JP2006520851A - 有機金属気相沈殿によって基板に化合物を析出させる方法 - Google Patents

有機金属気相沈殿によって基板に化合物を析出させる方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
寄生的沈殿の発生なしにメチル有機気相沈殿によって基板に化合物を析出させる方法を提供すること
【解決手段】
この発明は、少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つの有機金属とから成る第一混合物と、少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つのグループＶ化合物或いはグループＶＩ化合物とから成る第二混合物とから成り、両混合物がＭＯＣＶＤ装置へ別々に供給され、有機金属気相沈殿によって基板に化合物を析出させる方法に関する。少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つの有機金属とから成る第一混合物は、この発明によると、基板と少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つのグループＶ化合物或いはグループＶＩ化合物とから成る第二混合物との間の装置に供給される。これによって、好ましくは、寄生的沈殿がＭＯＣＶＤ装置の壁に生じないことが奏される。それ故に、析出率は従来の技術水準の方法に比べて上昇される。

Description

この発明は、有機金属気相沈殿によって基板に化合物を析出させる方法に関する。
有機金属気相沈殿（有機金属化学的蒸着「ＭＯＣＶＤ」）は、電子部品、例えばハンデイ用の高速トランジスタ或いは発光ダイオードに使用されることができるような複雑な構成の層構造を創る方法である。公知の珪素構造と対照的に、これら構造は一つの要素から構成されないが、しかし二つ或いはそれ以上の要素から構成される。それ故に、それらは半導体化合物として参照されることができる。この有機金属気相沈殿は所謂ＭＯＣＶＤ装置において実行される。
ＭＯＣＶＤ装置によって、とりわけ窒化物層が析出されることができ、例えばＧａＮ，ＩｎＮ或いはＡｌＮのような二つの要素、或いは例えばＧａＩｎＮ或いはＡｌＧａＮのようなより多い複数の要素から構成されることができる。これら化合物は二元或いは三元システムとして参照される。窒化物化合物の単結晶選別のために、サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ），炭化珪素（ＳｉＣ）或いは珪素は、窒化物と類似な結晶特性を有し、基板として使用される。
グループＩＩＩ窒化物は、その代表的ものとしてＩｎＮ用の１．９ｅＶ対アルミニウム窒化物ＡｌＮ用の６．２ｅＶの直接バンド隙間を備える半導体システムを包含する。
これら窒化物層は、経済的に非常に重要である、なぜなら、それらが電気励起により可視スペクトルの青部分を発光でき、それ故に、光電構成要素を実現するために適切なエネルギー範囲で光電成分を利用可能に創られるからである。この例としてＧａＮを基礎とするｐｎ−発光ダイオードがある。
窒化物層の有機金属気相沈殿のために、人はガリウム、インジウム或いはアルミニウムの気相化合物並びに所謂前駆物質のようなＮＨ3 を必要とする。ガリウムの場合には、有機金属化合物、例えばトリメチルガリウム（ＴＭＧ）が使用される。キャリアガス、例えば水素によって、前駆物質は装置の反応空間へ運ばれる。加熱できる単結晶性の非常に薄いデスク（ウエハー）、基板が存在する。このウエハーは基板上の気相中の前駆物質と温度の均一な分布を作るために所謂前駆物質の上で回転するように据え付けられる。赤外線照射器或いは高周波数加熱によって前駆物質と基板が加熱される。基板の温度は約１５００°Ｃに達成し、それによりその物質システムが析出される。この領域はホットゾーンとして指定される。
基板に析出させるために、前駆物質が変換される。これは熱によって部分的に既に気相に生じ、その熱は基板によって、或いは基板上のキャリアガスの分子の衝突によって放出される。分子断片は基板面に沈殿する。高温の結果として、元の前駆物質化合物が分解し、新たな化合物、例えばＧａＮ、ＩｎＮ或いはＡｌＮを形成するよう反応する。この方法では、新たな層がＧａＮ、ＩｎＮ或いはＡｌＮのような原子層の後の原子層のウエハーで成長する。開始分子、例えばＴＭＧと水素からメチルグループの残りは部分的に互いに結合してメタンを形成する。析出されていない分子及び分子断片は表面から分離され、メタンのようにキャリアガス流により運搬され、ＭＯＣＶＤ装置からガス清掃システム、所謂スクライバーまで放出される。
ＭＯＣＶＤ装置は通常には二つガス入口と装置へ導入されるガス流を分割する可能性を有するので、酸基礎内転の形成のために装置内部の一時的混合がしばしば回避されることができる。このために、分割板は、ＭＯＣＶＤ装置が上下空間に区分されるように、装置のガス入口の下流に配列されることができる。装置の外部には、貯蔵容器に接続されるガス収集導管が配置されている。この貯蔵容器には、開始材料、つまり一方では有機金属、他方ではグループＶ或いはグループＶＩ化合物が保存される。
