JPS60131968A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS60131968A JPS60131968A JP23931083A JP23931083A JPS60131968A JP S60131968 A JPS60131968 A JP S60131968A JP 23931083 A JP23931083 A JP 23931083A JP 23931083 A JP23931083 A JP 23931083A JP S60131968 A JPS60131968 A JP S60131968A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piping
- raw material
- gas
- pipe
- gaseous raw
- Prior art date
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- 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
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4402—Reduction of impurities in the source gas
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は気相成長装置に関し、特に半導体素子の製造等
において用いられる気相成長装置に関するものである。
において用いられる気相成長装置に関するものである。
組構造を有する半導体装置を作成するにあたり、薄膜成
長はきわめて重要な工程の一つである。然るに薄膜成長
方法としては主として気相成長法、液相成長法及び分子
線エビタクシ−法が用いられているが、気相成長法は原
料ガスから結晶基板への直接成長という有利さから量産
性の点で最も優れている。
長はきわめて重要な工程の一つである。然るに薄膜成長
方法としては主として気相成長法、液相成長法及び分子
線エビタクシ−法が用いられているが、気相成長法は原
料ガスから結晶基板への直接成長という有利さから量産
性の点で最も優れている。
従来の気相成長法において、原料ガスはガスボンベより
又液体原料の場合はバブラー（Ｂｕ６’６ｊｇｒ）より
輸送ガスとともに反応管に供給される。結晶基板は反応
管内にて抵抗加熱、高周波加熱等によシ加熱され送られ
てきた原料ガスは結晶基板上又はその近傍にて化学反応
をおこし結晶基板上にエピタクシャル成長する。
又液体原料の場合はバブラー（Ｂｕ６’６ｊｇｒ）より
輸送ガスとともに反応管に供給される。結晶基板は反応
管内にて抵抗加熱、高周波加熱等によシ加熱され送られ
てきた原料ガスは結晶基板上又はその近傍にて化学反応
をおこし結晶基板上にエピタクシャル成長する。
ガスボンベ又はバブラーより供給された原料ガスは長い
配管を通して反応管まで送り込まれるが、配管中に設け
たバルブ等を用いてガスの切換えを行う場合に、バルブ
を閉じた後も原料ガスはバルブから反応管までの配管内
にとどまり、この不用な原料ガスぞ配管より反応竺に長
期間にわたって拡散する。このような理由から従来の方
法ではたとえば組成の異なる２種類のエビタクシ−膜を
連続成長する場合、これら２種類の膜間に中間的な組成
をもつ領域が形成され十分に急峻な結晶が得られないと
いう欠点がある。そこで配管の長さを短かくしたり切換
パルプを反応管のガス導入口に可能なかぎシ近ずけて配
設するなどの対策を施こしてガスの残留を極力すくなく
していたが、このような対策を購することによって反応
管のまわりの装置が複雑となるという新たな問題が生じ
ていた。
配管を通して反応管まで送り込まれるが、配管中に設け
たバルブ等を用いてガスの切換えを行う場合に、バルブ
を閉じた後も原料ガスはバルブから反応管までの配管内
にとどまり、この不用な原料ガスぞ配管より反応竺に長
期間にわたって拡散する。このような理由から従来の方
法ではたとえば組成の異なる２種類のエビタクシ−膜を
連続成長する場合、これら２種類の膜間に中間的な組成
をもつ領域が形成され十分に急峻な結晶が得られないと
いう欠点がある。そこで配管の長さを短かくしたり切換
パルプを反応管のガス導入口に可能なかぎシ近ずけて配
設するなどの対策を施こしてガスの残留を極力すくなく
していたが、このような対策を購することによって反応
管のまわりの装置が複雑となるという新たな問題が生じ
ていた。
本発明の目的は反応管配管系の構造に工夫を施すことに
より上記欠点及び問題点を解決し比較的簡便な方法で多
種類の薄膜間の急峻性を向上し得る気相成長装置を提供
することにある。
より上記欠点及び問題点を解決し比較的簡便な方法で多
種類の薄膜間の急峻性を向上し得る気相成長装置を提供
することにある。
本発明は気相成長反応管内に原料ガスを供給して結晶成
長を行わせる気相成長装置において、原料ガスの供給用
配管に、原料ガスに対し不活性なガスを送入し、供給配
