JPH07226379A - 気相成長用ウエハトレー及び化合物半導体の製造方法 - Google Patents
気相成長用ウエハトレー及び化合物半導体の製造方法Info
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- JPH07226379A JPH07226379A JP1817594A JP1817594A JPH07226379A JP H07226379 A JPH07226379 A JP H07226379A JP 1817594 A JP1817594 A JP 1817594A JP 1817594 A JP1817594 A JP 1817594A JP H07226379 A JPH07226379 A JP H07226379A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気相成長法により化合物半導体を製造する際
に用いられる基板載置用のウエハトレー及びそれを用い
た化合物半導体の製造方法に関する。 【構成】 酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素（ＢＮ）などのセラ
ミックスで形成されてなることを特徴とする気相成長用
ウエハトレー及びそれを用いてアルミニウム元素を含む
原料化合物から気相成長法により基板上に結晶成長を行
わせるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 【効果】 ウエハトレーからの不純物による結晶の汚染
を抑制することができ、高純度の結晶を得ることができ
る。
に用いられる基板載置用のウエハトレー及びそれを用い
た化合物半導体の製造方法に関する。 【構成】 酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素（ＢＮ）などのセラ
ミックスで形成されてなることを特徴とする気相成長用
ウエハトレー及びそれを用いてアルミニウム元素を含む
原料化合物から気相成長法により基板上に結晶成長を行
わせるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 【効果】 ウエハトレーからの不純物による結晶の汚染
を抑制することができ、高純度の結晶を得ることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相成長法、特にＭＯ
ＶＰＥ法（ Metal Organic Vapor Phase Ep-itaxy ：有
機金属気相エピタキシャル法）により化合物半導体を製
造する際に用いられる基板載置用のウエハトレーに関す
る。
ＶＰＥ法（ Metal Organic Vapor Phase Ep-itaxy ：有
機金属気相エピタキシャル法）により化合物半導体を製
造する際に用いられる基板載置用のウエハトレーに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信の発達や衛星放送の普
及により、ＧａＡｓをはじめとするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体を用いたデバイスが多く使われるようになってき
ている。これらの化合物半導体デバイスの作製方法とし
ては、一般的にＭＢＥ（ Mole-cular Beam Epitaxy：分
子線エピタキシー法）と並んでＭＯＶＰＥ法が広く用い
られている。このＭＯＶＰＥ法においては、例えばＧａ
Ａｓの場合にはＩＩＩ族原料としてＴＥＧ（トリエチル
ガリウム）、Ｖ族原料としてＡｓＨ3 （アルシン）など
を使用し、これらの原料をキャリアガスによって反応管
に導入し、反応管内に設置されたサセプタ上に置かれ、
高周波誘導加熱等で加熱された基板上に供給して結晶成
長を行わせている。通常用いられているサセプタは基材
が炭素製で、結晶中への炭素等の不純物の混入を抑制す
るためにＳｉＣ（炭化珪素）でコーティングされている
のが一般的である。さらに最近は反応管内への不純物混
入を避けるために、図２に示すように装置をロードロッ
ク式３室構造とし、ウエハトレー１を用いて基板をウエ
ハトレー１に載せたままカセット室６から搬送室７を経
由して反応管５内のサセプタ４上にセットし、結晶の成
長後には逆の操作により取り出すという方式が採用され
ている。この方式では、ウエハトレー１は結晶の成長ご
とに交換、清掃あるいは洗浄することができ、また反応
管が大気に直接触れることがないため、常に反応管内は
清浄な雰囲気に保つことができるという利点がある。こ
のウエハトレーの材質としては、一般的に高周波誘導加
熱の場合には石英で、抵抗加熱の場合には炭素等が用い
られている。
及により、ＧａＡｓをはじめとするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体を用いたデバイスが多く使われるようになってき
