JP2001093844A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】両導電型の半導体層を良好にエピタキシャル成
長させる。 【解決手段】処理室５内の処理容器１群の下方には、Ｐ
型不純物である亜鉛の蒸気を発生させる亜鉛壺３が配置
されている。処理容器１群の上方には、Ｎ型不純物であ
る微量のシリコンとガリウム燐とを混入させたガリウム
の溶融物を作製するるつぼ２が配置されており、このる
つぼ２から各処理容器１の半導体基板Ｗに前記溶融物が
供給される。Ｐ型半導体層をエピタキシャル成長させる
ときには、第１気体流通口１１から、亜鉛壺３および処
理容器１群を順に通って第２気体流通口１２に至る第１
気流Ｆ１が形成される。Ｎ型半導体層をエピタキシャル
成長させるときには、第２気体流通口１２から、処理容
器１群および亜鉛壺３を順に通って第１気体流通口１１
に至る第２気流Ｆ２が形成される。
長させる。 【解決手段】処理室５内の処理容器１群の下方には、Ｐ
型不純物である亜鉛の蒸気を発生させる亜鉛壺３が配置
されている。処理容器１群の上方には、Ｎ型不純物であ
る微量のシリコンとガリウム燐とを混入させたガリウム
の溶融物を作製するるつぼ２が配置されており、このる
つぼ２から各処理容器１の半導体基板Ｗに前記溶融物が
供給される。Ｐ型半導体層をエピタキシャル成長させる
ときには、第１気体流通口１１から、亜鉛壺３および処
理容器１群を順に通って第２気体流通口１２に至る第１
気流Ｆ１が形成される。Ｎ型半導体層をエピタキシャル
成長させるときには、第２気体流通口１２から、処理容
器１群および亜鉛壺３を順に通って第１気体流通口１１
に至る第２気流Ｆ２が形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、発光素子などの
半導体装置を製造するための方法に関する。
半導体装置を製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光素子の一例である発光ダイオードの
製造工程は、たとえば、Ｎ型ガリウム燐半導体基板上
に、Ｎ型ガリウム燐半導体エピタキシャル成長層と、Ｐ
型ガリウム燐半導体エピタキシャル成長層とを順に成長
させる工程を含む。この場合に、Ｎ型エピタキシャル成
長層とＰ型エピタキシャル成長層とは、同一処理室内で
連続的に成長させることができる。
製造工程は、たとえば、Ｎ型ガリウム燐半導体基板上
に、Ｎ型ガリウム燐半導体エピタキシャル成長層と、Ｐ
型ガリウム燐半導体エピタキシャル成長層とを順に成長
させる工程を含む。この場合に、Ｎ型エピタキシャル成
長層とＰ型エピタキシャル成長層とは、同一処理室内で
連続的に成長させることができる。
【０００３】具体的には、処理室内に配置された処理容
器中にＮ型ガリウム燐半導体基板を配置するとともに、
この処理容器の上方には、ガリウム燐を混入させたガリ
ウム溶融物を作製するためのるつぼを配置する。そし
て、このるつぼから、ガリウム燐を混入させたガリウム
溶融物を処理容器に導き、半導体基板の表面に接触させ
る。これにより、半導体基板の表面での冷却によって、
ガリウム溶融物中のガリウム燐が析出し、ガリウム燐半
導体が成長する。
器中にＮ型ガリウム燐半導体基板を配置するとともに、
この処理容器の上方には、ガリウム燐を混入させたガリ
ウム溶融物を作製するためのるつぼを配置する。そし
て、このるつぼから、ガリウム燐を混入させたガリウム
溶融物を処理容器に導き、半導体基板の表面に接触させ
る。これにより、半導体基板の表面での冷却によって、
ガリウム溶融物中のガリウム燐が析出し、ガリウム燐半
導体が成長する。
【０００４】るつぼ中のガリウム溶融物には、Ｎ型の不
純物である微量のシリコンが予め混入されており、した
がって、Ｐ型の不純物を導入しなければ、半導体基板表
面にはＮ型のエピタキシャル成長層が成長することにな
る。Ｐ型のエピタキシャル成長層を形成するために、処
理室内には、Ｐ型の不純物である亜鉛の固体粒子を収容
した加熱機構付きの亜鉛壺が配置されている。そして、
処理室内には、亜鉛壺を通って半導体基板に至るキャリ
アガス（窒素など）の気流が形成されている。したがっ
て、亜鉛壺で亜鉛粒を加熱して亜鉛の蒸気を発生させる
ことにより、半導体基板表面に成長させられるエピタキ
シャル成長層にＰ型不純物である亜鉛が導入される。
純物である微量のシリコンが予め混入されており、した
がって、Ｐ型の不純物を導入しなければ、半導体基板表
面にはＮ型のエピタキシャル成長層が成長することにな
