら半導体薄膜を選択的に成長もし
くは組成制御するにおいて、光を照射して部分的に成長
制御もしくは組成制御された結晶の物性を改善すること
にある。
改善するために提案されたもので、その目的は、半導体
基板に光を照射しながら半導体薄膜を選択的に成長もし
くは組成制御するにおいて、光を照射して部分的に成長
制御もしくは組成制御された結晶の物性を改善すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は有機金属分子線エピタキシ法を用いて、基
板上の一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上に
ＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導体
薄膜を成長させる際に、Ｖ族金属の供給量を、光照射部
の成長速度と光非照射部の成長速度との比が低い一定値
を与える供給量と、高い一定値を与える供給量とを、該
成長速度の比が急激に変化するＶ族金属の供給量の領域
をまたいで増減させることを特徴とするＩｎＧａＡｓ又
はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法を発明の要旨と
するものである。さらに、本発明は有機金属分子線エピ
タキシ法を用いて、基板上の一部にレーザー光を照射し
ながら単結晶基板上にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又は
ＩｎＧａＡｓＰ半導体薄膜を成長させる際に、レーザー
光の単位時間当たりの照射強度を、光照射部の成長速度
と光非照射部の成長速度との比が低い一定値を与えるレ
ーザー強度と、高い一定値を与えるレーザー強度とを、
該成長速度の比が急激に変化するレーザー強度の領域を
またいで上下させることを特徴とするＩｎＧａＡｓ又は
ＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法を発明の要旨とす
るものである。さらに、本発明は有機金属分子線エピタ
キシ法を用いて、基板上の一部にレーザー光を照射しな
がら単結晶基板上にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩ
ｎＧａＡｓＰ半導体薄膜成長方法半導体薄膜を成長させ
る際に、基板温度を、光照射部の成長速度と光非照射部
の成長速度との比が低い一定値を与える基板温度と、高
い一定値を与える基板温度とを、該成長速度の比が急激
に変化する基板温度の領域をまたいで昇降させることを
特徴とするＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄
膜成長方法を発明の要旨とするものである。さらに、本
発明は有機金属分子線エピタキシ法を用いて、基板上の
一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上にＩＩＩ
−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導体薄膜を
成長させる際に、ＩＩＩ族原料の供給量を、光照射部の
成長速度と光非照射部の成長速度との比が、高い一定値
を与える零を含む供給量と低い一定値を与える供給量と
を、該成長速度の比が急激に変化するＩＩＩ族原料の供
給量の領域をまたいで増減させ、かつ少なくとも低い値
を与える供給量の状態でレーザー光を照射することを特
徴とするＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜
成長方法を発明の要旨とするものである。
め、本発明は有機金属分子線エピタキシ法を用いて、基
板上の一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上に
ＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導体
薄膜を成長させる際に、Ｖ族金属の供給量を、光照射部
の成長速度と光非照射部の成長速度との比が低い一定値
を与える供給量と、高い一定値を与える供給量とを、該
成長速度の比が急激に変化するＶ族金属の供給量の領域
をまたいで増減させることを特徴とするＩｎＧａＡｓ又
はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法を発明の要旨と
するものである。さらに、本発明は有機金属分子線エピ
タキシ法を用いて、基板上の一部にレーザー光を照射し
ながら単結晶基板上にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又は
ＩｎＧａＡｓＰ半導体薄膜を成長させる際に、レーザー
光の単位時間当たりの照射強度を、光照射部の成長速度
と光非照射部の成長速度との比が低い一定値を与えるレ
ーザー強度と、高い一定値を与えるレーザー強度とを、
該成長速度の比が急激に変化するレーザー強度の領域を
またいで上下させることを特徴とするＩｎＧａＡｓ又は
ＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法を発明の要旨とす
るものである。さらに、本発明は有機金属分子線エピタ
キシ法を用いて、基板上の一部にレーザー光を照射しな
がら単結晶基板上にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩ
ｎＧａＡｓＰ半導体薄膜成長方法半導体薄膜を成長させ
る際に、基板温度を、光照射部の成長速度と光非照射部
の成長速度との比が低い一定値を与える基板温度と、高
い一定値を与える基板温度とを、該成長速度の比が急激
に変化する基板温度の領域をまたいで昇降させることを
