JPH02246321A - Vapor phase crystal growth equipment - Google Patents

Vapor phase crystal growth equipment

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Publication number
JPH02246321A
JPH02246321A JP6818289A JP6818289A JPH02246321A JP H02246321 A JPH02246321 A JP H02246321A JP 6818289 A JP6818289 A JP 6818289A JP 6818289 A JP6818289 A JP 6818289A JP H02246321 A JPH02246321 A JP H02246321A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
phosphorus
vapor phase
crystal growth
reaction furnace
Prior art date
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Pending
Application number
JP6818289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Miura
祥紀 三浦
Kikuo Takemoto
菊郎 竹本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP6818289A priority Critical patent/JPH02246321A/en
Publication of JPH02246321A publication Critical patent/JPH02246321A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the ignition caused by phosphorus at the time of opening a reaction furnace to the air after vapor phase crystal growth, by providing an oxidizing gas supplying means which feeds oxidizing gas into a reaction furnace. CONSTITUTION:A gas introducing pipe line 10 introducing material gas into a reaction furnace 2, and gas introducing pipe lines 11a, 11b introducing oxygen gas into the reaction furnace 1 are installed. In order that the oxygen gas may be introduced into a gas discharge pipe line 12, an opening part 12a is installed in the gas discharge pipe line 12. An oxygen gas introducing inlet 13 introducing oxygen gas into a gas discharge part 3 is installed in the gas discharge part 3. By this constitution, even when phosphorus deposits in the reaction furnace 2, the phosphorus can be turned into phosphorus pentaoxide by sending oxygen into the reaction furnace 2, and this phosphorus pentaoxide has no igniting property.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、反応炉を備え、リンを含む材料を気相にし
て基板の上にエピタキシャル成長させる気相結晶成長装
置に関するものであり、特に、反応炉内を大気開放する
ときに、リンが発火するのを防止することができるよう
に改良された気相結晶成長装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a vapor phase crystal growth apparatus equipped with a reactor and for epitaxially growing a material containing phosphorus on a substrate in a vapor phase. The present invention relates to a vapor phase crystal growth apparatus that has been improved to prevent phosphorus from igniting when the inside of the reactor is opened to the atmosphere.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

材料を気相にして基板の上にエピタキシャル成長させる
方法を気相エピタキシャル法という。この気相エピタキ
シャル法には、堆積時に反応を伴わない物理蒸着法(P
VD法)と、反応を伴う化学堆積法(CVD法)とがあ
る。このうち、CVD法は、析出させようとする物質の
化合物のガスを、高温に加熱した基板上に輸送し、熱分
解もしくは他のガスや蒸気などと反応させて、基板上に
薄膜を形成させる方法である。
The method of epitaxially growing materials on a substrate in a vapor phase is called vapor phase epitaxial method. This vapor phase epitaxial method involves physical vapor deposition (P), which does not involve any reaction during deposition.
(VD method) and chemical deposition method (CVD method) involving a reaction. Among these methods, in the CVD method, a gas containing a compound of the substance to be deposited is transported onto a substrate heated to a high temperature, and is thermally decomposed or reacted with other gases or vapors to form a thin film on the substrate. It's a method.

第2図は、従来の、リン系化合物半導体を作製するため
の気相結晶成長装置の概念図である。第2図を参照して
、1は反応炉である。反応炉1は、反応管2と排気部3
とからなる。反応管2には、該反応管2内に材料ガスを
導入するためのガス導入管4が設けられている。反応管
2内には、基板5を下から支持するサセプタ6が設けら
れている。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional vapor phase crystal growth apparatus for producing a phosphorus compound semiconductor. Referring to FIG. 2, 1 is a reactor. The reactor 1 includes a reaction tube 2 and an exhaust section 3.
It consists of. The reaction tube 2 is provided with a gas introduction tube 4 for introducing a material gas into the reaction tube 2. A susceptor 6 is provided within the reaction tube 2 to support the substrate 5 from below.

サセプタ6は固定台7に固定されている。反応管2のま
わりには、高周波コイル8が設けられ、高周波コイル8
は高周波電源9に接続されている。
The susceptor 6 is fixed to a fixed base 7. A high frequency coil 8 is provided around the reaction tube 2.
is connected to a high frequency power source 9.

高周波コイル8から発生する高周波は、原料ガスを加熱
分解するものである。
The high frequency generated from the high frequency coil 8 is for thermally decomposing the raw material gas.

