JP2007184423A - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】III−Ｖ族化合物半導体の製造に際し、導入配管に吸着している残留ドーパント原料の残留量を低減する。
【解決手段】反応炉１内のガス流路６に臨ませて配置された基板１０を加熱し、導入配管１２から原料ガス、ドーパント原料をガス流路６内に供給して基板１０の表面に流すことにより、基板１０上に半導体結晶をエピタキシャル成長させるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法において、前記エピタキシャル成長を行う前に、又は前記エピタキシャル成長を終了した後に、導入配管１２にクリーニングガスを流すことにより、導入配管１２の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させて、反応炉１の外部へ排気する。
【選択図】図１

Description

本発明は、III−Ｖ族化合物半導体の製造方法、特に、残留ドーパント原料の影響（メモリー効果）を低減でき、ＦＥＴ・ＨＥＭＴ・ＨＢＴなどの電子デバイス構造の多層エピタキシャル層を成長するのに好適なIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法に関する。

トランジスタの性能を向上させるためには、より多くのキャリアをより高速に伝達できる材質を用いることが重要である。ＧａＡｓ（ガリウム砒素）やＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）などの化合物半導体はＳｉ（シリコン）半導体に比べて、電子移動度が高いという特長がある。この特長を生かして、ＧａＡｓやＩｎＧａＡｓは高速動作や高効率動作を要求されるデバイスに多く用いられている。代表例としてＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor：高電子移動度トランジスタ）が挙げられ、携帯電話の送信用マイクロ波増幅器や衛星放送用受信アンテナの高周波増幅器に用いられている。

ＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハの概略的な構造を図３に示す。このＨＥＭＴ用エピタキシャルウェハは、半絶縁性の基板２０上に結晶成長したバッファ層２１、チャネル層２２、スペーサ層２３、キャリア供給層２４及びコンタクト層２５を具備する。

基板２０は単結晶成長するための下地である。バッファ層２１は、基板２０表面の残留物の影響によるデバイス特性劣化を防ぐ働きや、チャネル層２２からのリーク電流を防ぐ働きをもつ半絶縁性のＧａＡｓ層またはＡｌＧａＡｓ（アルミニウムガリウム砒素）層である。チャネル層２２は自由電子が流れる半絶縁性のＩｎＧａＡｓ層であり、高純度である必要がある。スペーサ層２３は、チャネル層２２の自由電子がキャリア供給層２４のｎ型不純物によってイオン散乱されるのを抑止する働きを持つ半絶縁性のＧａＡｓ層またはＡｌＧａＡｓ層である。キャリア供給層２４はｎ型不純物がドーピングされており、発生した自由電子をチャネル層２２へ供給する働きをもつｎ型のＡｌＧａＡｓ層である。コンタクト層２５は金属電極とのオーミックコンタクトを形成するキャリア濃度の大きなｎ型のＩｎＧａＡｓ層である。

コンタクト層２５は電極を形成するための層であり、低抵抗であることが重要である。コンタクト層２５の抵抗を下げるためには、ｎ型ドーパントのＳｉやＳｅ（セレン）を添加して、キャリア濃度を高くしなければならない。

このため、反応炉内でＨＥＭＴ構造のエピタキシャル成長を連続して成長すると、ｎ型ドーパントが反応炉内に残留し、この反応炉内に残留した不純物がドーパントとして混入するというメモリー効果が顕著となり、ＨＥＭＴの電気的特性に影響を及ぼすという問題がある。

従来、ｎ型層を成長しないときは、水素や窒素などの不活性ガスをｎ型ドーパント供給ラインに供給するが、ｎ型ドーパントは配管でのメモリー効果が非常に大きいため、通常用いられる水素や窒素などの不活性ガスによる配管パージだけでは配管内の残留しているｎ型ドーパントを完全に除去することはできない。そこで、気相成長前及び気相成長中断中に、Ｖ族元素を含む原料化合物をｎ型ドーパント供給ラインに流すことによって、ｎ型ドーパント供給ラインの清浄化を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ｐ型ドーパントのＭｇのメモリー効果を抑制する技術として、原料噴射ノズル出口まで分離した独立配管及び経路の構造とし、Ｍｇ原料の原料噴射ノズルを反応炉内において４０〜６０℃の温度になるように保温管理することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−９７９９６号公報 特開２００５−１９７３２６号公報

