JPH01184916A

JPH01184916A - 気相成長方法

Info

Publication number: JPH01184916A
Application number: JP1000488A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Nagami; 永見　公彦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1989-07-24

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。

Description

【発明の詳細な説明】イ）産業上の利用分野本発明は、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　　Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）法等の気相成長方法に関する。

（ロ）従来の技術気相成長を実施する装置の反応管及びこの反応管の上流
に設備される導入管を清浄に保つには、■核装置をロー
ドロック式にして、基板を反応管内にセクトするときに
、大気が反応管及び導入管に入らないようにすること。

■導入管のリークを完全になくすこと。■パージガス、
キャリアガスに高純度のものを使用し、水分、酸素等が
混入しないようにすること。等が必要である。

門　発明が解決しようとする課題前記装置がロードロック式でない場合、基板を反応管内
にセットするとき、反応管及び導入管が大気にさらされ
、反応管及び導入管内に大気中の酸素、水分等が吸有さ
れる。また、導入管の微少リークやパージガス、キャリ
アガス中の不純物により、反応管及び尋人管内に酸素、
水分等が吸１される。通常、この酸素、水分等を除去す
るために、反応管及び導入管を長時間高純に水素ガスに
よりガス置換している。しかしながら、このガス置換に
よっても完全には酸素、水分等を除去することはできず
、良好な結晶成長を行うことができないという課題があ
る、本発明は上述の課題に鑑み為されたものであり、種々の
要因により反応管及び導入管内に吸肴される酸素、水分
等を完全に除去した後に、結晶成長を行うことができる
気相成長方法に関する。

に）課題を解決するための手段本発明は、結晶成長用ガスが導入される導入管と基板が
載置される反応管を備えた気相成長装置を用いて、前記
基板上に結晶成長を行う気相成長方法において、結晶成
長に先立って、前記導入管及び前記反応管内にシランガ
スを流すことを特徴とする気相成長方法である。

（ホ）作用シラン（ＳｉＨ４）は酸素（０２）と水（Ｈ２Ｏ）と反
応性が高く、設索、水分は安定なＳｉＯ２になり、結晶
成長は酸素、水分の影響を受けない。

このときの反応式１１以ドの通りである。

５ｉ）（＋１−０２→５ｉ０２十２Ｈ２ＳｉＨ４モ２Ｈ
２０−＋Ｓ　ｉ０２　ｆ　４Ｈ２（へ）実施例以ド、本発明を気相成長法の１つであるＭＯＣＶＤ法に
適用した場合について説明する。

第１図はＭＯＣＶＤ法を実施するための装置の断面正面
模式図であり、図中（１）は石英製の反応管を示す。反
応管（１）内申央部には、回転機構を有し、基板（２）
を受ける受台（３）が配置され、また反応管（１）の外
周には加熱用の高周波コイル（４）が囲繞されている。

反応管（１）の上部（１ａ）は、上方に向かうにつれて
縮径されたテーパ形状をなし、その開口端には混合ガス
を反応管（１）内へ導く石英製の導入管（５１が連通連
結されている。なお、反応管（１１と導入管＋５１とは
、夫々の端部に形成されたフランジ部（１ｂ）、（５ａ
）を当接させて気密に連結している、導入管（５１には
図示しない複数の原料ガス源が連なって８つ、各原料ガ
ス源から導入管（５）に原料ガスが供給され、導入管（
５１内にてこれらが混合されるようになっている。

まず、本発明方法により成長されるＧａＡｓ結晶につい
て、その表面欠陥密度をもとに説明する。

結晶成長に先立ち、まず、受台（３）にＧａＡｓ基板（
２）を載置した後、導入管（５）より反応管（１）へ高
純度水素を導入し反応管＋ＩＪ及び導入管（５）を４時
間ガス置換する。続いて、導入管（５）より反応管（１
）へ２００ｐｐｍに水素希釈したＳｉＨ４を６０ｍ＜／
ｍｉｎの流量で１０分間導入し、上述のガス置換で除去
できなかった反応管（１）及び導入管（５）内の酸素、
水分を安定な５ｉ０２とＨ２に変換する。

その後、通常の結晶成長を行なう。即ち、高周波コイル
（４）に通電して受台（３）を加熱し、反応管（１）内
に混合ガス（トリメチルガリウム（ＴＭＧ）：１２．５
　ｄ／ｍｉｌ　、　１０％ＡＳＨ２／Ｈ２：３６０ｍｇ
／ｍ１ｎＨ２：　５．１　ｅ／ｍｉｎ　）を導入する。

