JPH0247437B2 - - Google Patents
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- JPH0247437B2 JPH0247437B2 JP57204816A JP20481682A JPH0247437B2 JP H0247437 B2 JPH0247437 B2 JP H0247437B2 JP 57204816 A JP57204816 A JP 57204816A JP 20481682 A JP20481682 A JP 20481682A JP H0247437 B2 JPH0247437 B2 JP H0247437B2
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- crystal
- inp
- growth
- plane
- alinas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B19/12—Liquid-phase epitaxial-layer growth characterised by the substrate
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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・インジウム・砒素（AlxIn1−xAs）又はア
ルミニウム・ガリウム・インジウム・砒素
（AlxGayIn1−ｘ−yAs）結晶のインジウム・燐
（InP）結晶に格子整合する液相成長方法に関す
る。
ウム・インジウム・砒素（AlxIn1−xAs）又はア
ルミニウム・ガリウム・インジウム・砒素
（AlxGayIn1−ｘ−yAs）結晶のインジウム・燐
（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・インジウム・砒素化合物
（AlxIn1−xAs）結晶はｘ＝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。
（AlxIn1−xAs）結晶はｘ＝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。
従つてInP結晶を基板とし、例えばインジウ
ム・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ヤリア閉じ込め層
に、又はこれらの結晶を光吸収層とする半導体受
光装置のウインド層に、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
Al0.48In0.52As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。
ム・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ヤリア閉じ込め層
に、又はこれらの結晶を光吸収層とする半導体受
光装置のウインド層に、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
Al0.48In0.52As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AlInAsは例えばInP或いはInGaAsより大
きいシヨツトキバリア高さが得られるために、シ
ヨツ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。
きいシヨツトキバリア高さが得られるために、シ
ヨツ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・ガリウム・インジウム・砒
素化合物（AlxGayIn1−ｘ−yAs）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つ
て、その禁制帯幅は約0.74乃至1.45〔eV〕の範囲
内にある。
素化合物（AlxGayIn1−ｘ−yAs）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つ
て、その禁制帯幅は約0.74乃至1.45〔eV〕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約0.74乃至1.35
〔eV〕よりやや広く、例えばAl0.48In0.52Asと
AlxGayIn1−ｘ−yAsとを組合せることにより、
発光波長が0.85〔μｍ〕乃至1.68〔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、
Al0.48In0.52As及びAlxGayIn1−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約0.74乃至1.35
〔eV〕よりやや広く、例えばAl0.48In0.52Asと
AlxGayIn1−ｘ−yAsとを組合せることにより、
発光波長が0.85〔μｍ〕乃至1.68〔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、
Al0.48In0.52As及びAlxGayIn1−ｘ−yAsには広
い応用が期待される。
(c) 従来技術と問題点
Al0.48In0.52As結晶のInP結晶面へのヘテロエ
ピタキシヤル成長に就いては分子線エピタキシヤ
ル成長方法に依る例が既に報告されている。また
液相エピタキシヤル成長方法については本発明者
等により先にAppl，Ppys，Lett，41，194（1982）
に報告されている。またAlxGayIn1−ｘ−yAs結
晶のInP結晶面への液相エピタキシヤル成長につ
いても、本発明者等によりＪ，Cryst−alGrowth
54，232（1981）に報告された例がある。
ピタキシヤル成長に就いては分子線エピタキシヤ
ル成長方法に依る例が既に報告されている。また
液相エピタキシヤル成長方法については本発明者
