JPH04324623A - Device and method for vapor phase growth - Google Patents
Device and method for vapor phase growthInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は気相成長装置と気相成長
方法に関し、特に、その気相成長装置を用いて半導体基
板上に半導体結晶層を形成する技術に関するものである
。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor-phase growth apparatus and a vapor-phase growth method, and more particularly to a technique for forming a semiconductor crystal layer on a semiconductor substrate using the vapor-phase growth apparatus.
【０００２】0002
【従来の技術】気相成長装置を用いて半導体結晶を成長
させる際には、原料をそのまま、あるいは不活性ガスで
あるキャリアガスと共に反応炉に導入し、反応炉内で加
熱されている半導体基板上での熱反応を利用して、半導
体結晶層を成長させる。[Prior Art] When growing semiconductor crystals using a vapor phase growth apparatus, raw materials are introduced into a reactor as they are or together with an inert carrier gas, and a semiconductor substrate is heated in the reactor. A semiconductor crystal layer is grown using the thermal reaction above.
【０００３】２種類以上の結晶構造を続けて成長させる
場合には、第１の結晶層に必要な原料をオフした後、第
２の結晶層に必要な原料をオンすることによって、異な
る結晶層を積層することができる。このときに、反応炉
に導入されるガスの流速や圧力の変動などがあると、基
板上に供給されるガスの流れに乱れが生じ、結晶の特性
、特に二つの結晶層の切り替わり界面の急峻性を損なう
ことになる。When growing two or more types of crystal structures in succession, different crystal layers can be grown by turning off the raw material necessary for the first crystal layer and then turning on the raw material necessary for the second crystal layer. can be stacked. At this time, if there are fluctuations in the flow rate or pressure of the gas introduced into the reactor, turbulence will occur in the flow of the gas supplied onto the substrate, which will affect the characteristics of the crystal, especially the sharpness of the interface between the two crystal layers. It will damage your sexuality.
【０００４】このことを避けるために、急峻な界面を形
成することを目的とする気相成長法では、例えば、以下
に示す専門誌
“Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔ
ｈ ９３ ｐ．３５３−３５８（１９８８）”に示され
ているような、ベントランシステムが用いられる。ベン
トランシステムは図６に示すように、反応炉１に接続さ
れて必要なガスを送り込むランライン４と、反応炉１を
バイパスして排気管８より不要なガスを排気管８より排
気するベントライン５とを持っている。原料ライン７は
、成長時にはランライン４に接続され、成長を停止する
ときにはベントライン５に接続される。このことによっ
て原料ライン７に流すガスの流量を常に一定にしておく
ことができる。しかし、これだけでは、ランライン４を
流れるガスの総量が成長時とベント時とで変化してしま
う。このことを防ぐ役目を果たすのが、ダミーライン６
である。ダミーライン６は通常原料ライン１本に対し１
本設けられ、対応する原料ライン７中のガスの流量と同
じ流量のガスが流される。ダミーライン６には、キャリ
アガスとして用いるために水素あるいは窒素などの不活
性ガスが流される。このダミーライン６を、対応する原
料ライン７がランライン４に接続されているときにはベ
ントライン５に、逆に原料ライン７がベントライン５に
接続されているときにはランライン４に接続させる。こ
のことによりランライン４に流れるガス流量を常に一定
に保つことができる。[0004] In order to avoid this, in the vapor phase growth method that aims to form a steep interface, for example, the following specialized journal "Journal of Crystal Grow"
h 93 p. 353-358 (1988)" is used. The vent run system, as shown in FIG. It has a vent line 5 that bypasses the reactor 1 and exhausts unnecessary gas from the exhaust pipe 8.The raw material line 7 is connected to the run line 4 during growth, and is connected to the run line 4 when growth is stopped. It is connected to the line 5. This allows the flow rate of the gas flowing into the raw material line 7 to be always constant.However, this alone does not allow the total amount of gas flowing through the run line 4 to change between the growth time and the venting time. Dummy line 6 is used to prevent this from happening.
It is. Dummy line 6 is usually 1 for each raw material line.
