JPH04359509A - 三元系化合物半導体のエピタキシャル成長方法 - Google Patents
三元系化合物半導体のエピタキシャル成長方法Info
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- JPH04359509A JPH04359509A JP13491391A JP13491391A JPH04359509A JP H04359509 A JPH04359509 A JP H04359509A JP 13491391 A JP13491391 A JP 13491391A JP 13491391 A JP13491391 A JP 13491391A JP H04359509 A JPH04359509 A JP H04359509A
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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、クロライド法により三
元系化合物半導体をエピタキシャル成長させる方法に関
する。
元系化合物半導体をエピタキシャル成長させる方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩＩ 族のメタル原料にＶ族の塩化物
を供給してＩＩＩ−Ｖ−Ｖ族化合物半導体をエピタキシ
ャル成長させる方法は、ＪＯＵＮＡＬ ＯＦ ＥＬＥＣ
ＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＳＯＣＩＥＴＹ Ｖｏｌ．１
１１，Ｎｏ．７，ｐ８１４ 〜８１７ の「気相反応に
よるＧａＡｓｘＰ１−ｘ の調製」に記載されている。 この方法は、Ｇａ金属をボートに収容し、ＡｓＣｌ３
ガスとＰＣｌ３ ガスを該ボートに送って一旦ＧａＡｓ
Ｐのクラストを形成し、その際に生成する塩化水素とさ
らに反応させてＧａＣｌとＡｓ４ とＰ４ をガス状で
基板上に送って基板上にＧａＡｓｘＰ１−ｘ 半導体を
気相成長するものである。その際の混晶比ｘは、ＰＣｌ
３／（ＡｓＣｌ３＋ＰＣｌ３） の原料ガスの供給比に
よって決定される。
を供給してＩＩＩ−Ｖ−Ｖ族化合物半導体をエピタキシ
ャル成長させる方法は、ＪＯＵＮＡＬ ＯＦ ＥＬＥＣ
ＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＳＯＣＩＥＴＹ Ｖｏｌ．１
１１，Ｎｏ．７，ｐ８１４ 〜８１７ の「気相反応に
よるＧａＡｓｘＰ１−ｘ の調製」に記載されている。 この方法は、Ｇａ金属をボートに収容し、ＡｓＣｌ３
ガスとＰＣｌ３ ガスを該ボートに送って一旦ＧａＡｓ
Ｐのクラストを形成し、その際に生成する塩化水素とさ
らに反応させてＧａＣｌとＡｓ４ とＰ４ をガス状で
基板上に送って基板上にＧａＡｓｘＰ１−ｘ 半導体を
気相成長するものである。その際の混晶比ｘは、ＰＣｌ
３／（ＡｓＣｌ３＋ＰＣｌ３） の原料ガスの供給比に
よって決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法でＧａＡｓ
ｘＰ１−ｘ を調製するときには、例えばＡｓＣｌ３
ガスの供給モル数を一定にし、ＰＣｌ３ ガスの供給モ
ル数を調節して、混晶比ｘを制御していた。この方法で
は、Ｖ族原料ガスの合計モル数が変化するため、ボート
内のソースの状態が変化する。その結果、混晶比の異な
るエピタキシャル層を連続して成長させるときに、キャ
リア濃度が変動するため、良好な三元系化合物半導体の
エピタキシャル層を成長させることができなかった。そ
こで、本発明は、上記の欠点を解消し、キャリア濃度の
変動を抑制しながら、混晶比の異なるエピタキシャル層
の連続成長を可能にした三元系化合物半導体のエピタキ
シャル成長方法を提供しようとするものである。
ｘＰ１−ｘ を調製するときには、例えばＡｓＣｌ３
ガスの供給モル数を一定にし、ＰＣｌ３ ガスの供給モ
ル数を調節して、混晶比ｘを制御していた。この方法で
は、Ｖ族原料ガスの合計モル数が変化するため、ボート
内のソースの状態が変化する。その結果、混晶比の異な
るエピタキシャル層を連続して成長させるときに、キャ
リア濃度が変動するため、良好な三元系化合物半導体の
エピタキシャル層を成長させることができなかった。そ
