JPH08316144A

JPH08316144A - エピタキシャル層の生成装置及び生成方法

Info

Publication number: JPH08316144A
Application number: JP8066845A
Authority: JP
Inventors: Ralph Dieter; ディーターラルフ; Hans Opower; オポバーハンス; Heinrich Weyer; ベイヤーハインリッヒ
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: DE19510318B4; US6013130A; DE19510318A1; JP3182075B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エピタキシーにより基板上に望みの品位の化
合物層、具体的には、化合物半導体層を生成できる有効
な方法及び装置に関する。【解決手段】エピタキシーによる基板上の化合物層特
に化合物半導体層は、エネルギーの局部的供給によっ
て、エピタキシャル堆積する化合物の少なくとも１種の
組成物がターゲットから取り去られ、ターゲットから放
射されかつエピタキシャル堆積する前記化合物の粒子を
含む粒子流が形成され、且つ前記基板上にエピタキシャ
ル堆積する前記化合物の粒子を運搬するキャリアガス流
に前記粒子流が流入することを特徴とするの生成方法に
より達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エピタキシーによ
り基板上に化合物層、具体的には、化合物半導体層の生
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】先行技術水準によれば、エピタキシャル
層、具体的には化合物半導体層は、有機金属気相エピタ
キシー（ＭＯＶＰＥ）または分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）のいずれかで生成される。両方法では、化合物半導
体は高温度の基板上で生成され、エピタキシャル層の堆
積は高温基板上で生じる。有機金属気相エピタキシーの
場合は、化合物半導体は、高温基板上で熱分解された適
切な蒸気先覚物質から形成されるか、或いは、分子線エ
ピタキシーの場合は、化合物半導体は、高温基板上の初
期組成物から形成される。

【０００３】特に、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮのようなII
I 族化合物半導体の窒化物のエピタキシャル成長が困難
であるのは、高温基板上で化合物の必要な分解の際に、
これらの窒素化合物の結合が強いためである。これは、
エピタキシャルに堆積された半導体層に不都合な化学量
論的比率をもたらし、例えば窒素の不足を、すなわち品
位の劣った層をもたらす。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エピ
タキシャル層が望みの品位の層を生成できる有効な方法
及び装置を可能にすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】初
めに記載した形式の方法における目的は、本発明にした
がって、エネルギーの局部的、特に点供給によって、エ
ピタキシャル堆積する化合物の少なくとも１種の組成物
がターゲットから取り去られ、ターゲットから放射され
かつエピタキシャル堆積する前記化合物の粒子を含む粒
子流が形成され、且つ前記基板上にエピタキシャル堆積
する前記化合物の粒子を運搬するキャリアガス流に前記
粒子流が流入することにより達成できる。

【０００６】本発明の解決策の利点は、特に、粒子が基
板上に発生する以前に化合物の形成が行われ、次に、既
に形成された化合物がキャリアガス流によって基板に運
ばれる事実を明らかにしたことにある。これは、一方で
化合物の形成のために、他方でエピタキシャル堆積のた
めに、非常に利点となるかなり多くの付加的自由度を生
み出す。特に、本発明の解決策は、基板上の化合物の堆
積のためよりも化合物形成のための種々の限界条件を規
定する可能性を与える。例えば、基板の温度及び基板表
面のキャリアガス流の形成が、化合物形成に対して全く
自由に条件を規定することが可能である。

【０００７】特に、矛盾のない状態で本発明の利点を用
いた有利な実施態様では、基板の表面で時間に関して本
質的に一定流量を有するキャリアガス流を備える。他に
或いはさらに、基板の全表面の全位置で本質的に同等の
流量を有するキャリアガス流が有利に備えられ、且つ、
流量が全体に渡って実質的に等しい場合について特に有
利である。

