JP3035953B2 - ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体の気相成長方法 - Google Patents
▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体の気相成長方法Info
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- JP3035953B2 JP3035953B2 JP2042063A JP4206390A JP3035953B2 JP 3035953 B2 JP3035953 B2 JP 3035953B2 JP 2042063 A JP2042063 A JP 2042063A JP 4206390 A JP4206390 A JP 4206390A JP 3035953 B2 JP3035953 B2 JP 3035953B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、III−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法に
係わり、特に、例えばInP基体上にGaInAs、AlInAs等のI
II−Ｖ族化合物半導体をMOCVD（Metal Organic Chemica
l Vapor Deposition:有機金属による化学的気相成長）
法によって形成して、半導体装置、例えばFET（電界効
果トランジスタ）を得るものである。
係わり、特に、例えばInP基体上にGaInAs、AlInAs等のI
II−Ｖ族化合物半導体をMOCVD（Metal Organic Chemica
l Vapor Deposition:有機金属による化学的気相成長）
法によって形成して、半導体装置、例えばFET（電界効
果トランジスタ）を得るものである。
III−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法において、反
応炉中に、III族原料ガスとＶ族原料ガスとをそれぞれ
独別に含むIII族原料キャリアガスとＶ族原料キャリア
ガスとを独別に制御して送り込むことができるようにし
た第１及び第２のガス供給口が、被気相成長基体の配置
部近傍に設けられ、上記III族原料キャリアガスの流量
をCIIIとし、Ｖ族原料キャリヤガスの流量をCVとすると
き、 と選定することにより、III−Ｖ族化合物半導体の膜厚
の制御性を良好にし、特性の向上をはかる。
応炉中に、III族原料ガスとＶ族原料ガスとをそれぞれ
独別に含むIII族原料キャリアガスとＶ族原料キャリア
ガスとを独別に制御して送り込むことができるようにし
た第１及び第２のガス供給口が、被気相成長基体の配置
部近傍に設けられ、上記III族原料キャリアガスの流量
をCIIIとし、Ｖ族原料キャリヤガスの流量をCVとすると
き、 と選定することにより、III−Ｖ族化合物半導体の膜厚
の制御性を良好にし、特性の向上をはかる。
III−Ｖ族化合物半導体は、近年例えばAlGaInP系の半
導体レーザ装置、選択ドープAlInAs/GaInAs構造の２次
元電子ガスチャンネルによる高電子移動度トランジスタ
（いわゆるHEMT）等に広く利用されてきている。
導体レーザ装置、選択ドープAlInAs/GaInAs構造の２次
元電子ガスチャンネルによる高電子移動度トランジスタ
（いわゆるHEMT）等に広く利用されてきている。
このようなAlGaInP,GaInAs等の化合物半導体は、熱力
学的制限からエピタキシャル成長は極めて困難であり、
MOCVD法によるエピタキシャル成長の開発研究が進めら
れている。
学的制限からエピタキシャル成長は極めて困難であり、
MOCVD法によるエピタキシャル成長の開発研究が進めら
れている。
このAlGaInP系等のIII−Ｖ族化合物の生成は、メチル
系或いはエチル系のMOCVD法によって行われる。一般的
にはそのIII族金属Al,Ga及びInの各供給原料としては、
それぞれの有機金属ガス、例えばエチル系MOCVD法にお
いては、トリエチルアルミニウム、トリエチルガリウ
ム、トリエチルインジウム（以下それぞれTEAl,TEGa,TE
Inと略記する）を用い,P（りん）の供給原料ガスとして
ホスフィンPH3、As（ひ素）の供給原料ガスとしてアル
シンAsH3を用いる。
系或いはエチル系のMOCVD法によって行われる。一般的
にはそのIII族金属Al,Ga及びInの各供給原料としては、
それぞれの有機金属ガス、例えばエチル系MOCVD法にお
いては、トリエチルアルミニウム、トリエチルガリウ
