JPH04357192A - 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 - Google Patents
化合物半導体のエピタキシャル成長方法Info
- Publication number
- JPH04357192A JPH04357192A JP15555491A JP15555491A JPH04357192A JP H04357192 A JPH04357192 A JP H04357192A JP 15555491 A JP15555491 A JP 15555491A JP 15555491 A JP15555491 A JP 15555491A JP H04357192 A JPH04357192 A JP H04357192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- growth
- stage
- raw material
- substrate
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 37
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 42
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 26
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 13
- OEYOHULQRFXULB-UHFFFAOYSA-N arsenic trichloride Chemical compound Cl[As](Cl)Cl OEYOHULQRFXULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クロライドＣＶＤ法に
よるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相エピタキシャル成
長方法に関し、例えば高抵抗半導体層の上に低抵抗半導
体層を気相成長させる場合に利用して効果的な技術に関
する。
よるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相エピタキシャル成
長方法に関し、例えば高抵抗半導体層の上に低抵抗半導
体層を気相成長させる場合に利用して効果的な技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、不純物を添加したＧａＡｓ，Ｇ
ａＰ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を基板上に気相エピタキシャル成長させるには、例えば
図３に示すような気相成長装置を用いて行なっている。 この気相成長装置は、円筒状をなす石英製の反応管１と
、電気炉２とからなり、電気炉２は反応管１の軸方向温
度分布を制御できるように構成されている。この気相成
長装置によりＧａＡｓ層を気相エピタキシャル成長させ
る場合、反応管１内には、上流側（図では左側）に材料
源であるガリウム３を収納した原料ボート４を配置し、
下流側に気相成長をさせるＧａＡｓ基板５を配置する。 一方、反応管１の上流端には、原料ボート４を迂回して
ガスを基板５の上流に供給するための第１のガス導入管
６ａと第２のガス導入管６ｂが接続されている。また、
反応管１の上流端には原料ボート４にガスを供給するた
めの第３のガス導入管６ｃが接続されている。
ａＰ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を基板上に気相エピタキシャル成長させるには、例えば
図３に示すような気相成長装置を用いて行なっている。 この気相成長装置は、円筒状をなす石英製の反応管１と
、電気炉２とからなり、電気炉２は反応管１の軸方向温
度分布を制御できるように構成されている。この気相成
長装置によりＧａＡｓ層を気相エピタキシャル成長させ
る場合、反応管１内には、上流側（図では左側）に材料
