JPH039077B2 - - Google Patents
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- JPH039077B2 JPH039077B2 JP57214164A JP21416482A JPH039077B2 JP H039077 B2 JPH039077 B2 JP H039077B2 JP 57214164 A JP57214164 A JP 57214164A JP 21416482 A JP21416482 A JP 21416482A JP H039077 B2 JPH039077 B2 JP H039077B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/08—Reaction chambers; Selection of materials therefor
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は未成長部分を伴わない結晶成長方法に
関する。
関する。
(b) 技術の背景
MO−CVD法は化合物結晶の気相成長に際し
て、この化合物の成分元素を含む有機金属化合物
を原料として用いることから名付けられたもので
あり、これまで−族化合物および−族化
合物結晶の気相成長が多く行われている。
て、この化合物の成分元素を含む有機金属化合物
を原料として用いることから名付けられたもので
あり、これまで−族化合物および−族化
合物結晶の気相成長が多く行われている。
こゝで−族の場合について説明すると、
族元素成分としては族金属元素例えばガリウム
（Ga）、アルミニウム（Al）、インジウム（In）な
どのアルキル化物例えばメチル化物或いはエチル
化物が、また族元素成分としてはＶ族非金属元
素例えば窒素（Ｎ）、燐（Ｐ）、砒素（As）など
の水素化物が用いられている。
族元素成分としては族金属元素例えばガリウム
（Ga）、アルミニウム（Al）、インジウム（In）な
どのアルキル化物例えばメチル化物或いはエチル
化物が、また族元素成分としてはＶ族非金属元
素例えば窒素（Ｎ）、燐（Ｐ）、砒素（As）など
の水素化物が用いられている。
MO−CVD法の特徴は成長させる化合物結晶
の成分元素をガスの状態で成長炉に導入すること
ができ、結晶成長の行われる基板領域だけを一定
温度に加熱すればよいために装置の構成が簡単で
あり、結晶成長反応が非可逆的で且つ熱分解的に
進行するので異種基板上へのエピタキシヤル成長
が可能であり、また結晶成長速度を大幅に変化で
きるなどの利点がある。
の成分元素をガスの状態で成長炉に導入すること
ができ、結晶成長の行われる基板領域だけを一定
温度に加熱すればよいために装置の構成が簡単で
あり、結晶成長反応が非可逆的で且つ熱分解的に
進行するので異種基板上へのエピタキシヤル成長
が可能であり、また結晶成長速度を大幅に変化で
きるなどの利点がある。
こゝでエピタキシヤル成長に当つて必要なこと
は結晶基板上に均一に結晶成長が行われることで
あつて僅かの未成長部分があつてはならない。
は結晶基板上に均一に結晶成長が行われることで
あつて僅かの未成長部分があつてはならない。
それで結晶成長に当つては結晶基板に対して充
分な清浄化処理が行われている。
分な清浄化処理が行われている。
然し乍ら結晶成長に際して反応管壁に分解柝出
した成分元素或は化合物が管壁との接着力が弱い
ためキヤリアガスのガス流により剥離し、これが
結晶基板上に飛来し柝出し、これが原因して未成
長部分を生ずることがある。本発明はかゝる未成
長部分を排除した結晶成長装置に関するものであ
る。
した成分元素或は化合物が管壁との接着力が弱い
ためキヤリアガスのガス流により剥離し、これが
結晶基板上に飛来し柝出し、これが原因して未成
長部分を生ずることがある。本発明はかゝる未成
長部分を排除した結晶成長装置に関するものであ
る。
(c) 従来技術と問題点
第１図はMO−CVD法により結晶成長を行う
反応管の構成図であつてガリウム砒素（GaAs）、
サフアイア（α・Al2O3）、マグネシヤスピネル
（MgO・AAl2O3）などの結晶基板１の上にGaAs
のエピタキシヤル成長を行う場合について説明す
ると次のようになる。
反応管の構成図であつてガリウム砒素（GaAs）、
サフアイア（α・Al2O3）、マグネシヤスピネル
（MgO・AAl2O3）などの結晶基板１の上にGaAs
のエピタキシヤル成長を行う場合について説明す
ると次のようになる。
石英製の縦型反応管２の中央部にはカーボンサ
