JPH0562916A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
- Publication number
- JPH0562916A JPH0562916A JP24502291A JP24502291A JPH0562916A JP H0562916 A JPH0562916 A JP H0562916A JP 24502291 A JP24502291 A JP 24502291A JP 24502291 A JP24502291 A JP 24502291A JP H0562916 A JPH0562916 A JP H0562916A
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- JP
- Japan
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- raw material
- growth
- reaction tube
- gas
- tube wall
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 管壁成長を抑制し、表面欠陥の少ない結晶成
長を行う。 【構成】 上下に区切られた複数のガス導入口１，２を
有する横型反応管において、基板結晶と反対側に位置す
る導入口２より原料成分を含まず、かつ他の導入口１よ
り導入されるキャリアガスより分子量の大きなガスを導
入して管壁への原料成分の熱拡散を防止し、管壁成長を
抑制する。
長を行う。 【構成】 上下に区切られた複数のガス導入口１，２を
有する横型反応管において、基板結晶と反対側に位置す
る導入口２より原料成分を含まず、かつ他の導入口１よ
り導入されるキャリアガスより分子量の大きなガスを導
入して管壁への原料成分の熱拡散を防止し、管壁成長を
抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は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等の結晶成長
には、従来より用いられてきた液相成長法（ＬＰＥ法）
に代わって、原料成分をガス状物質で供給する気相成長
法が開発されている。その中でも特に有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法）は、結晶純度やヘテロ急峻性が良好
なために注目されており、活発に研究開発が各所で行わ
れている。
には、従来より用いられてきた液相成長法（ＬＰＥ法）
に代わって、原料成分をガス状物質で供給する気相成長
法が開発されている。その中でも特に有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法）は、結晶純度やヘテロ急峻性が良好
なために注目されており、活発に研究開発が各所で行わ
れている。
【０００３】一方、ＭＯＶＰＥ法は、大面積高均一成長
が可能なこと、原料の交換が容易なこと等より工業化に
ついても各所で検討されている。特に大面積高均一成長
や成長結晶のゴミの低減については、工業化の観点から
大きな期待がなされている。
が可能なこと、原料の交換が容易なこと等より工業化に
ついても各所で検討されている。特に大面積高均一成長
や成長結晶のゴミの低減については、工業化の観点から
大きな期待がなされている。
【０００４】一方、ＭＯＶＰＥ反応管内の成長メカニズ
ムについても、近年、解析が行われつつあるが、未だ十
分な解明には至っていない。さらに、スーパーコンピュ
ーターの発展に伴い、フローパターンや原料成分の拡
散，分解，吸着についてもシミュレーションが可能とな
ってきている（ジャーナル・オブ・クリスタル・グロー
ス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗ
ｔｈ）誌、第１００巻，５４５頁参照）。
ムについても、近年、解析が行われつつあるが、未だ十
分な解明には至っていない。さらに、スーパーコンピュ
ーターの発展に伴い、フローパターンや原料成分の拡
散，分解，吸着についてもシミュレーションが可能とな
ってきている（ジャーナル・オブ・クリスタル・グロー
ス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗ
ｔｈ）誌、第１００巻，５４５頁参照）。
【０００５】結晶成長のシミュレーションについては、
今後の成長メカニズムの解明の有力手段となるものと期
待されている。
今後の成長メカニズムの解明の有力手段となるものと期
待されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、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示
す。４は石英製反応管、６は高周波コイル、図中１は、
原料導入口、８は排気口である。反応管４のカーボンサ
セプター５上にＧａＡｓ基板７を設置し、原料導入管１
より原料を送入して気相成長を行ったときには、カーボ
ンサセプター５の上部の石英製反応管４の管壁に分解し
た原料が付着し、これが基板７上に落下し、異常成長や
ビルロックの原因となっていた。
従来より用いられてきた横型反応管の気相成長装置を示
す。４は石英製反応管、６は高周波コイル、図中１は、
原料導入口、８は排気口である。反応管４のカーボンサ
セプター５上にＧａＡｓ基板７を設置し、原料導入管１
より原料を送入して気相成長を行ったときには、カーボ
ンサセプター５の上部の石英製反応管４の管壁に分解し
た原料が付着し、これが基板７上に落下し、異常成長や
ビルロックの原因となっていた。
【０００７】このような表面欠陥は、その後の微細加工
プロセスにおいてマスクの密着不良や段差による配線不
良等のデバイス歩留り低下を引き起こしていた。
プロセスにおいてマスクの密着不良や段差による配線不