従来は、ガスを柔軟に装置内部の区分に分配することが出来ないという欠点がある。
ＭＯＣＶＤ装置における気相沈殿による例えばグループＩＩＩ窒化物層の前記方法技術の製造では、前駆物質はそのキャリアガス（Ｈ2 ，Ｎ2 ，アルゴン）と一緒にそれぞれ別々に装置に供給される。ガス流は装置の熱い地域に初めて混合される。窒化物表面の安定化を保証するために、成長温度において窒素が不均一に蒸発され、先行技術によるキャリアガス／ＮＨ3 −混合物（グループＶ化合物）はキャリアガス／有機金属混合物より基板上の成長面により接近して局部的に導入される。その結果、基板の熱い表面によって窒素がアンモニアから遊離され、基板への反応のために利用される。このアプローチは他の化合物の析出のためにも使用される。
前記場合には、形成された窒化物は装置の熱い壁にも急に寄生的に沈殿する傾向があるという欠点がある。この沈殿の性質と厚さは方法の過程で変化する。この沈殿は開始化合物の触媒的分解により基板上の成長を変更し、気相中の濃度の減少を生じる。析出された化合物が暗く着色されるので、これは気相温度と基板の表面温度に影響を与える。それ故に、窒化物層は基板上に再生可能に析出されることができない。
寄生的沈殿は短時間後に壁から剥離される。粒子は装置の寄生的沈殿を被覆された構成部材から基板或いは試料へ落下し、そこに塗布された層の特性に有害な効果を与える。
この問題の解決策として、寄生的沈殿によって被覆されて基板と結合する装置の構成部材は、寄生的沈殿が臨界レベルに蓄積されるとすぐに、交換されるか、或いは清掃される。
しかしながら、これは、装置が中間時間において利用されることが出来ないから、高価となる欠点である。
特開２００１−２５０７８３号公報。 特開２００２−１５１４１９号公報。 特許第２６４６９３１号明細書 特許第３４８１５８６号明細書
この発明の課題は、寄生的沈殿の発生なしにメチル有機気相沈殿によって基板に化合物を析出させる方法を提供することである。
この課題は、特許請求項１の特徴事項をもつ方法により且つ特許請求項１５の特徴事項をもつＭＯＣＶＤ装置により達成される。有益な特徴事項は特許請求項にそれぞれ依存して与えられている。
この発明によると、この方法では、少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つの有機金属とから成る第一混合物と、少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つのグループＶ化合物或いはグループＶＩ化合物とから成る第二混合物とが使用され、それ為に、両混合物が基板に化合物を析出させる装置へ別々に供給される。この方法は、少なくとも一つの有機金属化合物が基板とグループＶ或いはグループＶＩ化合物との間に導入される。それで、少なくとも一つの有機金属化合物はグループＶ或いはグループＶＩ化合物より基板に近い位置において装置に供給される。
好ましくは、析出は、それが望まれる場合に、即ち基板上のみに形成されるから、寄生的沈殿の厚さが著しく減少されるという効果を奏する。析出率は規則正しく増加され、層は先行技術により析出された層と比較してより高純度である。
装置の壁と天井における粒子形成は最小に減少される。多くの層は、装置の寄生的沈殿で被覆された構成部材が費用のかかる作用で交換されなければならない前に、且つ寄生的沈殿から分離する材料が剥離して沈殿層を汚染する危険なしに、再生可能に析出されることができる。
有機金属化合物は、グループＩＩ化合物、或いはグループＩＩＩ化合物、或いはグループＩＶ化合物、或いはこれらの混合物から選定されることができる。例として、バリウム- ストロンチュム- 化合物（グループＩＩ）、或いはトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムとトリメチルインジウム（グループＩＩＩ）、或いはチタン・イソプロポキシド（グループＩＶ）が有機金属化合物として挙げられている。
グループＶ化合物としてＮＨ3 及び／又はＡｓＨ3 及び／又はＰＨ3 が使用されることができ、グループＶＩ化合物として酸素或いはジエチルテルル化物が使用されることができる。
無論、しかし、この方法はこの種の化合物の選定に限定されていない。むしろこの方法は基本的に有機金属気相沈殿によって基板に化合物を析出させる方法が使用されることができる。化合物のキャリアガスとして、水素及び／又は窒素及び／又はアルゴンが考慮される。
例えばＧａＮの析出のために、トリメチルガリウムはグループＩＩＩ化合物として選定され、ＮＨ3 がグループＶ化合物として、それぞれ水素によってキャリアガスとして選定されることができる。
この場合に、有機金属／キャリアガス混合物は、基板とＮＨ3 キャリアガス混合物が導入される点との間に導入される。しかしながら、この発明の制限なしに、寄生的沈殿を回避するために、この発明の方法を他の化合物により実施することが可能である。
