JP2500773B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相成長装置に関し、
特に有機金属を用いた化合物半導体などの結晶成長に用
いる気相成長装置に関する。
特に有機金属を用いた化合物半導体などの結晶成長に用
いる気相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体などの結晶成長に用いる気
相成長装置については、これまで各種の提案がなされて
いる。その一例として特開平4−177721号公報に記載の
気相成長装置を挙げ、図８に基づいて説明する。
相成長装置については、これまで各種の提案がなされて
いる。その一例として特開平4−177721号公報に記載の
気相成長装置を挙げ、図８に基づいて説明する。
【０００３】図８は、従来の気相成長装置の断面図であ
って、この装置は、縦型反応管81内にサセプタ82を配
し、このサセプタ82上に基板83を載置し、該基板83上に
結晶薄膜を成長する気相成長装置であり、次のように構
成されている。上記反応管81の中心を軸とした円錐形ホ
−ン(A)87を基板83上に設置し、この円錐形ホ−ン(A)87
内にガスを導入する原料ガス導入口(A)85を設け、さら
に上記円錐形ホ−ン(A)87の外側に、該ホ−ン(A)87と同
心円状の開口部を持つ円錐形ホ−ン(B)88を配設し、こ
の円錐形ホ−ン(B)88内にガスを導入する原料ガス導入
口(B)86を設けた構成からなる。なお図８中の84は、キ
ャリアガス導入口である。
って、この装置は、縦型反応管81内にサセプタ82を配
し、このサセプタ82上に基板83を載置し、該基板83上に
結晶薄膜を成長する気相成長装置であり、次のように構
成されている。上記反応管81の中心を軸とした円錐形ホ
−ン(A)87を基板83上に設置し、この円錐形ホ−ン(A)87
内にガスを導入する原料ガス導入口(A)85を設け、さら
に上記円錐形ホ−ン(A)87の外側に、該ホ−ン(A)87と同
心円状の開口部を持つ円錐形ホ−ン(B)88を配設し、こ
の円錐形ホ−ン(B)88内にガスを導入する原料ガス導入
口(B)86を設けた構成からなる。なお図８中の84は、キ
ャリアガス導入口である。
【０００４】次に、上記気相成長装置を用いて基板83上
に化合物半導体結晶を成長させる従来法を説明する。反
応管81の上部に位置するキャリアガス導入口84より水素
を導入し、原料ガス導入口(A)85及び原料ガス導入口(B)
86にインジウム等のIII族原料とアルシン、フォスフィ
ンのＶ族原料の混合ガスを導入し、サセプタ82上に載置
した基板83上に供給し、加熱系(図示せず)により基板83
を加熱し、基板83上に化合物半導体結晶を成長させる。
に化合物半導体結晶を成長させる従来法を説明する。反
応管81の上部に位置するキャリアガス導入口84より水素
を導入し、原料ガス導入口(A)85及び原料ガス導入口(B)
86にインジウム等のIII族原料とアルシン、フォスフィ
ンのＶ族原料の混合ガスを導入し、サセプタ82上に載置
した基板83上に供給し、加熱系(図示せず)により基板83
を加熱し、基板83上に化合物半導体結晶を成長させる。
【０００５】原料ガス導入口(A)85及び原料ガス導入口
(B)86から導入された原料ガスは、基板83上になるべく
均一に供給されるように、ホ−ン(A)87及びホ−ン(B)88
によって図８中の点線に示すような速度分布で拡散させ
る。通常、基板83上に、より均一に原料が供給されるよ
うに、サセプタ82を回転させて結晶成長を行う。膜厚が
均一な化合物半導体結晶を得るために、同じ成分のガス
が導入される原料ガス導入口(A)85、同(B)86の流量を流
量制御系により独立に制御している。
(B)86から導入された原料ガスは、基板83上になるべく
均一に供給されるように、ホ−ン(A)87及びホ−ン(B)88
によって図８中の点線に示すような速度分布で拡散させ
る。通常、基板83上に、より均一に原料が供給されるよ
うに、サセプタ82を回転させて結晶成長を行う。膜厚が
均一な化合物半導体結晶を得るために、同じ成分のガス
が導入される原料ガス導入口(A)85、同(B)86の流量を流
量制御系により独立に制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の上記気相成長装
置は、Ｖ族のガスとしてフォスフィン(PH3)及びアルシ
ン(AsH3)を用いる旨前記特開平4−177721号公報に記載
されていることから、リン(P)系及び砒素(As)系等複数
種の化合物半導体結晶を成長することを意図した気相成
長装置である。
置は、Ｖ族のガスとしてフォスフィン(PH3)及びアルシ