等により先にAppl，Ppys，Lett，41，194（1982）
に報告されている。またAlxGayIn1−ｘ−yAs結
晶のInP結晶面への液相エピタキシヤル成長につ
いても、本発明者等によりＪ，Cryst−alGrowth
54，232（1981）に報告された例がある。
これらのAlInAs又はAlGaInAs結晶のInP結晶
上へのエピタキシヤル成長の従来報告された例は
InP結晶の（100）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（100）
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）に見られる如く、AlInAs層の表
面に達する多数の結晶欠陥が発生する。
上へのエピタキシヤル成長の従来報告された例は
InP結晶の（100）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（100）
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）に見られる如く、AlInAs層の表
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Al−In
−As3元溶液又はAl−Ga−In−As4元溶液は２元
固相の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
つて、InP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Alの原
子分率xl Alは通常５×10-4乃至８×10-4程度と非常
に少なく、AlInAs又はAlGaInAs結晶は、Alの
組成比が大きい場合は特に、その結晶成長速度が
低下して、例えばAlInAsを温度780〔℃〕におい
て0.1〔μｍ〕液相成長させるのに３分間近くの時
間を必要とする。
る。本来これらの結晶の成長溶液であるAl−In
−As3元溶液又はAl−Ga−In−As4元溶液は２元
固相の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
つて、InP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Alの原
子分率xl Alは通常５×10-4乃至８×10-4程度と非常
に少なく、AlInAs又はAlGaInAs結晶は、Alの
組成比が大きい場合は特に、その結晶成長速度が
低下して、例えばAlInAsを温度780〔℃〕におい
て0.1〔μｍ〕液相成長させるのに３分間近くの時
間を必要とする。
従つてこれらの成長溶液をInP結晶に接触させ
た後のAlInAs等の結晶厚さの増大が遅く、InP結
晶が溶液中に溶解する。特に転位等の結晶欠陥部
分の溶解が進行して欠陥が拡大されて、InP結晶
上に成長したAlInAs又はAlGaInAs結晶に欠陥を
多く生じるものと判断される。
た後のAlInAs等の結晶厚さの増大が遅く、InP結
晶が溶液中に溶解する。特に転位等の結晶欠陥部
分の溶解が進行して欠陥が拡大されて、InP結晶
上に成長したAlInAs又はAlGaInAs結晶に欠陥を
多く生じ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例
えば成長温度を上昇する方法が考えられるが、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AlInAs結晶等の欠陥が更に増大する結
果となる。
えば成長温度を上昇する方法が考えられるが、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AlInAs結晶等の欠陥が更に増大する結
果となる。
(d) 発明の目的
本発明は、InP結晶に格子整合するAlxIn1−
xAs結晶又はAlxGayIn1−ｘ−yAs結晶を液相エ
ピタキシヤル成長方法によつ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
するこを目的とする。
xAs結晶又はAlxGayIn1−ｘ−yAs結晶を液相エ
ピタキシヤル成長方法によつ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
晶面上あるいは該InP結晶上に形成された−
族化合物結晶の（111）Ａ結晶面上に、AlxxIn1
−xAs結晶又はAlxGayIn1−ｘ−yAs結晶を成長
する液相エピタキシヤル成長方法により達成され
る。ただし前記の如く（111）Ａ面結晶面は、基
板とされるInP結晶、又は該基板上にエピタキシ
ヤル成長せしめた−族化合物結晶の何れであ
つてもよい。
晶面上あるいは該InP結晶上に形成された−
族化合物結晶の（111）Ａ結晶面上に、AlxxIn1
−xAs結晶又はAlxGayIn1−ｘ−yAs結晶を成長
する液相エピタキシヤル成長方法により達成され
る。ただし前記の如く（111）Ａ面結晶面は、基
板とされるInP結晶、又は該基板上にエピタキシ
ヤル成長せしめた−族化合物結晶の何れであ
つてもよい。
InP等の結晶の（111）Ａ面は例えば（100）
面，（111）Ｂ面等に比較すれば化学的に非常に安
定である。これは例えば他の結晶面に比較してエ
ツチング速度が遅いことなどによつて知られる
が、本発明に関しても、Al−In−As又はAl−Ga
−In−Asの成長溶液を接触させる結晶面が
（111）Ａ面である場合にはメルトバツクを生じな
い。
面，（111）Ｂ面等に比較すれば化学的に非常に安
定である。これは例えば他の結晶面に比較してエ
ツチング速度が遅いことなどによつて知られる
が、本発明に関しても、Al−In−As又はAl−Ga
−In−Asの成長溶液を接触させる結晶面が
（111）Ａ面である場合にはメルトバツクを生じな
い。
第２図ａ及びｂはInP結晶面上にAlInAs結晶を
液相成長させる場合の成長溶液中のAlの原子分
率xl Alと成長したAlInAs結晶の格子定数との相関
