JPS58115097A - 気相エピタキシヤル結晶成長方法 - Google Patents
気相エピタキシヤル結晶成長方法Info
- Publication number
- JPS58115097A JPS58115097A JP20936081A JP20936081A JPS58115097A JP S58115097 A JPS58115097 A JP S58115097A JP 20936081 A JP20936081 A JP 20936081A JP 20936081 A JP20936081 A JP 20936081A JP S58115097 A JPS58115097 A JP S58115097A
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- JP
- Japan
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- reaction tube
- gas
- quartz
- group
- phase epitaxial
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- Pending
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
この発明は気相エピタキシャル結晶成長方法に係り、特
に■−■族化合物半導体結晶を気相エピタキシャル成長
させるに際し結晶の厚さ及びキャリア濃度の精密制御ｔ
ａ、能にする気相エピタキシャル結Ｉｉ＆成長方法に関
する。
に■−■族化合物半導体結晶を気相エピタキシャル成長
させるに際し結晶の厚さ及びキャリア濃度の精密制御ｔ
ａ、能にする気相エピタキシャル結Ｉｉ＆成長方法に関
する。
発明の技術的背景
気相エピタキシャル結晶成長方法は、光素子、マイクロ
波素子用の■−■族化合物半導体結晶を製造する場合に
広く用−られる手法である。例えば砒化ガリウムＧａＡ
ｓ気相エピタキシャル結晶を例として一般に行われてｉ
る成長ｌ−につき゛以下に述べる。
波素子用の■−■族化合物半導体結晶を製造する場合に
広く用−られる手法である。例えば砒化ガリウムＧａＡ
ｓ気相エピタキシャル結晶を例として一般に行われてｉ
る成長ｌ−につき゛以下に述べる。
この場合に使用し７ｔＧａＡｓ気相エピタキシヤル製造
装置を第１図に示す。図で石英反応管（１）は、−万端
面で管内に開口する三塩化砒素ＡｓＣｊ、もしくは水素
化物ガスの原料ガスを供給するための石英管＋２３と、
管内部に到るようにこの端ｒＩｉ１￥ｒ開口して挿入さ
れ九水木ガスもしくはドーピング用ガス例えば硫化水素
Ｈ，８ガス導入用の石英管（３）を備えている１゛金属
ガリウムＧａ （４３ｆ収容した石英容器（５７は、こ
の石英管（３１の反応管内開口端近傍におかれている。
装置を第１図に示す。図で石英反応管（１）は、−万端
面で管内に開口する三塩化砒素ＡｓＣｊ、もしくは水素
化物ガスの原料ガスを供給するための石英管＋２３と、
管内部に到るようにこの端ｒＩｉ１￥ｒ開口して挿入さ
れ九水木ガスもしくはドーピング用ガス例えば硫化水素
Ｈ，８ガス導入用の石英管（３）を備えている１゛金属
ガリウムＧａ （４３ｆ収容した石英容器（５７は、こ
の石英管（３１の反応管内開口端近傍におかれている。
エピタキシャル成長が行なわ五るＧａＡ−基板＋６＋ｍ
、石英反応管の他方端面を貫通する石英製保ＷＩ臭（７
１上に固定されて設置される。又排気口（８ノが他方３
１＆ｉ面で開口している。
、石英反応管の他方端面を貫通する石英製保ＷＩ臭（７
１上に固定されて設置される。又排気口（８ノが他方３
１＆ｉ面で開口している。
この装置によりまずＧａＡ−基板（６）を図のように設
置し、石英反応管（１）を予め設定された温度、例えｔ
ｆＧａ１１１８５Ｇ℃、基板＠７１０℃で定常状態に達
するまで加熱する。この時反応管内には宕実管（２）及
び。
置し、石英反応管（１）を予め設定された温度、例えｔ
ｆＧａ１１１８５Ｇ℃、基板＠７１０℃で定常状態に達
するまで加熱する。この時反応管内には宕実管（２）及
び。
（３１ｔ−通して水素ガスが流される。温度が定常状態
