JPS58213415A - 気相エピタキシヤル成長法及び装置 - Google Patents

気相エピタキシヤル成長法及び装置

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JPS58213415A
JPS58213415A JP9631382A JP9631382A JPS58213415A JP S58213415 A JPS58213415 A JP S58213415A JP 9631382 A JP9631382 A JP 9631382A JP 9631382 A JP9631382 A JP 9631382A JP S58213415 A JPS58213415 A JP S58213415A
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JP
Japan
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reaction tube
gas
tube
hydride
inlet
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Mamoru Oishi
護 大石
Koichi Kuroiwa
黒岩　紘一
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はｍ−Ｌ−ｖ族及びＩｔ−Ｖｌ族化合物半導体の
気相エビタキンヤル成長法及びそれを実施するための気
相エピタキシャル成長装置に関するものである。
最近［−Ｖ族及び［１−Ｖｌ族化合物半導体の気相エピ
タキシャル成長法として有機金属化合物および水素化物
のガスの熱分解を利用した熱分解気相成長法［ＭＯＣＶ
Ｄ　（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　
ｙａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）あるいはＭＯＶＰ
Ｅ　（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ　ｖａｐｏｒ　Ｐｈａ
ｓｅ　、ｅｐｉｔａｘｙ）などとも呼ばれる〕か注目さ
れている。ところでこの方法は従来第１図又は第２図に
示す装置で行なわれ、ここに第１図は縦型反応管を用い
た成長装置であり、第２図は横型反応管を用いた成長装
置である。図中１は水素化物ガス導入管、２は有機金属
化合物を含有したキャリアガス導入管、３は反応管への
ガス導入口、４は反応管、５は排ガス導管、６はサセプ
タ、７は基板、８は高周波加熱用コイル、９は冷却用媒
体導入口、１０は冷却用媒体排出口であり、これら装置
では有機金属化合物を含有したキャリアガスと水素化物
ガスは混合されて後反応管に導入される。混合された反
応ガスはサセプタ６または基板７からの輻射熱を徐々に
受け、加熱された基板７上で析出・エピタキシャル成長
が行なわれる。
しかるに有機金属化合物と水素化物との間では所望の化
合物半導体を生成するほかに複雑な有機化合物を生成す
るいわゆる中間反応または寄生反応の存在が知られてい
る。これを１例を以って説明すると、トリメチルインジ
ウム（ＴＥＩ　、　Ｉｎ　（Ｃ２Ｈ３）３）とホスフィ
ン（ＰＨ３）とを以って■−＼″族化合物半導体たるＩ
ｎＰエビタキノヤル層を得るに、反応式％式％） に従って生成させると、エピタキシャル層は黒粉の出現
により汚損され、良質のＩｎＰエピタキンヤル層が得ら
れない。実数には下記の中間反応も生起される。
Ｉｎ（Ｃ２Ｈ５）３＋ＰＨ３−Ｈ３−ｐ−Ｉｎ（Ｃ２Ｈ
ｓ）３ｉ２１反応（２）の結果生成する反応物は安定で
あり黒粉として観測される。
中間反応の生起は上記出発化合物に限定されることな（
、有機金属化合物としてトリメチルインジウム、トリメ
チルガリウム、トリエチルカリ・ウム、トリメチルアル
ミニウム、シェフチル亜鉛、水素化物としてアルンン、
スチビンなど通常用いられる出発化合物の組合せにあっ
ては程度の差はあれいずれも中間反宅が生起し良質のエ
ピタキシャル層の成長を阻害する。また３元以上のいわ
ゆる多元混晶成長にあっては混晶組成や成長速度の制御
を著しく困難にしていた。
また一般にこれら中間反応は室温程度の比較的低温です
ら生起することが知られており、もちろん高温になるほ
ど激しくなる。第１図および第２図に示された従来法で
