JPH03250623A - ３―５族化合物半導体の気相成長方法 - Google Patents
３―５族化合物半導体の気相成長方法Info
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- JPH03250623A JPH03250623A JP4553190A JP4553190A JPH03250623A JP H03250623 A JPH03250623 A JP H03250623A JP 4553190 A JP4553190 A JP 4553190A JP 4553190 A JP4553190 A JP 4553190A JP H03250623 A JPH03250623 A JP H03250623A
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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］
本発明は、■族元素の原料として有機金属化合物を用い
た■−ｖ族化合物半導体の気相成長方法に関するもので
ある。
た■−ｖ族化合物半導体の気相成長方法に関するもので
ある。
［従来の技術およびその課題］
１−Ｖ族化合物半導体の気相成長に用いる■族元素原料
としては、カリウム（Ｇａ）、インジウム（１’ ｎ
）等の塩化物、有機化合物等が用いられている。
としては、カリウム（Ｇａ）、インジウム（１’ ｎ
）等の塩化物、有機化合物等が用いられている。
例えば、ＩｎＰ結晶の成長を例にとると、塩化物を用い
た気相成長法（ＶＰＥ）では、Ｉｎは反応管内にセット
したｌｎ金属ソース上に塩化水素（＋−１ｃｊ７＞を供
給し、ＩｎＣｆ！とじてキャリアカスと共に基板領域に
輸送する。Ｐは水素化物であるボスフィン（ＰＨ３＞ガ
スを用い、導入管により基板領域に輸送する。その結果
、基板結晶上でＩｎ量膜か形成される。
た気相成長法（ＶＰＥ）では、Ｉｎは反応管内にセット
したｌｎ金属ソース上に塩化水素（＋−１ｃｊ７＞を供
給し、ＩｎＣｆ！とじてキャリアカスと共に基板領域に
輸送する。Ｐは水素化物であるボスフィン（ＰＨ３＞ガ
スを用い、導入管により基板領域に輸送する。その結果
、基板結晶上でＩｎ量膜か形成される。
こ〕場合、ｉｎソース上に供給するＨＣｆ！どの反応か
十分性われないと、ＩｎＣｊ２分圧が変動し、成長する
膜厚か変化するという欠点がある。反応を十分に行わせ
るには、Ｉｎソース温度、ＨＣｊ！どの接触時間等を考
慮にした複雑な装置、条件を必要とする。また、反応管
内にセットできるＩｎ量には限度があり、使用中にＩｎ
量が減少し、ＨＣｆ！との反応が変動するという欠点も
ある。
十分性われないと、ＩｎＣｊ２分圧が変動し、成長する
膜厚か変化するという欠点がある。反応を十分に行わせ
るには、Ｉｎソース温度、ＨＣｊ！どの接触時間等を考
慮にした複雑な装置、条件を必要とする。また、反応管
内にセットできるＩｎ量には限度があり、使用中にＩｎ
量が減少し、ＨＣｆ！との反応が変動するという欠点も
ある。
一方、有機金属原料を用いる熱分解法（ＭＯＣＶＤ）で
は、Ｉｎ原料′にトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ＞、
Ｐ原料にＰＨ３を用いてキャリアカスと共に反応管内の
成長領域に供給する。供給した原料は基板結晶上で反応
し、ＩｎＰ膜を形成する。この手法では原料ガスの導入
・遮断をバルブ操作で簡便に行うことかできる。また、
Ｉｎソース、ＨＣｌを使用しないため、ソース反応を考
慮しないで成長できる等の利点を持っている。しかし、
基板結晶のガスエツチング、再成長界面処理、選択的な
成長には不向きな成長方法でおる。
は、Ｉｎ原料′にトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ＞、
Ｐ原料にＰＨ３を用いてキャリアカスと共に反応管内の
成長領域に供給する。供給した原料は基板結晶上で反応
し、ＩｎＰ膜を形成する。この手法では原料ガスの導入
・遮断をバルブ操作で簡便に行うことかできる。また、
Ｉｎソース、ＨＣｌを使用しないため、ソース反応を考
慮しないで成長できる等の利点を持っている。しかし、
基板結晶のガスエツチング、再成長界面処理、選択的な
成長には不向きな成長方法でおる。
以上の二つの手法における欠点を取り除く方法として、
塩化物を用いた気相成長法と有機金属を用いる熱分解法
の長所を利用した方法かある。
塩化物を用いた気相成長法と有機金属を用いる熱分解法
の長所を利用した方法かある。
（Ｍ、 Ｙｏｓｈｉｄａ 、 ｅｔ ａｌ、、 Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ
５ｏｃｉｅｔｙ、 Ｖｏｌ、１３２（１９８５）
、 ９３０．）。