ＭＯＣＶＤ装置は、少なくとも二つのガス入口を有する。第一混合物用の第一ガス入口と別の混合物用の第二ガス入口とである。このガス自体は貯蔵容器に存在する。装置のガス入口とガス用の貯蔵容器の間にはこの発明の手段、特に少なくとも二つの三方路弁が所謂ガス収集導管に配置されている。しかし、適切な迅速連結継手がこのラインに配置されることができる。
これは、好ましくは、装置が貯蔵容器に接続されることができ、そして装置が長たらしく貯蔵容器から分離され、新たに連結されなければならないことなしに、ガスが必要に応じて柔軟にＭＯＣＶＤ装置の種々の区分に導入されることができることを奏する。
言い換えると、そのような装置の操作者は、必要条件に基づくガスを好都合に且つ柔軟に必要とされる装置の構成部材に供給する位置にいる。それによって、ガス混合物用のガス入口は迅速に互いに交換されることができる。
しかし、この目的のために、他の構造的変更を装置に処置することが想像できる。
更に、この発明は、若干の実施例と添付した５つの図に基づいて詳細に記載される。
図１は、上下区画室用の二つのガス入口４、５を備える技術水準に基づくＭＯＣＶＤ装置を概略的に示す。前駆物質は分割板１によって互いに分離されて一つの被覆すべき基板２に供給される。ＭＯＣＶＤ装置は分割板１によってガス入口４、５の後部の上下空間に区分される。基板２は例えば一つの二ユニットウエハーである。無論、しかし、この方法は基板の特定寸法或いは形状に制限されない。この基板２は受納器６に据え付けられ、その受納器はここで回転可能な皿として形成される。装置の壁は単に図に示されている。即ち、この場合には、壁３のみが図示されていた。視線方向に見て前壁並びに天井は、装置への観察を保証するために、図示されていない。
図２は、ガス入口と受納器６（図示されていない）の上流に位置した冷却部７との間の仮想線に沿う装置を通る横断面である。この冷却部７は図２のみしか図示されていない。この場合には、ガス入口５は有機金属／キャリアガス混合物（ＴＭＧ／Ｈ2 ）を導入し、ガス入口４がＮＨ3 ／キャリアガス混合物（ＮＨ3 ／Ｈ2 ）を導入するように設けられている。ガスの装置への流入後に、両ガス流は、それらが分割板１の後に混合され、受納器６上の基板に到達されるまで、まず最初に分割板１によって互いに分離されたままである。この有機金属／キャリアガス混合物は、この発明によると基板とＮＨ3 ／キャリアガス混合物の間に導入される。
図３は、受納器６の直前に示された冷却部７の上部における反応体の混合を示す。より濃いアンモニア／キャリアガス−ガス混合物は、基板の方向において有機金属／キャリアガス混合物と混合する受納器６上へ分散する。前駆物質の分解を触媒的に加速される基板の上と上流に、ＧａＮの析出を生じる。全体的ガス混合は装置の天井に到達されないので、そこでＧａＮの寄生的沈殿が回避される。
図４ａは、技術水準において示されるように、ＧａＮの析出の過程を図示する。Ｘ軸線は基板或いはウエハーに沿う局部的座標を示す。このウエハーは黒い梁によって示されている。析出率は１時間後のみにおよそ１．３マイクロメータＧａＮに達する。
この発明による方法は、ＴＧＭ／Ｈ2 混合物がこの発明によって基板とＮＨ3 ／キャリアガス混合物との間に、つまり局部的に見て基板のより近くに導入され、およそ４ー５マイクロメータＧａＮの平均的にかなり高い析出率を可能とする。回転可能な受納器６のために、析出はウエハーを横切って一様に分布される（図４ｂ）。ウエハーの前の高い析出率は、このウエハー上に非常に高い純度をもつＧａＮの沈殿を可能とする。
高い析出率は、後者の場合に、気相が装置壁における寄生的沈殿によって減少されないという事実を生じる。このガスはつまり基板への析出を利用する。
ＧａＮの図２−４に図示された析出は単に例として与えられている。この発明による方法の別の例として、亜鉛テルルの析出が挙げられている。
この場合には、基板とグループＩＶ化合物ジメチルテルルの間にグループＩＩ化合物ジメチル亜鉛が装置内に供給される。
誘電性（Ｂａ，Ｓｒ）チタン酸塩の析出において、二つ或いは三つの有機金属から成る混合物が酸素と基板との間に装置内に供給させることが可能である。この有機金属は、例えばバリウムとストロンチュムのジケトネート並びにチタンのアロキシド、例えばチタンイソプロポキシドから成る混合物を包含する。この場合に基板とグループＩＶ化合物の酸素の間に有機金属から成る混合物が供給される。
さらに、それぞれの層化合物を製造するために、表１に与えられるように、有機金属とグループＶ或いはグループＶＩ化合物の適当な組合せを選定することが可能である。
図５は、ＭＯＣＶＤ装置のガス入口用の切換装置を示す。収集導管５２はキャリアガス／有機金属−混合物用の貯蔵容器（図示されていない）と接続されて、空圧的３／２方路弁Ｖ２へ案内される。収集導管５１はキャリアガス／グループＶ或いはグループＶＩ化合物用の貯蔵容器と接続されて、空圧的３／２方路弁Ｖ１へ案内される。これら弁Ｖ１とＶ２は導管を介してガス入口の上区画室４’と下区画室５’と接続されている。圧力のない状態では、弁Ｖ２が上区画室４’へ、弁Ｖ１が下区画室５’へ開放されている（図５を参照）。ガスは技術水準のように、装置内へ導入される。