特徴とするＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄
膜成長方法を発明の要旨とするものである。さらに、本
発明は有機金属分子線エピタキシ法を用いて、基板上の
一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上にＩＩＩ
−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導体薄膜を
成長させる際に、ＩＩＩ族原料の供給量を、光照射部の
成長速度と光非照射部の成長速度との比が、高い一定値
を与える零を含む供給量と低い一定値を与える供給量と
を、該成長速度の比が急激に変化するＩＩＩ族原料の供
給量の領域をまたいで増減させ、かつ少なくとも低い値
を与える供給量の状態でレーザー光を照射することを特
徴とするＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜
成長方法を発明の要旨とするものである。
【０００５】
【作用】本発明は有機金属分子線エピタキシ法を用い
て、光を照射しながら単結晶基板上に半導体薄膜を成長
させる方法において、光照射部分の成長が抑制される条
件での成長と、抑制されない条件での成長とを連続的に
繰り返して行うことによって、光を照射して部分的に成
長制御された結晶あるいは組成に制御された結晶の物性
を改善することができる。
て、光を照射しながら単結晶基板上に半導体薄膜を成長
させる方法において、光照射部分の成長が抑制される条
件での成長と、抑制されない条件での成長とを連続的に
繰り返して行うことによって、光を照射して部分的に成
長制御された結晶あるいは組成に制御された結晶の物性
を改善することができる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。な
お、実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲で、種々の変更あるいは改良を行い得ること
は言うまでもない。本発明はＩｎＧａＡｓ膜やＩｎＧａ
ＡｓＰ膜の成長において、膜の成長速度が基板温度の上
昇に伴って一定もしくは減少する成長条件下において、
基板面上の一部に光照射して基板温度を部分的に増加さ
せることにより光照射部の成長速度とＧａ組成および四
元系の場合にはＰ組成は、ともに非照射部に比べ減少す
ることを見いだしたことによる。
お、実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲で、種々の変更あるいは改良を行い得ること
は言うまでもない。本発明はＩｎＧａＡｓ膜やＩｎＧａ
ＡｓＰ膜の成長において、膜の成長速度が基板温度の上
昇に伴って一定もしくは減少する成長条件下において、
基板面上の一部に光照射して基板温度を部分的に増加さ
せることにより光照射部の成長速度とＧａ組成および四
元系の場合にはＰ組成は、ともに非照射部に比べ減少す
ることを見いだしたことによる。
【０００７】図１にはＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレ
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比のＶ族供給量への依存性を示
す。すなわち基板を所定の温度に保ち、基板に所定の強
度のレーザー光を照射しながら、Ｖ族供給量を増加させ
るとレーザー光を照射した部分としない部分の成長速度
の比が急激に０．５から１になる。すなわち成長の抑制
が生じなくなることがわかる。このとき成長が抑制され
た部分では物性値が良好ではなく、成長が抑制されない
部分に比べ劣る。そこで、Ｖ族の供給量を成長が抑制さ
れる値と抑制されない値との間を行き来させることによ
り、たとえば３ｓｃｃｍと７ｓｃｃｍとの間を行き来さ
せることにより、成長が抑制されかつ物性値の良好な膜
を得ることができる。
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比のＶ族供給量への依存性を示
す。すなわち基板を所定の温度に保ち、基板に所定の強
度のレーザー光を照射しながら、Ｖ族供給量を増加させ
るとレーザー光を照射した部分としない部分の成長速度
の比が急激に０．５から１になる。すなわち成長の抑制
が生じなくなることがわかる。このとき成長が抑制され
た部分では物性値が良好ではなく、成長が抑制されない
部分に比べ劣る。そこで、Ｖ族の供給量を成長が抑制さ
れる値と抑制されない値との間を行き来させることによ
り、たとえば３ｓｃｃｍと７ｓｃｃｍとの間を行き来さ
せることにより、成長が抑制されかつ物性値の良好な膜
を得ることができる。
【０００８】図２にはＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレ
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比の単位時間当たりのレーザー
光強度への依存性を示す。すなわち基板を所定の温度に
保ち、所定の量のＶ族金属を供給しながら、単位時間当
たりのレーザー光強度を増加させるとレーザー光を照射
した部分としない部分の成長速度の比が急激に１から
０．５になる。すなわち成長の抑制が生ずることがわか
る。このとき成長が抑制された部分では物性値が良好で
はなく、成長が抑制されない部分に比べ劣る。そこで、
単位時間当たりのレーザー光強度を成長が抑制されない
値と抑制される値との間を行き来させることにより、た
とえば１００Ｗ／ｃｍ2 と２００Ｗ／ｃｍ2 との間を行
き来させることにより、成長が抑制されかつ物性値の良
好な膜を得ることができる。単位時間当たりのレーザー
光強度を増減させる方法としては、レーザー光強度その