に違し死時点で石英管（２）かＡｓＣ４，ｆ導入し結晶
成長を開始させる。なおキャリア員度を制御する必要が
ある場合は、石英管（３＋から予め設定された流量のＨ
，８ｔ−導入すればよｉ。所定の時間ＡｓＣｊｓｔ導入
し結晶成長を行なつ九後、ＡｍＣ４＠の導入を閉止し石
英管（２１及び（３１からＨ，ガスを流し−から石英反
応管（１１を冷却させる。反応管温度が室温近傍まで下
がった後、ＧａＡｓ基板（６；を反応管内から＊ｎ出す
１、背景技術の問題点 仁のようにしてエピタキシャル結晶を製造する場合には
、ム５ｃｊＢの導入閉止後に反応管及び、Ａｓ０７ｇ導
入管内に残留するガスの影−によｉ、０．１ａｍ根度、
はなはだし−場合にＦｉＯ，ａμ−程度の不必要な成長
が起こってし筐う。この成長はＧａＡｓ基板の面上に不
均一に起る丸め、成長層の厚みの面内均一性及び厚みの
１ｌｌＪＩＩ性を著しく低下する。この成長は、Ａｓ（
Ｊｌ閉止後の水素流量を増加させて反応管内ｆＡ−ジし
ても、完全に除去する事は困−である。
に違し死時点で石英管（２）かＡｓＣ４，ｆ導入し結晶
成長を開始させる。なおキャリア員度を制御する必要が
ある場合は、石英管（３＋から予め設定された流量のＨ
，８ｔ−導入すればよｉ。所定の時間ＡｓＣｊｓｔ導入
し結晶成長を行なつ九後、ＡｍＣ４＠の導入を閉止し石
英管（２１及び（３１からＨ，ガスを流し−から石英反
応管（１１を冷却させる。反応管温度が室温近傍まで下
がった後、ＧａＡｓ基板（６；を反応管内から＊ｎ出す
１、背景技術の問題点 仁のようにしてエピタキシャル結晶を製造する場合には
、ム５ｃｊＢの導入閉止後に反応管及び、Ａｓ０７ｇ導
入管内に残留するガスの影−によｉ、０．１ａｍ根度、
はなはだし−場合にＦｉＯ，ａμ−程度の不必要な成長
が起こってし筐う。この成長はＧａＡｓ基板の面上に不
均一に起る丸め、成長層の厚みの面内均一性及び厚みの
１ｌｌＪＩＩ性を著しく低下する。この成長は、Ａｓ（
Ｊｌ閉止後の水素流量を増加させて反応管内ｆＡ−ジし
ても、完全に除去する事は困−である。
さらにドーピングガスＨｏ５ｔ−導入し成長を行なう場
合に上述の埃象が生じると、結晶層の表面近傍でのキャ
リア濃度が変動し、精密なキャリアａｍの制御を因Ｓに
する。
合に上述の埃象が生じると、結晶層の表面近傍でのキャ
リア濃度が変動し、精密なキャリアａｍの制御を因Ｓに
する。
ＡｓＣ４の導入閉止後に生じるこのような成長は、近年
（Ｄ ＭＥＳＦＥＴ、 ＧａＡｓ Ｉ Ｃ等楕密なエピ
タキシャル層厚さ及びキャリア鎖度制御性ｔ−費求する
結晶成長に於−ては大きｖｈ＃４害となる。
（Ｄ ＭＥＳＦＥＴ、 ＧａＡｓ Ｉ Ｃ等楕密なエピ
タキシャル層厚さ及びキャリア鎖度制御性ｔ−費求する
結晶成長に於−ては大きｖｈ＃４害となる。
発明の目的
この発明はこのような欠点を除去し、改良された気相エ
ピタキシャル結晶成長方法ｔ−提供するものである。
′ 発明の概要 即ち反応管へのＶ族７ｃ素化合物供給を停止したあと、
反応管冷却時に下ｆｉｌｌｉから上流側に向けてノぐ−
ジガスを流すととＫよ）高ａｔＬのキャリア濃度及び結
晶層厚の制御＋？Ｊ能にした気相エピタキシャル結晶製
造方法にある。
ピタキシャル結晶成長方法ｔ−提供するものである。
′ 発明の概要 即ち反応管へのＶ族７ｃ素化合物供給を停止したあと、
反応管冷却時に下ｆｉｌｌｉから上流側に向けてノぐ−
ジガスを流すととＫよ）高ａｔＬのキャリア濃度及び結
晶層厚の制御＋？Ｊ能にした気相エピタキシャル結晶製
造方法にある。
発明の実施例
、以下この発明の実施例について図１１ｉ１ｔ＃照して
説−する。
説−する。
第２図にこの実施例で使用する気相エピタキシャル装置
を示す。第１図装置と相違する点は反応管内に下流匈か
ら上流餉ヘパージガスｔ−流すための石英管ａυ、Ｑ′
ａｔ備えて−ることである。そしてこれ等石英管Ｑｌｌ
、ａｌｔ何れにも成長時成長用ガスが流入する事會防止
するためのパルプＩ及びＩか備えられてｉる。又排気口
（８１ＦｉパルプＱ（ｌ備えている。その他の点は第１
図装置に等しい。゛この装置を用Ｚ、１ずパルプα島及
びａ４を閉止させ、かつ排気管（８）に接続されたバＡ
プα■１放としてガス流を上ｆＩＬ鯛から下ＲＩＩｌｌ
の一方向にして前述と同様に所定時間予め設定された条
件によシ成長を行う。
を示す。第１図装置と相違する点は反応管内に下流匈か
ら上流餉ヘパージガスｔ−流すための石英管ａυ、Ｑ′
ａｔ備えて−ることである。そしてこれ等石英管Ｑｌｌ
、ａｌｔ何れにも成長時成長用ガスが流入する事會防止
するためのパルプＩ及びＩか備えられてｉる。又排気口
（８１ＦｉパルプＱ（ｌ備えている。その他の点は第１
図装置に等しい。゛この装置を用Ｚ、１ずパルプα島及
びａ４を閉止させ、かつ排気管（８）に接続されたバＡ
プα■１放としてガス流を上ｆＩＬ鯛から下ＲＩＩｌｌ
の一方向にして前述と同様に所定時間予め設定された条
件によシ成長を行う。
成長が終了し、石英管（３１からのＡｓＣＪ＆の導入を
閉止させて炉体Ｏ冷却を開始すると同時に、バルブ峙及
び軸を開放し、かつパルプα呻を閉止させてパージ用水
素ガスを石英管値υから導入する。この時の流量は成長
時の全流量よりも大とする方が−１し一０又この時石英
管（２１及びｔ３ｊ ｔ 、４ して流入する水素ガス
は閉止するか又は少量ｔ＊す。炉体１１度が室温近＊童
で下がった後、パルプ峙及びＱ４を閉止してＡ−ジガス
の導入を止め、パルプａ・を開放した後、Ｇ１ムＳ基板
（６１を反応管内から取プ出す。
閉止させて炉体Ｏ冷却を開始すると同時に、バルブ峙及
び軸を開放し、かつパルプα呻を閉止させてパージ用水
素ガスを石英管値υから導入する。この時の流量は成長
時の全流量よりも大とする方が−１し一０又この時石英
管（２１及びｔ３ｊ ｔ 、４ して流入する水素ガス
は閉止するか又は少量ｔ＊す。炉体１１度が室温近＊童
で下がった後、パルプ峙及びＱ４を閉止してＡ−ジガス
の導入を止め、パルプａ・を開放した後、Ｇ１ムＳ基板
（６１を反応管内から取プ出す。
発明の効果
以上述べ九ようにこの発明によれは、成長終了後のパー
ジを成長時と逆方向の流れにより行なう事により、炉体
冷却時の反応管及びＡａＣｊｌ ４人管内に！！＆貿す
るガスがＧａＡｓ基板上へ到達することｔ−防止し、Ｇ
ａＡｓ基板上への所望しなφ結晶の堆積は無視しうる＃
１ＩＩｔに抑制される。い筐第１図又Ｆｉ第２図の装置
をそれぞれ用ｉ、成長させ九〇ａＡｓ ’ＭＥＳ
ＦＥＴ用各結晶のキャリア濃度プロファイルを第３図に
示す３１図中実線はこの発明を適用し九場合に、欠点−
は従来の方法によ〕成長させ九場合に得られた結果を示
す。なお両者とも成長条件は同一にしである。この図か
ら従来法によって１１ｉ、長を行なった場合には表面側
で０．１５μ翼の浮きにわ九つてキャリア濃度が変化す
る埃象が認められ、この発明ｔ−適用した場合にＦ１表
向付近まで一様なキャリア濃度となって匹る事が認めら
れる。
ジを成長時と逆方向の流れにより行なう事により、炉体
冷却時の反応管及びＡａＣｊｌ ４人管内に！！＆貿す
るガスがＧａＡｓ基板上へ到達することｔ−防止し、Ｇ
ａＡｓ基板上への所望しなφ結晶の堆積は無視しうる＃
１ＩＩｔに抑制される。い筐第１図又Ｆｉ第２図の装置
をそれぞれ用ｉ、成長させ九〇ａＡｓ ’ＭＥＳ
ＦＥＴ用各結晶のキャリア濃度プロファイルを第３図に
示す３１図中実線はこの発明を適用し九場合に、欠点−
は従来の方法によ〕成長させ九場合に得られた結果を示
す。なお両者とも成長条件は同一にしである。この図か
ら従来法によって１１ｉ、長を行なった場合には表面側
で０．１５μ翼の浮きにわ九つてキャリア濃度が変化す
る埃象が認められ、この発明ｔ−適用した場合にＦ１表
向付近まで一様なキャリア濃度となって匹る事が認めら
れる。
なお上述の実施例では、ＧａムＳの成長を例としている
が、ｍ１ｋ７ｃＸ及び■族元素の塩化物もしくは水嵩化
物を原料として使用するこの他のｍ−ｖ族化合物半導体
気相エピタキシャル結晶の成長に広く適用する事が出来
る。さらに用−るパージ用ガスは＊素に＠られず窒素、
アルゴン等不活性ガスであっても実施例で述ぺ良Ｗｉ来
と崗尋の効果を得させる。
が、ｍ１ｋ７ｃＸ及び■族元素の塩化物もしくは水嵩化
物を原料として使用するこの他のｍ−ｖ族化合物半導体
気相エピタキシャル結晶の成長に広く適用する事が出来
る。さらに用−るパージ用ガスは＊素に＠られず窒素、
アルゴン等不活性ガスであっても実施例で述ぺ良Ｗｉ来
と崗尋の効果を得させる。
第１図は従来の方法で用いたＧａＡｓ気相エピタキシャ
ル結晶製造装置を示す簡略図で、第２図はこの発明に用
Ｖｈ友ＧａＡ＠気相エピタキシャル結晶製造装置を示す
簡略図、菖３図はこの発明を適用し九場合及び従来法に
よ〕成長させた場合の各結晶のキャリアｌｌｌ１度プロ
ファイルを示すｌｌ園である、第２図で （４１・・・Ｇａ （２）・・・ムａ
ｃｊｍ導入石英管Ｑ１．αｌ、０４）・・バルブ 代理人 弁理士 井 上 −男
ル結晶製造装置を示す簡略図で、第２図はこの発明に用
Ｖｈ友ＧａＡ＠気相エピタキシャル結晶製造装置を示す
簡略図、菖３図はこの発明を適用し九場合及び従来法に
よ〕成長させた場合の各結晶のキャリアｌｌｌ１度プロ
ファイルを示すｌｌ園である、第２図で （４１・・・Ｇａ （２）・・・ムａ
ｃｊｍ導入石英管Ｑ１．αｌ、０４）・・バルブ 代理人 弁理士 井 上 −男
Claims (1)
- ■族金属元素と、■腰元゛素の塩化物もしくは水素化物
の倒れか■族・元素化合物とを原料として■−Ｖ族化合
物半導体結晶を気相エピタキシャル成長させるＫＩＩＬ
、所望時間結晶成長を行なった後反応管への前記Ｖ族元
素化合物の供給を停止させると同時に下流側から上ｆｉ
ｔ＠へ向けて反応管内に水素もしくは不活性ガスである
非酸化性ガスを圧送すること１に特徴とする気相エピタ
キシャル結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20936081A JPS58115097A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 気相エピタキシヤル結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20936081A JPS58115097A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 気相エピタキシヤル結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115097A true JPS58115097A (ja) | 1983-07-08 |
Family
ID=16571646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20936081A Pending JPS58115097A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 気相エピタキシヤル結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115097A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145826A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Matsushita Electronics Corp | 気相エピタキシヤル成長装置 |
| JPH07326623A (ja) * | 1994-09-09 | 1995-12-12 | Res Dev Corp Of Japan | ＧａＡｓ半導体ダイオードの製造方法 |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP20936081A patent/JPS58115097A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145826A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Matsushita Electronics Corp | 気相エピタキシヤル成長装置 |
| JPH07326623A (ja) * | 1994-09-09 | 1995-12-12 | Res Dev Corp Of Japan | ＧａＡｓ半導体ダイオードの製造方法 |
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