【０００８】上記の各手段は、均一エピタキシャル層の
成長の促進に寄与し、それによって、望みの品質の有利
な層を達成できる。その上に、本発明の着想は有利に実
現可能であり、さらに、エピタキシャル堆積する化合物
の粒子エネルギーがキャリアガス流で調節されて、例え
ば、同等の水準に減少し及び／または同等の水準にな
る。これに関しては、キャリアガス粒中で、エピタキシ
ャル堆積する化合物の粒子が、キャリアガス流の粒子の
粒子速度となるとき特に有利である。次に、この手段の
利点は、エピタキシャル堆積中に、粒子粒中の粒子の初
期速度に関係なく、化合物の粒子速度を規定することが
可能であるので、その結果、エピタキシャル堆積する化
合物の粒子速度を、キャリアガス流の粒子速度を介し
て、エピタキシャル層成長のために最適な範囲にするこ
とが可能である事実を明らかにしたことである。

【０００９】例えば、基板表面上のキャリアガス流の圧
力勾配及び絶対圧力水準の決定によりキャリアガス流の
粒子速度の決定が可能である。基板表面で所望流量を有
するキャリアガス流が、それらの形成前にノズルを通っ
て流れるキャリアガスによって決定されるされる場合、
特に有利な状態で達成可能であり、それによってキャリ
アガス流が、間隔及び時間変動に関して有利な状態のノ
ズルによって決定可能である。

【００１０】特に、大表面領域を有する基板の全表面で
所望流量を得るために、キャリアガスを単に一つのノズ
ルだけでなく複数のノズルを有するノズルプレートを通
して流すことが好ましい。特に、細管の長さを直径の５
０倍より長く、且つ、好ましくは、キャリアガスが音速
で細管を通って流れるように細管を本発明にしたがって
規定して、ノズルを細管のように設計した場合役立つこ
とが立証される。

【００１１】粒子流を発生させるためのエネルギーの点
供給形式に関する本発明の方法の個々の実施態様の説明
に関しては、先に詳細に示されていなかった。例えば、
ガス放出または電子ビームによってエネルギーの点供給
を実現可能である。しかしながら、ターゲットへのエネ
ルギーの点供給がレーザービームによって行われる場
合、それによってレーザービームは好ましく焦点が絞ら
れて、溶発によってターゲット物質を取り去るため特に
有利である。

【００１２】エピタキシャル堆積する化合物、特に、化
合物半導体の形成に関する個々の実施態様の説明に関し
ては、先に詳細に示されていなかった。例えば、本発明
の方法の最も簡単な改良は、エピタキシャル堆積する化
合物を含むターゲット物質を備える。その上に、ターゲ
ット物質は、エピタキシャル堆積する化合物の一つの組
成物を含み、且つこのために局部的に、特に、エネルギ
ーの点供給によってその取り除き中に、ターゲット周囲
のガスに含まれる別の組成物と反応を起こさせることを
備える。

【００１３】好ましくは、ターゲット物質よって構成さ
れるエピタキシャル堆積する化合物の組成物反応は、し
たがって、その取り除きに必要なこの組成物のエネルギ
ー状態でターゲット表面近傍で起こる。この解決策の利
点は、エピタキシャル堆積する化合物の互いの組成物の
反応に必要なエネルギーが、エネルギーの点供給によっ
て附加することが可能であり、且つ、このエネルギー
が、基板上のそのエピタキシャル堆積中の化合物粒子の
エネルギーに関係しない事実を明らかにしたことであ
る。これは、特に、反応に必要な最適条件を作りだすこ
と、しかしながら同時に、化合物のエピタキシャル堆積
のための最適条件とともにこれらの最適条件を達成する
ことを可能にする。

【００１４】この点に関して、ターゲット物質で構成さ
れる組成物を有するターゲット周囲のガスに含有される
組成物の反応は、この反応に対して有利な第１のガス圧
力水準で起こり、且つ、このガス圧力水準は、キャリア
ガス流からの化合物のエピタキシャル堆積中のガス圧力
水準と無関係である。例えば、化学反応に有利であるか
なり高いガス圧力が、それによって実現可能であるが、
一方、その後のエピタキシャル堆積中は、かなり低いガ
ス圧力が最適エピタキシャル層成長にたいして有利であ
る。