ている。これらの化合物半導体デバイスの作製方法とし
ては、一般的にＭＢＥ（ Mole-cular Beam Epitaxy：分
子線エピタキシー法）と並んでＭＯＶＰＥ法が広く用い
られている。このＭＯＶＰＥ法においては、例えばＧａ
Ａｓの場合にはＩＩＩ族原料としてＴＥＧ（トリエチル
ガリウム）、Ｖ族原料としてＡｓＨ3 （アルシン）など
を使用し、これらの原料をキャリアガスによって反応管
に導入し、反応管内に設置されたサセプタ上に置かれ、
高周波誘導加熱等で加熱された基板上に供給して結晶成
長を行わせている。通常用いられているサセプタは基材
が炭素製で、結晶中への炭素等の不純物の混入を抑制す
るためにＳｉＣ（炭化珪素）でコーティングされている
のが一般的である。さらに最近は反応管内への不純物混
入を避けるために、図２に示すように装置をロードロッ
ク式３室構造とし、ウエハトレー１を用いて基板をウエ
ハトレー１に載せたままカセット室６から搬送室７を経
由して反応管５内のサセプタ４上にセットし、結晶の成
長後には逆の操作により取り出すという方式が採用され
ている。この方式では、ウエハトレー１は結晶の成長ご
とに交換、清掃あるいは洗浄することができ、また反応
管が大気に直接触れることがないため、常に反応管内は
清浄な雰囲気に保つことができるという利点がある。こ
のウエハトレーの材質としては、一般的に高周波誘導加
熱の場合には石英で、抵抗加熱の場合には炭素等が用い
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このウエハトレーは基
板を載せたままサセプタ上にセットされるため、結晶成
長時には結晶成長温度である６００〜１０００℃程度の
高温状態になる。このためウエハトレーから不純物が発
生し、気相中あるいは基板との接触面からの拡散等によ
り基板あるいは成長する薄膜結晶を汚染してしまうとい
う問題点がある。ウエハトレーが石英製の場合には発生
する不純物は主として珪素（Ｓｉ）であり、ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体に対しては電気的に活性であるために、
成長によって得られたウエハの電気特性が著しく低下し
てしまう恐れがあった。また、特にアルミニウム（Ａ
ｌ）を含んだ結晶、例えばＡｌＧａＡｓなどを成長させ
る場合には、Ａｌの反応性が強いために ３ＳｉＯ2 ＋
４Ａｌ→２Ａｌ2 Ｏ3 ＋３Ｓｉの反応が生じて石英が侵
されるとともにＳｉ等を取り込みやすくなることから、
特にこの問題が顕著であった。ウエハトレーが炭素等他
の材質である場合にも同様に不純物の混入の問題があっ
た。本発明は、前記従来技術の問題点を解決し、気相成
長法によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造に際し、気
相成長中に不純物を発生して基板あるいは結晶を汚染す
る恐れのないウエハトレー及びそれを用いたＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の改良された製造方法を提供することを
目的とする。
板を載せたままサセプタ上にセットされるため、結晶成
長時には結晶成長温度である６００〜１０００℃程度の
高温状態になる。このためウエハトレーから不純物が発
生し、気相中あるいは基板との接触面からの拡散等によ
り基板あるいは成長する薄膜結晶を汚染してしまうとい
う問題点がある。ウエハトレーが石英製の場合には発生
する不純物は主として珪素（Ｓｉ）であり、ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体に対しては電気的に活性であるために、
成長によって得られたウエハの電気特性が著しく低下し
てしまう恐れがあった。また、特にアルミニウム（Ａ
ｌ）を含んだ結晶、例えばＡｌＧａＡｓなどを成長させ
る場合には、Ａｌの反応性が強いために ３ＳｉＯ2 ＋
４Ａｌ→２Ａｌ2 Ｏ3 ＋３Ｓｉの反応が生じて石英が侵
されるとともにＳｉ等を取り込みやすくなることから、
特にこの問題が顕著であった。ウエハトレーが炭素等他
の材質である場合にも同様に不純物の混入の問題があっ
た。本発明は、前記従来技術の問題点を解決し、気相成
長法によるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造に際し、気
相成長中に不純物を発生して基板あるいは結晶を汚染す
る恐れのないウエハトレー及びそれを用いたＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の改良された製造方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の（１）な
いし（６）のウエハトレー及びそれを用いたＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法である。 （１）セラミックスで形成されてなることを特徴とする
気相成長用ウエハトレー。 （２）セラミックスが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素
（ＢＮ）のいずれかである前記（１）に記載の気相成長
用ウエハトレー。 （３）基材表面をセラミックスでコーティングした材料
で形成されてなることを特徴とする気相成長用ウエハト
レー。 （４）セラミックスが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素
（ＢＮ）のいずれかである前記（３）に記載の気相成長
用ウエハトレー。 （５）基材が石英、炭素、モリブデン、タンタル又はタ
ングステンのいずれかである前記（３）又は（４）に記
載の気相成長用ウエハトレー。 （６）化合物半導体の原料としてアルミニウム元素を含
む原料化合物を用いて気相成長法により基板上に結晶成
長を行わせる方法において、基板を載置するウエハトレ
ーとして前記（１）〜（５）のいずれかに記載のウエハ
トレーを使用することを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体の製造方法。
いし（６）のウエハトレー及びそれを用いたＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法である。 （１）セラミックスで形成されてなることを特徴とする
気相成長用ウエハトレー。 （２）セラミックスが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素
（ＢＮ）のいずれかである前記（１）に記載の気相成長
用ウエハトレー。 （３）基材表面をセラミックスでコーティングした材料
で形成されてなることを特徴とする気相成長用ウエハト
レー。 （４）セラミックスが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素
（ＢＮ）のいずれかである前記（３）に記載の気相成長
用ウエハトレー。 （５）基材が石英、炭素、モリブデン、タンタル又はタ
ングステンのいずれかである前記（３）又は（４）に記
載の気相成長用ウエハトレー。 （６）化合物半導体の原料としてアルミニウム元素を含
む原料化合物を用いて気相成長法により基板上に結晶成
長を行わせる方法において、基板を載置するウエハトレ
ーとして前記（１）〜（５）のいずれかに記載のウエハ
トレーを使用することを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体の製造方法。
【０００５】
【作用】本発明は、反応管内に設置されたサセプタ上で
基板を加熱し、基板上に半導体の結晶を成長させること
によって化合物半導体を製造するに際し、基板を載せる
ウエハトレーを耐食性、耐熱性に優れ、高い機械的強度
を有するセラミックス製とした点に特徴を有するもので
ある。図１に本発明のウエハトレーの一例を示す。図１
のウエハトレー１は円盤状で上面にウエハを載置するウ
エハ収容部２が、下面にサセプタ上にセットしやすいよ
うにサセプタかみ合わせ部３が設けられている。このウ
エハトレー上に基板を載置し、図２に示すように適宜カ
セット室、搬送室などを経由して反応管内へ基板の出し
入れを行うことにより、不純物の混入を防ぎ高品質の化
合物半導体を製造することができる。このウエハトレー
は全体がセラミックスで形成されている。セラミックス
としては、ＭＯＶＰＥ成長が最高１０００℃の温度で行
われることから、最高使用可能温度が１０５０℃以上の
ものを使用するが、最高使用可能温度が１２００℃以上
のものが好ましい。さらに材質としては緻密質で吸水率
が１％以下のものが好ましい。中でも構成元素として珪
素（Ｓｉ）を含まないものが好ましく、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒
化ほう素（ＢＮ）が特に好ましい。これらのセラミック
スは表１に示すように優れた機械的、熱的、電気的特性
を有しており、耐食性にも優れておりＭＯＶＰＥ法のト
レーの材質として好適なものである。特にアルミニウム
を含んだ結晶の場合にもＡｌとの反応は全く見られず、
その不純物混入に対する抑制効果が大きい。
基板を加熱し、基板上に半導体の結晶を成長させること
によって化合物半導体を製造するに際し、基板を載せる
ウエハトレーを耐食性、耐熱性に優れ、高い機械的強度
を有するセラミックス製とした点に特徴を有するもので
ある。図１に本発明のウエハトレーの一例を示す。図１
のウエハトレー１は円盤状で上面にウエハを載置するウ
エハ収容部２が、下面にサセプタ上にセットしやすいよ