源であるガリウム３を収納した原料ボート４を配置し、
下流側に気相成長をさせるＧａＡｓ基板５を配置する。 一方、反応管１の上流端には、原料ボート４を迂回して
ガスを基板５の上流に供給するための第１のガス導入管
６ａと第２のガス導入管６ｂが接続されている。また、
反応管１の上流端には原料ボート４にガスを供給するた
めの第３のガス導入管６ｃが接続されている。
【０００３】そして、ガス導入管６ｂ，６ｃの管路途中
にはそれぞれ塩化砒素（ＡｓＣｌ３）の入ったバブラ８
ｂ，８ｃが介装されている。上記ガス導入管６ｂ，６ｃ
には、流量調節器７ｂ，７ｃを介してＨ２ガスが導入さ
れ、バブラ８ｂ，８ｃ内のＡｓＣｌ３中へＨ２ガスを吹
き込むことによって、所定の流量のＡｓＣｌ３＋Ｈ２混
合ガスを反応管１内に供給できるように構成されている
。また、バブラ８ｂ，８ｃは、温度制御可能な恒温槽（
図示省略）に入れ、温度を制御することによってＡｓＣ
ｌ３の蒸発量を制御するようにしてある。なお、９は反
応管１の下流端に接続された排気管である。以下の説明
ではガス導入管６ａからなるガス供給系をＡ系統と、ま
た、バブラ８ｂおよびガス導入管６ｂからなるガス供給
系をＢ系統と、さらに、バブラ８ｃおよびガス導入管６
ｃからなるガス供給系をＣ系統と呼ぶ。
にはそれぞれ塩化砒素（ＡｓＣｌ３）の入ったバブラ８
ｂ，８ｃが介装されている。上記ガス導入管６ｂ，６ｃ
には、流量調節器７ｂ，７ｃを介してＨ２ガスが導入さ
れ、バブラ８ｂ，８ｃ内のＡｓＣｌ３中へＨ２ガスを吹
き込むことによって、所定の流量のＡｓＣｌ３＋Ｈ２混
合ガスを反応管１内に供給できるように構成されている
。また、バブラ８ｂ，８ｃは、温度制御可能な恒温槽（
図示省略）に入れ、温度を制御することによってＡｓＣ
ｌ３の蒸発量を制御するようにしてある。なお、９は反
応管１の下流端に接続された排気管である。以下の説明
ではガス導入管６ａからなるガス供給系をＡ系統と、ま
た、バブラ８ｂおよびガス導入管６ｂからなるガス供給
系をＢ系統と、さらに、バブラ８ｃおよびガス導入管６
ｃからなるガス供給系をＣ系統と呼ぶ。
【０００４】図３のごとき構成の気相成長装置を用いて
クロライドＣＶＤ法によりＧａＡｓエピタキシャル層を
成長させる場合、先ずＢ系統とＣ系統からＡｓＣｌ３＋
Ｈ２混合ガスを反応管１内に供給する。この時、ボート
４上の原料ＧａはＡｓが未飽和の状態にあるため、Ｃ系
統から供給されたＡｓＣｌ３が分解してＡｓが原料Ｇａ
に溶け込む。一方、Ｂ系統から供給されたガスは、Ａｓ
Ｃｌ３が分解して発生したＨＣｌによって基板表面をエ
ッチングしてＧａＡｓ層が堆積しないようにする。ボー
ト４上の原料ＧａがＡｓで飽和し表面にＧａＡｓのクラ
ストが形成されたなら、Ｂ系統から供給されるガスの流
量を少なくする。すると、基板上に高抵抗のＧａＡｓ層
がエピタキシャル成長する。このとき、Ｂ系統から供給
されるＡｓＣｌ３は、ＧａＡｓ成長層中への不純物（Ｓ
ｉ）の取込みを押さえる働きがある。ＧａＡｓ層が所望
の厚さに成長したのちは、Ｂ系統から供給されるガスを
水素のみとし、Ａ系統からはドーパントガス（例えばシ
ラン）を供給する。すると、キャリア濃度が深さ方向に
一定の導電性の低抵抗ＧａＡｓ層がエピタキシャル成長
する。
クロライドＣＶＤ法によりＧａＡｓエピタキシャル層を
成長させる場合、先ずＢ系統とＣ系統からＡｓＣｌ３＋
Ｈ２混合ガスを反応管１内に供給する。この時、ボート
４上の原料ＧａはＡｓが未飽和の状態にあるため、Ｃ系
統から供給されたＡｓＣｌ３が分解してＡｓが原料Ｇａ
に溶け込む。一方、Ｂ系統から供給されたガスは、Ａｓ
Ｃｌ３が分解して発生したＨＣｌによって基板表面をエ
ッチングしてＧａＡｓ層が堆積しないようにする。ボー
ト４上の原料ＧａがＡｓで飽和し表面にＧａＡｓのクラ
ストが形成されたなら、Ｂ系統から供給されるガスの流
量を少なくする。すると、基板上に高抵抗のＧａＡｓ層
がエピタキシャル成長する。このとき、Ｂ系統から供給
されるＡｓＣｌ３は、ＧａＡｓ成長層中への不純物（Ｓ
ｉ）の取込みを押さえる働きがある。ＧａＡｓ層が所望