両弁弁Ｖ１とＶ２はＮ2 圧力導管５３のみと手動操作弁Ｖ３を介して切換えられる。キャリアガスと少なくとも一つの有機金属から成る混合物は圧力下で区画室５’に供給され、つまり受納器６上の基板とキャリアガスとグループＶ或いはグループＶＩ化合物から成る混合物との間に供給される。後者のガス混合物は区画室４’に供給される。分割板１は図５のみに示され、図１−３に示されるように、ほぼ受納器６にまで延びている。
それ故に、異なる混合物は決して同時に同一の区画室４’と５’に与えられないことが保証される。この種の改良は、確実で且つガス混合物の同時的柔軟な供給を装置の上下区画室４’と５’に与える。
構成部材リスト：
・３／２方路弁（Ｖ１、Ｖ２）：１／４インチＶＣＲ−ＦＦＦ
・３／２方路弁（Ｖ３）手動操作され、組立てられたパネル弁（ボシュ社）０８２０ ４０２ ０２４ ３／２ ＷＶ ＮＧ４（１／８インチ）
・ステンレス鋼パイプ８／８インチ電気研磨された
・空圧ホース１／８インチ
［表１］
┌──────────┬──────────┬──────────┬─────┐
│ 層化合物 │ 有機体 │グループＶ・グループ│キャリアガ│
│ │ │ＶＩ- 化合物 │ス │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムガリウム│ＴＭＡＩ（トリメチル│ＡｓＨ3 （アルシン）│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│砒化物（（ＡｌＧａ）│アルミニウム）、 │ＴＢＡｓ（第三ブチル│，Ａｒ │
│Ａｓ） │ＴＭＧａ（トリメチル│アルシン） │ │
│ │ガリウム）、ＴＥＧａ│ │ │
│ │（トリエチルガリウム│ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウム砒化物（Ｇａ│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ │ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│Ａｓ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ │ │ │ │
│アルミニウム砒化物（│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ │ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ＡｌＡｓ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウムインジウム砒│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│化物（（ＧａＩｎ）Ａ│ＴＭＩｎ │ │，Ａｒ │
│ｓ） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│インジウム燐化物（ │ＴＭＩｎ │ＰＨ3 ，ＴＢＰ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ＩｎＰ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムガリウム│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ，│ＰＨ3 （燐酸），ＴＢ│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│インジウム燐化物（（│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│Ｐ（第三ブチル燐化物│，Ａｒ │
│ＡｌＧａＩｎ）Ｐ） │ＴＭＩｎ（トリメチル│） │ │
│ │インジウム） │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウムインジウム燐│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＰＨ3 ，ＴＢＰ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│化物（（ＧａＩｎ）Ｐ│ＴＭＩｎ │ │，Ａｒ │
│） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムインジウ│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ，│ＰＨ3 ，ＴＢＰ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ム燐化物（（ＡｌＩｎ│ＴＭＩｎ │ │，Ａｒ │
│）Ｐ） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウムインジウム砒│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ，│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│素燐化物（（ＧａＩｎ│ＴＭＩｎ │ＰＨ3 ，ＴＢＰ │，Ａｒ │