うにサセプタかみ合わせ部３が設けられている。このウ
エハトレー上に基板を載置し、図２に示すように適宜カ
セット室、搬送室などを経由して反応管内へ基板の出し
入れを行うことにより、不純物の混入を防ぎ高品質の化
合物半導体を製造することができる。このウエハトレー
は全体がセラミックスで形成されている。セラミックス
としては、ＭＯＶＰＥ成長が最高１０００℃の温度で行
われることから、最高使用可能温度が１０５０℃以上の
ものを使用するが、最高使用可能温度が１２００℃以上
のものが好ましい。さらに材質としては緻密質で吸水率
が１％以下のものが好ましい。中でも構成元素として珪
素（Ｓｉ）を含まないものが好ましく、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒
化ほう素（ＢＮ）が特に好ましい。これらのセラミック
スは表１に示すように優れた機械的、熱的、電気的特性
を有しており、耐食性にも優れておりＭＯＶＰＥ法のト
レーの材質として好適なものである。特にアルミニウム
を含んだ結晶の場合にもＡｌとの反応は全く見られず、
その不純物混入に対する抑制効果が大きい。
【０００６】
【表１】
【０００７】また、トレー全体をセラミックスで形成せ
ず、他の材質の基材上に前記セラミックスをコーティン
グしたものでも同様の効果を得ることができる。特にこ
の方法はトレーの形状が複雑で一体型のセラミックスで
形成することが困難なような場合に有効である。基材を
構成する材質としては純度や強度の点から石英、炭素、
モリブデン、タンタル又はタングステンが好ましい。も
ちろん基材としてコーティング層と異なるセラミックス
を用いてセラミックスを組み合わせた形で用いてもよ
い。
ず、他の材質の基材上に前記セラミックスをコーティン
グしたものでも同様の効果を得ることができる。特にこ
の方法はトレーの形状が複雑で一体型のセラミックスで
形成することが困難なような場合に有効である。基材を
構成する材質としては純度や強度の点から石英、炭素、
モリブデン、タンタル又はタングステンが好ましい。も
ちろん基材としてコーティング層と異なるセラミックス
を用いてセラミックスを組み合わせた形で用いてもよ
い。
【０００８】図２に示す３室構造の装置を用いてＭＯＶ
ＰＥ法により結晶成長を行う場合を例として、本発明の
ウエハトレーを用いたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
プロセスの概要を説明する。図２の装置はカセット室
６、搬送室７及び反応管５の３室構造ととなっている。
先ず図１にその１例を示すようなセラミックス製のウエ
ハトレーに基板を載せ、カセット室６にセットする。次
いでカセット室６内を真空引きし、ガス置換を行った
後、搬送室７を経由して反応管５内のサセプタ上にトレ
ーを移動させる。次に反応管５内の温度、圧力を所定の
範囲に設定し、ＴＥＧ（トリエチルガリウム）、ＴＭＡ
（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＩ（トリメチルイン
ジウム）などのＩＩＩ族原料及びＡｓＨ3 （アルシ
ン）、ＰＨ3 などのＶ族化合物の原料を供給して基板上
に結晶を成長させる。結晶の成長条件は、目的とする半
導体結晶の組成、原料の種類、製造装置の構成等により
大幅に異なるが、通常は成長圧力が１０〜７６０Ｔｏｒ
ｒ、成長温度が５００〜８００℃、Ｖ／ＩＩＩ比が１〜
５００程度である。所望の厚みの結晶が得られた時点で
反応を止め、あとは装入時と逆の順序で搬送室７及びカ
セット室６を経て装置外へ取り出せばよい。
ＰＥ法により結晶成長を行う場合を例として、本発明の
ウエハトレーを用いたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
プロセスの概要を説明する。図２の装置はカセット室
６、搬送室７及び反応管５の３室構造ととなっている。
先ず図１にその１例を示すようなセラミックス製のウエ
ハトレーに基板を載せ、カセット室６にセットする。次
いでカセット室６内を真空引きし、ガス置換を行った
後、搬送室７を経由して反応管５内のサセプタ上にトレ
ーを移動させる。次に反応管５内の温度、圧力を所定の
範囲に設定し、ＴＥＧ（トリエチルガリウム）、ＴＭＡ
（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＩ（トリメチルイン
ジウム）などのＩＩＩ族原料及びＡｓＨ3 （アルシ
ン）、ＰＨ3 などのＶ族化合物の原料を供給して基板上
に結晶を成長させる。結晶の成長条件は、目的とする半
導体結晶の組成、原料の種類、製造装置の構成等により
大幅に異なるが、通常は成長圧力が１０〜７６０Ｔｏｒ
ｒ、成長温度が５００〜８００℃、Ｖ／ＩＩＩ比が１〜
５００程度である。所望の厚みの結晶が得られた時点で
反応を止め、あとは装入時と逆の順序で搬送室７及びカ