の厚さに成長したのちは、Ｂ系統から供給されるガスを
水素のみとし、Ａ系統からはドーパントガス（例えばシ
ラン）を供給する。すると、キャリア濃度が深さ方向に
一定の導電性の低抵抗ＧａＡｓ層がエピタキシャル成長
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来方法にあっては、第１段階での予砒化の際にＢ系統か
らのＡｓＣｌ３の供給量が多すぎると、エッチング過剰
となって基板表面が荒れてしまう。また、第２段階での
高抵抗ＧａＡｓ層成長の際に、純度を高めるためＢ系統
からのＡｓＣｌ３の供給量を増やすと、エピタキシャル
層の成長が遅くなり、基板面内の均一性が悪くなる。さ
らに、上記従来方法にあっては、第２段階から第３段階
にかけてのＧａＡｓ層成長を同一温度分布の下で行なっ
ているが、成長の際の基板部温度（ボート部よりも低い
）を比較的高く設定すると、高抵抗ＧａＡｓ層成長の際
のＧａＡｓ成長層中への不純物（Ｓｉ）の取込み量が多
くなって抵抗値が低くなり、基板部温度を比較的低く設
定すると低抵抗ＧａＡｓ層成長の際のＧａＡｓ成長層中
への不純物（Ｓｉ）の取込み量が少なくなって抵抗値が
高くなってしまうとともに成長速度が早いため成長層の
厚みの制御が困難になるという問題点があることが分か
った。
来方法にあっては、第１段階での予砒化の際にＢ系統か
らのＡｓＣｌ３の供給量が多すぎると、エッチング過剰
となって基板表面が荒れてしまう。また、第２段階での
高抵抗ＧａＡｓ層成長の際に、純度を高めるためＢ系統
からのＡｓＣｌ３の供給量を増やすと、エピタキシャル
層の成長が遅くなり、基板面内の均一性が悪くなる。さ
らに、上記従来方法にあっては、第２段階から第３段階
にかけてのＧａＡｓ層成長を同一温度分布の下で行なっ
ているが、成長の際の基板部温度（ボート部よりも低い
）を比較的高く設定すると、高抵抗ＧａＡｓ層成長の際
のＧａＡｓ成長層中への不純物（Ｓｉ）の取込み量が多
くなって抵抗値が低くなり、基板部温度を比較的低く設
定すると低抵抗ＧａＡｓ層成長の際のＧａＡｓ成長層中
への不純物（Ｓｉ）の取込み量が少なくなって抵抗値が
高くなってしまうとともに成長速度が早いため成長層の
厚みの制御が困難になるという問題点があることが分か
った。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、その目的とするところは、面内均一性の高い
高抵抗の化合物半導体層および低抵抗の化合物半導体層
を所望の厚さに気相成長させることが可能な気相エピタ
キシャル成長方法を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、面内均一性の高い
高抵抗の化合物半導体層および低抵抗の化合物半導体層
を所望の厚さに気相成長させることが可能な気相エピタ
キシャル成長方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】クロライドＣＶＤ法によ
りＧａＡｓエピタキシャル層を成長させる場合に、各段
階でＢ系統から供給するＡｓＣｌ３の流量を変えること
なく所望のエピタキシャル層を気相成長させることがで
きないか検討した。その結果、クロライドＣＶＤ法によ
るエピタキシャル成長では、原料ボート部と基板部の温
度差が成長の促進力となっているのであるから、各段階
で基板部の温度を変えてやれば所望の特性のエピタキシ
ャル層を成長させることができると考えた。そこで、こ
の発明は、クロライドＣＶＤ法により化合物半導体層を
成長させる場合に、各段階で各系統から供給するガスの
流量を変える代わりに、成長前の第１段階（予砒化の際
）では基板部の温度と原料部の温度との差を小さくし、
第２段階での高抵抗層の成長の際には基板部の温度と原
料部の温度との差を大きく広げ、さらに第３段階での低
抵抗層の成長の際には基板部の温度と原料部の温度との
差を縮めて第１段階と第２段階での温度差の中間の温度
差になるように制御してエピタキシャル成長を行なうよ
うにしたものである。上記の場合、原料部が高く基板部
