JPH0547672A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
- Publication number
- JPH0547672A JPH0547672A JP20182791A JP20182791A JPH0547672A JP H0547672 A JPH0547672 A JP H0547672A JP 20182791 A JP20182791 A JP 20182791A JP 20182791 A JP20182791 A JP 20182791A JP H0547672 A JPH0547672 A JP H0547672A
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- Japan
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- raw material
- group
- decomposition temperature
- material inlet
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｖ族混晶系半導体結晶成長において、組成の
高均一な結晶成長を行う。 【構成】 カーボンサセプター４を高周波コイル６によ
り加熱し、ＩＩＩ族原料は、第２の原料導入口２から導
入し、２種類のＶ族原料ガスは、分解温度が高い原料を
カーボンサセプター４に近い第１の原料導入口１から導
入し、分解温度が低い原料を第１及び第２の２つの原料
導入口に分配して導入し薄膜を成長する。 【効果】 Ｖ族混晶系半導体結晶薄膜の組成均一性が向
上する。
高均一な結晶成長を行う。 【構成】 カーボンサセプター４を高周波コイル６によ
り加熱し、ＩＩＩ族原料は、第２の原料導入口２から導
入し、２種類のＶ族原料ガスは、分解温度が高い原料を
カーボンサセプター４に近い第１の原料導入口１から導
入し、分解温度が低い原料を第１及び第２の２つの原料
導入口に分配して導入し薄膜を成長する。 【効果】 Ｖ族混晶系半導体結晶薄膜の組成均一性が向
上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｖ族混晶系半導体結晶
の気相成長方法に関する。
の気相成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光デバイスや高速デバイスの作製に用い
られる有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）において
は、急峻なヘテロ接合界面が要求されるため、キャリア
ガスの切り替え等について活発な研究が進められてき
た。
られる有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）において
は、急峻なヘテロ接合界面が要求されるため、キャリア
ガスの切り替え等について活発な研究が進められてき
た。
【０００３】近年、反応管内のキャリアガスの流れにつ
いてシミュレーションにより解析が進められ（ジャーナ
ル・オブ・クリスタル・グロース（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆＣｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）誌、第１００巻，５
４５頁参照）。減圧に限らず常圧においても急峻なヘテ
ロ界面が得られるようになっている（ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックス（（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ）誌、第６７巻，第１
２号，７５７８頁）。
いてシミュレーションにより解析が進められ（ジャーナ
ル・オブ・クリスタル・グロース（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆＣｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）誌、第１００巻，５
４５頁参照）。減圧に限らず常圧においても急峻なヘテ
ロ界面が得られるようになっている（ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックス（（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ）誌、第６７巻，第１
２号，７５７８頁）。
【０００４】図２に一般的に用いられる反応管形状を示
す。ＭＯＶＰＥ法に用いられる原料は、ルイス酸，ルイ
ス塩基にあたるものが多く、中間生成物（アダクト）を
つくりやすい。特に常圧においては、中間生成物が顕著
になる。そこで図２に示すように各原料の接触を少なく
するため、原料導入口として第１の原料導入口１と、第
２の原料導入口２とを別個に設け、各々の導入口１，２
を半導体結晶基板７の近傍まで至らしめ、第１の原料導
入口１よりＶ族原料を、第２の原料導入口２よりＩＩＩ
族原料を別々に導入している（ジャーナル・オブ・クリ
スタル・グロース（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔ
ａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）誌、第１０７巻，１９２頁）。な
お、図中、４は、カーボンサセプター、６は高周波コイ
ル、３は石英製反応管である。
す。ＭＯＶＰＥ法に用いられる原料は、ルイス酸，ルイ
ス塩基にあたるものが多く、中間生成物（アダクト）を
つくりやすい。特に常圧においては、中間生成物が顕著