る。Ｐ型のエピタキシャル成長層を形成するために、処
理室内には、Ｐ型の不純物である亜鉛の固体粒子を収容
した加熱機構付きの亜鉛壺が配置されている。そして、
処理室内には、亜鉛壺を通って半導体基板に至るキャリ
アガス（窒素など）の気流が形成されている。したがっ
て、亜鉛壺で亜鉛粒を加熱して亜鉛の蒸気を発生させる
ことにより、半導体基板表面に成長させられるエピタキ
シャル成長層にＰ型不純物である亜鉛が導入される。
【０００５】Ｎ型のエピタキシャル成長層を形成すると
きには、亜鉛粒の加熱を停止した状態とされる。
きには、亜鉛粒の加熱を停止した状態とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、処理室内に
は、亜鉛壺を通って半導体基板に至るキャリアガスの気
流が常時形成されているので、亜鉛壺を加熱していない
状態においても、若干量の亜鉛蒸気が半導体基板へと導
かれる。このため、Ｎ型（とくにＮ-型）エピタキシャ
ル成長層を形成しようとするときに、エピタキシャル成
長層の結晶性が悪くなるとともに、導電型の制御を良好
に行うことができないおそれがあった。
は、亜鉛壺を通って半導体基板に至るキャリアガスの気
流が常時形成されているので、亜鉛壺を加熱していない
状態においても、若干量の亜鉛蒸気が半導体基板へと導
かれる。このため、Ｎ型（とくにＮ-型）エピタキシャ
ル成長層を形成しようとするときに、エピタキシャル成
長層の結晶性が悪くなるとともに、導電型の制御を良好
に行うことができないおそれがあった。
【０００７】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、各導電型の半導体層のエピタキシャル成
長を同一処理室内で良好に行うことができる半導体装置
の製造方法を提供することである。
課題を解決し、各導電型の半導体層のエピタキシャル成
長を同一処理室内で良好に行うことができる半導体装置
の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、第１導電
型の半導体層と、第１導電型とは異なる第２導電型の半
導体層とを同一処理室内で半導体基板上にエピタキシャ
ル成長させて半導体装置を製造する方法であって、前記
処理室の第１気体流通口と第２気体流通口との間の気体
流通路に、半導体基板を配置する工程と、前記第１気体
流通口と前記半導体基板との間の前記気体流通路に第１
導電型の不純物の発生源を配置する工程と、前記第１気
体流通口から前記第２気体流通口に向かう方向に前記気
体流通路に沿う第１気流を形成しつつ、前記半導体基板
上に前記第１導電型の半導体層をエピタキシャル成長さ
せる工程と、前記第２気体流通口から前記第１気体流通
口に向かう方向に前記気体流通路に沿う第２気流を形成
しつつ、前記半導体基板上に前記第２導電型の半導体層
をエピタキシャル成長させる工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
目的を達成するための請求項１記載の発明は、第１導電
型の半導体層と、第１導電型とは異なる第２導電型の半
導体層とを同一処理室内で半導体基板上にエピタキシャ
ル成長させて半導体装置を製造する方法であって、前記
処理室の第１気体流通口と第２気体流通口との間の気体
流通路に、半導体基板を配置する工程と、前記第１気体
流通口と前記半導体基板との間の前記気体流通路に第１
導電型の不純物の発生源を配置する工程と、前記第１気
体流通口から前記第２気体流通口に向かう方向に前記気
体流通路に沿う第１気流を形成しつつ、前記半導体基板
上に前記第１導電型の半導体層をエピタキシャル成長さ
せる工程と、前記第２気体流通口から前記第１気体流通
口に向かう方向に前記気体流通路に沿う第２気流を形成
しつつ、前記半導体基板上に前記第２導電型の半導体層
をエピタキシャル成長させる工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
【０００９】この方法は、第１気体流通口を給気機構
（２１，２２）または排気機構（排気ダクトなど）に選
択的に結合する第１切り換え機構（ＶＩ１，ＶＯ１）
と、第２気体流通口を排気機構または給気機構に選択的
に結合する第２切り換え機構（ＶＩ２，ＶＯ２と、これ
らの第１切り換え機構と第２切り換え機構とを連動させ
ることによって前記第１気流または第２気流を処理室内
に選択的に形成させる制御手段（３０）とを含む気流制
御装置を用いることによって実現できる。なお、括弧内