管中に残留する原料ガスを系外へ排出する不活性ガス導
入用配管と、ガス排出用配管とを接続し、各配管に流路
切替え操作用パルプを介装したことを特徴とする気相成
長装置である。
長を行わせる気相成長装置において、原料ガスの供給用
配管に、原料ガスに対し不活性なガスを送入し、供給配
管中に残留する原料ガスを系外へ排出する不活性ガス導
入用配管と、ガス排出用配管とを接続し、各配管に流路
切替え操作用パルプを介装したことを特徴とする気相成
長装置である。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の気相成長装置の原理を説明するための
たとえばガリウム砒素気相成長装置の構成図である。第
１図において、石英反応管（以下単に反応管という）ｌ
内に設置したグラファイト支持台（以下単に支持台とい
う）２上にガリウム砒素結晶基板（以下単に結晶基板と
いう）３を配置し、高周波コイル４により結晶基板３の
近傍を加熱する。一方、有機金属原料であるトリメテル
ガリウＡ （ＴｒｉｍｇｔｈｙＬｇ ｇａｌｌｉｕｍ
）はバブラー５に配設され、輸送ガスたとえば水素をバ
ブラー５内におくりこむことによシこれが気化され、配
管６を通り反応管１に達する。この配管６の下流側に配
管９を接続する。この配管９は配管６に原料ガスに不活
性なガスを供給するためのものである。
たとえばガリウム砒素気相成長装置の構成図である。第
１図において、石英反応管（以下単に反応管という）ｌ
内に設置したグラファイト支持台（以下単に支持台とい
う）２上にガリウム砒素結晶基板（以下単に結晶基板と
いう）３を配置し、高周波コイル４により結晶基板３の
近傍を加熱する。一方、有機金属原料であるトリメテル
ガリウＡ （ＴｒｉｍｇｔｈｙＬｇ ｇａｌｌｉｕｍ
）はバブラー５に配設され、輸送ガスたとえば水素をバ
ブラー５内におくりこむことによシこれが気化され、配
管６を通り反応管１に達する。この配管６の下流側に配
管９を接続する。この配管９は配管６に原料ガスに不活
性なガスを供給するためのものである。
また、配管６の上流側に配管７を接続する。この配管７
は一掃されたガスを排気するだめの配管で、ロータリー
ポンプ８が接続され、その端末は系外に開口されている
。気抹原料たとえばアルシンは配管１０により反応管１
内に供給される。配管６０基部、配管７の分岐部、配管
６に接続された配管９の接続部並びに配管１Ｏの各管路
にガス流路の切換、開閉操作用のパルプ１１，１２，１
３．１４をそれぞれ介装する。
は一掃されたガスを排気するだめの配管で、ロータリー
ポンプ８が接続され、その端末は系外に開口されている
。気抹原料たとえばアルシンは配管１０により反応管１
内に供給される。配管６０基部、配管７の分岐部、配管
６に接続された配管９の接続部並びに配管１Ｏの各管路
にガス流路の切換、開閉操作用のパルプ１１，１２，１
３．１４をそれぞれ介装する。
エビタクシャル成長開始時にはパルプ１１を開き、パル
プ１２．１３を閉じる。原料ガス（例えばトリメチルガ
リウム及びアルシン）、輸送ガス（例えば水素）は配管
６，１０をとおって反応管１へ供給され、結晶基板３表
面にてエピタクシャル成長する。
プ１２．１３を閉じる。原料ガス（例えばトリメチルガ
リウム及びアルシン）、輸送ガス（例えば水素）は配管
６，１０をとおって反応管１へ供給され、結晶基板３表
面にてエピタクシャル成長する。
成長を停止するときには、まず、パルプ１１を閉じ、次
いでパルプ１２．１３を開ける。パルプ１ｌｔ−閉じる
ことにより原料のトリメチルガリウムの供給は断たれる
。そしてロータリーポンプ８を駆動し、水素等の原料ガ
スに対し不活性なガスを配管９に送り込むと、この不活
性ガスは配管６を流れ配管７をへて排気される。その結
果、配管６内に残門していた原料のトリメチルガリウム
は不活性なガスとともに配管７をとおって排気され、従
来の装置においてみられるような配管より反応管へ至る
残留原料ガスの拡散はなくなり、きわめて短期間のうち
に結晶成長を停止することができる。
いでパルプ１２．１３を開ける。パルプ１ｌｔ−閉じる
ことにより原料のトリメチルガリウムの供給は断たれる
。そしてロータリーポンプ８を駆動し、水素等の原料ガ
スに対し不活性なガスを配管９に送り込むと、この不活
性ガスは配管６を流れ配管７をへて排気される。その結
果、配管６内に残門していた原料のトリメチルガリウム
は不活性なガスとともに配管７をとおって排気され、従
来の装置においてみられるような配管より反応管へ至る
残留原料ガスの拡散はなくなり、きわめて短期間のうち
に結晶成長を停止することができる。
第２図は本発明１の気相成長装置の一実施例を示す反応
管及び配管図である。同図はガリウム砒素及びアルミニ
ウム砒素層連続成長の実施例を示し、実施例では２基の
バブラー５，５′を備え、それぞれに専用の配管６ 、
６’、 ７ 、７’、 ９ 、９’を接続した例を示し
ている。第１図と同じ構成部分には同じ符号が付しであ
る。
管及び配管図である。同図はガリウム砒素及びアルミニ
ウム砒素層連続成長の実施例を示し、実施例では２基の