しかし、III族、Ｖ族原料ガス及びｎ型ドーパント原料を導入配管に合流させて反応炉内のガス流路に供給する構造の反応炉においては、この導入配管の内壁にｎ型ドーパント原料が付着・吸着して残留し、この残留物の影響により、ｎ型ドーパントの供給を停止しているにも拘わらず、ｎ型ドーパントがエピタキシャル成長層にドープされることが分かった。

例えば、従来技術のエピタキシャル結晶成長方法で作製されたエピタキシャルウエハでは、反応炉内の導入配管に残留しているＳｅが、エピタキシャル結晶成長中にキャリア供給層に取り込まれることにより、ｎ型が強くなり、ＨＥＭＴの重要な特性であるシートキャリア濃度が高くなってしまう。このため、ＨＥＭＴ構造のエピタキシャル成長を連続して行うことが出来ず、成長の合間に残留Ｓｅを取り除く作業が必要となり、生産性が低下するという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、導入配管に付着しているドーパント原料の残留量を低減できるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法を提供することにある。

第１の発明は、反応炉内のガス流路に臨ませて配置された基板を加熱し、導入配管から原料ガス、ドーパント原料を前記ガス流路内に供給して前記基板の表面に流すことにより、前記基板上に半導体結晶をエピタキシャル成長させるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法において、前記エピタキシャル成長を行う前に、又は前記エピタキシャル成長を終了した後に、前記導入配管にクリーニングガスを流すことにより、前記導入配管の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させて、前記反応炉の外部へ排気するIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

第２の発明は、反応炉内のガス流路に臨ませて配置された基板を加熱し、導入配管から原料ガス、ドーパント原料を前記ガス流路内に供給して前記基板の表面に流すことにより、前記基板上に半導体結晶をエピタキシャル成長させるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法において、前記エピタキシャル成長を行う前に、前記導入配管にクリーニングガスを流すことにより、前記導入配管の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させて、前記反応炉の外部へ排気した後、前記反応炉内に前記基板を設置してエピタキシャル成長を行うIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記クリーニングガスの温度を、２０〜３００℃に設定したIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記クリーニングガスの流量を、１０〜１５０Ｌ／分に設定したIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記クリーニングガスを流す時間を、３０〜１８００秒間に設定したIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明において、前記クリーニングガスとして、Ｈ₂（水素）、Ｎ₂（窒素）、又はＡｒ（アルゴン）を用いるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明において、前記反応炉近傍の前記導入配管から上記クリーニングガスを供給して、前記反応炉内の前記導入配管の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させるようにしたIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

第８の発明は、第１〜７のいずれかの発明において、前記離脱させるドーパント原料が、Ｓｅ原料又はＳｉ原料であるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法である。

本発明によれば、エピタキシャル成長を行う前又はエピタキシャル成長を終了した後に、導入配管にクリーニングガスを流すことにより、導入配管の壁面に付着して残留しているドーパント原料を離脱させて、反応炉の外部へ排気して追い出している。従って、導入配管のドーパント原料の残留量を低減でき、いわゆるメモリー効果による電子デバイスの電気的特性の低下を抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。

図２に本発明のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法に使用する有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）装置の反応炉の構成を示す。

反応炉１は、その円筒状の筐体２内の中央には、原料ガスを流す円柱形状のガス流路６が形成されている。このガス流路６の底部を形成するカーボン製の底板９の中央には、原料ガス供給口４が設けられている。また、ガス流路６の上壁の主要部は、カーボン製の円板状のサセプタ７により形成されている。原料ガス供給口４から導入された原料ガスは、ガス流路６を半径方向外側へと水平に放射状に流れ、筐体２の側壁部のガス排気口５から排気されるようになっている。サセプタ７の中心部には回転軸８が取り付けられ、回転軸８は筐体２上壁部を貫通してモータ（図示せず）に連結されており、このモータの駆動によりサセプタ７が水平状態を保持して回転する構造となっている。

