JPH0234910A - 化合物半導体気相成長方法 - Google Patents
化合物半導体気相成長方法Info
- Publication number
- JPH0234910A JPH0234910A JP18484488A JP18484488A JPH0234910A JP H0234910 A JPH0234910 A JP H0234910A JP 18484488 A JP18484488 A JP 18484488A JP 18484488 A JP18484488 A JP 18484488A JP H0234910 A JPH0234910 A JP H0234910A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- layer
- reactive
- added
- baking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 title abstract description 22
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 claims description 12
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 14
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000098 azimuthal photoelectron diffraction Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 101100215641 Aeromonas salmonicida ash3 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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】
：２の１
本発明は■−■族化合物半導体の気相成長、例えばＧａ
ＡｓやＩｎＧａＡｓ気相成長に関するものである。
ＡｓやＩｎＧａＡｓ気相成長に関するものである。
差釆旦１１
近年化合物半導体を用いた長波長帯通信用受光素子、例
えばＡＰＤ （アバランシェフォトダイオード）の需要
が急増している。ＡＰＤはＮ＋基板上に成長させた多層
構造へテロエピタキシャル層に形成されるが、このエピ
タキシャル層をｆｉｎさせるためにはハイドライド法に
よる気相成長が一般に用いられている。第２図にハイド
ライド法による気相成長に用いられる成長装置を示す。
えばＡＰＤ （アバランシェフォトダイオード）の需要
が急増している。ＡＰＤはＮ＋基板上に成長させた多層
構造へテロエピタキシャル層に形成されるが、このエピ
タキシャル層をｆｉｎさせるためにはハイドライド法に
よる気相成長が一般に用いられている。第２図にハイド
ライド法による気相成長に用いられる成長装置を示す。
第２図において２１は成長炉、２２はＨＣｌ供給管、２
３はＧａソース、２４はＩｎソース、２５は■原ガス供
給管、２６は基板、２７は基板ホルダー２８は反応管で
ある。
３はＧａソース、２４はＩｎソース、２５は■原ガス供
給管、２６は基板、２７は基板ホルダー２８は反応管で
ある。
この方法は反応管２８内の高温領域に置かれたＧａソー
ス２３、Ｉｎソース２４上にＨＣｌ供給管２２からＨＣ
，／ガスを供給し、各々のソースと反応せしめ、この反
応生成ガスを■族原料ガスとし、一方■族ガス供給管２
５によりＡＳＨ３及びＰＨ３ガスを供給して■族原料ガ
スとし、低温領域に置かれた基板ホルダー２７上の基板
２６上に輸送し、ここで反応させて所望の組成のエピタ
キシャル層を成長させるものである。この方法に関する
従来の技術としては「関寿、繰繻明伯： “半導体研究
第２３巻”第５章ＧａＡｓの気相成長Ｐ、１１７エ業調
査会（１９８５）Ｊがある。また本成長法では、本成長
時に低温領域において基板上のみではなく基板周辺の反
応管壁にも反応生成物が付着するいわゆる管壁成長が生
じてしまうため、エピタキシャル層厚及びエピタキシャ
ル層不純物濃度の制御性を保つ目的で成長と成長の間に
反応系を昇温して■原ガス供給管よりＨＣｌガスを流し
、管壁成長した反応生成物を除去するいわゆるベーキン
グを行っている。さてＡＰＤでは供給層としてＩ ｎＧ
ａＡｓ層を用いているが、この層はデバイス特性上高純
度であることが要求され、ｎ型不純物濃度がＮ≧２ Ｘ
１０１５ｃｍ−３以下であることが望ましい。この不
純物は主として石英製反応管から発生するＳｉであるた
め、従来はＩｎＧａＡｓ層を成長する際に■原ガス供給
管より０２を添加し、反応管から発生するＳｉと反応せ
しめ、５ｉ０２とし、エピタキシャル層中にＳｉが不純
物として取り込まれることを低減させた。