こで、本発明は、上記の欠点を解消し、キャリア濃度の
変動を抑制しながら、混晶比の異なるエピタキシャル層
の連続成長を可能にした三元系化合物半導体のエピタキ
シャル成長方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するためき手段】本発明は、ＩＩＩ 族の
メタル原料にＶ族の塩化物を供給して、ＩＩＩ−Ｖ−Ｖ
族化合物半導体をエピタキシャル成長させる方法におい
て、Ｖ族の塩化物の供給モル数の合計を一定に保ちなが
ら、その供給モル数の比を変化させることにより、混晶
比の異なるエピタキシャル層を連続して成長させること
を特徴とする三元系化合物半導体のエピタキシャル成長
方法である。
メタル原料にＶ族の塩化物を供給して、ＩＩＩ−Ｖ−Ｖ
族化合物半導体をエピタキシャル成長させる方法におい
て、Ｖ族の塩化物の供給モル数の合計を一定に保ちなが
ら、その供給モル数の比を変化させることにより、混晶
比の異なるエピタキシャル層を連続して成長させること
を特徴とする三元系化合物半導体のエピタキシャル成長
方法である。
【０００５】
【作用】図１は、本発明を実施するためのエピタキシャ
ル成長装置の概念図である。以下、ＧａＡｓｘＰ１−Ｘ
の成長を例にして説明する。この装置は、反応管１の
上流にＧａ金属２を収容するボート３を配置し、下流の
サセプタ４に基板５を装着し、さらに下流にインナーチ
ューブ６を配置し、反応管１を排気口７より真空排気し
た後、ヒータ８，９によりボート３のソース及び基板５
をそれぞれの温度に加熱し、次いで、供給配管１０より
ＡｓＣｌ３／Ｈ２ を、供給配管１１よりＰＣｌ３／Ｈ
２ を上記ボート３内に供給してＧａＡｓＰ ソースを
一旦形成し、さらに反応を進めてＧａＣｌ，Ａｓ４，Ｐ
４ ガスを生成し、供給配管１２からのＨ２ ガスとと
もに基板５に送り、ＧａＡｓＰ エピタキシャル層を成
長させるものである。
ル成長装置の概念図である。以下、ＧａＡｓｘＰ１−Ｘ
の成長を例にして説明する。この装置は、反応管１の
上流にＧａ金属２を収容するボート３を配置し、下流の
サセプタ４に基板５を装着し、さらに下流にインナーチ
ューブ６を配置し、反応管１を排気口７より真空排気し
た後、ヒータ８，９によりボート３のソース及び基板５
をそれぞれの温度に加熱し、次いで、供給配管１０より
ＡｓＣｌ３／Ｈ２ を、供給配管１１よりＰＣｌ３／Ｈ
２ を上記ボート３内に供給してＧａＡｓＰ ソースを
一旦形成し、さらに反応を進めてＧａＣｌ，Ａｓ４，Ｐ
４ ガスを生成し、供給配管１２からのＨ２ ガスとと
もに基板５に送り、ＧａＡｓＰ エピタキシャル層を成
長させるものである。
【０００６】ＧａＡｓｘＰ１−Ｘ の混晶比ｘは、Ａｓ
Ｃｌ３とＰＣｌ３ の供給量により決定されるが、エピ
タキシャル成長の途中で混晶比を変化させる場合、上記
の供給量の変化によりＧａＡｓＰ ソース部の状態が不
安定になり、混晶比を正確に変化させることができなく
なり、かつ、キャリア密度も変動するため、良好なエピ
タキシャル層を得ることができないという問題がったが
、本発明では、ＡｓＣｌ３とＰＣｌ３ の供給モル数の
合計を一定に保ちながら、両者の供給モル数の比を変化
させることにより、上記ソース部を安定に維持しながら
混晶比の異なるエピタキシャル層の連続成長を可能にし
たものである。この方法によれば、キャリア密度の変動
を抑えながら、混晶比ｘを０から１まで容易に制御する
ことができ、混晶比の異なる三元系化合物半導体のエピ
タキシャル層の生産性を向上させることができるように
なった。
Ｃｌ３とＰＣｌ３ の供給量により決定されるが、エピ
タキシャル成長の途中で混晶比を変化させる場合、上記
の供給量の変化によりＧａＡｓＰ ソース部の状態が不
安定になり、混晶比を正確に変化させることができなく
なり、かつ、キャリア密度も変動するため、良好なエピ
タキシャル層を得ることができないという問題がったが
、本発明では、ＡｓＣｌ３とＰＣｌ３ の供給モル数の
合計を一定に保ちながら、両者の供給モル数の比を変化
させることにより、上記ソース部を安定に維持しながら
混晶比の異なるエピタキシャル層の連続成長を可能にし
たものである。この方法によれば、キャリア密度の変動
を抑えながら、混晶比ｘを０から１まで容易に制御する