【００１５】ターゲット周囲のガスを介してエピタキシ
ャル堆積する化合物の組成部供給に関しては、今までの
ところ詳細に示されいなかった。例えば、選択的なガス
供給によって、エネルギーの点供給の領域で分離ガスを
ターゲットに導入することが考えられるであろう。しか
しながら、キャリアガスがエピタキシャル堆積する化合
物の形成のために必要な組成物を含有するときは、特に
有利である。

【００１６】最も簡単な場合、キャリアガスは、これら
が化合物の組成物から独占的になり、ターゲット物質に
より構成される組成物との反応が生じることが可能なよ
うに選択される。この実施態様は、一方で、キャリアガ
スが、化合物の形成に必要な組成物を供給するために使
用することが可能であり、他方で、キャリアガス中の形
成された化合物を同時に安定させるために、且つ、キャ
リアガス流の流量の決定を介してエピタキシャル層成長
のための最適条件を達成するために、使用することが可
能であると言う大きな利点がある。

【００１７】特にこれらの場合では、化合物の形成と化
合物のエピタキシャル堆積との間はできるかぎり大きい
距離が良く、粒子流によって構成されてエピタキシャル
堆積する化合物が、第１のキャリアガスから第２のキャ
リアガスへと導入され、且つ、第二のキャリアガスが、
化合物のエピタキシャル堆積中に、流量を規定するため
に与えられたキャリアガス流を形成する場合に有利にな
ることが立証された。

【００１８】さらに本発明の目的は、エピタキシーによ
る基板上の化合物層の生成装置によって達成され、本発
明にしたがい、エピタキシャル堆積する化合物の少なく
とも一つの組成物がエネルギーの局部特に点供給によっ
てターゲットから取り去られさせられ、かつ粒子流がタ
ーゲットから放射されかつエピタキシャル堆積する化合
物の粒子を含む蒸気形成チャンバーが備えられ、基板を
取り囲む基板チャンバーが備えられ、且つ蒸気形成チャ
ンバーに流入するキャリアガスが、エピタキシャル堆積
する化合物を蒸気形成チャンバーから基板チャンバーへ
と移し、かつ、エピタキシャル堆積する化合物を基板の
表面上に運ぶキャリアガス流を基板チャンバー内で形成
する。

【００１９】さらに、キャリアガスが、蒸気形成チャン
バーから基板チャンバーへと通過するキャリアガス流を
規定するノズルを通り抜けるとき、互いに可能な限り無
関係に蒸気形成チャンバーと基板チャンバーとの圧力条
件を決定することができるために、特に有利であること
が立証された。好ましくは、単一のノズルだけでなく、
特に大きな表面を有する基板の場合にノズルプレートが
好ましい。

【００２０】キャリアガスの特に好ましく規定された流
量は、ノズルが細管として設計された場合に達成可能で
ある。特に、蒸気形成チャンバーと基板チャンバーとの
間の広い離隔距離が有効である場合の別の実施態様にお
いて、第１のキャリアガスが、蒸気形成チャンバーから
それを貫通して流れる第２のキャリアガスを有するノズ
ルまで、エピタキシャル堆積する化合物を導入し、且つ
第２のキャリアガスが、キャリアガス流を形成する間に
基板チャンバーに流入して、且つこのキャリアガス流に
よって、エピタキシャル堆積する化合物を基板表面まで
運搬するときに有利である。

【００２１】本発明の装置のその他の特徴は、本発明の
方法に関して記載された本発明の解決策の個々の実施態
様から結果として生じる。本発明のその他の特徴と利点
は、種々の実施態様を示す図面並びに次に記載する主題
である。