円板状のサセプタ７には、その中心から少し離れた位置に周方向に沿って等間隔に複数（例えば６つ）の基板収容部３が設けられ、各基板収容部３に半導体ウェハから成る基板１０が、その成長面（表面）を下側にしてガス流路６に臨ませて収納保持される。サセプタ７の上方には基板加熱用のヒータ１１が設けられ、このヒータ１１によりサセプタ７を通して基板１０が裏面側から加熱される。ヒータ１１の温度は、所定の温度範囲に、例えば、４００〜１２００℃に温度制御される。

また、導入配管１２が、筐体２の底壁中央を貫通して底板９の原料ガス供給口４に接続されている。反応炉１の外部から供給される原料ガス１３及び必要なドーパント原料は、導入配管１２を通って上方へと導かれ、導入配管１２の上端の原料ガス供給口４からガス流路６内へと入る。そして、原料ガス１３は、サセプタ７の下面に沿って、サセプタ７中心部分からその半径方向外側に向けて、放射状に層流状態で流れ、ヒータ１１により加熱された基板１０上で半導体結晶をエピタキシャル成長させる。

本実施形態では、ＳｉまたはＳｅをドープしたｎ型のコンタクト層を有する、表１に示したＨＥＭＴ構造の多層エピタキシャル層を成長させる製造方法を説明する。

エピタキシャル層を成長させる基板１０を、反応炉１内のサセプタ７の基板収容部３にセットし、ヒータ１１により加熱する。反応炉１内に原料ガス１３を供給すると、原料ガス１３が熱により分解し、基板１０上にエピタキシャル層が成長する。

ｉ−ＧａＡｓ層（バッファ層）を成長する場合には、原料として、Ｇａ原料のＧａ（ＣＨ₃）₃（トリメチルガリウム）とＡｓ原料のＡｓＨ₃（アルシン）を基板１０に供給する。なお、Ｇａ原料として他にＧａ（ＣＨ₃ＣＨ₂）₃（トリエチルガリウム）がある。Ａｓ原料として他にＡｓ（ＣＨ₃）₃（トリメチル砒素）、ＴＢＡ（ターシャリーブチルアルシン）がある。

ｉ−Ｉｎ_0.20Ｇａ_0.80Ａｓ層（チャネル層）を成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＡｓＨ₃、及びＩｎ原料のＩｎ（ＣＨ₃）₃（トリメチルインジウム）を基板１０に供給する。

ｉ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層（スペーサ層）を成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＡｓＨ₃、及びＡｌ原料のＡｌ（ＣＨ₃）₃（トリメチルアルミニウム）を基板１０に供給する。なお、Ａｌ原料として他にＡｌ（ＣＨ₃ＣＨ₂）₃（トリエチルアルミニウム）がある。

ｎ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層（キャリア供給層）を成長する場合には、上記ｉ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層（スペーサ層）で使用した材料に加えて、Ｓｉ_２Ｈ₆（ジシラン）を基板１０に供給する。

ｉ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層（ショットキー層）を成長する場合には、上記ｉ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層（スペーサ層）で使用した材料を基板１０に供給する。

ｎ−ＧａＡｓ層（コンタクト層）を成長する場合には、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＡｓＨ₃及びｎ型ドーパントを基板１０に供給する。ｎ型ドーパントの元素としてはＳｉやＳｅ（セレン）がある。Ｓｉ原料としてＳｉＨ₄（モノシラン）、Ｓｉ₂Ｈ₆（ジシラン）がある。Ｓｅ原料としてはＨ₂Ｓｅ（セレン化水素）がある。

ところで、反応炉１内でエピタキシャル層の成長を連続して繰り返すと、ｎ型ドーパントであるＳｉやＳｅを含む原料（或いはＳｉやＳｅを含む反応生成物）が、図２中に残留物１４として示すように、反応炉１の導入配管１２の内壁に吸着ないし付着して残留する。残留物１４のメモリー効果により、次の成長においてｎ型ドーパントが成長結晶に取り込まれて、キャリア供給層を強くｎ型化させ、ＨＥＭＴの重要な特性であるシートキャリア濃度を高くする結果となる。なお、シートキャリア濃度とは１ｃｍ²あたりの電子数であり、ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ法を用いて測定される。