セット室６を経て装置外へ取り出せばよい。
【０００９】本発明のウエハトレーはＧａＡｓ，Ｇａ
Ｐ，ＩｎＰ，ＧａＡｓＰ，ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＰ，
ＩｎＧａＡｓＰ，ＧａＮ，ＡｌＡｓ，ＡｌＰ，ＡｌＧａ
Ａｓ，ＡｌＧａＰ，ＡｌＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓＰ，Ａｌ
ＧａＩｎＰなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相成長
法、特にＭＯＶＰＥ法で使用するトレーとして好適なも
のである。特に構成元素としてＡｌ元素を含む化合物半
導体を製造する場合には、従来の石英製のトレーを使用
するとＡｌの反応性が強いため石英とＡｌとの反応によ
るトラブルが発生し、高品質の化合物半導体の結晶を得
ることができなかったが、本発明のトレーを用いること
によりこのようなトラブルの恐れがなく、高品質の製品
を得ることができる。
Ｐ，ＩｎＰ，ＧａＡｓＰ，ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＧａＰ，
ＩｎＧａＡｓＰ，ＧａＮ，ＡｌＡｓ，ＡｌＰ，ＡｌＧａ
Ａｓ，ＡｌＧａＰ，ＡｌＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓＰ，Ａｌ
ＧａＩｎＰなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相成長
法、特にＭＯＶＰＥ法で使用するトレーとして好適なも
のである。特に構成元素としてＡｌ元素を含む化合物半
導体を製造する場合には、従来の石英製のトレーを使用
するとＡｌの反応性が強いため石英とＡｌとの反応によ
るトラブルが発生し、高品質の化合物半導体の結晶を得
ることができなかったが、本発明のトレーを用いること
によりこのようなトラブルの恐れがなく、高品質の製品
を得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。 （実施例１）アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の一種であるサフ
ァイアで形成された図１の形状（外径１２０ｍｍ、ウエ
ハ収納部の径７６ｍｍ、サセプタかみ合わせ部の径１０
０ｍｍ、外周部の厚み６ｍｍ）のウエハトレーに、直径
７５ｍｍ、厚さ６００μｍの半絶縁性ＧａＡｓ基板を載
せて、図２の構成のＭＯＶＰＥ装置のカセット室にセッ
トした。カセット室を真空引き、ガス置換を行った後、
搬送室を経由して反応管内のサセプタ上にトレーを移動
させた。反応管に流すガスを水素（Ｈ2 ）に切替えて、
さらに反応管内の圧力を７６Ｔｏｒｒの減圧状態にし、
装置に設けられた加熱装置（図示せず）を用いて所定の
成長温度にまで加熱した後に結晶成長を行った。ＩＩＩ
族原料としてＴＥＧ（トリエチルガリウム）、Ｖ族原料
としてＡｓＨ3 （アルシン）を使用し、成長圧力を７６
Ｔｏｒｒ、Ｖ／ＩＩＩ比を５０、成長温度は６００℃と
してＧａＡｓの結晶成長を行い、厚さ１０μｍの薄膜を
得た。この薄膜について５ｍｍ角のサンプルを切り出
し、 Van der Pauw 法によるホール測定を７７Ｋにおい
て実施した。その結果このサンプルはｎ型を示し、キャ
リア濃度はｎ＝６×１０13ｃｍ-3であり、不純物の少な
い非常に高純度の結晶が得られていることが分かった。
ここでｎは、キャリア濃度（ドーピングしない場合は実
効的な不純物濃度）であり、値が小さいほど高純度であ
る。通常、ｎが１×１０15ｃｍ-3より小さければ高純度
であるといえる。
明する。 （実施例１）アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の一種であるサフ
ァイアで形成された図１の形状（外径１２０ｍｍ、ウエ
ハ収納部の径７６ｍｍ、サセプタかみ合わせ部の径１０
０ｍｍ、外周部の厚み６ｍｍ）のウエハトレーに、直径
７５ｍｍ、厚さ６００μｍの半絶縁性ＧａＡｓ基板を載
せて、図２の構成のＭＯＶＰＥ装置のカセット室にセッ
トした。カセット室を真空引き、ガス置換を行った後、
搬送室を経由して反応管内のサセプタ上にトレーを移動
させた。反応管に流すガスを水素（Ｈ2 ）に切替えて、
さらに反応管内の圧力を７６Ｔｏｒｒの減圧状態にし、
装置に設けられた加熱装置（図示せず）を用いて所定の
成長温度にまで加熱した後に結晶成長を行った。ＩＩＩ
族原料としてＴＥＧ（トリエチルガリウム）、Ｖ族原料
としてＡｓＨ3 （アルシン）を使用し、成長圧力を７６
Ｔｏｒｒ、Ｖ／ＩＩＩ比を５０、成長温度は６００℃と
してＧａＡｓの結晶成長を行い、厚さ１０μｍの薄膜を
得た。この薄膜について５ｍｍ角のサンプルを切り出
し、 Van der Pauw 法によるホール測定を７７Ｋにおい