【００２２】

【実施例及び発明の効果】図１に示す本発明の一つの実
施態様は、全体が１０で示されるハウジングを含み、且
つ蒸気形成チャンバー１２を有し、チャンバーの中に全
体を１４で示すターゲットが配置される。レーザービー
ム１８が、ハウジング１０の窓２２を貫通して蒸気形成
チャンバー１２に入射することにより、レーザービーム
１８によって、ターゲットが上側側部１６の焦点付近２
０で作用する。

【００２３】焦点付近２０で、ターゲット１４の物質に
エネルギーの供給が行われ、その結果、蒸気の流れ２４
が焦点付近２０から発生し、蒸気形成チャンバー１２内
に伝播する。それによって、蒸気２４の流れは化合物半
導体物質の蒸気を含み、したがって、化合物半導体物質
の分子を含んでなる粒子流であり、すなわち、分子は個
々に及び／またはクラスターとして存在することができ
る。

【００２４】さらに、蒸気形成チャンバー１２は、ガス
入口が設けられ、この入口を通ってキャリアガスが流入
して、蒸気形成チャンバー１２を貫通して流れ、且つ、
蒸気チャンバー１２と基板チャンバー３２とを互いに分
離する細管プレート３４を介して基板チャンバー３２へ
と流れる。この実施態様において、ターゲット１４は、
ターゲットの上側側面１６で細管プレート３４に向かい
合うので、蒸気の流れ２４が細管プレート３４に向かっ
て伝播する。

【００２５】細管プレート３４から進行するときに、キ
ャリアガス流３６が基板チャンバー３２に形成され、こ
のキャリアガス流が全体を４０で示す基板の表面３８に
衝突し、それによって、表面全ての点で、時間に関して
は実質的に一定流れ係数を有する。これに関して、キャ
リアガス流３６の速度は、表面３８の全ての点で好まし
くほぼ等しい。また同様に、キャリアガス流３６の密度
を表面３８の全ての点に近似法によって適用できる。

【００２６】このようなキャリアガス流３６の形成が可
能になるのは、図２に示すように、細管プレート３４
は、全体が５０で示される少なくとも一本の細管を有
し、細管の直径Ｄの約５０倍より長い長さＬであるとき
である。細管５０の入口開口部５２と出口開口部５４の
間の圧力勾配は、ほぼ音速に相当する細管縦方向５６の
キャリアガスの流速度をもたらす効果がある。

【００２７】細管５０の入口開口部５２が、蒸気形成チ
ャンバーに向かって漏斗状に好ましく広げられ、キャリ
アガスを、可能な限り乱流の無いように細管５０に向か
って流すことが可能になる。本発明の方法の改良におい
ては、例えば、ＡｌまたはＧａまたはＩｎである化合物
半導体の金属成分を有するターゲット１４を備えるた
め、すなわち、この金属組成物の溶発（ａｂｌａｔｉｏ
ｎ）は、レーザービーム１８によるエネルギーの点供給
のために、レーザービーム１８によって焦点付近２０で
発生する。

【００２８】その上に、分子窒素Ｎ₂は、ガス入口３０
を通り抜けて蒸気形成チャンバー１２に供給されての
で、焦点付近２０の領域での金属組成物の溶発中に、窒
素と金属組成物との反応が起こり、ＡｌＮ、ＧａＮまた
はＩｎＮが形成される。それによって、蒸気形成チャン
バー１２内のこの分子窒素の圧力は、好ましくは１０^-2
ミリバールより高く、さらに好ましくは１０^-1ミリバー
ルより高くなる。例えば、蒸気形成チャンバー１２内の
この窒素の圧力は、約１０ミリバールにすることが可能
である。