になる。そこで図２に示すように各原料の接触を少なく
するため、原料導入口として第１の原料導入口１と、第
２の原料導入口２とを別個に設け、各々の導入口１，２
を半導体結晶基板７の近傍まで至らしめ、第１の原料導
入口１よりＶ族原料を、第２の原料導入口２よりＩＩＩ
族原料を別々に導入している（ジャーナル・オブ・クリ
スタル・グロース（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔ
ａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）誌、第１０７巻，１９２頁）。な
お、図中、４は、カーボンサセプター、６は高周波コイ
ル、３は石英製反応管である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図２に示す従来より用
いられてきた横型反応管の気相成長装置を用いてＶ族混
晶系半導体結晶を成長する場合、分解温度が異なる２種
類のＶ族原料を同じ原料導入口１より導入するため、原
料により基板７上の表面濃度分布が異なり、その結果組
成の均一性の低下を生じさせていた。
いられてきた横型反応管の気相成長装置を用いてＶ族混
晶系半導体結晶を成長する場合、分解温度が異なる２種
類のＶ族原料を同じ原料導入口１より導入するため、原
料により基板７上の表面濃度分布が異なり、その結果組
成の均一性の低下を生じさせていた。
【０００６】本発明の目的は、この問題点を解決し、組
成が均一なＶ族混晶系半導体結晶成長が可能な気相成長
方法を提供することにある。
成が均一なＶ族混晶系半導体結晶成長が可能な気相成長
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】上記目的を達成するた
め、本発明による気相成長方法においては、上下に区切
られた２つの原料導入口を有する横型反応管を用いて分
解温度が異なる２種類のＶ族原料をガス状物質として結
晶基板上に供給する気相成長方法であって、分解温度が
高いＶ族原料をサセプターに近い原料導入口から導入
し、分解温度の低いＶ族原料を２つの原料導入口に分配
して導入するものである。
め、本発明による気相成長方法においては、上下に区切
られた２つの原料導入口を有する横型反応管を用いて分
解温度が異なる２種類のＶ族原料をガス状物質として結
晶基板上に供給する気相成長方法であって、分解温度が
高いＶ族原料をサセプターに近い原料導入口から導入
し、分解温度の低いＶ族原料を２つの原料導入口に分配
して導入するものである。
【０００８】
【作用】図２に示す従来より用いられてきた横型反応管
の気相成長装置を用いてＶ族混晶系半導体結晶を成長す
る場合、結晶成長組成の低下の原因として以下の点が考
えられる。すなわち、分解温度が異なる２種類のＶ族原
料を第１の原料導入口から導入する場合、分解温度が低
い原料の表面濃度分布は基板上流部で高くなり、分解温
度が高い原料の表面濃度分布は基板下流部で高くなるた
め、２つのＶ族組成の面内分布がずれ、組成均一性を低
下させる。この結晶組成の不均一性を改善させるため
に、一方のＶ族原料の表面濃度分布にもう一方のＶ族原
料の表面濃度分布を合わせる必要がある。
の気相成長装置を用いてＶ族混晶系半導体結晶を成長す
る場合、結晶成長組成の低下の原因として以下の点が考
えられる。すなわち、分解温度が異なる２種類のＶ族原
料を第１の原料導入口から導入する場合、分解温度が低
い原料の表面濃度分布は基板上流部で高くなり、分解温
度が高い原料の表面濃度分布は基板下流部で高くなるた
め、２つのＶ族組成の面内分布がずれ、組成均一性を低
下させる。この結晶組成の不均一性を改善させるため
に、一方のＶ族原料の表面濃度分布にもう一方のＶ族原
料の表面濃度分布を合わせる必要がある。
【０００９】そこで、本発明では、分解温度が高い原料
をサセプターに近い第１の原料導入口から導入し、基板
上流部に直接原料を供給し、下流になるに従って原料を
低温側に熱拡散させ、基板より遠ざける方法により基板
上流部の原料濃度を増大させ、さらに、分解温度の低い
原料を２つの原料導入口に分配して導入し、分解温度が
高い原料の面内濃度分布に合わせることにより成長組成
の均一なＶ族混晶系半導体結晶成長を可能とした。
をサセプターに近い第１の原料導入口から導入し、基板
上流部に直接原料を供給し、下流になるに従って原料を
低温側に熱拡散させ、基板より遠ざける方法により基板
上流部の原料濃度を増大させ、さらに、分解温度の低い
原料を２つの原料導入口に分配して導入し、分解温度が
高い原料の面内濃度分布に合わせることにより成長組成
の均一なＶ族混晶系半導体結晶成長を可能とした。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図１に本発明による気相成長法に用いた装置の構成
図を示す。実施例においては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体の常圧成長の例を用いて説明する。
る。図１に本発明による気相成長法に用いた装置の構成
図を示す。実施例においては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体の常圧成長の例を用いて説明する。
【００１１】図１において、石英製反応管３の中央下部
管壁にカーボンサセプター４が置かれており、その上に
２インチのインジウム・燐（ＩｎＰ）基板５が取り付け
られている。ＩｎＰ基板５は、高周波コイル６により６
００℃に加熱される。
管壁にカーボンサセプター４が置かれており、その上に
２インチのインジウム・燐（ＩｎＰ）基板５が取り付け
られている。ＩｎＰ基板５は、高周波コイル６により６
００℃に加熱される。
【００１２】原料導入口は、上下２つに分かれており、
カーボンサセプター４に近い側から順に第１の原料導入