ン(AsH3)を用いる旨前記特開平4−177721号公報に記載
されていることから、リン(P)系及び砒素(As)系等複数
種の化合物半導体結晶を成長することを意図した気相成
長装置である。
【０００７】上記公報に明示的記載がなされていない
が、一般的に良好な結晶性を持つｐ系の結晶成長を行う
ためには、原料ガス導入口(A)85、同(B)86から基板83上
まで乱流のない層流状態のガスの流れを形成する必要が
ある。このため、反応管81の内圧を30〜70Torrの減圧状
態にして反応管81内のガス流速を速くし、これにより安
定した層流状態を形成する。
が、一般的に良好な結晶性を持つｐ系の結晶成長を行う
ためには、原料ガス導入口(A)85、同(B)86から基板83上
まで乱流のない層流状態のガスの流れを形成する必要が
ある。このため、反応管81の内圧を30〜70Torrの減圧状
態にして反応管81内のガス流速を速くし、これにより安
定した層流状態を形成する。
【０００８】このような減圧状態においては、ホ−ン
(A)87内のガスの速度分布は、図８中の点線に示すよう
な速度分布で拡散させることができず、原料ガス導入口
(A)85から導入された原料ガスは、ホ−ン(A)87に沿って
拡がることなく中央に集中したまま基板83まで到達する
ことになる。このため、基板83上の原料ガスの供給量分
布は、基板中央部で大きくなり、外周部ほど小さくな
る。
(A)87内のガスの速度分布は、図８中の点線に示すよう
な速度分布で拡散させることができず、原料ガス導入口
(A)85から導入された原料ガスは、ホ−ン(A)87に沿って
拡がることなく中央に集中したまま基板83まで到達する
ことになる。このため、基板83上の原料ガスの供給量分
布は、基板中央部で大きくなり、外周部ほど小さくな
る。
【０００９】その結果、基板83の中央部分の膜圧は厚く
なり、膜厚の均一性が得られなくなるという問題が生じ
る。その上、このように基板83の中央部に原料ガスが集
中して供給されると、基板中央部の温度が周辺部よりも
低下し、基板表面に温度分布が生じる。
なり、膜厚の均一性が得られなくなるという問題が生じ
る。その上、このように基板83の中央部に原料ガスが集
中して供給されると、基板中央部の温度が周辺部よりも
低下し、基板表面に温度分布が生じる。
【００１０】従来の気相成長装置では、上記したよう
に、基板表面に温度分布が生じるため、格子整合を要す
る結晶では、基板半径方向に格子定数の分布を持った結
晶が成長してしまうという欠点を有している。なお、
“格子定数の分布を持つ”と言うことは、“組成分布が
ある”と言うことになる。
に、基板表面に温度分布が生じるため、格子整合を要す
る結晶では、基板半径方向に格子定数の分布を持った結
晶が成長してしまうという欠点を有している。なお、
“格子定数の分布を持つ”と言うことは、“組成分布が
ある”と言うことになる。
【００１１】また、ド−ピング特性においても、基板半
径方向に分布を持ってしまう。このような状態では、結
晶成長条件の自由度の低下、ひいては特性の揃ったデバ
イスが歩留まり良く得られないと言う欠点を有する。
径方向に分布を持ってしまう。このような状態では、結
晶成長条件の自由度の低下、ひいては特性の揃ったデバ
イスが歩留まり良く得られないと言う欠点を有する。
【００１２】更に、図８に示す気相成長装置において、
前記特開平4−177721号公報によれば「Ｖ族原料とIII族
原料を混合して供給する」旨記載されており、このよう
な供給手段を採用した場合、Ｖ族原料とIII族原料の種
類によっては中間反応を起こすことがあり、そのため良
質な半導体結晶が得られないという問題もある。
前記特開平4−177721号公報によれば「Ｖ族原料とIII族
原料を混合して供給する」旨記載されており、このよう
な供給手段を採用した場合、Ｖ族原料とIII族原料の種
類によっては中間反応を起こすことがあり、そのため良
質な半導体結晶が得られないという問題もある。
【００１３】本発明は、従来の気相成長装置における上
記問題点、欠点を解消することを技術的課題とするもの
であり、特に多元素の半導体結晶を基板上に均一に成長
させることができる気相成長装置を提供することを目的
とする。
記問題点、欠点を解消することを技術的課題とするもの
であり、特に多元素の半導体結晶を基板上に均一に成長
させることができる気相成長装置を提供することを目的
とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の気相成長装置
は、(A) 反応管の中心を軸とした２個の円錐形の原料ガ
ス吹き出し口にIII族原料とＶ族原料をそれぞれ独立に
供給し得るようにし、(B) ２個の円錐形の原料ガス吹き