は、後述の実施形態における対応構成要素の符号等を示
す。
（２１，２２）または排気機構（排気ダクトなど）に選
択的に結合する第１切り換え機構（ＶＩ１，ＶＯ１）
と、第２気体流通口を排気機構または給気機構に選択的
に結合する第２切り換え機構（ＶＩ２，ＶＯ２と、これ
らの第１切り換え機構と第２切り換え機構とを連動させ
ることによって前記第１気流または第２気流を処理室内
に選択的に形成させる制御手段（３０）とを含む気流制
御装置を用いることによって実現できる。なお、括弧内
は、後述の実施形態における対応構成要素の符号等を示
す。
【００１０】この発明によれば、第１気体流通口から半
導体基板を通って第２気体流通口に至る気体流通路にお
ける気体の流通方向が、第１導電型の半導体層のエピタ
キシャル成長時と第２導電型の半導体層のエピタキシャ
ル成長時とで反転させられる。第１導電型の不純物の発
生源は、第１気体流通口と半導体基板との間の気体流通
路上に配置されるので、第１気体流通口から第２気体流
通口に向かって気流を形成すれば、半導体基板上に形成
されるエピタキシャル成長層に第１導電型の不純物を導
入できる。逆に、第２導電型のエピタキシャル成長層を
形成するときには、第２気体流通口から第１気体流通口
に向かう気流を形成することによって、第１導電型の不
純物が半導体基板付近に至ることを防止できるから、結
晶性の良い第２導電型の半導体層のエピタキシャル成長
が可能となり、その導電型の制御も良好に行える。
導体基板を通って第２気体流通口に至る気体流通路にお
ける気体の流通方向が、第１導電型の半導体層のエピタ
キシャル成長時と第２導電型の半導体層のエピタキシャ
ル成長時とで反転させられる。第１導電型の不純物の発
生源は、第１気体流通口と半導体基板との間の気体流通
路上に配置されるので、第１気体流通口から第２気体流
通口に向かって気流を形成すれば、半導体基板上に形成
されるエピタキシャル成長層に第１導電型の不純物を導
入できる。逆に、第２導電型のエピタキシャル成長層を
形成するときには、第２気体流通口から第１気体流通口
に向かう気流を形成することによって、第１導電型の不
純物が半導体基板付近に至ることを防止できるから、結
晶性の良い第２導電型の半導体層のエピタキシャル成長
が可能となり、その導電型の制御も良好に行える。
【００１１】このようにして、同一の処理室内で第１お
よび第２導電型の半導体層のエピタキシャル成長を良好
に行える。なお、予め第２導電型の不純物を導入した溶
融半導体材料を半導体基板に接触させて半導体層をエピ
タキシャル成長させるようにすれば、上述のような気流
の反転によって、いずれの導電型の半導体層をも良好に
エピタキシャル成長させることができる。
よび第２導電型の半導体層のエピタキシャル成長を良好
に行える。なお、予め第２導電型の不純物を導入した溶
融半導体材料を半導体基板に接触させて半導体層をエピ
タキシャル成長させるようにすれば、上述のような気流
の反転によって、いずれの導電型の半導体層をも良好に
エピタキシャル成長させることができる。
【００１２】また、前記気流は、分解しにくいキャリア
ガスの気流であることが好ましい。このようなガスとし
て、水素ガス、窒素ガスおよびアルゴンガスを例示する
ことができる。この発明の方法は、たとえば、半導体装
置の一例である発光素子の製造に適用することができ
る。この場合に、前記第２導電型の半導体層により発光
層（ＰＮ接合を形成するＰ型半導体層またはＮ型半導体
層、またはＰ型半導体層とＮ型半導体層との間に介在さ
れるＮ-型またはＰ-型のｉ層（高抵抗層））を構成すれ
ば、結晶性の良好な発光層が形成されるため、発光輝度
が向上し、結果として、歩留まりが向上する。
ガスの気流であることが好ましい。このようなガスとし
て、水素ガス、窒素ガスおよびアルゴンガスを例示する
ことができる。この発明の方法は、たとえば、半導体装
置の一例である発光素子の製造に適用することができ
る。この場合に、前記第２導電型の半導体層により発光
層（ＰＮ接合を形成するＰ型半導体層またはＮ型半導体
層、またはＰ型半導体層とＮ型半導体層との間に介在さ
れるＮ-型またはＰ-型のｉ層（高抵抗層））を構成すれ
ば、結晶性の良好な発光層が形成されるため、発光輝度
が向上し、結果として、歩留まりが向上する。
【００１３】発光素子の製造の場合には、前記半導体基
板は化合物半導体（とくに、たとえば、ガリウム燐また
はガリウムヒ素に代表されるIII−Ｖ族化合物半導体）
基板であることが好ましく、半導体基板表面にエピタキ
