JPH06244109A - Vapor growth method of compound semiconductor - Google Patents

Vapor growth method of compound semiconductor

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JPH06244109A
JPH06244109A JP31876391A JP31876391A JPH06244109A JP H06244109 A JPH06244109 A JP H06244109A JP 31876391 A JP31876391 A JP 31876391A JP 31876391 A JP31876391 A JP 31876391A JP H06244109 A JPH06244109 A JP H06244109A
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Abstract

PURPOSE:To grow an epitaxial layer uniform in thickness all over the whole surface of an epitaxial wafer wherein edge growth is not generated, in relation to the vapor growth of compound semiconductor. CONSTITUTION:A cylindrical upper reaction chamber 110 and a cylindrical lower reaction chamber 111 in which substrates 105 for epitaxial growth are so placed as to face each other in a reaction tube 102, at the time of epitaxial growth. Etching gas is supplied from etching gas feeding tubes 112 arranged around material gas feeding ports of the upper reaction chamber 110 and the lower reaction chamber 111. The growth is progressed while the gas is supplied.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体、例えばG
aAs,InP,InGaAs等の3−5族化合物半導
体の気相成長方法に関する。
This invention relates to compound semiconductors such as G
The present invention relates to a vapor phase growth method for a Group 3-5 compound semiconductor such as aAs, InP, InGaAs.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、化合物半導体を用いた長波長帯通
信用受光素子、例えばアバランシェフォトダイオードや
PINフォトダイオード等の需要が急増している。アバ
ランシェフォトダイオードやPINフォトダイオード
は、n+ −InP基板上に成長させた多層構造のヘテロ
エピタキシャル層に形成されているが、このエピタキシ
ャル層を成長させる為には、一般にハイドライド法によ
る気相成長方法が用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a rapid increase in demand for long-wavelength band light-receiving devices using compound semiconductors, such as avalanche photodiodes and PIN photodiodes. Avalanche photodiodes and PIN photodiodes are formed in a heteroepitaxial layer having a multi-layer structure grown on an n + -InP substrate, and in order to grow this epitaxial layer, generally, a vapor phase growth method by a hydride method is used. Is used.

【0003】図4に従来のハイドライド法による気相成
長に用いられている気相成長装置を示す。図4において
401は成長炉、402は反応管、403は3族原料、
404は基板ホルダー、405は基板、406は3族原
料輸送ガス供給管、407は5原料族ガス供給管、40
8はドーピングガス供給管、409はガスディフューザ
ー、410は上部反応室、411は下部反応室である。
FIG. 4 shows a vapor phase growth apparatus used for vapor phase growth by a conventional hydride method. In FIG. 4, 401 is a growth reactor, 402 is a reaction tube, 403 is a Group 3 source material,
404 is a substrate holder, 405 is a substrate, 406 is a Group 3 raw material transport gas supply pipe, 407 is a 5 raw material group gas supply pipe, 40
8 is a doping gas supply pipe, 409 is a gas diffuser, 410 is an upper reaction chamber, and 411 is a lower reaction chamber.

【0004】この方法は、成長炉401により加熱され
た反応室402内の高温領域に置かれた3族原料40
3、例えばGaあるいはIn上に、3族原料輸送ガス供
給管406より3族原料輸送ガスであるHClガスを供
給し、固体の3族原料と反応せしめ、この反応生成ガス
を3族原料ガスとし、又、5族原料ガス供給管407よ
り5族原料成分の水素化物,例えばAsH3 、PH3
供給して5族原料ガスとし、多孔板を数枚組合わせたガ
スディフューザー409を通して十分混合攪拌した後反
応管402内の低温領域に置かれた基板ホルダー404
上の基板405に輸送し、ここで反応させて所望の組成
のエピタキシャル層を成長させるものである。
According to this method, a Group 3 source material 40 placed in a high temperature region in a reaction chamber 402 heated by a growth furnace 401 is used.
3. For example, on Ga or In, HCl gas, which is a Group 3 source material transport gas, is supplied from a Group 3 source material transport gas supply pipe 406 to react with a solid Group 3 source material, and this reaction product gas is used as a Group 3 source material gas. Further, a hydride of a Group 5 raw material component, for example, AsH 3 or PH 3 is supplied from the Group 5 raw material gas supply pipe 407 to obtain a Group 5 raw material gas, which is thoroughly mixed and stirred through a gas diffuser 409 in which several perforated plates are combined. After that, the substrate holder 404 placed in the low temperature region in the reaction tube 402
It is transported to the upper substrate 405 and reacted there to grow an epitaxial layer having a desired composition.