は有機金属化合物と水素化物ガスを混合した上で反応管
上流端から反応管に導入するので、上記有機金属化合物
と水素化物ガスがサセプタ６からの輻射熱を受けっつ相
接触する時間が長（なり中間反応の生起を促進する欠点
を有していた。
本発明の目的は上記中間反応の生起を抑制し良質のエピ
タキシャル層を得るための気相エピタキシャル成長法と
それを実施するための装置を提供すること・である。
上記の目的を達成するために、本発明においては、コー
ルドウオール型反応管を用い、該壺応管の上流端に設け
た第１のガス導入口より第１の出発化合物を含むガスを
導入し、該第１のガス導入口よりも下流で基板を載置す
るサセプタより°も上流にあたる領域に反応管管壁を貫
通して設けた第２のガス導入口より室温程度あるいはそ
れ以下の温度に保たれた第２の出発化合物を含むガスを
導入し、反応管内における第１の出発化合物を含むガス
流と第２の出発化合物を含むガスの流れ方向を一致させ
るようにして気相エピタキシャル成長を行なわしめるよ
うにした。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
第３図及び第４図は本発明を実施するための気相エピタ
キシャル装置の第１及び第２の実施例の構成説明図であ
る。図において、前出のものと同一符号は同一または均
等部分を示すものとする。
１１は水素化物（第１の出発化合物）ガス導入管、１２
は反応管へのガス導入口（第１のガス導入口）、１３は
有機金属化合物（第２の出発化合物）を含有したキャリ
アガス導入管、１４は反応管へのガス導入口（第２のガ
ス導入口）、１５は開口ノズルである。
１１１−Ｖ族及び■−■族化合物半導体を製造するだめ
の有機金属化合物の例としてはトリメチルガリウム〔（
ＣＨ３）３Ｇａ〕、トリエチルガリウムＣ（Ｃ２Ｈ５）
３Ｇａ）。
トリメチルインジウム［（ＣＨ３）３Ｉｎｌ、　　トリ
メチルインジウム（（Ｃ２Ｈｓ）３Ｉｎ　：］　＋　　
ジエチル亜鉛［：（ＣｚＨｓ）ｚＺｎ　）ｌ　＋ンエチ
ルカドミウム［（Ｃ２Ｈ５）２　Ｃｄ　〕　等が挙げら
れ、ギヤ４Ｊアガスとしては水素ガス、窒素ガス又はア
ルゴンガスもしくは上記ガスの混合ガスが使用される。
水素化物の例としてはアルシン（ＡＳＨ３）　ｌ　　ホ
スフィン（ＰＨ３）、　スチビン（ＳｂＨ３）、硫化水
素（Ｈ２Ｓ）。
セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）等が挙げられ、ドーピングを
行なう場合にはＨ２Ｓ、　Ｈ２Ｓｅ、　Ｈ４Ｇｅ等の水
素化物ガスまたは（Ｃ２Ｈｓ）２Ｚｎ、　（Ｃ２Ｈｓ）
ｚＣｄ等の有機金属化合物を導入すればよい。
水素化物ガスは導入口１２より導入され、反応管内を流
れる過程においてサセプタ６からの輻射熱により熱分解
を充分受ける。一方有機金属化合物を含有したキャリア
ガスは上記水素化物ガスよりも下流にあたりかつ基板７
よりも上流にあたる領域に反応管管壁を貫通して設けら
れた導入口１４より反応管に導入される。この際上記導
入口１４の開口部（開ロノスル１５）は上記キャリアガ
スを反応管内のガスの流れ方向と一致させて反応管中に
導入するように形成されていることか必要である。
この方法によれば、有機金属化合物を含有したキャリア
カスはコールドウオール型反応管管壁を貫通した上で水
素化物ガス導入口１２よりも下流側において反応管に導
入されるので、第１に水素化物ガスとの接触混合が基板
７近傍に限られ中間反応の抑制・軽減が効果的に行なえ
、第２に有機金属化合物は反応管管壁を通過するまでは
コールドウオールによって低温（室温又はそれ以下の温
度）に保たれるので、不必要に高温にさらされることが
なく、有機金属化合物を未反応・未分解のまま反応管に
導入することができ、第３に有機金属化合物を含有する
キャリアカスは反応管内のガスの流れ方向と一致させて
反応管中に導入されるので。
水素化物ガスの流れを乱すことな（一様な流れの中で均
一に混合される利点を有している。従って、中間反応を
充分抑制でき、しかも安定したガス流を用いることがで
きるので、成長速度のばらつきや結晶品質の低下か防止
でき、良質のエピタキシャル層を得ることができる。こ
の時望ましくは有機金属化合物を含有したキャリアガス
を導入する導入口の開ロノスル１５の位置を反応管４の
ほぼ断面中心に位置させる。
第５図及び第６図は本発明を実施するための気相エピタ
キシャル装置の第３及び第４の実施例の構成説明図であ
る。排ガス導管５に排気装置１６が接続され設けられて
いる点が第３図、第４図と異なっている。排気装置１６
は代表的にはフィルタ。
フォアライントラップ及び直空ポンプ（油回転真空ポン
プ）がこの順に連結されて構成されており、いわゆる減
圧エピタキシャル成長法においても本発明の提案する方
法および装置が適用できることを示すものである。
以上説明したように本発明は熱分解法による気相エピタ
キシャル成長法において、有機金属化合物を含有したキ
ャリアガスを反応管内に導入する導入口を、水素化物ガ
スを導入する導入口よりも下流にあたりかつ基板よりも
上流にあたる領域の反応管管壁を貫通して設け、有機金
属化合物を含有したキャリアカスを低温に保った状態で
反応管内のガスの流れ方向と一致させて反応管中に導入
することにより、水素化物ガスとの接触混合時間を短（
している。従って、中間反応の生起を抑制・軽減した上
で均一な混合により良質のエピタキシャル層が得られる
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図は従来の装置の構成説明図、第３図乃至
第６図はいずれも本発明を実施するための気相エピタキ
シャル装置の実施例の構成説明図である。 ■・・・水素化物ガス導入管 ２・・有機金属化合物を含有したキャリアガス導入管３
・・反応管へのガス導入口 ４・・・反応管　　　　　５・・・排ガス導管６・・・
サセプタ　　　　７・・・基板８・・・高周波加熱用コ
イル ９・・・冷却用媒体導入口 １０・・・冷却用媒体排出口 １１　・水素化物（第１の出発化合物・）ガス導入管１
２　　カス導入口（第１のガス導入口）１３・有機金属
化合物（第２の出発化合物）を含有したキャリアガス導
入管 １４・・ガス導入口（第２のガス導入口）１５・・・開
口ノズル　　　１６・・・排気装置特許出願人　日本電
信電話公社 代理人弁理士　中村純之助 ？１　区 ◆ 才２図 ｔ３５′ １ ） ＩＦ５閃 ｊＪ’　５ダ １

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　コールドウオール型反応管を用いて高周波誘導
    加熱方式によるサセプタ加熱を介して基板を加熱し、出
    発化合物として有機金属化合物及び水素化物を用いる■
    −ｖ族及びｎ−Ｖｌ族化合物半導体の熱分解法による気
    相エピタキシャル成長法において、上記反応管の上流端
    より水素化物ガスを導入し、該反応管中における水素化
    物ガス流の下流でかつ上記基板よりも上流にあたる領域
    より室温以下にある有機金属化合物を含有したキャリア
    ガスを導入し、反応管内における上記水素化物ガス流と
    有機金属化合物を含有したキャリアガスの流れ方向を一
    致させたことを特徴とする気相エピタキシャル成長法。
  2. （２）複数の管を重ねて管壁を構成したコールドウオー
    ル型反応管と、該反応管の内部に設けた基板を載置する
    サセプタと、上記反応管の管命に設けた管壁中空部への
    冷却用媒体導入口及び排出口と、上記反応管上流端に設
    けた第１のガス導入口と、該第１のガス導入口よりも下
    流にあたりかつ上記サセプタよりも上流にあたる領域に
    反応管管壁を貫通して設けた第２のガス導入口と、反応
    管内において上記第２のガス導入口に連接し開口方向が
    反応管内のガスの流れ方向と一致し開口中心が反応管の
    ほぼ断面中心に位置する開口ノズルを有して構成したこ
    とを特徴とする気相エピタキシャル成長装置。
JP9631382A 1982-06-07 1982-06-07 気相エピタキシヤル成長法及び装置 Pending JPS58213415A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587942U (ja) * 1990-11-05 1993-11-26 三星電子株式会社 減圧気相反応装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0587942U (ja) * 1990-11-05 1993-11-26 三星電子株式会社 減圧気相反応装置

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