バブラー５，５′を備え、それぞれに専用の配管６ 、
６’、 ７ 、７’、 ９ 、９’を接続した例を示し
ている。第１図と同じ構成部分には同じ符号が付しであ
る。
第２図において、反応管１内に設置された支持台４上に
結晶基板３をセットし、、支持台４をとおして竺晶基板
３の通常成長温度である５５０℃〜７５０℃に保たれる
ように高周波コイル４によシ反応管ｌを加熱する。ガリ
ウム及びアルミニウムの原料であるトリメチルガリウム
及びトリメチルガリウムりＪＡ （ｔｒｉｔｎｅｔｈｙ
ｌｅ ａｌｗｍｉｎｉｕｒｎ ）は一定温度でバブラー
５及び５′に各々収容され純化された水素が各バブラー
５，５′に別個処おくられて原料が気化される。これら
水素及び原料ガスは配管６及び６′を通り反応管１に供
給される。これら配管６及びダ、原料ガスに不活性なガ
スたとえば水素を導入するための配管９，９′及びそれ
らのガスの排気用配管７゜７′にはそれぞれ第１図と同
様にパルプ１１．１１’、１３゜１３’、 １２ 、１
２’を備えている。ヒ素原料であるアルシンは配管１０
を通して供給される。
結晶基板３をセットし、、支持台４をとおして竺晶基板
３の通常成長温度である５５０℃〜７５０℃に保たれる
ように高周波コイル４によシ反応管ｌを加熱する。ガリ
ウム及びアルミニウムの原料であるトリメチルガリウム
及びトリメチルガリウムりＪＡ （ｔｒｉｔｎｅｔｈｙ
ｌｅ ａｌｗｍｉｎｉｕｒｎ ）は一定温度でバブラー
５及び５′に各々収容され純化された水素が各バブラー
５，５′に別個処おくられて原料が気化される。これら
水素及び原料ガスは配管６及び６′を通り反応管１に供
給される。これら配管６及びダ、原料ガスに不活性なガ
スたとえば水素を導入するための配管９，９′及びそれ
らのガスの排気用配管７゜７′にはそれぞれ第１図と同
様にパルプ１１．１１’、１３゜１３’、 １２ 、１
２’を備えている。ヒ素原料であるアルシンは配管１０
を通して供給される。
例えばガリウム砒素に連続してアルミニウム砒素を成長
する場合には、最初にバルブ１１及び１４を開キ、ハｃ
ｔ／ −１１２，１２’、１３，１３’及ヒｌｌ’を閉
じテカリウム砒素を成長させる。次にバルブ１１を閉じ
、ノくルブ１２，１３を開き、原料ガスの供給を停止す
るとともにロータリーポンプ８を駆動し、ノく−ジ用ガ
スの水素を配管９より配管６内へ送りこみ、配管７より
糸外へ排出する。したがって配管６内にとどまっていた
原料ガスのトリメチルガリウムはただちに配管６よりパ
ージされ、その結果配管６より反応管１へしみだすこと
は全くなくなる。次にノくルプ１１’を開き、反応管１
内へトリメチルアルミニウムを供給してアルミニウム砒
素を基板３上に成長させる。例えばアルミニウム砒素に
続きガリウム砒素を成長させる場合も同様の手続きによ
って行うことができる。
する場合には、最初にバルブ１１及び１４を開キ、ハｃ
ｔ／ −１１２，１２’、１３，１３’及ヒｌｌ’を閉
じテカリウム砒素を成長させる。次にバルブ１１を閉じ
、ノくルブ１２，１３を開き、原料ガスの供給を停止す
るとともにロータリーポンプ８を駆動し、ノく−ジ用ガ
スの水素を配管９より配管６内へ送りこみ、配管７より
糸外へ排出する。したがって配管６内にとどまっていた
原料ガスのトリメチルガリウムはただちに配管６よりパ
ージされ、その結果配管６より反応管１へしみだすこと
は全くなくなる。次にノくルプ１１’を開き、反応管１
内へトリメチルアルミニウムを供給してアルミニウム砒
素を基板３上に成長させる。例えばアルミニウム砒素に
続きガリウム砒素を成長させる場合も同様の手続きによ
って行うことができる。
本実施例の気相成長装置によって実験した結果、ガス排
気用配管７．γ及びパージ用ガス導入管９．ｖのない場
合にみられるような組成の不連続な部分（１００〜１５
０人）は第２図に示した配管を採用した場合５０λ以下
になることが判明した。
気用配管７．γ及びパージ用ガス導入管９．ｖのない場
合にみられるような組成の不連続な部分（１００〜１５
０人）は第２図に示した配管を採用した場合５０λ以下
になることが判明した。
以上の説明から明らかなように本発明によるときにはき
わめて簡便に薄膜間の組成のだれをおさえ急峻性を向上
することができるという利点があり従来の気相成長法に
比較して半導体素子の性能の向上する効果は著しい。
わめて簡便に薄膜間の組成のだれをおさえ急峻性を向上
することができるという利点があり従来の気相成長法に
比較して半導体素子の性能の向上する効果は著しい。
第１図は本発明の気相成長装置の原理を説明するための
ガリウム砒素気相成長装置の構成図、第２図は本発明装
置を用いたガリウム砒素、アルミニウム砒素、エビタク
シャル気相成長装置の構成図である。 １・・・石英反応管、３・・・結晶基板、５．５′・・
・バブラー、６・・・原料ガス供給用配管、７．７’・
・・残留ガス排気用配管、８・・・ロータリーポンプ、
９．９’・・・パージ用ガス配管、１０・・・原料ガス
（アルシンガスラ配管、１１，１１′。 １２ 、１２’、 １３ 、１３’、 １４ 、１４’