このメモリー効果を抑制するため、本実施形態の製造方法では、基板１０をサセプタ７にセットする前に、図１（ａ）に示すように、導入配管１２に、Ｈ₂（水素）、Ｎ₂（窒素）又はＡｒ（アルゴン）から成るクリーニングガス１５を所定の温度（２０℃〜３００℃）及び流量（１０〜１５０Ｌ／分）の下で所定の時間（３０〜１８００秒）だけ流し、導入配管１２の壁面に吸着しているＳｉ又はＳｅを含むドーパント原料を離脱させる。離脱されたドーパント原料は、クリーニングガス１５と共に、導入配管１２よりガス流路６を通ってガス排気口５へと流れて反応炉１外に排気される。

次に、図１（ｂ）に示すように、基板１０をサセプタ７にセットし、導入配管１２を通してガス流路６に原料ガス１３及び必要なドーパント原料を流し、エピタキシャル成長を開始する。そして、所定のＨＥＭＴ構造の多層エピタキシャル成長を終了した後、基板１０を反応炉１外に取り出す。

このように、本実施形態の製造方法では、ＨＥＭＴ構造の多層エピタキシャル成長に関し、基板１０のセットから多層エピタキシャル成長を経て基板１０を取り出すまでの成長を１回又は複数回実行した後、次の成長を行う前に、導入配管１２に、所定の温度・流量・時間でクリーニングガス１５を流す。このように、クリーニングガス１５を導入配管１２に流すことにより、導入配管１２壁面に吸着しているＳｉ又はＳｅを脱離させて、ガス排気口５から反応炉１外へ追い出すことができ、これにより次の成長以降でキャリア供給層にＳｉ又はＳｅが取り込まれるメモリ効果を抑制することができる。よって、シートキャリア濃度の上昇を抑え、高抵抗で高耐圧なＨＥＭＴ用のIII−Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル基板が得られる。

上記実施形態では、エピタキシャル成長を行う前に、クリーニングガス１５を流したが、エピタキシャル成長を終了した後に、クリーニングガス１５を導入配管１２に流して、導入配管１２に付着している残留ＳｉまたはＳｅを離脱させて排気すようにしてもよい。

また、上記実施形態において、反応炉１内の導入配管１２の壁面に僅かに付着しているドーパント原料にターゲットを絞り、反応炉１近傍の導入配管１２からクリーニングガス１５を供給して、主に反応炉１ないし筐体２内の導入配管１２の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させるようにしてもよい。

上記実施形態では、ＨＥＭＴを例にしたが、本発明はＦＥＴ(Field-effect Transistor)やＨＢＴ（Heterobipolar Transistor）においても適用することができ、例えばＨＢＴのエピタキシャル層を成長する前に、つまり基板１０をサセプタ７にセットする前に、クリーニングガス１５を反応炉１内に流すことで、ＨＢＴの電気的特性を向上させるクリーニング効果を得ることができる。

また上記実施形態では、導入配管１２に流すクリーニングガスとして、Ｈ₂又はＮ₂、Ａｒを用いたが、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｎｅ（ネオン）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）、Ｒｎ（ラドン）などの不活性ガスを用いることもできる。

また上記実施形態では、反応炉として、下から上に向かう原料ガス１３がサセプタ７中央から半径方向外側に流れ且つ基板１０がフェイスダウンで保持されるタイプについて説明したが、本発明は、反応炉に導入配管を通じて原料ガス及びドーパント原料を供給する構造の反応炉であれば適用することができ、上から下に向かう原料ガスがサセプタ７中央から半径方向外側に流れ且つ基板１０がフェイスアップで設けられるタイプ、あるいは原料ガスがサセプタ７の直径方向に水平に流れる横型タイプにも適用することができる。

また、本発明のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法は、反応炉１内の導入配管１２の内壁に吸着しているｎ型ドーパントを離脱させる場合のみでなく、ｐ型ドーパントを離脱させる場合にも有効である。