て実施した。その結果このサンプルはｎ型を示し、キャ
リア濃度はｎ＝６×１０13ｃｍ-3であり、不純物の少な
い非常に高純度の結晶が得られていることが分かった。
ここでｎは、キャリア濃度（ドーピングしない場合は実
効的な不純物濃度）であり、値が小さいほど高純度であ
る。通常、ｎが１×１０15ｃｍ-3より小さければ高純度
であるといえる。
【００１１】（実施例２）実施例１と同様にして、同じ
形状のサファイア製のウエハトレーを用いて半絶縁性Ｇ
ａＡｓ基板上にＩＩＩ族原料としてＴＥＧ（トリエチル
ガリウム）及びＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を、
Ｖ族原料としてＡｓＨ3 （アルシン）を使用し、Ｖ／Ｉ
ＩＩ比を１００、成長圧力は７６Ｔｏｒｒ、成長温度は
７００℃として結晶の成長を行わせ厚さ８μｍのＡｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓの薄膜を得た。５ｍｍ角のサンプルを
切り出してホール測定を行ったところ、ｎ＝５×１０14
ｃｍ-3とＡｌを含んだ結晶であるにもかかわらず、非常
に高純度であることが確認できた。
形状のサファイア製のウエハトレーを用いて半絶縁性Ｇ
ａＡｓ基板上にＩＩＩ族原料としてＴＥＧ（トリエチル
ガリウム）及びＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を、
Ｖ族原料としてＡｓＨ3 （アルシン）を使用し、Ｖ／Ｉ
ＩＩ比を１００、成長圧力は７６Ｔｏｒｒ、成長温度は
７００℃として結晶の成長を行わせ厚さ８μｍのＡｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓの薄膜を得た。５ｍｍ角のサンプルを
切り出してホール測定を行ったところ、ｎ＝５×１０14
ｃｍ-3とＡｌを含んだ結晶であるにもかかわらず、非常
に高純度であることが確認できた。
【００１２】（実施例３）実施例２のサファイア製ウエ
ハトレーの代わりに、石英製のトレーに厚さ１００μｍ
のＡｌ2 Ｏ3 層をコーティングした同一の形状、大きさ
のウエハトレーを使用し、実施例２と同一条件で結晶の
成長を行わせたところ、同様にｎ＝５×１０14ｃｍ-3の
高純度なＡｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓの薄膜結晶を得ることが
できた。
ハトレーの代わりに、石英製のトレーに厚さ１００μｍ
のＡｌ2 Ｏ3 層をコーティングした同一の形状、大きさ
のウエハトレーを使用し、実施例２と同一条件で結晶の
成長を行わせたところ、同様にｎ＝５×１０14ｃｍ-3の
高純度なＡｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓの薄膜結晶を得ることが
できた。
【００１３】（実施例４）実施例１と同一手順で、サフ
ァイア製ウエハトレーの代わりに同じ形状のＡｌＮ製ウ
エハトレーを用い、半絶縁性ＩｎＰ基板上にＩＩＩ族原
料としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ｖ族原料と
してＰＨ3 を使用し、成長圧力を７６Ｔｏｒｒ、Ｖ／Ｉ
ＩＩ比を２００、成長温度は５６０℃としてＩｎＰの結
晶成長を行い、厚さ８μｍの薄膜を得た。５ｍｍ角のサ
ンプルを切り出してホール測定を行ったところ、ｎ＝２
×１０14ｃｍ-3と非常に高純度であることが分かった。
ァイア製ウエハトレーの代わりに同じ形状のＡｌＮ製ウ
エハトレーを用い、半絶縁性ＩｎＰ基板上にＩＩＩ族原
料としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ｖ族原料と
してＰＨ3 を使用し、成長圧力を７６Ｔｏｒｒ、Ｖ／Ｉ
ＩＩ比を２００、成長温度は５６０℃としてＩｎＰの結
晶成長を行い、厚さ８μｍの薄膜を得た。５ｍｍ角のサ
ンプルを切り出してホール測定を行ったところ、ｎ＝２
×１０14ｃｍ-3と非常に高純度であることが分かった。
【００１４】（実施例５）実施例４のＡｌＮ製ウエハト
レーの代わりに同一の形状、大きさのＢＮ製ウエハトレ
ーを使用し、実施例４と同一条件でＩｎＰ結晶の成長を
行わせたところ、同様にｎ＝２×１０14ｃｍ-3の高純度
なＩｎＰ薄膜結晶を得ることができた。
レーの代わりに同一の形状、大きさのＢＮ製ウエハトレ
ーを使用し、実施例４と同一条件でＩｎＰ結晶の成長を
行わせたところ、同様にｎ＝２×１０14ｃｍ-3の高純度
なＩｎＰ薄膜結晶を得ることができた。
【００１５】（比較例１）表面にコーティングをしてい
ない石英製の同一の形状、大きさのウエハトレーを使用
して実施例２と同一条件で成長を行わせて得られた結晶
についてキャリア濃度を測定したところｎ＝６×１０15
ｃｍ-3と不純物濃度の高い結晶であった。この薄膜中の
不純物をＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）にて分析し
たところ、キャリア濃度ｎと同程度のＳｉが検出され
（不純物はほとんどＳｉであることを示す）、石英製ウ
エハトレーからの汚染があることがわかり、本発明の効
果が大きいことが確認された。
ない石英製の同一の形状、大きさのウエハトレーを使用
して実施例２と同一条件で成長を行わせて得られた結晶
についてキャリア濃度を測定したところｎ＝６×１０15
ｃｍ-3と不純物濃度の高い結晶であった。この薄膜中の
不純物をＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）にて分析し
たところ、キャリア濃度ｎと同程度のＳｉが検出され
（不純物はほとんどＳｉであることを示す）、石英製ウ
エハトレーからの汚染があることがわかり、本発明の効
果が大きいことが確認された。
【００１６】本発明の気相成長用ウエハトレー及び化合
物半導体の製造方法は請求項１〜６に記載したもののほ
か、次の〜の態様を含むものである。 セラミックスが最高使用温度が１０５０℃以上のセラ
ミックスである請求項１又は３のウエハトレー。 セラミックスが最高使用温度が１２００℃以上のセラ
ミックスである請求項１又は３のウエハトレー。 セラミックスが吸水率１％以下の緻密質セラミックス
である請求項１若しくは３又は前記若しくはのウエ
ハトレー。 セラミックスが珪素（Ｓｉ）を含まないセラミックス
である請求項１若しくは３又は前記、若しくはの
ウエハトレー。 ウエハトレーが前記、又はのいずれかである請
求項６の化合物半導体の製造方法。 得られる化合物半導体がＡｌＡｓ，ＡｌＰ，ＡｌＧａ
Ａｓ，ＡｌＧａＰ，ＡｌＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓＰ又はＡ
ｌＧａＩｎＰのいずれかである請求項６又は前記の化
合物半導体の製造方法。
物半導体の製造方法は請求項１〜６に記載したもののほ
か、次の〜の態様を含むものである。 セラミックスが最高使用温度が１０５０℃以上のセラ
ミックスである請求項１又は３のウエハトレー。 セラミックスが最高使用温度が１２００℃以上のセラ
ミックスである請求項１又は３のウエハトレー。 セラミックスが吸水率１％以下の緻密質セラミックス
である請求項１若しくは３又は前記若しくはのウエ
ハトレー。 セラミックスが珪素（Ｓｉ）を含まないセラミックス
である請求項１若しくは３又は前記、若しくはの
ウエハトレー。 ウエハトレーが前記、又はのいずれかである請
求項６の化合物半導体の製造方法。 得られる化合物半導体がＡｌＡｓ，ＡｌＰ，ＡｌＧａ
Ａｓ，ＡｌＧａＰ，ＡｌＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓＰ又はＡ
ｌＧａＩｎＰのいずれかである請求項６又は前記の化
合物半導体の製造方法。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、気相成長法によるＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造に際し、ウエハトレーから
の不純物による結晶の汚染を抑制することができ、高純
度の結晶を得ることができる。特に従来のウエハトレー
の材料として多用されている石英から放出されるＳｉ成
分と反応して汚染を受けやすいＡｌ元素を含む化合物半
導体を製造する場合に効果が大きい。
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造に際し、ウエハトレーから
の不純物による結晶の汚染を抑制することができ、高純
度の結晶を得ることができる。特に従来のウエハトレー
の材料として多用されている石英から放出されるＳｉ成
分と反応して汚染を受けやすいＡｌ元素を含む化合物半
導体を製造する場合に効果が大きい。
【図１】本発明のウエハトレーの１例を示す概略図。
【図２】３室構造の装置によりＭＯＶＰＥ法により結晶
成長を行う状況を示す概略説明図。
成長を行う状況を示す概略説明図。
１ ウエハトレー ２ ウエハ収容部 ３ サセプ
タかみ合わせ部 ４ サセプタ ５ 反応管 ６ カセット室 ７
搬送室
タかみ合わせ部 ４ サセプタ ５ 反応管 ６ カセット室 ７
搬送室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｕ
Claims (6)
- 【請求項１】 セラミックスで形成されてなることを特
徴とする気相成長用ウエハトレー。 - 【請求項２】 セラミックスが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素
（ＢＮ）のいずれかであることを特徴とする請求項１に
