JPH0590179A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0590179A JPH0590179A JP27850291A JP27850291A JPH0590179A JP H0590179 A JPH0590179 A JP H0590179A JP 27850291 A JP27850291 A JP 27850291A JP 27850291 A JP27850291 A JP 27850291A JP H0590179 A JPH0590179 A JP H0590179A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- introduction port
- carrier gas
- susceptor
- reaction tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 化合物半導体結晶成長において、キャリアガ
ス流量の変化に対し、安定した膜厚均一性を得る。 【構成】 カーボンサセプター４を高周波コイル６によ
り加熱する。Ｖ族原料ガスは、第１の原料導入口１から
導入し、ＩＩＩ族原料ガスは、第２の原料導入口２から
導入する。カーボンサセプター４には、その中心から後
方の導入ガスの流動方向に沿う下流側に位置をずらせて
結晶基板５を設置し、薄膜を成長する。 【効果】 キャリアガス流量の変化に対して安定した膜
厚均一性が得られる。
ス流量の変化に対し、安定した膜厚均一性を得る。 【構成】 カーボンサセプター４を高周波コイル６によ
り加熱する。Ｖ族原料ガスは、第１の原料導入口１から
導入し、ＩＩＩ族原料ガスは、第２の原料導入口２から
導入する。カーボンサセプター４には、その中心から後
方の導入ガスの流動方向に沿う下流側に位置をずらせて
結晶基板５を設置し、薄膜を成長する。 【効果】 キャリアガス流量の変化に対して安定した膜
厚均一性が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光デバイスや高速デバ
イスの作製に用いる気相成長装置に関する。
イスの作製に用いる気相成長装置に関する。
【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
ｏｆＣｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）誌，第１００巻，
５４５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，７５７６頁参照）。
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
ｏｆＣｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ）誌，第１００巻，
５４５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，７５７６頁参照）。
【０００４】図３に、一般的に用いられる反応管の形状
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）を作りやすい。特に常圧においては、中間生成物が
顕著になる。
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）を作りやすい。特に常圧においては、中間生成物が
顕著になる。
【０００５】そこで図３に示すように、各原料の接触を
少なくするため、原料導入口を半導体結晶基板７の近傍
まで２つに分け、高温側の第１の原料導入口１よりＶ族
原料を、低温側の第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 ＣｒｙｓｔａｌＧ
ｒｏｗｔｈ）誌，第１０７巻，１９２頁）。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。
少なくするため、原料導入口を半導体結晶基板７の近傍
まで２つに分け、高温側の第１の原料導入口１よりＶ族
原料を、低温側の第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 ＣｒｙｓｔａｌＧ
ｒｏｗｔｈ）誌，第１０７巻，１９２頁）。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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３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化合物
半導体結晶を成長する場合、結晶基板７をサセプター４
の中央に設置するため、キャリアガス流量の僅かな変化
により膜厚均一性の大きな変動が生じていた。
いられてきた横型反応管の気相成長装置を用いて化合物
半導体結晶を成長する場合、結晶基板７をサセプター４
の中央に設置するため、キャリアガス流量の僅かな変化
により膜厚均一性の大きな変動が生じていた。
【０００７】本発明の目的は、この問題点を解決し、キ
ャリアガス流量の変化に対して安定な膜厚均一性が得ら
れる気相成長装置を提供することにある。
ャリアガス流量の変化に対して安定な膜厚均一性が得ら
れる気相成長装置を提供することにある。
【０００８】
【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装置においては、横型反応管
の原料導入口に、上下２つに仕切られた高温側原料導入
口と低温側原料導入口とを有し、反応管内に結晶基板を
設置するサセプターを有する気相成長装置であって、高
温側原料導入口は、Ｖ族原料を反応管内に導入するもの
であり、低温側原料導入口は、ＩＩＩ族原料を反応管内
に導入するものであり、サセプターは、反応管の中央下
部管壁に設けられ、結晶基板を設置する基板載置部を有
し、基板載置部は、サセプターの中央からキャリアガス
の流動方向に対して下流側となる後方にずらせた位置に
設けられたものである。
め、本発明による気相成長装置においては、横型反応管
の原料導入口に、上下２つに仕切られた高温側原料導入
口と低温側原料導入口とを有し、反応管内に結晶基板を
設置するサセプターを有する気相成長装置であって、高
温側原料導入口は、Ｖ族原料を反応管内に導入するもの
であり、低温側原料導入口は、ＩＩＩ族原料を反応管内
に導入するものであり、サセプターは、反応管の中央下
部管壁に設けられ、結晶基板を設置する基板載置部を有
し、基板載置部は、サセプターの中央からキャリアガス
の流動方向に対して下流側となる後方にずらせた位置に
設けられたものである。
【０００９】
【作用】図３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化合物半導体結晶を成長する場
合、キャリアガス流量の僅かな変化により結晶膜厚均一
性が低下するが、その原因として以下の理由が考えられ
る。
の気相成長装置を用いて化合物半導体結晶を成長する場
合、キャリアガス流量の僅かな変化により結晶膜厚均一
性が低下するが、その原因として以下の理由が考えられ
る。
【００１０】図２に示すように、キャリアガス流量の変
化によりサセプター４上の原料濃度境界層の形状は、Ａ
〜Ｃのように変化する。特にサセプター上流部の原料濃
度境界層の形状は曲線状であり、キャリアガス流量の僅
かな変化に対しても、その形状は敏感に変化する。
化によりサセプター４上の原料濃度境界層の形状は、Ａ
〜Ｃのように変化する。特にサセプター上流部の原料濃
度境界層の形状は曲線状であり、キャリアガス流量の僅