【００２９】しかしながら、ガス入口３０を介して供給
される窒素は、蒸気形成チャンバー１２内の蒸気の流れ
２４として伝播する化合物半導体ＡｌＮ、ＧａＮまたは
ＩｎＮの形成のために反応ガスとして役立つだけでな
く、同時に、蒸気の流れ２４の粒子速度を加減するキャ
リアガスとして役立つ。すなわち、蒸気の流れをキャリ
アガス流の速度に減少し、さらに蒸気の流れ２４のイオ
ン数を減少させる。

【００３０】ガス入口３０を通って蒸気形成チャンバー
１２に向かう窒素の流れは、細管プレートを通って基板
チャンバー３２に向かって流れ、窒素とともに蒸気形成
チャンバー１２内の蒸気流２４に蒸気化合物半導体を伝
播させる。その中に形成されるキャリアガス流３６は、
蒸気のキャリアガス流が可能な限り遅い速度で基板４０
の表面に衝突するようにさせ、特に、キャリアガスの化
合物半導体をこの表面にエピタキシャルに堆積させる。

【００３１】この目的のために、キャリアガスは、細管
プレートと向き合って位置する基板チャンバー３２の側
部の基板チャンバーから引き出されるので、それによっ
て、エピタキシーに都合のよい圧力勾配が、蒸気形成チ
ャンバーと基板チャンバーとのあいだに調整される。例
えば、この圧力は、蒸気形成チャンバーより基板チャン
バーにおいて、少なくとも十倍少なくする。

【００３２】時間に関して一定であり、かつ、基板４０
の表面３８で一定間隔になるキャリアガス流３６の都合
のよい速度比率は、基板４０が細管プレート３４と吸収
開口部４２との間に配置されていて、かつ、細管プレー
ト３４と表面３８とが向かい合う場合に達成できる。さ
らにそのうえに、本発明の方法では、調整装置４４を介
して、基板４０の表面３８に蒸気化合物半導体のエピタ
キシャル堆積に都合良い温度をもたらすことが可能であ
るので、最適層品位を有するエピタキシャル層６０が表
面３８に形成される。

【００３３】代わりに、本発明の第１の実施態様に第２
の改良は、ターゲット１４の材料として炭化珪素ＳｉＣ
を備え、このため、レーザービームで溶発によって焦点
２０付近を蒸発させるので、蒸気流２４が蒸気の炭化珪
素を含有する。次に、この蒸気の炭化珪素は、ガス入口
３０に流入するキャリアガスによって細管プレート３４
を通って基板チャンバー３２へと運ばれ、この場合に
は、キャリアガスは、種々の不活性ガス、例えば希ガス
であっても良い。これに関し、キャリアガス流３６は、
上記の有利な状態で同様に形成されので、化合物半導体
ＳｉＣの層６０が基板４０上に同様にエピタキシャル堆
積することが可能である。

【００３４】各々の事例に使用するために、キャリアガ
ス流３６の速度並びに基板４０の表面３８の密度、さら
に、基板４０の温度は、最適エピタキシャル層成長にし
たがって、上記形成チャンバー１２と基板チャンバー３
２との間の圧力勾配を調整することにより、正確に調整
することができる。図３に示す本発明の装置の第２の実
施態様は、図１に示す実施態様とは異なり、蒸発流２
４’は、図１に従う実施態様の蒸気流２４のように、細
管プレート３４の方向に伝播しないが、しかし、蒸気形
成チャンバー１２に面する細管プレート３４の表面３３
にほぼ平行に広がる方向に伝播する。

【００３５】さらにその上に、この実施態様は、ガス入
口を基にして形成される細管プレート３４まで邪魔され
ないで広がる直接キャリアガス流６２が備えられ、すな
わちこの場合に、ターゲット１４’はキャリアガス流６
２の側部に配置されので、蒸気流２４’はキャリアガス
流６２を貫通して伝播して、特にそれに加えて縦にキャ
リアガス流６２の一側部から進行し、キャリアガス流６
２内の化合物半導体の本質的に均一な蒸気分布が、キャ
リアガスが細管プレート３４にはいる以前に達成でき
る。