を示すグラフである。ただし、第２図ａは成長開
始温度780〔℃〕であり、結晶面としては（111）
Ａ面の他に先に説明した如き結晶欠陥を生ずる
（100）面の場合をも示している。また第２図ｂは
成長開始温度を685〔℃〕としたときの（111）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700〔℃〕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層
が形成される。第２図ａ及びｂにおいて横軸に平
行な破線はInPの格子定数約5.87〔Å〕を示し、図
示した曲線のこの破線との交点によつて格子整合
条件が示される。
液相成長させる場合の成長溶液中のAlの原子分
率xl Alと成長したAlInAs結晶の格子定数との相関
を示すグラフである。ただし、第２図ａは成長開
始温度780〔℃〕であり、結晶面としては（111）
Ａ面の他に先に説明した如き結晶欠陥を生ずる
（100）面の場合をも示している。また第２図ｂは
成長開始温度を685〔℃〕としたときの（111）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700〔℃〕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層
が形成される。第２図ａ及びｂにおいて横軸に平
行な破線はInPの格子定数約5.87〔Å〕を示し、図
示した曲線のこの破線との交点によつて格子整合
条件が示される。
次に第３図は、InP結晶の（111）Ａ面に
AlxGayIn1−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Al，Ga及び
Asの原子分率xl Al，xl Ga及びxl Asの相関を成長開始
温度790〔℃〕の場合について例示する。第３図は
必要とするxl Alに就いて格子整合するAlGaInAs結
晶が得られるxl Ga及びxl Asの値を夫々の曲線によつ
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。
AlxGayIn1−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Al，Ga及び
Asの原子分率xl Al，xl Ga及びxl Asの相関を成長開始
温度790〔℃〕の場合について例示する。第３図は
必要とするxl Alに就いて格子整合するAlGaInAs結
晶が得られるxl Ga及びxl Asの値を夫々の曲線によつ
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、第３図に例示した条件に従つて
成長させるAlGaInAs結晶の成長厚さの組成依存
性を、成長開始温度790〔℃〕，冷却速度0.5〔℃／
min〕，温度降下幅９〔℃〕の場合について例示す
る。結晶中のAl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Alの原子
分率xl Alを大きくするほど成長厚さが薄くなる。
成長させるAlGaInAs結晶の成長厚さの組成依存
性を、成長開始温度790〔℃〕，冷却速度0.5〔℃／
min〕，温度降下幅９〔℃〕の場合について例示す
る。結晶中のAl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Alの原子
分率xl Alを大きくするほど成長厚さが薄くなる。
なお以上説明した本発明の液相エピタキシヤル
成長方法においては冷却速度を１〔℃／min〕程
度以上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〔℃／min〕程度まで冷却速度を
低くすることも可能である。
成長方法においては冷却速度を１〔℃／min〕程
度以上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〔℃／min〕程度まで冷却速度を
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、AlxIn1−xAs結晶を成長する第
１の実施例、AlxGayIn1−ｘ−yAs結晶を成長す
る第２の実施例、及び最初にAlxGayIn1−ｘ−
yAs結晶を成長し、次いでAlxIn1−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、AlxGayIn1−ｘ−yAs結晶を成長す
る第２の実施例、及び最初にAlxGayIn1−ｘ−
yAs結晶を成長し、次いでAlxIn1−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) AlxIn1−xAs結晶成長の実施例
通常の液相エピタキシヤル成長用スライドボー
トに、InP基板及び後に詳細を示すメルトバツク
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
InP板で被覆して保護しておく。
トに、InP基板及び後に詳細を示すメルトバツク
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
InP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0.3〔℃／min〕で温度を降下させてInP基
板のメルトバツク及びAlxIn1−xAs結晶成長を下
記の如く実施する。
却速度0.3〔℃／min〕で温度を降下させてInP基
板のメルトバツク及びAlxIn1−xAs結晶成長を下
記の如く実施する。
イ InP基板のメルトバツク
溶液組成：In：InP＝2.1844（ｇ）： 0.0695〔ｇ〕
温度：770〔℃〕
時間：約10秒間
ロ AlInAs結晶成長
溶液組成：AlIn：InAs：In
＝4.0082〔ｇ〕：1.2207〔ｇ〕： 0.01085〔ｇ〕
但し、AlInは固溶体であつて、In中にAlを0.1
〔at％〕すなわち0.0235〔wt％〕含む。このAlIn母