│）（ＡｓＰ）） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムガリウム│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ，│ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ，│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│インジウム砒素燐化物│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＰＨ3 ，ＴＢＰ │，Ａｒ │
│（（ＡｌＧａＩｎ）（│ＴＭＩｎ │ │ │
│ＡｓＰ）） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウム窒化物（│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ │ＮＨ3 （アンモニア）│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ＡｌＮ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウム窒化物 │ＴＭＧａ，ＴＥＧａ │ＮＨ3 │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│（ＧａＮ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│インジウム窒化物 │ＴＭＩｎ │ＮＨ3 │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│（ＩｎＮ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムガリウム│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ，│ＮＨ3 │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│インジウム窒化物 │ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ │，Ａｒ │
│（（ＡｌＧａＩｎ）Ｎ│ＴＭＩｎ │ │ │
│） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウムインジウム窒│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＮＨ3 │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│化物（（ＧａＩｎ）Ｎ│ＴＭＩｎ │ │，Ａｒ │
│） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウムアンチモン │ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＴＭＳｂ（トリメチル│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│（ＧａＳｂ） │ │アンチモン）， │，Ａｒ │
│ │ │ＴＥＳｂ（トリエチル│ │
│ │ │アンチモン） │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムアンチモ│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ン（ＡｌＳｂ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│インジウムアンチモン│ＴＭＩｎ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│（ＩｎＳｂ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムインジウ│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ，│ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ムアンチモン │ＴＭＩｎ │ │，Ａｒ │
│（（ＡｌＩｎ）Ｓｂ）│ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウムインジウムア│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ンチモン │ＴＭＩｎ │ │，Ａｒ │
