JPS5945216B2 - 3−5族化合物半導体結晶成長装置 - Google Patents

3−5族化合物半導体結晶成長装置

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JPS5945216B2
JPS5945216B2 JP15237976A JP15237976A JPS5945216B2 JP S5945216 B2 JPS5945216 B2 JP S5945216B2 JP 15237976 A JP15237976 A JP 15237976A JP 15237976 A JP15237976 A JP 15237976A JP S5945216 B2 JPS5945216 B2 JP S5945216B2
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JP
Japan
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flow path
sectional area
cross
compound semiconductor
substrate
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JP15237976A
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JPS5375856A (en
Inventor
政次 吉田
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45582Expansion of gas before it reaches the substrate

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は■−V族化合物半導体結晶成長装置に関するも
のである。
■−V族化合物半導体の気相エピタキシャル成長技術が
登場して以来、このエピタキシャル成長層を電子装置と
して利用するための関連技術も急激な発展を遂げてきて
おり、そうした技術の一つとしてエピタキシャル層中の
不純物濃度を制御するドーピング技術がある。
一般に従来の■−V族化合物半導体結晶成長装置は、た
とえば、第1図に示すように反応管5内に基板ホルダ4
によつて結晶成長基板1を保持せしめ、■族のソース物
質3が設けられる。
そして不純物は成長基板1の前方でドーピングパイプ2
の出口から成長ガス中に添加し、この添加量を変化させ
ることによつて任意の不純物濃度の層を任意の厚さに成
長させるようになつている。この装置は一回の成長で多
層構造を形成できるので広く電子装置用の気相エピタキ
シャル成長に用いられている。しかしながら、このよう
な従来の装置ではインパットダイオードやGaAs電界
効果トランジスタなどのように不純物濃度が階段状に変
化する接合いわゆる急峻接合を形成することが極めて困
難であつた。
本発明の目的は前記従来の欠点を除去せしめて急峻接合
を形成することができる■−V族化合物半導体結晶成長
装置を提供することにある。
本発明によれば、ガスドーピング系を備えた■−V族化
合物半導体気相エピタキシャル成長装置においてドーピ
ングパイプの出口の位置の流路断面積を少なくともその
上流にわたつてソース物質の置かれた流路断面積より小
さくし、その位置から基板位置にわたつて除々に流路断
面積を大きくし、基板位置の直後で再び流路断面積を小
さくし、基板下流にわたつて流路断面積を除々に大きく
したことを特徴とする■−V族化合物半導体結晶成長装
置が得られる。前記本発明によれば結晶成長基板表面に
おける不純物のガス中拡散による濃度変化を防止するこ
とができるためにドーピングパイプでの不純物の制御量
と結晶成長基板表面における不純物量を完全に一致させ
ることができる。
さらにガス流の乱れがなくなり、基板後方に流れた不純
物が再び結晶成員基板前方に拡散によつて逆流すること
が防止されることによつて任意の階段状の接合即ち任意
の急峻接合を容易に形成することが可能になる。以下本
発明についてその一実施例を図面を用いて詳述する。第
2図は本発明の一実施例を示すものである。
ドーピングパイプ21の出口の位置の流路断面積は構造
物22によつてソース物質23方向への不純物の逆流が
生じないように小さくされ、構造物22によつてドーピ
ングパイプの出口の位置から結晶成長基板24の位置ま
でにわたつて流路断面積は除々に大きくなつている。結
晶成長基板位置の直後25では基板ホルダー26の構造
を図のように25の位置で流路に直角方向の断面積が大
きいものとして25の位置の流路断面積を小さくし、2
5の位置で25の後方(下流)から前方(上流)への不
純物の逆流がないようにしてある。また、基板ホルダー
26の25の位置から後方の部分は、下流に向かつて除
々に流路断面積が大きくなるような構造となつている。
次に本発明の効果をより明らかにするために、前記本発
明の−V族化合物半導体結晶成長装置を用いてHi−L
O構造のGaAsリード型インパツトダイオード用エピ
