JPH05259158A - Ｉｉｉ族元素の窒化膜の形成方法 - Google Patents
Ｉｉｉ族元素の窒化膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH05259158A JPH05259158A JP5799692A JP5799692A JPH05259158A JP H05259158 A JPH05259158 A JP H05259158A JP 5799692 A JP5799692 A JP 5799692A JP 5799692 A JP5799692 A JP 5799692A JP H05259158 A JPH05259158 A JP H05259158A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitride film
- group iii
- ammonia gas
- ammonia
- cracking cell
- Prior art date
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アンモニアを比較的低温で効率よく分解し、
もって効率よく窒化膜を形成する。 【構成】 加熱したＧａＡｓ基板の表面をＧａ飽和面と
する。アルミナファイバーを充填したクラッキングセル
を３００〜５５０℃に加熱し、アンモニアガスを通過さ
せる。アルミナファイバーを触媒としてクラッキングさ
れたアンモニアガスがＧａ飽和面のＧａと反応してＧａ
Ｎ膜が形成される。
もって効率よく窒化膜を形成する。 【構成】 加熱したＧａＡｓ基板の表面をＧａ飽和面と
する。アルミナファイバーを充填したクラッキングセル
を３００〜５５０℃に加熱し、アンモニアガスを通過さ
せる。アルミナファイバーを触媒としてクラッキングさ
れたアンモニアガスがＧａ飽和面のＧａと反応してＧａ
Ｎ膜が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体のエピタ
キシャル成長に関し、特に、ＩＩＩ族元素の窒化膜の形
成方法に関する。
キシャル成長に関し、特に、ＩＩＩ族元素の窒化膜の形
成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＭＢＥ法（分子線エピタキシー
法）でＧａＮ膜を形成する場合、サファイア（Ａｌ2 Ｏ
3 ）、ＧａＡｓ等を基板として用い、Ｇａ及びアンモニ
ア（ＮＨ3 ）ガスを原料にして結晶成長を行う。この場
合、アンモニアを分解するために、アンモニアを８００
℃以上に加熱して加熱分解させ、基板上のＧａ飽和面の
Ｇａと反応させてＧａＮ膜を形成している。
法）でＧａＮ膜を形成する場合、サファイア（Ａｌ2 Ｏ
3 ）、ＧａＡｓ等を基板として用い、Ｇａ及びアンモニ
ア（ＮＨ3 ）ガスを原料にして結晶成長を行う。この場
合、アンモニアを分解するために、アンモニアを８００
℃以上に加熱して加熱分解させ、基板上のＧａ飽和面の
Ｇａと反応させてＧａＮ膜を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
方法では、アンモニアを分解するために８００℃以上に
加熱しなければならず、窒化膜を形成する上で非常に効
率が悪い。
方法では、アンモニアを分解するために８００℃以上に
加熱しなければならず、窒化膜を形成する上で非常に効
率が悪い。
【０００４】本発明は、アンモニアを比較的低温で分解
し、効率よく窒化膜を形成する方法を提供することを目
的とする。
し、効率よく窒化膜を形成する方法を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＩＩＩ
族元素及びアンモニアガスを原料として基板上にＩＩＩ
族元素の窒化膜を結晶成長させるＩＩＩ族元素の窒化膜
の形成方法において、アルミナを充填したクラッキング
セルを所定温度に加熱し、該クラッキングセルに前記ア
ンモニアガスを通してクラッキングした分解種を基板上
のＩＩＩ族半導体元素と反応させるようにしたことを特
徴とするＩＩＩ族元素の窒化膜の形成方法が得られる。
族元素及びアンモニアガスを原料として基板上にＩＩＩ
族元素の窒化膜を結晶成長させるＩＩＩ族元素の窒化膜
の形成方法において、アルミナを充填したクラッキング
セルを所定温度に加熱し、該クラッキングセルに前記ア
ンモニアガスを通してクラッキングした分解種を基板上
のＩＩＩ族半導体元素と反応させるようにしたことを特
徴とするＩＩＩ族元素の窒化膜の形成方法が得られる。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。ここで
は、ＭＢＥ法を用いてＧａＡｓ基板上にＧａＮ膜を形成
する方法を説明する。原料ソースは、Ｇａ及びアンモニ
アガス（ＮＨ3 ）である。
は、ＭＢＥ法を用いてＧａＡｓ基板上にＧａＮ膜を形成
する方法を説明する。原料ソースは、Ｇａ及びアンモニ
アガス（ＮＨ3 ）である。
【０００７】まず、真空装置（図示せず）内に導入され
たＧａＡｓ（１００）基板を加熱して、Ｇａを照射し、
表面を（１×１）Ｇａ飽和面とする。次に、３００〜５
５０℃に加熱されたクラッキングセルを通してアンモニ
アガスを照射する。クラッキングされたアンモニアガス
は、（１×１）Ｇａ飽和面のＧａと反応し、ＧａＮ膜が
形成される。以降同様に、Ｇａの照射とアンモニアガス
の照射を繰り返す。
たＧａＡｓ（１００）基板を加熱して、Ｇａを照射し、
表面を（１×１）Ｇａ飽和面とする。次に、３００〜５
５０℃に加熱されたクラッキングセルを通してアンモニ
アガスを照射する。クラッキングされたアンモニアガス
は、（１×１）Ｇａ飽和面のＧａと反応し、ＧａＮ膜が
形成される。以降同様に、Ｇａの照射とアンモニアガス
の照射を繰り返す。
【０００８】本実施例で使用されるクラッキングセル
は、図１に示すように、外周に加熱用ヒーター１１が巻
き付けられた絶縁管１２の内部に石英管１３を収容し、
さらにその内部にＡｌ2 Ｏ3 ９５％、ＳｉＯ2 ５％の成
分比のアルミナファイバー１４を収容している。このク
ラッキングセルの先端は、中央に穴が設けられたタンタ
ル製円板１５で塞がれており、後端には、アンモニアを
導入するためのステンレス管１６が差し込まれている。
ステンレス管１６から導入されたアンモニアガスはアル
ミナファイバー１４によってクラッキングされ、Ｎ+ 、
ＮＨ+ 、ＮＨ2 +、及びＮＨ3 + 等の分解種に分解さ
れ、先端の穴より基板に向けて照射される。
は、図１に示すように、外周に加熱用ヒーター１１が巻
き付けられた絶縁管１２の内部に石英管１３を収容し、
さらにその内部にＡｌ2 Ｏ3 ９５％、ＳｉＯ2 ５％の成
分比のアルミナファイバー１４を収容している。このク
ラッキングセルの先端は、中央に穴が設けられたタンタ
ル製円板１５で塞がれており、後端には、アンモニアを
導入するためのステンレス管１６が差し込まれている。
ステンレス管１６から導入されたアンモニアガスはアル
ミナファイバー１４によってクラッキングされ、Ｎ+ 、
ＮＨ+ 、ＮＨ2 +、及びＮＨ3 + 等の分解種に分解さ
れ、先端の穴より基板に向けて照射される。
【０００９】ここで、クラッキングセルの温度を６００
℃以上にすると、ＧａＮ膜は形成されない。これは、ア
ンモニアガスがＮとＨ- 基とに完全に分解されてしまう
と、Ｇａと反応し難くなるためだと考えられる。
