JPH04364720A - Method and apparatus for metal organic chemical vapor deposition - Google Patents

Method and apparatus for metal organic chemical vapor deposition

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JPH04364720A
JPH04364720A JP14018091A JP14018091A JPH04364720A JP H04364720 A JPH04364720 A JP H04364720A JP 14018091 A JP14018091 A JP 14018091A JP 14018091 A JP14018091 A JP 14018091A JP H04364720 A JPH04364720 A JP H04364720A
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JP
Japan
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substrate
compound semiconductor
semiconductor crystal
chemical vapor
vapor deposition
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Application number
JP14018091A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Kawai
潤 河合
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce the mixture of carbon into crystals in chemical vapor deposition of GaAs using solid arsenic and TMG. CONSTITUTION:A substrate 1 is mounted on a holder 3 in a reaction tube 2 and heated to 600-800 deg.C. TMG 6 is supplied in the form of hydrogen bubbles from the left side of the reaction tube. Arsenic is heated by a heater 12 and supplied in vapor form. Hydrogen is used as a carrier gas. The source gas and carrier gas are supplied to the surface of the wafer through a hot platinum net. The carrier gas, hydrogen, is activated by the catalytic reaction of the platinum net. As a result, the separation of the methyl group in the TMG is promoted, and thus the mixture with carbon is minimized.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に化合物半導体
を成長させる有機金属化学気相成長方法およびその装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organometallic chemical vapor deposition method and apparatus for growing a compound semiconductor on a substrate.

【0002】0002

【従来の技術】MOVPE(有機金属気相エピタキシー
)は、GaAsを代表とする化合物半導体のエピタキシ
ャル成長方法として広く用いられている。
2. Description of the Related Art MOVPE (metal-organic vapor phase epitaxy) is widely used as a method for epitaxial growth of compound semiconductors, typically GaAs.

【0003】ところで、MOVPEでGaAsを成長さ
せる場合、砒素の原料としてアルシンガスが一般的に使
用されているが、このアルシンガスは毒性が極めて強く
、アルシンに変わる砒素原料の開発が強く要望されてい
る。
By the way, when growing GaAs by MOVPE, arsine gas is generally used as a raw material for arsenic, but this arsine gas is extremely toxic, and there is a strong demand for the development of an arsenic raw material that can replace arsine.

【0004】近年、ターシャルブチルアルシン,ヂメチ
ルアルシン,トリエチルアルシン等、室温で液体の有機
砒素化合物が報告されているが、やはりその毒性はアル
シンガスと同等レベルである。
[0004] In recent years, organic arsenic compounds that are liquid at room temperature, such as tert-butylarsine, dimethylarsine, and triethylarsine, have been reported, but their toxicity is still at the same level as arsine gas.

【0005】一方、金属(固体)砒素は取扱いや保存が
容易でしかも安全であり、例えば文献ジャーナル・オブ
・エレクトロニック・マテリアルズ(Journal 
of Electronic Materials),
 Vol.14,No.4,1985,pp. 433
−449に記載されるように、アルシンの代替材料とし
てこの金属砒素で用いた例の報告がある。
On the other hand, metal (solid) arsenic is easy to handle and store, and is also safe.
of Electronic Materials),
Vol. 14, No. 4, 1985, pp. 433
449, there is a report on the use of this metal arsenic as a substitute material for arsine.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】金属砒素を代替材料と
して用いれば確かに安全面において改善されるが、その
反面、ガリウムの原料であるトリメチルガリウム((C
H3)3 Ga、単にTMGと示す)やトリエチルガリ
ウム((C2 H5)3 Ga、単にTEGと示す)に
含有される炭素Cの生成膜中への混入が多くなるという
問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Using metallic arsenic as a substitute material certainly improves safety, but on the other hand, trimethylgallium ((C
There is a problem in that a large amount of carbon C contained in H3)3 Ga, simply referred to as TMG) and triethyl gallium ((C2 H5) 3 Ga, simply referred to as TEG) is mixed into the produced film.