【００３６】その他については、図３にしたがう第２の
実施態様は、第１と同じ状態でありかつ同じ条件で操作
されるので、これに関して、図１と２にしたがう第１の
解説を全部参照することができる。図４に示す第３の実
施態様において、蒸気形成チャンバー１１２が設けら
れ、その中にターゲット１４が配置されている。さら
に、蒸気形成チャンバー１１２は、同様に窓１２２を含
んで成り、焦点付近に領域のターゲット物質に実質的に
エネルギを点供給するために、かつ所望の化合物半導体
の分子を含んで成る蒸気流２４を発生させるために、窓
を通ってレーザービームが通過する。

【００３７】さらに、蒸気形成チャンバー１１２は、第
１のキャリアガスをガス形成チャンバー１１２に流入さ
せるガス入口１３０と、化合物半導体の蒸気に沿ってい
るキャリアガスを流れの主方向１３３の側部のノズル１
３４に流入させるガス出口１３１と、を有し、第１のキ
ャリアガスは流れの主方向１３３のノズル１３４を貫通
して通過する第２のキャリアガス噴流１３５によって押
し流される。ノズル１３４を離れた後に、第２のキャリ
アガス噴流１３５は基板チャンバー１３２に流入し、そ
の中でキャリアガス流１３６を形成し、第１と第２の実
施態様のキャリアガス流３６の方法と同様に、時間に関
して一定でありかつ基板４０の表面３８を覆って一定間
隔で配置され、エピタキシャル層６０の形成中に基板４
０に最適エピタキシャル層成長を確実にする。

【００３８】図４にしたがう第３の実施態様において、
蒸気形成チャンバー１１２を貫通通過する第１のキャリ
アガスは、例えば窒素であり、かつターゲット１４は金
属組成物、例えばＡｌ、ＧａまたはＩｎから成りので、
同時に、第１のキャリアガスも、化合物半導体の第二の
組成物としての窒素であり、この窒素はレーザービーム
１８によってターゲット１４から金属組成物を溶発する
間に形成され、そして蒸気流２４に伝播する。同時に、
第１のキャリアガスは、蒸気流２４内を伝播する化合物
半導体を出口１３１まで、結果としてノズル１３４へと
運搬する助けとなり、その後、化合物半導体の蒸気が、
第１のキャリアガスの部分と一緒に基板４０の方向に第
２のキャリアガスによって運搬することを進行し、それ
によって、時間と位置に関して一定であるキャリアガス
流１３６を形成し、基板４０の層６０の最適エピタキシ
ャル成長を確実にする。

【００３９】最も簡単な場合、第２のキャリアガスは、
第１のキャリアガスと同一とすることができる。しかし
ながら、化合物半導体の蒸気に関しては不活性ガスのよ
うな第２のガスを選択することも可能であり、それによ
って、第２のキャリアガスの選択は、最適キャリアガス
流１３６を形成する目的と適合させることが可能であ
り、且つ層６０のエピタキシャル成長を促進させること
も可能である。

【００４０】図４にしたがう第３の実施例のターゲット
１４は、第２の実施例と同様に蒸気形成チャンバー１１
２に好ましく配置される。すなわち、第１のキャリアガ
スのキャリアガス流１６２の側部である。その他につい
ては、図４にしがう第３の実施態様は、第１と第２との
実施態様に関して記載されると同様に作用するので、こ
れに関してはこれらの実施態様の解説を全部参照する。

【００４１】第４の実施態様において、図５に示すよう
に、ターゲット１４及び基板４０は、キャリアガス流２
６２と、ターゲット１４を内に配置する蒸気形成チャン
バー２１２と、互いに溶け合う基板チャンバー２３２と
に平行に配置され、そして基板チャンバー２３２は、蒸
気形成チャンバー２１２より狭い流れ横断面を有し、且
つキャリアガス流２６２が流れて貫通する。

【００４２】ターゲット１４は、キャリアガス流２６２
の側部に同様に配置されるため、ターゲットの上側側部
１６から伝播する蒸気流２４は、キャリアガス流２６２
を横切って伝播して、それを貫通する。そして、上記の
実施態様と同様に、適度の蒸気流２４及びキャリアガス
内の化合物半導体の蒸気の運搬が行われる。流れの横断
面の構成によって、及び基板チャンバー２３２の構成さ
れた流れ横断面によって、基板４０の表面３８のエピタ
キシャル層６０の最適成長を確実にするために、間隔と
時間とに関する均一な流量が、基板４０の表面３８に作
られる。

【００４３】前述の実施態様とは逆に、この実施態様に
おける基板チャンバー内の圧力は、蒸気形成チャンバー
の圧力にほぼ等しい。その他に関しては、図５にしたが
う第４の実施態様は、上述した実施態様に関して解説し
たと同様に作用するので、これに関しては、上述の実施
態様の解説を全部参照する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一方法にしたがい操作する第１の装置
の実施態様の模式図である。

【図２】細管状態の拡大図である。

【図３】本発明の装置の第２の実施態様の模式図であ
る。

【図４】本発明の装置の第３の実施態様の模式図であ
る。

【図５】本発明の装置の第４の実施態様の模式図であ
る。

【符号の説明】

１０…ハウジング１２…蒸気形成チャンバー１４、１４’…ターゲット１６…ターゲットの上側側部１８…レーザービーム２０…焦点付近２２…窓２４、２４’…蒸気の流れ３０…ガス入口３２…基板チャンバー３４…細管プレート３６…キャリアガス流３８…基板の表面４０…基板４２…吸収開口部４４…調整装置４６…細管５０…細管５２…細管の入口開口部５４…細管の出口開口部５６…細管の縦方向６０…エピタキシャル層６２…キャリアガス流１１２…蒸気形成チャンバー１２２…窓１３０…ガス入口１３１…ガス出口１３２…基板チャンバー１３３…流れの主方向１３４…側部のノズル１３５…キャリアガス噴流１３６…キャリアガス流２１２…蒸気形成チャンバー２３２…基板チャンバー２６２…キャリアガス流Ｄ…細管の直径Ｌ…細管の長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハインリッヒベイヤードイツ連邦共和国，53819 ノインキルヘン，バルツェンラターシュトラーセ 18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エピタキシーによる基板上の化合物層特
に化合物半導体層の生成方法であって、エネルギーの局部的供給によって、エピタキシャル堆積
する化合物の少なくとも１種の組成物がターゲットから
取り去られ、ターゲットから放射されかつエピタキシャル堆積する前
記化合物の粒子を含む粒子流が形成され、且つ前記基板
上にエピタキシャル堆積する前記化合物の粒子を運搬す
るキャリアガス流に前記粒子流が流入する、ことを特徴
とする化合物層特に化合物半導体層の生成方法。
【請求項２】前記キャリアガス流が、前記基板の表面
で時間に関して一定であることを特徴とする請求項１記
載の方法。
【請求項３】前記キャリアガス流が、前記基板の全表
面に渡って実質的に同等の流量を有することを特徴とす
る請求項１または２記載の方法。
【請求項４】前記流量が全体に渡って本質的に等しい
ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】エピタキシャル堆積する前記化合物の粒
子エネルギーをキャリアガスで調整することを特徴とす
る請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】エピタキシャル堆積する化合物の粒子
が、キャリアガス流中で前記キャリアガス流の粒子速度
にほぼ相当する粒子速度になることを特徴とする請求項
５記載の方法。
【請求項７】前記基板表面での前記キャリアガス流の
流量が、前記キャリアガス流の形成前にノズルを貫通し
て運搬される前記キャリアガスによって規定されること
を特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項８】前記キャリアガスが、キャリアガス流の
形成のためのノズルプレートを貫通して運搬されること
を特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】前記ノズルが、細管として作られている
