JPH01144617A - 歪み層超格子構造の連続成長方法 - Google Patents
歪み層超格子構造の連続成長方法Info
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- JPH01144617A JPH01144617A JP63212285A JP21228588A JPH01144617A JP H01144617 A JPH01144617 A JP H01144617A JP 63212285 A JP63212285 A JP 63212285A JP 21228588 A JP21228588 A JP 21228588A JP H01144617 A JPH01144617 A JP H01144617A
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
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- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
- C30B29/68—Crystals with laminate structure, e.g. "superlattices"
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術の分野〉
本発明は、歪み層超格子構造を成長させる方法に係わる
ものであり、とりわけ、公知の化学的被着用反応炉の利
用を前提に、新規の化学的被着法を用いて成る歪み層超
格子構造成長方法に関するものである。
ものであり、とりわけ、公知の化学的被着用反応炉の利
用を前提に、新規の化学的被着法を用いて成る歪み層超
格子構造成長方法に関するものである。
〈従来の技術〉
ペテロ接合は、同一の導電型あるいは反対の導電型のい
ずれかを取り得る２つの異種半導体材料間の界面に形成
される。第１の半導体組成の複数の薄膜層を、第２の半
導体組成の複数の薄膜層で交互に挟み込ませて成るデバ
イスは、超格子構造として今日知られているところのも
のを作り出すことができる。そのような構造は、エレク
トロン易動性とホール易動性の増大を呈し、格子づたい
にディスロケーション（転位）が伝播するのを阻止する
ことができる。そのような構造を製造する従来の方法は
、分子線エピタキシ（ＭＢＥと略称される）を用いるも
のであって、−回に一層づつ形成して各層を乗せてゆく
やり方であった。例えば、シリコン基板上のシリコン層
とシリコン−ゲルマニウム層との構造では、ゲルマニウ
ム原子の方が大きいので、結果的に合金層の格子寸法が
純シリコンの格子寸法よりも大きなものとなる。かくて
、シリコン−ゲルマニウム合金層上−面に被着されたシ
リコン層の構造では、シリコン層の方が横方向に引っば
られた状態下に置かれる反面、シリコン−ゲルマニウム
層の方は、横方向に圧縮された状態下に置かれる。その
ような層全体がひとたび各層ごとに調和させられると、
他の層に対して各層で図られるべき再調和に起因して、
各層は歪みを課せられた状態に置かれることになる。
ずれかを取り得る２つの異種半導体材料間の界面に形成
される。第１の半導体組成の複数の薄膜層を、第２の半
導体組成の複数の薄膜層で交互に挟み込ませて成るデバ
イスは、超格子構造として今日知られているところのも
のを作り出すことができる。そのような構造は、エレク
トロン易動性とホール易動性の増大を呈し、格子づたい
にディスロケーション（転位）が伝播するのを阻止する
ことができる。そのような構造を製造する従来の方法は
、分子線エピタキシ（ＭＢＥと略称される）を用いるも
のであって、−回に一層づつ形成して各層を乗せてゆく
やり方であった。例えば、シリコン基板上のシリコン層
とシリコン−ゲルマニウム層との構造では、ゲルマニウ
ム原子の方が大きいので、結果的に合金層の格子寸法が
純シリコンの格子寸法よりも大きなものとなる。かくて
、シリコン−ゲルマニウム合金層上−面に被着されたシ
リコン層の構造では、シリコン層の方が横方向に引っば
られた状態下に置かれる反面、シリコン−ゲルマニウム
層の方は、横方向に圧縮された状態下に置かれる。その
ような層全体がひとたび各層ごとに調和させられると、
他の層に対して各層で図られるべき再調和に起因して、
各層は歪みを課せられた状態に置かれることになる。
そのような歪みが超格子構造を生成することは既知であ
るが、その構造では、易動度が高められており、同一条
件下で同一の平均キャリア濃度で成長させたエピタキシ
アルシリコンでの易動度をしのいでいる。ＭＢＥ法では
、良好な厚みのコントロールが得られるものの、ＭＢＥ
法での成長速度は、相応する高いレベルの汚染を許して
も、すい分と遅いものにすぎず、その上、大変に費用高
である。 １９８５年６月刊行の米国航空宇宙局公報（
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ
５ｐａｃｅ Ａｄｍｉｎｉｓ−ｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｐ
ｏｒｔ）第０Ｒ−３９０３号のアイソリス ニス ガー
ジス他の論文によると、塊状シリコン基板上でのシリコ
ンとシリコン−ゲルマニウムの薄膜成長に、化学的被着
を用いることが開示されている。ここでは、合金層中の
ゲルマニウム含有量は５％と２０％の間であった。−層
液着後、この被着済みの肘用の原料ガスの供給を遮断し
て反応炉から残留カスを追い出し、次いで、次の肘用の
代りの原料ガスを反応炉に向けて導入した。
るが、その構造では、易動度が高められており、同一条
件下で同一の平均キャリア濃度で成長させたエピタキシ
アルシリコンでの易動度をしのいでいる。ＭＢＥ法では
、良好な厚みのコントロールが得られるものの、ＭＢＥ
法での成長速度は、相応する高いレベルの汚染を許して
も、すい分と遅いものにすぎず、その上、大変に費用高
である。 １９８５年６月刊行の米国航空宇宙局公報（
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ
５ｐａｃｅ Ａｄｍｉｎｉｓ−ｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｐ
ｏｒｔ）第０Ｒ−３９０３号のアイソリス ニス ガー
ジス他の論文によると、塊状シリコン基板上でのシリコ
ンとシリコン−ゲルマニウムの薄膜成長に、化学的被着
を用いることが開示されている。ここでは、合金層中の
ゲルマニウム含有量は５％と２０％の間であった。−層
液着後、この被着済みの肘用の原料ガスの供給を遮断し
て反応炉から残留カスを追い出し、次いで、次の肘用の
代りの原料ガスを反応炉に向けて導入した。
被着された半導体材料の各層ごとで上記と同一の工程を
繰り返した。被着層成長温度はほぼ１．０００℃である
ので、ゲルマニウム原料ガスを反応炉から追い出すまで
の間、かかる温度に半導体薄膜を維持することで、結果
的に、この原料ガス追い出しの時間中に、ゲルマニウム
がシリコン内に拡散することになる。付言するならば、
各別の層の層被着形成とこれに続く次層の層被着形成と
の間ごとに反応炉からのガス追放の必要があるので、上
述のような交互挟み込み構造の−・組みの薄膜層を製作
するのに要する時間が著しく大きなものとなる。
繰り返した。被着層成長温度はほぼ１．０００℃である
ので、ゲルマニウム原料ガスを反応炉から追い出すまで
の間、かかる温度に半導体薄膜を維持することで、結果
的に、この原料ガス追い出しの時間中に、ゲルマニウム
がシリコン内に拡散することになる。付言するならば、
各別の層の層被着形成とこれに続く次層の層被着形成と
の間ごとに反応炉からのガス追放の必要があるので、上
述のような交互挟み込み構造の−・組みの薄膜層を製作
するのに要する時間が著しく大きなものとなる。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は相異なる二種類の半導体材料から成る互層を、
この二種類の相異なる半導体材料を含有する原料ガスで
基板上に連続的に被着する方法に関するものであり、こ
の方法では、反応炉内の原料ガス雰囲気中に存在する基
板上での実質的なシリコン対シリコン−ゲルマニウムの
量比（濃度比率）を周期的に変化させ、かかる変化に対
して基板を晒すことが含まれている。そのような量比の
周期的変化は、基板を内臓する反応炉内で、短い平均ガ
ス滞留時間を確保し、シリコン原料ガスとシリコン−ゲ
ルマニウム原料ガスとを各別に空間的に離隔した適所か
ら反応炉内に導入し、該炉内で回転する基板に対してこ
れを所定の異なる回転角度位置にて噴射することにより
、実現されうる。
この二種類の相異なる半導体材料を含有する原料ガスで
基板上に連続的に被着する方法に関するものであり、こ
の方法では、反応炉内の原料ガス雰囲気中に存在する基
板上での実質的なシリコン対シリコン−ゲルマニウムの
量比（濃度比率）を周期的に変化させ、かかる変化に対
して基板を晒すことが含まれている。そのような量比の
周期的変化は、基板を内臓する反応炉内で、短い平均ガ
ス滞留時間を確保し、シリコン原料ガスとシリコン−ゲ
ルマニウム原料ガスとを各別に空間的に離隔した適所か
ら反応炉内に導入し、該炉内で回転する基板に対してこ
れを所定の異なる回転角度位置にて噴射することにより
、実現されうる。
例えば、」−述の量比の周期的変化に関しては、基板」
二方のガス境界層が、反応炉中の原料ガス速度の変化に
応じて周期的な変化を生ずるように、バレル型エピタキ
シアル反応炉内で、基板を回転させることでこれを達成
しうる。ガス境界層の厚みが変化すると、その結果、基
板に達するシリコン濃度とシリコン−ゲルマニウム濃度
の比率、すなわち、実質的な量比が変化する。
二方のガス境界層が、反応炉中の原料ガス速度の変化に
応じて周期的な変化を生ずるように、バレル型エピタキ
シアル反応炉内で、基板を回転させることでこれを達成
しうる。ガス境界層の厚みが変化すると、その結果、基
板に達するシリコン濃度とシリコン−ゲルマニウム濃度