【0007】これは、従来のアルシンガス(AS H3
)を用いた成長反応過程においてアルシンは単なる砒素
原料としてばかりでなくTMG,TEG中の有機物の解
離過程に重要な役割を演じており、特にメタンを生成す
ることにより炭素を脱離する水素をアルシンのAs−H
結合より供給するようにしており、As2 やAs4 
を成長種とする金属砒素では、この炭素脱離に必要な水
素を容易に供給できない問題を有しているためである。
[0007] This is a conventional arsine gas (AS H3
), arsine not only serves as a raw material for arsenic, but also plays an important role in the dissociation process of organic matter in TMG and TEG. As-H
It is designed to be supplied from bonds, and As2 and As4
This is because metallic arsenic, which uses carbon as a growth species, has a problem in that it cannot easily supply the hydrogen necessary for this carbon removal.

【0008】本発明はこうした問題点に鑑み、化合物半
導体を生成する場合に、上記したGaAs生成に代表さ
れるように毒性の強い原料ガスの使用に代わり固体原料
を使用しても、生成膜中への炭素混入を抑制することが
できる有機金属化合物気相成長方法およびその装置を提
供することをその目的とする。
[0008] In view of these problems, the present invention proposes that when producing a compound semiconductor, even if a solid raw material is used instead of a highly toxic raw material gas as typified by the above-mentioned GaAs production, there will be no damage in the produced film. It is an object of the present invention to provide an organometallic compound vapor phase growth method and apparatus capable of suppressing carbon contamination.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明は半導体基板上に化合物半導体結晶を有機金
属化学気相成長させるに際し、前記化合物半導体結晶を
構成する一元素を含む有機金属材料を前記基板上へ供給
し、前記化合物半導体結晶を構成する他元素を含む固体
原料を気化させて前記基板上へ供給し、キャリアガスと
して水素ガスを供給し、該水素ガスを触媒反応によって
活性化して前記基板上に供給して前記化合物半導体結晶
を成長させるものであり、また、その装置として、化合
物半導体結晶を構成する一元素を含む有機金属材料源と
、前記化合物半導体結晶を構成する他の元素を含む固体
原料を気体化させる気体化装置と、キャリアガスとして
水素を供給する水素ガス供給装置と、該水素ガスを触媒
反応によって活性化して基板に供給する触媒装置とを備
えるものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides an organic metal containing one element constituting the compound semiconductor crystal when performing organic metal chemical vapor deposition of a compound semiconductor crystal on a semiconductor substrate. A material is supplied onto the substrate, a solid raw material containing other elements constituting the compound semiconductor crystal is vaporized and supplied onto the substrate, hydrogen gas is supplied as a carrier gas, and the hydrogen gas is activated by a catalytic reaction. The compound semiconductor crystal is grown by supplying the compound semiconductor crystal onto the substrate, and the apparatus includes an organometallic material source containing one element constituting the compound semiconductor crystal, and another material constituting the compound semiconductor crystal. A gasification device that gasifies a solid raw material containing an element, a hydrogen gas supply device that supplies hydrogen as a carrier gas, and a catalyst device that activates the hydrogen gas by a catalytic reaction and supplies it to the substrate. .

【0010】0010

【作用および効果】以上のように本発明では、化合物半
導体結晶を構成する一元素を含む有機金属材料の有機物
の解離において、触媒を用いてキャリアガスの水素を活
性化するようにしているため、危険ガスを用いずとも容
易にかつ装置の大型化も伴うことなく有機物の解離を促
進させることができ、化合物半導体結晶を構成する他の
元素を含む固体原料を用いることができる。
[Operations and Effects] As described above, in the present invention, hydrogen in the carrier gas is activated using a catalyst in the dissociation of organic matter from an organometallic material containing one element constituting a compound semiconductor crystal. The dissociation of organic substances can be easily promoted without using hazardous gas and without increasing the size of the device, and solid raw materials containing other elements constituting compound semiconductor crystals can be used.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。図1は本発明一実施例としてGaAs成長を行
う成長装置の概略構成を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a growth apparatus for growing GaAs as an embodiment of the present invention.

【0012】この装置においては、反応管2としてT字
型の石英管(直径26mm,長さ400mm)を用い、
T字の幹の部分を砒素溜めとしてるつぼ10を形成して
いる。
In this apparatus, a T-shaped quartz tube (diameter 26 mm, length 400 mm) is used as the reaction tube 2,
A crucible 10 is formed using the T-shaped trunk portion as an arsenic reservoir.

