JPH0666280B2 - 化学的気相成長法 - Google Patents

化学的気相成長法

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JPH0666280B2
JPH0666280B2 JP3028891A JP2889191A JPH0666280B2 JP H0666280 B2 JPH0666280 B2 JP H0666280B2 JP 3028891 A JP3028891 A JP 3028891A JP 2889191 A JP2889191 A JP 2889191A JP H0666280 B2 JPH0666280 B2 JP H0666280B2
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arsenic
arsenic compound
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vapor deposition
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ケイ． カンジョリア ラビンドラ
シー． フーイ ベンジャミン
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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    • C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジアルシンおよびポリ
アルシン化合物の新規使用による化学的気相成長法およ
び化学的ドーピング法に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の基板上にIII −Ｖ膜を製造するた
めの有機金属化学気相法(MOCVD) は、周知でありかつ十
分文献に記載されている。この主題に関する少数の文献
（これは参考のため本発明では導入されている）として
は、米国特許 3,101,280、 3,218,203、 3,224,913、
3,226,270、 3,261,726、 3,312,570、 3,312,571、 3,
342,551、 3,364,084、 4,368,098および 4,404,265が
あげられる。
【０００３】材料、特に半導体材料の化学的ドーピング
は、 MOCVDによる膜のエピタキシャル成長と類似方法で
行われる。しかし、ドーピングにおいては、基板材料は
反応室内に装入され次いで低レベルの金属生成化合物が
導入される。アルシン(AsH3)は、エピタキシャル成長
膜、例えばIII −Ｖ膜に対する MOCVD法用の標準ヒ素源
であった。しかし、この毒性でかつ気体材料による危険
性のため、アルシンの代替物が MOCVD法並びにヒ素ドー
ピンク法に対して求められている。
【０００４】ヒ素に代わるものとして、アルキルアルシ
ンが MOCVDおよびドーピングプロセスにおいて用いられ
てきている。最初に、トリアルキルアルシンが試みられ
た。これらの化合物はアルシンよりも危険性が少ない一
方、これらの化合物は金属と共に炭素をデポジュットし
易すい不都合がある。従って、ジアルキルアルシンおよ
びモノアルキルアルシンは、 MOCVDおよびドーピングプ
ロセスに対し、例えば米国特許 4,734,514および 4,81
4,203に記載される如く、好ましいことが見出されてい
る。これらの特許の教示は本発明において参考として挿
入されている。
【０００５】III −Ｖ膜を形成する際、公知のヒ素化合
物に関する別の困難性は、以下の点にある。すなわち、
III 族金属化合物の金属、例えばＧa に対するヒ素の金
属モル比が１対１である場合、ガリウム化合物に対しば
く大に過剰のヒ素化合物が反応器を通過しなければなら
ない。アルシンを用いる場合、該アルシンはガリウム化
合物に対し約 100対１のモル比で供給されねばならな
い。アルキルアルシンを用いる場合、モル比は未だ約30
対１である。この割合を減じることが望ましい。
【０００６】更に以下の内容が望ましい。すなわち、反
応室に導入されるヒ素含有化合物が高いパーセンテージ
のヒ素を含有することが更に望ましい。
【０００７】
【発明の要約】本発明によれば、ジアルシンおよびポリ
アルシンが、エピタキシャル成長および化学的ドーピン
グにおいて MOCVDに対して用いられる。これらの化合物
は、分子の重量に対し高重量％のヒ素を与える。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ジアル
シンおよびポリアルシンが MOCVD並びに化学的ドーピン
グに対して用いられる。ジアルシンおよびポリアルシン
とは、少なくとも１個のＡs −Ａs 結合を有する化合物
を意味するものとする。特に、次の一般式の化合物が M
OCVD又は化学的ドーピングに対して用いられる：
【０００９】
【化２】
【００１０】前記式中、Ｒ′はアルキル、アルキレンお
よびアルキンから選ばれる同一もしくは異なる基であ
る。これらの一般式で示される範囲内の適当な化学薬品
は、分解に対して安定である温度で液体でありかつこの
温度から該薬品は例えば成長室に移送するためにキャリ
ヤガスをその中を通気することにより気化され得る。こ
のような温度で、化合物は企図した使用に対し十分に高
い蒸気圧を有するべきである。 MOCVDによるエピタキシ
ャル成長に対し、化合物は気化温度で少なくとも１トー
ルの蒸気圧を有する。化学的ドーピングに対し、蒸気圧
は相当により小さい。
【００１１】一般に、置換基Ｒの分子量が小さければ小
さい程、ジアルシンおよびポリアルシンの蒸気圧はより
高いが、他の因子、例えば分子の対称もしくは不斉はこ
のことに影響を及ぼすであろう。従って、前記式Ｉ〜IV
の化合物の基Ｒは３個又はそれ以下の炭素原子に平均化
すべきである。Ｒ基のいずれも炭素原子３個を越えない
ことが好ましい。
【００１２】適当な化合物の例には次のものが含まれる
が、これらに限定されるものではない： 化 合 物 沸点又は蒸気圧 Me2AsAsMe2 60℃／25mm； 沸点 163℃ Et2AsAsEt2 185℃ (MeAs)5 178℃／15トール (EtAs)5 190℃／１トール (n-PrAs)5 144℃／0.05トール ジアルシンおよび／又はポリアルシンの混合物はまた、
使用できるがしかしこれらの混合物は成長中一定の蒸気
圧の欠如が問題である。
【００１３】これらの有機アルシン類は、アルシンより
も実質的に危険性は少ない。更に、Ａs −Ａs 結合のた
め、全化合物の重量％としてのヒ素は高い。他の利点も
同様に期待される。幾つかのスペクトルデータはアルシ
ンがヒ素源として用いられる場合、Ａs −Ａs 結合種は
分解温度で形成されることを示しており、このような種
はヒ素の成長に対し中間的先駆物質となるであろうと信
じられている。ジアルシンおよびポリアルシンにより、
Ａs −Ａs 結合はすでに形成されている。
【００１４】更にまた、以下の如くに考えられている。
すなわち、ジ−およびポリ−アルシンは、III 族金属化
合物のIII 族金属と予備的に結合しているか、又は予備
的に配位している。例えば、次のように考えられてい
る。すなわち、ジアルシンはR3AlおよびR3Ga化合物（こ
こにおいて、少なくとも１種のＲ′は炭化水素である）
との付加塩を形成する。また、次のように考えられてい
る。すなわち、R3Ga化合物は、R2Ga+ およびR2Ga：種を
形成し更にＡs −Ａs 結合がイオンもしくは遊離基に解
離する比較的低エネルギーは、成長前にＡs がＧa に結
合することを促進しこれによりGaAs膜を形成するのに必
要なＡs 対Ｇa モル比を減少する。
【００１５】本発明を以下の実施例により更に詳しく説
明する。
【００１６】
【実施例】
例１ MOCVDプロセス テトラエチルビアルシンをバブラー内に装入し次いで水
素ガス源および成長室と適当に接続させる。該室にま
た、別個のバブラー内に含まれるトリメチルガリウムを
供給する。ビアルシンバブラーを、適当な加熱もしくは
冷却装置を用いて50℃に保持する。成長室を、加熱もし
くは冷却装置を用いて−５℃に保持する。成長室を 650
℃に保持し、次いでガリウムヒ素基板を成長室内に支持
する。担体水素を毎分（標準温度および標準圧力下）約
５〜10ｌで配送される。成長室内の水素分圧は、大気圧
であり更にテトラエチルビアルシンの分圧は約15トール
であり、トリメチルガリウムの分圧は約45トールであ
る。種々の厚さのガリウムアルセニドの成長が基板上に
見出されている。 例２ ドーパントとしてのポリアルシン ヒ素をドーパントした水銀カドミウムテルル化物を、ジ
イソプロピルテルル化物、ジメチルカドミウムおよび水
銀元素を用いて大気圧反応器内で成長させる。約50℃で
バブラー内に保持されたペンタエチルペンタアルシンを
ドーパント源として用いる。使用基板は半絶縁体のガリ
ウムヒ化物であり、更に成長温度は約 350℃である。キ
ャリヤーガスとして水素を用いる。
【００１７】以上、本発明について幾つかの好ましい態
様によって説明したが、当業者に自明の変更は、本発明
の範囲から逸脱することなくなすことが可能である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 蒸気質の有機ヒ素化合物を加熱基板上に
    熱的に成長させることによりヒ素含有膜を製造する気相
    成長方法もしくは基板にヒ素原子を導入するために有機
    ヒ素化合物を用いる化学的ドーピング方法であって、該
    有機ヒ素化合物としてジアルシンもしくはＡs −Ａs 結
    合を有するポリアルシンを用いることを含んでなる前記
    方法。
  2. 【請求項２】 該有機ヒ素化合物が、次のＩ式〜III
    式： 【化１】 から選ばれる一つの式を有する請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 該有機ヒ素化合物が、(CH3)2AsAs(C
    H3)2，(C2H5)2AsAs(C2H5)2，(CH3A5)5，(C2H5As)5 およ
    び (n-C3H7As)5から成る群から選ばれる、請求項１の方
    法。
JP3028891A 1990-02-22 1991-02-22 化学的気相成長法 Expired - Lifetime JPH0666280B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US484720 1990-02-22
US07/484,720 US4999223A (en) 1990-02-22 1990-02-22 Chemical vapor deposition and chemicals with diarsines and polyarsines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04215421A JPH04215421A (ja) 1992-08-06
JPH0666280B2 true JPH0666280B2 (ja) 1994-08-24

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JP (1) JPH0666280B2 (ja)
KR (1) KR910021497A (ja)
CA (1) CA2034624A1 (ja)
DE (1) DE69103440D1 (ja)

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DE69103440D1 (de) 1994-09-22
EP0443815A1 (en) 1991-08-28
EP0443815B1 (en) 1994-08-17
CA2034624A1 (en) 1991-08-23
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