の比率、すなわち、実質的な量比が変化する。
上述の量比の周期的な変化を実現するための第１の代替
的方法としては、シリコン原料ガスとシリコン−ゲルマ
ニウム原料ガスとを予め区々に異った量比の複数のガス
流とし、これらを各別に空間的に離隔した適所から反応
炉内に導入し、該炉内で回転する基板を所定の異る回転
角度位置にて、これらのガス流に晒すことで、当該周期
的な変化を実現するものであってもよい。
的方法としては、シリコン原料ガスとシリコン−ゲルマ
ニウム原料ガスとを予め区々に異った量比の複数のガス
流とし、これらを各別に空間的に離隔した適所から反応
炉内に導入し、該炉内で回転する基板を所定の異る回転
角度位置にて、これらのガス流に晒すことで、当該周期
的な変化を実現するものであってもよい。
さらに、第２の代替的方法としては、複数の原料ガス源
からの単一の原料ガス流におけるシリコン対ゲルマニウ
ムの量比を経時的に変化させることで、例えば、先ず、
第１の量比の原料ガス流が反応炉内に固定されている基
板を通過し、次いで、第２の量比の原料ガス流が該炉内
の該基板を通過するようにし、これにより、上述の量比
の周期的な変化を実現するものであってもよい。
からの単一の原料ガス流におけるシリコン対ゲルマニウ
ムの量比を経時的に変化させることで、例えば、先ず、
第１の量比の原料ガス流が反応炉内に固定されている基
板を通過し、次いで、第２の量比の原料ガス流が該炉内
の該基板を通過するようにし、これにより、上述の量比
の周期的な変化を実現するものであってもよい。
〈実施例〉
第１図（第５図も参照）にあるように、六角形の水平断
面を持つサセプタ１２の外周大面上に、単結晶のシリコ
ンスライス１６を装填する。リコン基板は（１００）方
向にオリエンテーションしである。
面を持つサセプタ１２の外周大面上に、単結晶のシリコ
ンスライス１６を装填する。リコン基板は（１００）方
向にオリエンテーションしである。
サセプタ１２は、反応炉１０内に回転可能に支承されて
いて、空間的に相隔った箇所で反応炉ｌＯ壁面を通過す
るように配置された２個のノズル１４．１５経由で、原
料ガスが該反応炉内に向って入り込む。
いて、空間的に相隔った箇所で反応炉ｌＯ壁面を通過す
るように配置された２個のノズル１４．１５経由で、原
料ガスが該反応炉内に向って入り込む。
反応炉１０のサセプタ１２上のシリコンスライス１６は
、次いで、第５図にもあるように、反応炉１０の外周に
配置されている誘導コイル１８あるいは赤外線装置によ
り、 ８００℃ないし１．２５０℃の範囲の温度に加熱
される。水素雰囲気中の原料ガスＳｉＨ４およびＧｅＨ
４は、第１図に戻って、２個のノズル１４．１５経由で
、反応炉１０の内部へと向ってゆく。
、次いで、第５図にもあるように、反応炉１０の外周に
配置されている誘導コイル１８あるいは赤外線装置によ
り、 ８００℃ないし１．２５０℃の範囲の温度に加熱
される。水素雰囲気中の原料ガスＳｉＨ４およびＧｅＨ
４は、第１図に戻って、２個のノズル１４．１５経由で
、反応炉１０の内部へと向ってゆく。
原料ガスでこれ以外の適切なものに関しては、シリコン
被着用には、５ｉｔｂＣ文２．５ｉＨＣ文３．５ｉＧｉ
４があり、ゲルマニウム被着用には、ＧｅＣｌ４があ
る。与えられた条件下での被着速度は、使用する原料ガ
スの種類に依存する。第１図において、スライス１６の
位置が紙面の頂部であるときは、スライス１６上でのガ
ス流速は最大であり、ガス境界層の厚みは、（それがガ
ス流速依存である故）結果として最小であることが分る
。−方、第１図において、スライス１６がガスノズル１
４．１５から最も離れていて紙面の底部にあるときは、
最小のガス流速に対応して最大のガス境界層厚みの得ら
れることが分る。
被着用には、５ｉｔｂＣ文２．５ｉＨＣ文３．５ｉＧｉ
４があり、ゲルマニウム被着用には、ＧｅＣｌ４があ
る。与えられた条件下での被着速度は、使用する原料ガ
スの種類に依存する。第１図において、スライス１６の
位置が紙面の頂部であるときは、スライス１６上でのガ
ス流速は最大であり、ガス境界層の厚みは、（それがガ
ス流速依存である故）結果として最小であることが分る
。−方、第１図において、スライス１６がガスノズル１
４．１５から最も離れていて紙面の底部にあるときは、
最小のガス流速に対応して最大のガス境界層厚みの得ら
れることが分る。
第１図における位置Ａから位置Ｂへと時計回りに移動す
る際のガス境界層厚みの変化を第２図に示す。シリコン
の被着速度は、ガス境界層厚みの変化に伴って変動する
が、その変動比率が、シリコンに対応するゲルマニウム
の被着速度のそれとは異っているので、サセプタ１２を
回転させることが、結果的に、シリコン基板１６上に一
面に５ｉｌｔＧｅｘ合金として被着されるゲルマニウム
の重量％を周期的に変化させることに帰結する。そのよ
うな技術を用いると、ゲルマニウム中シリコンの原子重
量で１％以下から６５％の範囲でゲルマニウム高濃度領
域でのゲルマニウム含有量を変化させることが可能であ
る。２０ないし１０，０００オングストロームの範囲で