【0005】なお基板ホルダー404は、反応管402
内で回転し、反応管内の上部反応室410と下部反応室
411の前に位置する事が出来る為、例えば上部反応室
410の3族原料としてGa及びIn,5族原料ガスと
してAsH3 を又、下部反応室411の3族原料として
In,5族原料ガスとしてPH3 を用い、まず基板40
5を下部反応室411前に位置させてInP層を成長さ
せ、次に基板405を上部反応室410前に移動し、I
nGaAs層を成長させる事により、InGaAs/I
nPヘテロエピタキシャル層を成長させる事が出来る。
The substrate holder 404 is a reaction tube 402.
Since it can rotate in the reaction tube and can be positioned in front of the upper reaction chamber 410 and the lower reaction chamber 411 in the reaction tube, for example, Ga as a Group 3 raw material and AsH 3 as a Group 5 raw material gas in the upper reaction chamber 410 are used. In the lower reaction chamber 411, In is used as a Group 3 source material and PH 3 is used as a Group 5 source material gas.
5 is positioned in front of the lower reaction chamber 411 to grow an InP layer, and then the substrate 405 is moved in front of the upper reaction chamber 410.
By growing the nGaAs layer, InGaAs / I
It is possible to grow an nP heteroepitaxial layer.

【0006】又、n型エピタキシャル層を成長させる際
には必要に応じてドーピングガス供給管408よりSi
やS等のn型ドーパントを供給してエピタキシャル層を
成長させる。
When the n-type epitaxial layer is grown, if necessary, Si is added from the doping gas supply pipe 408.
An n-type dopant such as S or S is supplied to grow an epitaxial layer.

【0007】さてこの成長方法でエピタキシャル層厚及
びキャリア濃度を基板405上に均一に成長させる為に
は基板上に均等に原料ガスを供給する必要がある。従っ
て従来から基板405は、出来るだけ上部又は下部反応
室の中心に対峙して位置させ、原料ガスを均等に基板上
に供給して膜成長を行なうようにされて来た。
In order to grow the epitaxial layer thickness and carrier concentration uniformly on the substrate 405 by this growth method, it is necessary to supply the source gas evenly on the substrate. Therefore, conventionally, the substrate 405 has been arranged to face the center of the upper or lower reaction chamber as much as possible, and the source gas is evenly supplied onto the substrate to grow the film.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板を
出来るだけ上部又は下部反応室の中心に位置させて原料
ガスを基板に均等に供給させても、基板の周辺部分では
常に基板の中央部に比べて、基板上への膜成長による消
費の少ない、すなわち高濃度の原料ガスが流れているた
め、基板最外周部ではエピタキシャル層の成長速度が速
くなって層厚が厚くなる。従ってエピタキシャル層厚の
ばらつきが大きく、ばらつき(σ/xの平均)が6%以
下の均一なエピタキシャル層が得られないという問題が
あった。
However, even if the source gas is evenly supplied to the substrate by locating the substrate in the center of the upper or lower reaction chamber as much as possible, the peripheral portion of the substrate is always compared with the central portion of the substrate. Since the consumption of the film on the substrate is small, that is, the high-concentration raw material gas is flowing, the growth rate of the epitaxial layer increases and the layer thickness increases in the outermost peripheral portion of the substrate. Therefore, there is a problem that the epitaxial layer thickness varies greatly, and a uniform epitaxial layer having a variation (average of σ / x) of 6% or less cannot be obtained.

【0009】図5に従来法の成長によってInP基板上
へInGaAs/InPヘテロエピタキシャル層を成長
させた場合のトータルエピタキシャル層厚のウェハー面
内分布を示す。図5に示す様に、50mmφ基板上への
エピタキシャル層成長において、ばらつきは6.3%と
なり、基板最外周部で層厚が厚くなっていることが分
る。
FIG. 5 shows a wafer in-plane distribution of the total epitaxial layer thickness when the InGaAs / InP heteroepitaxial layer is grown on the InP substrate by the conventional method. As shown in FIG. 5, in the epitaxial layer growth on the 50 mmφ substrate, the variation was 6.3%, and it can be seen that the layer thickness becomes thicker at the outermost periphery of the substrate.

