本発明は、プラズマ気相エピタキシーのための低エネルギー高密度プラズマ発生装置を含んでなる化合物半導体層の高速エピタキシャル成長のための装置及び方法である。上記方法は、堆積チャンバーにおいて１つ又は複数の金属蒸気を非金属元素と結合させるステップを含む。するとガスが高密度低エネルギープラズマ存在下で非常に活性化される。それと同時に、半導体層を基板上に形成するために金属蒸気は非常に活性化されたガスと反応され、反応生成物はプラズマにさらされた支持部と連通する加熱された基板上に堆積される。上記方法は炭素を一切含まず、１０ｎｍ／ｓまでの成長率で、１０００℃以下の基板温度の大面積シリコン基板に窒化物半導体をエピタキシャル成長するために特に適する。上記方法は、炭素を含むガスも水素を発生するガスも必要とせず、有毒性のキャリア又は反応ガスを用いないため、環境に優しい方法である。
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分子線エピタキシャル成長法によりＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体のヘテロ接合を有する半導体薄膜を形成するエピタキシャル成長方法であって、少なくとも一種類以上のＩＩＩ族元素の分子線と第１のＶ族元素の分子線とを照射して第１の化合物半導体層を形成する第１の工程と、前記ＩＩＩ族元素の分子線と前記第１のＶ族元素の分子線の照射を停止し、前記第１のＶ族元素の供給量が前記第１の工程における供給量の１／１０以下となるまで成長を中断する第２の工程と、少なくとも一種類以上のＩＩＩ族元素の分子線と第２のＶ族元素の分子線とを照射して前記第１の化合物半導体層上に前記第１の化合物半導体とは異なる第２の化合物半導体層を形成する第３の工程と、を備えるようにした。
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【課題】該中断時間を短縮できる分子線結晶成長装置を提供する。
【解決手段】成長室１３は、窒素を含むIII−Ｖ化合物半導体を成長するために用いられる。各粒子ビーム源１５は、成長室１３に接続されており、III−Ｖ化合物半導体を成長するための構成元素を提供する。窒素源装置１７は、成長室１３に接続されている。窒素源装置１７は、ラジカルガン１９と、ハウジング２３と、シャッタ２５とを含む。ラジカルガン１９は、窒素ラジカルを発生する。ハウジング２３は、分子線結晶成長装置１１の成長室１３に設けられた開口２１に接続可能であり、またラジカルガン１９を収容する。シャッタ２５は、開口２１とラジカルガン１９との間に設けられ、またラジカルガン１９からの粒子フラックスを調整するためにアパーチャのサイズを変更できる。 （もっと読む）

【課題】 真性に近い単結晶ＧaＮ膜を有し、かつこの膜をｎ形又はｐ形に選択的にドープした半導体デバイスを提供する。
【解決手段】 次の要素を有する半導体デバイス：基板であって、この基板は、（１００）シリコン、（１１１）シリコン、（０００１）サファイア、（１１−２０）サファイア、（１−１０２）サファイア、（１１１）ヒ化ガリウム、（１００）ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、および炭化シリコンからなる群から選択される物質からなる；約２００Å〜約５００Åの厚さを有する非単結晶バッファ層であって、このバッファ層は前記基板の上に成長した第一の物質を含み、この第一の物質は窒化ガリウムを含む；および前記バッファ層の上に成長した第一の成長層であって、この第一の成長層は窒化ガリウムと第一のドープ物質を含む。 （もっと読む）

【課題】高い輝度を示す発光素子として用いられる半導体積層基板を提供する。
【解決手段】〔１〕金属窒化物を除く無機粒子を含有する半導体層を有してなることを特徴とする半導体積層基板。
〔２〕無機粒子が酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物及び金属からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む〔１〕に記載の半導体積層基板。
〔３〕無機粒子が半導体層の成長におけるマスク材料を含む〔１〕又は〔２〕記載の半導体積層基板。
〔４〕マスク材料がシリカ、ジルコニア、チタニア、窒化珪素、窒化硼素、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ｖ、Ｈｆ及びＰｄからなる群より選ばれる少なくとも１つである〔３〕記載の半導体積層基板。
〔５〕次の工程(a)及び(b)を含む半導体積層基板の製造方法。
(a) 基板上に、金属窒化物を除く無機粒子を配置する工程、
(b) 半導体層を成長させる工程。 （もっと読む）