ム、トリエチルインジウム（以下それぞれTEAl,TEGa,TE
Inと略記する）を用い,P（りん）の供給原料ガスとして
ホスフィンPH3、As（ひ素）の供給原料ガスとしてアル
シンAsH3を用いる。
ところが、この場合、その原料気体の例えばTEInとPH
3とは、TEInが熱的に不安定であるに比し、PH3は熱的に
極めて安定であり、両者を室温で混合すると中間寄生反
応が起こり、蒸気圧の低い重合物（ポリマー）を生じる
ということが報告されている。
3とは、TEInが熱的に不安定であるに比し、PH3は熱的に
極めて安定であり、両者を室温で混合すると中間寄生反
応が起こり、蒸気圧の低い重合物（ポリマー）を生じる
ということが報告されている。
このため、このような中間寄生反応を抑制するため
に、反応炉内を減圧するとか、PH3を予め分解して供給
するなどの方法が採られていたが、減圧成長による場合
は装置が複雑となるばかりでなく制御性が低く、また、
PH3を予備分解する方法による場合は、供給ガスの温度
を高めることになるため、分解ガスと、上述したような
熱的に不安定なTEInとを合流混合する際に、TEInの好ま
しくない分解や、中間反応を生じ易くするという問題が
あった。
に、反応炉内を減圧するとか、PH3を予め分解して供給
するなどの方法が採られていたが、減圧成長による場合
は装置が複雑となるばかりでなく制御性が低く、また、
PH3を予備分解する方法による場合は、供給ガスの温度
を高めることになるため、分解ガスと、上述したような
熱的に不安定なTEInとを合流混合する際に、TEInの好ま
しくない分解や、中間反応を生じ易くするという問題が
あった。
そこで、本出願人は特開昭61−35514号公報においてI
II,V族原料ガスを独立に反応器に供給し、両基体を基板
に達する直前で混合させて、基板上にAlGaInP系のIII−
Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル成長させる方法を
提案した。
II,V族原料ガスを独立に反応器に供給し、両基体を基板
に達する直前で混合させて、基板上にAlGaInP系のIII−
Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル成長させる方法を
提案した。
GaInAs,AlInAs系においても、このようにIII,V族原料
ガスを独立に反応器に導入するという上述の方法によ
り、良好な半導体化合物が得られている。
ガスを独立に反応器に導入するという上述の方法によ
り、良好な半導体化合物が得られている。
しかしながらこのような方法により作製した半導体化
合物は、その膜厚を均一にすることが難しく、例えば基
板のウェーハの中央部では膜厚が大、周縁部では膜厚が
小となるという不都合が生じる。
合物は、その膜厚を均一にすることが難しく、例えば基
板のウェーハの中央部では膜厚が大、周縁部では膜厚が
小となるという不都合が生じる。
従って、例えば選択ドープAlInAs/GaInAs構造のFETを
作製した場合、膜厚をｄとすると、そのしきい値電圧Vt
hは、ドーピングを均一にした場合には、膜厚の２乗d2
に比例し、ドーピングをライン状すなわちある層にのみ
部分的に行う場合は、ほぼ膜厚ｄに比例するため、膜厚
の不均一に従って、しきい値電圧Vthも不均一となり、
目的とする特性の半導体装置を得難い。
作製した場合、膜厚をｄとすると、そのしきい値電圧Vt
hは、ドーピングを均一にした場合には、膜厚の２乗d2
に比例し、ドーピングをライン状すなわちある層にのみ
部分的に行う場合は、ほぼ膜厚ｄに比例するため、膜厚
の不均一に従って、しきい値電圧Vthも不均一となり、
目的とする特性の半導体装置を得難い。
本発明は、上述したような問題を解決して、均一な膜
厚すなわち特性を有する化合物半導体装置を作製するこ
とを可能にしたIII−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法
を提供することをその目的とする。
厚すなわち特性を有する化合物半導体装置を作製するこ
とを可能にしたIII−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法
を提供することをその目的とする。
本発明によるIII−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法
に用いる気相成長装置の一例の要部の略線的断面図を第
１図に示す。
に用いる気相成長装置の一例の要部の略線的断面図を第
１図に示す。