ス２３、Ｉｎソース２４上にＨＣｌ供給管２２からＨＣ
，／ガスを供給し、各々のソースと反応せしめ、この反
応生成ガスを■族原料ガスとし、一方■族ガス供給管２
５によりＡＳＨ３及びＰＨ３ガスを供給して■族原料ガ
スとし、低温領域に置かれた基板ホルダー２７上の基板
２６上に輸送し、ここで反応させて所望の組成のエピタ
キシャル層を成長させるものである。この方法に関する
従来の技術としては「関寿、繰繻明伯： “半導体研究
第２３巻”第５章ＧａＡｓの気相成長Ｐ、１１７エ業調
査会（１９８５）Ｊがある。また本成長法では、本成長
時に低温領域において基板上のみではなく基板周辺の反
応管壁にも反応生成物が付着するいわゆる管壁成長が生
じてしまうため、エピタキシャル層厚及びエピタキシャ
ル層不純物濃度の制御性を保つ目的で成長と成長の間に
反応系を昇温して■原ガス供給管よりＨＣｌガスを流し
、管壁成長した反応生成物を除去するいわゆるベーキン
グを行っている。さてＡＰＤでは供給層としてＩ ｎＧ
ａＡｓ層を用いているが、この層はデバイス特性上高純
度であることが要求され、ｎ型不純物濃度がＮ≧２ Ｘ
１０１５ｃｍ−３以下であることが望ましい。この不
純物は主として石英製反応管から発生するＳｉであるた
め、従来はＩｎＧａＡｓ層を成長する際に■原ガス供給
管より０２を添加し、反応管から発生するＳｉと反応せ
しめ、５ｉ０２とし、エピタキシャル層中にＳｉが不純
物として取り込まれることを低減させた。
しかしながら、成長時に０２を添加するだけではＳｉの
オートドーピングに対しては不十分で、安定してＮ≦２
Ｘ １０１５ｃｍ−３を達成することは出来ず、特に
反応管洗浄直後などには反応表面に遊離しているＳｉが
増えるため、Ｎ≦２ Ｘ １０”Ｃｍ −’を達成する
ことはできなかった。第３図は従来法・成長によるＩ
ｎＧａＡｓ層不純物濃度の推移である。第３図に示すよ
うに従来法による成長では不純物濃度規格（Ｎ≦２ Ｘ
１０”ｃｍ−３）合格率は７０％で特に反応管洗浄直
後の成長では合格率０％であった。本発明は上述した不
都合を排除すべ（なされたもので、反応管洗浄直後等で
も安定してＮ≦２ Ｘ １０”ｃｍ−３のＩ ｎＧａＡ
ｓ層を成長することが出来る気相成長方法を提供するこ
とを目的とするものである。
オートドーピングに対しては不十分で、安定してＮ≦２
Ｘ １０１５ｃｍ−３を達成することは出来ず、特に
反応管洗浄直後などには反応表面に遊離しているＳｉが
増えるため、Ｎ≦２ Ｘ １０”Ｃｍ −’を達成する
ことはできなかった。第３図は従来法・成長によるＩ
ｎＧａＡｓ層不純物濃度の推移である。第３図に示すよ
うに従来法による成長では不純物濃度規格（Ｎ≦２ Ｘ
１０”ｃｍ−３）合格率は７０％で特に反応管洗浄直
後の成長では合格率０％であった。本発明は上述した不
都合を排除すべ（なされたもので、反応管洗浄直後等で
も安定してＮ≦２ Ｘ １０”ｃｍ−３のＩ ｎＧａＡ
ｓ層を成長することが出来る気相成長方法を提供するこ
とを目的とするものである。
た の
本発明の特徴は、成長に先立って実施する反応系ベーキ
ング時に、反応系に流すＨＣｌガス中に０２を添加する
ところにある。
ング時に、反応系に流すＨＣｌガス中に０２を添加する
ところにある。
作」１
反応系ベーキング時にＨＣｌガス中に０２を添加すると
、−反応管壁等反応石英部材から発生する遊離Ｓｉが、 Ｓｉ＋０２→５ｉ０２ の反応式に従って酸化されＳｉが減少するために、Ｉ
ｎ Ｇ ａ、Ａ ｓ層成長中にのみＶ原ガス供給管から
０２を添加する場合に比べて、系中のＳｉの絶対量がさ
らに低減出来、不純物濃度の低いＩ ｎＧａＡｓ層を成
長する事が出来る。
、−反応管壁等反応石英部材から発生する遊離Ｓｉが、 Ｓｉ＋０２→５ｉ０２ の反応式に従って酸化されＳｉが減少するために、Ｉ
ｎ Ｇ ａ、Ａ ｓ層成長中にのみＶ原ガス供給管から
０２を添加する場合に比べて、系中のＳｉの絶対量がさ
らに低減出来、不純物濃度の低いＩ ｎＧａＡｓ層を成
長する事が出来る。
支監肚
以下図面を用いて本発明を説明する。
本発明方法の実施例に用いる成長装置は第２図に示す従
来法による成長に用いた物と同一であり、２１は成長炉
、２２はＨＣｌ供給管、２３はＧａソース、２４はＩｎ
ソース、２５は■原ガス供給管、２６は基板、２７は基
板ホルダー、２８は反応管である。
来法による成長に用いた物と同一であり、２１は成長炉
、２２はＨＣｌ供給管、２３はＧａソース、２４はＩｎ
ソース、２５は■原ガス供給管、２６は基板、２７は基
板ホルダー、２８は反応管である。
成長に先立って実施する反応系ベーキング時、成長炉２
１をＧａソース２３及びＩｎソース２４領域で約９００
℃、基板２６領域で約７００°Ｃまで昇温させ、炉温か
安定した後、■原ガス供給管２５よりＨＣｌガス５０吐
１０＋１ｎ１０２ガス５ ａｌｌ／ｗｉｎ（Ａｒベース
１０１００ｐｐを流しベーキングを３０分間行う。ベー
キング終了後、成長炉を降温させ、基板ホルダー１７に