ものを増減させる方法、レーザー光強度は一定で、短い
時間でオンオフさせてその間隔を変えることにより時間
平均として増減させる方法、レーザーを走査させ、その
速度を変化させて時間平均として増減させる方法、およ
びそれらの組合せ等がある。
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比の単位時間当たりのレーザー
光強度への依存性を示す。すなわち基板を所定の温度に
保ち、所定の量のＶ族金属を供給しながら、単位時間当
たりのレーザー光強度を増加させるとレーザー光を照射
した部分としない部分の成長速度の比が急激に１から
０．５になる。すなわち成長の抑制が生ずることがわか
る。このとき成長が抑制された部分では物性値が良好で
はなく、成長が抑制されない部分に比べ劣る。そこで、
単位時間当たりのレーザー光強度を成長が抑制されない
値と抑制される値との間を行き来させることにより、た
とえば１００Ｗ／ｃｍ2 と２００Ｗ／ｃｍ2 との間を行
き来させることにより、成長が抑制されかつ物性値の良
好な膜を得ることができる。単位時間当たりのレーザー
光強度を増減させる方法としては、レーザー光強度その
ものを増減させる方法、レーザー光強度は一定で、短い
時間でオンオフさせてその間隔を変えることにより時間
平均として増減させる方法、レーザーを走査させ、その
速度を変化させて時間平均として増減させる方法、およ
びそれらの組合せ等がある。
【０００９】図３にはＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレ
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比の基板温度への依存性を示
す。基板に所定の量のＶ族金属を供給し、かつ所定の強
度のレーザー光を照射しながら、基板温度を増加させる
とレーザー光を照射した部分としない部分の成長速度の
比が急激に１から０．５になる。すなわち成長の抑制が
生じることがわかる。このとき成長が抑制された部分で
は物性値が良好ではなく、成長が抑制されない部分に比
べ劣る。そこで、基板温度を成長が抑制される値と抑制
されない値との間を行き来させることにより、たとえば
５００℃と５２０℃との間を行き来させることにより、
成長が抑制されかつ物性値の良好な膜を得ることができ
る。
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比の基板温度への依存性を示
す。基板に所定の量のＶ族金属を供給し、かつ所定の強
度のレーザー光を照射しながら、基板温度を増加させる
とレーザー光を照射した部分としない部分の成長速度の
比が急激に１から０．５になる。すなわち成長の抑制が
生じることがわかる。このとき成長が抑制された部分で
は物性値が良好ではなく、成長が抑制されない部分に比
べ劣る。そこで、基板温度を成長が抑制される値と抑制
されない値との間を行き来させることにより、たとえば
５００℃と５２０℃との間を行き来させることにより、
成長が抑制されかつ物性値の良好な膜を得ることができ
る。
【００１０】図４にはＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレ
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比のＩＩＩ族供給量への依存性
を示す。ＩＩＩ族供給量は、ガリウムとインジウムの有
機金属原料、たとえばトリエチルガリウムとトリメチル
インジウムの供給量の合計値で表してある。ＩＩＩ族供
給量を増加させるとレーザー光を照射した部分としない
部分の成長速度の比が急激に１から０．５になる。すな
わち成長の抑制が生じることがわかる。このとき成長が
抑制された部分では物性値が良好ではなく、成長が抑制
されない部分の物性値に比べ劣る。そこで、ＩＩＩ族の
供給量を成長が抑制される値と抑制されない値との間を
行き来させることにより、たとえば０．１ｓｃｃｍと
１．０ｓｃｃｍとの間を行き来させることにより、成長
が抑制されかつ物性値の良好な膜を得ることができる。
なお、ＩＩＩ族原料の供給を停止することによって、Ｖ
族原料のみを供給することによっても、薄膜の物性値の
改善をはかることもできる。上記の図１から図４の説明
はバルクにおけるものであるが、多重量子井戸構造（Ｍ
ＱＷ）や単量子井戸構造（ＳＱＷ）においても同様であ
る。次に具体的な例を説明する。
ーザー光を照射した場合のレーザー光を照射した部分と
しない部分の成長速度の比のＩＩＩ族供給量への依存性
を示す。ＩＩＩ族供給量は、ガリウムとインジウムの有
機金属原料、たとえばトリエチルガリウムとトリメチル
インジウムの供給量の合計値で表してある。ＩＩＩ族供
給量を増加させるとレーザー光を照射した部分としない
部分の成長速度の比が急激に１から０．５になる。すな
わち成長の抑制が生じることがわかる。このとき成長が
抑制された部分では物性値が良好ではなく、成長が抑制
されない部分の物性値に比べ劣る。そこで、ＩＩＩ族の
供給量を成長が抑制される値と抑制されない値との間を
行き来させることにより、たとえば０．１ｓｃｃｍと
１．０ｓｃｃｍとの間を行き来させることにより、成長
が抑制されかつ物性値の良好な膜を得ることができる。
なお、ＩＩＩ族原料の供給を停止することによって、Ｖ
族原料のみを供給することによっても、薄膜の物性値の
改善をはかることもできる。上記の図１から図４の説明
はバルクにおけるものであるが、多重量子井戸構造（Ｍ
ＱＷ）や単量子井戸構造（ＳＱＷ）においても同様であ
る。次に具体的な例を説明する。
【００１１】（実施例１）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓを成長した。ＩＩＩ族原料
にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用い
た。アルシンの供給量を１０秒毎に３ｓｃｃｍと７ｓｃ
ｃｍとの間を行き来させた。その結果、光照射部の成長
速度が光非照射部の９０％で、フォトルミネッセンス強
度が光照射部と光非照射部とで等しい薄膜を得た。
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓを成長した。ＩＩＩ族原料
にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用い
た。アルシンの供給量を１０秒毎に３ｓｃｃｍと７ｓｃ
ｃｍとの間を行き来させた。その結果、光照射部の成長
速度が光非照射部の９０％で、フォトルミネッセンス強
度が光照射部と光非照射部とで等しい薄膜を得た。
【００１２】（実施例２）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、アルシンの供給量を３ｓｃｃｍとし、
アルゴンレーザー光（514.5 ｎｍ）を直径４００μｍに
絞って照射しながら、基板温度５２０℃でＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＰ−ＭＱＷを成長した。ＩＩＩ族原料にはトリエ
チルガリウム、トリメチルインジウムを用いた。アルゴ
ンレーザー光強度を２０秒のＩｎＧａＡｓ成長時に照射
し、２Ｗから１Ｗへ１Ｗから２Ｗへと変化させた。その
結果、フォトルミネッセンス強度が光照射部と光非照射
部とで等しく、ピーク波長が１５０ｎｍ異なる薄膜を得
た。
ル装置を用いて、アルシンの供給量を３ｓｃｃｍとし、
アルゴンレーザー光（514.5 ｎｍ）を直径４００μｍに
絞って照射しながら、基板温度５２０℃でＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＰ−ＭＱＷを成長した。ＩＩＩ族原料にはトリエ
チルガリウム、トリメチルインジウムを用いた。アルゴ
ンレーザー光強度を２０秒のＩｎＧａＡｓ成長時に照射
し、２Ｗから１Ｗへ１Ｗから２Ｗへと変化させた。その
結果、フォトルミネッセンス強度が光照射部と光非照射
部とで等しく、ピーク波長が１５０ｎｍ異なる薄膜を得
た。
【００１３】（実施例３）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、アルシンの供給量を３ｓｃｃｍとし、
０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.5 ｎｍ）を直径４
００μｍに絞って照射しながら、基板温度５２０℃でＩ
ｎＧａＡｓＰを成長した。ＩＩＩ族原料にはトリエチル
ガリウム、トリメチルインジウムを用いた。アルゴンレ
ーザー光をチョッパを用いて１秒間オン２秒間オフさせ
た。その結果、光照射部の成長速度が光非照射部の９５
％で、フォトルミネッセンス強度が光照射部と光非照射
部とで等しい薄膜を得た。
ル装置を用いて、アルシンの供給量を３ｓｃｃｍとし、
０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.5 ｎｍ）を直径４
００μｍに絞って照射しながら、基板温度５２０℃でＩ
ｎＧａＡｓＰを成長した。ＩＩＩ族原料にはトリエチル
ガリウム、トリメチルインジウムを用いた。アルゴンレ
ーザー光をチョッパを用いて１秒間オン２秒間オフさせ
た。その結果、光照射部の成長速度が光非照射部の９５
％で、フォトルミネッセンス強度が光照射部と光非照射
部とで等しい薄膜を得た。
【００１４】（実施例４）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、アルシンの供給量を３ｓｃｃｍとし、
０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.5 ｎｍ）を直径４
００μｍに絞って照射しながらＩｎＧａＡｓＰを成長し
た。ＩＩＩ族原料にはトリエチルガリウム、トリメチル
インジウムを用いた。基板温度を１０秒毎に５００℃と
５２０℃との間で行き来させた。その結果、光照射部の
成長速度が光非照射部の８５％で、フォトルミネッセン
ス強度が光照射部と光非照射部とで等しい薄膜を得た。
ル装置を用いて、アルシンの供給量を３ｓｃｃｍとし、
０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.5 ｎｍ）を直径４
００μｍに絞って照射しながらＩｎＧａＡｓＰを成長し
た。ＩＩＩ族原料にはトリエチルガリウム、トリメチル
インジウムを用いた。基板温度を１０秒毎に５００℃と
５２０℃との間で行き来させた。その結果、光照射部の
成長速度が光非照射部の８５％で、フォトルミネッセン
ス強度が光照射部と光非照射部とで等しい薄膜を得た。
【００１５】（実施例５）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓを成長した。ＩＩＩ族原料
にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用い
た。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０．１ｓｃｃｍ
と１．０ｓｃｃｍとの間を行き来させた。その結果、光
照射部の成長速度が光非照射部の９５％で、フォトルミ
ネッセンス強度が光照射部では光非照射部の８０％であ
る薄膜を得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は
２０ｎｍシフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアル
シンを用いた。
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓを成長した。ＩＩＩ族原料
にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用い
た。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０．１ｓｃｃｍ
と１．０ｓｃｃｍとの間を行き来させた。その結果、光
照射部の成長速度が光非照射部の９５％で、フォトルミ
ネッセンス強度が光照射部では光非照射部の８０％であ
る薄膜を得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は
２０ｎｍシフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアル
シンを用いた。
【００１６】（実施例６）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓを成長した。ＩＩＩ族原料
にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用い
た。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０ｓｃｃｍと
０．８ｓｃｃｍとの間を行き来させた。その結果、光照
射部の成長速度が光非照射部の９０％で、フォトルミネ
ッセンス強度が光照射部では光非照射部の９０％である
薄膜を得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は１
８ｎｍシフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアルシ
ンを用いた。
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓを成長した。ＩＩＩ族原料
にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用い
た。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０ｓｃｃｍと
０．８ｓｃｃｍとの間を行き来させた。その結果、光照
射部の成長速度が光非照射部の９０％で、フォトルミネ
ッセンス強度が光照射部では光非照射部の９０％である
薄膜を得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は１
８ｎｍシフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアルシ
ンを用いた。
【００１７】（実施例７）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓＰを成長した。ＩＩＩ族原
料にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用
いた。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０．１ｓｃｃ
ｍと１．１ｓｃｃｍとの間を行き来させた。同時に、
１．１ｓｃｃｍの時のみレーザーを照射した。その結
果、光照射部の成長速度が光非照射部の９５％で、フォ
トルミネッセンス強度が光照射部と光非照射部とで等し
い薄膜を得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は
１５ｎｍシフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアル
シンおよびフォスフィンを用いた。
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓＰを成長した。ＩＩＩ族原
料にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用
いた。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０．１ｓｃｃ
ｍと１．１ｓｃｃｍとの間を行き来させた。同時に、
１．１ｓｃｃｍの時のみレーザーを照射した。その結
果、光照射部の成長速度が光非照射部の９５％で、フォ
トルミネッセンス強度が光照射部と光非照射部とで等し
い薄膜を得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は
１５ｎｍシフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアル
シンおよびフォスフィンを用いた。
【００１８】（実施例８）有機金属分子線エピタキシャ
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓＰを成長した。ＩＩＩ族原
料にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用
いた。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０ｓｃｃｍと
０．７ｓｃｃｍとの間を行き来させた。同時に、０．７
ｓｃｃｍの時のみレーザーを照射した。その結果、光照
射部の成長速度が光非照射部の９０％で、フォトルミネ
ッセンス強度が光照射部と光非照射部とで等しい薄膜を
得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は１６ｎｍ
シフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアルシンおよ
びフォスフィンを用いた。
ル装置を用いて、０．４Ｗのアルゴンレーザー光（514.