ことができ、混晶比の異なる三元系化合物半導体のエピ
タキシャル層の生産性を向上させることができるように
なった。
【０００７】
（実施例１）図１の装置を用い、基板上にＧａＡｓｘＰ
１−ｘをエピタキシャル成長させた。直径７０ｍｍの石
英反応管に、Ｇａを ３００ｇ投入したボートを挿入し
、サセプタにキャリア濃度 １×１０１７ｃｍ−３のＧ
ａＡｓ ｎ型基板を装着し、反応管内を一旦排気した後
、ボートのソース温度を ８５０℃に、基板温度を ７
５０℃に設定し、１０分間放置した。その後、２５℃の
ＡｓＣｌ３ 液中に水素キャリアガスを流量 ６００ｃ
ｃ／ｍｉｎで供給し、１℃の ＰＣｌ３ 液中に水素キ
ャリアガスを流量２０ｃｃ／ｍｉｎで供給し、生成ガス
をボート内に送るとともに、水素ガスを流量１０００ｃ
ｃ／ｍｉｎで基板上に送り、５ 分間エピタキシャル成
長を行った。次いでＡｓＣｌ３ 液中への水素キャリア
ガスの流量を ５１５ｃｃ／ｍｉｎに、 ＰＣｌ３ 液
中への水素キャリアガスを流量を４０ｃｃ／ｍｉｎに変
更して同様に５ 分間エピタキシャル成長を行った。そ
の後、ＡｓＣｌ３ 液及び ＰＣｌ３ 液への水素キャ
リアガスの供給及びヒータへの通電を停止して成長を終
了した。基板上には、厚さ ６μｍ のＧａＡｓ０．８
Ｐ０．２ エピタキシャル層と厚さ ７μｍ のＧａＡ
ｓ０．７Ｐ０．３ エピタキシャル層を積層したウエハ
を得ることができた。該ウエハの深さ方向のキャリア濃
度を調べたところ、図２の実線のように ３×１０１５
ｃｍ−３でフラットであった。
１−ｘをエピタキシャル成長させた。直径７０ｍｍの石
英反応管に、Ｇａを ３００ｇ投入したボートを挿入し
、サセプタにキャリア濃度 １×１０１７ｃｍ−３のＧ
ａＡｓ ｎ型基板を装着し、反応管内を一旦排気した後
、ボートのソース温度を ８５０℃に、基板温度を ７
５０℃に設定し、１０分間放置した。その後、２５℃の
ＡｓＣｌ３ 液中に水素キャリアガスを流量 ６００ｃ
ｃ／ｍｉｎで供給し、１℃の ＰＣｌ３ 液中に水素キ
ャリアガスを流量２０ｃｃ／ｍｉｎで供給し、生成ガス
をボート内に送るとともに、水素ガスを流量１０００ｃ
ｃ／ｍｉｎで基板上に送り、５ 分間エピタキシャル成
長を行った。次いでＡｓＣｌ３ 液中への水素キャリア
ガスの流量を ５１５ｃｃ／ｍｉｎに、 ＰＣｌ３ 液
中への水素キャリアガスを流量を４０ｃｃ／ｍｉｎに変
更して同様に５ 分間エピタキシャル成長を行った。そ
の後、ＡｓＣｌ３ 液及び ＰＣｌ３ 液への水素キャ
リアガスの供給及びヒータへの通電を停止して成長を終
了した。基板上には、厚さ ６μｍ のＧａＡｓ０．８
Ｐ０．２ エピタキシャル層と厚さ ７μｍ のＧａＡ
ｓ０．７Ｐ０．３ エピタキシャル層を積層したウエハ
を得ることができた。該ウエハの深さ方向のキャリア濃
度を調べたところ、図２の実線のように ３×１０１５
ｃｍ−３でフラットであった。
【０００８】（比較例１）実施例１の成長条件の中で、
ＡｓＣｌ３ 液への水素キャリアガス流量を ６００ｃ
ｃ／ｍｉｎで一定に保ち、 ＰＣｌ３ 液への水素キャ
リアガス流量を ５分間２０ｃｃ／ｍｉｎで供給し、そ
の後の ５分間は４０ｃｃ／ｍｉｎに変更して実施例１
と同様にエピタキシャル成長を行った。基板上には、厚
さ ６μｍ のＧａＡｓ０．８Ｐ０．２エピタキシャル
層と厚さ８μｍ のＧａＡｓ０．７５Ｐ０．２５エピタ
キシャル層を積層したウエハを得ることができた。該ウ
エハの深さ方向のキャリア濃度を調べたところ、図２の
点線のように下方のエピタキシャル層は ３×１０１５
ｃｍ−３であり、２つのエピタキシャル層の境界面には
２×１０１４ｃｍ−３の最低値の谷を有していた。
ＡｓＣｌ３ 液への水素キャリアガス流量を ６００ｃ
ｃ／ｍｉｎで一定に保ち、 ＰＣｌ３ 液への水素キャ
リアガス流量を ５分間２０ｃｃ／ｍｉｎで供給し、そ
の後の ５分間は４０ｃｃ／ｍｉｎに変更して実施例１
と同様にエピタキシャル成長を行った。基板上には、厚
さ ６μｍ のＧａＡｓ０．８Ｐ０．２エピタキシャル
層と厚さ８μｍ のＧａＡｓ０．７５Ｐ０．２５エピタ
キシャル層を積層したウエハを得ることができた。該ウ
エハの深さ方向のキャリア濃度を調べたところ、図２の
点線のように下方のエピタキシャル層は ３×１０１５
ｃｍ−３であり、２つのエピタキシャル層の境界面には
