JPS6011455B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPS6011455B2 JPS6011455B2 JP11387580A JP11387580A JPS6011455B2 JP S6011455 B2 JPS6011455 B2 JP S6011455B2 JP 11387580 A JP11387580 A JP 11387580A JP 11387580 A JP11387580 A JP 11387580A JP S6011455 B2 JPS6011455 B2 JP S6011455B2
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体基板上に半導体層を気相成長させる気相
成長装置に関するものである。
成長装置に関するものである。
半導体層の気相成長として、例えば開管法のｍ−Ｖ族化
合物半導体気相成長においては、石英反応管の高温領域
に置かれたｍ族元素（以下、ソース原料という）とキャ
リアガスによって輸送されるガス状Ｖ族元素を反応せし
め、そして生じた反応生成ガスを低温領域にて反応させ
て結晶基板上にェピタキシャル成長させる方法が多く用
いられている。
合物半導体気相成長においては、石英反応管の高温領域
に置かれたｍ族元素（以下、ソース原料という）とキャ
リアガスによって輸送されるガス状Ｖ族元素を反応せし
め、そして生じた反応生成ガスを低温領域にて反応させ
て結晶基板上にェピタキシャル成長させる方法が多く用
いられている。
この場合、ソースは石英製ソースボートに入れられ、ガ
ス状のＶ族元素原料はソース表面上を接触しつつ通過す
る構造が一般的である。そして、このソースでの反応が
再現性よく安定していることがェピタキシヤル成長層の
成長速度、不純物濃度などの再現性を高める上で不可欠
である。このソース反応の安定化のためにはソ−ス温度
を均一化することが最も重要であり、従釆より仕切りに
よって複数個の小室に分割されたソースボートが用いら
れてきた。この従来型ソースボートにおいて、各室それ
ぞれのソース温度がほぼ均一となり、ソース反応の安定
化が達成されたが、一方、次のような重大な欠点が生じ
た。すなわち、キャリアガス通流方向の上流領域にある
室のソースは、新鮮なガス状原料と反応するために下流
領域にある室のソースより速やかに消費され、このため
、１バッチのソース供給で１咳欧回の成長を行なった後
は、ほとんど下流領域にある室のソースのみとなり、ソ
ースの総表面積が減少し、その結果Ｌガス状原料とソー
スとの反応生成ガスが減少することになって、結晶基板
へのェピタキシャル成長速度の低下が顕著となった。更
に、ェピタキシャル層への不純物ドーピング源としてソ
ース中へ錫（Ｓｎ）或いは鉄（Ｆｅ）を添加する場合に
は次の問題が生じた。すなわち、所望のェピタキシャル
層不純物濃度を得るためには、各小室におけるソース反
応量が異なるため、Ｓｎ、Ｆｅなどのドーパント添加量
を厳密に計算した上で各小室それぞれにドーパントを添
加する必要があり、作業能率はきわめて悪化した。しか
も、１バッチのソースで１咳欧回の成長後はほとんど下
流領域にある室のソースのみとなり、必然的にェピタキ
シャル層へ取り込まれるドーパントの量が低下し、この
ため、所望の不純物濃度とすることは困難であった。本
発明の目的はかかる従来法の欠点を除去すべく考案され
た新規の気相成長装置を提供することにある。
ス状のＶ族元素原料はソース表面上を接触しつつ通過す
る構造が一般的である。そして、このソースでの反応が
再現性よく安定していることがェピタキシヤル成長層の
成長速度、不純物濃度などの再現性を高める上で不可欠
である。このソース反応の安定化のためにはソ−ス温度
を均一化することが最も重要であり、従釆より仕切りに
よって複数個の小室に分割されたソースボートが用いら
れてきた。この従来型ソースボートにおいて、各室それ
ぞれのソース温度がほぼ均一となり、ソース反応の安定
化が達成されたが、一方、次のような重大な欠点が生じ
た。すなわち、キャリアガス通流方向の上流領域にある
室のソースは、新鮮なガス状原料と反応するために下流
領域にある室のソースより速やかに消費され、このため
、１バッチのソース供給で１咳欧回の成長を行なった後
は、ほとんど下流領域にある室のソースのみとなり、ソ
ースの総表面積が減少し、その結果Ｌガス状原料とソー
スとの反応生成ガスが減少することになって、結晶基板
へのェピタキシャル成長速度の低下が顕著となった。更
に、ェピタキシャル層への不純物ドーピング源としてソ
ース中へ錫（Ｓｎ）或いは鉄（Ｆｅ）を添加する場合に
は次の問題が生じた。すなわち、所望のェピタキシャル