良等のデバイス歩留り低下を引き起こしていた。
【０００８】本発明の目的は、この問題点を解決し、管
壁成長を抑制し、表面欠陥の少ない結晶成長が可能な気
相成長方法を提供することにある。
壁成長を抑制し、表面欠陥の少ない結晶成長が可能な気
相成長方法を提供することにある。
【０００９】
【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、横型反応管
にて上下に区切られた複数の原料導入口から原料成分を
ガス状物質で結晶基板上に供給する気相成長方法におい
て、結晶基板と反対側に位置する導入口から原料を含ま
ず、且つ、その他の導入口から導入されるキャリアガス
より分子量の大きいガスを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、横型反応管
にて上下に区切られた複数の原料導入口から原料成分を
ガス状物質で結晶基板上に供給する気相成長方法におい
て、結晶基板と反対側に位置する導入口から原料を含ま
ず、且つ、その他の導入口から導入されるキャリアガス
より分子量の大きいガスを導入するものである。
【００１０】
【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結晶成長を行う場合に、サセプ
ター近傍でキャリアガスは急激に加熱され、特に水冷管
の場合には大きな温度勾配を生じる。このような大きな
温度勾配の存在する場合には、原料成分は拡散熱を生じ
て高温領域より低温領域に移動してしまうことがシミュ
レーションの結果明らかとなった。
の気相成長装置を用いて結晶成長を行う場合に、サセプ
ター近傍でキャリアガスは急激に加熱され、特に水冷管
の場合には大きな温度勾配を生じる。このような大きな
温度勾配の存在する場合には、原料成分は拡散熱を生じ
て高温領域より低温領域に移動してしまうことがシミュ
レーションの結果明らかとなった。
【００１１】このため、最も低温領域である石英管壁に
おいて管壁成長を生じてゴミの発生原因となる。この管
壁成長を防止するには原料成分の熱拡散の影響を防止す
る必要がある。
おいて管壁成長を生じてゴミの発生原因となる。この管
壁成長を防止するには原料成分の熱拡散の影響を防止す
る必要がある。
【００１２】ここで熱拡散の程度は、原料成分とキャリ
アガスの分子量の差に依存することが知られており、Ｍ
ＯＶＰＥ成長の場合には、水素キャリアを用いる時が最
も影響が大きい。そこで、本発明では、結晶基板と反対
側に位置する反応管壁に近い原料導入口から原料成分を
含まず、かつその他の導入口より導入されるキャリアガ
スより分子量の大きなガスを導入する。これによって管
壁への原料成分の熱拡散が防止され、管壁成長が抑制さ
れて表面欠陥の少ない結晶成長が可能となる。
アガスの分子量の差に依存することが知られており、Ｍ
ＯＶＰＥ成長の場合には、水素キャリアを用いる時が最
も影響が大きい。そこで、本発明では、結晶基板と反対
側に位置する反応管壁に近い原料導入口から原料成分を
含まず、かつその他の導入口より導入されるキャリアガ
スより分子量の大きなガスを導入する。これによって管
壁への原料成分の熱拡散が防止され、管壁成長が抑制さ
れて表面欠陥の少ない結晶成長が可能となる。
【００１３】
【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方法に用いた装置の
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方法に用いた装置の
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。
【００１４】図１において、石英製反応管４の中央部管
壁には、カーボンサセプター５が置かれており、その上
に２インチのガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板７が取り
付けられている。ＧａＡｓ基板７は、高周波コイル６に
より７００℃に過熱される。反応管４は、周囲に高周波
コイル６が配置され、１つの排気口８と、上下２段に分
かれた原料導入口１，２を有している。この原料導入口
については、カーボンサセプター５に近い側から原料導
入口１，原料導入口２とする。原料導入口１よりトリエ
チルガリウム（ＴＥＧ）とアルシン（ＡｓＨ3）を水素
キャリアガスと共に導入する。
壁には、カーボンサセプター５が置かれており、その上
に２インチのガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板７が取り
付けられている。ＧａＡｓ基板７は、高周波コイル６に
より７００℃に過熱される。反応管４は、周囲に高周波
コイル６が配置され、１つの排気口８と、上下２段に分
かれた原料導入口１，２を有している。この原料導入口
については、カーボンサセプター５に近い側から原料導
入口１，原料導入口２とする。原料導入口１よりトリエ
チルガリウム（ＴＥＧ）とアルシン（ＡｓＨ3）を水素
キャリアガスと共に導入する。
【００１５】一方原料導入口２より水素キャリアガスよ
りも分子量の大きなキャリアガスとしてアルゴン（Ａ
ｒ）ガスを導入する。反応管圧力は７６０Ｔｏｒｒ，キ
ャリアガスの流量は、それぞれ５ＳＬＭとして基板７に
ＧａＡｓ層を成長した。この結果、表面欠陥密度は５個
／ｃｍ2以下であることがわかった。
りも分子量の大きなキャリアガスとしてアルゴン（Ａ
ｒ）ガスを導入する。反応管圧力は７６０Ｔｏｒｒ，キ
ャリアガスの流量は、それぞれ５ＳＬＭとして基板７に
ＧａＡｓ層を成長した。この結果、表面欠陥密度は５個
／ｃｍ2以下であることがわかった。
【００１６】一方、原料導入口１よりトリエチルガリウ
ム（ＴＥＧ）とアルシン（ＡｓＨ3）を水素キャリアガ
スと共に導入し、原料導入口２より水素キャリアガスを
導入し、同様にＧａＡｓ層を成長した場合には石英管壁
の汚れが激しく、かつ表面欠陥密度は２０個／ｃｍ2で