合金を用いる理由はAlはInに単体では偏晶反応
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。
〔at％〕すなわち0.0235〔wt％〕含む。このAlIn母
合金を用いる理由はAlはInに単体では偏晶反応
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：
xl Al＝0.00073
xl Io＝0.86527
xl As＝0.13400
温度：約770→764〔℃〕
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図の顕微鏡写真（125倍）に示す。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。
状態を第５図の顕微鏡写真（125倍）に示す。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。
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0.3×10-4以下と良好であり、またフ
オトルミネセンスのピーク波長は約0.855〔μｍ〕
で、禁制帯幅は1.45〔eV〕、組成はAl0.48In0.52As
であることが確認された。
法により測定した結果、InP結晶との格子不整合
△ａ／ａは0.3×10-4以下と良好であり、またフ
オトルミネセンスのピーク波長は約0.855〔μｍ〕
で、禁制帯幅は1.45〔eV〕、組成はAl0.48In0.52As
であることが確認された。
(ii) AlxGayIn1−ｘ−yAs結晶成長の実施例
前記AlInAs結晶成長の実施例と同様に
AlxGayIn1−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0.5
〔℃／min〕としている。
AlxGayIn1−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0.5
〔℃／min〕としている。
イ InP基板のメルトバツク
溶液組成：In：InP＝2.3207（ｇ）：
0.07045〔ｇ〕 温度：790〔℃〕 時間：約10秒間 ロ AlGaInAs結晶成長 溶液組成：AlIn：InAs：GaAs：In ＝2.74588〔ｇ〕：1.47505〔ｇ〕：
0.21630〔ｇ〕：1.98785〔ｇ〕 但し、AlInについては前記実施例と同様であ
る。
0.07045〔ｇ〕 温度：790〔℃〕 時間：約10秒間 ロ AlGaInAs結晶成長 溶液組成：AlIn：InAs：GaAs：In ＝2.74588〔ｇ〕：1.47505〔ｇ〕：
0.21630〔ｇ〕：1.98785〔ｇ〕 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：
xl Al＝0.0004
xl Ga＝0.0250
xl Io＝0.8196
xl As＝0.1550
温度：約790→781〔℃〕
成長厚さ：約1.92〔μｍ〕
本実施例のAlxGaInAs結晶表面も前記実施例
のAlInAs結晶表面と同様に結晶欠陥が認められ
なかつた。また格子不整合も同様に良好であり、
フオトルミネセンスのピーク波長は約1.228〔μ
ｍ〕であつた。
のAlInAs結晶表面と同様に結晶欠陥が認められ
なかつた。また格子不整合も同様に良好であり、
フオトルミネセンスのピーク波長は約1.228〔μ
ｍ〕であつた。
(iii) 最初にAlxGayIn1−ｘ−yAs結晶を成長し、
更にその上にAlxIn1−xAs結晶を成長する実施
例 前記実施例(i)及び(ii)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(ii)と同じく0.5
〔℃／min〕としている。
更にその上にAlxIn1−xAs結晶を成長する実施
例 前記実施例(i)及び(ii)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(ii)と同じく0.5
〔℃／min〕としている。
イ InP基板のメルトバツク
溶液組成：In：InP＝2.22785（ｇ）：
0.0669〔ｇ〕 温度：790〔℃〕 時間：約10秒間 ロ AlGaInAs結晶成長 溶液組成：AlIn：InAs：GaAs：In ＝5.4489〔ｇ〕：2.61739〔ｇ〕： 0.1386〔ｇ〕：2.0724〔ｇ〕 但し、AlInについては前記実施例と同様であ
る。
0.0669〔ｇ〕 温度：790〔℃〕 時間：約10秒間 ロ AlGaInAs結晶成長 溶液組成：AlIn：InAs：GaAs：In ＝5.4489〔ｇ〕：2.61739〔ｇ〕： 0.1386〔ｇ〕：2.0724〔ｇ〕 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：
xl Al＝0.0005
xl Ga＝1.0100
xl Io＝0.8345
xl As＝0.1550
温度：約790→781〔℃〕
成長厚さ：約0.6〔μｍ〕
フオトルミネセンスピーク波長：約1.0〔μｍ〕
ハAlInAs結晶成長
溶液組成：AlIn：InAs：In
＝5.79005〔ｇ〕：2.3487〔ｇ〕： 1.0248〔ｇ〕
但し、AlInについては前記実施例と同様であ
る。
る。
温度：781→773〔℃〕
成長厚さ：約0.5〔μｍ〕
本実施例より得られたAlGaInAs−AlInAs結晶
についても、実施例(i)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。
についても、実施例(i)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(iii)と同様に、（111）Ａ面を
主面とするInP基板上に例えばInGaAsP結晶を成
長させ、このInGaAsP成長層上に
Al0.48In0.52As結晶又はAlxGayIn1−ｘ−yAs結
晶を成長させることを液相エピタキシヤル成長方