The gas flow rate is the same as the gas flow rate in the corresponding raw material line 7. An inert gas such as hydrogen or nitrogen is flowed through the dummy line 6 to be used as a carrier gas. This dummy line 6 is connected to the vent line 5 when the corresponding raw material line 7 is connected to the run line 4, and conversely to the run line 4 when the raw material line 7 is connected to the vent line 5. This allows the gas flow rate flowing through the run line 4 to be kept constant.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ランライン４
に流れるガス流量を一定にするだけでは、ガスの切り替
えに伴うランライン４内のガスの流れの乱れを完全にな
くすことはできない。ガスは通常内径数ミリメートルと
いう細い配管を用いて流される。また、ガスの切り替え
のためには狭いオリフィスを持ったバルブが配管中に挿
入される。ガスはこのような配管、バルブを通るときに
抵抗を受け、その結果として配管内に圧力分布が形成さ
れる。ガスの受ける抵抗は、ガスの流量だけでなく、ガ
スの種類に大きく依存する。特にそのガスの持つ平均分
子量の大きさに依存し、平均分子量が大きくなるほど抵
抗が大きくなる。[Problem to be solved by the invention] However, run line 4
It is not possible to completely eliminate disturbances in the gas flow in the run line 4 caused by gas switching simply by keeping the flow rate of the gas flowing through the run line 4 constant. The gas is passed through thin pipes, usually with an inner diameter of several millimeters. Additionally, a valve with a narrow orifice is inserted into the piping to switch gases. Gas encounters resistance when passing through such piping and valves, and as a result, a pressure distribution is formed within the piping. The resistance experienced by the gas depends not only on the flow rate of the gas but also on the type of gas. In particular, it depends on the average molecular weight of the gas, and the higher the average molecular weight, the higher the resistance.
【０００６】前述の従来例では、ランラインに流される
ガスの総流量は常に一定であるが、原料ラインに流され
る原料ガスと、ダミーラインに流されるダミーガスとで
はその平均分子量が異なるため、ガスの切り替えに伴い
、配管内の圧力分布に変動が生じ、結果として、形成さ
れる半導体結晶層の界面の急峻性を損ねるという問題が
あった。In the conventional example described above, the total flow rate of the gas flowing through the run line is always constant, but the average molecular weight of the raw material gas flowing through the raw material line and the dummy gas flowing through the dummy line are different. As a result, there is a problem in that the pressure distribution within the pipe fluctuates, and as a result, the steepness of the interface of the semiconductor crystal layer to be formed is impaired.
【０００７】そこで本発明は、上記の問題点を解決した
気相成長装置および気相成長方法を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus and a vapor phase growth method that solve the above-mentioned problems.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、内部で気相成
長を行う反応炉と、反応炉に接続されて気相成長に必要
なガスを送るランラインと、反応炉から導出された排気
管まで延設されて不要なガスを送るベントラインと、気
相成長に用いる原料を送る原料ラインと、原料ガスに代
替されるダミーガスを送るダミーラインとを備え、原料
ラインとダミーラインがランラインとベントラインに逆
方向に接続・切り替えされる気相成長装置において、ダ
ミーラインは、対応する原料ガスと等しい平均分子量の
ダミーガスを構成する２種類以上の不活性ガス源に接続
されていることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a reactor for internally performing vapor phase growth, a run line connected to the reactor to send gas necessary for vapor phase growth, and an exhaust gas led out from the reactor. Equipped with a vent line that extends to the pipe and sends unnecessary gas, a raw material line that sends the raw material used for vapor phase growth, and a dummy line that sends a dummy gas that is substituted for the raw material gas, and the raw material line and dummy line are connected to the run line. In a vapor phase growth apparatus that is connected and switched in the opposite direction to the vent line and the vent line, the dummy line is connected to two or more types of inert gas sources that constitute the dummy gas with the same average molecular weight as the corresponding source gas. Features.