層不純物濃度を得るためには、各小室におけるソース反
応量が異なるため、Ｓｎ、Ｆｅなどのドーパント添加量
を厳密に計算した上で各小室それぞれにドーパントを添
加する必要があり、作業能率はきわめて悪化した。しか
も、１バッチのソースで１咳欧回の成長後はほとんど下
流領域にある室のソースのみとなり、必然的にェピタキ
シャル層へ取り込まれるドーパントの量が低下し、この
ため、所望の不純物濃度とすることは困難であった。本
発明の目的はかかる従来法の欠点を除去すべく考案され
た新規の気相成長装置を提供することにある。
本発明によれば、ｍ−Ｖ族化合物半導体気相成長に用い
る町族元素収容石英製ソースボートにおいて、そのソー
スボートは仕切り板によって複数個の小室に分割され、
かつ仕切り板の下部に小孔が設けられていることを特徴
とするソースボート力乳得られる。
る町族元素収容石英製ソースボートにおいて、そのソー
スボートは仕切り板によって複数個の小室に分割され、
かつ仕切り板の下部に小孔が設けられていることを特徴
とするソースボート力乳得られる。
以下、図面に基づいて本発明を詳述する。
第１図は、それぞれｍ−Ｖ族化合物半導体の気相成長に
用いられている従来の気相成長装置の概略構成図で、１
１は石英製反応管、１２は電気炉、１３はキャリアガス
によって輸送されるＶ族元素を供給するガス状原料、１
４〜１７はソースであるｍ族元素単体、１８はソースボ
ート「 １９は仕切り板、２川ま反応生成ガスへそして
２１は種結晶基板である。
用いられている従来の気相成長装置の概略構成図で、１
１は石英製反応管、１２は電気炉、１３はキャリアガス
によって輸送されるＶ族元素を供給するガス状原料、１
４〜１７はソースであるｍ族元素単体、１８はソースボ
ート「 １９は仕切り板、２川ま反応生成ガスへそして
２１は種結晶基板である。
キャリアガス通流方向の上流領域にある室のソース１４
程新鮮なガス状原料１３と反応して速やかに消費される
のでト１■敦回の成長後は「第２図に示す様に、ほとん
ど下流領域にあるソース１６，１７のみとなってソース
の総表面積が減少し、その結果反応生成ガス２０が減少
して結晶基板２１上のェピタキシャル成長の成長速度が
低下してしまった。また「ドーパントをソースに添加し
た場合、１■欧回の成長後、結晶基板２１上へ輸送され
るドーパント量は成長回数初期に比べて減少し、このた
めにェピタキシヤル層の不純物濃度の再現性の低下が著
しかった。第３図ａおよびｂは本発明の一実施例による
ソースボートの斜透視図および断面図であって「 ２２
はソ−スボート、２３は仕切り板、２４〜２７はソース
であるｍ族元素単体〜そして２８は小孔である。ここで
、石英製反応管内におけるソースボート、種結晶基板の
配置およびＶ族元素の供給等は第１図と同様である。従
来ボートの場合、キャリアガス通流方向の上流領域にあ
るソースが反応により速やかに消費されて減少してしま
うが、本実施例のソースボートにおいては仕切り板２３
の下部に４・孔２８が設けられているため「上流領域の
ソース２４，２５の減少が下流領域のソース２６，２７
の流入によって補われる。したがって、成長回数を重ね
ても第４図ｂに示す様にソ−スの総表面積は常に一定に
保たれ、そのため反応生成ガス２０の量が一定となり、
結晶基板２１上のェピタキシャル成長速度は再現性よく
一定に保つことが出来る。ここで、小孔２８の径が大き
すぎたり「あるいは数が多いと各ソース２４〜２７の反
応の独立性が維持し‘こく〈なり、また径が小さいかま
たは数が少し「場合、下流領域から上流領域へのソース
の流入がスムーズでなくなる。したがって「仕切り板の
下部に設ける小孔の径および数についてはソースボート
の大きさによって最適条件があるが、実験的に容易に見
出すことが可能であって本発明実施の上で何ら支障はな
い。さらに〜本発明ソースボートにＳｎ、Ｆｅ等のドー
パントを添加する場合、添加量は高々０．１％程度と少
し「のでソ−スは理想済体となっており、ソース温度（
通常８５０℃程度）でのドーパントの拡散を考慮すると
前述したソースの流入が起きる様な小孔があれば、十分
ドーパントは各ソースに均一に混合され、従って「ドー
パントの添加は従来ボートの様に各室それぞれに入れる
必要はなく１つの室に入れればよい。そして成長回数を
重ねても、第３図ｂの様にソース総表面積は一定にかつ
ドーパントは各ソースに均一に混合しているので、ェピ
タキシャル成長層に取り込まれるドーパントの量は一定
であり「再現性よく所望の不純物濃度とすることが出来
る。第４図はＶ族元素のガス状原料として三塩化耽素を
、ソースとしてガリウムを、またドーパントとしてＳｎ
をソース中に添加して枇化ガリウムを成長させた場合の
成長回数と成長速度および不純物濃度との関係を表わす
図であり、ａ，ａ′は従来のソースボートによって得ら
れた値であり、ｂ，ｂｒ‘ま第３図ａに示したソースボ
ートで径３肋、４個の小孔２８を各仕切り板に設けた時
に得られた結果である。
程新鮮なガス状原料１３と反応して速やかに消費される
のでト１■敦回の成長後は「第２図に示す様に、ほとん
ど下流領域にあるソース１６，１７のみとなってソース
の総表面積が減少し、その結果反応生成ガス２０が減少
して結晶基板２１上のェピタキシャル成長の成長速度が
低下してしまった。また「ドーパントをソースに添加し
た場合、１■欧回の成長後、結晶基板２１上へ輸送され
るドーパント量は成長回数初期に比べて減少し、このた
めにェピタキシヤル層の不純物濃度の再現性の低下が著
しかった。第３図ａおよびｂは本発明の一実施例による
ソースボートの斜透視図および断面図であって「 ２２
はソ−スボート、２３は仕切り板、２４〜２７はソース
であるｍ族元素単体〜そして２８は小孔である。ここで
、石英製反応管内におけるソースボート、種結晶基板の
配置およびＶ族元素の供給等は第１図と同様である。従
来ボートの場合、キャリアガス通流方向の上流領域にあ
るソースが反応により速やかに消費されて減少してしま
うが、本実施例のソースボートにおいては仕切り板２３
の下部に４・孔２８が設けられているため「上流領域の
ソース２４，２５の減少が下流領域のソース２６，２７
の流入によって補われる。したがって、成長回数を重ね
ても第４図ｂに示す様にソ−スの総表面積は常に一定に
保たれ、そのため反応生成ガス２０の量が一定となり、
結晶基板２１上のェピタキシャル成長速度は再現性よく
一定に保つことが出来る。ここで、小孔２８の径が大き
すぎたり「あるいは数が多いと各ソース２４〜２７の反
応の独立性が維持し‘こく〈なり、また径が小さいかま
たは数が少し「場合、下流領域から上流領域へのソース
の流入がスムーズでなくなる。したがって「仕切り板の
下部に設ける小孔の径および数についてはソースボート
の大きさによって最適条件があるが、実験的に容易に見
出すことが可能であって本発明実施の上で何ら支障はな
い。さらに〜本発明ソースボートにＳｎ、Ｆｅ等のドー
パントを添加する場合、添加量は高々０．１％程度と少
し「のでソ−スは理想済体となっており、ソース温度（
通常８５０℃程度）でのドーパントの拡散を考慮すると
前述したソースの流入が起きる様な小孔があれば、十分
ドーパントは各ソースに均一に混合され、従って「ドー
パントの添加は従来ボートの様に各室それぞれに入れる
必要はなく１つの室に入れればよい。そして成長回数を
重ねても、第３図ｂの様にソース総表面積は一定にかつ
ドーパントは各ソースに均一に混合しているので、ェピ
タキシャル成長層に取り込まれるドーパントの量は一定
であり「再現性よく所望の不純物濃度とすることが出来
る。第４図はＶ族元素のガス状原料として三塩化耽素を
、ソースとしてガリウムを、またドーパントとしてＳｎ
をソース中に添加して枇化ガリウムを成長させた場合の
成長回数と成長速度および不純物濃度との関係を表わす
図であり、ａ，ａ′は従来のソースボートによって得ら
れた値であり、ｂ，ｂｒ‘ま第３図ａに示したソースボ
ートで径３肋、４個の小孔２８を各仕切り板に設けた時
に得られた結果である。
第４図で明らかな様に、１増欧回目の成長後、従来のソ
ースボートでは急激に成長速度および不純物濃度が低下
すると共に大きく変動し再現性が低下する。本発明のソ
ースボートを用いた場合、２５回目迄変動の少し、一定
した成長速度および不純物濃度が得られる。また、各成
長毎の成長速度の変動は成長回数の従来のソースボート
の場合士１５％と大きかったが、本発明のソースボート
の場合全成長を通じて±５％となり、また不純物濃度の
変動は従釆５０％であったものが本発明により±１０％
となり、大幅に改善された。この様に本発明により成長
回数に依存せず常に一定の成長速度をもって一定の不純
物濃度のヱピタキシャル成長層を再現性よく得ることが
可能となつた。
ースボートでは急激に成長速度および不純物濃度が低下
すると共に大きく変動し再現性が低下する。本発明のソ
ースボートを用いた場合、２５回目迄変動の少し、一定
した成長速度および不純物濃度が得られる。また、各成
長毎の成長速度の変動は成長回数の従来のソースボート
の場合士１５％と大きかったが、本発明のソースボート
の場合全成長を通じて±５％となり、また不純物濃度の
変動は従釆５０％であったものが本発明により±１０％
となり、大幅に改善された。この様に本発明により成長
回数に依存せず常に一定の成長速度をもって一定の不純
物濃度のヱピタキシャル成長層を再現性よく得ることが
可能となつた。
以上、本発明ソースボートを枇化ガリウム気相成長を例