【0010】本発明の目的は上述した不都合を排除すべ
くなされたもので、エピタキシャル層厚のウェハー面内
均一性の良い化合物半導体の気相成長方法を提供するも
のである。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned inconvenience, and to provide a vapor phase growth method of a compound semiconductor having a good epitaxial layer thickness uniformity in a wafer surface.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の化合物半導体の
気相成長法は、反応管内に設けられた筒状の反応室の一
端から原料ガスを送り、反応室の他端に原料ガスの流れ
と直角になるように対峙して保持された結晶基板の表面
にエピタキシャル層を形成する化合物半導体の気相成長
方法において、前記反応室の他端の周辺部よりエッチン
グガスを供給するものである。
According to the vapor phase growth method of a compound semiconductor of the present invention, a source gas is sent from one end of a cylindrical reaction chamber provided in a reaction tube, and the source gas flows to the other end of the reaction chamber. In the vapor phase growth method of a compound semiconductor in which an epitaxial layer is formed on the surface of a crystal substrate held so as to be orthogonal to the etching substrate, an etching gas is supplied from the peripheral portion of the other end of the reaction chamber.

【0012】[0012]

【実施例】以下図面を用いて本発明を説明する。図1は
本発明の第1の実施例を説明するための気相成長装置の
断面図である。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a vapor phase growth apparatus for explaining a first embodiment of the present invention.

【0013】図1において、101は成長炉,102は
反応管、103は3族原料、104は基板ホルダー、1
05は基板、106は3族原料輸送ガス供給管、107
は5族原料ガス供給管、108はドーピングガス供給
管、109はガスディフューザー、110は筒状の上部
反応室、111は筒状の下部反応室、112はエッチン
グガス供給管である。
In FIG. 1, 101 is a growth furnace, 102 is a reaction tube, 103 is a Group 3 source material, 104 is a substrate holder, and 1 is a substrate holder.
Reference numeral 05 is a substrate, 106 is a Group 3 raw material transport gas supply pipe, 107
Is a group 5 source gas supply pipe, 108 is a doping gas supply pipe, 109 is a gas diffuser, 110 is a cylindrical upper reaction chamber, 111 is a cylindrical lower reaction chamber, and 112 is an etching gas supply pipe.

【0014】成長炉101内に反応室102を挿入しヒ
ータにより加熱する。反応管102内の約900℃の高
温領域に3族原料103として上部反応室110にはG
a400g,In800gを又下部反応室111にはI
n800gを設置する。次に基板ホルダー104を回転
させて基板ホルダー104上の基板105を下部反応室
111の前に基板105が原料ガスの流れと直角になる
ように対峙して位置させる。3族原料輸送ガス供給管1
06より3族原料輸送ガスである10%HClを100
ml/min供給する。一方5族原料ガス供給管107
より5族成分の水素化物である10%PH3 を150m
l/min供給する。
The reaction chamber 102 is inserted into the growth furnace 101 and heated by a heater. In the high temperature region of about 900 ° C. in the reaction tube 102, G
a 400 g, In 800 g, and I in the lower reaction chamber 111.
n800g is installed. Next, the substrate holder 104 is rotated to position the substrate 105 on the substrate holder 104 in front of the lower reaction chamber 111 so that the substrate 105 faces the flow of the source gas at a right angle. Group 3 raw material transport gas supply pipe 1
From 06, 100% of 10% HCl which is a group 3 raw material transport gas is used.
Supply ml / min. On the other hand, Group 5 source gas supply pipe 107
150m of 10% PH 3 which is a hydride of Group 5 component
l / min supply.

【0015】さらに上部反応室110の周辺部に設けら
れたエッチングガス供給管112よりエッチングガスで
ある10%HClを30ml/min供給する。以上の
操作により下部反応室での成長により成長されたInP
層の上にInGaAs層がエピタキシャル成長される。
Further, 10% HCl, which is an etching gas, is supplied at 30 ml / min from an etching gas supply pipe 112 provided around the upper reaction chamber 110. InP grown by growth in the lower reaction chamber by the above operation
An InGaAs layer is epitaxially grown on the layer.