│（（ＧａＩｎ）Ｓｂ）│ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウム砒化アンチモ│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ │ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ，│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ン（Ｇａ（ＡｓＳｂ）│ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウム砒化アン│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ，│ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ，│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│チモン │ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │，Ａｒ │
│（Ａｌ（ＡｓＳｂ））│ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│インジウム砒化アンチ│ＴＭＩｎ │ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ，│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│モン（Ｉｎ（ＡｓＳｂ│ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │，Ａｒ │
│）） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウムインジウム砒│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ，│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│化アンチモン （（ │ＴＭＩｎ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │，Ａｒ │
│ＧａＩｎ）（ＡｓＳｂ│ │ │ │
│）） │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ガリウム燐化アンチモ│ＴＭＧａ，ＴＥＧａ，│ＰＨ3 ，ＴＢＰ， │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ン（Ｇａ（ＰＳｂ） │ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│インジウム燐化アンチ│ＴＭＩｎ │ＰＨ3 ，ＴＢＰ， │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│モン（Ｉｎ（ＰＳｂ）│ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│インジウム燐化砒化ア│ＴＭＩｎ │ＰＨ3 ，ＴＢＰ， │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ンチモン │ │ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ，│，Ａｒ │
│（Ｉｎ（ＰＡｓＳｂ）│ │ＴＭＳｂ，ＴＥＳｂ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│カドミニウムテルル酸│ＤＭＣｄ（ジメチルカ│ＤＥＴｅ（ジエチルテ│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│（ＣｄＴｅ） │ドミニウム） │ルル），ＤＭＴｅ（ジ│，Ａｒ │
│ │ │メチルテルル）， │ │
│ │ │ＤＩＰｔｅ（ジイソプ│ │
│ │ │ロピルテルル） │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│水銀テルル酸 │Ｈｇ（水銀） │ＤＥＴｅ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│（ＨｇＴｅ） │ │ │，Ａｒ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│カドミニウム水銀テル│ＤＭＣｄ，Ｈｇ │ＤＥＴｅ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ル酸 │ │ │，Ａｒ │
│（（ＣｄＨｇ）Ｔｅ）│ │ │ │
│ │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│硫化亜鉛（ＺｎＳ） │ＤＭＺｎ（ジメチル亜│Ｈ2 Ｓ（硫化水素），│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ │鉛），ＤＥＺｎ（ジエ│ＤＥＳ（ジエチル硫黄│，Ａｒ │
│ │チル亜鉛） │），ＤＴＢＳ（第三ブ│ │
│ │ │チル硫黄） │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│セレン酸亜鉛 │ＤＭＺｎ（ジメチル亜│ＤＭＳｅ（ジメチルセ│Ｈ2 ，Ｎ2 │
│（ＺｎＳｅ） │鉛），ＤＥＺｎ（ジエ│レン），ＤＥＳｅ（ジ│，Ａｒ │