【０００９】一方、本発明に係る気相成長方法では、原
料ガスとダミーガスをそれぞれ原料ラインとダミーライ
ンに送り、さらに、気相成長に必要なガスを送るランラ
インあるいは不要なガスを排気するベントラインのいず
れかに別々に同時に送ることによって、反応炉内に設置
された半導体基板表面に半導体結晶層を成長させる気相
成長方法において、ダミーガスをダミーラインに送る際
に、２種類以上の不活性ガスを混合して対応する原料ガ
スと等しい平均分子量のダミーガスとすることを特徴と
する。なお、前述のダミーガスは、水素ガス、窒素ガス
、アルゴンガスの内の２種類以上の不活性ガスで構成さ
れている。On the other hand, in the vapor phase growth method according to the present invention, the raw material gas and dummy gas are sent to the raw material line and the dummy line, respectively, and furthermore, a run line is used to send the gas necessary for the vapor phase growth, or a vent is used to exhaust unnecessary gas. In the vapor phase growth method, in which a semiconductor crystal layer is grown on the surface of a semiconductor substrate installed in a reactor by simultaneously sending dummy gases to one of the dummy lines, two or more types of inert gases are The method is characterized in that the gases are mixed to form a dummy gas having the same average molecular weight as the corresponding source gas. Note that the above-mentioned dummy gas is composed of two or more types of inert gases among hydrogen gas, nitrogen gas, and argon gas.
【００１０】0010
【作用】本発明によれば、ダミーラインは原料ガスと等
しい平均分子量のダミーガスを構成する２種類以上の不
活性ガスの供給装置に接続されているため、予め対応す
る原料ガスの平均分子量に合わせて不活性ガスの混合比
を設定することが可能となる。[Operation] According to the present invention, since the dummy line is connected to the supply device for two or more types of inert gases that constitute the dummy gas having the same average molecular weight as the raw material gas, the dummy line is adjusted in advance to the average molecular weight of the corresponding raw material gas. It becomes possible to set the mixing ratio of inert gas.
【００１１】また、前述のダミーラインには、対応する
原料ガスとほぼ等しい平均分子量となる２種類以上の不
活性ガスの混合体を送って接続の切り替えを行うため、
ランラインに流すガスの総流量を常に一定にすると共に
、その配管内の圧力分布も常に一定に保つことができる
。なお、原料ガスの平均分子量に対応させて、ダミーラ
インに流すガスを水素ガス、窒素ガス、アルゴンガスの
中から選択することが可能である。[0011] Furthermore, in order to switch the connection by sending a mixture of two or more types of inert gases having an average molecular weight approximately equal to that of the corresponding raw material gas to the above-mentioned dummy line,
The total flow rate of gas flowing through the run line can be kept constant at all times, and the pressure distribution within the piping can also be kept constant at all times. Note that it is possible to select the gas to flow through the dummy line from among hydrogen gas, nitrogen gas, and argon gas, depending on the average molecular weight of the raw material gas.
【００１２】0012
【実施例】本発明の実施例に係る気相成長装置を、有機
金属気相成長方法に用いる場合について説明する。図１
は、その気相成長装置を示す図である。図示されている
ように、半導体結晶層を成長させる基板２がサセプタ３
上に設置されている反応炉１の上部、及び下部には、半
導体結晶層の成長に必要なガスを導入するためのランラ
イン４及び反応炉１をバイパスして不要なガスを排気管
８より排気するためのベントライン５がそれぞれ接続さ
れている。これらランライン４とベントライン５には、
そのいずれかのラインに別々に同時に、原料ガスあるい
はダミーガスを送る原料ライン７とダミーライン６が接
続されている。この原料ライン７は、原料のＶ族ガスと
してＡｓＨ３ （アルシン）、ＰＨ３ （フォスフィン
）、同じくＩＩＩ 族ガスとしてＴＭＧ（トリメチルガ
リウム）、ＴＥＧ （トリエチルガリウム）、ＴＭＩ
（トリメチルインジウム）などの有機金属が入れられて
いるバブラー等に接続されている。このＶ族ガスは通常
水素ガスにより一定の濃度に希釈されたものが原料ガス
として原料ライン７に導入され、一方、ＩＩＩ 族ガス
は一般に常温で液体、又は固体であるので、これを収め
たバブラーの中に水素ガスを流すことにより、その蒸気
を原料ライン７に導入する。さらにダミーライン６には
、原料ガスの平均分子量とほぼ等しくなるように混合し
た水素ガス及び窒素ガスの混合体の流量を調整する流量
制御弁（ＭＦＣ）が設けられている。[Embodiment] A case where a vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention is used in a metal organic vapor phase growth method will be described. Figure 1
is a diagram showing the vapor phase growth apparatus. As shown, a substrate 2 on which a semiconductor crystal layer is grown is a susceptor 3.