【0016】図2は本実施例による気相成長方法によっ
てInP基板上にInGaAs/InPヘテロエピタキ
シャル層を成長させた場合のトータルエピタキシャル層
厚のウェハー面内分布図である。図2に示す様に、本実
施例による成長方法では、50mmφの基板上へエピタ
キシャル成長においてばらつきのσ/xが2.4%と従
来のばらつきの約1/3と均一化された。
FIG. 2 is a wafer in-plane distribution diagram of the total epitaxial layer thickness when the InGaAs / InP heteroepitaxial layer is grown on the InP substrate by the vapor phase growth method according to this embodiment. As shown in FIG. 2, in the growth method according to the present embodiment, the variation σ / x in the epitaxial growth on the substrate of 50 mmφ was 2.4%, which was uniformed to about 1/3 of the conventional variation.

【0017】第1の実施例ではエピタキシャル成長を行
なう際、成長に必要な3族及び5族の原料ガスを供給す
るのと同時にエッチングガスも供給し、エピタキシャル
層厚の均一化を図った場合について述べたが、最初に3
族及び5族の原料ガスを供給してエピタキシャル成長を
行ない、次いでエッチングガスを供給してエピタキシャ
ル層のガスエッチングを行ないエピタキシャル層を均一
化した場合についても同様の効果を得る事が出来る。以
下第2の実施例として説明する。
In the first embodiment, when epitaxial growth is performed, an etching gas is supplied at the same time as supplying the group 3 and group 5 source gases necessary for growth to make the epitaxial layer thickness uniform. But first 3
Similar effects can be obtained when the epitaxial layers are made uniform by supplying the group III and group 5 source gases to perform the epitaxial growth and then supplying the etching gas to perform the gas etching of the epitaxial layers. The second embodiment will be described below.

【0018】第1の実施例と同様の方法と条件で、下部
反応室111でInP層をエピタキシャル成長させる。
但しエッチングガスの供給は行なわない。InP層の成
長後下部反応室111のエッチングガス供給管112よ
りエッチングガスである10%HClを30ml/mi
n供給しガスエッチングを行ないエピタキシャル層の均
一化を行なう。
An InP layer is epitaxially grown in the lower reaction chamber 111 under the same method and conditions as in the first embodiment.
However, the etching gas is not supplied. After the growth of the InP layer, the etching gas supply pipe 112 in the lower reaction chamber 111 supplies 10% HCl as an etching gas to 30 ml / mi.
n is supplied and gas etching is performed to homogenize the epitaxial layer.

【0019】次に第1の実施例と同様の方法と条件で、
上部反応室110でInGaAs層をエピタキシャル成
長させる。この場合もエッチングガスの供給は行なわな
い。InGaAs層の成長後上部反応室110のエッチ
ングガス供給管112よりエッチングガス10%HCl
を30ml/min供給しガスエッチングを行ないエピ
タキシャル層の均一化を行なう。
Next, by the same method and conditions as in the first embodiment,
An InGaAs layer is epitaxially grown in the upper reaction chamber 110. Also in this case, the etching gas is not supplied. After the growth of the InGaAs layer, etching gas 10% HCl is supplied from the etching gas supply pipe 112 of the upper reaction chamber 110.
Of 30 ml / min to perform gas etching to homogenize the epitaxial layer.

【0020】図3に第2の実施例によってInP基板上
にInGaAs/InPヘテロエピタキシャル層を成長
させた場合のトータルエピタキシャル層厚のウェハー面
内分布を示す。
FIG. 3 shows the in-plane distribution of the total epitaxial layer thickness when the InGaAs / InP heteroepitaxial layer is grown on the InP substrate according to the second embodiment.

【0021】図3に示す様に第2の実施例による成長で
は、50mmφの基板上へのエピタキシャル成長におい
てばらつき(σ/xの平均)が2.0%とほぼ第1の実
施例と同等の効果が得られることが分る。なお第2の実
施例ではエピタキシャル層成長後ガスエッチングを行な
うため、エピタキシャル層成長直後のガスの切り替えに
よる組成等の不安定な層がエッチオフされ、エピタキシ
ャル層の成長方向で急なプロファイルを得る事が出来
る。
As shown in FIG. 3, in the growth according to the second embodiment, the variation (average of σ / x) in epitaxial growth on a substrate of 50 mmφ is 2.0%, which is almost the same effect as in the first embodiment. It turns out that In the second embodiment, gas etching is performed after growth of the epitaxial layer, so that an unstable layer such as composition due to gas switching immediately after growth of the epitaxial layer is etched off to obtain a steep profile in the growth direction of the epitaxial layer. Can be done.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は以上に述べた方法で3−5族化
合物半導体の気相成長を行なうもので、結晶成長用反応
室内のエピタキシャル成長用基板を対峙させる反応室の
周辺部よりエッチングガスを供給する事によって、基板
周辺部で基板中央部に比べてエピタキシャル成長による
原料ガスの消費が少ない、すなわち濃度の高い原料ガス
が流れる事により基板最外周部でのエピタキシャル成長
速度が速くなるという現象をおさえ、あるいは基板最外
周部でエッチング速度の速いガスエッチングを行うこと
により、ウェハー面内でエピタキシャル層厚の均一な成
長を行なうことが出来るという効果を有する。
According to the present invention, the vapor-phase growth of a Group 3-5 compound semiconductor is performed by the method described above, and etching gas is supplied from the peripheral portion of the reaction chamber facing the epitaxial growth substrate in the crystal growth reaction chamber. By supplying the raw material gas in the peripheral portion of the substrate is less consumed by the epitaxial growth than in the central portion of the substrate, that is, a phenomenon in which the epitaxial growth rate at the outermost peripheral portion of the substrate is increased due to the flow of the raw material gas having a high concentration, Alternatively, by performing gas etching having a high etching rate at the outermost peripheral portion of the substrate, it is possible to achieve uniform growth of the epitaxial layer thickness within the wafer surface.

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

【図1】本発明の第1の実施例を説明するための気相成
長装置の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a vapor phase growth apparatus for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例によりヘテロエピタキシャル層を
気相成長させた場合のトータルエピタキシャル層厚のウ
ェハー面内分布を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a wafer in-plane distribution of a total epitaxial layer thickness when a heteroepitaxial layer is vapor-grown according to the first embodiment.

【図3】第2の実施例によりヘテロエピタキシャル層を
気相成長させた場合のトータルエピタキシャル層厚のウ
ェハー面内分布を示す図。
FIG. 3 is a view showing the in-plane distribution of the total epitaxial layer thickness when a heteroepitaxial layer is vapor-phase grown according to the second embodiment.

【図4】従来法による気相成長方法を説明するための気
相成長装置の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a vapor phase growth apparatus for explaining a conventional vapor phase growth method.

【図5】従来法によりヘテロエピタキシャル層を気相成
長させた場合のトータルエピタキシャル層厚のウェハー
面内分布を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a wafer in-plane distribution of the total epitaxial layer thickness when a heteroepitaxial layer is vapor-phase grown by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,401 成長炉 102,402 反応管 103,403 3族原料 104,404 基板ホルダー 105,405 基板 106,406 3族原料輸送ガス供給管 107,407 5族原料輸送ガス供給管 108,408 ドーピングガス供給管 109,409 ガスディフューザー 110,410 上部反応室 111,411 下部反応室 112 エッチングガス供給管 101, 401 Growth reactor 102, 402 Reaction tube 103, 403 Group 3 source material 104, 404 Substrate holder 105, 405 Substrate 106, 406 Group 3 source material transport gas supply tube 107, 407 Group 5 source material transport gas supply tube 108, 408 Doping gas Supply pipe 109,409 Gas diffuser 110,410 Upper reaction chamber 111,411 Lower reaction chamber 112 Etching gas supply pipe