シャル成長される半導体層も同様に、化合物半導体（と
くに、たとえばガリウム燐またはガリウムヒ素に代表さ
れるIII−Ｖ族化合物半導体）であることが好ましい。
板は化合物半導体（とくに、たとえば、ガリウム燐また
はガリウムヒ素に代表されるIII−Ｖ族化合物半導体）
基板であることが好ましく、半導体基板表面にエピタキ
シャル成長される半導体層も同様に、化合物半導体（と
くに、たとえばガリウム燐またはガリウムヒ素に代表さ
れるIII−Ｖ族化合物半導体）であることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態による半導体装置の製造方法を実施す
るためのエピタキシャル成長装置（液相エピタキシャル
成長（ＬＰＥ）装置）の構成を示す図解的な断面図であ
る。この装置は、上下方向に沿って配列された複数段の
処理容器１と、これらの処理容器１群の上方に配置され
たるつぼ２と、処理容器１群の下方に配置された亜鉛壺
３とを収容した処理室５を備えている。処理室５は、た
とえば、石英で構成されており、亜鉛壺３の下方の底面
に第１気体流通口１１を有するとともに上方が開放され
た内筒体５１と、この内筒体５１に被せられた外筒体５
２とを有する二重筒構造となっている。
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態による半導体装置の製造方法を実施す
るためのエピタキシャル成長装置（液相エピタキシャル
成長（ＬＰＥ）装置）の構成を示す図解的な断面図であ
る。この装置は、上下方向に沿って配列された複数段の
処理容器１と、これらの処理容器１群の上方に配置され
たるつぼ２と、処理容器１群の下方に配置された亜鉛壺
３とを収容した処理室５を備えている。処理室５は、た
とえば、石英で構成されており、亜鉛壺３の下方の底面
に第１気体流通口１１を有するとともに上方が開放され
た内筒体５１と、この内筒体５１に被せられた外筒体５
２とを有する二重筒構造となっている。
【００１５】外筒体５２の側面の下部には第２気体流通
口１２が形成されていて、処理室５内には、上記第１気
体流通口１１から内筒体５１の内部を通り、内筒体５１
と外筒体５２との間の空間を通って第２気体流通口１２
に至る気体流通路が形成されている。各処理容器１に
は、１枚または２枚以上のガリウム燐化合物半導体ウエ
ハＷが収容されている。この半導体ウエハＷの温度は、
処理室５の外周面に沿って配置されたヒータ６によっ
て、エピタキシャル成長に適した温度（たとえば、約８
００℃）に制御されるようになっている。
口１２が形成されていて、処理室５内には、上記第１気
体流通口１１から内筒体５１の内部を通り、内筒体５１
と外筒体５２との間の空間を通って第２気体流通口１２
に至る気体流通路が形成されている。各処理容器１に
は、１枚または２枚以上のガリウム燐化合物半導体ウエ
ハＷが収容されている。この半導体ウエハＷの温度は、
処理室５の外周面に沿って配置されたヒータ６によっ
て、エピタキシャル成長に適した温度（たとえば、約８
００℃）に制御されるようになっている。
【００１６】処理容器１群の上方のるつぼ２には、ヒー
タなどの加熱機構２ａが備えられている。このるつぼ２
内には、ガリウムおよびガリウム燐の固体粒が収容され
る。そして、これを加熱機構２ａによって加熱すること
により、ガリウム燐が混入したガリウムの溶融物（溶融
半導体材料）が得られる。この溶融物は、図示しない供
給機構によって、その下方の複数の処理容器１へと供給
されるようになっている。よって、処理容器１内では、
半導体ウエハＷの表面にガリウム燐を混入したガリウム
の溶融物が接触することになり、半導体ウエハＷの表面
における冷却に伴って、ガリウム燐が析出し、これによ
って、ガリウム燐半導体層のエピタキシャル成長が達成
される。
タなどの加熱機構２ａが備えられている。このるつぼ２
内には、ガリウムおよびガリウム燐の固体粒が収容され
る。そして、これを加熱機構２ａによって加熱すること
により、ガリウム燐が混入したガリウムの溶融物（溶融
半導体材料）が得られる。この溶融物は、図示しない供
給機構によって、その下方の複数の処理容器１へと供給
されるようになっている。よって、処理容器１内では、
半導体ウエハＷの表面にガリウム燐を混入したガリウム
の溶融物が接触することになり、半導体ウエハＷの表面
における冷却に伴って、ガリウム燐が析出し、これによ
って、ガリウム燐半導体層のエピタキシャル成長が達成
される。
【００１７】処理容器１群の下方、すなわち、半導体ウ