２×１０１４ｃｍ−３の最低値の谷を有していた。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することよ
り、混晶比の異なる三元系ＩＩＩ−Ｖ−Ｖ族化合物半導
体のエピタキシャル層を連続して成長する場合において
、Ｖ族塩化物の供給モル数の合計が一定であるため、ソ
ース部の状態を安定させることができ、キャリア濃度の
変動の少ない良好なエピタキシャル層を得ることが可能
になった。
り、混晶比の異なる三元系ＩＩＩ−Ｖ−Ｖ族化合物半導
体のエピタキシャル層を連続して成長する場合において
、Ｖ族塩化物の供給モル数の合計が一定であるため、ソ
ース部の状態を安定させることができ、キャリア濃度の
変動の少ない良好なエピタキシャル層を得ることが可能
になった。
【図１】本発明の方法を実施するための気相エピタキシ
ャル成長装置の概念図である。
ャル成長装置の概念図である。
【図２】実施例１及び比較例１で得たエピタキシャル層
の深さ方向のキャリア濃度分布を示したグラフである。
の深さ方向のキャリア濃度分布を示したグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＩＩＩ 族の金属原料にＶ族の塩化物
を供給して、ＩＩＩ−Ｖ−Ｖ族化合物半導体をエピタキ
シャル成長させる方法において、Ｖ族の塩化物の供給モ
ル数の合計を一定に保ちながら、その供給モル数の比を
変化させることにより、混晶比の異なるエピタキシャル
層を連続して成長させることを特徴とする三元系化合物
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 |
|---|---|---|---|
| JP13491391A JPH04359509A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 三元系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 |
|---|---|---|---|
| JP13491391A JPH04359509A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 三元系化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359509A true JPH04359509A (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=15139465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13491391A Pending JPH04359509A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 三元系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) | JPH04359509A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD151Z (ro) * | 2008-12-30 | 2010-09-30 | Государственный Университет Молд0 | Procedeu de creştere a straturilor epitaxiale GaAs într-un reactor orizontal |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP13491391A patent/JPH04359509A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD151Z (ro) * | 2008-12-30 | 2010-09-30 | Государственный Университет Молд0 | Procedeu de creştere a straturilor epitaxiale GaAs într-un reactor orizontal |
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