が低くその間は徐々に変化するような炉内温度分布を予
め設定しておいて、加熱炉（電気炉）と反応管との相対
位置を成長工程の各段階の切換時に移動させて基板部の
温度のみ変化させるようにするのが好ましい。加熱炉へ
の供給電力の供給量を変えて所望の温度分布に制御する
方法もあるが、電力の制御により安定した温度分布に得
るには時間を要するためである。
りＧａＡｓエピタキシャル層を成長させる場合に、各段
階でＢ系統から供給するＡｓＣｌ３の流量を変えること
なく所望のエピタキシャル層を気相成長させることがで
きないか検討した。その結果、クロライドＣＶＤ法によ
るエピタキシャル成長では、原料ボート部と基板部の温
度差が成長の促進力となっているのであるから、各段階
で基板部の温度を変えてやれば所望の特性のエピタキシ
ャル層を成長させることができると考えた。そこで、こ
の発明は、クロライドＣＶＤ法により化合物半導体層を
成長させる場合に、各段階で各系統から供給するガスの
流量を変える代わりに、成長前の第１段階（予砒化の際
）では基板部の温度と原料部の温度との差を小さくし、
第２段階での高抵抗層の成長の際には基板部の温度と原
料部の温度との差を大きく広げ、さらに第３段階での低
抵抗層の成長の際には基板部の温度と原料部の温度との
差を縮めて第１段階と第２段階での温度差の中間の温度
差になるように制御してエピタキシャル成長を行なうよ
うにしたものである。上記の場合、原料部が高く基板部
が低くその間は徐々に変化するような炉内温度分布を予
め設定しておいて、加熱炉（電気炉）と反応管との相対
位置を成長工程の各段階の切換時に移動させて基板部の
温度のみ変化させるようにするのが好ましい。加熱炉へ
の供給電力の供給量を変えて所望の温度分布に制御する
方法もあるが、電力の制御により安定した温度分布に得
るには時間を要するためである。
【０００８】
【作用】上記した手段によれば、第１段階での予砒化の
際には基板部の温度と原料部の温度との差が小さいので
ＨＣｌによるエッチングを行なわなくても基板上へのエ
ピタキシャル成長を押さえることができ、エッチングに
よる面荒れも回避することができる。また、第２段階で
の高抵抗層の成長の際には基板部の温度と原料部の温度
との差を大きく広げているので、成長層中への不純物（
Ｓｉ）の取込み量が少なくなって成長層が高抵抗化する
。さらに、第３段階での低抵抗層の成長の際には基板部
の温度を原料部の温度との差を縮めているので、成長速
度が遅くなりしかもドーパント（Ｓｉ）の取込み量が増
えるため、厚さの薄い低抵抗層を制御性よく成長させる
ことができる。
際には基板部の温度と原料部の温度との差が小さいので
ＨＣｌによるエッチングを行なわなくても基板上へのエ
ピタキシャル成長を押さえることができ、エッチングに
よる面荒れも回避することができる。また、第２段階で
の高抵抗層の成長の際には基板部の温度と原料部の温度
との差を大きく広げているので、成長層中への不純物（
Ｓｉ）の取込み量が少なくなって成長層が高抵抗化する
。さらに、第３段階での低抵抗層の成長の際には基板部
の温度を原料部の温度との差を縮めているので、成長速
度が遅くなりしかもドーパント（Ｓｉ）の取込み量が増
えるため、厚さの薄い低抵抗層を制御性よく成長させる
ことができる。
【０００９】
【実施例】図１に、本発明に係る気相エピタキシャル成
長方法に使用する気相成長装置の一例を示す。この気相
成長装置は、図３に示すものとほぼ同様であるが、電気
炉２は反応管１の軸方向に移動可能であるとともに、反
応管１内に原料ボート４から基板１に向かって徐々に温
度が下がるような温度分布（図２参照）を形成できるよ
うに構成されている。また、ガス導入管６ｂ，６ｃには
、三方弁１０ｂ，１１ｂ，１０ｃ，１１ｃがそれぞれ介
装されており、Ｈ２ガスをバブラ８ｂ，８ｃ内のＡｓＣ
ｌ３に吹き込ませてＡｓＣｌ３＋Ｈ２の混合ガスとした
り、Ｈ２ガスをそのまま反応管１内へ供給できるように
構成されている。
長方法に使用する気相成長装置の一例を示す。この気相
成長装置は、図３に示すものとほぼ同様であるが、電気
