JPH03137093A - 有機金属気相成長方法 - Google Patents
有機金属気相成長方法Info
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- JPH03137093A JPH03137093A JP27341289A JP27341289A JPH03137093A JP H03137093 A JPH03137093 A JP H03137093A JP 27341289 A JP27341289 A JP 27341289A JP 27341289 A JP27341289 A JP 27341289A JP H03137093 A JPH03137093 A JP H03137093A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、バレル型反応炉を用いて、■−Ｖ族ｆｆ−Ｖ
Ｔ族化合物半導体の薄膜を成長させる有機金属気相成長
方法に関し、特に、成長させる薄膜の膜厚を均一に制御
する有機金属気相成長方法に関するものである。
Ｔ族化合物半導体の薄膜を成長させる有機金属気相成長
方法に関し、特に、成長させる薄膜の膜厚を均一に制御
する有機金属気相成長方法に関するものである。
第３図は、バレル型反応炉の一般的な構成を示した図、
第４図、第５図は、同反応炉を用いて従来の気相成長方
法により成長させた薄膜の膜厚分布を示した図である。
第４図、第５図は、同反応炉を用いて従来の気相成長方
法により成長させた薄膜の膜厚分布を示した図である。
バレル型反応炉は、石英製のりアクタ１の上方に原料ガ
スを導入するガス導入口２が設けられており、下方に排
気口３が設けられている。
スを導入するガス導入口２が設けられており、下方に排
気口３が設けられている。
リアクタｌの内部には、カーボン製のサセプタ４が配置
されている。サセプタ４は、原料ガスが表面を上から下
に沿って流れるように、角柱または角錐台形状（角部を
面取りしたものもある）をしており、サセプタ４の各外
側面には、凹部に基板（ウェハ）、５が装着されている
。
されている。サセプタ４は、原料ガスが表面を上から下
に沿って流れるように、角柱または角錐台形状（角部を
面取りしたものもある）をしており、サセプタ４の各外
側面には、凹部に基板（ウェハ）、５が装着されている
。
リアクタ１の外周には、高周波誘導加熱のためのＲＦコ
イル６が配置されている。ＲＦコイル６の内側は、リア
クタ１が２重壁となっており、冷却ジャケット７を形成
している。この冷却ジャケット７には、冷却水が、下側
の冷却水人口８から供給され、上側の冷却水出口９から
排出されている。
イル６が配置されている。ＲＦコイル６の内側は、リア
クタ１が２重壁となっており、冷却ジャケット７を形成
している。この冷却ジャケット７には、冷却水が、下側
の冷却水人口８から供給され、上側の冷却水出口９から
排出されている。
シャフト１０は、薄膜を形成する際に、サセブタ４を支
持するとともに、一定の回転数で回転させている。サセ
プタ４を回転させる理由は、サセプタ４とリアクタ１お
よびその排気口３との間で幾何学的な非対称性があるの
で、そのためのずれを平均化して、成長する薄膜の厚み
等を均一にするためである。
持するとともに、一定の回転数で回転させている。サセ
プタ４を回転させる理由は、サセプタ４とリアクタ１お
よびその排気口３との間で幾何学的な非対称性があるの
で、そのためのずれを平均化して、成長する薄膜の厚み
等を均一にするためである。
なお、リアクタ１の下側には、薄膜を成長させた基板５
を交換するためのプレチャンバ１１が設けられている。
を交換するためのプレチャンバ１１が設けられている。
１２はゲートバルブ、１３はプレチャンバ１１へ水素ガ
スを導入するガス導入口。
スを導入するガス導入口。
１４は基板５の取り出し口の扉である。