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ
５ｏｃｉｅｔｙ、 Ｖｏｌ、１３２（１９８５）
、 ９３０．）。
この方法では、反応管は電気炉で加熱され、■族元素の
有機金属とＶ族元素の塩化物がキャリアガスによって別
々に反応管内に導入される。■族元素の有機金属とＶ族
元素の塩化物の反応か十分性われないと、分解した有機
金属から金属か析出する。そのため、高温度領域で混合
する必要かある。
有機金属とＶ族元素の塩化物がキャリアガスによって別
々に反応管内に導入される。■族元素の有機金属とＶ族
元素の塩化物の反応か十分性われないと、分解した有機
金属から金属か析出する。そのため、高温度領域で混合
する必要かある。
しかし、■族元素の有機金属は３００度以上で容易に分
解反応かおこるため、導入前の分解を抑えるために複雑
な冷却機構を持つ導入管を必要とした。
解反応かおこるため、導入前の分解を抑えるために複雑
な冷却機構を持つ導入管を必要とした。
以上の知見に基づき、我々が試みた成長装置の概略構成
図を第２図に示す。本装置は、Ｉｎ原料にトリメチルイ
ンジウム（丁ＭＩｎ）と塩化水素（ＨＣｌ）との反応に
よって得られるＩｎＣｊｌ！を、Ｖ族原料にターシャル
ブチルホスフィン（ＴＢＰ）を用いてＩｎＰ膜を形成す
るものでおる。
図を第２図に示す。本装置は、Ｉｎ原料にトリメチルイ
ンジウム（丁ＭＩｎ）と塩化水素（ＨＣｌ）との反応に
よって得られるＩｎＣｊｌ！を、Ｖ族原料にターシャル
ブチルホスフィン（ＴＢＰ）を用いてＩｎＰ膜を形成す
るものでおる。
反応管３１は、ＩｎＰ基板結晶３２領域と原料カスの混
合領域３３からなり、電気炉３４によって加熱される。
合領域３３からなり、電気炉３４によって加熱される。
丁ＭＴｎの導入管３５は水冷か可能な冷却機構３６を備
え、１００℃以下の温度に冷却されている。
え、１００℃以下の温度に冷却されている。
導入管３７よりＨＯｆｆ、導入管３８よりＴＢＰを導入
する。希釈ガスは水素（Ｈ２）カスを用いている。
する。希釈ガスは水素（Ｈ２）カスを用いている。
導入したＴＭ Ｉ ｎとＨＣｊ！ガスハフ００℃以上ノ
温度の混合鎮Ｈ，３３において反応し、ＩｎＣ１として
ＩｎＰ基板結晶３２へ輸送される。ＩｎＣβは基板結晶
３２領域で導入管３８より供給されたＴＢＰと反応し、
ＩｎＰ基板結晶３２上にＩｎＰ膜か形成される。
温度の混合鎮Ｈ，３３において反応し、ＩｎＣ１として
ＩｎＰ基板結晶３２へ輸送される。ＩｎＣβは基板結晶
３２領域で導入管３８より供給されたＴＢＰと反応し、
ＩｎＰ基板結晶３２上にＩｎＰ膜か形成される。
しかしなからこの装置では、冷却機構３６の一部を高温
度の反応管内に挿入するため、冷却水の蒸発による管の
破裂、過冷却による損傷の恐れかあるため危険である。
度の反応管内に挿入するため、冷却水の蒸発による管の
破裂、過冷却による損傷の恐れかあるため危険である。
また、導入管の噴出口から噴き出したＴＭ Ｉ ｎとＨ
Ｃｌの反応か十分性われるようにするために複雑な反応
管構造を必要とするなど、多くの問題点が明らかになっ
た。
Ｃｌの反応か十分性われるようにするために複雑な反応
管構造を必要とするなど、多くの問題点が明らかになっ
た。
本発明は、上記の従来の欠点を取り除き、危険な冷却機
構がなく、かつ有機金属の分解による■族金属の析出を
抑え、さらに複雑な反応管構造を必要としない■−ｖ族
化合物半導体の気相成長方法を提供することを目的とす
る。
構がなく、かつ有機金属の分解による■族金属の析出を
抑え、さらに複雑な反応管構造を必要としない■−ｖ族
化合物半導体の気相成長方法を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］
本発明は、■族元素を含む有機金属と塩化水素との反応
物である■族元素の一塩化物を加熱された反応管中の基
板結晶領域に輸送し、Ｖ族元素を含む原料と反応させて
基板結晶上にエピタキシャル成長を行う■−ｖ族化合物
半導体の気相成長方法において、■族元素を含む有機金
属と塩化水素をあらかじめ３００ ℃以下の温度で混合
し、該混合物を反応管内に導入することを特徴とする■
−ｖ族化合物半導体の気相成長方法である。
物である■族元素の一塩化物を加熱された反応管中の基
板結晶領域に輸送し、Ｖ族元素を含む原料と反応させて
基板結晶上にエピタキシャル成長を行う■−ｖ族化合物
半導体の気相成長方法において、■族元素を含む有機金
属と塩化水素をあらかじめ３００ ℃以下の温度で混合
し、該混合物を反応管内に導入することを特徴とする■
−ｖ族化合物半導体の気相成長方法である。
［作用］
本発明では■族元素の有機金属をあらかじめ塩化水素（
ＨＣＩ！＞と混合し、この混合カスを導入管から反応管
に供給する。このため、導入管の高温領域で有機金属か
分解した必と、ただちに塩化水素と反応するので、導入
管および反応管への■族元素の析出をなくすことができ