III−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法において、反
応炉（10）中に、III族原料ガスとＶ族原料ガスとをそ
れぞれ独別に含むIII族原料キャリアガスとＶ族原料キ
ャリアガスとを独別に制御して送り込むことができるよ
うにした第１及び第２のガス供給口（１）及び（２）
が、被気相成長基体（３）の配置部（４）近傍に設けら
れ、III族原料キャリヤガスの流量をCIIIとし、Ｖ族原
料キャリアガスの流量をCVとするとき、 と選定する。
応炉（10）中に、III族原料ガスとＶ族原料ガスとをそ
れぞれ独別に含むIII族原料キャリアガスとＶ族原料キ
ャリアガスとを独別に制御して送り込むことができるよ
うにした第１及び第２のガス供給口（１）及び（２）
が、被気相成長基体（３）の配置部（４）近傍に設けら
れ、III族原料キャリヤガスの流量をCIIIとし、Ｖ族原
料キャリアガスの流量をCVとするとき、 と選定する。
上述したように、本発明によるIII−Ｖ族化合物半導
体の気相成長法では、III族とＶ族の原料ガスを独立に
反応器に供給する。これは、気相中の中間寄生反応を避
けるためであるが、このため原料ガスの混合は、第１図
に示すようにできるだけ被気相成長基体（３）の直前で
行われることが望ましい。
体の気相成長法では、III族とＶ族の原料ガスを独立に
反応器に供給する。これは、気相中の中間寄生反応を避
けるためであるが、このため原料ガスの混合は、第１図
に示すようにできるだけ被気相成長基体（３）の直前で
行われることが望ましい。
また、この基体（３）の直前で混合した原料ガスはあ
る流速をもって基体（３）上を移動するが、その移動の
過程は、第２図に示すように、化合物の成長速度が増加
する領域Ａ、成長速度がほぼ一定の領域Ｂ、成長速度が
減少する領域Ｃの３領域に大別し得る。
る流速をもって基体（３）上を移動するが、その移動の
過程は、第２図に示すように、化合物の成長速度が増加
する領域Ａ、成長速度がほぼ一定の領域Ｂ、成長速度が
減少する領域Ｃの３領域に大別し得る。
したがって、膜厚を均一化するためには、被気相成長
基体（３）は領域Ｂに配置されることが望ましいが、上
述したように原料ガスの混合は基体（３）の直前で行わ
れるため、実質上、領域Ａ側に基体（１）がずれている
状態となる。
基体（３）は領域Ｂに配置されることが望ましいが、上
述したように原料ガスの混合は基体（３）の直前で行わ
れるため、実質上、領域Ａ側に基体（１）がずれている
状態となる。
このような成長速度の分布は、一般に原料ガスの混
合、分解、拡散等の素過程の組合せで決定され、各素過
程の条件は反応炉の形状、成長温度等により変化する
が、特にIII−Ｖ族化合物の場合、Ｖ族原料に対し、III
族原料の供給がMOCVD成長の律速となっていることか
ら、上述したような成長速度の分布も、Ｖ族原料に対す
るIII族原料のキャリアガスの流量、流速による影響が
大であることが予想される。
合、分解、拡散等の素過程の組合せで決定され、各素過
程の条件は反応炉の形状、成長温度等により変化する
が、特にIII−Ｖ族化合物の場合、Ｖ族原料に対し、III
族原料の供給がMOCVD成長の律速となっていることか
ら、上述したような成長速度の分布も、Ｖ族原料に対す
るIII族原料のキャリアガスの流量、流速による影響が
大であることが予想される。
そこで、III族原料キャリアガスの流量CIIIとＶ族原
料キャリアガスの流量CVとの比、CIII/（CIII＋CV）を
0.77以上1.0未満としたところ、膜厚の均一な領域が充
分に得られた。
料キャリアガスの流量CVとの比、CIII/（CIII＋CV）を
0.77以上1.0未満としたところ、膜厚の均一な領域が充
分に得られた。
これは次の現象に因るものと思われる。
第１図において、III族原料キャリアガスを第１の供
給口（１）、Ｖ族原料キャリアガスを第２の供給口
（２）より導入させるとする。ベルヌーイの定理による
と、ガス流は動圧と静圧の和によって表わされ、III族
側とＶ族側のガス供給口（１）及び（２）内では、 となる。ω1,ω２は各供給口（１）及び（２）内の各流
速で、P1,P2は各静圧、ρは密度である。各供給口
（１）及び（２）の形状は等しく設計されており、この
場合は供給流量と流速はある定数で変換できる。
給口（１）、Ｖ族原料キャリアガスを第２の供給口
（２）より導入させるとする。ベルヌーイの定理による
と、ガス流は動圧と静圧の和によって表わされ、III族
側とＶ族側のガス供給口（１）及び（２）内では、 となる。ω1,ω２は各供給口（１）及び（２）内の各流
速で、P1,P2は各静圧、ρは密度である。各供給口