セプタ３が回転軸４の上に設けられてモータによ
り低速回転するように構成されている。カーボン
サセプタ３は反応管２の外側に設けた高周波コイ
ル５により誘導加熱されるが、このカーボンサセ
プタ３の上部に設けられている凹部には結晶成長
が行われる結晶基反１が載置されている。
セプタ３が回転軸４の上に設けられてモータによ
り低速回転するように構成されている。カーボン
サセプタ３は反応管２の外側に設けた高周波コイ
ル５により誘導加熱されるが、このカーボンサセ
プタ３の上部に設けられている凹部には結晶成長
が行われる結晶基反１が載置されている。
こゝで反応ガスはGaのアルキル化物例えばト
リメチルガリウム（Ga（CH3）3）とAsの水素化物
例えばアルシン（AsH3）からなるがこれとキヤ
リアガスとして用いる水素ガス（H2）との混合
ガスは給気口６から組成比と流量を調節しながら
反応管２の内部へ導入され、熱分解終了後は排出
口７から排出される。次に結晶成長が行われる結
晶基板１の周囲には石英製のライナ管８が設けら
れているが、これを設ける目的は反応管２の内壁
が熱分解生成物により汚染されるのを防ぐことで
ある。
リメチルガリウム（Ga（CH3）3）とAsの水素化物
例えばアルシン（AsH3）からなるがこれとキヤ
リアガスとして用いる水素ガス（H2）との混合
ガスは給気口６から組成比と流量を調節しながら
反応管２の内部へ導入され、熱分解終了後は排出
口７から排出される。次に結晶成長が行われる結
晶基板１の周囲には石英製のライナ管８が設けら
れているが、これを設ける目的は反応管２の内壁
が熱分解生成物により汚染されるのを防ぐことで
ある。
こゝでGaAs、α・Al2O3、MgO・Al2O3など
からなる結晶基板１へのGaAsの成長は高周波誘
導加熱によりカーボンサセプタ３を600〜800〔℃〕
に加熱し乍ら反応ガスを流すことにより、 Ga（CH3）3＋AsH3→GaAs＋3CH4 ……(1) の反応を進行させ、エピタキシヤル成長又はヘテ
ロエピタキシヤル成長が行われる。
からなる結晶基板１へのGaAsの成長は高周波誘
導加熱によりカーボンサセプタ３を600〜800〔℃〕
に加熱し乍ら反応ガスを流すことにより、 Ga（CH3）3＋AsH3→GaAs＋3CH4 ……(1) の反応を進行させ、エピタキシヤル成長又はヘテ
ロエピタキシヤル成長が行われる。
然し反応生成物は結晶基板１の上だけに成長す
るものではなくライナ管８やカーボンサセプタ３
にも柝出し、この場合はエピタキシヤル成長では
ないので付着力が弱く、キヤリアガスのガス流に
よつて剥離し微粉となつて飛散することがある。
るものではなくライナ管８やカーボンサセプタ３
にも柝出し、この場合はエピタキシヤル成長では
ないので付着力が弱く、キヤリアガスのガス流に
よつて剥離し微粉となつて飛散することがある。
また分解生成物はGaAsに限らずGa（CH3）3や
AsH3が単独に分解して生ずるGa、Asなどがあ
る。そこで結晶成長に先立ち或は成長中にこのよ
うな微粉末が結晶基板上に付着すると、その部分
では結晶成長が行われずピツト状の未成長部分を
生ずることゝなる。これを避けるために結晶基板
１の周りに設けられているライナ管８は結晶成長
を行つた度毎に反応管２から取り出し付着物を溶
解除去する清浄化処理を行う必要があり、結晶成
長工程の能率を妨げていた。
AsH3が単独に分解して生ずるGa、Asなどがあ
る。そこで結晶成長に先立ち或は成長中にこのよ
うな微粉末が結晶基板上に付着すると、その部分
では結晶成長が行われずピツト状の未成長部分を
生ずることゝなる。これを避けるために結晶基板
１の周りに設けられているライナ管８は結晶成長
を行つた度毎に反応管２から取り出し付着物を溶
解除去する清浄化処理を行う必要があり、結晶成
長工程の能率を妨げていた。
(d) 発明の目的
本発明はエピタキシヤル成長中に結晶基板上に
飛来し付着して未成長部分を形成する微細な反応
生成分の発生を抑制することを目的とする。
飛来し付着して未成長部分を形成する微細な反応
生成分の発生を抑制することを目的とする。
(e) 発明の構成
上記目的は本発明により結晶成長用ガスの給気
口が一端に、排出口が他端に設けられた石英製反
応管内には、結晶成長用ガス流に対にして垂直方
向に結晶成長が行なわれる結晶基板が配置され、
該結晶基板は、給気口に近接する位置に通気窓を
有し、かつ結晶成長用ガスの流路上結晶基板の後
方までの長さを有する単結晶体材よりなる保護管
で包囲されていることを特徴とする結晶成長装置
によつて達成される。
口が一端に、排出口が他端に設けられた石英製反