次に、インジウムリン(InP)の薄膜を基板5上に形
成する場合を例にとり、この装置の動作について説明す
る。原料ガスであるトリメチルインジウムとホスフィン
を、ガス導入管4より反応管2内に導入する。続いて、
高周波電源9をONし、高周波コイル8より高周波を発
生させる。この高周波によって、反応管2内に導入され
た原料ガスは熱分解され、インジウムリンの薄膜が基板
5上に堆積される。反応は次のとおりである。
Next, the operation of this apparatus will be described using an example in which a thin film of indium phosphide (InP) is formed on the substrate 5. Trimethylindium and phosphine, which are raw material gases, are introduced into the reaction tube 2 through the gas introduction tube 4. continue,
The high frequency power supply 9 is turned on, and the high frequency coil 8 generates high frequency waves. By this high frequency, the raw material gas introduced into the reaction tube 2 is thermally decomposed, and a thin film of indium phosphide is deposited on the substrate 5. The reaction is as follows.

I n (CH,)、+PH,→I nP+3cH4〔
発明が解決しようとする課題〕 従来の、リン系化合物半導体を作製するための気相結晶
成長装置は以上のように構成されている。
I n (CH,), +PH, → I nP+3cH4 [
Problems to be Solved by the Invention] A conventional vapor phase crystal growth apparatus for producing a phosphorus-based compound semiconductor is configured as described above.

しかしながら、従来の装置では、第2図を参照して、反
応管2の内壁、排気部3の内壁および固定台7の外壁に
リンが析出することがしばしば認められた。図中、X印
で表わされている部分に特にリンが集中して析出する。
However, in the conventional apparatus, as shown in FIG. 2, it has often been observed that phosphorus is deposited on the inner wall of the reaction tube 2, the inner wall of the exhaust section 3, and the outer wall of the fixing table 7. In the figure, phosphorus is particularly concentrated and precipitated in the area indicated by the X mark.

したがって、反応炉1を大気開放して、結晶が成長した
基板5を取出すときに、析出したリンが発火するという
問題を引き起こしていた。
Therefore, when the reactor 1 is opened to the atmosphere and the substrate 5 on which the crystals have grown is taken out, the precipitated phosphorus ignites, causing a problem.

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、反応炉内を大気開放するときに、リンが発火
するのを防止することができる気相結晶成長装置を提供
することをb的とする。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a vapor phase crystal growth apparatus that can prevent phosphorus from igniting when the inside of the reactor is opened to the atmosphere. b.

[課題を解決するための手段] この発明は、反応炉を備え、リンを含む材料を気相にし
て基板の上にエピタキシャル成長させる気相結晶成長装
置に係るものである。そして、上記問題点を解決するた
めに、酸化性ガスを上記反応炉内に送り込む酸化性ガス
供給手段を備えている。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a vapor phase crystal growth apparatus that includes a reactor and makes a material containing phosphorus into a vapor phase and epitaxially grows it on a substrate. In order to solve the above-mentioned problems, an oxidizing gas supply means is provided for feeding oxidizing gas into the reactor.

【作用〕[Effect]

この発明に係る装置においては、酸化性ガスを反応炉内
に送り込む酸化性ガス供給手段を備えたので、反応炉内
にリンが析出しても、反応炉内にたとえば酸素を送り込
むことによって次式に示すように、リンを五酸化リンに
変えることができる。
Since the apparatus according to the present invention is equipped with an oxidizing gas supply means for feeding oxidizing gas into the reactor, even if phosphorus is precipitated in the reactor, for example, by feeding oxygen into the reactor, the following formula can be applied: Phosphorus can be converted to phosphorus pentoxide as shown in .

この五酸化リンは、発火性を有しないものである。This phosphorus pentoxide is non-flammable.

4 P + 502→2P20゜ [実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。4P + 502 → 2P20゜ [Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

ここでは、気相結晶成長法として、有機金属化学堆積法
の実施例について示す。この有機金属化学堆積法は、有
機金属化合物を基板付近で熱分解させて、基板上にエピ
タキシャル成長させる方法である。
Here, an example of an organometallic chemical deposition method will be described as a vapor phase crystal growth method. This organometallic chemical deposition method is a method in which an organometallic compound is thermally decomposed near the substrate and epitaxially grown on the substrate.

第1図は、この発明の実施例に係る気相結晶成長装置の
概念図である。第1図を参照して、1は、反応炉である
。反応炉1は反応管2と排気部3とからなる。反応管2
と排気部3は分離可能に接続されている。反応管2は通
常石英で形成される。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a vapor phase crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, 1 is a reactor. The reactor 1 consists of a reaction tube 2 and an exhaust section 3. Reaction tube 2
and exhaust part 3 are separably connected. The reaction tube 2 is usually made of quartz.