℃以上にすると、ＧａＮ膜は形成されない。これは、ア
ンモニアガスがＮとＨ- 基とに完全に分解されてしまう
と、Ｇａと反応し難くなるためだと考えられる。
【００１０】また、一度使用したクラッキングセルで、
再び同じ条件でクラッキングを行うには、一端、真空中
において、８００℃以上で３０分以上べーキングする必
要がある。これは、アンモニアガスのクラッキングを行
った後、そのまま冷却すると、アルミナファイバーにア
ンモニア及びその分解種が吸着し、触媒作用を妨げるた
めだと考えられる。
再び同じ条件でクラッキングを行うには、一端、真空中
において、８００℃以上で３０分以上べーキングする必
要がある。これは、アンモニアガスのクラッキングを行
った後、そのまま冷却すると、アルミナファイバーにア
ンモニア及びその分解種が吸着し、触媒作用を妨げるた
めだと考えられる。
【００１１】なお、上記実施例では、アルミナファイバ
ーの成分をＡｌ2 Ｏ3 ９５％、ＳｉＯ2 ５％としたが、
これに限られるものではなく、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 １０
０％であっても良い。
ーの成分をＡｌ2 Ｏ3 ９５％、ＳｉＯ2 ５％としたが、
これに限られるものではなく、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 １０
０％であっても良い。
【００１２】また、上記実施例では、ＧａＡｓ基板にＧ
ａＮ膜を形成する例に着いて説明したが、その他のＩＩ
Ｉ族元素の窒化膜、例えば、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、及び
ＡｌＮ等の窒化膜のエピタキシャル成長にも適用するこ
とができる。
ａＮ膜を形成する例に着いて説明したが、その他のＩＩ
Ｉ族元素の窒化膜、例えば、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、及び
ＡｌＮ等の窒化膜のエピタキシャル成長にも適用するこ
とができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、アルミナファイバーを
充填したクラッキングセルを使用してアンモニアガスを
分解するようにしたことで、低温で、効率よくアンモニ
アを分解することができ、ＩＩＩ族元素の窒化膜を効率
よく形成することができる。
充填したクラッキングセルを使用してアンモニアガスを
分解するようにしたことで、低温で、効率よくアンモニ
アを分解することができ、ＩＩＩ族元素の窒化膜を効率
よく形成することができる。
【図１】本発明の一実施例に使用されるクラッキングセ
ルの断面図である。
ルの断面図である。
１１ 加熱用ヒーター １２ 絶縁管 １３ 石英管 １４ アルミナファイバー １５ タンタル製円板 １６ ステンレス管
Claims (2)
- 【請求項１】 ＩＩＩ族元素及びアンモニアガスを原料
として基板上にＩＩＩ族元素の窒化膜を結晶成長させる
ＩＩＩ族元素の窒化膜の形成方法において、アルミナを
充填したクラッキングセルを所定温度に加熱し、該クラ
ッキングセルに前記アンモニアガスを通してクラッキン
グした分解種を基板上のＩＩＩ族半導体元素と反応させ
るようにしたことを特徴とするＩＩＩ族元素の窒化膜の
形成方法。 - 【請求項２】 前記クラッキングセルを所定温度に加熱
する前に、前記所定温度よりも高い温度で加熱し、その
後所定温度にするようにしたことを特徴とする請求項１
のＩＩＩ族元素の窒化膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057996A JP2711959B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Ｉｉｉ族元素の窒化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057996A JP2711959B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Ｉｉｉ族元素の窒化膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259158A true JPH05259158A (ja) | 1993-10-08 |
| JP2711959B2 JP2711959B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=13071621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4057996A Expired - Lifetime JP2711959B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Ｉｉｉ族元素の窒化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711959B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000070129A1 (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-23 | Emf Ireland Limited | Method and apparatus for epitaxially growing a material on a substrate |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0474858A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-10 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 窒化膜の製造方法 |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP4057996A patent/JP2711959B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0474858A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-10 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 窒化膜の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000070129A1 (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-23 | Emf Ireland Limited | Method and apparatus for epitaxially growing a material on a substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2711959B2 (ja) | 1998-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970909 |