タキシヤル成長層を形成した一実施例を以下に示す。
先ずTeドープGaAs基板を鏡面研摩し、H2SO4
:H2O2:H2O−3:1:1のエツチング液で基板
表面をエツチングしたのち基板ホルダー26上に設置し
た。
29から水素ガスを供給し反応管27内を十分に水素ガ
スで置換したのちに反応管27を取り囲む炉を昇温し、
Gaソース23を850℃、GaAs基板22を750
℃に設定した。
この後ガスエツチングをおこなつてから29,30から
それぞれ2℃AsCl3をバブルしたH,ガスを200
cd/―、H2SlOOppm含有Arガスを10C!
l/′11!!i供給し1X1018cfL−3の緩衝
層を5μm成長させた。しかるのちに30から供給する
ガスをH2ガス50d/7fURに切り替え5〜6X1
015CI!l−3の走行層を3μm成長させ、さらに
30から供給するガスをH2S3Oppm含有Arガス
5d/T!IJ!tに切り替え5〜6X1016?−3
の活性層を1μm成長させた。このようにして形成され
たHi−LO構造のGaAsリード型インパツトダイオ
ード用のエピタキシヤル成長層の深さ方向のキヤリア濃
度分布を第3図に示す破線は同様の手順によつて第1図
の従来の成長装置で形成されたエピタキシヤル成長層の
深さ方向のキヤリア濃度分布である。
図から明らかなように、本発明の−V族化合物半導体気
相成長法によれば接合の急峻性は飛躍的に向土している
。以上一実施例をもとに本発明を説明したがその効果は
極めて顕著なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の化合物半導体気相成長装置を示すもので
、1は結晶成長基板、2はドーピングパイプ、3は族ソ
ース物質、4は基板ホルダー5は反応管、VX,はv族
元素のハロゲン化物。 第2図は本発明の一実施例を示し、同図において、21
はドーピングパイプ、22は流路断面積をガス流方向に
変化させる構造物、23は族ソース物質、24は結晶成
長基板、25は基板直後の位置を示し、26は22と同
様にガス流方向に流路断面積を変化させる基板ホルダー
、27は反応管、28は排出口、29,30はガス供給
口を示す。第3図は本発明による第2図の成長装置でつ
くつた多層構造エピタキシヤル成長層の深さ方向のキヤ
リア濃度分布を示すもので、破線は従来の装置によつて
つくられた同様の多層構造エピタキシヤル成長層の深さ
方向のキヤリア濃度分布を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ガスドーピング系を備えたIII−V族化合物半導体
    気相エピタキシャル成長装置において、ドーピングパイ
    プの出口の位置の流路断面積を少なくともその上流にわ
    たつてソース物質の置かれた領域の流路断面積より小さ
    くし、その位置から基板位置にわたつて除々に流路断面
    積を大きくし、基板位置の直後で再び流路断面積を小さ
    くし基板下流にわたつて流路断面積を除々に大きくした
    ことを特徴とするIII−V族化合物半導体結晶成長装置
JP15237976A 1976-12-17 1976-12-17 3−5族化合物半導体結晶成長装置 Expired JPS5945216B2 (ja)

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JP15237976A JPS5945216B2 (ja) 1976-12-17 1976-12-17 3−5族化合物半導体結晶成長装置

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JP15237976A JPS5945216B2 (ja) 1976-12-17 1976-12-17 3−5族化合物半導体結晶成長装置

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Publication Number Publication Date
JPS5375856A JPS5375856A (en) 1978-07-05
JPS5945216B2 true JPS5945216B2 (ja) 1984-11-05

Family

ID=15539230

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JP (1) JPS5945216B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS634322U (ja) * 1986-06-26 1988-01-12

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS634322U (ja) * 1986-06-26 1988-01-12

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JPS5375856A (en) 1978-07-05

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