5 ｎｍ）を直径４００μｍに絞って照射しながら、基板
温度５２０℃でＩｎＧａＡｓＰを成長した。ＩＩＩ族原
料にはトリエチルガリウム、トリメチルインジウムを用
いた。ＩＩＩ族原料の供給量を１０秒毎に０ｓｃｃｍと
０．７ｓｃｃｍとの間を行き来させた。同時に、０．７
ｓｃｃｍの時のみレーザーを照射した。その結果、光照
射部の成長速度が光非照射部の９０％で、フォトルミネ
ッセンス強度が光照射部と光非照射部とで等しい薄膜を
得た。またフォトルミネッセンスピーク波長は１６ｎｍ
シフトしていた。なお、Ｖ族原料としてはアルシンおよ
びフォスフィンを用いた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の成長方法
を用いれば、基板上の所望の場所に他の場所とは異なっ
た組成、厚さの半導体薄膜を形成でき、かつその薄膜の
物性値は良好なものとすることができる。そのため、将
来のキーデバイスとして期待されている多波長レーザー
をはじめとした光素子や光・電子集積回路（ＯＥＩＣ）
の形成に有用である。
を用いれば、基板上の所望の場所に他の場所とは異なっ
た組成、厚さの半導体薄膜を形成でき、かつその薄膜の
物性値は良好なものとすることができる。そのため、将
来のキーデバイスとして期待されている多波長レーザー
をはじめとした光素子や光・電子集積回路（ＯＥＩＣ）
の形成に有用である。
【図１】ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレーザー光を照
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比のＶ族供給量への依存性を示す。
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比のＶ族供給量への依存性を示す。
【図２】ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレーザー光を照
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比の単位時間当たりのレーザー光強度への依
存性を示す。
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比の単位時間当たりのレーザー光強度への依
存性を示す。
【図３】ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレーザー光を照
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比の基板温度への依存性を示す。
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比の基板温度への依存性を示す。
【図４】ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）膜成長時にレーザー光を照
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比のＩＩＩ族供給量への依存性を示す。
射した場合のレーザー光を照射した部分としない部分の
成長速度の比のＩＩＩ族供給量への依存性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−246110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−124122（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−31391（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/203 C30B 23/08,29/40
Claims (4)
- 【請求項１】 有機金属分子線エピタキシ法を用いて、
基板上の一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上
にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導
体薄膜を成長させる際に、Ｖ族金属の供給量を、光照射
部の成長速度と光非照射部の成長速度との比が低い一定
値を与える供給量と、高い一定値を与える供給量とを、
該成長速度の比が急激に変化するＶ族金属の供給量の領
域をまたいで増減させることを特徴とするＩｎＧａＡｓ
又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法。 - 【請求項２】 有機金属分子線エピタキシ法を用いて、
基板上の一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上
にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導
体薄膜を成長させる際に、レーザー光の単位時間当たり
の照射強度を、光照射部の成長速度と光非照射部の成長
速度との比が低い一定値を与えるレーザー強度と、高い
一定値を与えるレーザー強度とを、該成長速度の比が急
激に変化するレーザー強度の領域をまたいで上下させる
ことを特徴とするＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半
導体薄膜成長方法。 - 【請求項３】 有機金属分子線エピタキシ法を用いて、
基板上の一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上
にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導
体薄膜を成長させる際に、基板温度を、光照射部の成長
速度と光非照射部の成長速度との比が低い一定値を与え
る基板温度と、高い一定値を与える基板温度とを、該成
長速度の比が急激に変化する基板温度の領域をまたいで
昇降させることを特徴とするＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａ
ＡｓＰの半導体薄膜成長方法。 - 【請求項４】 有機金属分子線エピタキシ法を用いて、
基板上の一部にレーザー光を照射しながら単結晶基板上
にＩＩＩ−Ｖ族のＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰ半導
体薄膜を成長させる際に、ＩＩＩ族原料の供給量を、光
照射部の成長速度と光非照射部の成長速度との比が、高
い一定値を与える零を含む供給量と低い一定値を与える
供給量とを、該成長速度の比が急激に変化するＩＩＩ族
原料の供給量の領域をまたいで増減させ、かつ少なくと
も低い値を与える供給量の状態でレーザー光を照射する
ことを特徴とするＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半
導体薄膜成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03293716A JP3097231B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-10-14 | ＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-178855 | 1991-06-24 | ||
| JP17885591 | 1991-06-24 | ||
| JP03293716A JP3097231B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-10-14 | ＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562900A JPH0562900A (ja) | 1993-03-12 |
| JP3097231B2 true JP3097231B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=26498906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03293716A Expired - Fee Related JP3097231B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-10-14 | ＩｎＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓＰの半導体薄膜成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3097231B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-14 JP JP03293716A patent/JP3097231B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562900A (ja) | 1993-03-12 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |