JP2713347B2 - Vapor phase crystal growth equipment - Google Patents

Vapor phase crystal growth equipment

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JP2713347B2
JP2713347B2 JP6671589A JP6671589A JP2713347B2 JP 2713347 B2 JP2713347 B2 JP 2713347B2 JP 6671589 A JP6671589 A JP 6671589A JP 6671589 A JP6671589 A JP 6671589A JP 2713347 B2 JP2713347 B2 JP 2713347B2
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chamber
vapor phase
growth chamber
vapor
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祥紀 三浦
重夫 村井
菊郎 竹本
浩二 片山
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、上流から下流へ、原料ガスをキャリアガ
スとともに流し、基板上に化合物半導体エピタキシャル
結晶を成長させる気相結晶成長装置に関するものであ
り、特に、急峻なヘテロ界面が得られるように改良され
た気相結晶成長装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vapor-phase crystal growth apparatus for growing a compound semiconductor epitaxial crystal on a substrate by flowing a source gas together with a carrier gas from upstream to downstream. More particularly, the present invention relates to a vapor phase crystal growth apparatus improved so as to obtain a steep hetero interface.

[従来の技術] 化合物半導体ヘテロエピタキシャル結晶は、オプトエ
レクトロニクスデバイスや超高速電子デバイス用結晶材
料として広く用いられている。
[Prior Art] Compound semiconductor heteroepitaxial crystals are widely used as crystal materials for optoelectronic devices and ultrahigh-speed electronic devices.

従来の、ヘテロエピタキシャル結晶製作用の気相結晶
成長装置の、反応管の内部構造を模式的に第8図に示
す。第8図を参照して、2は反応管である。反応管2の
周囲には電気炉(加熱炉)1が配置されている。反応管
2内には基板3が収容されている。基板3は基板ホルダ
4によって支持されている。反応管2内の上流側10に
は、基板3上に化合物半導体エピタキシャル結晶を成長
させる第1の気相成長室6と第2の気相成長室5が設け
られている。反応管2内の下流側11には、第1の気相成
長室6と第2の気相成長室5の下流側に位置する端部を
相互に接続する連絡室9が設けられている。第1の気相
成長室6には、該第1の気相成長室6内に第1の原料ガ
スとキャリアガスを送り込む第1の原料ガス導入管6aが
接続されている。第2の気相成長室5には、該第2の気
相成長室5内に第2の原料ガスとキャリアガスとを送り
込む第2の原料ガス導入管5aが接続されている。図中、
矢印7は、エピタキシャル成長に必要な第2の原料ガス
の流れを表わしている。また、矢印8は、エピタキシャ
ル成長に必要な第1の原料ガスの流れを表わしている。
連絡室9には排気管9aが接続されている。第1の原料ガ
スは、第1の原料ガス導入管6aから第1の気相成長室6
内に入り、連絡室9を通り、排気管9aから出ていく。ま
た、第2の原料ガスは、第2の原料ガス導入管5aから第
2の気相成長室5内に入り、連絡室9を通り、排気管9a
から出ていく。
FIG. 8 schematically shows the internal structure of a reaction tube of a conventional vapor phase crystal growth apparatus for producing a heteroepitaxial crystal. Referring to FIG. 8, reference numeral 2 denotes a reaction tube. An electric furnace (heating furnace) 1 is arranged around the reaction tube 2. A substrate 3 is accommodated in the reaction tube 2. The substrate 3 is supported by a substrate holder 4. On the upstream side 10 in the reaction tube 2, a first vapor growth chamber 6 and a second vapor growth chamber 5 for growing a compound semiconductor epitaxial crystal on the substrate 3 are provided. On the downstream side 11 in the reaction tube 2, there is provided a communication chamber 9 that connects the downstream ends of the first vapor-phase growth chamber 6 and the second vapor-phase growth chamber 5 to each other. The first vapor growth chamber 6 is connected to a first raw material gas introduction pipe 6 a for feeding a first raw material gas and a carrier gas into the first vapor growth chamber 6. The second vapor-phase growth chamber 5 is connected to a second raw-material gas introduction pipe 5 a for feeding a second raw-material gas and a carrier gas into the second vapor-phase growth chamber 5. In the figure,
Arrow 7 indicates the flow of the second source gas necessary for epitaxial growth. Arrow 8 indicates the flow of the first source gas required for epitaxial growth.
An exhaust pipe 9a is connected to the communication room 9. The first source gas is supplied from the first source gas inlet pipe 6a to the first gas phase growth chamber 6.
Inside, pass through the communication room 9 and exit through the exhaust pipe 9a. The second source gas enters the second vapor phase growth chamber 5 from the second source gas introduction pipe 5a, passes through the communication chamber 9, and passes through the exhaust pipe 9a.
Get out of.

次に、この装置を用いて、第9図に示したような、ヘ
テロエピタキシャル結晶が成長した基板の製造方法につ
いて説明する。第9図において、12は基板である。基板
12上に、InPからなる第1の化合物半導体エピタキシャ
ル層13が形成され、その上にInGaAsからなる第2の化合
物半導体エピタキシャル層14が形成されている。
Next, a method of manufacturing a substrate on which a heteroepitaxial crystal is grown as shown in FIG. 9 using this apparatus will be described. In FIG. 9, reference numeral 12 denotes a substrate. substrate
A first compound semiconductor epitaxial layer 13 made of InP is formed on 12, and a second compound semiconductor epitaxial layer 14 made of InGaAs is formed thereon.

さて、第8図に戻って、第1の原料ガス導入管6aよ
り、InPを形成するために必要な原料ガスを第1の気相
成長室6内に導入する。次に、第2の原料ガス導入管5a
より、InGaAsを形成するために必要な第2の原料ガス
を、第2の気相成長室5内に導入する。次に、基板ホル
ダ4に支持された基板3を第1の気相成長室6内に挿入
する。すると、基板12上にInPからなる第1の化合物半
導体エピタキシャル層13が成長する。次に、基板3を連
絡室9へ引出し、180゜回転して、第2の気相成長室5
へ挿入する。すると、第1の化合物半導体エピタキシャ
ル層13の上に、InGaAsからなる第2の化合物半導体エピ
タキシャル層14が形成される。
Returning to FIG. 8, a source gas required for forming InP is introduced into the first vapor growth chamber 6 from the first source gas introduction pipe 6a. Next, the second source gas introduction pipe 5a
Thus, a second source gas necessary for forming InGaAs is introduced into the second vapor deposition chamber 5. Next, the substrate 3 supported by the substrate holder 4 is inserted into the first vapor deposition chamber 6. Then, the first compound semiconductor epitaxial layer 13 made of InP grows on the substrate 12. Next, the substrate 3 is pulled out into the communication chamber 9 and rotated by 180 ° to form the second vapor deposition chamber 5.
Insert into Then, a second compound semiconductor epitaxial layer 14 made of InGaAs is formed on the first compound semiconductor epitaxial layer 13.

[発明が解決しようとする課題] 従来の気相成長装置は上述のように構成されているの
で、第8図を参照して、下流側11に位置する連絡室9に
は、InPとInGaAsの原料ガスが制御されない状態で流れ
込んでいる。InPの成長後、InGaAsの成長のために、第
1の気相成長室6より第2の気相成長室5へ基板3を移
す過程において、基板が連絡室9を通過している時間は
数秒である。しかしながら、この間に組成の制御されな
い遷移層が約40Å成長してしまい、ヘテロ界面の品質が
低下するという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional vapor phase growth apparatus is configured as described above, referring to FIG. 8, the communication chamber 9 located on the downstream side 11 is made of InP and InGaAs. Source gas is flowing in an uncontrolled manner. In the process of transferring the substrate 3 from the first vapor growth chamber 6 to the second vapor growth chamber 5 for the growth of InGaAs after the growth of InP, the time during which the substrate passes through the communication chamber 9 is several seconds. It is. However, during this time, there is a problem that the transition layer whose composition is not controlled grows by about 40 °, and the quality of the hetero interface deteriorates.

この発明は、上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、急峻なヘテロ界面が得られる、気相結晶
成長装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a vapor-phase crystal growth apparatus capable of obtaining a steep heterointerface.

[課題を解決するための手段] この発明は、上流から下流へ、原料ガスをキャリアガ
スとともに流し、基板上に化合物半導体ヘテロエピタキ
シャル結晶を成長させる気相結晶成長装置に係るもので
ある。当該装置は、基板を収容する反応管を備えてい
る。反応管の下流側には、該室内で基板上に化合物半導
体エピタキシャル結晶を成長させる第1の気相成長室と
第2の気相成長室とが設けられている。反応管内の上流
側には、上記第1の気相成長室と第2の気相成長室の上
流側の端部を相互に接続する連絡室が設けられている。
連絡室には、キャリアガスを反応管内に送り込むキャリ
アガス導入手段が接続されている。第1の気相成長室に
は、第1の原料ガスを該第1の気相成長室内に送り込む
第1の原料ガス導入手段が接続されている。第2の気相
成長室には、第2の原料ガスを該第2の気相成長室内に
送り込む第2の原料ガス導入手段が設けられている。そ
して、当該装置は、基板を第1の気相成長室に挿入し、
次に該基板上に化合物半導体エピタキシャル結晶が成長
した後、該基板を連絡室に引出し、その後、該基板を第
2の気相成長室へ挿入するための駆動手段を備えてい
る。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a vapor phase crystal growth apparatus for growing a compound semiconductor heteroepitaxial crystal on a substrate by flowing a source gas together with a carrier gas from upstream to downstream. The apparatus includes a reaction tube that accommodates a substrate. Downstream of the reaction tube, a first vapor growth chamber and a second vapor growth chamber for growing a compound semiconductor epitaxial crystal on a substrate in the chamber are provided. A communication chamber that connects the upstream ends of the first and second vapor-phase growth chambers to each other is provided upstream of the reaction tube.
The communication chamber is connected to a carrier gas introduction means for sending a carrier gas into the reaction tube. A first source gas introducing means for feeding a first source gas into the first vapor deposition chamber is connected to the first vapor deposition chamber. The second vapor phase growth chamber is provided with a second raw material gas introducing means for feeding a second raw material gas into the second vapor phase growth chamber. Then, the apparatus inserts the substrate into the first vapor deposition chamber,
Next, after the compound semiconductor epitaxial crystal is grown on the substrate, the substrate is drawn into the communication chamber, and thereafter, there is provided driving means for inserting the substrate into the second vapor phase growth chamber.

[作用] 本発明によれば、第1の気相成長室で基板上に第1の
化合物半導体エピタキシャル層を形成した後、基板を連
絡室に引出す。本発明において、連絡室は反応管内の上
流側に設けられているので、該連絡室内にはキャリアガ
スのみが満たされており、原料ガスは存在しない。それ
ゆえ、第1の化合物半導体エピタキシャル層が形成され
た基板を連絡室内に引出しても、従来のように、組成の
制御されない遷移層が形成されるということはない。し
たがって、次に、連絡室から第2の気相成長室へ基板を
移送して、第1の化合物半導体エピタキシャル層の上に
第2の化合物半導体エピタキシャル層を形成したとき、
急峻なヘテロ界面をもつものが得られる。
[Operation] According to the present invention, after forming the first compound semiconductor epitaxial layer on the substrate in the first vapor phase growth chamber, the substrate is drawn into the communication chamber. In the present invention, since the communication chamber is provided on the upstream side in the reaction tube, only the carrier gas is filled in the communication chamber, and no source gas exists. Therefore, even if the substrate on which the first compound semiconductor epitaxial layer is formed is drawn into the communication chamber, a transition layer whose composition is not controlled unlike the related art is not formed. Therefore, next, when the substrate is transferred from the communication chamber to the second vapor phase growth chamber to form the second compound semiconductor epitaxial layer on the first compound semiconductor epitaxial layer,
One having a steep hetero interface is obtained.

[実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明の一実施例に係る気相結晶成長装
置の断面図であり、第2図は第1図におけるII−II線に
沿う断面図である。これらの図を参照して、実施例に係
る気相結晶成長装置は反応管2を備えている。反応管2
内の下流11側には、第1の気相成長室6と第2の気相成
長室5が設けられている。第1の気相成長室6と第2の
気相成長室5とは、仕切り板15によって仕切られてい
る。反応管2内の上流10側には、第1の気相成長室6と
第2の気相成長室5の上流側の端部を相互に接続する連
絡室9が設けられている。第1の気相成長室6と第2の
気相成長室5の下流側の端部は、排気口19に接続されて
いる。連絡室9には、キャリアガス(H2ガス)を反応管
2内に送り込むためのキャリアガス導入管16が接続され
ている。第1の気相成長室6には、たとえばInPの第1
の原料ガスを該第1の気相成長室6内に送り込む第1の
原料ガス導入管17が接続されている。第2の気相成長室
5には、たとえばIGaAs等の第2の原料ガスを該第2の
気相成長室5内に送り込む第2の原料ガス導入管18が接
続されている。反応管2内には基板3が収容されてい
る。基板3は基板ホルダ4によって保持されている。基
板ホルダ4は支持棒24に連結されている。支持棒24は、
矢印AB方向に往復移動できるように、駆動手段(図示せ
ず)に連結されている。また、支持棒24はその軸を中心
に回動するように、駆動手段(図示せず)に連結されて
いる。
FIG. 1 is a sectional view of a vapor phase crystal growth apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. Referring to these drawings, the vapor phase crystal growth apparatus according to the embodiment includes a reaction tube 2. Reaction tube 2
A first vapor growth chamber 6 and a second vapor growth chamber 5 are provided on the downstream 11 side. The first vapor deposition chamber 6 and the second vapor deposition chamber 5 are separated by a partition plate 15. On the upstream 10 side in the reaction tube 2, a communication chamber 9 for connecting the upstream ends of the first vapor growth chamber 6 and the second vapor growth chamber 5 to each other is provided. The downstream ends of the first vapor deposition chamber 6 and the second vapor deposition chamber 5 are connected to an exhaust port 19. The communication chamber 9 is connected to a carrier gas introduction pipe 16 for sending a carrier gas (H 2 gas) into the reaction tube 2. In the first vapor growth chamber 6, for example, a first InP
A first source gas introduction pipe 17 for feeding the source gas into the first vapor phase growth chamber 6 is connected. A second source gas introduction pipe 18 for feeding a second source gas such as IGaAs into the second vapor phase growth chamber 5 is connected to the second vapor phase growth chamber 5. A substrate 3 is accommodated in the reaction tube 2. The substrate 3 is held by a substrate holder 4. The substrate holder 4 is connected to a support rod 24. The support rod 24
It is connected to driving means (not shown) so that it can reciprocate in the direction of arrow AB. Further, the support rod 24 is connected to a driving means (not shown) so as to rotate about its axis.

キャリアガス導入管16から連絡室9内に入ったキャリ
アガスは矢印20で示す方向(上流から下流に向かう方
向)に流れ、第1の気相成長室6および第2の気相成長
室5内に入り、排気口19より外部へ排出される。第1の
原料ガス導入管17から入った第1の原料ガスは、第1の
気相成長室6を通って、排気口19から外部へ流れる。第
2の原料ガス導入管18から入った第2の原料ガスは第2
の気相成長室5を通って、排気口19より外部に流れ出
る。
The carrier gas that has entered the communication chamber 9 from the carrier gas introduction pipe 16 flows in the direction indicated by the arrow 20 (the direction from the upstream to the downstream), and flows into the first vapor growth chamber 6 and the second vapor growth chamber 5. And is discharged to the outside through the exhaust port 19. The first source gas entered from the first source gas introduction pipe 17 flows through the first vapor phase growth chamber 6 to the outside through the exhaust port 19. The second source gas that has entered through the second source gas inlet pipe 18 is the second source gas.
Flows out of the exhaust port 19 through the vapor phase growth chamber 5.

次に、上記装置を用いて、基板上にヘテロエピタキシ
ャル結晶を成長させる方法について説明する。
Next, a method for growing a heteroepitaxial crystal on a substrate using the above-described apparatus will be described.

キャリアガス導入管16より、キャリアガスであるH2
スを連絡室9内に導入する。第1の原料ガス導入管17よ
り、たとえばInPの第1の原料ガスを第1の気相成長室
6内に導入する。第2の原料ガス導入管18より、たとえ
ばInGaAsの第2の原料ガスを第2の気相成長室5内に導
入する。このような状態にしておいて、基板3を、第1
の気相成長室6内に導入する。すると、基板3上にInP
のエピタキシャル結晶が成長する。次に、第3図を参照
して、支持棒24を矢印A方向(すなわち、上流側)に引
き上げ、基板3を連絡室9内に引き出す。その後、支持
棒24を矢印R方向に180゜回転し、次いで、支持棒24を
矢印B方向に引き下げる。すると、基板3は、第2の気
相成長室5内に挿入される。こうして、既に形成された
InPエピタキシャル結晶の上に、InGaAsエピタキシャル
結晶が成長する。
H 2 gas, which is a carrier gas, is introduced into the communication room 9 from the carrier gas introduction pipe 16. A first source gas of, for example, InP is introduced into the first vapor growth chamber 6 from the first source gas introduction pipe 17. A second source gas of, for example, InGaAs is introduced into the second vapor phase growth chamber 5 from the second source gas introduction pipe 18. In such a state, the substrate 3 is
Is introduced into the vapor phase growth chamber 6. Then, InP is placed on the substrate 3.
Epitaxial crystal grows. Next, referring to FIG. 3, the support rod 24 is pulled up in the direction of the arrow A (that is, upstream), and the substrate 3 is pulled out into the communication chamber 9. Thereafter, the support bar 24 is rotated by 180 ° in the direction of arrow R, and then the support bar 24 is pulled down in the direction of arrow B. Then, the substrate 3 is inserted into the second vapor deposition chamber 5. Thus, already formed
An InGaAs epitaxial crystal grows on the InP epitaxial crystal.

本実施例によれば、第3図を参照して、第1の気相成
長室6内で基板3上に第1の化合物半導体エピタキシャ
ル層を形成した後、基板3を連絡室9に引出す。連絡室
9は反応管2内の上流側に設けられているので、該連絡
室9内にはキャリアガスである水素ガスのみが満たされ
ており、原料ガスは存在しない。それゆえ、第1の化合
物半導体エピタキシャル層が形成された基板を、連絡室
9内に引き上げても、従来のように、組成の制御されな
い遷移層は形成されない。したがって、次に連絡室9か
ら第2の気相成長室5へ基板3を移送して、第1の化合
物半導体エピタキシャル層の上に第2の化合物半導体エ
ピタキシャル層を形成したとき、急峻なヘテロ界面をも
つものが得られる。
According to the present embodiment, referring to FIG. 3, after forming a first compound semiconductor epitaxial layer on substrate 3 in first vapor phase growth chamber 6, substrate 3 is drawn out into communication chamber 9. Since the communication chamber 9 is provided on the upstream side in the reaction tube 2, the communication chamber 9 is filled only with hydrogen gas as a carrier gas, and there is no source gas. Therefore, even if the substrate on which the first compound semiconductor epitaxial layer is formed is pulled into the communication chamber 9, a transition layer whose composition is not controlled is not formed as in the related art. Therefore, the next time the substrate 3 is transferred from the communication chamber 9 to the second vapor phase growth chamber 5 to form the second compound semiconductor epitaxial layer on the first compound semiconductor epitaxial layer, Is obtained.

第5図は、この発明の他の実施例の断面図であり、第
6図は第5図におけるVI−VI線に沿う断面図である。第
5図および第6図に示す実施例は、以下の点を除いて、
第1図および第2図に示す実施例と同様であり、相当す
る部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略す
る。
FIG. 5 is a sectional view of another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. The embodiment shown in FIGS. 5 and 6 has the following exceptions.
This embodiment is the same as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

第5図および第6図に示す実施例において、反応管2
の下流側11には、第1の気相成長室20と、第2の気相成
長室21と、第3の気相成長室22と、第4の気相成長室23
が設けられている。第1の気相成長室20は第3の気相成
長室22と対向して設けられ、第2の気相成長室21は第4
の気相成長室23に対向して設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 5 and FIG.
On the downstream side 11 are a first vapor growth chamber 20, a second vapor growth chamber 21, a third vapor growth chamber 22, and a fourth vapor growth chamber 23.
Is provided. The first vapor growth chamber 20 is provided to face the third vapor growth chamber 22, and the second vapor growth chamber 21 is
Is provided opposite to the vapor phase growth chamber 23 of FIG.

第1の気相成長室20には、たとえばInPの第1の原料
ガスを導入する第1の原料ガス導入管17が接続され、第
3の気相成長室22にも図示しないが、第1の原料ガス導
入管が接続されている。第2の気相成長室21には、たと
えばInGaAsの第2の原料ガスを導入する第2の原料ガス
導入管18が接続され、第4の気相成長室23には図示しな
いが、第2の原料ガス導入管が接続されている。支持棒
24には、基板3を保持する基板ホルダ4a,4bが支持され
ている。基板ホルダ4aと基板ホルダ4bは支持棒24を中心
にして、対称な位置にくるように、配置されている。
A first source gas introduction pipe 17 for introducing a first source gas of, for example, InP is connected to the first vapor phase growth chamber 20, and the first vapor phase growth chamber 22 is also provided with a first source gas introduction pipe 17 (not shown). Are connected. A second source gas introduction pipe 18 for introducing a second source gas of, for example, InGaAs is connected to the second vapor phase growth chamber 21. Are connected. Support rod
On 24, substrate holders 4a and 4b for holding the substrate 3 are supported. The substrate holder 4a and the substrate holder 4b are arranged so as to be symmetrical with respect to the support rod 24.

次に、結晶成長の動作について説明する。キャリアガ
ス導入管16より、キャリアガスであるH2ガスを連絡室9
内に流す。第1の原料ガス導入管17より、たとえばInP
の第1の原料ガスを第1の気相成長室6内に導入する。
第2の原料ガス導入管18より、たとえばInGaAsの第2の
原料ガスを第2の気相成長室5内に導入する。次に、支
持棒24を矢印B方向に押し下げて、基板ホルダ4aに保持
された基板3aを第1の気相成長室20内に挿入する。この
とき、同時に、基板ホルダ4bに保持された基板3bも第3
の気相成長室22内に挿入される。こうして、基板3aおよ
び基板3bの上には、たとえばInPの第1の化合物半導体
エピタキシャル層が形成される。その後、支持棒24を矢
印A方向に引き上げて、基板3aおよび基板3bを連絡室9
内に引き出す。連絡室9は反応管2内の上流側に設けら
れているので、該連絡室9内にはキャリアガスである水
素ガスのみが満たされており、原料ガスは存在しない。
それゆえ、第1の化合物半導体エピタキシャル層が形成
された基板3a,3bを連絡室9内に引き上げても、従来の
ように、組成の制御されない遷移層は形成されない。次
に、支持棒24を90゜回転させ、矢印B方向に押し下げ
る。これによって、基板3aは第2の気相成長室21内に挿
入され、基板3bは第4の気相成長室23内に挿入され、第
7図に示す状態が実現する。第2の気相成長室21および
第4の気相成長室23内には、InGaAs等の第2の原料ガス
が導入されているので、第1の化合物半導体エピタキシ
ャル層が形成された基板3a上に、たとえばInGaAsの第2
の化合物半導体エピタキシャル層が形成され、同様に、
第1の化合物半導体エピタキシャル層が形成された基板
3b上に第2の化合物半導体エピタキシャル層が形成され
る。
Next, the operation of crystal growth will be described. H 2 gas as a carrier gas is supplied from the carrier gas inlet pipe 16 to the communication room 9.
Pour in From the first source gas introduction pipe 17, for example, InP
Is introduced into the first vapor phase growth chamber 6.
A second source gas of, for example, InGaAs is introduced into the second vapor phase growth chamber 5 from the second source gas introduction pipe 18. Next, the support rod 24 is pushed down in the direction of arrow B, and the substrate 3a held by the substrate holder 4a is inserted into the first vapor deposition chamber 20. At this time, the substrate 3b held by the substrate holder 4b is also
Is inserted into the vapor phase growth chamber 22. Thus, a first compound semiconductor epitaxial layer of, for example, InP is formed on the substrate 3a and the substrate 3b. Thereafter, the support rod 24 is pulled up in the direction of arrow A, and the substrates 3a and 3b
Pull out inside. Since the communication chamber 9 is provided on the upstream side in the reaction tube 2, the communication chamber 9 is filled only with hydrogen gas as a carrier gas, and there is no source gas.
Therefore, even if the substrates 3a and 3b on which the first compound semiconductor epitaxial layers are formed are pulled into the communication chamber 9, a transition layer whose composition is not controlled is not formed as in the related art. Next, the support bar 24 is rotated by 90 ° and pushed down in the direction of arrow B. As a result, the substrate 3a is inserted into the second vapor growth chamber 21, and the substrate 3b is inserted into the fourth vapor growth chamber 23, and the state shown in FIG. 7 is realized. Since the second source gas such as InGaAs is introduced into the second vapor-phase growth chamber 21 and the fourth vapor-phase growth chamber 23, the substrate 3a on which the first compound semiconductor epitaxial layer is formed is formed. For example, the second InGaAs
A compound semiconductor epitaxial layer of
Substrate on which first compound semiconductor epitaxial layer is formed
A second compound semiconductor epitaxial layer is formed on 3b.

この実施例においても、従来のように、組成の制御さ
れない遷移層が形成されないので、急峻なヘテロ界面を
もつものが得られる。
Also in this embodiment, since a transition layer whose composition is not controlled is not formed as in the prior art, a device having a steep hetero interface can be obtained.

なお、第5図および第6図に示す実施例においては、
基板を2枚同時に処理できるので、さらに、生産性が向
上するという効果も生じる。
In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6,
Since two substrates can be processed at the same time, an effect that productivity is further improved is produced.

なお、上記実施例では、InP等の二元化合物半導体エ
ピタキシャル結晶とInGaAs等の三元化合物半導体エピタ
キシャル結晶からなる、化合物半導体ヘテロエピタキシ
ャル結晶を成長させる場合を例に挙げて説明したが、In
GaAsP等の四元化合物半導体エピタキシャル結晶の成長
に、当該装置を適用することも可能である。
Note that, in the above embodiment, the case where a compound semiconductor heteroepitaxial crystal composed of a binary compound semiconductor epitaxial crystal such as InP and a ternary compound semiconductor epitaxial crystal such as InGaAs is grown is described as an example.
The apparatus can be applied to the growth of a quaternary compound semiconductor epitaxial crystal such as GaAsP.

また、上記実施例では、気相成長室が2個と4個の場
合を例示したが、さらにその数を増加させることも可能
である。
Further, in the above-described embodiment, the case where the number of the vapor phase growth chambers is two or four is exemplified, but the number can be further increased.

さらに、上記実施例では縦型の装置を例示した。これ
によると、InP等は比重が重く、上に位置する連絡室にI
nP等が全く混入しないという効果を奏する。しかし、本
発明はこれに限られず、横型の装置であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, a vertical device has been exemplified. According to this, InP etc. have a high specific gravity, and I
This has an effect that nP or the like is not mixed at all. However, the present invention is not limited to this, and may be a horizontal device.

以上、具体的な実施例を上げてこの発明を説明した
が、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なもの
であり、限定的なものでない。本発明の範囲は特許請求
の範囲によって示されており、その特許請求の範囲の意
味の中に含まれるすべての変形は本願発明に含まれるも
のである。
Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, the preferred embodiments described in this specification are illustrative and not restrictive. The scope of the invention is defined by the appended claims, and all modifications that come within the meaning of the claims are intended to be covered by the present invention.

[発明の効果] 本発明によれば、第1の気相成長室で基板上に第1の
化合物半導体エピタキシャル層を形成した後、基板を連
絡室に引き出す。連絡室は反応管内の上流側に設けられ
ているので、該連絡室にはキャリアガスのみが満たされ
ており、原料ガスは存在しない。それゆえ、第1の化合
物半導体エピタキシャル層が形成された基板を連絡室内
に引き出しても、従来のように、組成の制御されない制
御層は形成されない。したがって、次に、連絡室から第
2の気相成長室へ基板を移送して、第1の化合物半導体
エピタキシャル層の上に第2の化合物半導体エピタキシ
ャル層を形成したとき、急峻なヘテロ界面を有するもの
が得られるという効果を奏する。したがって、電気的、
光学的特性が消滅して各種素子特性の改善に貢献するこ
とが期待される。
According to the present invention, after forming a first compound semiconductor epitaxial layer on a substrate in a first vapor phase growth chamber, the substrate is drawn out to a communication chamber. Since the communication chamber is provided on the upstream side in the reaction tube, the communication chamber is filled only with the carrier gas and there is no source gas. Therefore, even if the substrate on which the first compound semiconductor epitaxial layer is formed is drawn into the communication chamber, a control layer whose composition is not controlled is not formed as in the related art. Therefore, when the substrate is transferred from the communication chamber to the second vapor-phase growth chamber to form the second compound semiconductor epitaxial layer on the first compound semiconductor epitaxial layer, the substrate has a steep hetero interface. The effect that a thing is obtained is produced. Therefore, electrical,
It is expected that the optical characteristics disappear and contribute to the improvement of various device characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例の断面図である。第2図
は、第1図におけるII−II線に沿う断面図である。第3
図および第4図は、第1図に示す実施例に係る装置の動
作を説明するための図である。第5図は、この発明の他
の実施例に係る気相結晶成長装置の断面図である。第6
図は、第5図におけるVI−VI線に沿う断面図である。第
7図は、第5図に示す実施例において、基板を移動させ
たときの図である。第8図は、従来の気相結晶成長装置
の模式図である。第9図は、化合物半導体ヘテロエピタ
キシャル結晶が成長した基板の断面図である。 図において、2は反応管、3は基板、4は基板ホルダ、
5は第2の気相成長室、6は第1の気相成長室、9は連
絡室、10は上流側、11は下流側、16はキャリアガス導入
管、17は第1の原料ガス導入管、18は第2の原料ガス導
入管、24は支持棒である。
FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. Third
FIG. 4 and FIG. 4 are diagrams for explaining the operation of the apparatus according to the embodiment shown in FIG. FIG. 5 is a sectional view of a vapor phase crystal growth apparatus according to another embodiment of the present invention. Sixth
The figure is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a view when the substrate is moved in the embodiment shown in FIG. FIG. 8 is a schematic view of a conventional vapor phase crystal growth apparatus. FIG. 9 is a sectional view of a substrate on which a compound semiconductor heteroepitaxial crystal has grown. In the figure, 2 is a reaction tube, 3 is a substrate, 4 is a substrate holder,
Reference numeral 5 denotes a second vapor phase growth chamber, 6 denotes a first vapor phase growth chamber, 9 denotes a communication chamber, 10 denotes an upstream side, 11 denotes a downstream side, 16 denotes a carrier gas introduction pipe, and 17 denotes a first source gas introduction. A tube, 18 is a second source gas introduction tube, and 24 is a support rod.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 浩二 兵庫県伊丹市昆陽北1丁目1番1号 住 友電気工業株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−73616(JP,A) 特開 平2−32531(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Koji Katayama, 1-1-1 Kunyokita, Itami-shi, Itami-shi, Hyogo Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works (56) Reference JP-A-63-73616 (JP, A JP-A-2-32531 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】上流から下流へ、原料ガスをキャリアガス
とともに流し、基板上に化合物半導体エピタキシャル結
晶を成長させる気相結晶成長装置であって、 前記基板を収容する反応管と、 前記反応管内の下流側に設けられ、該室内で前記基板上
に前記化合物半導体エピタキシャル結晶を成長させる第
1の気相成長室と第2の気相成長室と、 前記反応管内の上流側に設けられ、前記第1の気相成長
室と第2の気相成長室の上流側の端部を相互に接続する
連絡室と、 前記連絡室に接続され、前記キャリアガスを前記反応管
内に送り込むキャリアガス導入手段と、 前記第1の気相成長室に接続され、第1の原料ガスを該
第1の気相成長室内に送り込む第1の原料ガス導入手段
と、 前記第2の気相成長室に接続され、第2の原料ガスを該
第2の気相成長室内に送り込む第2の原料ガス導入手段
と、 前記基板を前記第1の気相成長室に挿入し、次に該基板
上に前記化合物半導体エピタキシャル結晶が成長した
後、該基板を前記連絡室に引出し、その後、該基板を前
記第2の気相成長室へ挿入するための駆動手段と、 を備えた気相結晶成長装置。
1. A vapor phase crystal growth apparatus for flowing a source gas together with a carrier gas from upstream to downstream to grow a compound semiconductor epitaxial crystal on a substrate, comprising: a reaction tube accommodating the substrate; A first vapor phase growth chamber and a second vapor phase growth chamber provided on the downstream side for growing the compound semiconductor epitaxial crystal on the substrate in the chamber; and A communication chamber interconnecting the upstream ends of the first and second vapor deposition chambers; and a carrier gas introducing means connected to the communication chamber and feeding the carrier gas into the reaction tube. A first source gas introduction unit connected to the first vapor phase growth chamber to feed a first source gas into the first vapor phase growth chamber; and a first source gas introduction unit connected to the second vapor phase growth chamber; The second source gas is supplied to the second gas. Second source gas introducing means for feeding into the growth chamber; and inserting the substrate into the first vapor phase growth chamber; and then, after growing the compound semiconductor epitaxial crystal on the substrate, moving the substrate into the communication chamber. And a driving unit for inserting the substrate into the second vapor phase growth chamber, and then driving the substrate into the second vapor phase growth chamber.
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