【0013】GaAs膜成長を行う基板1は基板ホルダ
3に取付られ、反応管2内のT字分岐位置に配置される
。そして、赤外線ランプ4等により基板温度が600〜
800℃程度、例えば650℃に外部から加熱制御され
ている。
A substrate 1 on which a GaAs film is to be grown is attached to a substrate holder 3 and placed at a T-shaped branch position within the reaction tube 2. Then, the substrate temperature is raised to 600~
The heating is externally controlled to about 800°C, for example 650°C.

【0014】なお、基板1として、本実施例では、面方
位が(100)でCr,Oをドープした半絶縁性GaA
s基板を用い、基板ホルダ3に取付前に脱脂処理,硫酸
と過酸化水素水による表面処理を施したものを使用して
いる。
In this embodiment, the substrate 1 is made of semi-insulating GaA doped with Cr and O and having a plane orientation of (100).
s substrate is used, which has been degreased and surface treated with sulfuric acid and hydrogen peroxide before being attached to the substrate holder 3.

【0015】そして、本実施例で化学気相成長させる化
合物半導体結晶すなわちGaAsの各構成元素は、各々
独立して基板1へと供給される。すなわち、ガリウムの
原料としては、TMG6が水素ガスのバブリングによっ
て有機金属材料導入口5より反応管2内へ、図中基板1
左方より導入される。ここで、TMG6のバブリング流
量FTMG はマスフローコントローラ7によって後述
するように制御されており(本実施例では5×10−6
m3 /min)、さらに、TMG6のキャリアガスと
してキャリアガス供給口8より導入される水素ガスもそ
の流量FH がマスフローコントローラ9により後述す
るように制御されている(本実施例では5×10−4m
3 /min)。
The constituent elements of the compound semiconductor crystal, ie, GaAs, to be grown by chemical vapor deposition in this embodiment are each independently supplied to the substrate 1. That is, as a raw material for gallium, TMG 6 is introduced into the reaction tube 2 from the organometallic material inlet 5 by bubbling hydrogen gas to the substrate 1 in the figure.
It is introduced from the left. Here, the bubbling flow rate FTMG of the TMG 6 is controlled by the mass flow controller 7 as described later (in this example, it is 5×10−6
Furthermore, the flow rate FH of hydrogen gas introduced from the carrier gas supply port 8 as a carrier gas for the TMG 6 is controlled by the mass flow controller 9 as described later (in this example, the flow rate FH is 5×10 −4 m
3/min).

【0016】一方、砒素の原料としては金属(固体)砒
素11を用い、図中基板1下方のるつぼ10より蒸気と
して供給される。なお、砒素の蒸気圧はヒータ12によ
りるつぼ10の温度を調整することで制御されており、
本実施例では535℃程度に加熱して砒素蒸気圧を9.
2×103 Pa程度としている。
On the other hand, metal (solid) arsenic 11 is used as a raw material for arsenic, and is supplied as vapor from a crucible 10 below the substrate 1 in the figure. Note that the vapor pressure of arsenic is controlled by adjusting the temperature of the crucible 10 with a heater 12.
In this example, the arsenic vapor pressure was raised to 9.
It is approximately 2×103 Pa.

【0017】なお、ここで、基板ホルダ3はるつぼ10
の温度の影響を受けないようにされており、またるつぼ
10の内壁は加熱により反応物の付着が防止されている
。こうして反応管2内へ導入されたガリウム,砒素の原
料ガスおよびキャリアガスは、基板1を覆うように基板
ホルダ3に取り付けられた白金網13の目を通して基板
1表面へ供給され、化学反応により基板上にGaAs膜
を成長させる。そして、反応ガスはロータリーポンプ1
5により排気口14から排出される。また、同時に反応
管2内は、砒素の活性種が気相で脱活性するのを防止す
るために、ロータリーポンプ15により1.3×104
 Pa程度に減圧制御されている。
[0017] Here, the substrate holder 3 is the crucible 10.
The inner wall of the crucible 10 is heated to prevent reactants from adhering to it. The raw material gases of gallium and arsenic introduced into the reaction tube 2 in this way and the carrier gas are supplied to the surface of the substrate 1 through the platinum mesh 13 attached to the substrate holder 3 so as to cover the substrate 1, and the substrate 1 is caused to undergo a chemical reaction. A GaAs film is grown on top. And the reaction gas is supplied by rotary pump 1
5 and is discharged from the exhaust port 14. At the same time, the interior of the reaction tube 2 is pumped with a 1.3×104
The pressure is controlled to be reduced to approximately Pa.