・・・ガス切換用パルプ特許出願人 日本電気株式会社 第２図 ８
ガリウム砒素気相成長装置の構成図、第２図は本発明装
置を用いたガリウム砒素、アルミニウム砒素、エビタク
シャル気相成長装置の構成図である。 １・・・石英反応管、３・・・結晶基板、５．５′・・
・バブラー、６・・・原料ガス供給用配管、７．７’・
・・残留ガス排気用配管、８・・・ロータリーポンプ、
９．９’・・・パージ用ガス配管、１０・・・原料ガス
（アルシンガスラ配管、１１，１１′。 １２ 、１２’、 １３ 、１３’、 １４ 、１４’
・・・ガス切換用パルプ特許出願人 日本電気株式会社 第２図 ８
Claims (1)
- （１）気相成長反応管内に原料ガスを供給して結晶成長
を行わせる気相成長装置において、原料ガスの供給用配
管に、原料ガスに対し不活性なガスを送いし、供給配管
中Ｋｆｉ留するヮ料カニを系外へ排出する不活性ガス導
入用配管と、ガス排出用配管とを接続し、各配管に流路
切縁操作用パルプを介装したことを特徴とする気相成長
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23931083A JPS60131968A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23931083A JPS60131968A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131968A true JPS60131968A (ja) | 1985-07-13 |
Family
ID=17042810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23931083A Pending JPS60131968A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131968A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476547A (en) * | 1989-09-26 | 1995-12-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas feeding device for controlled vaporization of an organometallic compound used in deposition film formation |
| US7453096B2 (en) | 2001-03-27 | 2008-11-18 | Ricoh Company, Ltd. | Method of fabricating a semiconductor light-emitting device |
| US7518161B2 (en) | 2001-03-27 | 2009-04-14 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
| US7968362B2 (en) | 2001-03-27 | 2011-06-28 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP23931083A patent/JPS60131968A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476547A (en) * | 1989-09-26 | 1995-12-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas feeding device for controlled vaporization of an organometallic compound used in deposition film formation |
| US7453096B2 (en) | 2001-03-27 | 2008-11-18 | Ricoh Company, Ltd. | Method of fabricating a semiconductor light-emitting device |
| US7518161B2 (en) | 2001-03-27 | 2009-04-14 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
| US7968362B2 (en) | 2001-03-27 | 2011-06-28 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
| US8293555B2 (en) | 2001-03-27 | 2012-10-23 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
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