In the upper and lower parts of the reactor 1 installed above, there are run lines 4 for introducing gases necessary for the growth of the semiconductor crystal layer and exhaust pipes 8 for bypassing the reactor 1 and discharging unnecessary gases. A vent line 5 for exhausting air is connected to each. These run line 4 and vent line 5 include
A raw material line 7 and a dummy line 6 for supplying raw material gas or dummy gas are connected to either of the lines separately and simultaneously. This raw material line 7 contains AsH3 (arsine) and PH3 (phosphine) as raw material group V gases, and TMG (trimethyl gallium), TEG (triethyl gallium), and TMI as raw material group III gases.
It is connected to a bubbler etc. containing an organic metal such as (trimethylindium). This group V gas is usually diluted with hydrogen gas to a certain concentration and introduced into the raw material line 7 as a raw material gas.On the other hand, since group III gases are generally liquid or solid at room temperature, a bubbler containing them is used. The steam is introduced into the raw material line 7 by flowing hydrogen gas through it. Further, the dummy line 6 is provided with a flow control valve (MFC) that adjusts the flow rate of the mixture of hydrogen gas and nitrogen gas so that the average molecular weight of the raw material gas is approximately equal to the average molecular weight of the raw material gas.
【００１３】上記の気相成長装置では、前述したように
ダミーライン６に２種類の不活性ガスの混合体の流量を
制御するＭＦＣが備えられているため、予めダミーライ
ン６に流す水素ガス及び窒素ガスの混合比を所望の割合
に設定し、対応する原料ガスの平均分子量と等しくする
ことができる。In the above vapor phase growth apparatus, as described above, the dummy line 6 is equipped with an MFC that controls the flow rate of the mixture of two types of inert gases, so that the hydrogen gas and The mixing ratio of nitrogen gas can be set to a desired ratio and can be made equal to the average molecular weight of the corresponding raw material gas.
【００１４】次に、上述の気相反応装置を用いた気相成
長方法について説明する。まず、図２に、水素をキャリ
アガスとしてこれらの原料ガスを用いたときに原料ライ
ン７を流れる原料ガスの平均分子量を示す。同図（ａ）
はＶ族ガスであるＡｓＨ３ 及びＰＨ３ の平均分子量
であり、キャリアガスである水素中の濃度がそれぞれ１
０％、２０％の場合の値である。同図（ｂ）は、ＩＩＩ
族ガスであるＴＭＧ、 ＴＥＧ、ＴＭＡ、そしてＴ
ＭＩの平均分子量を示している。このＩＩＩ 族ガスを
用いた原料ガスの平均分子量は、バブラーから出てくる
有機金属ガスのモル分率Ｐｍ／（Ｐｏ−Ｐｍ）で表せる
。ここにＰｍは有機金属ガスの使用温度での蒸気圧であ
り、Ｐｏはバブラー内の圧力である。一方、ダミーライ
ン６に水素、窒素、アルゴンの３種類の混合ガスを用い
る場合の平均分子量は、それぞれの組成をｘ、ｙ、（１
−ｘ−ｙ）としたとき、 ２．０ｘ＋２８．０ｙ＋３
９．９（１−ｘ−ｙ）で求められる。上述の式によって
、原料ガス、及びダミーガスの平均分子量を求めること
ができるので、原料ライン７に流れる原料ガスの平均分
子量と等しくなるように、ダミーガスの組成ｘ、ｙを決
定すれば良い。Next, a vapor phase growth method using the above-mentioned vapor phase reactor will be explained. First, FIG. 2 shows the average molecular weight of the raw material gas flowing through the raw material line 7 when these raw material gases are used with hydrogen as a carrier gas. Figure (a)
are the average molecular weights of AsH3 and PH3, which are group V gases, and their concentrations in hydrogen, which is a carrier gas, are 1.