記載の気相成長用ウエハトレー。 - 【請求項３】 基材表面をセラミックスでコーティング
した材料で形成されてなることを特徴とする気相成長用
ウエハトレー。 - 【請求項４】 セラミックスが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化ほう素
（ＢＮ）のいずれかであることを特徴とする請求項３に
記載の気相成長用ウエハトレー。 - 【請求項５】 基材が石英、炭素、モリブデン、タンタ
ル又はタングステンのいずれかであることを特徴とする
請求項３又は４に記載の気相成長用ウエハトレー。 - 【請求項６】 化合物半導体の原料としてアルミニウム
元素を含む原料化合物を用いて気相成長法により基板上
に結晶成長を行わせる方法において、基板を載置するウ
エハトレーとして請求項１乃至５のいずれかに記載のウ
エハトレーを使用することを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1817594A JPH07226379A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 気相成長用ウエハトレー及び化合物半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1817594A JPH07226379A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 気相成長用ウエハトレー及び化合物半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226379A true JPH07226379A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11964285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1817594A Pending JPH07226379A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 気相成長用ウエハトレー及び化合物半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07226379A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059998A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-28 | Anelva Corp | トレイ式マルチチャンバー基板処理装置及びトレイ式基板処理装置 |
| JP2005255440A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Univ Meijo | Ｉｉｉ族窒化物半導体の作製方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体 |
| JP2018081944A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | ＳｉＣ半導体装置の製造方法およびアダプタ |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP1817594A patent/JPH07226379A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059998A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-28 | Anelva Corp | トレイ式マルチチャンバー基板処理装置及びトレイ式基板処理装置 |
| JP4518712B2 (ja) * | 2001-08-13 | 2010-08-04 | キヤノンアネルバ株式会社 | トレイ式マルチチャンバー基板処理装置 |
| JP2005255440A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Univ Meijo | Ｉｉｉ族窒化物半導体の作製方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体 |
| JP4556034B2 (ja) * | 2004-03-10 | 2010-10-06 | 学校法人 名城大学 | Ｉｉｉ族窒化物半導体の作製方法 |
| JP2018081944A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | ＳｉＣ半導体装置の製造方法およびアダプタ |
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