出し口のうち、内側の吹き出し口の吹き出し口端中央部
にガス拡散棒を設け、(C) ２個のガス吹き出し口端のう
ち、内側のガス吹き出し口端をサセプタから遠ざけた、
構造からなることを特徴とし、これにより上記目的とす
る気相成長装置を提供するものである。
は、(A) 反応管の中心を軸とした２個の円錐形の原料ガ
ス吹き出し口にIII族原料とＶ族原料をそれぞれ独立に
供給し得るようにし、(B) ２個の円錐形の原料ガス吹き
出し口のうち、内側の吹き出し口の吹き出し口端中央部
にガス拡散棒を設け、(C) ２個のガス吹き出し口端のう
ち、内側のガス吹き出し口端をサセプタから遠ざけた、
構造からなることを特徴とし、これにより上記目的とす
る気相成長装置を提供するものである。
【００１５】即ち、本発明は、「３個のガス導入口を有
し、このうち２個を原料ガス導入口とする縦型反応管内
にサセプタを配し、このサセプタ上に半導体基板を載置
し、該基板上に半導体結晶を成長する気相成長装置にお
いて、前記反応管の中心を軸とした円錐形の原料ガス吹
き出し口を同心円状に２個備え、前記２個の原料ガス吹
き出し口のうち内側の原料ガス吹き出し口を前記サセプ
タから遠ざけ、この内側の原料ガス吹き出し口の開口端
中央部にガス拡散棒を配設してなることを特徴とする気
相成長装置。」を要旨とする。
し、このうち２個を原料ガス導入口とする縦型反応管内
にサセプタを配し、このサセプタ上に半導体基板を載置
し、該基板上に半導体結晶を成長する気相成長装置にお
いて、前記反応管の中心を軸とした円錐形の原料ガス吹
き出し口を同心円状に２個備え、前記２個の原料ガス吹
き出し口のうち内側の原料ガス吹き出し口を前記サセプ
タから遠ざけ、この内側の原料ガス吹き出し口の開口端
中央部にガス拡散棒を配設してなることを特徴とする気
相成長装置。」を要旨とする。
【００１６】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例である気相成長装置の断
面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
る。図１は、本発明の一実施例である気相成長装置の断
面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１７】図１(図２)に示す気相成長装置は、縦型石
英反応管１内に石英管９によって支持されたカ−ボン製
サセプタ２を配置し、このサセプタ２上に基板３を載置
し、該基板３上に結晶薄膜を成長する気相成長装置であ
り、上記反応管１の中心を軸とした２個の円錐形状の原
料ガス吹き出し口、即ちホ−ン(A)７、同(B)８を備えた
装置である。
英反応管１内に石英管９によって支持されたカ−ボン製
サセプタ２を配置し、このサセプタ２上に基板３を載置
し、該基板３上に結晶薄膜を成長する気相成長装置であ
り、上記反応管１の中心を軸とした２個の円錐形状の原
料ガス吹き出し口、即ちホ−ン(A)７、同(B)８を備えた
装置である。
【００１８】そして、反応管１の中心を軸とした２個の
同心円状開口部を有するホ−ン(A)７及びホ−ン(B)８の
うち、内側のホ−ン(A)７については、基板３に対する
開口端の距離を、図１に示すように外側のホ−ン(B)８
よりも遠ざけて配設し、この内側のホ−ン(A)７の開口
端中央部に、ホ−ン(A)７に支持された石英製のガス拡
散棒10を配置した構成を有する。
同心円状開口部を有するホ−ン(A)７及びホ−ン(B)８の
うち、内側のホ−ン(A)７については、基板３に対する
開口端の距離を、図１に示すように外側のホ−ン(B)８
よりも遠ざけて配設し、この内側のホ−ン(A)７の開口
端中央部に、ホ−ン(A)７に支持された石英製のガス拡
散棒10を配置した構成を有する。
【００１９】更に、ホ−ン(A)７及びホ−ン(B)８には、
各別に原料ガスを導入する原料ガス導入口(A)５及び原
料ガス導入口(B)６を接続し、また、反応管１の上部
に、水素(H2)ガスのみを導入するキャリアガス導入口４
を配置した構成を有する。
各別に原料ガスを導入する原料ガス導入口(A)５及び原
料ガス導入口(B)６を接続し、また、反応管１の上部
に、水素(H2)ガスのみを導入するキャリアガス導入口４
を配置した構成を有する。
【００２０】上記気相成長装置を用いて基板３上に半導
体結晶を成長する際、原料ガス導入口(A)５にアルシン
(AsH3)、ホスフィン(PH3)のＶ族ガス及びシラン(SiH4)
のド−パント用ガスを供給する。一方、原料ガス導入口
(B)６にIII族の原料となる有機金属及びド−パント用の
有機金属を供給する。
体結晶を成長する際、原料ガス導入口(A)５にアルシン
(AsH3)、ホスフィン(PH3)のＶ族ガス及びシラン(SiH4)