本発明の効果を具体的に調べるために、多層エピタキシャル成長の１回目の成長が終了した後、２回目の成長を開始する前にクリーニングガス１５を流すという条件下で、基板１０に上記表１に示すＨＥＭＴ構造のエピタキシャル層を成長させる成長を２回連続で行った。そして、この１回目の成長を終えた後のエピタキシャル基板のシートキャリア濃度に対して、２回目の成長を終えた後のエピタキシャル基板のシートキャリア濃度が上昇するかどうか、その上昇度合いを調べた。結果を表２〜表４に示す。上記実施形態の反応炉１を用い、またクリーニングガスとしては、水素を使用した。

なお、１回目の成長と２回目の成長の間にクリーニングガス１５を流さないという従来の条件下で、エピタキシャル成長を２回連続で行った基板１０では、１回目の基板１０のシートキャリア濃度２．６８×１０^１２ｃｍ^−２に対し、２回目の成長の基板１０のシートキャリア濃度は２．７５×１０^１２ｃｍ^−２に上昇した。

表２〜表４の１回目と２回目の成長におけるＨＥＭＴのエピタキシャル層の成長条件は以下の通りである。

成長時の基板１０の温度は７００℃、反応炉１の炉内圧力は１０１３２．３２Ｐａ（７６Ｔｏｒｒ）、希釈用ガスは水素である。サセプタ７の回転数は１０回転／分である。基板１０には、ＧａＡｓ基板を用いた。

ｉ−ＧａＡｓ層（バッファ層）の成長にはＧａ（ＣＨ₃）₃とＡｓＨ_３を用いた。Ｇａ（ＣＨ₃）₃の流量は１０．５ｃｍ³／分である。ＡｓＨ₃の流量は３１５ｃｍ³／分である。

ｉ−Ｉｎ_0.20Ｇａ_0.80Ａｓ層（チャネル層）の成長にはＧａ（ＣＨ₃）₃、Ｉｎ（ＣＨ₃）₃及びＡｓＨ₃を用い、それらの流量はそれぞれ５．３ｃｍ³／分、２．０９ｃｍ³／分及び５００ｃｍ³／分とした。

ｉ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層（スペーサ層、ショットキー層）の成長にはＧａ（ＣＨ₃）₃、Ａｌ（ＣＨ₃）₃及びＡｓＨ₃を用い、それらの流量はそれぞれ５．３ｃｍ³／分、１．４３ｃｍ³／分及び６３０ｃｍ³／分とした。

ｎ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層（キャリア供給層）の成長には、ｉ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓの成長に使用したＧａ（ＣＨ₃）₃、Ａｌ（ＣＨ₃）₃、ＡｓＨ₃に加えてＳｉ₂Ｈ₆を使用した。Ｓｉ₂Ｈ₆の流量は７．７８×１０^-3ｃｍ³／分である。Ｓｉ₂Ｈ₆以外の流量はｉ−Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ層の場合と同じである。

ｎ−ＧａＡｓ層（コンタクト層）の成長には、ｉ−ＧａＡｓの成長に使用したＧａ（ＣＨ₃）₃、ＡｓＨ3に加えてＳｉ₂Ｈ₆を用いた。Ｓｉ₂Ｈ₆の流量は１．４７×１０^-4ｃｍ³／分である。Ｓｉ₂Ｈ₆以外の流量はｉ−ＧａＡｓ層の場合と同じである。

表２は、クリーニングガス１５のガス温度を５０℃、ガスを流す時間（ガスＦＬＯＷ時間）を６０秒と一定にし、クリーニングガス１５のガス流量を１〜１５０Ｌ／分と変化させたとき、エピタキシャル基板のシートキャリア濃度が、成長サイクルの１回目後と２回目後とでどのように変化するかを示したものである。

表３は、クリーニングガス１５のガス温度を５０℃、ガス流量を５０Ｌ／分と一定にして、クリーニングガス１５のガスＦＬＯＷ時間を５秒〜１８００秒と変化させたとき、エピタキシャル層のシートキャリア濃度が成長の１回目後と２回目後とでどのように変化するかを示したものである。

表４は、クリーニングガス１５のガス流量を５０Ｌ／分、ガスＦＬＯＷ時間を６０秒と一定にして、クリーニングガス１５のガス温度を５℃〜３００℃と変化させたとき、エピタキシャル基板のシートキャリア濃度が成長の１回目後と２回目後とでどのように変化するかを示したものである。

表２に示すように、クリーニングガス１５のガス流量を増やすことにより、シートキャリア濃度の上昇を抑えることができる。概ね１０Ｌ／分以上であれば、１回目と２回目の成長を終えた後のシートキャリア濃度の上昇度合いが小さく、メモリ効果が問題のない程度に抑制されることが判る。シートキャリア濃度の上昇を抑えるのに、より好ましいのは、クリーニングガス１５のガス流量を１００Ｌ／分〜１５０Ｌ／分とした場合である。

また、表３に示すように、ガス流量を増やした時と同様に、クリーニングガス１５のガスを流す時間を増やすことにより、シートキャリア濃度の上昇を抑えることができる。概ね３０秒以上であれば、１回目と２回目の成長を終えた後のシートキャリア濃度の上昇度合いが小さく、メモリ効果が問題のない程度に抑制されることが判る。但し、高温のガスを流す時間が長くなると、生産性が低下するので、クリーニングガス１５を流す時間は１８００秒以下とするのが好ましい。シートキャリア濃度の上昇を抑えるのに、より好ましいのは、クリーニングガス１５を流す時間を６００秒〜１８００秒とした場合である。

また、表４に示すように、クリーニングガス１５のガス温度を上げることにより、シートキャリア濃度の上昇を抑えることができる。２０℃以上であれば、１回目と２回目の成長を終えた後のシートキャリア濃度の上昇度合いが小さく、メモリ効果が問題のない程度に抑制されることが判る。シートキャリア濃度の上昇を抑えるのに、より好ましいのは、クリーニングガス１５を２００℃〜３００℃のガスとした場合である。しかし、取り扱いやすい５０℃前後の高温ガスを流すことでも十分に有効なクリーニング効果がある。

本発明の製造方法の一実施形態を示す図である。 本発明の製造方法を実施する反応炉の構造を示す図である。 ＨＥＭＴ用エピタキシャル基板の基本的構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 反応炉
２ 筐体
３ 基板収容部
４ 原料ガス供給口
５ ガス排気口
６ ガス流路
７ サセプタ
８ 回転軸
９ 底板
１０ 基板
１１ ヒータ
１２ 導入配管
１３ 原料ガス
１４ 残留物
１５ クリーニングガス

Claims (8)

1. 反応炉内のガス流路に臨ませて配置された基板を加熱し、導入配管から原料ガス、ドーパント原料を前記ガス流路内に供給して前記基板の表面に流すことにより、前記基板上に半導体結晶をエピタキシャル成長させるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法において、
   前記エピタキシャル成長を行う前に、又は前記エピタキシャル成長を終了した後に、前記導入配管にクリーニングガスを流すことにより、前記導入配管の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させて、前記反応炉の外部へ排気することを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
2. 反応炉内のガス流路に臨ませて配置された基板を加熱し、導入配管から原料ガス、ドーパント原料を前記ガス流路内に供給して前記基板の表面に流すことにより、前記基板上に半導体結晶をエピタキシャル成長させるIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法において、
   前記エピタキシャル成長を行う前に、前記導入配管にクリーニングガスを流すことにより、前記導入配管の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させて、前記反応炉の外部へ排気した後、前記反応炉内に前記基板を設置してエピタキシャル成長を行うことを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
3. 前記クリーニングガスの温度を、２０〜３００℃に設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
4. 前記クリーニングガスの流量を、１０〜１５０Ｌ／分に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
5. 前記クリーニングガスを流す時間を、３０〜１８００秒間に設定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
6. 前記クリーニングガスとして、Ｈ₂、Ｎ₂、又はＡｒを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
7. 前記反応炉近傍の前記導入配管から上記クリーニングガスを供給して、前記反応炉内の前記導入配管の壁面に付着しているドーパント原料を離脱させるようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。
8. 前記離脱させるドーパント原料が、Ｓｅ原料又はＳｉ原料であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のIII−Ｖ族化合物半導体の製造方法。