基板１６をセットし、所望のエピタキシャル層の成長を
行う。なお、０２ガス添加量の設定は、５１１１１／１
ｎまでの範囲では０２ガス添加量の増加に従ってＩ ｎ
ＧａＡｓ層不純物濃度は低下し、成長層の高純度化が図
れるが、５ｍｌ／ ５ｈｉｎ以上の範囲では、この傾向
は見られなくなりＩｎＧａＡｓ層不純物濃度はほぼ一定
となるため、０２添加量を５ ｍｌ／ｓｉｎと設定した
。
１をＧａソース２３及びＩｎソース２４領域で約９００
℃、基板２６領域で約７００°Ｃまで昇温させ、炉温か
安定した後、■原ガス供給管２５よりＨＣｌガス５０吐
１０＋１ｎ１０２ガス５ ａｌｌ／ｗｉｎ（Ａｒベース
１０１００ｐｐを流しベーキングを３０分間行う。ベー
キング終了後、成長炉を降温させ、基板ホルダー１７に
基板１６をセットし、所望のエピタキシャル層の成長を
行う。なお、０２ガス添加量の設定は、５１１１１／１
ｎまでの範囲では０２ガス添加量の増加に従ってＩ ｎ
ＧａＡｓ層不純物濃度は低下し、成長層の高純度化が図
れるが、５ｍｌ／ ５ｈｉｎ以上の範囲では、この傾向
は見られなくなりＩｎＧａＡｓ層不純物濃度はほぼ一定
となるため、０２添加量を５ ｍｌ／ｓｉｎと設定した
。
光ＩＦＢ仇未−
以上に述べた様に本発明による気相成長方法によれば、
成長に先立って実施する反応系ベーキング時に反応系に
０２を添加することにより、成長に先立って反応系の石
英部材から発生するＳｉと０２とを反応せしめて５ｉ（
ｈとし、ベーキング後、実施するエピタキシャル層成長
時に反応系に存在するＳｉの絶対量を減少させ高純度な
エピタキシャル層を得ることが出来る。
成長に先立って実施する反応系ベーキング時に反応系に
０２を添加することにより、成長に先立って反応系の石
英部材から発生するＳｉと０２とを反応せしめて５ｉ（
ｈとし、ベーキング後、実施するエピタキシャル層成長
時に反応系に存在するＳｉの絶対量を減少させ高純度な
エピタキシャル層を得ることが出来る。
第１図は本発明による気相成長で成長を行なったＩ ｎ
ＧａＡｓ層不純物ｌＨ度の推移である。第１図に示す様
に本成長による成長では不純物濃度規格（Ｎ≦２ Ｘ
１０ ” ｃｍ−３）合格率は１００％で反応管洗浄直
後の成長においても規格を満足している。
ＧａＡｓ層不純物ｌＨ度の推移である。第１図に示す様
に本成長による成長では不純物濃度規格（Ｎ≦２ Ｘ
１０ ” ｃｍ−３）合格率は１００％で反応管洗浄直
後の成長においても規格を満足している。
第１図は本発明の気相成長法によるＩ ｎＧａＡｓ層不
純物ｌｊ３度の推移を示す図である。 第２図はハイドライド法による気相成長に用いられる気
相成長装置の一実施例の概略断面図であり、２１は成長
炉、２２はＨＣｔ？ガス供給管、２３はＧａソース、２
４はＩｎソース、２５は■族ガス供給管、２６は基板、
２７は基板ホルダ、２８は反応管である。 第３図は従来法成長によるＩ ｎＧａＡｓ層不純と
純物ｌｊ３度の推移を示す図である。 第２図はハイドライド法による気相成長に用いられる気
相成長装置の一実施例の概略断面図であり、２１は成長
炉、２２はＨＣｔ？ガス供給管、２３はＧａソース、２
４はＩｎソース、２５は■族ガス供給管、２６は基板、
２７は基板ホルダ、２８は反応管である。 第３図は従来法成長によるＩ ｎＧａＡｓ層不純と
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 反応系を昇温してＨＣｌガスを流す反応系ベーキングを
実施した後、化合物半導体を気相成長させる方法におい
て、 前記反応系ベーキング時にＨＣｌガス中にＯ＿２を添加
することを特徴とする化合物半導体気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18484488A JPH0234910A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 化合物半導体気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18484488A JPH0234910A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 化合物半導体気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234910A true JPH0234910A (ja) | 1990-02-05 |
Family