のド−パント用ガスを供給する。一方、原料ガス導入口
(B)６にIII族の原料となる有機金属及びド−パント用の
有機金属を供給する。
【００２１】基板３を載置したサセプタ２は、成長する
半導体結晶の均一性を高めるため、回転数10〜20rpmで
回転させる。サセプタ２とホ−ン(B)８との距離は、600
〜700℃に加熱するサセプタ２からの輻射熱の影響を和
らげるため、3.5ｃｍ程度離して配設する。
半導体結晶の均一性を高めるため、回転数10〜20rpmで
回転させる。サセプタ２とホ−ン(B)８との距離は、600
〜700℃に加熱するサセプタ２からの輻射熱の影響を和
らげるため、3.5ｃｍ程度離して配設する。
【００２２】拡散棒10は、その両先端の形状を円錐形と
し、拡散棒10の先端におけるガスの流れがスム−ズにな
るように構成されている。そして、この拡散棒10のサセ
プタ２側の先端は、ホ−ン(B)８の吹き出し口端から5ｍ
ｍとする。
し、拡散棒10の先端におけるガスの流れがスム−ズにな
るように構成されている。そして、この拡散棒10のサセ
プタ２側の先端は、ホ−ン(B)８の吹き出し口端から5ｍ
ｍとする。
【００２３】この拡散棒10の支持方法は、図２に示すよ
うに、ホ−ン(A)７の吹き出し口端から突出して形成し
た１ヵ所切り欠きのあるリング状の石英に、拡散棒10に
付けたノッチ101を掛けて支持する構造である。そし
て、拡散棒10の取り外しは、切り欠き部分に拡散棒10の
ノッチ101を通して行うように構成されている。
うに、ホ−ン(A)７の吹き出し口端から突出して形成し
た１ヵ所切り欠きのあるリング状の石英に、拡散棒10に
付けたノッチ101を掛けて支持する構造である。そし
て、拡散棒10の取り外しは、切り欠き部分に拡散棒10の
ノッチ101を通して行うように構成されている。
【００２４】上記構造の気相成長装置において、原料ガ
ス導入口(A)５から導入されたＶ族原料ガスは、ホ−ン
(A)７内に拡散棒10が配置されているため、この拡散棒1
0によって強制的に反応管１の外周側に広がり、ホ−ン
(A)７の吹き出し口端の幅で放出される。一方、原料ガ
ス導入口(B)６から導入されたIII族原料は、ホ−ン(A)
７の下端まで流れた後、ホ−ン(A)７からのＶ族原料と
共に基板３面上に到達する。
ス導入口(A)５から導入されたＶ族原料ガスは、ホ−ン
(A)７内に拡散棒10が配置されているため、この拡散棒1
0によって強制的に反応管１の外周側に広がり、ホ−ン
(A)７の吹き出し口端の幅で放出される。一方、原料ガ
ス導入口(B)６から導入されたIII族原料は、ホ−ン(A)
７の下端まで流れた後、ホ−ン(A)７からのＶ族原料と
共に基板３面上に到達する。
【００２５】基板３面上に到達する間にＶ族原料とIII
族原料は互いに拡散するので、反応管１の中央部にもII
I族原料が廻り込み、これが基板中央部の成長に寄与す
ることになる。基板中央部への原料ガスの廻り込みは、
拡散棒10の基板３側の先端以後で生じるので、拡散棒10
の長さにより基板中央部の原料供給量、即ち結晶成長速
度を調整することができる。従って、半導体結晶の膜厚
分布の改善は、拡散棒10の長さの調整で行うことができ
る。
族原料は互いに拡散するので、反応管１の中央部にもII
I族原料が廻り込み、これが基板中央部の成長に寄与す
ることになる。基板中央部への原料ガスの廻り込みは、
拡散棒10の基板３側の先端以後で生じるので、拡散棒10
の長さにより基板中央部の原料供給量、即ち結晶成長速
度を調整することができる。従って、半導体結晶の膜厚
分布の改善は、拡散棒10の長さの調整で行うことができ
る。
【００２６】（半導体結晶の成長例）上記構造の気相成
長装置を用い、2インチのＧａＡｓ(100)基板上に(ＡｌX
Ｇａ1-X)0.5Ｉｎ0.5Ｐ(ｘ＝0.6)の半導体結晶の成長を
行った。
長装置を用い、2インチのＧａＡｓ(100)基板上に(ＡｌX
Ｇａ1-X)0.5Ｉｎ0.5Ｐ(ｘ＝0.6)の半導体結晶の成長を
行った。
【００２７】ガス供給量は、 ・キャリアガス導入口４から供給するH2ガス：2.5 SL
M、 ・ガス導入口(B)６から供給する有機金属及びキャリア
ガスであるH2ガスのト−タル量：2.5 SLM、 ・ガス導入口(A)５から供給するＶ族原料及びH2ガスの
ト−タル量：1.5 SLM、 とした。
M、 ・ガス導入口(B)６から供給する有機金属及びキャリア
ガスであるH2ガスのト−タル量：2.5 SLM、 ・ガス導入口(A)５から供給するＶ族原料及びH2ガスの
ト−タル量：1.5 SLM、 とした。
【００２８】反応管１の内圧を30Torrとし、成長温度を
650℃とした。III族原料は、トリエチルガリウム(TEG
a)、トリメチルアルミニウム(TMAl)、トリメチルインジ