炉２は反応管１の軸方向に移動可能であるとともに、反
応管１内に原料ボート４から基板１に向かって徐々に温
度が下がるような温度分布（図２参照）を形成できるよ
うに構成されている。また、ガス導入管６ｂ，６ｃには
、三方弁１０ｂ，１１ｂ，１０ｃ，１１ｃがそれぞれ介
装されており、Ｈ２ガスをバブラ８ｂ，８ｃ内のＡｓＣ
ｌ３に吹き込ませてＡｓＣｌ３＋Ｈ２の混合ガスとした
り、Ｈ２ガスをそのまま反応管１内へ供給できるように
構成されている。
【００１０】次に、上記気相成長装置を用いて本発明方
法によりＧａＡｓ基板５上にＧａＡｓ層を気相成長させ
る具体的手順を説明する。先ず、電気炉２の端部（図で
は左端）がａ点に位置するように電気炉２を移動させて
おく。それから、電気炉２への供給電力を制御して図２
の実線Ａで示すような温度分布すなわち原料ボート部の
温度が約６００−８５０℃で原料ボート部から基板部ま
での温度差Ｔ１（０−２０℃）を小さくし、基板部の後
方は徐々に温度が下がるような温度分布を反応管１内に
形成させる。上記昇温が終了したなら、バブラ８ｂ，８
ｃの温度をおよそ５−２５℃の範囲で一定に保って、Ｃ
系統のガス導入管６ｃから３００−２０００ｃｃ／分の
一定流量でＡｓＣｌ３を含むＨ２ガスを供給する。する
と、原料ボート４ではＡｓＣｌ３が分解して生じたＡｓ
４がＧａ３中にその溶解限度まで溶け込んで表面にＧａ
Ａｓクラストが生成される。この時、基板５は原料ボー
ト４に近い温度まで昇温されているため基板表面にＧａ
Ａｓが堆積されることはない。
法によりＧａＡｓ基板５上にＧａＡｓ層を気相成長させ
る具体的手順を説明する。先ず、電気炉２の端部（図で
は左端）がａ点に位置するように電気炉２を移動させて
おく。それから、電気炉２への供給電力を制御して図２
の実線Ａで示すような温度分布すなわち原料ボート部の
温度が約６００−８５０℃で原料ボート部から基板部ま
での温度差Ｔ１（０−２０℃）を小さくし、基板部の後
方は徐々に温度が下がるような温度分布を反応管１内に
形成させる。上記昇温が終了したなら、バブラ８ｂ，８
ｃの温度をおよそ５−２５℃の範囲で一定に保って、Ｃ
系統のガス導入管６ｃから３００−２０００ｃｃ／分の
一定流量でＡｓＣｌ３を含むＨ２ガスを供給する。する
と、原料ボート４ではＡｓＣｌ３が分解して生じたＡｓ
４がＧａ３中にその溶解限度まで溶け込んで表面にＧａ
Ａｓクラストが生成される。この時、基板５は原料ボー
ト４に近い温度まで昇温されているため基板表面にＧａ
Ａｓが堆積されることはない。
【００１１】原料ボート４内のＧａ３の表面がＧａＡｓ
クラストで覆われたなら、電気炉２をその端部がｃ点に
位置するように移動させる。温度分布はそのままである
。すると、反応管１内が図２に点線Ｃで示すような温度
分布となり、基板部の温度が原料ボート部よりもＴ２（
８０−１５０℃）だけ低くなる。そのため、上流から流
れてきたＧａＣｌとＡｓ４とが基板５上で反応してＧａ
Ａｓが堆積される。また、この時生じたＨＣｌと反応管
内残留不純部であるＳｉとが反応してクロロシランが生
成され後方へ流されるため、ＳｉのＧａＡｓエピタキシ
ャル層中への取込みが抑制される。この場合、上記温度
差Ｔ１が大きいほどＳｉの取込み量を少なくできる。
クラストで覆われたなら、電気炉２をその端部がｃ点に
位置するように移動させる。温度分布はそのままである
。すると、反応管１内が図２に点線Ｃで示すような温度
分布となり、基板部の温度が原料ボート部よりもＴ２（
８０−１５０℃）だけ低くなる。そのため、上流から流
れてきたＧａＣｌとＡｓ４とが基板５上で反応してＧａ
Ａｓが堆積される。また、この時生じたＨＣｌと反応管
内残留不純部であるＳｉとが反応してクロロシランが生
成され後方へ流されるため、ＳｉのＧａＡｓエピタキシ
ャル層中への取込みが抑制される。この場合、上記温度
差Ｔ１が大きいほどＳｉの取込み量を少なくできる。
【００１２】上記高抵抗エピタキシャル層が所定の厚さ
まで成長したなら、電気炉２をその端部がｂ点に位置す
るように移動させる。温度分布はそのままである。する
と、反応管１内が図２に一点鎖線Ｂで示すような温度分