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年10月19日[Submission date] October 19, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】成長炉101内に反応管102を挿入しヒ
ータにより加熱する。反応管102内の約900℃の高
温領域に3族原料103として上部反応室110にはG
a400g,In800gを又下部反応室111にはI
n800gを設置する。次に基板ホルダー104を回転
させて基板ホルダー104上の基板105を下部反応室
111の前に基板105が原料ガスの流れと直角になる
ように対峙して位置させる。3族原料輸送ガス供給管1
06より3族原料輸送ガスである10%HC1を100
ml/min供給する。一方5族原料ガス供給管107
より5族成分の水素化物である10%PH3 を150m
l/min供給する。
The reaction tube 102 is inserted into the growth furnace 101 and heated by a heater. In the high temperature region of about 900 ° C. in the reaction tube 102, G
a 400 g, In 800 g, and I in the lower reaction chamber 111.
n800g is installed. Next, the substrate holder 104 is rotated to position the substrate 105 on the substrate holder 104 in front of the lower reaction chamber 111 so that the substrate 105 faces the flow of the source gas at a right angle. Group 3 raw material transport gas supply pipe 1
From 06, 100% of 10% HC1 which is a Group 3 raw material transport gas
Supply ml / min. On the other hand, Group 5 source gas supply pipe 107
150m of 10% PH 3 which is a hydride of Group 5 component
l / min supply.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0015】さらに下部反応室111の周辺部に設けら
れたエッチングガス供給管112よりエッチングガスで
ある10%HClを30ml/min供給する。以上の
操作により約670℃の低温領域に設置された基板ホル
ダー104上の基板105上にInP層のエピタキシャ
ル層が成長される。
Further, 10% HCl, which is an etching gas, is supplied at 30 ml / min from an etching gas supply pipe 112 provided around the lower reaction chamber 111. By the above operation, an InP epitaxial layer is grown on the substrate 105 on the substrate holder 104 placed in a low temperature region of about 670 ° C.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0016】次に基板ホルダー104を回転させて基板
ホルダー104上の基板105を上部反応室110の前
に基板105が原料ガスの流れと直角になる様に対峙し
て位置させる。3族原料輸送ガス供給管106より3族
原料輸送ガスである10%HClを100ml/min
供給する。一方5族原料ガス供給管107より5族成分
の水素化物であるAsH3 を50ml/min供給す
る。
Next, the substrate holder 104 is rotated to position the substrate 105 on the substrate holder 104 in front of the upper reaction chamber 110 so that the substrate 105 faces the flow of the source gas at a right angle. From the Group 3 raw material transport gas supply pipe 106, 100 ml / min of 10% HCl which is the Group 3 raw material transport gas
Supply. On the other hand, AsH 3 which is a hydride of a Group 5 component is supplied from the Group 5 source gas supply pipe 107 at 50 ml / min.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】さらに上部反応室110の周辺部に設けら
れたエッチングガス供給管112よりエッチングガスで
ある10%HClを30ml/min供給する。以上の
操作により下部反応室での成長により成長されたInP
層の上にInGaAs層がエピタキシャル成長される。
Further, 10% HCl, which is an etching gas, is supplied at 30 ml / min from an etching gas supply pipe 112 provided around the upper reaction chamber 110. InP grown by growth in the lower reaction chamber by the above operation
An InGaAs layer is epitaxially grown on the layer.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0018】図2は本実施例による気相成長方法によっ
てInP基板上にInGaAs/InPヘテロエピタキ
シャル層を成長させた場合のトータルエピタキシャル層
厚のウェハー面内分布図である。図2に示す様に、本実
施例による成長方法では、50mmφの基板上へエピタ
キシャル成長においてばらつきのσ/xが2.4%と従
来のばらつきの約1/3と均一化された。
FIG. 2 is a wafer in-plane distribution diagram of the total epitaxial layer thickness when an InGaAs / InP heteroepitaxial layer is grown on an InP substrate by the vapor phase growth method according to this embodiment. As shown in FIG. 2, in the growth method according to the present embodiment, the variation σ / x in the epitaxial growth on the substrate of 50 mmφ was 2.4%, which was uniformed to about 1/3 of the conventional variation.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】第1の実施例ではエピタキシャル成長を行
なう際、成長に必要な3族及び5族の原料ガスを供給す
るのと同時にエッチングガスも供給し、エピタキシャル
層厚の均一化を図った場合について述べたが、最初に3
族及び5族の原料ガスを供給してエピタキシャル成長を
行ない、次いでエッチングガスを供給してエピタキシャ
ル層のガスエッチングを行ないエピタキシャル層を均一
化した場合についても同様の効果を得る事が出来る。以
下第2の実施例として説明する。
In the first embodiment, when epitaxial growth is performed, the etching gas is supplied at the same time as supplying the group 3 and group 5 source gases necessary for growth to make the epitaxial layer thickness uniform. But first 3
Similar effects can be obtained when the epitaxial layers are made uniform by supplying the group III and group 5 source gases to perform the epitaxial growth and then supplying the etching gas to perform the gas etching of the epitaxial layers. The second embodiment will be described below.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0020】第1の実施例と同様の方法と条件で、下部