エハＷが配置される処理容器１群と第１気体流通口１１
との間の気体流通路に配置された亜鉛壺３には、ヒータ
などの加熱機構３ａが備えられている。この加熱機構３
ａにより亜鉛壺３に収容された亜鉛の固体粒を加熱する
ことによって、Ｐ型不純物としての亜鉛の蒸気を発生さ
せることができる。この実施形態では、るつぼ２には、
ガリウムおよびガリウム燐の他に、さらに、Ｎ型不純物
としての微量のシリコンが収容される。したがって、半
導体ウエハＷに亜鉛蒸気を供給しながら上記エピタキシ
ャル成長を行えば、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体層を成
長させることができ、半導体ウエハＷに亜鉛蒸気を供給
することなく上記エピタキシャル成長を行えば、半導体
ウエハＷ上にＮ型ガリウム燐化合物半導体層を成長させ
ることができる。
エハＷが配置される処理容器１群と第１気体流通口１１
との間の気体流通路に配置された亜鉛壺３には、ヒータ
などの加熱機構３ａが備えられている。この加熱機構３
ａにより亜鉛壺３に収容された亜鉛の固体粒を加熱する
ことによって、Ｐ型不純物としての亜鉛の蒸気を発生さ
せることができる。この実施形態では、るつぼ２には、
ガリウムおよびガリウム燐の他に、さらに、Ｎ型不純物
としての微量のシリコンが収容される。したがって、半
導体ウエハＷに亜鉛蒸気を供給しながら上記エピタキシ
ャル成長を行えば、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体層を成
長させることができ、半導体ウエハＷに亜鉛蒸気を供給
することなく上記エピタキシャル成長を行えば、半導体
ウエハＷ上にＮ型ガリウム燐化合物半導体層を成長させ
ることができる。
【００１８】処理室５に形成された第１気体流通口１１
は、２つに分岐した分岐管８に接続されている。この分
岐管８の一方の枝管８１は、給気バルブＶＩ１を介して
給気装置２１に結合されている。また、分岐管８の他方
の枝管８２は、排気バルブＶＯ１を介して、排気管２５
に接続されている。この排気管２５は、たとえば、半導
体製造工場に設けられた排気ダクトなどの適当な排気設
備に接続されている。一方、処理室５に形成された第２
気体流通口１２は、２つに分岐した分岐管９に接続され
ている。この分岐管９の一方の枝管９１は、給気バルブ
ＶＩ２を介して、給気装置２１に結合されている。ま
た、分岐管９の他方の枝管９２は、排気バルブＶＯ２を
介して、排気管２５に接続されている。
は、２つに分岐した分岐管８に接続されている。この分
岐管８の一方の枝管８１は、給気バルブＶＩ１を介して
給気装置２１に結合されている。また、分岐管８の他方
の枝管８２は、排気バルブＶＯ１を介して、排気管２５
に接続されている。この排気管２５は、たとえば、半導
体製造工場に設けられた排気ダクトなどの適当な排気設
備に接続されている。一方、処理室５に形成された第２
気体流通口１２は、２つに分岐した分岐管９に接続され
ている。この分岐管９の一方の枝管９１は、給気バルブ
ＶＩ２を介して、給気装置２１に結合されている。ま
た、分岐管９の他方の枝管９２は、排気バルブＶＯ２を
介して、排気管２５に接続されている。
【００１９】給気装置２１は、たとえば、ブロワなどか
らなり、水素ガス、窒素ガスまたはアルゴンガスなどの
容易に分解しないキャリアガスを供給するガス供給源２
２からのキャリアガスを、給気バルブＶＩ１，ＶＩ２に
向けて圧送する構成となっている。給気バルブＶＩ１，
ＶＩ２および排気バルブＶＯ１，ＶＯ２は、制御装置３
０によって開閉制御されるようになっている。
らなり、水素ガス、窒素ガスまたはアルゴンガスなどの
容易に分解しないキャリアガスを供給するガス供給源２
２からのキャリアガスを、給気バルブＶＩ１，ＶＩ２に
向けて圧送する構成となっている。給気バルブＶＩ１，
ＶＩ２および排気バルブＶＯ１，ＶＯ２は、制御装置３
０によって開閉制御されるようになっている。
【００２０】具体的には、半導体ウエハＷの表面にＰ型
ガリウム燐化合物半導体層をエピタキシャル成長させる
ときには、給気バルブＶＩ１および排気バルブＶＯ２が
開放状態に制御されるとともに、給気バルブＶＩ２およ
び排気バルブＶＯ１は閉塞状態に制御される。これによ
り、処理室５内では、第１気体流通口１１から、亜鉛壺
３、および半導体ウエハＷを保持した処理容器１群を順
に通り、第２気体流通口１２に至る第１気流Ｆ１が形成
される。このとき、亜鉛壺３の加熱機構３ａは、加熱動
