JPH02297924A - 化合物半導体の有機金属気相成長法 - 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］ この発明は化合物半導体の気相成長法に関するものであ
り、特に有機金属気相成長法に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は、従来の有機金属気相成長方法による装置を示
す概略構成図である。キャリアガスとしての水素ガスは
マスフローコントローラ６ａを通り、トリメチルガリウ
ム容器７内のトリメチルガリウムをバブリングし、水素
ガスをキャリアガスとしたトリメチルガリウムの原料ガ
スは、マスフローコントローラ６ｂを通り、成長室１内
のガス導入ノズル５から成長室１内に導入される。

またアルシンボンベ８からはアルシンがマスフローコン
トローラ６Ｃを通り成長室１内の同じガス導入ノズル５
から成長室１内に導入される。

ガス導入ノズル５から導入された原料ガスは、加熱され
たサセプタ３上に載せられた基板２上で熱分解し、基板
２上に化合物半導体結晶が堆積して結晶成長する。反応
後のガスは、排気バイブ４によって成長室１から排気さ
れる。

［発明が解決しようとする課題〕 第３図は、このような従来の方法で得られたＧａＡｓ薄
膜の膜厚分布を示す図である。第３図において横軸は２
インチの基板の直径方向を示しており、Ｏはウェハの中
心を示している。第３図に示されるように、従来の方法
によれば、基板の中心が最も厚く、周辺へ遠ざかるにつ
れて膜厚が薄くなっている。この場合の膜厚の均一性は
±１３゜８％である。このように中心の部分か厚くなる
のは、ガス導入ノズルが基板の中心の位置にあり、結晶
成長中サセプタが回転し基板がこれとともに回転するた
めである。

この発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、基板
全体において膜厚の均一な化合物半導体結晶を得ること
のできる有機金属気トロ成長法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の有機金属気相成長法では、化合物半導体結晶
の成長終了後、エツチング性ガスをガス導入口から成長
室内に導入して、化合物半導体結晶をエツチングしてい
る。

［作用］ このエツチング性ガスは、ガス導入口から導入されるた
め、基板の中心部でのエツチング速度が速く、周辺に遠
ざかるにつれエツチング速度が遅くなる。このため、基
板の中心部でのエッチング二が大きく、周辺でのエツチ
ング二は少なくなり、基板上の化合物半導体結晶の膜厚
が平均化され均一になる。ＧａＡｓ薄膜を塩化水素でエ
ツチングする場合には、次式のような化学反応か進行し
ＧａＡｓ薄膜４膜がエツチングされる。

ＧａＡｓ　＋ＨＣＱａＧａＣＱ＋２（Ａｓ、＋　ΣＨ２
ＧａＡｓなどのように■−Ｖ族化合物半導体結晶をエツ
チングする場合には、エツチングの際、■族の揮発性元
素が揮発するおそれかある。このため、たとえばＧａＡ
ｓの場合には、砒素の揮発を防ぐため、エツチング性ガ
スとともにアルシンガスを同時に流すことが好ましい。

［実施例コ 第１図は、この発明の一実施例を説明するための装置を
示す概略構成図である。キャリアガスとしての水素ガス
は、マスフローコントローラ６ａを通り、トリメチルガ
リウム容器７内にバブリングしており、トリメチルガリ
ウムのガスはキャリアガスとともにマスフローコントロ
ーラ６ｂを通り、ガス導入ノズル５から、成長室１内に
導入される。

アルシンボンベ８からのアルシンガスは、マスフローコ
ントローラ６Ｃを通り、ガス導入ノズル５内に導入され
ている。また塩化水素ガスは、塩化水素供給用ライン９
からマスフローコントローラ６ｄを介して、ガス導入ノ
ズル５への供給管に接続している。

成長室１内にはサセプタ３が設けられており、このサセ
プタ３の上に基板２が載せられている。

また成長室１には、反応後のガスを排気するための排気
パイプ４が設けられている。

アルシンガスおよびトリメチルガリウムガスは、ガス導
入ノズル５から成長室１内に導入され、サセプタ３によ
り加熱された基板２上で熱分解して、基板２上に化合物
半導体結晶が堆積して結晶成長する。反応後のガスは、
排気パイプ４により排気される。

成長終了後、トリメチルガリウムガス供給用のバルブを
閉じ、塩化水素供給用ライン９からの塩化水素ガスをガ
ス導入ノズル５から成長室１内に導入する。このとき、
アルシンガスを流した状態で塩化水素ガスを導入する。

これにより、基板２上に成長した結晶がエツチングされ
る。

第１図に示す装置を用いて、ＧａＡｓ薄膜を、基板とし
てのＧａＡｓウェハ上に常圧で成長させた。結晶成長後
のエピタキシャル層の膜厚分布をＡ−１定したところ、
従来の第３図とほぼ同様であり、均一性は±１３．８９
６であった。

エピタキシャル層成長後、アルシンガスを流した状態で
、塩化水素ガスを流し、ＧａＡｓ薄膜をエツチングした
。基板温度は７００℃とした。エツチング後、ＧａＡｓ
薄膜の膜厚をａｌ定したところ、第２図に示すような膜
厚分布となった。均一性は±４．７％であり、エツチン
グによりＧａＡＳの膜厚分布の均一性が向上したことが
確められた。

以上の実施例では、化合物半導体としてＧａＡＳを例示
して説明したが、この発明の有機金属気相成長法は、そ
の他の化合物半導体にも適用されるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の有機金属気相成長法に
よれば、化合物半導体結晶の成長終了後、エツチング性
ガスにより、原料ガスを導入したのと同じガス導入口か
ら成長室内に導入して、化合物半導体結晶をエツチング
している。このため、結晶成長速度の速かった部分が、
同じようにエツチング速度が速くなり、基板面内におけ
る膜厚の不均一さが相殺され、エツチング後においては
基数市内の膜厚の均一な化合物半導体結晶とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を説明するための装置を
示す概略構成図である。第２図は、この発明の一実施例
により得られたＧａＡｓ薄膜の膜厚分布を示す図である
。第３図は、従来の方法により得られたＧａＡｓ薄膜の
膜厚分布を示す図である。第４図は、従来有機金属気相
成長法による装置を示す概略構成図である。 図において、１は成長室、２は基板、３はサセプタ、４
は排気バイブ、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄはマスフローコ
ントローラ、７はトリメチルガリウム容器、８はアルシ
ンボンベ、９は塩化水素供給用ライン、１０は排気用ポ
ンプを示す。 特許出願人　住友電気工業株式会社 第１間 〒 第２図 第３図 ０−２０　　　−１０　　　　　Ｏｔｏ　　　　　２０
つ１ハ内イ鼓！（−一

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機金属気相成長法に従い、基板が配置された成
   長室内にガス導入口から原料ガスを導入し、基板上で原
   料ガスを熱分解して、基板上に化合物半導体結晶を成長
   させる方法において、前記化合物半導体結晶の成長終了
   後、エッチング性ガスを前記ガス導入口から前記成長室
   内に導入して、前記化合物半導体結晶をエッチングする
   ことを特徴とする、化合物半導体の有機金属気相成長法
   。
2. （２）前記化合物半導体結晶がIII−Ｖ族化合物半導体
   結晶であり、Ｖ族の原料ガスを前記エッチング性ガスと
   ともに前記ガス導入口から前記成長室内に導入すること
   を特徴とする、請求項１記載の化合物半導体の有機金属
   気相成長法。