にとって説明したが他のｍ−Ｖ族化合物半導体、例えば
燐化インジウム、燐化ガリウム、硯化インジウム等にお
いても全く同様の効果が得られた。
にとって説明したが他のｍ−Ｖ族化合物半導体、例えば
燐化インジウム、燐化ガリウム、硯化インジウム等にお
いても全く同様の効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
第１図はｍ−Ｖ族化合物半導体気相成長に用いられてい
る従来の気相成長装置の概略構成図で、第２図は数回の
成長後のソースボートの図であり、１１は石英製反応管
、１２は電気炉、１３はキャリアガスによって輸送され
るＶ族元素を供給するガス状原料、１４〜１７はソース
であるｍ族元素単体、１８はソ−スボート、１９は仕切
り板、２川ま反応生成ガス、そして２１は種結晶基板で
ある。 第３図ａ，ｂはそれぞれ本発明の一実施例によるソース
ボートの斜透視図および断面図であって、２２はソース
ボート、２３は仕切り板、２４〜２７はソースであるｍ
族元素単体、そして２８は小孔である。第４図は従来の
ソースボート並びに本発明によるソースボートを用いた
枇化ガリウム気相成長における成長回数と成長速度およ
び不純物濃度との関係を示す図である。図でａ，ａ’‘
ま従来のソースボートを用いて得た結果を、またｂ，い
ま本発明によるソースボートを用いて得た結果の１例で
あり、ａ，ｂは成長速度を「ａ′，ｂ′は不純物濃度を
それぞれ示す。第１図第２図 第３図での） 第３図（ｂ） 第４図
る従来の気相成長装置の概略構成図で、第２図は数回の
成長後のソースボートの図であり、１１は石英製反応管
、１２は電気炉、１３はキャリアガスによって輸送され
るＶ族元素を供給するガス状原料、１４〜１７はソース
であるｍ族元素単体、１８はソ−スボート、１９は仕切
り板、２川ま反応生成ガス、そして２１は種結晶基板で
ある。 第３図ａ，ｂはそれぞれ本発明の一実施例によるソース
ボートの斜透視図および断面図であって、２２はソース
ボート、２３は仕切り板、２４〜２７はソースであるｍ
族元素単体、そして２８は小孔である。第４図は従来の
ソースボート並びに本発明によるソースボートを用いた
枇化ガリウム気相成長における成長回数と成長速度およ
び不純物濃度との関係を示す図である。図でａ，ａ’‘
ま従来のソースボートを用いて得た結果を、またｂ，い
ま本発明によるソースボートを用いて得た結果の１例で
あり、ａ，ｂは成長速度を「ａ′，ｂ′は不純物濃度を
それぞれ示す。第１図第２図 第３図での） 第３図（ｂ） 第４図
Claims (1)
- １ 気相成長に必要な原料を収納するボードが仕切り板
によって複数個の小室に分割され、かつ前記仕切り板に
小孔が設けられることを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11387580A JPS6011455B2 (ja) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11387580A JPS6011455B2 (ja) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5737823A JPS5737823A (en) | 1982-03-02 |
| JPS6011455B2 true JPS6011455B2 (ja) | 1985-03-26 |
Family
ID=14623297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11387580A Expired JPS6011455B2 (ja) | 1980-08-19 | 1980-08-19 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011455B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2829946B2 (ja) * | 1985-11-30 | 1998-12-02 | 株式会社島津製作所 | 多項目自動分析装置の制御方法 |
| JPH0634016B2 (ja) * | 1989-05-01 | 1994-05-02 | 三井石油化学工業株式会社 | 分析試料の移送方法 |
-
1980
- 1980-08-19 JP JP11387580A patent/JPS6011455B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5737823A (en) | 1982-03-02 |
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