応管内には、結晶成長用ガス流に対にして垂直方
向に結晶成長が行なわれる結晶基板が配置され、
該結晶基板は、給気口に近接する位置に通気窓を
有し、かつ結晶成長用ガスの流路上結晶基板の後
方までの長さを有する単結晶体材よりなる保護管
で包囲されていることを特徴とする結晶成長装置
によつて達成される。
(f) 発明の実施例
本発明はエピタキシヤル成長が行われる結晶基
板の周囲をエピタキシヤル成長或はヘテロエピタ
キシヤル成長が可能な単結晶体材で覆うことによ
り反応生成物の密着性を良くし、これにより微粉
状となつて飛散するのを抑制するものである。
板の周囲をエピタキシヤル成長或はヘテロエピタ
キシヤル成長が可能な単結晶体材で覆うことによ
り反応生成物の密着性を良くし、これにより微粉
状となつて飛散するのを抑制するものである。
第２図は本発明を実施した反応管の構成図であ
り、また第３図はライナ管上部に設けた本発明に
係る保護管の斜視図また第４図は保護管の枠体と
単結晶体材との関係を示す平面図である。
り、また第３図はライナ管上部に設けた本発明に
係る保護管の斜視図また第４図は保護管の枠体と
単結晶体材との関係を示す平面図である。
本発明は従来のライナ管を改造し、この上部を
単結晶体材を内張りした保護管に置き換えるもの
である。
単結晶体材を内張りした保護管に置き換えるもの
である。
すなわち第２図乃至第４図に示す実施例におい
ては石英製のライナ管９は角柱状をなし、この上
に保護管１０が載置されている。こゝで保護管１
０の枠体１１は石英で形成されており、これに例
えばMgO・Al2O3からなる単結晶体材１２が挿着
されると共に通気窓１３が設けられている単結晶
体材１４は石英からなる枠体１１の上に載置され
ている。この場合通気窓１３は反応管の給気口に
対向近接した位置にある。このようにカーボンサ
セプタ３の上に置かれて結晶成長が行われる結晶
基板１の周囲をこれと同様にエピタキシヤル成長
が可能な材料からなる単結晶体材１２，１４でガ
ス流路上結晶基板の後方まで囲つておけば従来サ
セプタ３からの輻射により加熱されてライナ管壁
で生じた柝出は、本発明においては、単結晶体材
１２，１４上において、単結晶として柝出するこ
とになるので、反応生成物の付着力は従来の石英
板と較べて格段に強いためキヤリアガスの流れに
より剥離して飛散することはない。
ては石英製のライナ管９は角柱状をなし、この上
に保護管１０が載置されている。こゝで保護管１
０の枠体１１は石英で形成されており、これに例
えばMgO・Al2O3からなる単結晶体材１２が挿着
されると共に通気窓１３が設けられている単結晶
体材１４は石英からなる枠体１１の上に載置され
ている。この場合通気窓１３は反応管の給気口に
対向近接した位置にある。このようにカーボンサ
セプタ３の上に置かれて結晶成長が行われる結晶
基板１の周囲をこれと同様にエピタキシヤル成長
が可能な材料からなる単結晶体材１２，１４でガ
ス流路上結晶基板の後方まで囲つておけば従来サ
セプタ３からの輻射により加熱されてライナ管壁
で生じた柝出は、本発明においては、単結晶体材
１２，１４上において、単結晶として柝出するこ
とになるので、反応生成物の付着力は従来の石英
板と較べて格段に強いためキヤリアガスの流れに
より剥離して飛散することはない。
アルシンとトリメチルガリウムの場合、400℃
程度から反応が生ずるが、サセプタ側に向つたキ
ヤリアガス流は高温のまま一部単結晶体材１２，
１４側の比較的温部に到達した場合でも分解する
所には単結晶体材があるのであるから、その場合
には単結晶として柝出することになり、後に、キ
ヤリアガスにより飛散されることはない。
程度から反応が生ずるが、サセプタ側に向つたキ
ヤリアガス流は高温のまま一部単結晶体材１２，
１４側の比較的温部に到達した場合でも分解する
所には単結晶体材があるのであるから、その場合
には単結晶として柝出することになり、後に、キ
ヤリアガスにより飛散されることはない。
それで従来は結晶成長が行われる度毎にライナ
管を取り外して付着物を溶解除去する清浄化処理
を行う必要があつたが本発明に係る保護管の使用
する場合は定期的に行えばよい。
管を取り外して付着物を溶解除去する清浄化処理
を行う必要があつたが本発明に係る保護管の使用
する場合は定期的に行えばよい。
(g) 発明の効果
本発明では、ライナー管の一部を改善し、反応
ガスが分解し、柝出する所に単結晶体を配置する
ようにしたので、結晶成長過程に飛来して未成長
個所を形成する微細反応生成物の発生を抑制する
ことができるので製造歩留りを上げることがで