ＳｉＣは極めて安定な物質であり、通常のＩＩＩ族窒化物の結晶成長装置では、ＳｉＣ表面状態を結晶成長に適した状態に制御することが困難である。そこで、以下の処理を行った。ＨＣｌガス雰囲気中で熱処理を行ってＳｉＣ基板１の表面をステップ−テラス構造にし、ＳｉＣ基板１の表面に対して、王水、塩酸、フッ酸による処理を順次行ってＳｉＣ基板１の表面にわずかに形成されているシリコン酸化膜をエッチングして基板表面にはＳｉＣ清浄表面３を形成し、ＳｉＣ基板１を高真空装置内に取り付け、超高真空状態（例えば、１０^−６〜１０^−８Ｐａ）に保持した。超高真空状態において、例えば８００℃以下でＧａ原子ビーム５を時間ｔ１において照射し８００℃以上で熱処理を行うプロセスを、少なくとも１回以上繰り返し、ＡｌＮ膜の成長温度に設定し、超高真空状態でＡｌ原子８ａをＳｉＣ基板表面３に対して先行照射し、その後、Ｎ原子８ｂを供給する。
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分子線エピタキシー（ＭＢＥ）によるｐ型窒化物半導体材料を成長させる方法において、ビス（シクロペンタジエニル）マグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）をマグネシウムドーパント原子供給源として使用する。アンモニアガスをＭＢＥ成長プロセスにおける窒素前駆物質として使用する。本発明の方法により、例えば、ｐ型ＧａＮを成長させるために、ガリウム、アンモニアおよびＣｐ２ＭｇをＭＢＥ成長チャンバに供給し；ｐ型ＡｌＧａＮを成長させるために、さらにアルミニウムを成長チャンバに供給する。本発明の成長プロセスにより、ドーパント原子を活性化させる成長後の工程の必要なしに、室温におけるホール効果の測定によると、最大２×１０^１７ｃｍ^−３のｐ型キャリア濃度が生成される。
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【課題】良質な量子ドットを所望の密度で形成し得る光半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】下地層１６上に形成された量子ドット２０を有する光半導体装置であって、下地層の少なくとも表層部に、下地層の構成元素とイオン半径が異なる微量元素１８が存在しており、微量元素の存在により表層部に生ずる局所的な歪により、量子ドットが形成されている。下地層の表層部に存在させる微量元素の面密度を適宜設定することにより、量子ドットの面密度を制御することができる。しかも、下地層の表層部に存在させる微量元素は微量であるため、下地層の質を損なうこともない。従って、下地層や量子ドットの質を損なうことなく、所望の密度で量子ドットを形成することができる。 （もっと読む）

【課題】 高品質のＧａ_２Ｏ_３系化合物半導体からなる薄膜を形成することができるｐ型Ｇａ_２Ｏ_３膜の製造方法およびｐｎ接合型Ｇａ_２Ｏ_３膜の製造方法を提供する。
【解決手段】 真空層５２内を減圧し、酸素ラジカルを注入しながらセル５５ａを加熱し、Ｇａの分子線９０、およびセル５５ｂを加熱し、Ｍｇの分子線９０をＧａ_２Ｏ_３系化合物からなる基板２５上に照射して、基板２５上にｐ型β−Ｇａ_２Ｏ_３からなるｐ型β−Ｇａ_２Ｏ_３層を成長させる。 （もっと読む）