布となり、原料ボート部の温度と基板部の温度との差が
上記第２段階よりも少し小さくなって基板部の温度が原
料ボート部よりもＴ３（４０−８０℃）だけ低くなる。 このとき、Ａ系統のガス導入管７ａよりドーパントガス
（１００ｐｐｍ水素稀釈シラン）を、例えば１０ｃｃ／
分の流量で供給する。すると、Ｓｉをドナーとして含む
ＧａＡｓエピタキシャル層が成長する。この場合、原料
ボート部の温度と基板部の温度との差Ｔ２が小さいため
、Ｓｉが効率良く取り込まれ、高キャリア濃度すなわち
低抵抗のＧａＡｓエピタキシャル層が成長される。また
、原料ボート部の温度と基板部の温度との差Ｔ２が小さ
いため成長速度が遅くなり、成長層の厚さの制御性が良
くなる。
まで成長したなら、電気炉２をその端部がｂ点に位置す
るように移動させる。温度分布はそのままである。する
と、反応管１内が図２に一点鎖線Ｂで示すような温度分
布となり、原料ボート部の温度と基板部の温度との差が
上記第２段階よりも少し小さくなって基板部の温度が原
料ボート部よりもＴ３（４０−８０℃）だけ低くなる。 このとき、Ａ系統のガス導入管７ａよりドーパントガス
（１００ｐｐｍ水素稀釈シラン）を、例えば１０ｃｃ／
分の流量で供給する。すると、Ｓｉをドナーとして含む
ＧａＡｓエピタキシャル層が成長する。この場合、原料
ボート部の温度と基板部の温度との差Ｔ２が小さいため
、Ｓｉが効率良く取り込まれ、高キャリア濃度すなわち
低抵抗のＧａＡｓエピタキシャル層が成長される。また
、原料ボート部の温度と基板部の温度との差Ｔ２が小さ
いため成長速度が遅くなり、成長層の厚さの制御性が良
くなる。
【００１３】なお、上記実施例では、３系統のガス導入
管を有する気相成長装置を用いてＧａＡｓエピタキシャ
ル層の成長を行なうと説明したが、この発明は上記実施
例のごとく成長ガス供給系（Ｃ系統）とドーパント供給
系（Ａ系統）の２つのガス供給系があれば実施できるの
で、図１におけるＢ系統のガス導入管６ｂのない気相成
長装置を用いて成長を行なうことも可能である。また、
上記実施例では３系統のガス導入管のうちＢ系統のガス
導入管６ｂを使用しないでＧａＡｓエピタキシャル層の
成長を行なっているが、Ｂ系統のガス導入管６ｂから比
較的少ない一定流量でＡｓＣｌ３を含むＨ２ガスを流し
続けるようにしても良い。さらに、本発明は、ＧａＡｓ
の気相エピタキシャル成長のみでなく、ＧａＰ，ＩｎＰ
，ＩｎＡｓ等の化合物半導体の気相エピタキシャル成長
一般に利用することができる。
管を有する気相成長装置を用いてＧａＡｓエピタキシャ
ル層の成長を行なうと説明したが、この発明は上記実施
例のごとく成長ガス供給系（Ｃ系統）とドーパント供給
系（Ａ系統）の２つのガス供給系があれば実施できるの
で、図１におけるＢ系統のガス導入管６ｂのない気相成
長装置を用いて成長を行なうことも可能である。また、
上記実施例では３系統のガス導入管のうちＢ系統のガス
導入管６ｂを使用しないでＧａＡｓエピタキシャル層の
成長を行なっているが、Ｂ系統のガス導入管６ｂから比
較的少ない一定流量でＡｓＣｌ３を含むＨ２ガスを流し
続けるようにしても良い。さらに、本発明は、ＧａＡｓ
の気相エピタキシャル成長のみでなく、ＧａＰ，ＩｎＰ
，ＩｎＡｓ等の化合物半導体の気相エピタキシャル成長
一般に利用することができる。
【００１４】
【発明の効果】クロライドＣＶＤ法により化合物半導体
層を成長させる場合に、各段階で各系統から供給するガ
スの流量を変える代わりに、成長前の第１段階（予砒化
の際）では基板部の温度と原料部の温度との差を小さく
し、第２段階での高抵抗層の成長の際には基板部の温度
と原料部の温度との差を大きく広げ、さらに第３段階で
の低抵抗層の成長の際には基板部の温度と原料部の温度
との差を縮めて第１段階と第２段階での温度差の中間の
温度差になるように制御してエピタキシャル成長を行な
うようにしたので、予砒化の際には基板部の温度と原料
部の温度との差が小さいためＨＣｌによるエッチングを
行なわなくても基板上へのエピタキシャル成長を押さえ
ることができ、エッチングによる面荒れも回避すること