すると、混合ガスは熱分解され、ＧａＡｓ基板（２）上
にＧａＡｓ結晶が成長する第２図は、前記混合ガスを導入し、連続して９回結晶成
長（ただし、１〜５回目までの結晶成長を上述の方法か
らＳｉＨ４を導入する工程のみを省いて行ない、６〜８
回目の結晶成長を上述の方法で行った）を行った場合の
ＧａＡｓ結晶の表面欠陥密度を示す。図から明らかなよ
うに、本発明方法（こよるＧａＡｓ結晶の表面欠陥密度
は〜１００個／ｄとなったのに対し、従来方法によるＧ
ａＡｓ結晶の表面欠陥密度は〜３００個／ｄとなった。

つまり、従来方法によるＧａＡｓ結晶の表面欠陥密度は
、反応管（１）及び導入管（５）内に酸素、水等が付着
するので増大するのに対し、本発明方法によるＧａＡｓ
結晶の表面欠陥密度はＳｉＨ４の導入により反応管（１
）及び導入管（５）内の酸素、水等が完全に除去される
ので著しく減少する。

次に、本発明方法により成長されるＧａＡｓ結晶につい
て、そのキャリア濃度のプロファイルをもとに説明する
。

結晶成長に先立ち、まず、受台（３）にＧａＡｓ基板（
２）を載置した後、導入管（５）より反応管（１）へ高
純度水素を尋人し、反応管（１）及び導入管（５）を４
時間ガス置換する。続いて、導入管（５）より反応管（
１）へ２０ｐｐｍに水素希釈したＳｉＨ４を２０−７ｍ
　ｉ　ｎの流量で１０分間導入し、上述のガス置換で除
去できなかった反応管（１）及び導入管（５１内の酸素
、水分を安定な５ｉ０２とＨ２に変換するっその後、通常の結晶成長を行なう。即ち、高周波コイル
（４）に通電して受台（３）を加熱し、反応管（１）内
に混合ガス（トリメチルガリウム（ＴＭＧ）：１２．５
−／ｍｉｎ　、　１０％ＡＳＨ２／Ｈ２：　３６０ｄ／
ｍ１ｎＨ２：　５．１　ｅ／ｍｉｎ＋２０　ｐｐｍに水
素希釈したＳｉＨ４：　２０−ｇ／ｍ１ｎ）を導入する
。すると、混合ガスは熱分解され、ＧａＡｓ基板（２）
上にｎ型ＧａＡｓ結晶が成長する。

第３図は上述の方法により形成されたｎ型ＧａＡａ結晶
／ｎ−型のＧａＡｓ基板（２）のキャリア濃度のプロフ
ァイルを示す。図から明らかなように、ｎ述の方法から
ＳｉＨ４を導入する工程のみを省いて行った場合のｎ型
ＧａＡｓ結晶／にン型のＧａＡｓ基板（２）のキャリア
ｆ＋にのプロファイルは第４図に示す如くなり、実線及
び点線の２例ともｎ型層からｎ−＋型層への遷移領域の
プロファイルの形状は滑らかでなく、しかも、全体的に
ｎ型層の濃度も低い。これは、５ｉＨｓが導入管（５）
内の不純物（酸素水等）と反応して、該ＳｉＨ４の濃度
にムラが生じたためと考えられる。

つまり、本発明方法により得られるキャリア濃度のプロ
フィルは従来方法で得られるそれよりも再現性が向上し
ている。

／）ｌ　　発明の効果本発明は以上の説明から明らかなようｌこ、結晶成長に
先立って、導入管及び反応管内にシランガスを流すので
、導入管及び反応管内に付着した水、酸素等の不純物を
完全に除去することができるう従って、本発明方法によ
り得られる結晶の表面欠陥書間は著しく減少し、また、
キャリア濃度のプロファイルの再現性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の断面正面模
式図、第２図は表面欠陥書間を示す図、第３図は本発明
方法により得られるキャリア１ｌＩｌ［のプロファイル
、第４図は従来方法により得られるキャリア濃度のプロ
ファイルである。（１）・・・反応管、（２）・・・基板、（５）・・・
導入管。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結晶成長用ガスが導入される導入管と基板が載置
される反応管を備えた気相成長装置を用いて、前記基板
上に結晶成長を行う気相成長方法において、結晶成長に先立って、前記導入管及び前記反応管内にシ
ランガスを流すことを特徴とする気相成長方法。