る。また、■族元素の有機金属の分解を防ぐための冷却
装置も必要としない。
ＨＣＩ！＞と混合し、この混合カスを導入管から反応管
に供給する。このため、導入管の高温領域で有機金属か
分解した必と、ただちに塩化水素と反応するので、導入
管および反応管への■族元素の析出をなくすことができ
る。また、■族元素の有機金属の分解を防ぐための冷却
装置も必要としない。
［実施例］
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図は、本発明の一実施例に使用する成長装置の一例
の概略構成図である。この実施例ではＩｎＰの成長を例
に説明する。反応管１１は電気炉１２により加熱され、
高温領域１３と成長領域１４からなる。導入管１５より
トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、塩化水素（ＨＣｆ
り、水素（Ｈ２）を、導入管１６よりターシャルブチル
ホスフィン（ＴＢＰ）、Ｈ２を供給する。
の概略構成図である。この実施例ではＩｎＰの成長を例
に説明する。反応管１１は電気炉１２により加熱され、
高温領域１３と成長領域１４からなる。導入管１５より
トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、塩化水素（ＨＣｆ
り、水素（Ｈ２）を、導入管１６よりターシャルブチル
ホスフィン（ＴＢＰ）、Ｈ２を供給する。
ＴＭＩ ｎ、ＴＢＰ供給量は、蒸気圧と気化器を通るＨ
２流量によって制御している。ＴＭ Ｉ ｎ気化器、Ｔ
ＢＰ気化器の温度をそれぞれ４０°Ｃ１１０°Ｃに設定
した。高温領域１３の温度を７００℃、基板結晶１７の
温度を５７０°Ｃとした。その他の条件を上記に示す。
２流量によって制御している。ＴＭ Ｉ ｎ気化器、Ｔ
ＢＰ気化器の温度をそれぞれ４０°Ｃ１１０°Ｃに設定
した。高温領域１３の温度を７００℃、基板結晶１７の
温度を５７０°Ｃとした。その他の条件を上記に示す。
ＨＣＮ 流量 １．８ ｃｃ
／ｍｉｎＴＭＩｎの気化器を 通るＨ２流量 ２００ ｃｃ／ｖｎＴＢＰの気化
器を 通るＨ２流量 ２７ ｃｃ／ｍ＋ｎ−８ｔす７
Ｈ２流量 ３５００ ｃｃ／ｍ１ｎＩｎＰ基板
結晶１７を設置した反応管１１を電気炉１２によって昇
温する。昇温中のＩｎＰ基板結晶１７の熱損傷を防ぐた
めに、反応管１１の温度か３００℃以上に達したところ
でＴＢＰを導入管１６より供給する。ＴＢＰは高温領域
１３を通過する際に分解し、主としてＰ４で成長領域１
４に輸送される。温度か安定したところでＴＭ Ｉ ｎ
とＨＣｌ２を室温て混合し、導入管１５より供給する。
／ｍｉｎＴＭＩｎの気化器を 通るＨ２流量 ２００ ｃｃ／ｖｎＴＢＰの気化
器を 通るＨ２流量 ２７ ｃｃ／ｍ＋ｎ−８ｔす７
Ｈ２流量 ３５００ ｃｃ／ｍ１ｎＩｎＰ基板
結晶１７を設置した反応管１１を電気炉１２によって昇
温する。昇温中のＩｎＰ基板結晶１７の熱損傷を防ぐた
めに、反応管１１の温度か３００℃以上に達したところ
でＴＢＰを導入管１６より供給する。ＴＢＰは高温領域
１３を通過する際に分解し、主としてＰ４で成長領域１
４に輸送される。温度か安定したところでＴＭ Ｉ ｎ
とＨＣｌ２を室温て混合し、導入管１５より供給する。
高温領域１３て発生したＩｎＣβは成長領域１４に輸送
される。導入管１５゜１６より噴き出した原料ガス同士
の反応でＩｎＰ基板結晶１７上にＩｎＰ膜が堆積する。
される。導入管１５゜１６より噴き出した原料ガス同士
の反応でＩｎＰ基板結晶１７上にＩｎＰ膜が堆積する。
得られたＩｎＰ膜は鏡面であり、３０分の成長で１．９
ＪＪＪｎの膜厚が得られた。また、Ｓ ｉ ０２をマス
クとして開口部を形成したＩｎＰ基板結晶上の成長では
、マスク上には全く析出物はなく、選択成長か可能であ
った。
ＪＪＪｎの膜厚が得られた。また、Ｓ ｉ ０２をマス
クとして開口部を形成したＩｎＰ基板結晶上の成長では
、マスク上には全く析出物はなく、選択成長か可能であ
った。
本実施例ではＴＭ Ｉ ｎとＨＣｌの混合を、室温で行
った場合について示したが、ＴＭ Ｉ ｎか分解しない
温度（〜３００℃）以下であればよい。また、ＴＭＩｎ
原料の導入例を示したか、その他の■族元素の有機金属
とＨＣｊ！を混合し導入しても同様の効果か得られる。
った場合について示したが、ＴＭ Ｉ ｎか分解しない
温度（〜３００℃）以下であればよい。また、ＴＭＩｎ
原料の導入例を示したか、その他の■族元素の有機金属
とＨＣｊ！を混合し導入しても同様の効果か得られる。
［発明の効果１
以上述へたように、本発明による気相エピタキシャル成
長方法を用いれば、ホットウｔ−ル反応管を使用しても
、導入管内における■族元素の有機金属原料カスの分解
を抑えることかできる。そのため、従来のように冷却機
構を必要とゼす、危険性か低減化されると共に、反応管
構造か簡略化されるという効果を有する。