【0018】次に、本実施例で設定しているTMG6の
バブリング流量FTMG とキャリアガス(水素)の流
量FH について説明する。まず、基板1(半絶縁性G
aAs基板)と同等の結晶性のGaAsを成長するため
に、V族元素とIII 族元素のモル比(V/III 
比)が設定されている。成長膜の結晶性とV/III 
比との関係を図2に示す。なお、図2においては、膜の
結晶性を(400)反射を用いたX線二結晶ロッキング
カーブの半値幅にて評価し、また、V/III 比はキ
ャリアガス流量FHとTMGのバブリング流量FTMG
 の流量比より次式から導出したものである。
Next, the bubbling flow rate FTMG of TMG6 and the flow rate FH of carrier gas (hydrogen) set in this embodiment will be explained. First, substrate 1 (semi-insulating G
In order to grow GaAs with crystallinity equivalent to that of aAs substrate), the molar ratio of group V elements to group III elements (V/III
ratio) is set. Crystallinity of grown film and V/III
The relationship with the ratio is shown in Figure 2. In Fig. 2, the crystallinity of the film is evaluated by the half width of the X-ray double crystal rocking curve using (400) reflection, and the V/III ratio is determined by the carrier gas flow rate FH and the bubbling flow rate FTMG of TMG.
It is derived from the following equation based on the flow rate ratio of .

【0019】[0019]

【数1】 V/III =(PAS/PTMG )×(FH /F
TMG )ここで、PASとPTMG は各々535℃
における砒素の蒸気圧(9.2×103 Pa)と3℃
におけるTMGの蒸気圧(1.0×103 Pa)であ
る。
[Equation 1] V/III = (PAS/PTMG) x (FH /F
TMG) Here, PAS and PTMG are each 535℃
The vapor pressure of arsenic (9.2×103 Pa) at 3℃
The vapor pressure of TMG (1.0×103 Pa) at

【0020】図2から明らかなように、V/III 比
を45まで増加させると、半値幅はバルク(基板1)と
同じ0.015degまで減少する。すなわち、V/I
II 比が45以上となるように各々の流量FH ,F
TMG を設定すれば、基板上に基板と同程度の結晶性
のGaAs成長膜を成長させることができる。
As is clear from FIG. 2, when the V/III ratio is increased to 45, the half width decreases to 0.015 degrees, which is the same as that of the bulk (substrate 1). That is, V/I
II. Each flow rate FH, F so that the ratio is 45 or more.
By setting TMG, it is possible to grow a GaAs growth film on the substrate with crystallinity comparable to that of the substrate.

【0021】さらに、本実施例では、各々の流量FH 
,FTMGに対する成長膜中へ混入するキャリア濃度(
以下バックグランドのキャリア濃度という)の依存性よ
り、最適なFH ,FTMG の流量条件を設定してい
る。
Furthermore, in this embodiment, each flow rate FH
, carrier concentration mixed into the grown film for FTMG (
Optimum FH and FTMG flow conditions are set based on the dependence on the background carrier concentration (hereinafter referred to as background carrier concentration).

【0022】図3に、白金網13無しの場合のキャリア
ガス流量FH に対するバックグランドのキャリア濃度
の関係を示す。なお、TMGのバブリング流量FTMG
 は10×10−6m3 /minの条件とし、成長膜
はP型とする。また、キャリア濃度はPauw法による
ものである。図3からわかるように、FH が5×10
−4m3 /minのとき、キャリア濃度は最小値8×
1016cm−3となり、キャリア混入が少なくなるこ
とが理解できる。
FIG. 3 shows the relationship between the background carrier concentration and the carrier gas flow rate FH in the case without the platinum mesh 13. In addition, TMG's bubbling flow rate FTMG
The conditions are 10×10 −6 m 3 /min, and the grown film is of P type. Further, the carrier concentration is determined by the Pauw method. As can be seen from Figure 3, FH is 5×10
-4m3/min, the carrier concentration is the minimum value 8×
1016 cm-3, and it can be understood that carrier contamination is reduced.