各別の層厚みに周期性をもったエピタキシアル薄膜が被
着される。サセプタの回転速度は、典型的には、１サイ
クルあたり約９秒である。
る際のガス境界層厚みの変化を第２図に示す。シリコン
の被着速度は、ガス境界層厚みの変化に伴って変動する
が、その変動比率が、シリコンに対応するゲルマニウム
の被着速度のそれとは異っているので、サセプタ１２を
回転させることが、結果的に、シリコン基板１６上に一
面に５ｉｌｔＧｅｘ合金として被着されるゲルマニウム
の重量％を周期的に変化させることに帰結する。そのよ
うな技術を用いると、ゲルマニウム中シリコンの原子重
量で１％以下から６５％の範囲でゲルマニウム高濃度領
域でのゲルマニウム含有量を変化させることが可能であ
る。２０ないし１０，０００オングストロームの範囲で
各別の層厚みに周期性をもったエピタキシアル薄膜が被
着される。サセプタの回転速度は、典型的には、１サイ
クルあたり約９秒である。
結果として得られた薄膜組成に関しては、透過型電子顕
微鏡と二次放出イオン質量分析計でこれを検証すると、
第４図に模式的に示されるように、格子内のゲルマニウ
ムの原子重量％は正弦波状の変化を呈する。第１図に示
されるようなガス注入法を採るものの他にも、第５図に
示されているバレル型の反応炉のように、ガスを頂部経
由で仕切り板に当てて、炉内に供給し、底部から排出す
るようなものもありうる。
微鏡と二次放出イオン質量分析計でこれを検証すると、
第４図に模式的に示されるように、格子内のゲルマニウ
ムの原子重量％は正弦波状の変化を呈する。第１図に示
されるようなガス注入法を採るものの他にも、第５図に
示されているバレル型の反応炉のように、ガスを頂部経
由で仕切り板に当てて、炉内に供給し、底部から排出す
るようなものもありうる。
シリコン−ゲルマニウム合金中でゲルマニウムの原子重
量％の周期的変化を産み出すための上述の方法（第１図
、第５図参照）に対する第１の代替的方法は、区々に異
なった量比のシリコン−ゲルマニウム原料ガスを含有す
る複数のガス流に対して別々に、基板を晒すことである
。この方法の実施に使用可能な装置形態は、第６図、第
７図、第８図、第１１図に示しである。第６図ないし第
１１図においては、同様の部分は、同じ符号で参照しで
ある。そして、この場合、シリコン対ゲルマニウムの異
った量比を持つ原料ガス流の２つもしくはそれ以上をス
ライス１６が通過するように、該スライスを移動させる
か又は回転させる。その際、ガス排出の速度は、半サイ
クルだけスライスを回転させるための時間よりも小なる
平均ガス滞留時間を得るように選定される。そのような
反応炉で最も効率のよいのは第８図に示すものである。
量％の周期的変化を産み出すための上述の方法（第１図
、第５図参照）に対する第１の代替的方法は、区々に異
なった量比のシリコン−ゲルマニウム原料ガスを含有す
る複数のガス流に対して別々に、基板を晒すことである
。この方法の実施に使用可能な装置形態は、第６図、第
７図、第８図、第１１図に示しである。第６図ないし第
１１図においては、同様の部分は、同じ符号で参照しで
ある。そして、この場合、シリコン対ゲルマニウムの異
った量比を持つ原料ガス流の２つもしくはそれ以上をス
ライス１６が通過するように、該スライスを移動させる
か又は回転させる。その際、ガス排出の速度は、半サイ
クルだけスライスを回転させるための時間よりも小なる
平均ガス滞留時間を得るように選定される。そのような
反応炉で最も効率のよいのは第８図に示すものである。
第８図の反応炉１０は、回転可能なサセプタ１２を有し
、サセプタ１２１には、複数個のスライス１Ｂが垂直方
向に向けられて装着されている。原料ガス源ＡとＢは区
々の原料量比を持っていて、そこからの各別の原料ガス
が、炉外周部で、互いに相隔てて間隔をおいたところか
ら反応炉１０内に注入される。この種の幾何学的構造で
の平均ガス滞留時間は、比較的小さい筈なので、所定の
位置でスライスが晒される一次ガスは、スライス直下の
ノズルから来るガスである。
、サセプタ１２１には、複数個のスライス１Ｂが垂直方
向に向けられて装着されている。原料ガス源ＡとＢは区
々の原料量比を持っていて、そこからの各別の原料ガス
が、炉外周部で、互いに相隔てて間隔をおいたところか
ら反応炉１０内に注入される。この種の幾何学的構造で
の平均ガス滞留時間は、比較的小さい筈なので、所定の
位置でスライスが晒される一次ガスは、スライス直下の
ノズルから来るガスである。
第１１図に示す反応炉では、基板はウェファ−ポート」
二に装着され、このポートが炉チューブ３８の内部で反
時計回りに回転する。区々に原料量比の異なる２種類の
ガス源からのガス流が、それぞれ注入チューブ３４．３
６経由で炉チューブ３８内に注入され、出口４０から排
出される。
二に装着され、このポートが炉チューブ３８の内部で反
時計回りに回転する。区々に原料量比の異なる２種類の
ガス源からのガス流が、それぞれ注入チューブ３４．３
６経由で炉チューブ３８内に注入され、出口４０から排
出される。
さらに、シリコン−ゲルマニウム合金中でゲルマニウム