長方法を用いれば、ホットウｔ−ル反応管を使用しても
、導入管内における■族元素の有機金属原料カスの分解
を抑えることかできる。そのため、従来のように冷却機
構を必要とゼす、危険性か低減化されると共に、反応管
構造か簡略化されるという効果を有する。
第１図は本発明の方法に用いられる成長装置の一例の概
略構成図、第２図は従来技術による方法に用いられる成
長装置の一例の概略構成図である。 １１、３１・・・反応管 １２、３４・・・電気炉 １３・・・高温領域 １４・・・成長領域 １５、１６．３５．３７．３８・・・導入管１７、３２
−Ｉ ｎ Ｐ基板結晶 ３３・・・混合領域 ３６・・・冷却機構
略構成図、第２図は従来技術による方法に用いられる成
長装置の一例の概略構成図である。 １１、３１・・・反応管 １２、３４・・・電気炉 １３・・・高温領域 １４・・・成長領域 １５、１６．３５．３７．３８・・・導入管１７、３２
−Ｉ ｎ Ｐ基板結晶 ３３・・・混合領域 ３６・・・冷却機構
Claims (1)
- （１）III族元素を含む有機金属と塩化水素との反応物
であるIII族元素の一塩化物を加熱された反応管中の基
板結晶領域に輸送し、Ｖ族元素を含む原料と反応させて
基板結晶上にエピタキシャル成長を行うIII−Ｖ族化合
物半導体の気相成長方法において、III族元素を含む有
機金属と塩化水素をあらかじめ３００℃以下の温度で混
合し、該混合物を反応管内に導入することを特徴とする
III−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4553190A JPH03250623A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ３―５族化合物半導体の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4553190A JPH03250623A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ３―５族化合物半導体の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03250623A true JPH03250623A (ja) | 1991-11-08 |
Family
ID=12721984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4553190A Pending JPH03250623A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ３―５族化合物半導体の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03250623A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5370738A (en) * | 1992-03-06 | 1994-12-06 | Pioneer Electronic Corporation | Compound semiconductor vapor phase epitaxial device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5439387A (en) * | 1977-07-11 | 1979-03-26 | Hewlett Packard Yokogawa | Manufacture of 335 group substances |
| JPH01179312A (ja) * | 1988-01-05 | 1989-07-17 | Nec Corp | ３‐５族化合物半導体の気相成長方法 |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4553190A patent/JPH03250623A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JPS5439387A (en) * | 1977-07-11 | 1979-03-26 | Hewlett Packard Yokogawa | Manufacture of 335 group substances |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5370738A (en) * | 1992-03-06 | 1994-12-06 | Pioneer Electronic Corporation | Compound semiconductor vapor phase epitaxial device |
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