作状態とされ、亜鉛壺３からは亜鉛の蒸気が発生され
る。この亜鉛の蒸気は、キャリアガスの第１気流Ｆ１に
より、処理容器１群に保持された半導体ウエハＷへと導
かれ、エピタキシャル成長層に入り込むことになる。
ガリウム燐化合物半導体層をエピタキシャル成長させる
ときには、給気バルブＶＩ１および排気バルブＶＯ２が
開放状態に制御されるとともに、給気バルブＶＩ２およ
び排気バルブＶＯ１は閉塞状態に制御される。これによ
り、処理室５内では、第１気体流通口１１から、亜鉛壺
３、および半導体ウエハＷを保持した処理容器１群を順
に通り、第２気体流通口１２に至る第１気流Ｆ１が形成
される。このとき、亜鉛壺３の加熱機構３ａは、加熱動
作状態とされ、亜鉛壺３からは亜鉛の蒸気が発生され
る。この亜鉛の蒸気は、キャリアガスの第１気流Ｆ１に
より、処理容器１群に保持された半導体ウエハＷへと導
かれ、エピタキシャル成長層に入り込むことになる。
【００２１】これに対して、半導体ウエハＷの表面にＮ
型ガリウム燐化合物半導体層をエピタキシャル成長させ
るときには、給気バルブＶＩ２および排気バルブＶＯ１
が開放状態に制御されるとともに、給気バルブＶＩ１お
よび排気バルブＶＯ２は閉塞状態に制御される。これに
より、処理室５内では、第２気体流通口１２から、半導
体ウエハＷを保持した処理容器１群、および亜鉛壺３を
順に通り、第１気体流通口１１に至る第２気流Ｆ２が形
成される。この時、亜鉛壺３の加熱機構３ａは、加熱動
作を行わない停止状態に保持される。これにより、亜鉛
蒸気はほとんど発生しないうえ、多少の亜鉛蒸気に発生
したとしても、このような亜鉛蒸気は、キャリアガスの
第２気流Ｆ２によって、排気管２５へと導かれて排気さ
れる。したがって、亜鉛蒸気が、半導体ウエハＷの表面
のエピタキシャル成長層に入り込むことはない。
型ガリウム燐化合物半導体層をエピタキシャル成長させ
るときには、給気バルブＶＩ２および排気バルブＶＯ１
が開放状態に制御されるとともに、給気バルブＶＩ１お
よび排気バルブＶＯ２は閉塞状態に制御される。これに
より、処理室５内では、第２気体流通口１２から、半導
体ウエハＷを保持した処理容器１群、および亜鉛壺３を
順に通り、第１気体流通口１１に至る第２気流Ｆ２が形
成される。この時、亜鉛壺３の加熱機構３ａは、加熱動
作を行わない停止状態に保持される。これにより、亜鉛
蒸気はほとんど発生しないうえ、多少の亜鉛蒸気に発生
したとしても、このような亜鉛蒸気は、キャリアガスの
第２気流Ｆ２によって、排気管２５へと導かれて排気さ
れる。したがって、亜鉛蒸気が、半導体ウエハＷの表面
のエピタキシャル成長層に入り込むことはない。
【００２２】以上のようにこの実施形態によれば、Ｐ型
半導体層のエピタキシャル成長時とＮ型半導体層のエピ
タキシャル成長時とで、処理室５内のキャリアガスの気
流の方向を反転するようにしている。これにより、Ｎ型
半導体層の形成時に、Ｐ型不純物である亜鉛の蒸気が半
導体ウエハＷへと導かれることがないので、同一処理室
５内で両導電型の半導体層をエピタキシャル成長させて
いるにも拘わらず、結晶性の良好なＮ型半導体層をエピ
タキシャル成長させることができる。したがって、この
実施形態の製造方法を、発光ダイオードの製造に適用し
た場合に、結晶性の良好なエピタキシャル成長層からな
る素子を作製できるので、発光効率を向上でき、高輝度
の発光ダイオードを作製することができる。
半導体層のエピタキシャル成長時とＮ型半導体層のエピ
タキシャル成長時とで、処理室５内のキャリアガスの気
流の方向を反転するようにしている。これにより、Ｎ型
半導体層の形成時に、Ｐ型不純物である亜鉛の蒸気が半
導体ウエハＷへと導かれることがないので、同一処理室
５内で両導電型の半導体層をエピタキシャル成長させて
いるにも拘わらず、結晶性の良好なＮ型半導体層をエピ
タキシャル成長させることができる。したがって、この
実施形態の製造方法を、発光ダイオードの製造に適用し
た場合に、結晶性の良好なエピタキシャル成長層からな
る素子を作製できるので、発光効率を向上でき、高輝度
の発光ダイオードを作製することができる。
【００２３】なお、この発明は上述の実施形態以外の形
態でも実施することが可能である。たとえば、Ｎ型半導
体層をエピタキシャル成長させた後にＰ型半導体層をエ
ピタキシャル成長させる場合に、Ｐ型半導体層の形成に
先立って、処理室５内にアンモニアガスを導入してもよ
い。これにより、るつぼ２中の微量のシリコンが、ガリ
ウム中に溶解しない窒化シリコンとなって固化するの
で、Ｎ型不純物が混入していない溶融物を半導体ウエハ
Ｗに供給して、より良好なＰ型半導体層をエピタキシャ
ル成長させることができる。
態でも実施することが可能である。たとえば、Ｎ型半導
体層をエピタキシャル成長させた後にＰ型半導体層をエ
ピタキシャル成長させる場合に、Ｐ型半導体層の形成に
先立って、処理室５内にアンモニアガスを導入してもよ
い。これにより、るつぼ２中の微量のシリコンが、ガリ
ウム中に溶解しない窒化シリコンとなって固化するの
で、Ｎ型不純物が混入していない溶融物を半導体ウエハ
Ｗに供給して、より良好なＰ型半導体層をエピタキシャ
ル成長させることができる。
【００２４】また、上記の実施形態では、複数段の処理
容器１が用いられる構成について説明したが、単段の処
理容器を用いても構わないし、処理室５内で一括して処
理される半導体ウエハＷの枚数は、１枚であってもよい
し任意の複数枚であってもよい。また、上記の実施形態
では、処理室５内において、上下方向にキャリアガスの
気流が形成される例について説明したが、水平に配置さ
れる横長の処理室を用いる場合には、気流の方向は横方
向（水平方向）とされてもよい。
容器１が用いられる構成について説明したが、単段の処
理容器を用いても構わないし、処理室５内で一括して処
理される半導体ウエハＷの枚数は、１枚であってもよい
し任意の複数枚であってもよい。また、上記の実施形態
では、処理室５内において、上下方向にキャリアガスの
気流が形成される例について説明したが、水平に配置さ
れる横長の処理室を用いる場合には、気流の方向は横方
向（水平方向）とされてもよい。
【００２５】さらに、上記の実施形態では、ガリウム燐
化合物半導体基板上にガリウム燐化合物半導体層がエピ
タキシャル成長される場合を例にとったが、ガリウム燐
以外にもガリウムヒ素などの化合物半導体のエピタキシ
ャル成長にもこの発明を適用することができ、さらに
は、化合物半導体以外にも、シリコンおよびゲルマニウ
ムなどの一般の半導体のエピタキシャル成長にこの発明
を適用してもよい。その他、特許請求の範囲に記載され
た事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
化合物半導体基板上にガリウム燐化合物半導体層がエピ
タキシャル成長される場合を例にとったが、ガリウム燐
以外にもガリウムヒ素などの化合物半導体のエピタキシ
ャル成長にもこの発明を適用することができ、さらに
は、化合物半導体以外にも、シリコンおよびゲルマニウ
ムなどの一般の半導体のエピタキシャル成長にこの発明
を適用してもよい。その他、特許請求の範囲に記載され
た事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図１】この発明の一実施形態に係る半導体装置の製造
方法を実施するためのエピタキシャル成長装置の構成を
示す図解的な断面図である。
方法を実施するためのエピタキシャル成長装置の構成を
示す図解的な断面図である。
１ 処理容器 ２ るつぼ ２ａ 加熱機構 ３ 亜鉛壺（不純物の発生源） ３ａ 加熱機構 ５ 処理室 ６ ヒータ ８ 分岐管 ９ 分岐管 １１ 第１気体流通口 １２ 第２気体流通口 ２１ 給気装置 ２２ ガス供給源 ２５ 排気管 ３０ 制御装置 ５１ 内筒体 ５２ 外筒体 ８１ 枝管 ８２ 枝管 ９１ 枝管 ９２ 枝管 Ｆ１ 第１気流 Ｆ２ 第２気流 ＶＩ１ 給気バルブ ＶＩ２ 給気バルブ ＶＯ１ 排気バルブ ＶＯ２ 排気バルブ Ｗ ガリウム燐化合物半導体ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 哲二 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA40 CA37 CA49 CA53 CA57 CA63 5F053 AA03 AA26 AA44 AA48 BB04 BB23 BB52 BB53 BB57 DD01 DD03 DD07 DD20 FF01 GG01 HH01 HH04 JJ01 JJ03 KK01 KK04 LL02 RR03 RR06 RR11
Claims (1)
- 【請求項１】第１導電型の半導体層と、第１導電型とは
異なる第２導電型の半導体層とを同一処理室内で半導体
基板上にエピタキシャル成長させて半導体装置を製造す
る方法であって、 前記処理室の第１気体流通口と第２気体流通口との間の
気体流通路に、半導体基板を配置する工程と、 前記第１気体流通口と前記半導体基板との間の前記気体