【課題】炭素原料と珪素原料の供給の交互切り換えや供給比率の調整を行うことなく炭化珪素結晶薄膜の作製を可能とする。
【解決手段】基板９の表面に成長結晶表面の原子配列状態を調整するために、珪素の単元素源（クヌーセンセル１２）から分子線を照射し、結晶が二次元成長するのに適した成長結晶表面状態を形成する工程と、結晶組み立て原料として炭素と珪素の結合（Ｓｉ−Ｃ）分子を内包する有機シランガス１５を供給し単結晶炭化珪素薄膜を成長させる工程とを有する。この基板９として、（０００１）珪素終端面または（０００−１）炭素終端面を有する六方晶炭化珪素基板を用いる。また、上記有機シランガス１５の原料には、モノメチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシランを用いることができる。 （もっと読む）

【課題】 高密度かつ高均一な量子ドットの自己形成を実現する。
【解決手段】 ＧａＡｓ基板上に、ＧａＡｓバッファ層を形成し、ＧａＡｓバッファ層上に、ＧａＳｂ_ｘＡｓ_１−ｘ（０＜ｘ≦１）層を導入し、ＧａＳｂ_ｘＡｓ_１−ｘ（０＜ｘ≦１）層上に、ＩｎＡｓ量子ドットを自己形成する。たとえば、アンチモン（Ｓｂ）の組成ｘをｘ＝１にして、０．２４〜１．５２ＭＬ厚のＧａＳｂ層を導入する場合は、ＧａＳｂ層上にＩｎＡｓ量子ドットを、１．１×１０¹¹ｃｍ^-2以上のドット密度で、高均一に自己形成できる。 （もっと読む）

【課題】 結晶性の良好なＺｎＯ薄膜を低温で、特に加熱することなく室温で、形成させる方法を提供すること。
【解決手段】 基板上に４００℃未満の温度で結晶性酸化亜鉛薄膜を形成させる方法であって、該基板上に表面が主に（１１１）格子面となる結晶性緩衝層を設けた後、該緩衝層の上に酸化亜鉛薄膜を気相法により堆積させることを特徴とする方法。 （もっと読む）

【課題】 複雑な工程を必要としない、また、転位を低減するために厚い膜を形成する必要のない窒化物半導体の転位低減方法を提供する。
【解決手段】 オフ角度αが0.5°以上の微傾斜基板１を用い、その上に、分子線エピタキシャル成長（MBE）法、有機金属気相成長（MOCVD）法、ハイドライド気相成長（HVPE）法などを用いてバッファ層となる窒化物半導体膜２を成長させ、その上に窒化物半導体膜３を成長させる。オフ角度αをある程度大きくして、成長する薄膜の表面に多原子層高さのマクロステップが形成されるようにする。 （もっと読む）

【課題】 ｎ型ＡｌＮ結晶、ＡｌＧａＮ固溶体の生産において生産性やキャリア濃度が十分でないという問題があった。本発明はこのような問題点を解決し、半導体素子として利用するのに必要な、低抵抗のｎ型ＡｌＧａＮ固溶体を得る。
【解決手段】 ＡｌＮ結晶のＡｌ原子の一部、またはＡｌＧａＮ固溶体のＡｌまたは／およびＧａ原子をIIａ族元素で、隣接するＮ原子のうち２原子をＯ原子で同時に置換することにより、不純物準位が浅い、低抵抗のｎ型ＡｌＮ結晶若しくはｎ型ＡｌＧａＮ固溶体を作製する。ＡｌＮ結晶、ＡｌＧａＮ固溶体の製造方法としては、ＣＶＤ法，ＭＢＥ法等の方法によることができる。 （もっと読む）

【課題】 本発明は、触媒分子線エピタキシ（ｃａｔ−ＭＢＥ）の装置、及びそれを用いてIII族窒化物材料を成長させる方法に関する。
【解決手段】 本発明の触媒分子線エピタキシ装置１２０は、熱線１０を含み、アンモニア、窒素ガス等の窒素を含むガス１１０が熱線１０を通過する際に、前記熱線１０によって前記窒素を含むガスを触媒作用により分解して活性化イオンを生成し、前記活性化イオンがIII族金属元素と反応して加熱基板上にIII族窒化物エピタキシャル層を形成する。 （もっと読む）