口１、第２の原料導入口２とする。
カーボンサセプター４に近い側から順に第１の原料導入
口１、第２の原料導入口２とする。
【００１３】キャリアガスを水素（Ｈ2）とし、トリメ
チルインジウム（ＴＭＩ），トリエチルガリウム（ＴＥ
Ｇ），アルシン（ＡｓＨ3），ホスフィン（ＰＨ3）を原
料としてＩｎＰに格子整合するインジウム・ガリウム・
砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ）を成長する。
チルインジウム（ＴＭＩ），トリエチルガリウム（ＴＥ
Ｇ），アルシン（ＡｓＨ3），ホスフィン（ＰＨ3）を原
料としてＩｎＰに格子整合するインジウム・ガリウム・
砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ）を成長する。
【００１４】Ｖ族原料については、ＰＨ3の分解温度が
ＡｓＨ3よりも高いため、第１の原料導入口１からＰＨ3
を導入し、ＡｓＨ3は、第１の原料導入口１と第２の原
料導入口２とに分配して導入する。また、ＩＩＩ族原料
については、ＴＭＩ，ＴＥＧとも第２の原料導入口２か
ら導入する。
ＡｓＨ3よりも高いため、第１の原料導入口１からＰＨ3
を導入し、ＡｓＨ3は、第１の原料導入口１と第２の原
料導入口２とに分配して導入する。また、ＩＩＩ族原料
については、ＴＭＩ，ＴＥＧとも第２の原料導入口２か
ら導入する。
【００１５】反応管圧力７６０Ｔｏｒｒ，キャリアガス
の流量を各々１０ＳＬＭとして、ＩｎＧａＡｓＰを成長
したところ、ＰＬ波長の面内分布は、±２ｎｍ以下の均
一性であることが分かった。また、ＡｓＨ3とＩＩＩ族
原料との混合によるアダクトの発生はみられなかった。
の流量を各々１０ＳＬＭとして、ＩｎＧａＡｓＰを成長
したところ、ＰＬ波長の面内分布は、±２ｎｍ以下の均
一性であることが分かった。また、ＡｓＨ3とＩＩＩ族
原料との混合によるアダクトの発生はみられなかった。
【００１６】一方、第１の原料導入口１からＡｓＨ3，
ＰＨ3を、出す２の原料導入口２からＴＭＩ，ＴＥＧを
導入し、同じ条件で、同じ薄膜を成長したところＰＬ波
長の面内分布は、±１０ｎｍであった。
ＰＨ3を、出す２の原料導入口２からＴＭＩ，ＴＥＧを
導入し、同じ条件で、同じ薄膜を成長したところＰＬ波
長の面内分布は、±１０ｎｍであった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上下に区切られた２つの原料導入口を有する横型反応管
を用い、分解温度が異なる２種類のＶ族原料をガス状で
結晶基板上に供給するに際し、分解温度の高いＶ族原料
をサセプターに近い第１の原料導入口から導入し、分解
温度が低いＶ族原料を第１及び第２の原料導入口に分配
して導入することにより、原料濃度分布をコントロール
して成長組成の均一な結晶成長ができる効果がある。
上下に区切られた２つの原料導入口を有する横型反応管
を用い、分解温度が異なる２種類のＶ族原料をガス状で
結晶基板上に供給するに際し、分解温度の高いＶ族原料
をサセプターに近い第１の原料導入口から導入し、分解
温度が低いＶ族原料を第１及び第２の原料導入口に分配
して導入することにより、原料濃度分布をコントロール
して成長組成の均一な結晶成長ができる効果がある。
【図１】本発明による結晶成長方法の実施例の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】従来の結晶成長方法を示す図である。
１ 第１の原料導入口 ２ 第２の原料導入口 ３ 石英製反応管 ４ カーボンサセプター ５ ＩｎＰ基板 ６ 高周波コイル ７ 半導体結晶基板
Claims (1)
- 【請求項１】 上下に区切られた２つの原料導入口を有
する横型反応管を用いて分解温度が異なる２種類のＶ族
原料をガス状物質として結晶基板上に供給する気相成長
方法であって、 分解温度が高いＶ族原料をサセプターに近い原料導入口
から導入し、分解温度の低いＶ族原料を２つの原料導入
口に分配して導入することを特徴とする気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20182791A JP2712910B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20182791A JP2712910B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547672A true JPH0547672A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2712910B2 JP2712910B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=16447556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20182791A Expired - Lifetime JP2712910B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712910B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP20182791A patent/JP2712910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2712910B2 (ja) | 1998-02-16 |
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Legal Events
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