JPH02271521A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH02271521A JPH02271521A JP9257189A JP9257189A JPH02271521A JP H02271521 A JPH02271521 A JP H02271521A JP 9257189 A JP9257189 A JP 9257189A JP 9257189 A JP9257189 A JP 9257189A JP H02271521 A JPH02271521 A JP H02271521A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、結晶基板上に半導体層をエピタキシャル成
長するための気相成長装置に関するものである。
長するための気相成長装置に関するものである。
第２図は従来の有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ ＤｅｐｏＳ
ｉｔｉｏｎ法）（こよる気相成長装置の反応管部分の断
面図である。この図において、１は反応管、２はサセプ
タ、３はこのサセプタ２を支える支持棒、４は前記サセ
プタ２上に載置された結晶基板、５は前記反応管１を加
熱する高周波誘導加熱コイル、６は原料ガス導入口、７
は原料ガス廃棄口である。
ａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ ＤｅｐｏＳ
ｉｔｉｏｎ法）（こよる気相成長装置の反応管部分の断
面図である。この図において、１は反応管、２はサセプ
タ、３はこのサセプタ２を支える支持棒、４は前記サセ
プタ２上に載置された結晶基板、５は前記反応管１を加
熱する高周波誘導加熱コイル、６は原料ガス導入口、７
は原料ガス廃棄口である。
次にＧ ａＡＳを例にとり、その成長機構を説明する。
原料ガス導入口６よりＧａの原料であるトリメチルガリ
ウム（ＴＭＧａ）、Ａｓの原料であるアルシン（ＡｓＨ
ｌ）を反応管１内に導入ずろ。
ウム（ＴＭＧａ）、Ａｓの原料であるアルシン（ＡｓＨ
ｌ）を反応管１内に導入ずろ。
ＧａＡｓの結晶基板４は高周波誘導加熱コイル５により
加熱されたサセプタ２上に設置されており、８００℃程
度に昇温されている。Ｔ Ｍ Ｇ ａとＡｓＨ３がＧａ
Ａｓの結晶基板４上に到達すると、熱分解反応によりＧ
ａとＡｓが生成し、ＧａＡｓの結晶基板４上にＧａＡｓ
の結晶を成して析出するものである。このように、ＭＯ
ＣＶＤ法ではサセプタ２上は８００℃程度の高温である
ために、室温程度の低温で反応管１へ流出する原料ガス
や、これを希釈し搬送する水素ガス（キャリアＨ，）ば
サセプタ２付近で急激に加熱されて上昇気流、すなわち
熱対流を生ずる。この熱対流はｐｎ接合やＧａＡｓ ／
ＡｊＧａＡｓなどの異Ｍ接自を形成する場合に必要とす
るガスの急峻な切り変オ）りの妨げとなる。そのために
、従来のＭＯＣＶＤ装置においては、大量のキャリアＨ
２を流出させて大きな流速を得ることにより、熱対流を
抑制する方法やガス廃棄をポンプにより強制的に行い、
熱対流を防止する減圧法によってガスの流れを層流化す
る手段がとられている。
加熱されたサセプタ２上に設置されており、８００℃程
度に昇温されている。Ｔ Ｍ Ｇ ａとＡｓＨ３がＧａ
Ａｓの結晶基板４上に到達すると、熱分解反応によりＧ
ａとＡｓが生成し、ＧａＡｓの結晶基板４上にＧａＡｓ
の結晶を成して析出するものである。このように、ＭＯ
ＣＶＤ法ではサセプタ２上は８００℃程度の高温である
ために、室温程度の低温で反応管１へ流出する原料ガス
や、これを希釈し搬送する水素ガス（キャリアＨ，）ば
サセプタ２付近で急激に加熱されて上昇気流、すなわち
熱対流を生ずる。この熱対流はｐｎ接合やＧａＡｓ ／
ＡｊＧａＡｓなどの異Ｍ接自を形成する場合に必要とす
るガスの急峻な切り変オ）りの妨げとなる。そのために
、従来のＭＯＣＶＤ装置においては、大量のキャリアＨ
２を流出させて大きな流速を得ることにより、熱対流を
抑制する方法やガス廃棄をポンプにより強制的に行い、
熱対流を防止する減圧法によってガスの流れを層流化す
る手段がとられている。
しかしながら、ガスの流れを層流化した場合、反応ｔｒ
ＲＩ内の原料ガスの温度分布は原料ガス導入口６より結
晶基板４に至る過程では温度上昇は少ないため比較的低
温で、結晶基板４の近傍に達して急激に高温となってい
る。そのため、原料ガスの熱分解は結晶基板４のごく近
傍に限られ、結晶基板４の近傍外を通過する原料ガスは
ほとんど未分解のまま廃棄されるので、分解効率の低下
を招いている。
ＲＩ内の原料ガスの温度分布は原料ガス導入口６より結
晶基板４に至る過程では温度上昇は少ないため比較的低
温で、結晶基板４の近傍に達して急激に高温となってい