分子線エピタキシーシステム等の超高真空システムに用いられるフェイズセパレータである。真空チャンバ内には極低温パネルが配置されており、この極低温パネルには極低温シュラウド領域とフェイズセパレータ領域とが含まれている。液体窒素はインレットラインを介して極低温パネルに導入される。液体窒素の温度が上昇し、蒸発すると、窒素蒸気がシュラウド内の上部へ移動する。極低温パネルのフェイズセパレータ領域においては、略大気圧蒸気層が液体窒素の上にあり、その結果、窒素蒸気は、ガスバーストを形成することなくパネルからスムーズに排出される。また、液体窒素レベルの変化による極低温シュラウド表面の温度変化を防ぐため、フェイズセパレータ領域は真空ジャケットされ、これにより極低温シュラウドのポンプ安定性が高められる。分子線エピタキシーシステム（ＭＢＥ）で用いられる一実施例では、極低温パネルを第一と第二の冷却室に分割している。第一の冷却室は液体窒素を含み、被膜される基板を取り囲む。第二の冷却室は水のような異なる流体を含み、エフュージョンセルを取り囲むことによって、エフュージョンセルの動作中に発生される熱を散逸させる。
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【課題】 表面状態及び電気特性に優れた半導体層を形成することができる半導体層の形成方法を提供する。
【解決手段】 組成比ｘが０．０９４２，０．１４，０．１８，０．３０である場合、Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓの成長温度を５９０℃乃至６４５℃とし、Ａｓの供給圧力を０．５×１０^-6ｔｏｒｒ乃至４．０×１０^-6ｔｏｒｒにすることにより、表面状態及び電気特性の双方に優れた膜を形成することができる（領域６１）。一方、組成比ｘが０．５以上である場合、Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓの成長温度を６４５℃乃至７２０℃とし、Ａｓの供給圧力を３．５×１０^-6ｔｏｒｒ乃至６．０×１０^-6ｔｏｒｒにすることにより、表面状態及び電気特性の双方に優れた膜を形成することができる（領域６２）。組成比ｘによって最適な成長温度が相違するのは、ＡｌとＧａとの表面拡散距離の相違によるものと推定される。 （もっと読む）

ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料の再成長層の形成は、中間層を予め形成することによって、容易にされる。この中間層は、主として、その滑らかな形態特性により選択される。この中間層は、下にある基板を覆うように、かつこの基板の一部を覆って形成された誘電体層を覆うように、形成される。この中間層は、その下にある基板層の、誘電体層によって覆われた領域以外の領域の単結晶特性を維持し、そしてこの中間層を覆って形成された再成長層の電気的特性および形態特性を改善する。
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ＦｅドープＩｎＰ等の半導体基板上にＩｎＡｌＡｓ等の化合物半導体からなるエピタキシャル層を再現性よく成長させることのできる気相成長方法を提供する。
半導体基板上にエピタキシャル層を成長させる気相成長方法において、予め室温における半導体基板の抵抗率を測定し、該半導体基板の抵抗率に関わらず実際の基板の表面温度が所望の温度となるように、前記室温における抵抗率に応じて基板の設定温度を制御し、エピタキシャル層を成長させるようにした。 （もっと読む）

【課題】 誘電率の低い有機物を主成分とする層間絶縁膜層に接して金属又は化合物の薄層からなる拡散障壁層の相互間の結合が強く、その界面で剥離・脱離が発生することのない配線構造及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 誘電率の低い有機物を主成分とする層間絶縁膜層に接して金属又は化合物の薄層からなる拡散障壁層を堆積・被覆し、該拡散障壁層に接して導電部分を配設することによって構成される配線構造であって、層間絶縁膜層（有機絶縁膜層）３０と拡散障壁層との界面付近に高速粒子照射により両側の部材を構成する原子又は分子が互いにミキシングされた状態のミキシング領域（ミキシング層３１）を形成した。 （もっと読む）