あった。
ム（ＴＥＧ）とアルシン（ＡｓＨ3）を水素キャリアガ
スと共に導入し、原料導入口２より水素キャリアガスを
導入し、同様にＧａＡｓ層を成長した場合には石英管壁
の汚れが激しく、かつ表面欠陥密度は２０個／ｃｍ2で
あった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、横型反応管で上下
に区切られた複数の原料導入口から原料をガス状物質で
結晶基板上に供給する気相成長方法において、結晶基板
と反対側に位置する反応管壁に近い導入口から原料成分
を含まなく、かつその他の導入口から導入されるキャリ
アガスより分子量の大きなガスを導入することにより管
壁成長を抑制し、表面欠陥の少ない結晶成長が可能とな
る。
に区切られた複数の原料導入口から原料をガス状物質で
結晶基板上に供給する気相成長方法において、結晶基板
と反対側に位置する反応管壁に近い導入口から原料成分
を含まなく、かつその他の導入口から導入されるキャリ
アガスより分子量の大きなガスを導入することにより管
壁成長を抑制し、表面欠陥の少ない結晶成長が可能とな
る。
【図１】本発明による結晶成長方法の第１の実施例の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】従来の反応管形状を示す図である。
１ 原料導入口 ２ 原料導入口 ４ 石英製反応管 ５ カーボンサセプター ６ 高周波コイル ７ ＧａＡｓ基板 ８ 排気口
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【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結晶成長を行う場合に、サセプ
ター近傍でキャリアガスは急激に加熱され、特に水冷管
の場合には大きな温度勾配を生じる。このような大きな
温度勾配の存在する場合には、原料成分は熱拡散により
高温領域より低温領域に移動してしまうことがシミュレ
ーションの結果明らかとなった。
の気相成長装置を用いて結晶成長を行う場合に、サセプ
ター近傍でキャリアガスは急激に加熱され、特に水冷管
の場合には大きな温度勾配を生じる。このような大きな
温度勾配の存在する場合には、原料成分は熱拡散により
高温領域より低温領域に移動してしまうことがシミュレ
ーションの結果明らかとなった。
Claims (1)
- 【請求項１】 横型反応管にて上下に区切られた複数の
原料導入口から原料成分をガス状物質で結晶基板上に供
給する気相成長方法において、結晶基板と反対側に位置
する導入口から原料を含まず、且つ、その他の導入口か
ら導入されるキャリアガスより分子量の大きいガスを導
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 |
|---|---|---|---|
| JP24502291A JPH0562916A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24502291A JPH0562916A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562916A true JPH0562916A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17127414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24502291A Pending JPH0562916A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0562916A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8247472B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-08-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Friction material and production method of friction material |
| US8789666B2 (en) | 2008-10-10 | 2014-07-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Friction couple |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24502291A patent/JPH0562916A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8247472B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-08-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Friction material and production method of friction material |
| US8492466B2 (en) | 2008-10-10 | 2013-07-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Friction material and production method of friction material |
| US8789666B2 (en) | 2008-10-10 | 2014-07-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Friction couple |
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