JPS59220914A - 結晶成長装置 - Google Patents

結晶成長装置

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JPS59220914A
JPS59220914A JP9728283A JP9728283A JPS59220914A JP S59220914 A JPS59220914 A JP S59220914A JP 9728283 A JP9728283 A JP 9728283A JP 9728283 A JP9728283 A JP 9728283A JP S59220914 A JPS59220914 A JP S59220914A
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arsine
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JP9728283A
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Hideaki Nojiri
英章 野尻
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Publication date
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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】 本発明はマスクを用いて基板上に選択的に結晶を成長さ
せ、種々の機能素子等を形成する結晶成長装置に関する
。
結晶成長法として、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法を
例にとり、従来の結晶成長装置を第１図で説明する。第
１図＜＞において、１は基板、２，３および４は分子線
源セルで、２と３は揮発性の低い元素の分子線４セル、
４は揮発性の高い元素の分子線源セルである。また５と
７は揮発性の低い元素の分子線、６は揮発性の高い元素
の分子線、８は成長した三元化合物半導体である。この
上にマスク処理を施して結晶成長を行なった場合を第１
図（ｂ）に示す。９はマスクで、１０は三元化合物半導
体、１１は分子線源セル２の元素と分子線源セル６の元
素との二元化合物半導体、１１′は分子線源セル４の元
素と分子線源セル６の元素との二元化合物半導体を形成
し、１２及び１２′は分子線源セル２，４の各低揮発性
元素の析出部分である。
この様に、マスクを用いて選択的な結晶成長を行うこと
ができる。
しかし、前記従来の結晶成長装置では、基板温度が゛高
温である為、三元化合物半導体Ｂ上のマスク９に隠れた
部分２０において、この半導体８を描成している元素の
うち、揮発性の高い元素が半導体８より脱馳し、表面状
態が非常に悪化するという問題があった。このような問
題を解決する手段として、結晶成長中に、基板とマスク
との間に前記高揮発性元素を導入する方法が知られてい
るが、前記の如き間隙に前記元素を供給するのは難かし
く結晶成長装置も大型になりがちであった。
本発明の目的は、コンパクトな構成で、マスク部分に効
率よく所望の元素を含んだガスが供給できる結晶成長装
置を提供することにある。
本発明は所望のガスを供給するガス供給源と、マスク内
部にこのガスを誘導し、マスク表面から導出せしめる手
段とを備えた結晶成長装置によって上記目的を達するも
のである。
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の結晶成長装置の実施例を示す概略図で
ある。図中１１はＧａＡｓ　　＠基板、１２゜１３．１
４はそれぞれＧａ、　Ａｓ、　Ａｌ　　の分子線源セル
、１５はＧａ　の分子線、１６はＡ８　　の分子線、１
７はＡ１　　の分子線、２ろはシャッターである。
また、６１は内部空間を介して表面からガスを噴出する
ように形成されたマスク、３５はバリアプルリークバル
ブ、３５はＡｓＨｓ　　（アルシン）のタンク、３２は
アルシンをマスクに導くガス導入管である。成長はまず
、マスク６１をＧａＡｇ　　基板１１上から退避させて
おき、基板温度を６００℃〜７００℃に保ちつつ、分子
線１５．１６．１７を照射し、ＧａＡｓ　１５板１１全
面にＧａＡｌＡｓ　　エピタキシャル層１８を成長する
。次にＧａ　　とＡ１　　の分子線１５゜１７のシャッ
ター２３を閉じ、基板には八８　　の分子線１６を照射
している状態で、マスクろ１からアルシン３０を噴出さ
せながら、素早く基板上にマスク３１を移動する。ここ
で、マスク６１から噴出しているアルシン３０は、基板
の輻射熱によって３００”Ｃ以上の温度でＡｓ　　と水
素に分解する。
分解したＡｓ　　は基板とマスクの間を八８　　雰囲気
に保ち、基板からのＡｓ　　の脱離を防止し基板表面状
態の劣化を防ぐ。この状態で全てのシャッター２３を開
きマスクによって選択的に結晶を成長させる。
２１は成長したＧａＡｌＡｓ　　層を示しており、２２
はＧａｌ＋　　層で、２２′はＡｌＡｓｌ９Ｊ　なる。
この様にマスクからアルシンを流し、基板とマスクの間
をＡ日算囲気に保つ小で揮発性の低いＧａ、　Ａｌ　　
の金属析出物部分（第１図（ｂ）の従来例でいう１２．
１２’の部分）を無くす事が出来る。又アルシンが分解
した後の水素は、ＧａＡｌＡｇ　層を成長する場合、飛
来してくるＡ１　　の分子線が非常に活性に酸素をとり
込みＡｌｌ０！　　（アルミナ）状態を呈するが、これ
を還元する働きをし、結晶中に酸素のとり込みを防ぎ結
晶の高品質化に結びつく。第６図（＆）、・（ｂ）はそ
れぞれ本発明に用いるマスク６１の一例の断面図および
平面図である。ここで３６．３７はＡｓＨ３（アルシン
）ガスが吹き出る噴出口、６２はガス導入管である。６
７は分子線が飛来してマスクを通過する際の側面吹き出
し口で、ここでは、主にアルシンから分解した水素が飛
来してくる分子線を還元する働きをする。第６図（ｂ）
は基板側から見たマスク下面のガス吹き出し口の状態で
ある。この様にガス吹き出し口は多数の微小な穴の集ま
りである。尚、マスクの材質としては、マスク自身から
の脱ガスが少いもので、再使用に耐え、熱や腐蝕性ガス
に強く耐える材質例えば、セラミックやステンレスが好
ましい。
前述の実施例では本発明の結晶成長装置を用いてＧａＡ
ｌＡｓ　　結晶を成長する例を上げたが、本発明はこれ
に限るものではなく、他の結晶の成長に用いても有効で
ある。例えば、Ｇａｐ、工ｎＰ、工ｎＧａＡａＰ等の結
晶を成長する場合には、揮発性の高いリシ０を含むＰＨ
１（ホスフィン）ガスを流す事によって同様に、基板表
面を劣化させる事なく、高品質の結晶を成長させること
ができる。
また、本発明の結晶成長装置を用いて結晶成長時に電気
的に活性な不純物Ｓ１　　を含む様なＳｉＨ４ガスを流
し、ｎ形ドーピングを行なう事も出来る。
同様に（）ｅ　　を含むＧｅＨａ　　を流し、ｐ形ドー
ピングを行なう事も可能である。
更にＧａＡｌＡｓ　　の様な三元混晶を用いた発光素子
ではＡ１　　の量が多くなるに従い発光効率が低下する
が、この様な素子を形成する際にも本発明の結晶成長装
置を用い、マスクからＮＨ３（アンモニア）ガスを導出
させながら結晶成長させることにより、結晶中に窒素（
へ）を導入し、前記発光効率を上げることも可能である
。
以上説明したように、本発明は、結晶成長中に、所望の
ガスがマスク表面から噴出するように構成したので、効
率の良いガスの供給が可能で、結晶成長装置も小型にな
った。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）ｆ（ｂ）は、夫々従来の結晶成長装置を示
す概略図、第２図は本発明の結晶成長装置の一実施例を
示す概略図、第６図（ａ）、（ｂ）は夫々第２図の実施
例に用いたマスクの構成を示す図である。 １２．１５，１４・・命分子線源セル、２３−・シャッ
ター、３１・・・マスク、３２・・偽ガス導入管、５３
−−−タンク、３５・・・バリアプルリークバルブ、３
６．３７・・・ガス噴出口。 出願人　キャノン株式会社 手続補正書（自発） 昭和５８年１１月７７日 １　事件の表示 昭和５８年　特許＠　　第　９７２８２　　　号２　発
明の名称 結晶成長装置 ３、補正をする者 事倒との関係　　　　　　　特許出願入居　所　１ｆ１
１４６東京都大ＩＩＪ区下丸子３−３０−２キヤ７ノ株
式会社内（電ｉ　７５８−２日１ン明細書 ６、補正の内容 （１）明細、ｉＦ第６頁第１７行から第２０行１−以上
説明したよ５に、」以下の文章を下記の通り補正する。 記 以上説明したように、本発明は結晶成長中に、基板を構
成している物質の内押発性の高い物質を含む水素化物ガ
スを、マスクから基板面に噴出するよう構成したので、
基板からの高揮発性元素の脱離を防止すると同時に、ガ
スから熱分解された水素によって飛来してくる成長＋Ｉ
Ｑ成分子線を還元し、高品質な結晶を成長させるのに効
果がある。また、電気的に活性な不純物を含むガスをマ
スクから基板面に噴出させ、成長する化合物半導体に高
濃度の不純物ドーピングを行なったり、光学的に活性な
物質を含むガスをマスクに流し、基板とマスクとの間に
ガス層を形成して、半導体の成長層にこの物質を混入し
たりする事が可能となった０

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マスクを用いて基板上に選択的に結晶を成長させる結晶
    成長装置において、所望のガスを供給するガス供給源と
    、前記マスク内部に前記ガスを誘導し、マスク表面から
    導出せしめる手段とを備えたことを特徴とする結晶成長
    装置。
JP9728283A 1983-05-31 1983-05-31 結晶成長装置 Pending JPS59220914A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9728283A JPS59220914A (ja) 1983-05-31 1983-05-31 結晶成長装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP9728283A JPS59220914A (ja) 1983-05-31 1983-05-31 結晶成長装置

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JPS59220914A true JPS59220914A (ja) 1984-12-12

Family

ID=14188152

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JP9728283A Pending JPS59220914A (ja) 1983-05-31 1983-05-31 結晶成長装置

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JP (1) JPS59220914A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63127529A (ja) * 1986-09-24 1988-05-31 プラザー　コーポレーション 半導体処理用大断面積の分子ビーム源

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63127529A (ja) * 1986-09-24 1988-05-31 プラザー　コーポレーション 半導体処理用大断面積の分子ビーム源

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