【0023】また、図4に、FH をこの流量条件(5
×10−4m3 /min)として白金網13を無しと
した場合の、TMGバブリング流量FTMG に対する
バックグランドのキャリア濃度の関係を示す。図4から
わかるように、FTMG が5×10−6m3 /mi
nでバックグランドのキャリア濃度は最小値2×101
6cm−3となり、キャリア混入が少なくなることが理
解できる。
In addition, FIG. 4 shows FH under this flow rate condition (5
The relationship between the background carrier concentration and the TMG bubbling flow rate FTMG is shown when the platinum mesh 13 is not used (×10 −4 m 3 /min). As can be seen from Figure 4, FTMG is 5×10-6 m3/mi
At n, the background carrier concentration is the minimum value 2×101
6 cm −3 , and it can be understood that carrier contamination is reduced.

【0024】この最もキャリア混入が少なくなるFH 
,FTMGの流量条件にてGaAs膜を成長させ、さら
にGaAs膜中に混入するキャリアを低減するために、
本実施例においては、基板1を白金網13にて覆うよう
にしている。
[0024] This FH has the least amount of carrier contamination.
, in order to grow a GaAs film under FTMG flow conditions and further reduce carriers mixed into the GaAs film,
In this embodiment, the substrate 1 is covered with a platinum mesh 13.

【0025】以下、白金網13の作用について説明する
。TMGを用いたMOVPEでは、一般に、気相でTM
Gが分解してモノメチルガリウム(CH3 Ga)を生
成する(反応1)。
The function of the platinum wire mesh 13 will be explained below. In MOVPE using TMG, TM is generally produced in the gas phase.
G decomposes to produce monomethyl gallium (CH3 Ga) (reaction 1).

【0026】[0026]

【化1】(CH3)3 Ga→CH3 Ga+2CH3
 ここで、アルシンが存在する場合は、モノメチルガリ
ウムはAsHまたはAsと反応してガス状態でメチルラ
ジカルを脱離してGaAsを基板上に生成する(反応2
,3)。
[Chemical formula 1] (CH3)3 Ga→CH3 Ga+2CH3
Here, if arsine is present, monomethyl gallium reacts with AsH or As to eliminate methyl radicals in a gaseous state and generate GaAs on the substrate (reaction 2
, 3).

【0027】[0027]

【化2】GaCH3 +AsH→GaAs+CH4 ↑
[Chemical formula 2] GaCH3 +AsH→GaAs+CH4 ↑

【0028】[0028]

【化3】GaCH3 +As→GaAs+CH3 ↑し
かしながら、金属砒素を原料とする本実施例の場合は、
アルシンのAsHx が存在しないためキャリアガス等
の水素によりメチルラジカルが脱離されると考えられる
。すなわち、モノメチルガリウムは基板表面において水
素分子あるいは水素原子と反応してGaAsを生成する
(反応4)。
[Chemical formula 3] GaCH3 +As→GaAs+CH3 ↑However, in the case of this example using metallic arsenic as the raw material,
Since AsHx of arsine is not present, it is thought that the methyl radical is eliminated by hydrogen such as a carrier gas. That is, monomethyl gallium reacts with hydrogen molecules or hydrogen atoms on the substrate surface to generate GaAs (reaction 4).

【0029】[0029]

【化4】GaCH3 +H+As→GaAs+CH4 
↑そこで、この(反応4)において、メチルラジカルの
脱離反応を促進して炭素混入を低減するために、白金網
13により基板1を覆い、原料ガス,キャリアガスをこ
の白金網13を介して基板1表面へ供給するようにして
いる。
[Chemical formula 4] GaCH3 +H+As→GaAs+CH4
↑Therefore, in this (reaction 4), in order to promote the desorption reaction of methyl radicals and reduce carbon contamination, the substrate 1 is covered with a platinum mesh 13, and the raw material gas and carrier gas are passed through the platinum mesh 13. The liquid is supplied to the surface of the substrate 1.