つぎに、この反応炉で、ＧａＡｓ１膜を成長させる場合
を例にして、従来の有機金属気相成長方法を説明する。
を例にして、従来の有機金属気相成長方法を説明する。
サセプタ４上にＧａＡｓの基板５を取り付け、ＲＦコイ
ル６による高周波誘導によって所定の温度に加熱する。
ル６による高周波誘導によって所定の温度に加熱する。
ここで、原料ガスのトリメチルガリウム（以下ＴＭＧａ
）とアルシン（以下ＡＳＨ３）が、キャリアガスの水素
（以下Ｈ２）とともに、ガス導入口２から導入され、基
板５付近で熱分解反応をおこし、基板５上にＧａＡｓを
堆積させたのち、排気口３から排気される。このとき、
サセプタ４を回転させて、前述したように、各基板５間
の差を平均化している。
）とアルシン（以下ＡＳＨ３）が、キャリアガスの水素
（以下Ｈ２）とともに、ガス導入口２から導入され、基
板５付近で熱分解反応をおこし、基板５上にＧａＡｓを
堆積させたのち、排気口３から排気される。このとき、
サセプタ４を回転させて、前述したように、各基板５間
の差を平均化している。
また、電気的特性の相違を出すために、シラン（以下５
ｉＨ４）や硫化水素（以下Ｈｚ Ｓ）等のドーピングガ
スを少量添加する場合もある。
ｉＨ４）や硫化水素（以下Ｈｚ Ｓ）等のドーピングガ
スを少量添加する場合もある。
本件発明者等は、種々検討した結果、前述した反応炉を
用いて、直径３インチの基板５上に、ＧａＡｓの薄膜を
成長させたとき、その膜厚分布は、反応炉の内部圧力Ｐ
に依存せず、全ガス流量Ｖに依存することを見出した。
用いて、直径３インチの基板５上に、ＧａＡｓの薄膜を
成長させたとき、その膜厚分布は、反応炉の内部圧力Ｐ
に依存せず、全ガス流量Ｖに依存することを見出した。
第４図、第５図は、反応炉の内部圧力がＰ＝１５ Ｑ
ｔｏｒｒの場合に、全ガス流量をＶ＝６０および１００
Ｎ ／＋ｇｉｎとしたときの膜厚分布を示したもので
ある。
ｔｏｒｒの場合に、全ガス流量をＶ＝６０および１００
Ｎ ／＋ｇｉｎとしたときの膜厚分布を示したもので
ある。
全ガス流量がＶ−６０４！／ｗｉｎのときには、ガスの
流れと平行な方向のバラツキは、±２％と良好であるが
（第４図（ｂ））、ガスの流れと垂直な方向では、基板
５の端部で膜厚の急激な減少を引き起こしている（第４
図（Ｃ））。
流れと平行な方向のバラツキは、±２％と良好であるが
（第４図（ｂ））、ガスの流れと垂直な方向では、基板
５の端部で膜厚の急激な減少を引き起こしている（第４
図（Ｃ））。
一方、全ガス流量がＶ−１００４！／■ｉｎのときには
、前述とは逆に、ガスの流れと垂直な方向では、端部で
膜厚が若干大きくなっているものの、中央部でのバラツ
キは、±３％程度におさまっている（第５図（Ｃ１）、
Ｌかし、ガスの流れと平行な方向では、下流に向かって
膜厚が増加しており、バラツキが±ｌＯ％にまで広がっ
ている（第５図（ｂ））。
、前述とは逆に、ガスの流れと垂直な方向では、端部で
膜厚が若干大きくなっているものの、中央部でのバラツ
キは、±３％程度におさまっている（第５図（Ｃ１）、
Ｌかし、ガスの流れと平行な方向では、下流に向かって
膜厚が増加しており、バラツキが±ｌＯ％にまで広がっ
ている（第５図（ｂ））。
このように、バレル型反応炉を用いた従来の有機金属気
相成長方法では、ガスの流れと平行な方向および垂直な
方向で、膜厚のバラツキが、共に良好となる条件は得ら
れなかった。
相成長方法では、ガスの流れと平行な方向および垂直な
方向で、膜厚のバラツキが、共に良好となる条件は得ら
れなかった。
本発明の目的は、基板上の成形される膜厚のバラツキが
、ガスの流れ方向にかかわりなく、小さく制御できる有
機金属気相成長方法を提供することである。
、ガスの流れ方向にかかわりなく、小さく制御できる有
機金属気相成長方法を提供することである。
（課題を解決するための手段〕
前記課題を解決するために、本発明による有機金属気相
成長方法は、バレル型反応炉を用いて、■−Ｖ族，ＩＩ