流通路に第１導電型の不純物の発生源を配置する工程
と、 前記第１気体流通口から前記第２気体流通口に向かう方
向に前記気体流通路に沿う第１気流を形成しつつ、前記
半導体基板上に前記第１導電型の半導体層をエピタキシ
ャル成長させる工程と、 前記第２気体流通口から前記第１気体流通口に向かう方
向に前記気体流通路に沿う第２気流を形成しつつ、前記
半導体基板上に前記第２導電型の半導体層をエピタキシ
ャル成長させる工程とを含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26894699A JP2001093844A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26894699A JP2001093844A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093844A true JP2001093844A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17465494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26894699A Pending JP2001093844A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001093844A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG114598A1 (en) * | 2002-02-05 | 2005-09-28 | Semiconductor Energy Lab | Manufacturing system, manufacturing method, method of operating a manufacturing apparatus, and light emitting device |
| US7378126B2 (en) | 2002-02-22 | 2008-05-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device and method of manufacturing the same, and method of operating manufacturing apparatus |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26894699A patent/JP2001093844A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG114598A1 (en) * | 2002-02-05 | 2005-09-28 | Semiconductor Energy Lab | Manufacturing system, manufacturing method, method of operating a manufacturing apparatus, and light emitting device |
| US7195801B2 (en) | 2002-02-05 | 2007-03-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing process for storing and transferring evaporation material |
| US7378126B2 (en) | 2002-02-22 | 2008-05-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device and method of manufacturing the same, and method of operating manufacturing apparatus |
| US8138670B2 (en) | 2002-02-22 | 2012-03-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device and method of manufacturing the same, and method of operating manufacturing apparatus |
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