（１）及び（２）の形状は等しく設計されており、この
場合は供給流量と流速はある定数で変換できる。
この場合、同じ反応炉（10）内に導入されることか
ら、圧力は等しいので右辺の定数は等しくなり、ω１＞
ω２であることから、P1≪P2となる。従って、Ｖ族原料
キャリアガスは供給口（２）の出口付近でIII族原料キ
ャリアガス側の供給口（１）に引き込まれることにな
り、III族原料キャリアガスとＶ族原料キャリアガスと
が混合される位置が、被気相成長基体（３）から供給口
（１）側へずれたことになり、第２図における領域Ａか
らＢ側へ、被気相成長基体（３）がずれたと同等の効果
が得られることとなる。
ら、圧力は等しいので右辺の定数は等しくなり、ω１＞
ω２であることから、P1≪P2となる。従って、Ｖ族原料
キャリアガスは供給口（２）の出口付近でIII族原料キ
ャリアガス側の供給口（１）に引き込まれることにな
り、III族原料キャリアガスとＶ族原料キャリアガスと
が混合される位置が、被気相成長基体（３）から供給口
（１）側へずれたことになり、第２図における領域Ａか
らＢ側へ、被気相成長基体（３）がずれたと同等の効果
が得られることとなる。
これにより、III−Ｖ族化合物の膜厚を均一に作製す
ることができ、特性の均一化をはかり、すなわち、目的
とする設計通りの半導体装置を得ることができる。
ることができ、特性の均一化をはかり、すなわち、目的
とする設計通りの半導体装置を得ることができる。
以下、第１図を参照して本発明によるIII−Ｖ族化合
物半導体の気相成長方法を説明する。
物半導体の気相成長方法を説明する。
第１図において、（10）は例えば石英管よりなる反応
炉で、反応炉（10）内には、例えば円形のInP単結晶よ
りなる被気相成長基体（３）を載置する配置部（４）を
設ける。この配置部（４）は加熱によりこれの上の基体
（３）を所要の温度になすように設定される。この加熱
手段は、例えば図示しないが、反応炉（10）の外部に設
けた高周波コイルによる高周波誘導加熱手段によって構
成し得る。また配置部（４）の基部には図示しないが、
その中心軸上で回転する回転手段が設けられ、これによ
り、より均一な膜厚の化合物半導体を得るようになされ
る。
炉で、反応炉（10）内には、例えば円形のInP単結晶よ
りなる被気相成長基体（３）を載置する配置部（４）を
設ける。この配置部（４）は加熱によりこれの上の基体
（３）を所要の温度になすように設定される。この加熱
手段は、例えば図示しないが、反応炉（10）の外部に設
けた高周波コイルによる高周波誘導加熱手段によって構
成し得る。また配置部（４）の基部には図示しないが、
その中心軸上で回転する回転手段が設けられ、これによ
り、より均一な膜厚の化合物半導体を得るようになされ
る。
そしてこの配置部（４）上の基体（３）の上面と、反
応炉（10）の上部の内壁面との間の高さに、かつその端
面が基体（３）の一側の端部上近接するようにして、第
１の供給口（１）及び第２の供給口（２）が設けられ
る。これら第１及び第２の供給口（１）及び（２）は、
その断面形状が等しく、かつ図示しないが、第１図と紙
面と直交する方向の幅が、例えば基体（３）の直径と等
しい長方形となされる。
応炉（10）の上部の内壁面との間の高さに、かつその端
面が基体（３）の一側の端部上近接するようにして、第
１の供給口（１）及び第２の供給口（２）が設けられ
る。これら第１及び第２の供給口（１）及び（２）は、
その断面形状が等しく、かつ図示しないが、第１図と紙
面と直交する方向の幅が、例えば基体（３）の直径と等
しい長方形となされる。
このような構成において、例えばIII族金属のトリメ
チル化合物、例えばトリメチルガリウムGa（CH3）３と
トリメチルインジウムIn（CH3）３を所要の混合割合を
もって、キャリアガスの水素H2中に0.1％未満混入させ
たIII族原料キャリアガスを、矢印g1で示すように第１
の供給口（１）から送り込み、Ｖ族原料として例えばア
ルシンAsH3を同様にキャリアガスの水素H2中に10％未満
混入させたＶ族原料キャリアガスを、矢印g2で示すよう
に第２の供給口（２）から送り込む。このとき基体
（３）の温度は例えば640℃に保持しておく。
チル化合物、例えばトリメチルガリウムGa（CH3）３と
トリメチルインジウムIn（CH3）３を所要の混合割合を
もって、キャリアガスの水素H2中に0.1％未満混入させ
たIII族原料キャリアガスを、矢印g1で示すように第１
の供給口（１）から送り込み、Ｖ族原料として例えばア
ルシンAsH3を同様にキャリアガスの水素H2中に10％未満
混入させたＶ族原料キャリアガスを、矢印g2で示すよう