の原子重量％の周期的変化を産み出すための既述の方法
（第１図、第５図参照）に対する第２の代替的方法は、
第９図と第１Ｏ図で示す反応炉１０で行われているよう
に、反応炉１０内のシリコン原料ガス源からのガス流量
とゲルマニウム原料ガス源からのガス流量とを相反的か
つ周期的に変化させることである。第９図はホットウォ
ール反応炉を示すものであるが、この反応炉では、ガス
は一端にあるノズル２２経由で炉内に入り、長細型の反
応炉１０を通って垂直装着のスライスを後にして通り抜
け、排気口２４から出てゆく。第１０図の反応炉では、
スライスが反応炉１０内部で傾斜した支援体２６上に装
着されており、ガスは一端２８から入って、スライスを
通過して疏れ、他端３０から出てゆく。
の原子重量％の周期的変化を産み出すための既述の方法
（第１図、第５図参照）に対する第２の代替的方法は、
第９図と第１Ｏ図で示す反応炉１０で行われているよう
に、反応炉１０内のシリコン原料ガス源からのガス流量
とゲルマニウム原料ガス源からのガス流量とを相反的か
つ周期的に変化させることである。第９図はホットウォ
ール反応炉を示すものであるが、この反応炉では、ガス
は一端にあるノズル２２経由で炉内に入り、長細型の反
応炉１０を通って垂直装着のスライスを後にして通り抜
け、排気口２４から出てゆく。第１０図の反応炉では、
スライスが反応炉１０内部で傾斜した支援体２６上に装
着されており、ガスは一端２８から入って、スライスを
通過して疏れ、他端３０から出てゆく。
上記実施例により製造せられた歪み層超格子構造は、電
子易動度とホール易動度のいずれについても増加を呈す
るものである。この増加した易動度は、結果として素子
（動作）速度の増大をもたらし、現今■−ｖ族化合物回
路で製作するのには、より困難でもあり費用高でもある
高速回路の応用例へのシリコン−ゲルマニウム歪み層超
格子構造の採用を可能にするものである。更に、本発明
に係わる歪み層超格子構造での汚染は、分子線エピタキ
シアル技術で従来経験していた汚染をしのいで著しく減
少されている。
子易動度とホール易動度のいずれについても増加を呈す
るものである。この増加した易動度は、結果として素子
（動作）速度の増大をもたらし、現今■−ｖ族化合物回
路で製作するのには、より困難でもあり費用高でもある
高速回路の応用例へのシリコン−ゲルマニウム歪み層超
格子構造の採用を可能にするものである。更に、本発明
に係わる歪み層超格子構造での汚染は、分子線エピタキ
シアル技術で従来経験していた汚染をしのいで著しく減
少されている。
本発明は、例示せる実施例を参照して記述してきたもの
であるが、本記述は限足せる意味において解釈せらるる
ことは意図せぬものである。例示実施例並びに本発明の
その他の実施例の種々なる変更は、本記載を参照すれば
当該技術分野における熟練せる者にとって明白であろう
。それ故に、添附せる特許請求の範囲は、本発明の真な
る範囲内に入るものとして、いかなる変更もしくは実施
例をも包含するものである。
であるが、本記述は限足せる意味において解釈せらるる
ことは意図せぬものである。例示実施例並びに本発明の
その他の実施例の種々なる変更は、本記載を参照すれば
当該技術分野における熟練せる者にとって明白であろう
。それ故に、添附せる特許請求の範囲は、本発明の真な
る範囲内に入るものとして、いかなる変更もしくは実施
例をも包含するものである。
以上の記述に加えて、更に下記の項を付記するものであ
る。
る。
（１）相異なる二種類の半導体材料を含有する原料ガス
を用いて、反応炉内にて選択した温度で、基板上に、前
記相異なる二種類の半導体材料の互層を被着する方法に
して、前記基板を原料ガスからの前記相異なる二種類の
半導体材料の量比の周期的変化に洒すことを含む方法。
を用いて、反応炉内にて選択した温度で、基板上に、前
記相異なる二種類の半導体材料の互層を被着する方法に
して、前記基板を原料ガスからの前記相異なる二種類の
半導体材料の量比の周期的変化に洒すことを含む方法。
（２）前記基板がシリコンであり、前記半導体材料がゲ
ルマニウムとシリコンである付記第１項による方法。
ルマニウムとシリコンである付記第１項による方法。
（３）被着した第１層はゲルマニウムが高濃度の層であ
る付記第２項による方法。
る付記第２項による方法。
（４）ガスに晒す前記工程が、前記基板上のガスの境界
層を周期的に変化させるように、反応炉内の前記基板を
回転させることを含む付記第１項による方法。
層を周期的に変化させるように、反応炉内の前記基板を
回転させることを含む付記第１項による方法。
（５）被着層成長温度が、８００℃ないし １，２００
℃の範囲である付記第１項による方法。
℃の範囲である付記第１項による方法。
（６）前記晒す工程が、前記基板上に相異なる二種類の
前記半導体材料の互層が被着するように、互いに相へた
てである相異なる二種類の半導体材料の各ガス源を通過
するように前記基板を移動させることを含む付記第１項
による方法。
前記半導体材料の互層が被着するように、互いに相へた
てである相異なる二種類の半導体材料の各ガス源を通過