反応管2は、該反応管2内に原料ガスを導入するガス導
入管路10と、反応炉1内に酸素ガスを導入する酸素ガ
ス導入管路11a、llbが取付けられている。反応管
2内には、基板5を下から支持するサセプタ6が設けら
れている。サセプタ6は固定台7に固定されている。反
応管2のまわりには、高周波コイル8が設けられ、高周
波コイル8は高周波電源9に接続されている。高周波コ
イル8から発生する高周波は、原料ガスを加熱分解する
ものである。
The reaction tube 2 is attached with a gas introduction pipe 10 for introducing raw material gas into the reaction tube 2, and oxygen gas introduction pipes 11a and llb for introducing oxygen gas into the reaction furnace 1. A susceptor 6 is provided within the reaction tube 2 to support the substrate 5 from below. The susceptor 6 is fixed to a fixed base 7. A high frequency coil 8 is provided around the reaction tube 2, and the high frequency coil 8 is connected to a high frequency power source 9. The high frequency generated from the high frequency coil 8 is for thermally decomposing the raw material gas.

排気部3内には、排気用管路12が設けられている。排
気用管路12には、酸素ガスが排気用管路12内に導入
されるように、開口部12aが設けられている。排気部
3は、該排気部3内に酸素ガスを導入する酸素ガス導入
口13を備えている。
Inside the exhaust section 3, an exhaust pipe line 12 is provided. The exhaust pipe 12 is provided with an opening 12a so that oxygen gas is introduced into the exhaust pipe 12. The exhaust section 3 includes an oxygen gas inlet 13 that introduces oxygen gas into the exhaust section 3 .

次に、インジウムリンの薄膜を基板5上に形成する場合
を例に挙げて、この装置の動作について説明する。
Next, the operation of this apparatus will be described using as an example a case where a thin film of indium phosphide is formed on the substrate 5.

原料ガスであるトリメチルインジウムとホスフィンをキ
ャリアガス(H2ガス)とともに反応管2内に導入する
。続いて、高周波電源9をONL、、高周波コイル8よ
り高周波を発生させる。この高周波によって、反応管2
内に導入された原料ガスは熱分解され、インジウムリン
の薄膜が基板5上に堆積される。このとき、反応管2の
内壁、固定台7の外表面および排気用管路12の内壁に
リンが析出する。気相結晶成長の完了後、キャリアガス
を水素から窒素ガスに切換え、酸素ガス導入管11a、
llbより反応管2内に酸素ガスを導入する。また、酸
素ガス導入口13より、排気部3内に酸素ガスを導入す
る。酸素ガスの流量は1008CCNであり、窒素と酸
素の体積比は1対1とした。酸素ガスは、約1時間導入
された。反応管2内に導入された酸素ガスによって、反
応管2内の内壁面に析出したリンは五酸化リンに変化し
、発火性のないものになった。また、排気用管路12の
内壁に析出していたリンは、排気用管路12の開口部1
2aから導入された酸素によって五酸化リンに変えられ
、発火性のないものに変化した。
Trimethylindium and phosphine, which are raw material gases, are introduced into the reaction tube 2 together with a carrier gas (H2 gas). Subsequently, the high frequency power source 9 is turned on, and the high frequency coil 8 generates a high frequency. By this high frequency, the reaction tube 2
The raw material gas introduced into the chamber is thermally decomposed, and a thin film of indium phosphide is deposited on the substrate 5. At this time, phosphorus is deposited on the inner wall of the reaction tube 2, the outer surface of the fixing table 7, and the inner wall of the exhaust pipe 12. After the completion of vapor phase crystal growth, the carrier gas is switched from hydrogen to nitrogen gas, and the oxygen gas introduction pipe 11a,
Oxygen gas is introduced into the reaction tube 2 from llb. Further, oxygen gas is introduced into the exhaust section 3 through the oxygen gas inlet 13 . The flow rate of oxygen gas was 1008 CCN, and the volume ratio of nitrogen to oxygen was 1:1. Oxygen gas was introduced for about 1 hour. Due to the oxygen gas introduced into the reaction tube 2, the phosphorus deposited on the inner wall surface of the reaction tube 2 was changed to phosphorus pentoxide, which became non-flammable. In addition, the phosphorus deposited on the inner wall of the exhaust pipe 12 is removed from the opening 1 of the exhaust pipe 12.
Oxygen introduced from 2a converted it to phosphorus pentoxide, making it non-flammable.

次に、結晶成長の完了後、反応管2と排気部3を分離し
、反応炉を大気開放した。このとき、発火性のリンは既
に発火性のない五酸化リンに変えられているので、何ら
発火は認められなかった。
Next, after the crystal growth was completed, the reaction tube 2 and the exhaust section 3 were separated, and the reactor was opened to the atmosphere. At this time, no ignition was observed because the ignitable phosphorus had already been changed to non-ignitable phosphorus pentoxide.