に第２の供給口（２）から送り込む。このとき基体
（３）の温度は例えば640℃に保持しておく。
このようにして第１及び第２の供給口（１）及び
（２）から導入された各原料キャリアガスは、供給口
（１）及び（２）の開口端（５）の近傍で混合された
後、矢印ｇで示すように基体（３）の上面に沿って移動
して、基体（３）に化合物半導体GaInAsを成長させ得
る。
（２）から導入された各原料キャリアガスは、供給口
（１）及び（２）の開口端（５）の近傍で混合された
後、矢印ｇで示すように基体（３）の上面に沿って移動
して、基体（３）に化合物半導体GaInAsを成長させ得
る。
この場合、各供給口（１）及び（２）においては共
に、流量10／分の場合で約1m/秒の流速となってい
る。
に、流量10／分の場合で約1m/秒の流速となってい
る。
上述したような方法により、直径２インチ（約50mm）
のInPウェーハ（３）に対して、III,V族原料キャリアガ
スの各流量を表１に示すように変化させてIII−Ｖ族化
合物半導体を成長させた。なお、各例とも配置台（４）
の回転をせずに、１時間の気相成長を行った後、基体
（３）上に作製された化合物半導体層の膜厚をSEM（走
査電子顕微鏡）により測定した。
のInPウェーハ（３）に対して、III,V族原料キャリアガ
スの各流量を表１に示すように変化させてIII−Ｖ族化
合物半導体を成長させた。なお、各例とも配置台（４）
の回転をせずに、１時間の気相成長を行った後、基体
（３）上に作製された化合物半導体層の膜厚をSEM（走
査電子顕微鏡）により測定した。
表１において、CIIIはIII族原料キャリアガスの流
量、CVはＶ族原料キャリアガスの流量で共に単位は／
分である。なお、上述した例では供給口（１）及び
（２）の断面形状を等しくしたので、各原料キャリアガ
スの流速をVIII及びVVとするとき、CIII/（CIII＋CV）
は、VIII/（VIII＋VV）で置き換えられる。
量、CVはＶ族原料キャリアガスの流量で共に単位は／
分である。なお、上述した例では供給口（１）及び
（２）の断面形状を等しくしたので、各原料キャリアガ
スの流速をVIII及びVVとするとき、CIII/（CIII＋CV）
は、VIII/（VIII＋VV）で置き換えられる。
各例における、供給口の開口端（５）すなわち被気相
成長基体（３）の端部からの距離に対する化合物半導体
すなわちこの場合GaInAsの膜厚の分布を第３図に示す。
成長基体（３）の端部からの距離に対する化合物半導体
すなわちこの場合GaInAsの膜厚の分布を第３図に示す。
第３図において、ａ〜ｆはそれぞれ表１に示すように
比較的1,2及び実施例１〜４の流量条件における膜厚の
分布を示す。
比較的1,2及び実施例１〜４の流量条件における膜厚の
分布を示す。
第３図に示すようにある距離から膜厚がほぼ一定、す
なわち成長速度が一定となることがわかる。流量比CIII
/（CIII＋CV）すなわちVIII/（VIII＋VV）に対する、成
長速度が一定となり始める距離の変化を第４図に示す。
第４図に示すように、CIIIとCVの比即ちVIIIとVVの比を
変化させることにより、成長速度が一定となる距離はほ
ぼ比例関係にあることがわかる。そして、この場合配置
台（４）すなわちこれの上のウェーハ（３）を回転しな
いで成長させた場合を示すが、ウェーハ（３）を回転さ
せた場合は、停止状態における膜厚不均一部分が実質的
に供給口（１）及び（２）の開口端（５）から遠ざかる
位置を通過することによって、ある程度の膜厚が上昇す
る部分が広がる。このことを考え合わせれば、２インチ
ウェーハであっても、距離35mm以上で均一な膜厚を形成
し得る流速比、第４図に示すように流速比0.77以上であ
れば３分の１以上の面積において、ほぼ均一な膜厚すな
わちほぼ均一な特性を得ることができる。さらに膜厚の
均一な領域を増加させるためには、0.83以上程度の流速
比とすることが望ましい。なお、この場合III族原料キ
ャリアガスの流速比を1.0未満とすれば、均一な膜厚のG
aInAs膜を得られた。
なわち成長速度が一定となることがわかる。流量比CIII
/（CIII＋CV）すなわちVIII/（VIII＋VV）に対する、成
長速度が一定となり始める距離の変化を第４図に示す。
第４図に示すように、CIIIとCVの比即ちVIIIとVVの比を
変化させることにより、成長速度が一定となる距離はほ
ぼ比例関係にあることがわかる。そして、この場合配置
台（４）すなわちこれの上のウェーハ（３）を回転しな
いで成長させた場合を示すが、ウェーハ（３）を回転さ
せた場合は、停止状態における膜厚不均一部分が実質的