するように前記基板を移動させることを含む付記第１項
による方法。
（７）前記晒す工程が、半導体薄膜層成長のための時間
より短いガス平均滞留時間を確保し、且つ次いで原料ガ
ス流を、前記基板上の第１の型の半導体被着のためのガ
ス流から第２の型の半導体被着のためのガス流へと周期
的に変化させることを含む付記第１項による方法。
より短いガス平均滞留時間を確保し、且つ次いで原料ガ
ス流を、前記基板上の第１の型の半導体被着のためのガ
ス流から第２の型の半導体被着のためのガス流へと周期
的に変化させることを含む付記第１項による方法。
（８）層の周期性が４０オングストロームから２０，０
００オングストロームの範囲である付記第３項による方
法。
００オングストロームの範囲である付記第３項による方
法。
（９）前記反応炉が、バレル型エピタキシアル反応炉で
ある付記第１項による方法。
ある付記第１項による方法。
（１０）前記反応炉が、パンケーキ型エピタキシアル反
応炉である付記第１項による方法。
応炉である付記第１項による方法。
（１１）前記反応炉が、大容量型エピタキシアル反応炉
である付記第１項による方法。
である付記第１項による方法。
第１図は、サセプタ上にスライスを装着し、原料カスを
注入する反応炉内でサセプタを回転させることにより、
基板上のガス境界層の厚みを周期的に変化させるための
構造の概略平面図である。 第２図は、サセプタ位置の関数としてのガス境界層厚み
の概略のグラフである。 第３図は、分子線エピタキシで形成された超格子内のゲ
ルマニウムの典型的なプロフィルを示すための概略のグ
ラフ表現である。 第４図は、本発明の好ましい実施例による化学的被着法
により形成された超格子構造におけるゲルマニウムのプ
ロフィルを示すための概略のグラフ表現である。 第５図は、原料ガスが反応炉内へと仕切り板に向けて頂
部から入ってゆくようなバレル型エピタキシアル反応炉
の構成を示す断面図である。 第６図は、花びら状の台上でスライスを回転させ、相異
なる二種類のガスを注入すべく、相異なる二個の噴出注
入を有するパンケーキ型エピタキシアル反応炉の構成を
示す断面図である。 第７図は、ガスが頂部近傍の三箇所の異なる位置で注入
され、サセプタは反応炉の頂部を通る回転可使なシャフ
ト上に装着されている、バレル型エピタキシアル反応炉
の構成を示す断面図である。第８図は、ガス滞留時間が
短く回転ドラムの周囲の種々の箇所で原料ガスを注入す
ることのできる、高容量型エピタキシアル反応炉の構成
を示す斜視図である。 第９図は、ホットウォール型エピタキシアル反応炉の構
成を示す断面図である。 第１０図は、水平スラブ型エピタキシアル反応炉の構成
を示す断面図である。 第１１図は、垂直型ホットウォール型エピタキシアル反
応炉の構成を示す平面図である。 図中の参照番号は以下の通りである。 １０、、、、、、反応炉 １、２ 、 、 、 、 、 、サセプタ１４、、、、
、、ガスノズル １５、、、、、、ガスノズル １６、、、、、、スライス ］、 ８ 、 、 、 、 、 、誘導コイル出 願
人 テキサス インスツルメンツインコーポレイテッ
ド ｈ’ｑ、５ ん夕、７ 」し ｈ’ｑ、６ ん°ｑ、８ 手続補正書（方式） 昭和６３年１２月２１日 ２ 発明の名称 歪み層超格子構造の連続成長方法 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国テキサス州、ダラス ノースセ
ントラル エクスプレスウェイ １３５００４代理人〒
１５０ Ｋ （０３） ４９６４４２０住 所 東京
都渋谷区道玄坂１丁目２０番２号５ 補正命令の日付
昭和６３年ｉｔ月２日（昭和６３年１１月２９日発送
）
注入する反応炉内でサセプタを回転させることにより、
基板上のガス境界層の厚みを周期的に変化させるための
構造の概略平面図である。 第２図は、サセプタ位置の関数としてのガス境界層厚み
の概略のグラフである。 第３図は、分子線エピタキシで形成された超格子内のゲ
ルマニウムの典型的なプロフィルを示すための概略のグ
ラフ表現である。 第４図は、本発明の好ましい実施例による化学的被着法
により形成された超格子構造におけるゲルマニウムのプ
ロフィルを示すための概略のグラフ表現である。 第５図は、原料ガスが反応炉内へと仕切り板に向けて頂
部から入ってゆくようなバレル型エピタキシアル反応炉
の構成を示す断面図である。 第６図は、花びら状の台上でスライスを回転させ、相異
なる二種類のガスを注入すべく、相異なる二個の噴出注
入を有するパンケーキ型エピタキシアル反応炉の構成を
示す断面図である。 第７図は、ガスが頂部近傍の三箇所の異なる位置で注入
され、サセプタは反応炉の頂部を通る回転可使なシャフ
ト上に装着されている、バレル型エピタキシアル反応炉
の構成を示す断面図である。第８図は、ガス滞留時間が
短く回転ドラムの周囲の種々の箇所で原料ガスを注入す
ることのできる、高容量型エピタキシアル反応炉の構成
を示す斜視図である。 第９図は、ホットウォール型エピタキシアル反応炉の構
成を示す断面図である。 第１０図は、水平スラブ型エピタキシアル反応炉の構成