−ｖｒ族化合物半導体の薄膜を成長させる有機金属気相
成長方法において、前記反応炉内の圧力を４００ ｔｏ
ｒｒ以下に減圧し、原料ガスとキャリアガスの流量和で
ある全ガス量を周期的に変化させながら供給するように
構成しである。
成長方法は、バレル型反応炉を用いて、■−Ｖ族，ＩＩ
−ｖｒ族化合物半導体の薄膜を成長させる有機金属気相
成長方法において、前記反応炉内の圧力を４００ ｔｏ
ｒｒ以下に減圧し、原料ガスとキャリアガスの流量和で
ある全ガス量を周期的に変化させながら供給するように
構成しである。
前記構成によれば、全ガス流量を周期的に変化させてい
るので、膜厚分布は重ね合わせにより均一化することが
できる。
るので、膜厚分布は重ね合わせにより均一化することが
できる。
以下、図面等を参照して、実施例について、本発明の詳
細な説明する。
細な説明する。
第１図は、本発明による有機金属気相成長方法の実施例
における全ガス流量の供給状態を示した図、第２図は、
同実施例方法で成長させた薄膜の膜厚分布を示した図で
ある。
における全ガス流量の供給状態を示した図、第２図は、
同実施例方法で成長させた薄膜の膜厚分布を示した図で
ある。
この実施例では、バレル型反応炉において、以下のよう
な条件により、気相成長させた。
な条件により、気相成長させた。
サセプタ温度 ＝６５０°Ｃ
反応炉内の圧力 ： １５０ｔｏｒｒＴＭＧａ流量
： １０ｃｃ／５ｉｎＡｓＨ，流量 ： ４
００ｃｃ／ｓｉｎ第１図に示すように、全ガス流量をＶ
ｔ（＝６０ ｊ！ ／ｓｉｎ ）でｔｔ （＝６０ｓ
ｅｃ）の間だけ供給し、Ｌｘ （−２０ｓｅｃ ）の
間に全ガス流量をｖ２（＝ １００４！／ｗｉｎ ）に
上昇させたのち、全ガス流量をＶｚ （＝ １００
ｌ／ｗｉｎ ）でｕｓ（＝８０ｓｅｃ ）の間だけ供給
し、ｔａ Ｃ＝２０ｓｅｃ）の間に全ガス流量をＶ、
（＝６０１！、／ｓｉｎ ）まで下降させるような
動作を繰り返す。本実施例での具体的な数値は、カッコ
内に示しである。
： １０ｃｃ／５ｉｎＡｓＨ，流量 ： ４
００ｃｃ／ｓｉｎ第１図に示すように、全ガス流量をＶ
ｔ（＝６０ ｊ！ ／ｓｉｎ ）でｔｔ （＝６０ｓ
ｅｃ）の間だけ供給し、Ｌｘ （−２０ｓｅｃ ）の
間に全ガス流量をｖ２（＝ １００４！／ｗｉｎ ）に
上昇させたのち、全ガス流量をＶｚ （＝ １００
ｌ／ｗｉｎ ）でｕｓ（＝８０ｓｅｃ ）の間だけ供給
し、ｔａ Ｃ＝２０ｓｅｃ）の間に全ガス流量をＶ、
（＝６０１！、／ｓｉｎ ）まで下降させるような
動作を繰り返す。本実施例での具体的な数値は、カッコ
内に示しである。
供給時間を１．とｔ、とで異ならせて成長を行ったのは
、Ｖｔ ＝６０ｆ／ｓｉｎ 、Ｖｔ ＝１００４！／ｗ
ｉｎのときの、成長速度がそれぞれＣ＋＝Ｏ，Ｏ７１ｐ
ｍ／’ｓ＋ｉｎ 、 Ｇｘ −０，０５５μｍ／ｓ
ｉｎ と異なるので、 ｔｔ Ｇ＋ −０，０７１ｐｍ ｔ３Ｇｚ −０，０７３ｐｍ と、全ガス流量が変化しない領域での成長量がほぼ一定
となるようにするためである。
、Ｖｔ ＝６０ｆ／ｓｉｎ 、Ｖｔ ＝１００４！／ｗ
ｉｎのときの、成長速度がそれぞれＣ＋＝Ｏ，Ｏ７１ｐ
ｍ／’ｓ＋ｉｎ 、 Ｇｘ −０，０５５μｍ／ｓ
ｉｎ と異なるので、 ｔｔ Ｇ＋ −０，０７１ｐｍ ｔ３Ｇｚ −０，０７３ｐｍ と、全ガス流量が変化しない領域での成長量がほぼ一定
となるようにするためである。
この実施例のような全ガス流量の供給制御をした場合に
、成長させたＧａＡｓ″ｉｉｉ膜の膜厚分布は、ガスの
流れと平行な方向でも（第２図（ｂ））、垂直な方向で
も（第２図（Ｃ１）、バラツキがそれぞれ±５％以内と
小さくなり、ガスの流れの方向による膜厚のバラツキを
なくすことができた。
、成長させたＧａＡｓ″ｉｉｉ膜の膜厚分布は、ガスの
流れと平行な方向でも（第２図（ｂ））、垂直な方向で
も（第２図（Ｃ１）、バラツキがそれぞれ±５％以内と