に供給口（１）及び（２）の開口端（５）から遠ざかる
位置を通過することによって、ある程度の膜厚が上昇す
る部分が広がる。このことを考え合わせれば、２インチ
ウェーハであっても、距離35mm以上で均一な膜厚を形成
し得る流速比、第４図に示すように流速比0.77以上であ
れば３分の１以上の面積において、ほぼ均一な膜厚すな
わちほぼ均一な特性を得ることができる。さらに膜厚の
均一な領域を増加させるためには、0.83以上程度の流速
比とすることが望ましい。なお、この場合III族原料キ
ャリアガスの流速比を1.0未満とすれば、均一な膜厚のG
aInAs膜を得られた。
また、上述した比較例１と実施例４では、他の各例と
比較して化合物半導体の厚さ即ち成長速度が、全体的に
低い値となっているが、これは装置のクリーニング前と
クリーニング後によって生じた変化であり、第４図に示
すように各原料ガスの流速比と、成長速度が一定となる
距離との関係を見ると、ほぼ一直線上にのり、比例関係
を示すことがわかる。
比較して化合物半導体の厚さ即ち成長速度が、全体的に
低い値となっているが、これは装置のクリーニング前と
クリーニング後によって生じた変化であり、第４図に示
すように各原料ガスの流速比と、成長速度が一定となる
距離との関係を見ると、ほぼ一直線上にのり、比例関係
を示すことがわかる。
また上述した例においては、InP単結晶基体（３）上
に、GaInAs化合物を成長させた例を示したが、その他II
I−Ｖ族化合物半導体を作製する場合に応用することが
できる。
に、GaInAs化合物を成長させた例を示したが、その他II
I−Ｖ族化合物半導体を作製する場合に応用することが
できる。
上述したように、本発明によるIII−Ｖ族気相成長方
法によれば、III族原料キャリアガスの流量比を大とす
ることにより、III,V族原料キャリアガスが混合される
位置を、実質的に被気相成長基体の端部よりガス流の上
流側へずらすことができる。
法によれば、III族原料キャリアガスの流量比を大とす
ることにより、III,V族原料キャリアガスが混合される
位置を、実質的に被気相成長基体の端部よりガス流の上
流側へずらすことができる。
このため、第２図に示すように、供給口からの距離に
対して成長速度が一定となる領域Ｂを、基体上において
増加させることができ、III族原料キャリアガスの流量
比CIII/（CIII＋CV）を0.77以上1.0未満とすると、例え
ば２インチウェーハ基体上において面積にして約３分の
１以上の、膜厚が一定なすなわちしきい値電圧Vthが一
定な領域を得ることができ、特定の均一化をはかり、目
的とする設計通りの半導体装置を得ることができる。
対して成長速度が一定となる領域Ｂを、基体上において
増加させることができ、III族原料キャリアガスの流量
比CIII/（CIII＋CV）を0.77以上1.0未満とすると、例え
ば２インチウェーハ基体上において面積にして約３分の
１以上の、膜厚が一定なすなわちしきい値電圧Vthが一
定な領域を得ることができ、特定の均一化をはかり、目
的とする設計通りの半導体装置を得ることができる。
また供給口（１）及び（２）から基体（３）までの距
離は装置固有のものであり、これを可変とするのは設計
上非常に困難であるが、本発明気相成長方法によれば各
原料キャリアガスの流速差による圧力差を利用するもの
であるから、装置に特に変更を加える必要がなく、簡単
に特性の均一化をはかることができる。
離は装置固有のものであり、これを可変とするのは設計
上非常に困難であるが、本発明気相成長方法によれば各
原料キャリアガスの流速差による圧力差を利用するもの
であるから、装置に特に変更を加える必要がなく、簡単
に特性の均一化をはかることができる。
また、例えばAlInAs/GaInAs等のFETの作製において、
急峻な異種半導体界面（ヘテロ界面）を得るためには、
III−Ｖ族化合物のMOCVD法による成長においてIII族原
料キャリアガスが供給律速となっているので、III族原
料キャリアガスの流量即ち流速を増大化し、原料ガスの
切換え時間をできるだけ短時間とすることが望ましい
が、本発明方法でもこのIII族原料キャリアガスの流速
をＶ族原料キャリアガスの流速に比して大とされるた
め、好ましい方向である。
急峻な異種半導体界面（ヘテロ界面）を得るためには、
III−Ｖ族化合物のMOCVD法による成長においてIII族原
料キャリアガスが供給律速となっているので、III族原
料キャリアガスの流量即ち流速を増大化し、原料ガスの
切換え時間をできるだけ短時間とすることが望ましい
が、本発明方法でもこのIII族原料キャリアガスの流速