る。そのため、原料ガスの熱分解は結晶基板４のごく近
傍に限られ、結晶基板４の近傍外を通過する原料ガスは
ほとんど未分解のまま廃棄されるので、分解効率の低下
を招いている。
このように、原料ガスの供給量によって決定されるＮ［
−Ｖ族化ば物事導体の比、すなわちＶ／Ｉ比が、結晶基
板４上ではその値では実現されていないため、結晶成長
は安定に再現性良く行うことができない。特にＡ ｓ
ｔ、を蒸気圧が高いため、気相中のＡｓが不足すると成
長層よりＡｓの蒸発を生じるものであるので、ＡｓＨｌ
の熱分解効率の低下は成長層の表面荒れや表面欠陥など
の成長不良の主要な原因となっていた。
−Ｖ族化ば物事導体の比、すなわちＶ／Ｉ比が、結晶基
板４上ではその値では実現されていないため、結晶成長
は安定に再現性良く行うことができない。特にＡ ｓ
ｔ、を蒸気圧が高いため、気相中のＡｓが不足すると成
長層よりＡｓの蒸発を生じるものであるので、ＡｓＨｌ
の熱分解効率の低下は成長層の表面荒れや表面欠陥など
の成長不良の主要な原因となっていた。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、反応管内のガスの流れが層流化されていて
も、原料ガスの熱分解を効率良く促進することによって
、Ｖ／Ｉ比を安定に保ち再現性の良い成長層を形成でき
る気相成長装置を提供することを目的とする。
れたもので、反応管内のガスの流れが層流化されていて
も、原料ガスの熱分解を効率良く促進することによって
、Ｖ／Ｉ比を安定に保ち再現性の良い成長層を形成でき
る気相成長装置を提供することを目的とする。
この発明に係る気相成長装置は、反応管の原料ガスの導
入口から結晶基板に至る原料ガスの流れの経路に原料ガ
スを加熱する加熱体を設置したものである。
入口から結晶基板に至る原料ガスの流れの経路に原料ガ
スを加熱する加熱体を設置したものである。
この発明においては、結晶基板に至る原料ガスの流れの
経路に原料ガスを加熱する加熱体を設置したので、原料
ガスを結晶基板に至る直前であらかじめ加熱することが
でき、結晶基板上での熱分解効率を高めることができる
。また、加熱体を結晶基板を保持し加熱するサセプタと
同一の材料を使うことにより、高周波誘導加熱によって
充分高温が得られるので、前記原料ガスを充分加熱する
ことができろ。
経路に原料ガスを加熱する加熱体を設置したので、原料
ガスを結晶基板に至る直前であらかじめ加熱することが
でき、結晶基板上での熱分解効率を高めることができる
。また、加熱体を結晶基板を保持し加熱するサセプタと
同一の材料を使うことにより、高周波誘導加熱によって
充分高温が得られるので、前記原料ガスを充分加熱する
ことができろ。
以下、この発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図において、第２図と同一符号は同一または相当部
分を示し、８は前記結晶基板４に至る直前で原料ガスを
加熱する加熱体で、多数の穴８ａで設けられている。
分を示し、８は前記結晶基板４に至る直前で原料ガスを
加熱する加熱体で、多数の穴８ａで設けられている。
第１図のように、多数の穴８ａを設けたカーボン製の加
熱体８が結晶基板４の直上に設置されたこの発明の気相
成長装置の動作は、高周波誘導加熱コイル５により、サ
セプタ２とともに加熱体８は高温に誘導加熱される。原
料ガス導入口６より流入した原料ガス（ＴＭＧ ａ、Ａ
ｓ Ｈ３）は、−旦加熱体８で加熱され、ｔコだちに結
晶基板４上に到達して熱分解を受け、ＧａＡｓが結晶基
板４上に析出する。
熱体８が結晶基板４の直上に設置されたこの発明の気相
成長装置の動作は、高周波誘導加熱コイル５により、サ
セプタ２とともに加熱体８は高温に誘導加熱される。原
料ガス導入口６より流入した原料ガス（ＴＭＧ ａ、Ａ
ｓ Ｈ３）は、−旦加熱体８で加熱され、ｔコだちに結
晶基板４上に到達して熱分解を受け、ＧａＡｓが結晶基
板４上に析出する。
以上のように、この発明による加熱体８は反応管１へ流
入する原料ガスを結晶基板４に至る直前にあらかじめ加
熱することができるので、結晶基板４上での原料ガスの
熱分解効率を向上させることができろ。
入する原料ガスを結晶基板４に至る直前にあらかじめ加
熱することができるので、結晶基板４上での原料ガスの
熱分解効率を向上させることができろ。
ＧａＡｓの成長では成長層の表面荒れや表面欠陥など成
長不良のない良好な成長層が再現性良く得ることができ
た。
長不良のない良好な成長層が再現性良く得ることができ
た。
なお、上記実施例でばＧａＡｓを材料とする場合につい
て説明したが、他の材料、例えばＩｎＰなどやＩＩ−Ｉ
Ｖ族化合物材料についても有効であることは言うまでも
ない。
て説明したが、他の材料、例えばＩｎＰなどやＩＩ−Ｉ