を示す断面図である。 第１１図は、垂直型ホットウォール型エピタキシアル反
応炉の構成を示す平面図である。 図中の参照番号は以下の通りである。 １０、、、、、、反応炉 １、２ 、 、 、 、 、 、サセプタ１４、、、、
、、ガスノズル １５、、、、、、ガスノズル １６、、、、、、スライス ］、 ８ 、 、 、 、 、 、誘導コイル出 願
人 テキサス インスツルメンツインコーポレイテッ
ド ｈ’ｑ、５ ん夕、７ 」し ｈ’ｑ、６ ん°ｑ、８ 手続補正書（方式） 昭和６３年１２月２１日 ２ 発明の名称 歪み層超格子構造の連続成長方法 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国テキサス州、ダラス ノースセ
ントラル エクスプレスウェイ １３５００４代理人〒
１５０ Ｋ （０３） ４９６４４２０住 所 東京
都渋谷区道玄坂１丁目２０番２号５ 補正命令の日付
昭和６３年ｉｔ月２日（昭和６３年１１月２９日発送
）
Claims (1)
- 相異なる二種類の半導体材料の互層を、反応炉内にて
選択された温度下で、当該半導体材料を含有する原料ガ
スを用いて基板上に連続被着させて成る歪み層超格子構
造の連続成長方法において、当該相異なる二種の半導体
材料の原料ガスの量比の周期的変化に基板を晒す工程を
含むことを特徴とする歪み層超格子構造の連続成長方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US9007387A | 1987-08-27 | 1987-08-27 | |
| US090,073 | 1987-08-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144617A true JPH01144617A (ja) | 1989-06-06 |
| JP2882605B2 JP2882605B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=22221216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63212285A Expired - Lifetime JP2882605B2 (ja) | 1987-08-27 | 1988-08-26 | 歪み層超格子構造の連続成長方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0305195A3 (ja) |
| JP (1) | JP2882605B2 (ja) |
| KR (1) | KR890003983A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5783839A (en) * | 1996-03-22 | 1998-07-21 | Nec Corporation | Semiconductor device having a GESC layer between silicon layers with triangular Ge concentration |
| US8878244B2 (en) | 2002-05-31 | 2014-11-04 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device having strained silicon film |
| WO2023153369A1 (ja) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 | 株式会社シー・ヴィ・リサーチ | 成膜装置及び成膜方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928626A (en) * | 1989-05-19 | 1990-05-29 | Applied Materials, Inc. | Reactant gas injection for IC processing |
| TW209253B (ja) * | 1990-09-21 | 1993-07-11 | Nidden Aneruba Kk | |
| EP0508463B1 (en) * | 1991-04-12 | 1997-07-02 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a rotation-induced superlattice structure |
| EP0757117B1 (en) * | 1995-08-01 | 1999-07-07 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus for deposition of material on a semiconductor wafer |