小さくなり、ガスの流れの方向による膜厚のバラツキを
なくすことができた。
〔発明の効果］
以上詳しく説明したように、本発明によれば、全ガス流
量を周期的に変化させ、膜厚分布を重ね合わせることに
より均一化するようにしたので、原料ガスの流れと平行
な方向および垂直な方向で、膜厚のバラツキがともに良
好となる、という効果がある。
量を周期的に変化させ、膜厚分布を重ね合わせることに
より均一化するようにしたので、原料ガスの流れと平行
な方向および垂直な方向で、膜厚のバラツキがともに良
好となる、という効果がある。
第１図は、本発明による有機金属気相成長方法の実施例
における全ガス流量の供給状態を示した図、第２図は、
同実施例方法で成長させた薄膜の膜厚分布を示した図で
ある。 第３図は、バレル型反応炉の一般的な構成を示した図、
第４図、第５図は、同反応炉を用いて従来の気相成長方
法により成長させた薄膜の膜厚分布を示した図である。
における全ガス流量の供給状態を示した図、第２図は、
同実施例方法で成長させた薄膜の膜厚分布を示した図で
ある。 第３図は、バレル型反応炉の一般的な構成を示した図、
第４図、第５図は、同反応炉を用いて従来の気相成長方
法により成長させた薄膜の膜厚分布を示した図である。
Claims (1)
- バレル型反応炉を用いて、III−Ｖ族，II−VI族化合物
半導体の薄膜を成長させる有機金属気相成長方法におい
て、前記反応炉内の圧力を４００ｔｏｒｒ以下に減圧し
、原料ガスとキャリアガスの流量和である全ガス量を周
期的に変化させながら供給するように構成したことを特
徴とする有機金属気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27341289A JPH03137093A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 有機金属気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27341289A JPH03137093A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 有機金属気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03137093A true JPH03137093A (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=17527532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27341289A Pending JPH03137093A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 有機金属気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03137093A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028270A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | 結晶成長方法及び結晶成長装置 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27341289A patent/JPH03137093A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028270A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | 結晶成長方法及び結晶成長装置 |
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