Ｖ族化合物材料についても有効であることは言うまでも
ない。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明は、原料ガスが結晶基板に
至る途中に原料ガスを加熱する加熱体を備えたので、原
料ガスの熱分解を効率良く行うことができ、■／■比を
安定に得ることができる効果がある。また、原料ガスを
必要最小限に流量に設定できるので、原料ガスを無駄に
消費しない経済的な節減効果がある。
至る途中に原料ガスを加熱する加熱体を備えたので、原
料ガスの熱分解を効率良く行うことができ、■／■比を
安定に得ることができる効果がある。また、原料ガスを
必要最小限に流量に設定できるので、原料ガスを無駄に
消費しない経済的な節減効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示すＭＯＣＶＤ装置の反
応管部分の断面図、第２図は従来のＭＯＣＶＤ装置の反
応管部分の断面図である。 図において、１は反応管、２はサセプタ、３は支持棒、
４は結晶基板、５は高周波誘導加熱コイル、６は原料ガ
ス導入口、７は原材ガス廃棄口、８は加熱体である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 第 図 第２図 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）５、補正の対
象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書の第２頁１７行、第３頁４行の ２、「流入」と補正する。 以 「流出」 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内皿丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者 志 岐
守 哉 ４、代理人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
応管部分の断面図、第２図は従来のＭＯＣＶＤ装置の反
応管部分の断面図である。 図において、１は反応管、２はサセプタ、３は支持棒、
４は結晶基板、５は高周波誘導加熱コイル、６は原料ガ
ス導入口、７は原材ガス廃棄口、８は加熱体である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 第 図 第２図 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）５、補正の対
象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書の第２頁１７行、第３頁４行の ２、「流入」と補正する。 以 「流出」 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内皿丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者 志 岐
守 哉 ４、代理人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
Claims (1)
- 原料ガスの熱分解により原料を得て結晶基板上にエピタ
キシャル成長を行う気相成長装置において、前記原料ガ
スが結晶基板に至る途中に前記原料ガスを加熱する加熱
体を備えたことを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257189A JPH02271521A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257189A JPH02271521A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271521A true JPH02271521A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14058115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9257189A Pending JPH02271521A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02271521A (ja) |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP9257189A patent/JPH02271521A/ja active Pending
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