| IT1312150B1 (it) | 1999-03-25 | 2002-04-09 | Lpe Spa | Perfezionata camera di reazione per reattore epitassiale |
| WO2016005978A1 (en) | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Bromine Compounds Ltd. | Preparation of bromine-containing polymers useful as flame retardants |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150710A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Seiko Epson Corp | 超格子半導体の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3669769A (en) * | 1970-09-29 | 1972-06-13 | Ibm | Method for minimizing autodoping in epitaxial deposition |
| JPS582294A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-07 | Fujitsu Ltd | 気相成長方法 |
| JPH0766909B2 (ja) * | 1984-07-26 | 1995-07-19 | 新技術事業団 | 元素半導体単結晶薄膜の成長法 |
| JPH084071B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1996-01-17 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成法 |
-
1988
- 1988-08-26 EP EP19880307920 patent/EP0305195A3/en not_active Withdrawn
- 1988-08-26 KR KR1019880010869A patent/KR890003983A/ko not_active Application Discontinuation
- 1988-08-26 JP JP63212285A patent/JP2882605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150710A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Seiko Epson Corp | 超格子半導体の製造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5783839A (en) * | 1996-03-22 | 1998-07-21 | Nec Corporation | Semiconductor device having a GESC layer between silicon layers with triangular Ge concentration |
| US8878244B2 (en) | 2002-05-31 | 2014-11-04 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device having strained silicon film |
| WO2023153369A1 (ja) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 | 株式会社シー・ヴィ・リサーチ | 成膜装置及び成膜方法 |
| JP2023117377A (ja) * | 2022-02-10 | 2023-08-23 | 株式会社シー・ヴィ・リサーチ | 成膜装置、成膜方法及びガスノズル |
| JP2023117360A (ja) * | 2022-02-10 | 2023-08-23 | 株式会社シー・ヴィ・リサーチ | 成膜装置、成膜方法及びガスノズル |
| JP2023117347A (ja) * | 2022-02-10 | 2023-08-23 | 株式会社シー・ヴィ・リサーチ | 成膜装置、成膜方法及びガスノズル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0305195A3 (en) | 1990-11-28 |
| KR890003983A (ko) | 1989-04-19 |
| EP0305195A2 (en) | 1989-03-01 |
| JP2882605B2 (ja) | 1999-04-12 |
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Legal Events
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