JPS59198717A - 半導体気相成長装置 - Google Patents

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】 本発明は気相成長装置に１５１するものでを・リ、特に
化合物半孔Ｉ体のエピタキシャル成長装｛；１における
原料ガスの嗜．入装置に関するものである。

化合物半導体のエピタキシャル成長法の一つに有機金属
化学蒸着法（Ｍ．ＯＣＶＤ法）がある。この方法に用い
４）従来の装置の概略のＫｒ面を２＋Ｔ，　１図に示す
。第１図において、ステンレス箔体ｌを石英ベルジャ２
で牝ζつた縦型成長装置の反応容器内に、−成長基鈑８
を保持するグラファイト・サセプタ４が設置される。サ
セプタは基体１を貫通する回転軸５により回転可能なよ
うに支持される。サセプタ４の下部には高周波コイル又
は抵抗体によるヒータ６が設置され、エピタキシャル成
長時にサセプタ４を加熱して基板８を所定の〃１、１、
度に保つ。成長用原料ガスは導入管？より反応容器に供
給さオ１、基板８に所望の結晶Ｐ４Ｃ４を析出し、排出
管８エリ排出さわる。

この装置にエリインジウムりん（　ＩｎＰ　）の結晶成
長を行う場合を例にとって説明する。導入管７より供給
する原料ガスは、水素（　Ｈ　２）を′キャリャガスと
して、トリエチルインジウム（ＴＥＩｎ）とホスフィン
（ＰＨ８）とを含んでいる。サセプタ４は架１度”６５
０℃に保ち、毎分６回転さゼる。基＆８にはＩｎＰ単結
晶ウエハを用いる。供給する原料ガスの総流量を２シ　
とし、原料ガス中のＴＥＩｎモルｖ′［ｉｎ 度を４×ｌＯ　に保ち、ＰＨ　ｔｈ度を変えると、ＰＨ
８モル濃度が８×ｌＯ　以上の場合にのみ結晶性の良い
鏡面エビクキシャル成長膜が得らわた。すなわち原料ガ
ス中のＴＥＩｎに対するＰＨ，のモルロ度比は７５以上
を必要とする。

このように従来の成長装置では、極めて多量のＰＨ８の
供給を必要とする欠点があった。また供給されたＰＨ８
の大部分は未反応のｆｒ′！ｉ：排出されるので、公害
防止のための排ガス処理装置も大規模になる欠点があっ
た。このように多量のＰＨ８の供給を必要とする原因は
、Ｐ）（３の反応活性度が低いためと考えられる。

本発明は、反応容器内のサセプタ下部に原料ガス通過室
を設け、その中にＰＨ３を含む原料ガスを導入し通過さ
せてＰＨ８の反応活性度を高めることによシ、上記欠点
をｊ作法しようとするものである。

第２図は本発明の一実施例の断面図であって、ステンレ
ス基体］１を石英ベルジャ１２でｖっだ縦型成長装置の
反応容器内に、成長基板１３を保持するグラファイト・
サセプタ１４が設置される。サセプタ１４は回転可能な
ように裏面中央部を回転軸１５にエリ支持される。サセ
プタ１４の周縁は筒状の下相部を有し、その内部の空所
に原料ガス通過室１６が設Ｇ１：される。ガス通過室１
６は石英′２ｉ（４ドーナツ状で、その下部はジョイン
）１７を介してステンレス製ガス流入管１８に接続され
る。

ガス室の側面上方にはガス流出口１９を設ける。

ガス室１６の上方に、サセプタ１４の（退部との間に、
耐腐食性ガス・コーティングをした高周波コイル又は抵
抗６体のヒータ２０が設置される。このヒータによりサ
セプタ１４が加熱されて、基板１８が所定の温度に保た
れるとともに、ガス室１６内の原料ガスが加熱される。

前部のガス導入管１８とは別にガス導入管２１が、ベル
ジャ１２を貫通してサセプタ１４の上方に達するように
設置される。ガス排出管２２が基体１１に設置される。

この装置によりＩｎＰの結晶成長を行う場合を例にとっ
て説明する。

成長基板１３にはＩｎＰ単結晶ウェハを用い、サセプタ
１４はヒータ２０により温度６５０℃に保ち、毎分６回
転させる。原料ガスとして、モルグユ度８×１０　のＴ
ＥＩｎを含む）■２ガスを２７ｊ人４２２１　、ｃ゛り
流量’　”ｍｉｎで供給する。寸た轟入管１８よシＰＨ
８を含むＨ２ガスを流ツ」、１！／／ｍよ。で供給する
。この原料ガス中のＰＩ（８濃度を変化させたときに、
そのモルい度が１．２　Ｘ　ｌ　Ｏ以上の場合に結晶性
の良い鏡面エピタキシャル成長膜が得られた。すなわち
全原料ガス中のＴＥ　Ｉ　ｎに対するＰＨのモルｔ？一
度比が１５　以上テアレば、良質のエピタキシャル成長
膜が得られる。このようにＰＨ８を含む原料ガスは、サ
セプタ１４の下部に設けたガス室１６を通過させること
にエリ、ＰＨ８の熱分解が促進されてその反応活性度が
高脣るので、エピタキシャル成長時に供給するＰＨ８の
世を大きく低減することができる。

以上はＩｎＰの結晶成長を行う場合について述べだが、
本発明の装置は、ＧａＰ、　ＧａＩｎＡｓＰのような組
成に９ん（１，’）を含む結晶の成長に対して有効に適
用され、ＰＨ３の供給量を大幅に低減することができる
。また実施例では縦型成長後ｔべについて述べたが、横
型反応管の内部にサセプタを設置した横型成長装置にも
本発明を適用できることは云うまでもない。

以上説明したように、本発明の半げ９体気相成長装置で
は反応容器内のサセプタ下部に設けたガス通過室にＰＨ
８を含む原乳Ｉガスを導入し２通→Ｕ）させることによ
り、その反応活性〃じ高めることができるので、結晶成
長に必要な２丁（８供袷）１（−を低減することができ
る。

従って本発明の適用により、エピタキシャル成長膜の製
造原価を低（１，Δ；することができる。１だ公害防止
のための排ガス処理の点でも有利である。

本発明は組成にＰを含む化合物半層体のＭＯＧＶＤ法に
よるエピタキシャル成長に好適であり、レーザ、貨界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）等のデバイスの製造に応用で
きる。

【図面の簡単な説明】

ｆｇ　１図は従来の気相成長装［ｒｊの断面図、第２１
文１は本発明の気相成長装置の一実施例の１′Ｏ１面図
である。 １・・・ステンレス−ａ体、２・・・石英ベルジャ、８
・・・成長基板、４・・・サセプタ、５・・・回転軸、
６・・・ヒータ、７・・・ガス導入管、８・・・ガス排
出管、］１・・・基体、１２・・・石英ベルジャ、１８
・・・成長基板、１４・・・ザセプタ、１５・・・回転
軸、１６・・・ガス通過室、１７・・・ジヨイント、１
８・・・ガス導入管、１９・・・ガス流出口、２０・・
・ヒータ、２１・・・ガス導入管、２２・・・ガス排出
管。 特許出願人　　日本電信１Ｅ話公社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 】、　加熱可能なサセプタが設置された反応容器内に原
   料ガスを導入することにｊ二り、該サセプタに保持され
   た基板上に化合物半導体膜を成長するようにした気相成
   長装置において、該サセプタの下部にガス通過室を設け
   、原料ガスの少なくとも一部を該ガス通過室を通過せし
   めるようにしたことを特徴とする半導体気相成長シこ耽
   。