JPS60109222A - ３−ｖ族化合物半導体の気相成長装置 - Google Patents
３−ｖ族化合物半導体の気相成長装置Info
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- JPS60109222A JPS60109222A JP21730283A JP21730283A JPS60109222A JP S60109222 A JPS60109222 A JP S60109222A JP 21730283 A JP21730283 A JP 21730283A JP 21730283 A JP21730283 A JP 21730283A JP S60109222 A JPS60109222 A JP S60109222A
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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。
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、瓜−Ｖ族化合物半導体の気相成長装置に関す
るもので、特に多数枚の大面積の基板上に極めて均一な
エピタキシャル層を形成する場合に有効な装置である。
るもので、特に多数枚の大面積の基板上に極めて均一な
エピタキシャル層を形成する場合に有効な装置である。
従来、瓜−ｖ族化合物半導体の気相成長方法は大きく分
けて２つの方法が用いられている。一ついるハイドライ
ド法、あるいはクロライド法と呼ばれる方法で石英反応
管全体を抵抗加熱によりて加熱するものである。ハイド
ライド法の一例を第１図（ａ） 、 （ｂ）を用いて示
す。（８）図は装置の概略図。
けて２つの方法が用いられている。一ついるハイドライ
ド法、あるいはクロライド法と呼ばれる方法で石英反応
管全体を抵抗加熱によりて加熱するものである。ハイド
ライド法の一例を第１図（ａ） 、 （ｂ）を用いて示
す。（８）図は装置の概略図。
（ｂ）図はその温度ブロン）アイルである。この装置は
ＧａＡｓを成長させるための装置で、上流部分にはＧａ
収容ボート１があり、抵抗加熱方式の電気炉２によシ８
５０℃槁度に熱せられている。ここにＨＣｔガスを導入
管３から送９込むとＧａＣ４が生成し、下流の方に輸送
される。一方、バイパス管４からＡｓＨｌを導入し、石
英製支持具６にとシつけた基板結晶５の直前の領域で両
方のガスを混合し、７５０℃程度に加熱された基板結晶
５上にＧａＡｓをエピタキシャル成長させる。この方法
では純度の高い原料ガス、金属を用いることによって比
較的高純度のエピタキシャル層を得ることができる。し
かしながら１石英管の外部から抵抗加熱によって所望の
温度を得ているため、多数枚の大面積の基板結晶に成長
させるために反応管径を大きくした場合、温度プロファ
イルが管径方向で不均一になることがどうしても避けら
れない。そのために、エピタキシャル層の膜厚やキャリ
ア濃度の均一性や。
ＧａＡｓを成長させるための装置で、上流部分にはＧａ
収容ボート１があり、抵抗加熱方式の電気炉２によシ８
５０℃槁度に熱せられている。ここにＨＣｔガスを導入
管３から送９込むとＧａＣ４が生成し、下流の方に輸送
される。一方、バイパス管４からＡｓＨｌを導入し、石
英製支持具６にとシつけた基板結晶５の直前の領域で両
方のガスを混合し、７５０℃程度に加熱された基板結晶
５上にＧａＡｓをエピタキシャル成長させる。この方法
では純度の高い原料ガス、金属を用いることによって比
較的高純度のエピタキシャル層を得ることができる。し
かしながら１石英管の外部から抵抗加熱によって所望の
温度を得ているため、多数枚の大面積の基板結晶に成長
させるために反応管径を大きくした場合、温度プロファ
イルが管径方向で不均一になることがどうしても避けら
れない。そのために、エピタキシャル層の膜厚やキャリ
ア濃度の均一性や。
多元混晶の場合には混晶組成の均一性が大きくそこなわ
れる。
れる。
一方、気相成長方法にはもう一つ、原料としてｔ族元素
の有機金属化合物とＶ族元素の水素化物を用いる熱分解
法と呼ばれる方法がある。この方法に用いる装置の一例
を第２図に示す。この装置はＧａＡｓ＋を成長させるた
めの装置で、上流よｆｉ）リメチルガリウム（ＴＭＧａ
）とＡｓＨｌをＨ２キアリアガスとともに導入管７から
送り込む。基板結晶は、カーボン支持台８に載せ、コイ
ル９から高周波によシカ−ボン支持台を加熱し、その熱
によシ基板結晶５をエピタキシャル成長に必要な温度ま
で加熱してＴＭＧａを分幣せしめ、かつ、ＡｓＨ３と反
応させて基板結晶５の上にＧａＡｓ＋をエピタキシャル
成長させるものである。この方法では、基板結晶は外部
からではなくそれを支持しているカーボンから面接熱せ