【0030】すなわち、白金網13は(反応4)を促進
するためにモノメチルガリウムと反応する水素を活性化
させる触媒として作用する。本実施例では、白金網13
として例えば80meshの網を用い、触媒としての表
面積を大きくするために二重構造としている。また、白
金網13は基板1と共に赤外線ランプ4により600〜
800℃、例えば650℃に加熱されている。
That is, the platinum mesh 13 acts as a catalyst for activating hydrogen that reacts with monomethyl gallium in order to promote (reaction 4). In this embodiment, the platinum wire mesh 13
For example, an 80 mesh mesh is used, and a double structure is used to increase the surface area of the catalyst. In addition, the platinum mesh 13 is heated to 600 to
It is heated to 800°C, for example 650°C.

【0031】図5に、排気口14から排出される気相生
成物を四重極質量分析器(QMS)により質量分析した
結果を、CH3 + とCH4 + の相対強度と基板
温度、すなわち白金網13の温度との関係にて示す。
FIG. 5 shows the results of mass spectrometry of the gas phase products discharged from the exhaust port 14 using a quadrupole mass spectrometer (QMS), and the relative intensities of CH3 + and CH4 + and the substrate temperature, that is, the platinum mesh It is shown in relation to the temperature of No. 13.

【0032】図5より、CH3 + とCH4 + の
強度は基板温度が高くなると強くなることがわかる。ま
た、白金触媒を用いると、CH3 + とCH4 + 
の強度は白金触媒を用いない場合の約1.5倍となり、
白金網13の存在により(反応4)が促進されることが
わかる。
From FIG. 5, it can be seen that the intensities of CH3 + and CH4 + become stronger as the substrate temperature increases. In addition, when a platinum catalyst is used, CH3 + and CH4 +
The strength is approximately 1.5 times that of the case without platinum catalyst,
It can be seen that (reaction 4) is promoted by the presence of platinum mesh 13.

【0033】表1に白金網13を用いたときと用いなか
ったときのGaAs成長膜のキャリア濃度,X線ロッキ
ングカーブの半値幅,エッチピット密度を示す。
Table 1 shows the carrier concentration, the half width of the X-ray rocking curve, and the etch pit density of the GaAs grown film when the platinum mesh 13 was used and when it was not used.

【0034】[0034]

【表1】   表1より、白金網13を用いると、炭素混入による
バックグランドのキャリア濃度とエッチピット密度は低
減され、金属砒素を用いた良質のGaAs成長に白金が
効果的であることがわかる。
[Table 1] From Table 1, it can be seen that when platinum mesh 13 is used, the background carrier concentration and etch pit density due to carbon contamination are reduced, and platinum is effective for high-quality GaAs growth using metallic arsenic. .

【0035】以上述べたように本実施例によれば、TM
Gを水素ガスのバブリングにより供給し、固体砒素を加
熱して蒸気として供給して半絶縁性基板上にGaAs膜
を化学気相成長させるのに際し、白金の触媒反応によっ
てキャリアガスの水素ガスを活性化させて基板に供給し
ているので、基板上でのTMGのメチル基の脱離反応を
促進することができ、その結果、TMGと固体砒素を原
料として炭素の混入の少ないGaAsを成長させること
ができる。触媒として白金網を用いて成長させた試料の
キャリア濃度は6×1015cm−3であり、触媒を用
いずに成長させた試料のキャリア濃度2×1016cm
−3よりも低減させることができた。
As described above, according to this embodiment, TM
When G is supplied by bubbling hydrogen gas and solid arsenic is heated and supplied as vapor to grow a GaAs film on a semi-insulating substrate in chemical vapor phase, the hydrogen gas of the carrier gas is activated by the catalytic reaction of platinum. Since the TMG is supplied to the substrate in the form of oxidized arsenic, it is possible to promote the elimination reaction of the methyl group of TMG on the substrate, and as a result, GaAs with less carbon contamination can be grown using TMG and solid arsenic as raw materials. Can be done. The carrier concentration of the sample grown using platinum mesh as a catalyst was 6 x 1015 cm-3, and the carrier concentration of the sample grown without using a catalyst was 2 x 1016 cm.
-3.