These are the values for 0% and 20%. In the same figure (b), III
The family gases TMG, TEG, TMA, and T
The average molecular weight of MI is shown. The average molecular weight of the raw material gas using this Group III gas can be expressed as the molar fraction Pm/(Po-Pm) of the organometallic gas coming out of the bubbler. Here, Pm is the vapor pressure of the organometallic gas at the operating temperature, and Po is the pressure inside the bubbler. On the other hand, when using a mixed gas of three types of hydrogen, nitrogen, and argon in the dummy line 6, the average molecular weight is calculated using the respective compositions x, y, (1
-x-y), 2.0x+28.0y+3
9.9(1-x-y). Since the average molecular weight of the raw material gas and the dummy gas can be determined by the above formula, the compositions x and y of the dummy gas may be determined so that they are equal to the average molecular weight of the raw material gas flowing into the raw material line 7.
【００１５】本実施例においては図２からわかるように
、ＴＭＧを２０℃で使用する時以外は、原料ガスの平均
分子量が窒素の分子量より小さくなるので、ダミーライ
ン６に流すダミーガスは、水素と窒素の２種類のガスの
組み合わせにより本発明を実現することができる。この
ときのダミーライン６内を流れるダミーガスの平均分子
量は２．０ｘ＋２８．０（１−ｘ）で求められる。この
ときの各原料に対するｘの値を同図に示した。In this embodiment, as can be seen from FIG. 2, except when TMG is used at 20° C., the average molecular weight of the raw material gas is smaller than the molecular weight of nitrogen, so the dummy gas flowing through the dummy line 6 is hydrogen and The present invention can be realized by a combination of two types of gases, nitrogen. The average molecular weight of the dummy gas flowing within the dummy line 6 at this time is determined by 2.0x+28.0(1-x). The value of x for each raw material at this time is shown in the figure.
【００１６】次に、上述の方法で調整したダミーガスを
用い、実際にＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰの多層構造をＩｎＰ
結晶の上に成長させる時の手順を示す。この結晶の多層
構造は、図３に示すような３０オングストロームの厚さ
のＧａＩｎＡｓ層をＩｎＰ層で挟んだ量子井戸構造であ
る。この構造を成長させるときの手順を図４に示す。こ
こで、重要なのはＩｎＰ層からＧａＩｎＡｓ層への切り
替え、及びＧａＩｎＡｓ層からＩｎＰ層への切り替えで
ある。まず、ＩｎＰ層の成長を終えるときにはＴＭＩ１
ラインをランライン４からベントライン５に切り替える
。その０．５秒後にＰＨ３ ラインをランライン４から
ベントライン５に切り替え、同時にＡｓＨ３ ラインを
ベントライン５からランライン４に切り替える。さらに
、０．５秒後にＴＭＩ２ラインとＴＥＧラインを同時に
ベントライン４からランライン５に切り替えＧａＩｎＡ
ｓ層の成長を開始する。ＧａＩｎＡｓ層からＩｎＰ層に
切り替えるときには、この逆の操作を行う。即ちＧａＩ
ｎＡｓ層の成長終了と同時にＰＨ３ ラインをベントラ
イン５からランライン４に切り替え、その０．５秒後に
ＴＭＩ１ラインをベントライン５からランライン４に切
り替える。従ってこの１秒の間、計５本の原料ライン７
を切り替えることになるが、そのすべての原料ライン７
が、その原料ガスと同じ流量で同じ平均分子量を持つダ
ミーガスが流れるダミーライン６と共に切り替えられる
ため、反応炉１に導入されるランライン４内の圧力分布
は一定で、ガスの流れに乱れが生じることがなく、従っ
て急峻な界面を形成することができる。Next, using the dummy gas prepared by the method described above, the GaInAs/InP multilayer structure was actually transformed into InP.
The procedure for growing on a crystal is shown. The multilayer structure of this crystal is a quantum well structure in which a 30 angstrom thick GaInAs layer is sandwiched between InP layers as shown in FIG. The procedure for growing this structure is shown in FIG. What is important here is switching from the InP layer to the GaInAs layer and switching from the GaInAs layer to the InP layer. First, when finishing the growth of the InP layer, TMI1
Switch the line from run line 4 to vent line 5. After 0.5 seconds, the PH3 line is switched from run line 4 to vent line 5, and at the same time the AsH3 line is switched from vent line 5 to run line 4. Furthermore, after 0.5 seconds, the TMI2 line and TEG line were simultaneously switched from vent line 4 to run line 5.