かな変化に対しても、その形状は敏感に変化する。
【００１１】このため、結晶基板上に原料濃度境界層の
曲線形状が掛かるとキャリアガス流量の僅かな変化に対
して基板の上流部と下流部との原料供給量が変化し、膜
厚均一性が悪化する。
曲線形状が掛かるとキャリアガス流量の僅かな変化に対
して基板の上流部と下流部との原料供給量が変化し、膜
厚均一性が悪化する。
【００１２】この結晶膜厚の不均一性を改善するため
に、キャリアガス流量の変化に対して結晶基板上の原料
濃度境界層の厚さが均一になる部分に基板を設置し、基
板に原料を均一に供給する必要がある。
に、キャリアガス流量の変化に対して結晶基板上の原料
濃度境界層の厚さが均一になる部分に基板を設置し、基
板に原料を均一に供給する必要がある。
【００１３】そこで、本発明では、結晶基板をサセプタ
ーの中心からキャリアガスの流動方向に対し下流側とな
る後方にずらして設置するものであり、キャリアガス流
量の変化に対して基板上で均一な原料濃度境界層が得ら
れる。
ーの中心からキャリアガスの流動方向に対し下流側とな
る後方にずらして設置するものであり、キャリアガス流
量の変化に対して基板上で均一な原料濃度境界層が得ら
れる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。
る。
【００１５】図１に本発明による気相成長装置の構成図
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。
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。
【００１６】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、カーボン
サセプター４には、その中央からキャリアガスの流動方
向に対し下流側となる後方にずらせた位置に、基板載置
部４ａを有している。この基板載置部４ａに２インチの
ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板５を取り付ける。
管壁にカーボンサセプター４が置かれており、カーボン
サセプター４には、その中央からキャリアガスの流動方
向に対し下流側となる後方にずらせた位置に、基板載置
部４ａを有している。この基板載置部４ａに２インチの
ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板５を取り付ける。
【００１７】ＧａＡｓ基板５は、高周波コイル６により
６５０℃に加熱される。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。
６５０℃に加熱される。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。
【００１８】キャリアガスを水素（Ｈ2）とし、トリメ
チルガリウム（ＴＭＧ），アルシン（ＡｓＨ3）を原料
としてＧａＡｓを成長する。第１の原料導入口１からＡ
ｓＨ3を、第２の原料導入口２からＴＭＧを同流量のキ
ャリアガスで希釈して導入する。
チルガリウム（ＴＭＧ），アルシン（ＡｓＨ3）を原料
としてＧａＡｓを成長する。第１の原料導入口１からＡ
ｓＨ3を、第２の原料導入口２からＴＭＧを同流量のキ
ャリアガスで希釈して導入する。
【００１９】反応管圧力７６０Ｔｏｒｒ、キャリアガス
の流量を１５〜２０ＳＬＭの範囲で変化させてＧａＡｓ
を成長したところ、どの流量についても膜厚の面内分布
は±２％以下の均一性であることが分かった。また、Ａ
ｓＨ3とＴＭＧの混合によりアダクトの発生はみられな
かった。
の流量を１５〜２０ＳＬＭの範囲で変化させてＧａＡｓ
を成長したところ、どの流量についても膜厚の面内分布
は±２％以下の均一性であることが分かった。また、Ａ
ｓＨ3とＴＭＧの混合によりアダクトの発生はみられな
かった。
【００２０】一方、図３に示す気相成長装置を用いて同
じ条件で、同じ薄膜を成長したところ、膜厚の面内分布
は、キャリアガスの流量の変化に伴い±５〜１５％の範
囲で変化した。
じ条件で、同じ薄膜を成長したところ、膜厚の面内分布
は、キャリアガスの流量の変化に伴い±５〜１５％の範
囲で変化した。
【００２１】
【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つの原料導入口をもつ横型反応管で
低温側の原料導入口からＩＩＩ族原料を、高温側の原料
導入口からＶ族原料を結晶基板上に供給する気相成長装
置において、結晶基板をサセプターの中心から後方の下
流側にずらせて設置することによりキャリアガスの流量
変化に対して安定な膜厚均一性が得られる効果がある。
上下に区切られた２つの原料導入口をもつ横型反応管で
低温側の原料導入口からＩＩＩ族原料を、高温側の原料
導入口からＶ族原料を結晶基板上に供給する気相成長装
置において、結晶基板をサセプターの中心から後方の下
流側にずらせて設置することによりキャリアガスの流量
変化に対して安定な膜厚均一性が得られる効果がある。
【図１】本発明による結晶成長装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】原料濃度境界層の形状の流量依存性を示す図で
ある。
ある。
【図３】従来の結晶成長装置を示す図である。
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 ４ａ 基板載置部 ５ ＧａＡｓ基板 ６ 高周波コイル ７ 半導体結晶基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 29/42 7821−4Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 横型反応管の原料導入口に、上下２つに
仕切られた高温側原料導入口と低温側原料導入口とを有
し、反応管内に結晶基板を設置するサセプターを有する
気相成長装置であって、 高温側原料導入口は、Ｖ族原料を反応管内に導入するも
のであり、 低温側原料導入口は、ＩＩＩ族原料を反応管内に導入す
るものであり、 サセプターは、反応管の中央下部管壁に設けられ、結晶
基板を設置する基板載置部を有し、 基板載置部は、サセプターの中央からキャリアガスの流
動方向に対して下流側となる後方にずらせた位置に設け
られたものであることを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27850291A JPH0590179A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27850291A JPH0590179A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590179A true JPH0590179A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17598208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27850291A Pending JPH0590179A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590179A (ja) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27850291A patent/JPH0590179A/ja active Pending
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