│ │チル亜鉛） │エチルセレン）， │ │
│ │ │ＤＩＰＳｅ（ジイソプ│ │
│ │ │ロピルセレン）， │ │
│ │ │ＤＴＢＳｅ（第三ブチ│ │
│ │ │ルセレン） │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│バリウムストロンチウ│Ｂａ(thd)2，Ｓｒ(thd│Ｏ2 ( 酸素) ，Ｏ3 ( │Ｎ2 ，Ａｒ│
│ムチタネート │)2，( バリウム/ スト│オゾン) ，Ｎ2 Ｏ( 一│ │
│（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 │ロンチウムテトラメチ│酸化窒素) │ │
│ │ル- ヘプタンディネー│ │ │
│ │ト）， │ │ │
│ │Ｂａ(hfa)2，Ｓｒ(hfa│ │ │
│ │)2，( バリウム/ スト│ │ │
│ │ロンチウムヘクサフル│ │ │
│ │オロアセチルアセトネ│ │ │
│ │ート) ，ＴＩＰ（チタ│ │ │
│ │ンテトラキスイソプロ│ │ │
│ │ポキシド），ＴＴＢ（│ │ │
│ │チタンテトラキステル│ │ │
│ │ティールブトキシド）│ │ │
│ │ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│鉛ジルコネートチタネ│ＴＥＬ（テトラエチル│Ｏ2 ( 酸素) ，Ｏ3 ( │ │
│ート （ │鉛），ＴＢＬ（テトラ│オゾン) ，Ｎ2 Ｏ( 一│ │
│Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ3 │フェニール鉛）， │酸化窒素) │ │
│） │Ｐｂ(thd)2（鉛テトラ│ │ │
│ │メチルヘプタンディネ│ │ │
│ │ート），ＺＴＢ（ジル│ │ │
│ │コンテトラキステルテ│ │ │
│ │ィールブトキシド），│ │ │
│ │ＺＩＰ（ジルコンテト│ │ │
│ │ラキスイソプロポキシ│ │ │
│ │ド），ＴＩＰ，ＴＴＢ│ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│バリウムチタネート │Ｂａ(thd)2，Ｂａ(hfa│Ｏ2 ( 酸素) ，Ｏ3 ( │ │
│（ＢａＴｉＯ3 ） │)2，ＴＩＰ，ＴＴＢ │オゾン) ，Ｎ2 Ｏ( 一│ │
│ │ │酸化窒素) │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│鉛バリウムチタネート│ＴＥＬ，ＴＢＬ， │Ｏ2 ( 酸素) ，Ｏ3 ( │ │
│（ＰｂＢａ）ＴｉＯ3 │Ｐｂ(thd)2Ｂａ(thd)2│オゾン) ，Ｎ2 Ｏ( 一│ │
│） │，Ｂａ(hfa)2，ＴＩＰ│酸化窒素) │ │
│ │，ＴＴＢ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│鉛バリウムジルコネー│ＴＥＬ，ＴＢＬ， │Ｏ2 ( 酸素) ，Ｏ3 ( │ │
│トチタネート │Ｐｂ(thd)2，Ｂａ(thd│オゾン) ，Ｎ2 Ｏ( 一│ │
│（ＰｂＢａ）（ＺｒＴ│)2，ＺＴＢ，ＺＩＰ，│酸化窒素) │ │
│ｉ）Ｏ3 ） │Ｂａ(hfa)2，ＴＩＰ，│ │ │
│ │ＴＴＢ │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│ハフニウム酸 │Ｈｆ( ＮＲ1 Ｒ2)4 （│Ｏ2 ( 酸素) ，Ｏ3 ( │ │
│（ＨｆＯ2 ） │ハフニウムアミド）例│オゾン) ，Ｎ2 Ｏ( 一│ │
│ │えば：ハフニウムジメ│酸化窒素) │ │
│ │チルアミド，ハフニウ│ │ │
│ │ムジエチルアミド，ハ│ │ │
│ │フニウムメチルエチル│ │ │
│ │アミド； │ │ │
│ │Ｈｆ( ＯＲ )4 （ハフ│ │ │
│ │ニウムアルコキシド）│ │ │
│ │例えば：ハフニウムメ│ │ │
│ │トキシド，ハフニウム│ │ │
│ │テルテールブトキシド│ │ │
│ │Ｈｆ( ＯＮＲ2 )4（ハ│ │ │
│ │フニウムハイドロキシ│ │ │
│ │ルアミド）例えば：ハ│ │ │
│ │フニウムハイドロジエ│ │ │
│ │チルアミド │ │ │
│ │Ｈｆ( Ｏt Ｂｕ )2 （│ │ │
│ │ｍｍｐ）2 ハフニウム│ │ │
│ │ジテールティートブチ│ │ │
│ │ルオキシド- ジ(1- メ│ │ │
│ │トキシル- 2-メチル- │ │ │
│ │2-プロパノレートと、│ │ │
│ │Ｈｆ( ｍｍｐ)4 :ハフ│ │ │
│ │ニウムテトラ-(1-メト│ │ │
│ │キシル- 2-メチル- 2-│ │ │
│ │プロパノレート) │ │ │
├──────────┼──────────┼──────────┼─────┤
│アルミニウムインジウ│ＴＭＡｌ，ＴＥＡｌ，│ＡｓＨ3 ，ＴＢＡｓ │Ｈ2 ，Ｎ2 │
│ム砒化物 │ＴＭＩｎ │ │，Ａｒ │
│（（ＡｌＩｎ）Ａｓ）│ │ │ │
└──────────┴──────────┴──────────┴─────┘