Start growing the s-layer. When switching from the GaInAs layer to the InP layer, the reverse operation is performed. That is, GaI
At the same time as the growth of the nAs layer is completed, the PH3 line is switched from the vent line 5 to the run line 4, and 0.5 seconds later, the TMI1 line is switched from the vent line 5 to the run line 4. Therefore, during this one second, a total of five raw material lines 7
However, all raw material lines 7
However, since the dummy gas is switched along with the dummy line 6 through which the dummy gas having the same average molecular weight and the same flow rate as that of the raw material gas flows, the pressure distribution in the run line 4 introduced into the reactor 1 is constant, and turbulence occurs in the gas flow. Therefore, a steep interface can be formed.
【００１７】この実施例では、５本の原料ライン７全て
に、本発明の方法を用いた。しかし図２に示されている
ように、ＡｓＨ３ 、ＰＨ３ などのガスはその平均分
子量が水素ガスの５倍近くあり、本発明の効果が大きく
期待できるが、ＴＭＩのような原料では、その平均分子
量が水素ガスに比べて１割強大きいにすぎない。従って
、ＴＭＩラインなどについては、従来の方法を用い、Ａ
ｓＨ３ 、ＰＨ３ についてのみ本発明の方法を用いる
ことによっても、ある程度、急峻な界面を形成すること
ができる。In this example, the method of the present invention was used for all five raw material lines 7. However, as shown in Figure 2, the average molecular weight of gases such as AsH3 and PH3 is nearly five times that of hydrogen gas, and the effects of the present invention can be expected to be great. is only a little over 10% larger than hydrogen gas. Therefore, for TMI lines etc., use the conventional method and
By using the method of the present invention only for sH3 and PH3, it is possible to form a steep interface to some extent.
【００１８】図５は、本発明に係る気相成長方法によっ
て得られた量子井戸構造からの４Ｋでのフォトルミネッ
センススペクトルを示す図である。スペクトルの半値幅
が８ｍｅＶという狭い半値幅を持つ結晶層が得られた。
フォトルミネッセンススペクトルはそのＧａＩｎＡｓ／
ＩｎＰの界面が乱れていると、その半値幅が広がること
が知られている。すべてのダミーライン６に流すガスを
水素のみとした従来例の方法で成長した同様の結晶構造
からのフォトルミネッセンススペクトルの半値幅は１６
ｍｅＶであるから、界面の急峻性が本発明の効果によっ
て大幅に向上したことを示している。FIG. 5 is a diagram showing a photoluminescence spectrum at 4K from a quantum well structure obtained by the vapor phase growth method according to the present invention. A crystal layer with a narrow half-width of 8 meV was obtained. The photoluminescence spectrum is that of GaInAs/
It is known that when the InP interface is disordered, its half-value width increases. The half-width of the photoluminescence spectrum from a similar crystal structure grown by the conventional method in which only hydrogen was used as the gas flowing through all dummy lines 6 was 16
meV, which indicates that the steepness of the interface has been significantly improved by the effect of the present invention.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明によれば、ダミーラインに流す不
活性ガスの混合比を予め設定することができるため、原
料ガスの平均分子量に対応させて、その不活性ガスの組
成を調整することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, since the mixing ratio of the inert gas flowing through the dummy line can be set in advance, the composition of the inert gas can be adjusted in accordance with the average molecular weight of the raw material gas. Can be done.
【００２０】また、ランライン内のガスの総流量を常に
一定にすることができると共に、ガスの切り替えに伴う
配管内の圧力分布の変動も抑えることができる。この結
果、ガスの切り替えに伴うガスの流れの乱れがなくなり
、基板上に成長させる半導体結晶層の品質を向上させ、
特に急峻な界面を形成することができる。[0020] Furthermore, the total flow rate of gas in the run line can be kept constant at all times, and fluctuations in the pressure distribution in the piping due to gas switching can also be suppressed. As a result, there is no disturbance in the gas flow caused by gas switching, improving the quality of the semiconductor crystal layer grown on the substrate.
In particular, a steep interface can be formed.
【図１】本発明に係る気相成長装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a vapor phase growth apparatus according to the present invention.
【図２】各原料ガスの平均分子量と、それに対応する水
素と窒素の混合比率を示す表である。FIG. 2 is a table showing the average molecular weight of each source gas and the corresponding mixing ratio of hydrogen and nitrogen.