ができる。また、高抵抗層の成長の際には基板部の温度
と原料部の温度との差を大きく広げているので、成長層
中への不純物（Ｓｉ）の取込み量が少なくなって成長層
が高抵抗化する。さらに、低抵抗層の成長の際には基板
部の温度を原料部の温度との差を縮めているので、成長
速度が遅くなりしかもドーパント（Ｓｉ）の取込み量が
増えるため、厚さの薄い低抵抗層を制御性よく成長させ
ることができる。その結果、ガスの流量を変化させて成
長させた場合と同様の高抵抗の半導体層上に低抵抗の半
導体層を簡単な制御で効率良く成長させることができる
という効果がある。
層を成長させる場合に、各段階で各系統から供給するガ
スの流量を変える代わりに、成長前の第１段階（予砒化
の際）では基板部の温度と原料部の温度との差を小さく
し、第２段階での高抵抗層の成長の際には基板部の温度
と原料部の温度との差を大きく広げ、さらに第３段階で
の低抵抗層の成長の際には基板部の温度と原料部の温度
との差を縮めて第１段階と第２段階での温度差の中間の
温度差になるように制御してエピタキシャル成長を行な
うようにしたので、予砒化の際には基板部の温度と原料
部の温度との差が小さいためＨＣｌによるエッチングを
行なわなくても基板上へのエピタキシャル成長を押さえ
ることができ、エッチングによる面荒れも回避すること
ができる。また、高抵抗層の成長の際には基板部の温度
と原料部の温度との差を大きく広げているので、成長層
中への不純物（Ｓｉ）の取込み量が少なくなって成長層
が高抵抗化する。さらに、低抵抗層の成長の際には基板
部の温度を原料部の温度との差を縮めているので、成長
速度が遅くなりしかもドーパント（Ｓｉ）の取込み量が
増えるため、厚さの薄い低抵抗層を制御性よく成長させ
ることができる。その結果、ガスの流量を変化させて成
長させた場合と同様の高抵抗の半導体層上に低抵抗の半
導体層を簡単な制御で効率良く成長させることができる
という効果がある。
【図１】本発明に係る化合物半導体の気相エピタキシャ
ル成長方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断
正面図である。
ル成長方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断
正面図である。
【図２】本発明の実施例における反応管内の温度分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】従来の化合物半導体の気相エピタキシャル成長
方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断正面図
である。
方法で用いられる気相成長装置の一例を示す縦断正面図
である。
１ 反応管
２ 加熱炉（電気炉）
３ 原料ガリウム
４ 原料ボート
５ 成長用基板
６ａ，６ｂ，６ｃ ガス導入管
８ｂ，８ｃ バブラ
Claims (2)
- 【請求項１】 クロライドＣＶＤ法により化合物半導
体層を成長させるにあたり、成長前の第１段階では基板
部の温度と原料部の温度との差を小さくし、第２段階で
の高抵抗層の成長の際には基板部の温度と原料部の温度
との差を大きく広げ、さらに第３段階での低抵抗層の成
長の際には基板部の温度と原料部の温度との差を縮めて
第１段階と第２段階での温度差の中間の温度差になるよ
うに制御してエピタキシャル成長を行なうようにしたこ
とを特徴とする化合物半導体のエピタキシャル成長方法
。 - 【請求項２】 原料部が高く基板部が低くその間は徐
々に変化するような炉内温度分布を予め設定しておいて
、加熱炉と反応管との相対位置を成長工程の各段階の切
換時に移動させて基板部の温度のみ変化させるようにし
たことを特徴とする請求項１記載の化合物半導体のエピ
タキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15555491A JPH04357192A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15555491A JPH04357192A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357192A true JPH04357192A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15608602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15555491A Pending JPH04357192A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357192A (ja) |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP15555491A patent/JPH04357192A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100870507B1 (ko) | 트리실란을 사용한, 혼합 기판상의 증착 | |
| JP2948414B2 (ja) | 基板上にＧｅを堆積させる方法および半導体デバイスの製造方法 | |
| JP2789861B2 (ja) | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 | |
| JPH05175150A (ja) | 化合物半導体及びその製造方法 | |
| JPH1041321A (ja) | バイポーラトランジスタの製造方法 | |
| JPH04357192A (ja) | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JPH04160100A (ja) | ３―５族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JP3223575B2 (ja) | 化合物半導体とその製造方法 | |
| JP3189061B2 (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPH04245419A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH04354325A (ja) | 化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JP2753523B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JP2790013B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JP2847198B2 (ja) | 化合物半導体の気相成長方法 | |
| JP2715759B2 (ja) | 化合物半導体の気相成長方法 | |
| JP2793239B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH04164899A (ja) | ３―５族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
| JP2661146B2 (ja) | 気相成長方法 | |
| JPS6052574B2 (ja) | エピタキシヤル成長方法 | |
| JPH0613323A (ja) | 化合物半導体混晶の気相成長方法 | |
| JPH0620974A (ja) | 気相成長方法 | |
| JPS61131434A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH11233442A (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の成長方法 | |
| JPH05182907A (ja) | 化合物半導体の成長方法 | |
| JP2005142296A (ja) | 化合物半導体製造方法 |