法によつて実施して良好な結果を得ることができ
る。
主面とするInP基板上に例えばInGaAsP結晶を成
長させ、このInGaAsP成長層上に
Al0.48In0.52As結晶又はAlxGayIn1−ｘ−yAs結
晶を成長させることを液相エピタキシヤル成長方
法によつて実施して良好な結果を得ることができ
る。
(g) 発明の効果
以上説明した如く本発明によれば、−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AlxIn1−
xAs（ｘ＝0.48）又は広い禁制帯幅を選択するこ
とができるAlxGayIn1−ｘ−yAsの結晶を、液相
エピタキシヤル成長方法によつて、結晶欠陥を生
ずることなく成長することが可能となる。
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AlxIn1−
xAs（ｘ＝0.48）又は広い禁制帯幅を選択するこ
とができるAlxGayIn1−ｘ−yAsの結晶を、液相
エピタキシヤル成長方法によつて、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、レーザの劈開面としては（110）面を
選択することが適当であるが、同一の劈開方向の
みを選択することによつて平行な劈開面が形成で
きるのでレーザの共振面の形成も可能である。
るために、レーザの劈開面としては（110）面を
選択することが適当であるが、同一の劈開方向の
みを選択することによつて平行な劈開面が形成で
きるのでレーザの共振面の形成も可能である。
従つ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
AlxIn1−xAs及びAlxGayIn1−ｘ−yAs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、−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。
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
AlxIn1−xAs及びAlxGayIn1−ｘ−yAs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、−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Al0.48In0.52As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Al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AlxGayIn1−ｘ−
yAs結晶の格子整合のために必要なAl，Ga及び
A3の原子分率の条件の例を示すグラフ、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図は本発明の実施にかかる結晶
の表面状態を示す顕微鏡写真である。
面上へ形成されたAl0.48In0.52As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Al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AlxGayIn1−ｘ−
yAs結晶の格子整合のために必要なAl，Ga及び
A3の原子分率の条件の例を示すグラフ、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図は本発明の実施にかかる結晶
の表面状態を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- １ インジウム・燐化合物（InP）結晶の（111）
Ａ結晶面上あるいは該インジウム・燐化合物結晶
上に形成された−族化合物結晶の（111）Ａ
結晶面上に、アルミニウム・インジウム・砒素化
合物（AlxIn1−xAs）結晶又はアルミニウム・ガ
リウム・インジウム・砒素化合物（AlxGayIn1−
ｘ−yAs）結晶を成長することを特徴とする液相
エピタキシヤル成長方法。
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 |
| EP83111436A EP0111758B1 (en) | 1982-11-22 | 1983-11-15 | Liquid phase epitaxial growth method |
| DE8383111436T DE3370837D1 (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 JPS5997595A (ja) | 1984-06-05 |
| JPH0247437B2 true 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) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| 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 |
| 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 |
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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5997595A (ja) | 1984-06-05 |
| DE3370837D1 (en) | 1987-05-14 |
| EP0111758A1 (en) | 1984-06-27 |
| US4592791A (en) | 1986-06-03 |
| EP0111758B1 (en) | 1987-04-08 |
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