技術水準に基づくＭＯＣＶＤ装置を概略的に示す。 ガス入口と受納器６の上流に位置した冷却部７との間の仮想線に沿う装置を通る横断面示す。 受納器６の直前に示された冷却部７の上部における反応体の混合を示す。 技術水準において示されるように、ＧａＮの析出の過程を図示する。 ＭＯＣＶＤ装置のガス入口用の切換装置を示す。
符号の説明
１．．．．．分割板
２．．．．．基板
３．．．．．壁
４．．．．．ガス入口
５．．．．．ガス入口
６．．．．．受納器
７．．．．．冷却部
５１．．．．導管
５２．．．．導管
５３．．．．導管
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３．．．弁

Claims (17)

  1. 少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つの有機金属とから成る第一混合物と、少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つのグループＶ化合物或いはグループＶＩ化合物とから成る第二混合物とから成り、両混合物がＭＯＣＶＤ装置へ別々に供給され、有機金属気相沈殿によって基板に化合物を沈殿させる方法において、少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つの有機金属とから成る第一混合物は基板と少なくとも一つのキャリアガスと少なくとも一つのグループＶ化合物或いはグループＶＩ化合物とから成る第二混合物との間の装置に供給されることを特徴とする方法。
  2. 第一混合物のために少なくとも一つのグループＩＩ化合物が有機金属として選定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 有機金属としてジメチル亜鉛を備えることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の方法。
  4. 有機金属として（Ｂａ，Ｓｒ）化合物を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 第一混合物のために少なくとも一つのグループＩＩＩ化合物が有機金属として選定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 有機金属としてトリメチルガリウム及び／又はトリメチルアルミニウム及び／又はトリメチルインジウムを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 第一混合物のために少なくとも一つのグループＩＶ化合物が有機金属として選定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 有機金属としてイソプロピ酸チタンを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
  9. ＡｓＨ3 及び／又はＰＨ3 及び／又はＮＨ3 はグループＶ化合物として選定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 酸素或いはジエチルテルルはグループＶＩ化合物として選定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
  11. ＩＩＩ／Ｖ化合物及び／又はＩＩーＶＩ化合物が沈殿されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. ＧａＮ，ＡｌＮ或いはＩｎＮ或いはこれら化合物の合金が沈殿されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 酸化物、特に（Ｂａ，Ｓｒ）チタン酸塩が沈殿されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 水素及び／又は窒素及び／又はアルゴンがキャリアガスとして使用されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 装置にガスを柔軟に導入する手段を備えることを特徴とする少なくとも二つのガス入口（４、５）を備える気相沈殿用ＭＯＣＶＤ装置。
  16. ガス入口（４、５）と装置に供給されるガス用の供給容器との間にガス収集ライン（５１、５２、５３）が設けられ、それらラインに少なくとも二つの弁（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）が配列されることを特徴とする請求項１５に記載のＭＯＣＶＤ装置。
  17. 基板はＳｉＣ，サファイア，珪素，ＩｎＰ（インジウム燐化物），ＩｎＡｓ（インジウム砒化物），ＧａＡｓ（ガリウム砒化物），ＧａＮ（ガリウム窒化物），ＡｌＮ（アルミニウム窒化物），ＧａＳｂ（ガリウムアンチモン酸塩）及び／又はＧａＰ（ガリウム燐化物）から選定されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
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