JP2662470B2 - 化合物半導体エピタキシャル成長方法 - Google Patents
化合物半導体エピタキシャル成長方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のＶ族元素を有す
る多元系III-Ｖ族化合物半導体エピタキシャル成長方法
に関する。
る多元系III-Ｖ族化合物半導体エピタキシャル成長方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数のＶ族元素を有する多元系II
I-Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長する場合、Ｖ
族元素の数に応じたIII 族元素のボートを準備して、そ
れぞれのIII-Ｖ族の２元系化合物クラストを一旦形成し
た後、基板上に多元系III-Ｖ族化合物半導体を成長して
いた。図２は、ＧａＡｓＰ半導体をエピタキシャル成長
する従来装置の概念図である。反応管２の上流にＧａ金
属を収容するボート３，３’を２つ置き、導管７及び９
よりＡｓＣｌ3／Ｈ2 及びＰＣｌ3／Ｈ2 をそれぞれのボ
ートに供給してＧａＡｓクラスト及びＧａＰクラストを
一旦形成し、ホルダー５に装着された基板４に原料ガス
を供給するとともに、導管８より別途供給されるＨ2に
より基板４の上にＧａＡｓＰ半導体をエピタキシャル成
長させるものである。なお、反応管２の下流には未反応
物質を捕捉するためのインナーチューブ６を配置し、反
応管２の周囲にはヒータ１を配置して成長に必要な温度
を確保している。
I-Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長する場合、Ｖ
族元素の数に応じたIII 族元素のボートを準備して、そ
れぞれのIII-Ｖ族の２元系化合物クラストを一旦形成し
た後、基板上に多元系III-Ｖ族化合物半導体を成長して
いた。図２は、ＧａＡｓＰ半導体をエピタキシャル成長
する従来装置の概念図である。反応管２の上流にＧａ金
属を収容するボート３，３’を２つ置き、導管７及び９
よりＡｓＣｌ3／Ｈ2 及びＰＣｌ3／Ｈ2 をそれぞれのボ
ートに供給してＧａＡｓクラスト及びＧａＰクラストを
一旦形成し、ホルダー５に装着された基板４に原料ガス
を供給するとともに、導管８より別途供給されるＨ2に
より基板４の上にＧａＡｓＰ半導体をエピタキシャル成
長させるものである。なお、反応管２の下流には未反応
物質を捕捉するためのインナーチューブ６を配置し、反
応管２の周囲にはヒータ１を配置して成長に必要な温度
を確保している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法は、Ｖ族元
素数×III 族元素数のIII 族金属を収容するボートを準
備する必要がある。そして、III 族金属上のクラストか
らのIII 族輸送量を精確に制御するためには、クラスト
の量を一定に保つ必要がある。そのためには、成長に先
立ってクラストを再形成する必要があり、生産性を上げ
られない原因となっていた。また、少量のＶ族元素につ
いて混晶比を厳密に制御することが困難であるため、エ
ピタキシャル仕様によっては高品質の多元系III-Ｖ族化
合物半導体のエピタキシャル層を得ることができなかっ
た。
素数×III 族元素数のIII 族金属を収容するボートを準
備する必要がある。そして、III 族金属上のクラストか
らのIII 族輸送量を精確に制御するためには、クラスト
の量を一定に保つ必要がある。そのためには、成長に先
立ってクラストを再形成する必要があり、生産性を上げ
られない原因となっていた。また、少量のＶ族元素につ
いて混晶比を厳密に制御することが困難であるため、エ
ピタキシャル仕様によっては高品質の多元系III-Ｖ族化
合物半導体のエピタキシャル層を得ることができなかっ
た。
【０００４】そこで、本発明は、上記の問題点を解消
し、Ｖ族元素の混晶比及び成長速度を容易に制御するこ
とができ、高品質の多元系III-Ｖ族化合物半導体を効率
的に製造することのできるエピタキシャル成長方法を提
供しようとするものである。
し、Ｖ族元素の混晶比及び成長速度を容易に制御するこ
とができ、高品質の多元系III-Ｖ族化合物半導体を効率
的に製造することのできるエピタキシャル成長方法を提
供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、III 族原料と
して金属元素をボートに収容し、該金属元素にＶ族原料
としてＶ族元素の塩化物及び水素を送ってIII-Ｖ族化合
物クラストを一旦形成した後、基板上に多元系III-Ｖ族
化合物半導体を成長するエピタキシャル成長方法におい
て、多元系III-Ｖ族化合物半導体を構成するＶ族元素の
うち少なくとも一方の元素を塩化物として基板上に直接
供給することを特徴とする多元系III-Ｖ族化合物半導体
エピタキシャル成長方法である。
して金属元素をボートに収容し、該金属元素にＶ族原料
としてＶ族元素の塩化物及び水素を送ってIII-Ｖ族化合
物クラストを一旦形成した後、基板上に多元系III-Ｖ族
化合物半導体を成長するエピタキシャル成長方法におい
て、多元系III-Ｖ族化合物半導体を構成するＶ族元素の
うち少なくとも一方の元素を塩化物として基板上に直接
供給することを特徴とする多元系III-Ｖ族化合物半導体
エピタキシャル成長方法である。
【０００６】
【作用】図１は、本発明を実施するための気相成長装置
の概念図である。この装置は、ＧａＡｓXＰ1-X(x＞0.5)
化合物半導体を成長する場合を示したもので、図２の従
来の気相成長装置における、ＧａＰクラストを形成する
ためのボート３’を省略し、導管７及び８から導入され
るＰＣｌ3／Ｈ2 ガス及びＨ2 ガスを基板４に直接供給
するようにしたもので、その他の装置構成は図２と同じ
である。本発明は、かかる装置を用い、多元系III-Ｖ族
化合物半導体を構成するＶ族元素のうち少なくとも一方
の元素を塩化物として基板上に直接供給し、その流量を
制御することにより、多元系III-Ｖ族化合物半導体の成
長速度及び混晶比の制御を容易にし、高品質の多元系II
I-Ｖ族化合物半導体の効率的な製造を可能にした。
の概念図である。この装置は、ＧａＡｓXＰ1-X(x＞0.5)
化合物半導体を成長する場合を示したもので、図２の従
来の気相成長装置における、ＧａＰクラストを形成する
ためのボート３’を省略し、導管７及び８から導入され
るＰＣｌ3／Ｈ2 ガス及びＨ2 ガスを基板４に直接供給
するようにしたもので、その他の装置構成は図２と同じ
である。本発明は、かかる装置を用い、多元系III-Ｖ族
化合物半導体を構成するＶ族元素のうち少なくとも一方
の元素を塩化物として基板上に直接供給し、その流量を
制御することにより、多元系III-Ｖ族化合物半導体の成
長速度及び混晶比の制御を容易にし、高品質の多元系II
I-Ｖ族化合物半導体の効率的な製造を可能にした。
【０００７】
【実施例】図１の装置を用い、ＧａＡｓXＰ1-X化合物半
導体を成長させた。ソースボートのガリウム表面には、
別の工程でＡｓＣｌ3を供給してクラストと呼ばれるガ
リウム砒素の薄い膜を形成した。直径７０ｍｍの反応管
に直径５０ｍｍのＧａＡｓ基板を装着し、予め水素で十
分に置換した後、ソースを８５０℃に、基板を７５０℃
に加熱し、１０分間その温度に維持してから、２５℃に
保持されたバブラーのＡｓＣｌ3中に６００ｃｃ／ｍｉ
ｎで水素ガスを導入してＡｓＣｌ3／Ｈ2ガスを形成し、
１℃に保持されたバブラーのＰＣｌ3中に２０ｃｃ／ｍ
ｉｎで水素ガスを導入してＰＣｌ3／Ｈ2ガスを形成し、
別途希釈ガスとしての水素ガス１０００ｃｃ／ｍｉｎと
ともに基板上に５分間流して結晶成長を行った。その
後、２つのバブラーへの水素ガスの供給を停止し、ヒー
タを止めた。また、ＰＣｌ3中への水素ガスの供給量を
４０、６０、８０ｃｃ／ｍｉｎに変えて上記と同様にＧ
ａＡｓXＰ1-X化合物半導体を成長させ、成長速度と混晶
比を測定した。その結果を図３及び４に示した。これら
の図から明らかなように、ＰＣｌ3／Ｈ2ガスの供給量を
制御することにより、成長速度と混晶比を比較的自由に
調節することができることが分かる。特に、ｘ値が０．
５より大きな領域で混晶比の調節が容易である。なお、
ｘ値が小さなＧａＡｓXＰ1-X化合物半導体を成長するた
めには、ＧａＰクラストを用い、実施例のＡｓＣｌ3／
Ｈ2ガスをＰＣｌ 3/Ｈ2 ガスに、ＰＣｌ3/Ｈ2 ガスをＡ
ｓＣｌ3／Ｈ2ガスに置き換えれば良い。
導体を成長させた。ソースボートのガリウム表面には、
別の工程でＡｓＣｌ3を供給してクラストと呼ばれるガ
リウム砒素の薄い膜を形成した。直径７０ｍｍの反応管
に直径５０ｍｍのＧａＡｓ基板を装着し、予め水素で十
分に置換した後、ソースを８５０℃に、基板を７５０℃
に加熱し、１０分間その温度に維持してから、２５℃に
保持されたバブラーのＡｓＣｌ3中に６００ｃｃ／ｍｉ
ｎで水素ガスを導入してＡｓＣｌ3／Ｈ2ガスを形成し、
１℃に保持されたバブラーのＰＣｌ3中に２０ｃｃ／ｍ
ｉｎで水素ガスを導入してＰＣｌ3／Ｈ2ガスを形成し、
別途希釈ガスとしての水素ガス１０００ｃｃ／ｍｉｎと
ともに基板上に５分間流して結晶成長を行った。その
後、２つのバブラーへの水素ガスの供給を停止し、ヒー
タを止めた。また、ＰＣｌ3中への水素ガスの供給量を