ウム(TMIn)を用い、結晶成長時のIII族とＶ族原料の流
量比Ｖ／III＝400とした。
650℃とした。III族原料は、トリエチルガリウム(TEG
a)、トリメチルアルミニウム(TMAl)、トリメチルインジ
ウム(TMIn)を用い、結晶成長時のIII族とＶ族原料の流
量比Ｖ／III＝400とした。
【００２９】上記の条件で成長した(ＡｌXＧａ1-X)0.5
Ｉｎ0.5Ｐ結晶の成長速度の基板半径方向の分布を図３
に示す。図３から明らかなように、成長速度の分布は、
5％以内に収まっている。
Ｉｎ0.5Ｐ結晶の成長速度の基板半径方向の分布を図３
に示す。図３から明らかなように、成長速度の分布は、
5％以内に収まっている。
【００３０】また、ＧａＡｓ基板の格子定数をａ0と
し、基板と成長した半導体結晶との格子定数差を△ａと
したとき、格子整合度△ａ／ａ0の基板半径方向の分布
を図４に示す。図４から明らかなように、基板半径方向
の分布の幅は、5×10-4以内であり、デバイス設計の点
から十分な値である。
し、基板と成長した半導体結晶との格子定数差を△ａと
したとき、格子整合度△ａ／ａ0の基板半径方向の分布
を図４に示す。図４から明らかなように、基板半径方向
の分布の幅は、5×10-4以内であり、デバイス設計の点
から十分な値である。
【００３１】次に、キャリア濃度の分布であるが、ｐ型
ド−パントとしてジメチルジンク(DMZn)を用い、III族
原料と共に原料ガス導入口(B)６から供給した。一方、
ｎ型ド−パントとしてシラン(SiH4)を用い、Ｖ族原料と
共に原料ガス導入口(A)５から供給した。基板半径方向
の分布を図５に示す。図５から、ｐ型、ｎ型ともに10％
以下の分布である。
ド−パントとしてジメチルジンク(DMZn)を用い、III族
原料と共に原料ガス導入口(B)６から供給した。一方、
ｎ型ド−パントとしてシラン(SiH4)を用い、Ｖ族原料と
共に原料ガス導入口(A)５から供給した。基板半径方向
の分布を図５に示す。図５から、ｐ型、ｎ型ともに10％
以下の分布である。
【００３２】（半導体レ−ザの製造）本発明の気相成長
装置を用いて図６に示す半導体レ−ザを製作した。半導
体レ−ザの構造は、図６に示す構成からなり、これはｎ
型ＧａＡｓ(100)基板11上に、 ・ｎ型ＧａＡｓバッファ層12、 ・ｎ型(Ａｌ0.6Ｇａ0.4)0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層13、 ・アンド−プＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層14、 ・ｐ型(Ａｌ0.6Ｇａ0.4)0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層15、 ・ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層16、 ・ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層17、 を１回目の結晶成長で積層した。
装置を用いて図６に示す半導体レ−ザを製作した。半導
体レ−ザの構造は、図６に示す構成からなり、これはｎ
型ＧａＡｓ(100)基板11上に、 ・ｎ型ＧａＡｓバッファ層12、 ・ｎ型(Ａｌ0.6Ｇａ0.4)0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層13、 ・アンド−プＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層14、 ・ｐ型(Ａｌ0.6Ｇａ0.4)0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層15、 ・ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層16、 ・ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層17、 を１回目の結晶成長で積層した。
【００３３】次に、フォトリソグラフ法によりレジスト
マスクを形成し、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層17にｐ型
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層16まで達するストライプを形成した
後、２回目の結晶成長によりｐ型ＧａＡｓキャップ層18
を成長した。続いて、電極19、20を形成し、半導体レ−
ザを製作した。
マスクを形成し、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層17にｐ型