【図３】成長した結晶層を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a grown crystal layer.
【図４】本発明に係る制御手順を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a control procedure according to the present invention.
【図５】本発明の方法で作製された結晶の４Ｋでのフォ
トルミネッセンススペクトルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a photoluminescence spectrum at 4K of a crystal produced by the method of the present invention.
【図６】従来の気相成長装置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional vapor phase growth apparatus.
１…反応炉 ２…半導体基板 ３…サセプタ ４…ランライン ５…ベントライン ６…ダミーライン ７…原料ライン 1...Reactor 2...Semiconductor substrate 3...Susceptor 4...Run line 5...Vent line 6...Dummy line 7...Raw material line
Claims (3)
反応炉に接続されて気相成長に必要なガスを送るランラ
インと、前記反応炉から導出された排気管まで延設され
て不要なガスを送るベントラインと、気相成長に用いる
原料ガスを送る原料ラインと、前記原料ガスに代替され
るダミーガスを送るダミーラインとを備え、当該原料ラ
インと当該ダミーラインが、前記ランラインと前記ベン
トラインに逆方向に接続・切り替えされる気相成長装置
において、前記ダミーラインは、対応する原料ガスと等
しい平均分子量のダミーガスを構成する２種類以上の不
活性ガスの供給装置に接続されていることを特徴とする
気相成長装置。Claim 1: A reactor for performing vapor phase growth inside, a run line connected to the reactor to send gas necessary for vapor phase growth, and a run line extending to an exhaust pipe led out from the reactor. A vent line that sends unnecessary gas, a raw material line that sends a raw material gas used for vapor phase growth, and a dummy line that sends a dummy gas to be substituted for the raw material gas, and the raw material line and the dummy line are connected to the run line. In the vapor phase growth apparatus, the dummy line is connected to and switched in the opposite direction to the vent line, and the dummy line is connected to a supply device for two or more types of inert gases forming a dummy gas having an average molecular weight equal to that of the corresponding source gas. A vapor phase growth apparatus characterized by:
ラインとダミーラインに送り、さらに、気相成長に必要
なガスを送るランラインあるいは不要なガスを排気する
ベントラインのいずれかに別々に同時に送ることによっ
て、反応炉内に設置された半導体基板表面に半導体結晶
層を成長させる気相成長方法において、前記ダミーガス
を前記ダミーラインに送る際に、２種類以上の不活性ガ
スを混合して対応する原料ガスと等しい平均分子量のダ
ミーガスとすることを特徴とする気相成長方法。[Claim 2] Sending raw material gas and dummy gas to a raw material line and a dummy line, respectively, and further simultaneously sending them separately to either a run line that sends gas necessary for vapor phase growth or a vent line that exhausts unnecessary gas. In a vapor phase growth method for growing a semiconductor crystal layer on the surface of a semiconductor substrate installed in a reactor, when sending the dummy gas to the dummy line, two or more types of inert gases are mixed to produce a corresponding raw material. A vapor phase growth method characterized by using a dummy gas having the same average molecular weight as the gas.
ス、アルゴンガスの内の２種類以上の不活性ガスで構成
されていることを特徴とする、請求項２記載の気相成長
方法。3. The vapor phase growth method according to claim 2, wherein the dummy gas is composed of two or more types of inert gases among hydrogen gas, nitrogen gas, and argon gas.
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|---|---|---|---|
| JP3094156A JP3044699B2 (en) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | Vapor phase growth apparatus and vapor phase growth method |
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| JP3094156A JP3044699B2 (en) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | Vapor phase growth apparatus and vapor phase growth method |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324623A true JPH04324623A (en) | 1992-11-13 |
| JP3044699B2 JP3044699B2 (en) | 2000-05-22 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044699B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07133193A (en) * | 1993-11-01 | 1995-05-23 | Japan Energy Corp | Vapor growth method |
| JP2015002209A (en) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Vapor deposition equipment and method |
| KR20160125247A (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-31 | 동아대학교 산학협력단 | waste heat eletric power generator using organic rankine cycle |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP3094156A patent/JP3044699B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3044699B2 (en) | 2000-05-22 |
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