られるために１面内の温度均一性は良く、多数枚の大面
積の基板結晶上にも比較的均一なエピタキシャル層を成
長させることが可能である。また、この方法では、外部
から成長層を観察することができるために１表面の様子
や膜厚などを種々の方法を用いてモニターすることがで
きる。
の有機金属化合物とＶ族元素の水素化物を用いる熱分解
法と呼ばれる方法がある。この方法に用いる装置の一例
を第２図に示す。この装置はＧａＡｓ＋を成長させるた
めの装置で、上流よｆｉ）リメチルガリウム（ＴＭＧａ
）とＡｓＨｌをＨ２キアリアガスとともに導入管７から
送り込む。基板結晶は、カーボン支持台８に載せ、コイ
ル９から高周波によシカ−ボン支持台を加熱し、その熱
によシ基板結晶５をエピタキシャル成長に必要な温度ま
で加熱してＴＭＧａを分幣せしめ、かつ、ＡｓＨ３と反
応させて基板結晶５の上にＧａＡｓ＋をエピタキシャル
成長させるものである。この方法では、基板結晶は外部
からではなくそれを支持しているカーボンから面接熱せ
られるために１面内の温度均一性は良く、多数枚の大面
積の基板結晶上にも比較的均一なエピタキシャル層を成
長させることが可能である。また、この方法では、外部
から成長層を観察することができるために１表面の様子
や膜厚などを種々の方法を用いてモニターすることがで
きる。
しかしながら、熱分解法では原料となる■族元素の有機
金属化合物の純度にまだ問題があ）、高純度の結晶が得
られにくいという問題がある。また。
金属化合物の純度にまだ問題があ）、高純度の結晶が得
られにくいという問題がある。また。
Ｘｎを含む化合物を成長させる場合、原料となるトリエ
チルインジウム（ＴＥＩｎ）と、 ＰＨ，やＡ ｓＨｓ
は非常疋反応性が強く５両者を混合すると同時にコンプ
レ、クスを生成して固化するため、基板結晶′領域への
原料の輸送効率が著るしく悪化し、特に。
チルインジウム（ＴＥＩｎ）と、 ＰＨ，やＡ ｓＨｓ
は非常疋反応性が強く５両者を混合すると同時にコンプ
レ、クスを生成して固化するため、基板結晶′領域への
原料の輸送効率が著るしく悪化し、特に。
多元混晶の成長時にはその組成の制御が極めて困難にな
るという欠点を有している。
るという欠点を有している。
本発明は１以上述べたような従来の皿−Ｖ族化合物半導
体の気相成長装置に見られた欠点を除去せしめ、多数枚
の大面積基板結晶上に、膜厚、キャリア濃度、混晶組成
などが極めて均一なエピタキシャル層を成長せしめるこ
とができる装置を提供することを目的としている。
体の気相成長装置に見られた欠点を除去せしめ、多数枚
の大面積基板結晶上に、膜厚、キャリア濃度、混晶組成
などが極めて均一なエピタキシャル層を成長せしめるこ
とができる装置を提供することを目的としている。
すなわち本発明によれば、抵抗加熱によシ加熱されるｔ
族元素収容ボートを含むソース領域と。
族元素収容ボートを含むソース領域と。
高周波によ〕加熱されるカーボン製の基板結晶支持具を
有する成長領域とを備えたことを特徴とするｔ−ｖ族化
合物半導体の気相成長装置が得られる。
有する成長領域とを備えたことを特徴とするｔ−ｖ族化
合物半導体の気相成長装置が得られる。
次に本発明を実施例に基づき１図を参照しながら詳述す
る。
る。
実施例１
第３図（、）は本発明による装置を用りたＧａＡｓのハ
イドライド法による気相成長装置を模式的に示したもの
である。（ｂ）図はその温度プロファイルである。上流
部分は、原料ガス導入パイプ３，４とＧａ用石英ボー）
１から成シヒーター２によシ反応管全体を８５０℃に加
熱した。基板結晶５としてはＳｔをドープした直径３イ
ンチの（１００）面を有するＧａＡｓウェハを４枚を用
い、それを第３図（Ｃ）のようにカーボン支持台８に固
定し１石英反応管外部のコイル９から高周波によって加
熱し、基板締板結晶付近の反応管は断熱材１０により保
温し。
イドライド法による気相成長装置を模式的に示したもの
である。（ｂ）図はその温度プロファイルである。上流
部分は、原料ガス導入パイプ３，４とＧａ用石英ボー）
１から成シヒーター２によシ反応管全体を８５０℃に加
熱した。基板結晶５としてはＳｔをドープした直径３イ
ンチの（１００）面を有するＧａＡｓウェハを４枚を用
い、それを第３図（Ｃ）のようにカーボン支持台８に固
定し１石英反応管外部のコイル９から高周波によって加
熱し、基板締板結晶付近の反応管は断熱材１０により保
温し。
管壁への付着を防いだ。流量条件は次の通りである。
Ｇａ輸送用ｎｅｔガス １ ｃｅ ／ｍＡｓｈ３５ ｃ
ｃ ７ｍ 全流量 ２０００ｃｃ／ｍ＊ この条件で成長したＧａＡａエピタキシャル層の膜厚は
基板婚周辺（Ｐ５ｍｍ程度を除けば、平均１μｍで面内
のバラツキは±２チ以内、４枚の間でも±２１以内と極
めて良好な結果が得られた。
ｃ ７ｍ 全流量 ２０００ｃｃ／ｍ＊ この条件で成長したＧａＡａエピタキシャル層の膜厚は