ことことを特徴とする請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】前記エネルギーが、レーザービームに
よって点状態でターゲットに供給されることを特徴とす
る請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】前記ターゲット物質が、エピタキシャ
ル堆積する前記化合物を含んでなることを特徴とする請
求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】前記ターゲット物質が、エピタキシャ
ル堆積する前記化合物の一つの組成物を含んでなり、か
つエネルギーの局部的供給によってターゲットから前記
組成物を取り去る間に、前記組成物がエピタキシャル堆
積する前記化合物の別の組成物と反応をして、前記別の
組成物がターゲット周囲のガスに含まれることを特徴と
する請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】周囲ガスに含まれる組成物と共にター
ゲットによって構成されるエピタキシャル堆積する前記
化合物の組成物の前記反応が、ターゲット表面近くで本
質的に起こることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】互いにエピタキシャル堆積する前記化
合物の組成物の前記反応が、前記化合物がエピタキシャ
ル堆積する位置で、第二のガス圧力水準と相違する第一
のガス圧力水準で生じることを特徴とする請求項１２ま
たは１３記載の方法。
【請求項１５】前記キャリアガスが、堆積する前記化
合物の形成のために必要な前記組成物を含んでなること
を特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の
方法。
【請求項１６】前記キャリアガスが、堆積する前記化
合物の形成のために必要な前記組成物のみを含んでなる
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】前記粒子流によって構成されるエピタ
キシャル堆積する前記化合物が、第一のキャリアガスか
ら第二のキャリアガスに導入され、かつ前記第二のキャ
リアガスが、前記化合物のエピタキシャル堆積中に、前
記流量を規定する前記キャリアガス流を形成することを
特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項１８】エピタキシーによる基板上の化合物層
特に化合物半導体層の生成装置であって、前記装置は、エピタキシャル堆積する前記化合物の少な
くとも一種の組成物が、エネルギーの局部的な供給によ
って蒸気形成チャンバー（１２）内のターゲット（１
４）から除去可能であり、且つ、粒子流（２４）が前記
ターゲット（１４）から放射されかつその中に形成され
てエピタキシャル堆積する前記化合物の粒子を含有する
ところの蒸気形成チャンバー（１２）を含んでなり、内部に基板（４０）を配置する前記基板チャンバー（３
２）が備えられ、且つキャリアガスが前記蒸気形成チャ
ンバー（１２）へと流れ、かつエピタキシャル堆積する
前記化合物を前記蒸気形成チャンバー（１２）から前記
基板チャンバー（３２）へと運び、前記基板チャンバー（３２）内でキャリアガスが形成さ
れ、キャリアガス流（３６）がエピタキシャル堆積する
前記化合物を基板（４０）の表面（３８）上に運ぶ、こ
とを特徴とする化合物層特に化合物半導体層の生成装
置。
【請求項１９】前記蒸気形成チャンバー（１２）及び
前記基板チャンバー（３２）が、それらを貫通して流れ
る前記キャリアガスを有するノズル（５０）によって分
離されることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】ノズルを貫通して流れるキャリアガス
を有する複数個のノズル（５０）を備えることを特徴と
する請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】前記ノズルが細管（５０）であること
を特徴とする請求項１９または２０に記載の装置。
【請求項２２】第一のキャリアガスが、蒸気形成チャ
ンバー（１１２）からそれを通って流れる第二のキャリ
アガスを有するノズル（１３４）へと前記化合物を導入
し、かつ第二のキャリアガスが、前記基板チャンバー
（１３２）に流入し、エピタキシャル堆積する前記化合
物を基板（４０）の表面まで運ぶ前記キャリアガス流
（１３６）を形成することを特徴とする請求項１８に記
載の装置。