き、またライナ管の清浄化作業の頻度を減らせる
ことから作業工程の効率化に寄与することができ
た。
ガスが分解し、柝出する所に単結晶体を配置する
ようにしたので、結晶成長過程に飛来して未成長
個所を形成する微細反応生成物の発生を抑制する
ことができるので製造歩留りを上げることがで
き、またライナ管の清浄化作業の頻度を減らせる
ことから作業工程の効率化に寄与することができ
た。
第１図は従来の反応管の構成図、第２図は本発
明に係る反応管の構成図、第３図は保護管の斜視
図また第４図は枠体と単結晶体材との関係図であ
る。 図において、１は結晶基板、１２，１４は単結
晶体材、２は反応管、３はカーボンサセプタ、
８，９はライナ管、１０は保護管、１１は枠体。
明に係る反応管の構成図、第３図は保護管の斜視
図また第４図は枠体と単結晶体材との関係図であ
る。 図において、１は結晶基板、１２，１４は単結
晶体材、２は反応管、３はカーボンサセプタ、
８，９はライナ管、１０は保護管、１１は枠体。
Claims (1)
- １ 結晶成長用ガスの給気口が一端に、排出口が
他端に設けられた石英製反応管内には、結晶成長
用ガス流に対し垂直方向に結晶成長が行なわれる
結晶基板が配置され、該結晶基板は、給気口に近
接する位置に通気窓を有し、かつ結晶成長用ガス
の流路上結晶基板の後方までの長さを有する単結
晶体材よりなる保護管で包囲されていることを特
徴とする結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21416482A JPS59107998A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21416482A JPS59107998A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107998A JPS59107998A (ja) | 1984-06-22 |
| JPH039077B2 true JPH039077B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=16651289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21416482A Granted JPS59107998A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59107998A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2655772B1 (fr) * | 1989-12-08 | 1992-01-24 | Thomson Composants Microondes | Dispositif antipollution pour bati vertical de depot en phase gazeuse. |
| JPH10242057A (ja) * | 1997-02-25 | 1998-09-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 縦型ｃｖｄ装置 |
| JP2008180222A (ja) * | 2008-02-12 | 2008-08-07 | Kawamoto Pump Mfg Co Ltd | エアトラップ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788099A (en) * | 1980-11-20 | 1982-06-01 | Fujitsu Ltd | Vapor phase growing method for compound semiconductor |
-
1982
- 1982-12-07 JP JP21416482A patent/JPS59107998A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788099A (en) * | 1980-11-20 | 1982-06-01 | Fujitsu Ltd | Vapor phase growing method for compound semiconductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59107998A (ja) | 1984-06-22 |
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