基板婚周辺（Ｐ５ｍｍ程度を除けば、平均１μｍで面内
のバラツキは±２チ以内、４枚の間でも±２１以内と極
めて良好な結果が得られた。
また、キャリア濃度に関しても同様に周辺の５ ′ＩＩ
Ｉ＋程度を除いて、平均２ Ｘ １０” ｃｍ−”で面
内のばらつきは±２チ、４枚の間でも±２チ以内という
均一性の高い値が得られた。
Ｉ＋程度を除いて、平均２ Ｘ １０” ｃｍ−”で面
内のばらつきは±２チ、４枚の間でも±２チ以内という
均一性の高い値が得られた。
実施例２
第４図（、）は本発明による装置を用すたＩｎＧａｐの
ハイドライド法による気相成長装置を模式的に示したも
のである。上流部分は２段になっており、上段にはＧ１
用石英ボート１．下段にはＩｎ用石英ポ導入管３よシ導
入し、ＰＨ，ガスはガス導入管４よシ導入した。上流部
分は反応管全体をヒータ２により８５０℃に加熱した。
ハイドライド法による気相成長装置を模式的に示したも
のである。上流部分は２段になっており、上段にはＧ１
用石英ボート１．下段にはＩｎ用石英ポ導入管３よシ導
入し、ＰＨ，ガスはガス導入管４よシ導入した。上流部
分は反応管全体をヒータ２により８５０℃に加熱した。
基板結晶５としてはＳｔをドープした３インチ直径の（
１００）面を有するＧａＡｓウェハを４枚用い、それを
（ｂ）図に示すように実施例１と同様にカーボン支持台
８に固定し、反応管外部のコイル９からの高周波によっ
て加熱し、基板結晶部分で７５０℃になるように設定し
た。
１００）面を有するＧａＡｓウェハを４枚用い、それを
（ｂ）図に示すように実施例１と同様にカーボン支持台
８に固定し、反応管外部のコイル９からの高周波によっ
て加熱し、基板結晶部分で７５０℃になるように設定し
た。
なお、基板結晶付近の反応管は断熱材１０により保温し
、管壁への結晶の付着を防いだ。流量条件は次の通シで
ある。
、管壁への結晶の付着を防いだ。流量条件は次の通シで
ある。
Ｇａ輸送用ＨＣｔガス ０．５ｃｃ／ｍｒＩｎ ｔｙ
１０ｅｒ：７ｍ ＰＨ８８ＣＣＺＩＩＩ＆ 全流量 ２０００ｃｅ／ｍ この条件でＧａＡｓに格子整合した組成を有するＩｎ１
−ｘＧａｘＰ （Ｘ ” ０．５１ ）が得られた。Ｉ
ｎＧａＰエピタキシャル層の膜厚は基板の周辺の５１１
Ｊ＋程度を除けば平均１μｍで面内のバラツキは±２チ
以内、４枚の間でも±２チ以内と良好な結果を得た。ま
た。
１０ｅｒ：７ｍ ＰＨ８８ＣＣＺＩＩＩ＆ 全流量 ２０００ｃｅ／ｍ この条件でＧａＡｓに格子整合した組成を有するＩｎ１
−ｘＧａｘＰ （Ｘ ” ０．５１ ）が得られた。Ｉ
ｎＧａＰエピタキシャル層の膜厚は基板の周辺の５１１
Ｊ＋程度を除けば平均１μｍで面内のバラツキは±２チ
以内、４枚の間でも±２チ以内と良好な結果を得た。ま
た。
組成に関しては、ホトルミネセンススペクトルのピーク
波長からめた結果、基板の周辺の５闘程度を除いて平均
ｘ （Ｇａ ）＝０．５２で面内、および、４枚のウェ
ハーの間のバラツキは±１俤以内であシ。
波長からめた結果、基板の周辺の５闘程度を除いて平均
ｘ （Ｇａ ）＝０．５２で面内、および、４枚のウェ
ハーの間のバラツキは±１俤以内であシ。
本発明による効果が確かめられた。
第１図０は従来用いられているハイドライド法によるＧ
ａＡｓの気相成長装置の概略を示す図で。 図中、１はＧａ用石英ボート、２は抵抗加熱方式の電気
炉、３はＧａ輸送用ＨＣｔガスおよびＨ，キアリアガス
の導入管、４はＡｓＨＢおよびＨ，キアリアガスの導入
管、５はＧａＡｓ基板結晶、６は石英製基板結晶支持具
を示し、第１図（ｂ）は同装置の反応管内部の温度プロ
ファイルを示す図。 第２図は従来用いられているＧａＡ３の熱分解法による
気相成長装置の概略を示す図で１図中、７はＡｓＨｌ
ｅ ）リメチルガリウムおよびＨ，キアリアガスの導入
管、８はカーボン製の基板結晶支持具。 ９は高周波加熱用コイルを示す。 第３図（、）は１本発明によるＧａＡｓの４枚型のハイ
ドライド法による気相成長装置の概略を示した図である
。図中、１０は反応管保温用断熱材を示す。第３図（ｂ
）は同装置の反応管内における温度プロファイルを示す
図、第３図（Ｃ）は、カーボン製支持具（８）Ｋ、 Ｇ
ａＡｓ基板結晶（５）を４枚取りつけた状態を模式的に
示した平面図。 第４図（、）は１本発明によるＩ ｎＧａＰの４枚型の
ノ・イドライド法による気相成長装置の概略を示した図
である。図中１１はＩｎ用石英ポートを示す。第４図（
ｂ）はカーボン製支持具（８）に、ＧａＡｓ基板結晶（
５）を４枚取９つけた状態を模式的に示した平面図。 亭 １ ｌ 襄 鍾 亭 ２ 図 亭 ３ 図
ａＡｓの気相成長装置の概略を示す図で。 図中、１はＧａ用石英ボート、２は抵抗加熱方式の電気
炉、３はＧａ輸送用ＨＣｔガスおよびＨ，キアリアガス
の導入管、４はＡｓＨＢおよびＨ，キアリアガスの導入
管、５はＧａＡｓ基板結晶、６は石英製基板結晶支持具