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層16まで達するストライプを形成した
後、２回目の結晶成長によりｐ型ＧａＡｓキャップ層18
を成長した。続いて、電極19、20を形成し、半導体レ−
ザを製作した。
【００３４】この半導体レ−ザの基板半径方向の発振し
きい電流の分布を図７に示す。図７から明らかなよう
に、基板中央部から半径20ｍｍまで、発振しきい電流の
そろった半導体レ−ザが得られていることが理解でき
る。
きい電流の分布を図７に示す。図７から明らかなよう
に、基板中央部から半径20ｍｍまで、発振しきい電流の
そろった半導体レ−ザが得られていることが理解でき
る。
【００３５】以上の実施例では、本発明の気相成長装置
を用い、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体結晶を成長させる例に
ついて記載したが、他のIII-Ｖ族半導体結晶の場合でも
同様の効果があることは言うまでもない。
を用い、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体結晶を成長させる例に
ついて記載したが、他のIII-Ｖ族半導体結晶の場合でも
同様の効果があることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の気相成長装
置では、III族原料とＶ族原料を別々に反応管内に導入
することで、従来の気相成長装置で懸念された“流量制
御系から反応管までの間のIII族原料とＶ族原料との中
間反応”を防止し得る効果が生じる。
置では、III族原料とＶ族原料を別々に反応管内に導入
することで、従来の気相成長装置で懸念された“流量制
御系から反応管までの間のIII族原料とＶ族原料との中
間反応”を防止し得る効果が生じる。
【００３７】また、拡散棒を設けることにより、半導体
基板中央部への原料ガスの集中を防ぐことができ、それ
による基板中央部の温度低下がほぼなくなり、 ・成長する半導体結晶の成長速度の面内分布を5％以下
に、 ・格子整合度の面内分布を5×10-4以下に、 ・キャリア濃度分布を10％以下に、 することができる効果が生じる。
基板中央部への原料ガスの集中を防ぐことができ、それ
による基板中央部の温度低下がほぼなくなり、 ・成長する半導体結晶の成長速度の面内分布を5％以下
に、 ・格子整合度の面内分布を5×10-4以下に、 ・キャリア濃度分布を10％以下に、 することができる効果が生じる。
【００３８】そして、本発明の気相成長装置を用いて製
作したＡｌＧａＩｎＰ系半導体レ−ザの発振しきい電流
の基板面内の分布は、基板中央から半径約20ｍｍまで、
ほぼ同じ値を示し、高歩留のデバイス製造が可能となる
効果が生じる。
作したＡｌＧａＩｎＰ系半導体レ−ザの発振しきい電流
の基板面内の分布は、基板中央から半径約20ｍｍまで、
ほぼ同じ値を示し、高歩留のデバイス製造が可能となる
効果が生じる。
【図１】本発明の一実施例である気相成長装置の断面
図。
図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の気相成長装置を用いて成長させた(Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pの成長速度の基板半径方向の分布
図。
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pの成長速度の基板半径方向の分布
図。
【図４】本発明の気相成長装置を用いて成長させた(Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pの格子整合度の基板半径方向の分布
図。
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pの格子整合度の基板半径方向の分布
図。
【図５】本発明の気相成長装置を用いて成長させた(Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pのｐ型、ｎ型キャリア濃度の基板半
径方向の分布図。
0.6Ga0.4)0.5In0.5Pのｐ型、ｎ型キャリア濃度の基板半
径方向の分布図。
【図６】本発明の気相成長装置を用いて成長させた半導
体レ−ザの断面図。
体レ−ザの断面図。
【図７】半導体レ−ザの基板半径方向の発振しきい電流
の分布を示す図。
の分布を示す図。
【図８】従来の気相成長装置の断面図。
１、８１ 反応管 ２、８２ サセプタ ３、８３ 基板 ４、８４ キャリアガス導入口 ５、８５ 原料ガス導入口(A) ６、８６ 原料ガス導入口(B) ７、８７ ホ−ン(A) ８、８８ ホ−ン(B) ９ 石英管 １０ ガス拡散棒 １１ ｎ-GaAs基板 １２ ｎ-GaAsバッファ層 １３ ｎ-(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層 １４ アンド−プGa0.5In0.5P活性層 １５ ｐ-(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層 １６ ｐ-Ga0.5In0.5P層 １７ ｎ-GaAs電流ブロック層 １８ ｐ-GaAsキャップ層 １９ 電極 ２０ 電極 １０１ ノッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 ３個のガス導入口を有し、このうち２個
を原料ガス導入口とする縦型反応管内にサセプタを配
し、このサセプタ上に半導体基板を載置し、該基板上に
半導体結晶を成長する気相成長装置において、前記反応
管の中心を軸とした円錐形の原料ガス吹き出し口を同心
円状に２個備え、前記２個の原料ガス吹き出し口のうち
内側の原料ガス吹き出し口を前記サセプタから遠ざけ、
この内側の原料ガス吹き出し口の開口端中央部にガス拡
散棒を配設してなることを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】 前記ガス拡散棒は、原料ガス吹き出し口
側及びサセプタ側先端部が円錐形形状になされているこ
とを特徴とする請求項１記載の気相成長装置。 - 【請求項３】 複数の形状の異なるガス拡散棒が備えら
れ、結晶成長条件に応じて選択されたガス拡散棒が装着
されることを特徴とする請求項１記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18710593A JP2500773B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18710593A JP2500773B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722323A JPH0722323A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2500773B2 true JP2500773B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=16200195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18710593A Expired - Fee Related JP2500773B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500773B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009239082A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Tokyo Electron Ltd | ガス供給装置、処理装置及び処理方法 |
| JP5929429B2 (ja) | 2012-03-30 | 2016-06-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
| JP2013225684A (ja) * | 2013-06-11 | 2013-10-31 | Tokyo Electron Ltd | ガス供給装置、処理装置及び処理方法 |
| JP6664993B2 (ja) * | 2016-03-01 | 2020-03-13 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 成膜装置 |
| JP2019057668A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 株式会社東芝 | 成膜装置、および成膜方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18710593A patent/JP2500773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722323A (ja) | 1995-01-24 |
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|---|---|---|---|
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