【0036】なお、上記実施例はAs,TMGよりGa
Asを成長させるものであったが、他にP,S,Seな
どの固体原料やTEG,TEIn,TEAl,DEZn
などの有機金属を原料とすれば、InAs,InP,G
aP,AlAs,AlPやその混晶あるいは、ZnS,
ZnSeやその混晶が成長できる。
[0036] In the above embodiment, Ga
Although it was used to grow As, other solid materials such as P, S, and Se, as well as TEG, TEIn, TEAl, DEZn, etc.
If organic metals such as InAs, InP, G
aP, AlAs, AlP and its mixed crystals, ZnS,
ZnSe and its mixed crystals can be grown.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明一実施例のGaAs膜成長装置の概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a GaAs film growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】成長膜のX線二結晶ロッキングカーブの半値幅
とV/III 比との関係を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the half width of the X-ray double crystal rocking curve of a grown film and the V/III ratio.

【図3】バックグランドのキャリア濃度とキャリアガス
流量FH との関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between background carrier concentration and carrier gas flow rate FH.

【図4】バックグランドのキャリア濃度とTMGのバブ
リング流量FTMGとの関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between background carrier concentration and TMG bubbling flow rate FTMG.

【図5】CH3 + とCH4 + の相対強度と基板
温度との関係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the relative intensities of CH3 + and CH4 + and substrate temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  基板(半絶縁性GaAs基板) 2  反応管 3  基板ホルダ 4  赤外線ランプ 6  TMG 7  マスフローコントローラ 9  マスフローコントローラ 10  るつぼ 11  金属砒素 12  ヒータ 13  白金網 1 Substrate (semi-insulating GaAs substrate) 2 Reaction tube 3 Substrate holder 4 Infrared lamp 6 TMG 7 Mass flow controller 9 Mass flow controller 10 Crucible 11 Metal arsenic 12 Heater 13 Platinum wire mesh

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体基板上に化合物半導体結晶を有
機金属化学気相成長させるに際し、前記化合物半導体結
晶を構成する一元素を含む有機金属材料を前記基板上へ
供給し、前記化合物半導体結晶を構成する他元素を含む
固体原料を気化させて前記基板上へ供給し、キャリアガ
スとして水素ガスを供給し、該水素ガスを触媒反応によ
って活性化して前記基板上に供給して前記化合物半導体
結晶を成長させることを特徴とする有機金属化学気相成
長方法。
1. When performing organometallic chemical vapor deposition of a compound semiconductor crystal on a semiconductor substrate, an organometallic material containing one element constituting the compound semiconductor crystal is supplied onto the substrate to form the compound semiconductor crystal. A solid raw material containing other elements is vaporized and supplied onto the substrate, hydrogen gas is supplied as a carrier gas, and the hydrogen gas is activated by a catalytic reaction and supplied onto the substrate to grow the compound semiconductor crystal. An organometallic chemical vapor deposition method characterized by:
【請求項2】  半導体基板上に化合物半導体結晶を有
機化学気相成長させる装置において、前記化合物半導体
結晶を構成する一元素を含む有機金属材料源と、前記化
合物半導体結晶を構成する他の元素を含む固体原料を気
体化させる気体化装置と、キャリアガスとして水素を供
給する水素ガス供給装置と、該水素ガスを触媒反応によ
って活性化して基板に供給する触媒装置とを備えている
ことを特徴とする有機金属化学気相成長装置。
2. An apparatus for organic chemical vapor deposition of a compound semiconductor crystal on a semiconductor substrate, comprising: an organometallic material source containing one element constituting the compound semiconductor crystal; and another element constituting the compound semiconductor crystal. The present invention is characterized by comprising: a gasification device that gasifies the solid raw material contained therein; a hydrogen gas supply device that supplies hydrogen as a carrier gas; and a catalyst device that activates the hydrogen gas through a catalytic reaction and supplies it to the substrate. Organometallic chemical vapor deposition equipment.
JP14018091A 1991-06-12 1991-06-12 Method and apparatus for metal organic chemical vapor deposition Withdrawn JPH04364720A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002203848A (en) * 2000-11-09 2002-07-19 Battelle Memorial Inst Vacuum/gas phase reactor for dehydroxylating and alkylating porous silica

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