JPH01188493A - 気相エピタキシャル成長方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、クロライド法およびハイドライド法などの気
相エピタキシャル成長におけるクロムドーピング方法に
関する。

［従来の技術および課題］ 気相エピタキシャル成長、特にＩｎＰ気相エピタキシャ
ル成長は、ＩｎＰ系電流狭窄型半導体レーザの電流狭窄
層として使用するために、通常、鉄をドーピングするこ
とにより高抵抗層にして利用される。この場合、鉄ドー
パントとしてはフェロセン（Ｐ　ｅ（ＣＳ）［ｓ）ｔ：
）ガスが用いられている。

この鉄ドーピング方法は、フェロセンガスを水素または
窒素ガスをキャリアガスとして使用して反応管内に供給
する方法であるが、フェロセンは４５０℃以上で熱分解
を起こすため、反応管までの途中の配管中で鉄単体とし
て堆積し、フェロセンを反応管内に供給するのが困難で
あるという問題がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、鉄ドーピングの場合の上述のような課
題を解決する方法として、鉄に代わりクロムをドーピン
グする気相エピタキシャル成長方法を提供することであ
る。即ち、フェロセンより高温で使用できる塩化クロミ
ル（Ｃｒ（ＯＣｌ２）２）をドーパントとして使用して
気相エピタキシャル層を成長させる方法を提供すること
である。

［発明の構成］ 本発明の目的は、塩化クロミルをドーパントとして使用
してクロムをドーピングするエピタキシャル成長方法に
おいて、塩化クロミルの分解温度以下のエピタキシャル
成長反応管部分にガス化した塩化クロミルを供給するこ
とにより達成できることが見出された。

塩化クロミルは、室温では液体であり、通常、キャリア
ガス、例えば水素を塩化クロミル中でバブリングさせ、
この塩化クロミル含有水素を反応管内に供給する。ガス
化した塩化クロミルは６５０℃以上では熱分解して水素
ガスと反応してクロム酸化物および塩化水素を発生する
ので、塩化クロミル含有水素の供給位置は６５０°Ｃ以
下である必要がある。従って、塩化クロミルの供給位置
は上記温度条件を満足すれば、いずれの位置から反応管
内に供給することも可能であるが、通常のエピタキシャ
ル成長反応管では、相対的に温度が低い反応管の（原料
ガスの流れ方向に対して）下流側、特に、基板配置部分
付近に供給するのが好ましい。

エピタキシャル成長、特にＩｎＰエピタキシャル成長で
は、ソース部分の温度は塩化クロミルの分解温度以上、
例えば７２０〜８００℃であるが、基板配置部分の温度
は、通常、６５０℃以下、好ましくは６２０〜６５０℃
であるので、反応管の下流側、特に基板配置部分のやや
（原料ガスの流れ方向に対して）上流側に塩化クロミル
を供給する場合、上記熱分解およびそれに不随する反応
を避けることかできるので有利である。

第１図に、本発明の方法を使用した装置の一興体例であ
るクロライド法りロムドープＩｎＰ気相エピタキシャル
成長装置の概略断面図を示す。気相エピタキシャル成長
反応管２は、ヒーターｌにより包囲され、内部にソース
ポート５および基板ホルダー７を有する。水素ガスは配
管３により、三塩化リンおよび水素ガスは配管４により
、また、塩化クロミルおよび水素ガスは配管６により反
応管内に供給される。第１図から明らかなように、塩化
クロミルガスは、ソースポート部分より相対的に温度が
低い反応管下流部分、好ましくは反応管の下流かつ基板
ホルダー付近、より好ましくは基板ホルダーよりやや上
流側に供給される。反応管２、配管３．４および６、ソ
ースポート５ならびに基板ホルダー７は高純度石英製で
ある。

本発明の方法は、ＩｎＰエピタキシャル層以外、例えば
ＩｎＧａＡｓエピタキシャル層などの成長にも使用でき
る。

［実施例］ 第１図に示した装置を使用してクロムドープ気相エピタ
キシャル成長を実施した。反応管２の内径はＩ　００ｍ
ｍ、　　Ｉ　’Ｃの三塩化リンをバブリングさせた配管
４の水素ガス流量は１００　ｃｃ／　ｍｉｎ、配管３の
水素ガス流量は２００〜１０００　ｃｃ／ｍｉｎである
。配管６からは、１℃の塩化クロミルをｌＯ〜１００ｃ
ｃ／ｍｉｎでバブリングした水素ガスを供給する。配管
３．４および６の内径は５ｍｍである。ソースポート５
には表面がＩｎＰのクラスト（厚い被膜）で被われたＩ
ｎソースを供給する。Ｉｎソース部を７２０〜８００℃
、基板部７を６００〜６５０℃に設定して、エピタキシ
ャル層を成長させると、比抵抗が１０３〜１０’Ω・ｃ
ｍのクロムドープＩｎＰエピタキシャルウェハーを再現
性良く成長させることができる。

［発明の効果コ 本発明の方法に従って、塩化クロミル中で水素をバブリ
ングさせて、塩化クロミル含有水素ガスを反応管の下流
に供給し、基板設定温度を６５０℃以下にすることによ
り、１０３〜１０４Ω・ｃｍのＩｎＰエピタキシャルウ
ェハーを再現性よく得ることができるので、これらのウ
ェハーは、例えば光通信などに用いられるＩｎＰ系半導
体レーザの電流狭窄層として用いるのに適当である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を使用する装置の一具体例であ
る［ｎＰ気相エピタキシャル成長装置の概略断面図であ
る。 ｌ・・・ヒーター、２・・・反応管、 ３・・Ｈ，ガス水素配管、 ４・・・ＰＣＱ３＋Ｈ２ガス配管、５・・・ソースポー
ト、６−Ｃｒ（ＯＣ（りｔ＋Ｈ２ガス配管、７・・・基
板ホルダー。 特許出願人住友電気工業株式会社 代理人弁理士青山　葆　はか１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塩化クロミルを使用してクロムをドーピングする気
   相エピタキシャル成長方法において、塩化クロミルの分
   解温度以下の反応管の部分にガス状にした塩化クロミル
   を供給することを特徴とする気相エピタキシャル成長方
   法。 ２、ガス状にした塩化クロミルを反応管の基板配置部分
   付近に供給する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、塩化クロミル中でバブリングさせた水素ガスを反応
   管内に供給することにより塩化クロミルを反応管内に供
   給する特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４、ＩｎＰ気相エピタキシャル層の成長に使用する特許
   請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の方法。 ５、塩化クロミルが供給されるエピタキシャル成長反応
   管部分の温度が６２０〜６５０℃である特許請求の範囲
   第１〜４項のいずれかに記載の方法。