を示し、第１図（ｂ）は同装置の反応管内部の温度プロ
ファイルを示す図。 第２図は従来用いられているＧａＡ３の熱分解法による
気相成長装置の概略を示す図で１図中、７はＡｓＨｌ
ｅ ）リメチルガリウムおよびＨ，キアリアガスの導入
管、８はカーボン製の基板結晶支持具。 ９は高周波加熱用コイルを示す。 第３図（、）は１本発明によるＧａＡｓの４枚型のハイ
ドライド法による気相成長装置の概略を示した図である
。図中、１０は反応管保温用断熱材を示す。第３図（ｂ
）は同装置の反応管内における温度プロファイルを示す
図、第３図（Ｃ）は、カーボン製支持具（８）Ｋ、 Ｇ
ａＡｓ基板結晶（５）を４枚取りつけた状態を模式的に
示した平面図。 第４図（、）は１本発明によるＩ ｎＧａＰの４枚型の
ノ・イドライド法による気相成長装置の概略を示した図
である。図中１１はＩｎ用石英ポートを示す。第４図（
ｂ）はカーボン製支持具（８）に、ＧａＡｓ基板結晶（
５）を４枚取９つけた状態を模式的に示した平面図。 亭 １ ｌ 襄 鍾 亭 ２ 図 亭 ３ 図
Claims (1)
- 抵抗加熱によシ加熱される■族元素収容ボートを含むソ
ース領域と、高周波によシ加熱されるカーボン製の基板
結晶支持具を有する成長領域とを備えたことを特徴とす
る皿−■族化合物半導体の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21730283A JPS60109222A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | ３−ｖ族化合物半導体の気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21730283A JPS60109222A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | ３−ｖ族化合物半導体の気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60109222A true JPS60109222A (ja) | 1985-06-14 |
Family
ID=16702009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21730283A Pending JPS60109222A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | ３−ｖ族化合物半導体の気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60109222A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100472630B1 (ko) * | 2002-08-12 | 2005-03-10 | 엘지전자 주식회사 | 복수의 질화물 기판 성장 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5176968A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-03 | Fujitsu Ltd | Kisoseichoho |
| JPS5538013A (en) * | 1978-09-08 | 1980-03-17 | Fujitsu Ltd | Mthoe of and device for single crystal alumina growth |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP21730283A patent/JPS60109222A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5176968A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-03 | Fujitsu Ltd | Kisoseichoho |
| JPS5538013A (en) * | 1978-09-08 | 1980-03-17 | Fujitsu Ltd | Mthoe of and device for single crystal alumina growth |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100472630B1 (ko) * | 2002-08-12 | 2005-03-10 | 엘지전자 주식회사 | 복수의 질화물 기판 성장 장치 |
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