ID=16160302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18484488A Pending JPH0234910A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 化合物半導体気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0234910A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939029A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-03 | Toshiba Corp | 半導体製造装置の清浄化方法 |
| JPS6197819A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | Nec Corp | 気相成長法 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP18484488A patent/JPH0234910A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939029A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-03 | Toshiba Corp | 半導体製造装置の清浄化方法 |
| JPS6197819A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | Nec Corp | 気相成長法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0238830B1 (en) | Epitaxial growth method and apparatus therefor | |
| US4645689A (en) | Deposition technique | |
| KR970008339B1 (ko) | 화학증착에 의한 과포화 희토류 원소 도핑 반도체층 | |
| US6271104B1 (en) | Fabrication of defect free III-nitride materials | |
| US4835116A (en) | Annealing method for III-V deposition | |
| US4172756A (en) | Method for the accelerated growth from the gaseous phase of crystals, and products obtained in this manner | |
| US4756792A (en) | Method for vapor-phase epitaxial growth of a single crystalline-, gallium arsenide thin film | |
| JPH0234910A (ja) | 化合物半導体気相成長方法 | |
| US5266127A (en) | Epitaxial process for III-V compound semiconductor | |
| JPS61106497A (ja) | 燐化砒化ガリウムエピタキシヤル膜の成長方法 | |
| US3900363A (en) | Method of making crystal | |
| JP2555959B2 (ja) | 気相成長装置および気相成長方法 | |
| JPS61134014A (ja) | 多元混晶３−５族化合物半導体の気相成長方法 | |
| JP3052443B2 (ja) | 化合物半導体層の気相成長方法 | |
| JP2715759B2 (ja) | 化合物半導体の気相成長方法 | |
| EP0171242A2 (en) | Methods of making semiconductor light-emitting devices and vapour phase growth apparatus used for carrying out the methods | |
| JP2704224B2 (ja) | 半導体素子及びその製法 | |
| JP2003197948A (ja) | 受光素子用エピタキシャルウェーハ、その製造方法、受光素子およびその使用方法 | |
| JPS5618000A (en) | Vapor phase growing method for 3-5 group compound semiconductor | |
| JP2959580B2 (ja) | 半導体結晶の成長方法 | |
| JPS58194329A (ja) | ３−ｖ族混晶半導体の気相エピタキシヤル成長方法 | |
| JPH04133316A (ja) | 気相成長方法 | |
| JPH042555B2 (ja) | ||
| JPH04267326A (ja) | 化合物半導体膜の製造方法 | |
| JPS57149721A (en) | Method of vapor epitaxial growth |