反応室111でInP層をエピタキシャル成長させる。
但しエッチングガスの供給は行なわない。InP層の成
長後下部反応室111のエッチングガス供給管112よ
りエッチングガスである10%HClを30ml/mi
n供給しガスエッチングを行ないエピタキシャル層の均
一化を行なう。
An InP layer is epitaxially grown in the lower reaction chamber 111 under the same method and conditions as in the first embodiment.
However, the etching gas is not supplied. After the growth of the InP layer, the etching gas supply pipe 112 in the lower reaction chamber 111 supplies 10% HCl as an etching gas to 30 ml / mi.
n is supplied and gas etching is performed to homogenize the epitaxial layer.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】次に第1の実施例と同様の方法と条件で、
上部反応室110でInGaAs層をエピタキシャル成
長させる。この場合もエッチングガスの供給は行なわな
い。InGaAs層の成長後上部反応室110のエッチ
ングガス供給管112よりエッチングガス10%HCl
を30ml/min供給しガスエッチングを行ないエピ
タキシャル層の均一化を行なう。
Next, with the same method and conditions as in the first embodiment,
An InGaAs layer is epitaxially grown in the upper reaction chamber 110. Also in this case, the etching gas is not supplied. After the growth of the InGaAs layer, etching gas 10% HCl is supplied from the etching gas supply pipe 112 of the upper reaction chamber 110.
Of 30 ml / min to perform gas etching to homogenize the epitaxial layer.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0022】図3に第2の実施例によってInP基板上
にInGaAs/InPヘテロエピタキシャル層を成長
させた場合のトータルエピタキシャル層厚のウェハー面
内分布を示す。
FIG. 3 shows a wafer in-plane distribution of the total epitaxial layer thickness when an InGaAs / InP heteroepitaxial layer is grown on an InP substrate according to the second embodiment.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】図3に示す様に第2の実施例による成長で
は、50mmφの基板上へのエピタキシャル成長におい
てばらつき(σ/xの平均)が2.0%とほぼ第1の実
施例と同等の効果が得られることが分る。なお第2の実
施例ではエピタキシャル層成長後ガスエッチングを行な
うため、エピタキシャル層成長直後のガスの切り替えに
よる組成等の不安定な層がエッチオフされ、エピタキシ
ャル層の成長方向で急なプロファイルを得る事が出来
る。
As shown in FIG. 3, in the growth according to the second embodiment, the variation (average of σ / x) in epitaxial growth on a substrate of 50 mmφ is 2.0%, which is almost the same effect as that of the first embodiment. It turns out that In the second embodiment, gas etching is performed after growth of the epitaxial layer, so that an unstable layer such as composition due to gas switching immediately after growth of the epitaxial layer is etched off to obtain a steep profile in the growth direction of the epitaxial layer. Can be done.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Name of item to be corrected] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明は以上に述べた方法で3−5族化
合物半導体の気相成長を行なうもので、結晶成長用反応
室内のエピタキシャル成長容器板を対峙させる反応室の
周辺部よりエッチングガスを供給する事によって、基板
周辺部で基板中央部に比べてエピタキシャル成長による
原料ガスの消費が少ない、すなわち濃度の高い原料ガス
が流れる事により基板最外周部でのエピタキシャル成長
速度が速くなるという現象をおさえ、あるいは基板最外
周部でエッチング速度の速いガスエッチングを行うこと
により、ウェハー面内でエピタキシャル層厚の均一な成
長を行なうことが出来るという効果を有する。
According to the present invention, the vapor-phase growth of a Group 3-5 compound semiconductor is performed by the above-described method, and etching gas is supplied from the peripheral portion of the reaction chamber for facing the epitaxial growth container plate in the reaction chamber for crystal growth. By supplying the raw material gas in the peripheral portion of the substrate is less consumed by the epitaxial growth than in the central portion of the substrate, that is, a phenomenon in which the epitaxial growth rate at the outermost peripheral portion of the substrate is increased due to the flow of the raw material gas having a high concentration, Alternatively, by performing gas etching having a high etching rate at the outermost peripheral portion of the substrate, it is possible to achieve uniform growth of the epitaxial layer thickness within the wafer surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応管内に設けられた筒状の反応室の一
端から原料ガスを送り、反応室の他端に原料ガスの流れ
と直角になるように対峙して保持された結晶基板の表面
にエピタキシャル層を形成する化合物半導体の気相成長
方法において、前記反応室の他端の周辺部よりエッチン
グガスを供給することを特徴とする化合物半導体の気相
成長方法。
1. A surface of a crystal substrate which is fed with a raw material gas from one end of a cylindrical reaction chamber provided in a reaction tube and is held at the other end of the reaction chamber so as to face the flow of the raw material gas at right angles. In the vapor phase growth method of a compound semiconductor for forming an epitaxial layer, an etching gas is supplied from a peripheral portion of the other end of the reaction chamber.
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