なお、上記実施例では、トリメチルインジウムとホスフ
ィンを用いた有機金属化学堆積法について述べたが、こ
の発明はこれに限られるものでなく、リンを含む材料を
気相にして基板の上にエピタキシャル成長させる方法な
らば、いずれの方法にも適用できる。
In the above embodiment, an organic metal chemical deposition method using trimethylindium and phosphine was described, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this method. Any method can be applied.

また、上記実施例では、酸化性ガスとして酸素を用いた
場合を例示したが、この発明はこれに限られるものでな
く、オゾン等、他の酸化性ガスであっても、実施例と同
様の効果を実現する。
Further, in the above embodiment, the case where oxygen is used as the oxidizing gas is exemplified, but the present invention is not limited to this, and even if other oxidizing gases such as ozone are used, the same Realize the effect.

また、上記実施例では、反応管2と排気部3のそれぞれ
に、酸素ガス供給手段を備えた場合を例示したが、いず
れか一方に、このような酸化性ガス供給手段を備えても
、相当の効果を実現する。
Furthermore, in the above embodiment, the reaction tube 2 and the exhaust section 3 are each provided with an oxygen gas supply means, but even if either one is provided with such an oxidizing gas supply means, the Achieve the effect of

以上、具体的な実施例を挙げて、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。
Although the present invention has been described above with reference to specific examples, the preferred examples described in this specification are illustrative and not restrictive.

[発明の効果] 以上説明したとおり、この発明に係る気相結晶成長装置
によれば、酸化性ガスを反応炉内に送り込む酸化性ガス
供給手段を備えているので、反応炉内にリンが析出して
も、反応炉内に酸化性ガスを送り込むことによって、該
リンを五酸化リンに麦えることができる。この五酸化リ
ンは、発火性のないものである。それゆえ、気相結晶成
長後、反応炉を大気開放しても、リンによる発火はなく
なる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention, since the oxidizing gas supply means for feeding the oxidizing gas into the reactor is provided, phosphorus is not deposited in the reactor. However, the phosphorus can be converted to phosphorus pentoxide by feeding an oxidizing gas into the reactor. This phosphorus pentoxide is non-flammable. Therefore, even if the reactor is opened to the atmosphere after vapor phase crystal growth, phosphorus will not cause ignition.

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

第1図は、この発明に係る、リン系化合物半導体の気相
結晶成長装置の概念図である。 第2図は、従来の、リン系化合物半導体の気相結晶成長
装置の概念図である。 図において、1は反応炉、2は反応管、3は排気部、5
は基板、8は高周波コイル、10はガス導入管路、ll
a、llbは酸素ガス導入管路、12は排気用管路、1
2aは開口部、13は酸素ガス導入口である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第10 11I+1 特許出願人 住友電気工業株式会社 1」孟°# 2 L応’!’   3゛排気岬b +o、 ++b : iL未tfス4h’tk    
12120ニア+/1口郡   13:  酩ン木乃゛
入牙入ロ5゛基板 柑λ泪Y路
FIG. 1 is a conceptual diagram of a vapor phase crystal growth apparatus for phosphorus-based compound semiconductors according to the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional vapor phase crystal growth apparatus for phosphorus-based compound semiconductors. In the figure, 1 is a reactor, 2 is a reaction tube, 3 is an exhaust part, and 5
is a substrate, 8 is a high-frequency coil, 10 is a gas introduction pipe, ll
a, llb are oxygen gas introduction pipes, 12 are exhaust pipes, 1
2a is an opening, and 13 is an oxygen gas inlet. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. No. 10 11I+1 Patent Applicant Sumitomo Electric Industries, Ltd. 1" Meng # 2 L Response'! '3゛Exhaust cape b +o, ++b: iL not tf 4h'tk
12120 Near + / 1 Kuchi County 13: Drunken wood 5゛ Substrate Kanλyi Y road

Claims (1)

【特許請求の範囲】 反応炉を備え、リンを含む材料を気相にして基板の上に
エピタキシャル成長させる気相結晶成長装置において、 前記反応炉内に酸化性ガスを送り込む酸化性ガス供給手
段を備えたことを特徴とする気相結晶成長装置。
[Claims] A vapor phase crystal growth apparatus that includes a reactor and makes a material containing phosphorus into a vapor phase and epitaxially grows it on a substrate, comprising an oxidizing gas supply means for feeding an oxidizing gas into the reactor. A vapor phase crystal growth apparatus characterized by:
JP6818289A 1989-03-20 1989-03-20 Vapor phase crystal growth equipment Pending JPH02246321A (en)

Priority Applications (1)

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JP6818289A JPH02246321A (en) 1989-03-20 1989-03-20 Vapor phase crystal growth equipment

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