をＶ族原料キャリアガスの流速に比して大とされるた
め、好ましい方向である。
第１図は、本発明に用いる気相成長装置の要部の略線的
断面図、第２図は原料ガス供給口からの距離と化合物半
導体の成長速度の関係を示す図、第３図は比較例1,2及
び実施例１〜４における、供給口からの距離に対する膜
厚の分布を示す図、第４図は比較例1,2及び実施例１〜
４におけるIII族原料ガスの流速比と成長速度が一定と
なる距離との関係を示す図である。 （１）は第１のガス供給口、（２）は第２のガス供給
口、（３）は被気相成長基体、（４）は配置部、（５）
は開口端、（10）は反応炉、（11）は気相成長装置であ
る。
断面図、第２図は原料ガス供給口からの距離と化合物半
導体の成長速度の関係を示す図、第３図は比較例1,2及
び実施例１〜４における、供給口からの距離に対する膜
厚の分布を示す図、第４図は比較例1,2及び実施例１〜
４におけるIII族原料ガスの流速比と成長速度が一定と
なる距離との関係を示す図である。 （１）は第１のガス供給口、（２）は第２のガス供給
口、（３）は被気相成長基体、（４）は配置部、（５）
は開口端、（10）は反応炉、（11）は気相成長装置であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−112693（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C30B 25/02 - 25/22
Claims (1)
- 【請求項１】反応炉中に、III族原料ガスとＶ族原料ガ
スとをそれぞれ独別に含むIII族原料キャリアガスとＶ
族原料キャリアガスとを独別に制御して送り込むことが
できるようにした第１及び第２のガス供給口が、上記反
応炉内に、平面的に配置された被気相成長基体の上面の
端部上に近接して配置され、上記両原料キャリアガス
が、上記第１及び第２の供給口の開口端近傍で混合され
た後、上記被気相成長基板の上面に沿って移動して化合
物半導体を成長させるIII−Ｖ族化合物半導体の気相成
長方法であって、 上記III族原料キャリアガスの流量をCIIIとし、Ｖ族原
料キャリヤガスの流量をCVとするとき、 0.77≦CIII/（CIII＋CV）＜1.0 に選定することを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導体の
気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2042063A JP3035953B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2042063A JP3035953B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体の気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03244119A JPH03244119A (ja) | 1991-10-30 |
| JP3035953B2 true JP3035953B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=12625643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2042063A Expired - Fee Related JP3035953B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3035953B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004119523A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
| WO2023175826A1 (ja) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、ガスノズル、半導体装置の製造方法、基板処理方法及びプログラム |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP2042063A patent/JP3035953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03244119A (ja) | 1991-10-30 |
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