４０、６０、８０ｃｃ／ｍｉｎに変えて上記と同様にＧ
ａＡｓXＰ1-X化合物半導体を成長させ、成長速度と混晶
比を測定した。その結果を図３及び４に示した。これら
の図から明らかなように、ＰＣｌ3／Ｈ2ガスの供給量を
制御することにより、成長速度と混晶比を比較的自由に
調節することができることが分かる。特に、ｘ値が０．
５より大きな領域で混晶比の調節が容易である。なお、
ｘ値が小さなＧａＡｓXＰ1-X化合物半導体を成長するた
めには、ＧａＰクラストを用い、実施例のＡｓＣｌ3／
Ｈ2ガスをＰＣｌ 3/Ｈ2 ガスに、ＰＣｌ3/Ｈ2 ガスをＡ
ｓＣｌ3／Ｈ2ガスに置き換えれば良い。
【０００８】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、多元系III-Ｖ族化合物半導体を構成するＶ族元素
のうち少なくとも１つの原料ガスを塩化物の形で基板上
に直接供給し、その流量を制御することにより、多元系
III-Ｖ族化合物半導体の成長速度及び混晶比の精密な調
節が可能になり、高品質の多元系III-Ｖ族化合物半導体
を効率的に製造することができるようになった。
より、多元系III-Ｖ族化合物半導体を構成するＶ族元素
のうち少なくとも１つの原料ガスを塩化物の形で基板上
に直接供給し、その流量を制御することにより、多元系
III-Ｖ族化合物半導体の成長速度及び混晶比の精密な調
節が可能になり、高品質の多元系III-Ｖ族化合物半導体
を効率的に製造することができるようになった。
【図１】本発明の方法を実施するための気相成長装置の
概念図である。
概念図である。
【図２】従来の気相成長装置の概念図である。
【図３】実施例におけるＰＣｌ3流量に対する成長速度
の関係を示したグラフである。
の関係を示したグラフである。
【図４】実施例におけるＰＣｌ3流量に対する混晶比の
関係を示したグラフである。
関係を示したグラフである。
１ ヒータ ２ 反応管 ３ ＧａＡｓクラスト形成用ボート ３’ＧａＰクラスト形成用ボート ４ 基板 ５ 基板ホルダー ６ インナーチューブ ７ ＡｓＣｌ3／Ｈ2 ガス導入管 ８ Ｈ2 ガス導入管 ９ ＰＣｌ3／Ｈ2 ガス導入管
Claims (1)
- 【請求項１】 III 族原料として金属元素をボートに収
容し、該金属元素にＶ族原料としてＶ族元素の塩化物及
び水素を送ってIII-Ｖ族化合物クラストを一旦形成した
後、基板上に多元系III-Ｖ族化合物半導体を成長するエ
ピタキシャル成長方法において、多元系III-Ｖ族化合物
半導体を構成するＶ族元素のうち少なくとも一方の元素
を塩化物として基板上に直接供給することを特徴とする
多元系III-Ｖ族化合物半導体エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6638891A JP2662470B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 化合物半導体エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6638891A JP2662470B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 化合物半導体エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04302137A JPH04302137A (ja) | 1992-10-26 |
| JP2662470B2 true JP2662470B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=13314396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6638891A Expired - Fee Related JP2662470B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 化合物半導体エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2662470B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP6638891A patent/JP2662470B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04302137A (ja) | 1992-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |