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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