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Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- sectional area
- cross
- compound semiconductor
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/455—Chemical 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
- C23C16/45582—Expansion of gas before it reaches the substrate
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
: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。
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。
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。
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。
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。
、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)
- 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
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15237976A JPS5945216B2 (ja) | 1976-12-17 | 1976-12-17 | 3−5族化合物半導体結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15237976A JPS5945216B2 (ja) | 1976-12-17 | 1976-12-17 | 3−5族化合物半導体結晶成長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5375856A JPS5375856A (en) | 1978-07-05 |
JPS5945216B2 true JPS5945216B2 (ja) | 1984-11-05 |
Family
ID=15539230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15237976A Expired JPS5945216B2 (ja) | 1976-12-17 | 1976-12-17 | 3−5族化合物半導体結晶成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5945216B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS634322U (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-12 |
-
1976
- 1976-12-17 JP JP15237976A patent/JPS5945216B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS634322U (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-12 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5375856A (en) | 1978-07-05 |
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