JPH06679B2 - 有機金属熱分解結晶成長装置 - Google Patents
有機金属熱分解結晶成長装置Info
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- JPH06679B2 JPH06679B2 JP59030575A JP3057584A JPH06679B2 JP H06679 B2 JPH06679 B2 JP H06679B2 JP 59030575 A JP59030575 A JP 59030575A JP 3057584 A JP3057584 A JP 3057584A JP H06679 B2 JPH06679 B2 JP H06679B2
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- Japan
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- organometallic
- crystal growth
- concentration
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C16/44—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 method of coating
- C23C16/455—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 method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体層の成長に用いられる有機金属熱分解結
晶成長装置に関するものである。
晶成長装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、半導体レーザをはじめとする光デバイスの研究開
発が活発に行なわれており、その形成方法として従来使
用されていた液相エピタキシャル法以外に有機金属熱分
解結晶成長法が注目されている。この有機金属熱分解結
晶成長装置（以下、ＭＯＣＶＤ装置と記す）について以
下に、図面を参照しながら説明を行う。
発が活発に行なわれており、その形成方法として従来使
用されていた液相エピタキシャル法以外に有機金属熱分
解結晶成長法が注目されている。この有機金属熱分解結
晶成長装置（以下、ＭＯＣＶＤ装置と記す）について以
下に、図面を参照しながら説明を行う。
第１図は従来のＭＯＣＶＤ装置の配管系を示すものであ
る。第１図において１は有機金属槽、２は有機金属槽へ
の水素導入ライン、３は有機金属取り出しライン、４は
排気ライン、５は主輸送ライン、６はマスフローであ
る。以上のように構成された配管系について、結晶成長
のための動作を以下に説明する。
る。第１図において１は有機金属槽、２は有機金属槽へ
の水素導入ライン、３は有機金属取り出しライン、４は
排気ライン、５は主輸送ライン、６はマスフローであ
る。以上のように構成された配管系について、結晶成長
のための動作を以下に説明する。
有機金属を反応管へ導くため、先ず、水素導入ライン２
により水素を有機金属槽１へ入れ、それにより、有機金
属を取り出しライン３へ送る。次にマスフロー６で有機
金属と水素の流量が制御され、主輸送ライン５へ導かれ
る。キャリア水素により反応管へ送られ、結晶成長に寄
与することになる。
により水素を有機金属槽１へ入れ、それにより、有機金
属を取り出しライン３へ送る。次にマスフロー６で有機
金属と水素の流量が制御され、主輸送ライン５へ導かれ
る。キャリア水素により反応管へ送られ、結晶成長に寄
与することになる。
この際、最も重要なことは有機金属濃度を制御すること
である。特に、不純物用の有機金属濃度の制御は正確に
行なう必要があり、又、成長結晶内でキャリア濃度勾配
を形成する場合には、広い範囲で濃度を変化させ、制御
をしなければならない。
である。特に、不純物用の有機金属濃度の制御は正確に
行なう必要があり、又、成長結晶内でキャリア濃度勾配
を形成する場合には、広い範囲で濃度を変化させ、制御
をしなければならない。
有機金属の濃度を変化させる一方法として有機金属槽の
温度制御が考えられるが、その制御応答時間は短かくで
きず、この方法では急峻な不純物濃度分布を有する成長
結晶が得られない。又、マスフロー６の制御範囲は限ら
れているため、不純物濃度を広い範囲で変化させること
ができない。
温度制御が考えられるが、その制御応答時間は短かくで
きず、この方法では急峻な不純物濃度分布を有する成長
結晶が得られない。又、マスフロー６の制御範囲は限ら
れているため、不純物濃度を広い範囲で変化させること
ができない。
発明の目的 本発明は上記従来の欠点を除去し、不純物濃度の制御を
正確に、かつ広い範囲で行なうことができるＭＯＣＶＤ
装置を提供することを目的とするものである。
正確に、かつ広い範囲で行なうことができるＭＯＣＶＤ
装置を提供することを目的とするものである。
発明の構成 この目的を達成するために本発明のＭＯＣＶＤ装置は不
純物添加用有機金属取り出しライン部にガスラインを接
続して構成されている。この構成によって、本発明で接
続したラインを通し、有機金属濃度稀釈用ガスを流し、
その流量を制御することによって主輸送ラインへ導く有
機金属濃度を広い範囲ですみやかに制御することができ
ることとなる。
純物添加用有機金属取り出しライン部にガスラインを接
続して構成されている。この構成によって、本発明で接
続したラインを通し、有機金属濃度稀釈用ガスを流し、
その流量を制御することによって主輸送ラインへ導く有
機金属濃度を広い範囲ですみやかに制御することができ
ることとなる。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。第２図は本発明の一実施例におけるＭＯＣＶ
Ｄ装置の不純物用有機金属供給配管系を示すものであ
る。第２図において、１は有機金属槽、２は有機金属槽
への水素導入ライン、３は有機金属取り出しライン、４
は排気ライン、５は主輸送ライン、６は第１のマスフロ
ー、６ａは第２のマスフロー、７は有機金属濃度制御ラ
インである。
説明する。第２図は本発明の一実施例におけるＭＯＣＶ
Ｄ装置の不純物用有機金属供給配管系を示すものであ
る。第２図において、１は有機金属槽、２は有機金属槽
への水素導入ライン、３は有機金属取り出しライン、４
は排気ライン、５は主輸送ライン、６は第１のマスフロ
ー、６ａは第２のマスフロー、７は有機金属濃度制御ラ
インである。
以上のように構成された有機金属熱分解結晶成長装置に
ついて以下その動作について説明する。ここで成長させ
る半導体としてGaAs、それにＰ型不純物としてZnを用い
ることを考える。Ｐ型GaAsを成長させるためには、熱分
解を行なう反応管部を７００℃に保持し、主輸送ライン
にキャリアH2と共にトリメチルガリウムとアルシンを流
す。キャリアH2の流量は２．０／分、ＩＩＩ族、Ｖ族
のモル比〔Ｖ〕／〔III〕＝１５、成長速度３μｍ／時
で結晶成長を行なった。
ついて以下その動作について説明する。ここで成長させ
る半導体としてGaAs、それにＰ型不純物としてZnを用い
ることを考える。Ｐ型GaAsを成長させるためには、熱分
解を行なう反応管部を７００℃に保持し、主輸送ライン
にキャリアH2と共にトリメチルガリウムとアルシンを流
す。キャリアH2の流量は２．０／分、ＩＩＩ族、Ｖ族
のモル比〔Ｖ〕／〔III〕＝１５、成長速度３μｍ／時
で結晶成長を行なった。
有機金属槽１にはジェチル亜鉛を入れ−２０℃に保った
状態でライン２よりH2を１０ml/分の流量で有機金属槽
１に導入する。有機金属取り出しライン３に出たジェチ
ル亜鉛の濃度を少し高くしておき、有機金属濃度制御ラ
イン７よりH2ガスを入れ、ジェチル亜鉛の濃度を低下さ
せ、低濃度のジェチル亜鉛を多量に主輸送ラインへ送る
ことが望ましい。これは、主輸送ラインを流れるトリメ
チルガリウム、アルシンの流量が多く、これらとジェチ
ル亜鉛を均一に混合させるためである。本実施例ではジ
ェチル亜鉛の主輸送ラインへの流量をマスフロー６によ
り５０ml/分を設定した。このようにして全有機金属ガ
スを同時に反応管に導くことによりＰ型GaAsの成長がで
きる。上記の条件下で、濃度制御ライン７からの稀釈H2
ガスの流量を各々５００ml/分、２００ml/分と選ぶこと
により、Ｐ型GaAsのキャリア濃度を２×１０17cm-3，１
×１０18cm-3と制御することができる。又、その再現性
も良好である。
状態でライン２よりH2を１０ml/分の流量で有機金属槽
１に導入する。有機金属取り出しライン３に出たジェチ
ル亜鉛の濃度を少し高くしておき、有機金属濃度制御ラ
イン７よりH2ガスを入れ、ジェチル亜鉛の濃度を低下さ
せ、低濃度のジェチル亜鉛を多量に主輸送ラインへ送る
ことが望ましい。これは、主輸送ラインを流れるトリメ
チルガリウム、アルシンの流量が多く、これらとジェチ
ル亜鉛を均一に混合させるためである。本実施例ではジ
ェチル亜鉛の主輸送ラインへの流量をマスフロー６によ
り５０ml/分を設定した。このようにして全有機金属ガ
スを同時に反応管に導くことによりＰ型GaAsの成長がで
きる。上記の条件下で、濃度制御ライン７からの稀釈H2
ガスの流量を各々５００ml/分、２００ml/分と選ぶこと
により、Ｐ型GaAsのキャリア濃度を２×１０17cm-3，１
×１０18cm-3と制御することができる。又、その再現性
も良好である。
なお、本実施例では不純物の濃度制御について示した
が、混晶組成の制御にも本発明を用いることができる。
が、混晶組成の制御にも本発明を用いることができる。
発明の効果 以上のように本発明は、有機金属濃度制御ラインを設け
ることにより、稀釈ガス流量の調整のみによって容易に
キャリアー濃度をすみやかに、かつ大きく変化させるこ
とができ、その実用的効果は大なるものがある。
ることにより、稀釈ガス流量の調整のみによって容易に
キャリアー濃度をすみやかに、かつ大きく変化させるこ
とができ、その実用的効果は大なるものがある。
第１図はＭＯＣＶＤ装置における有機金属が反応管に導
かれる従来の配管系を示す図、第２図は本発明の一実施
例としての配管系を示す図である。 １……有機金属槽、２……有機金属槽への水素導入ライ
ン、３……有機金属取り出しライン、４……排気ライ
ン、５……主輸送ライン、６……第１のマスフロー、６
ａ……第２のマスフロー、７……有機金属濃度制御ライ
ン。
かれる従来の配管系を示す図、第２図は本発明の一実施
例としての配管系を示す図である。 １……有機金属槽、２……有機金属槽への水素導入ライ
ン、３……有機金属取り出しライン、４……排気ライ
ン、５……主輸送ライン、６……第１のマスフロー、６
ａ……第２のマスフロー、７……有機金属濃度制御ライ
ン。
Claims (1)
- 【請求項１】反応管へ有機金属を導く主輸送ラインと排
気ラインとの間に第１のマスフローコントローラが接続
され、かつ有機金属槽と前記排気ラインとの間の有機金
属取り出しライン部に第２のマスフローコントローラに
より制御された有機金属濃度制御ガスラインを接続した
ことを特徴とする有機金属熱分解結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030575A JPH06679B2 (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 有機金属熱分解結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030575A JPH06679B2 (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 有機金属熱分解結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176991A JPS60176991A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH06679B2 true JPH06679B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=12307644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59030575A Expired - Lifetime JPH06679B2 (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 有機金属熱分解結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06679B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60180996A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 気相エピタキシヤル成長方法及び装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149721A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method of vapor epitaxial growth |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP59030575A patent/JPH06679B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60176991A (ja) | 1985-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |