JPS60145999A - 化合物半導体気相成長方法 - Google Patents
化合物半導体気相成長方法Info
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- JPS60145999A JPS60145999A JP290784A JP290784A JPS60145999A JP S60145999 A JPS60145999 A JP S60145999A JP 290784 A JP290784 A JP 290784A JP 290784 A JP290784 A JP 290784A JP S60145999 A JPS60145999 A JP S60145999A
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- JP
- Japan
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- raw material
- aluminum
- arsine
- hydride
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
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- Organic Chemistry (AREA)
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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】
（産業上の利用分野、）
本発明は、半導体の気相成長方法、特に、アルミニウム
を含む化合物半導体の気相成長に関するものである。
を含む化合物半導体の気相成長に関するものである。
（従来技術とその問題点）
Ｇａ□−ｘ ’Ｊ！ ｘＡ ｓに代表されるアルミニウ
ムを含むＮ−Ｖ族化合物半導体は光デバイス、高速デバ
イスとして重要である。これらの結晶成長方法として、
■族元素のアルキル化合物と、Ｖ族元素の水素化物を用
いる有機金属気相成長法は、その制御性の良さと生産性
の高さから極めて有用な成長方法である。気相成長にお
いては、成長速度の制御、混晶の場合の組成制御は基本
的に重要なことであるが、有機金属気相成長法によって
アルミニウムを含むＩ−Ｖ族化合物半導体、例えばＧａ
１−ｘＭｘＡｓを成長させる場合、同一の成長条件で
成長をしても、アルミニウムの組成比Ｘが変動すること
があった。これは、例えば、池田らによシ、１９８２年
４月の第２９回応用物理学会関連連合謂演会予稿集、講
演番号２ｐ−Ｉ−１７に示されているごとく、アルシン
に含まれる不純物が関係していると推測されていたが、
実際にアルシン中の何が原因であるかは明確でなかった
。したがって、特にアルシンの交換時など、高品質で一
定のＸを持つＯａ、−Ｘ、υｘＡｓを得ることは困難で
あった。
ムを含むＮ−Ｖ族化合物半導体は光デバイス、高速デバ
イスとして重要である。これらの結晶成長方法として、
■族元素のアルキル化合物と、Ｖ族元素の水素化物を用
いる有機金属気相成長法は、その制御性の良さと生産性
の高さから極めて有用な成長方法である。気相成長にお
いては、成長速度の制御、混晶の場合の組成制御は基本
的に重要なことであるが、有機金属気相成長法によって
アルミニウムを含むＩ−Ｖ族化合物半導体、例えばＧａ
１−ｘＭｘＡｓを成長させる場合、同一の成長条件で
成長をしても、アルミニウムの組成比Ｘが変動すること
があった。これは、例えば、池田らによシ、１９８２年
４月の第２９回応用物理学会関連連合謂演会予稿集、講
演番号２ｐ−Ｉ−１７に示されているごとく、アルシン
に含まれる不純物が関係していると推測されていたが、
実際にアルシン中の何が原因であるかは明確でなかった
。したがって、特にアルシンの交換時など、高品質で一
定のＸを持つＯａ、−Ｘ、υｘＡｓを得ることは困難で
あった。
（発明の目的）
本発明は上述の従来の方法における欠点を取υ除き、成
長させた膜中にジいて常例アルミニウムの組成比を、目
的とする値に制御できる化合物半導体気相成長方法を提
供することを目的とする。
長させた膜中にジいて常例アルミニウムの組成比を、目
的とする値に制御できる化合物半導体気相成長方法を提
供することを目的とする。
（発明の構成）
本発明によれば、■族元素のアルキル化合物と、■族元
素の水素化物を用いて、アルミニウムを含む化合物半導
体を有機金属気相成長法によって成長するに際し、■族
元素の水素化物原料ガス中に含まれる水蒸気の濃度を測
定し、これに応じて、アルミニウムのアルキル化合物原
料の供給量を変化させてアルミニウムの組成比を所望の
値にすることを特徴とする化合物半導体の気相成長方法
が得られる。
素の水素化物を用いて、アルミニウムを含む化合物半導
体を有機金属気相成長法によって成長するに際し、■族
元素の水素化物原料ガス中に含まれる水蒸気の濃度を測
定し、これに応じて、アルミニウムのアルキル化合物原
料の供給量を変化させてアルミニウムの組成比を所望の
値にすることを特徴とする化合物半導体の気相成長方法
が得られる。
（本発明の作用・原理）
本発明者らは、先に述べたｏａ １− ｘＡｉ、ｘＡＳ
の成長をトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム
およびアルシンｆｔ原料とする有機金属気相成長法によ
って行ない、アルシン中のどの不純物がアルミニウム組
成比Ｘに影響を与えるかを詳細に実験した。この結果、
アルシン中の水蒸気゛と、アルミニウムの原料であるト
リメチルアルミニウムとが合流すると直ちに互に反応し
てしまうために反応管内の基板上まで所定のトリメチル
アルミニウムが送られないことがＸの減少を引き起こす
ことを見出した。また、従来、水蒸気とともに、酸素も
Ｘに何らかの影響を与えるのではないかと考えられてい
たが、酸素の場合はアルミニウムの組成には何の変化も
起さないことが判明した。さらに、アルシン中の水蒸気
は、上記のアルミニウムの組成に大きく影響するが、成
長層の品質例えばキャリア濃度やフォトルミネッセンス
の強度などは大きく劣化させることはなく、十分実用的
なものが得られることがわかった。従って、アルシン中
の水蒸気の濃度を測定し、この水蒸気との反応によって
減少してしまう分のトリメチルアルミニウムをあらかじ
め余分に供給すれば目的とするアルミニウム組成Ｘを得
ることが可能となる。水蒸気によって減少するトリメチ
ルアルミニウムの量は、成長条件によって多少変化する
が、実験によれば存在する水蒸気量のほぼ１／３のトリ
メチルアルミニウムが反応によシとシさられる。りまり
トリメチルアルミニウム１に対して水蒸気３の割合で反
応している。
の成長をトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム
およびアルシンｆｔ原料とする有機金属気相成長法によ
って行ない、アルシン中のどの不純物がアルミニウム組
成比Ｘに影響を与えるかを詳細に実験した。この結果、
アルシン中の水蒸気゛と、アルミニウムの原料であるト
リメチルアルミニウムとが合流すると直ちに互に反応し
てしまうために反応管内の基板上まで所定のトリメチル
アルミニウムが送られないことがＸの減少を引き起こす
ことを見出した。また、従来、水蒸気とともに、酸素も
Ｘに何らかの影響を与えるのではないかと考えられてい
たが、酸素の場合はアルミニウムの組成には何の変化も
起さないことが判明した。さらに、アルシン中の水蒸気
は、上記のアルミニウムの組成に大きく影響するが、成
長層の品質例えばキャリア濃度やフォトルミネッセンス
の強度などは大きく劣化させることはなく、十分実用的
なものが得られることがわかった。従って、アルシン中
の水蒸気の濃度を測定し、この水蒸気との反応によって
減少してしまう分のトリメチルアルミニウムをあらかじ
め余分に供給すれば目的とするアルミニウム組成Ｘを得
ることが可能となる。水蒸気によって減少するトリメチ
ルアルミニウムの量は、成長条件によって多少変化する
が、実験によれば存在する水蒸気量のほぼ１／３のトリ
メチルアルミニウムが反応によシとシさられる。りまり
トリメチルアルミニウム１に対して水蒸気３の割合で反
応している。
（実施例）
以下、本発明を、トリメチルガリウムとトリメチルアル
ミニウムとアルシンを原料とし、水素をキャリアガスと
する有機金属気相成長法によるＧａ Ｉ−ｘＭｘＡ ｓ
成長において実施した場合を説明する。はじめにＸ＝０
．３３の成長層を得る目的で全流量２．５１Ａｎ ｉ
ｎ、、トリメチルガリウム分圧５ Ｘ １０．−’気圧
、トリメチルアルミニウム分圧２．５ｘｌＯ，”” 気
圧、アルシン分圧２Ｘ１０−”気圧（アルシンは水素ベ
ース１ ％ Ｘ Ｏ，５ｌ／ｍｉｎ 、 ） 、成長圧
力１気圧、成長温度７００℃として成長を行った。得ら
れたＧａ１−ｘＡｌｘＡｓ層のＸの値をＸｍロッキング
カーブ法によって測定した結果は０．２８ であった。
ミニウムとアルシンを原料とし、水素をキャリアガスと
する有機金属気相成長法によるＧａ Ｉ−ｘＭｘＡ ｓ
成長において実施した場合を説明する。はじめにＸ＝０
．３３の成長層を得る目的で全流量２．５１Ａｎ ｉ
ｎ、、トリメチルガリウム分圧５ Ｘ １０．−’気圧
、トリメチルアルミニウム分圧２．５ｘｌＯ，”” 気
圧、アルシン分圧２Ｘ１０−”気圧（アルシンは水素ベ
ース１ ％ Ｘ Ｏ，５ｌ／ｍｉｎ 、 ） 、成長圧
力１気圧、成長温度７００℃として成長を行った。得ら
れたＧａ１−ｘＡｌｘＡｓ層のＸの値をＸｍロッキング
カーブ法によって測定した結果は０．２８ であった。
一方アルシン中の水蒸気濃度を露点針を使って測定した
結果は８０ｐｐｍであった。この水蒸気濃度は、アルシ
ンとトリメチルアルミニウムが合流する点では、合流す
ることで１／１５に薄められ１６ ｐｐｍとなるので、
次にこれの１／３に対応するｓ、３ｐｐｍ 、すなわち
０．５３ Ｘ １０−’気圧分だけトリメチルアルミニ
ウムの供給量を増して３．０３Ｘ１０−’気圧として成
長を行なった所Ｘ＝Ｏ，：３２となってほぼ目的の組成
を持つＧａ １−ｘＡｉ、Ａｓを得ることができた。
結果は８０ｐｐｍであった。この水蒸気濃度は、アルシ
ンとトリメチルアルミニウムが合流する点では、合流す
ることで１／１５に薄められ１６ ｐｐｍとなるので、
次にこれの１／３に対応するｓ、３ｐｐｍ 、すなわち
０．５３ Ｘ １０−’気圧分だけトリメチルアルミニ
ウムの供給量を増して３．０３Ｘ１０−’気圧として成
長を行なった所Ｘ＝Ｏ，：３２となってほぼ目的の組成
を持つＧａ １−ｘＡｉ、Ａｓを得ることができた。
（発明の効果）
実施例で説明したごとく、本発明によって、従来の方法
での、アルミニウムの組成比の変動を、その原因である
アルシン中の水蒸気の濃度を測定し、あらかじめそれに
対応してアルミニウムの原料の供給量を変化させること
で補正して、目的とするアルミニウム組成比を再現性よ
く得ることが可能となった。この結果、アルシンの交換
時の水蒸気濃度の変化あるいは、同一のアルシンを用い
た’１合でも、アルシンの使用に伴うアルシン容器内圧
力の減少にもとづく水蒸気濃度の変化による組成の変動
を完全に防止することができる。なお、７ ルミニウム
の原料としてトリメチルアルミニウムなど他の有機原料
を用いた場合や、■族元素として燐を含む半導体の成長
（この場合はフォスフインが原料として用いられる）の
場合にも全く同様の効果があるのは当然である。
での、アルミニウムの組成比の変動を、その原因である
アルシン中の水蒸気の濃度を測定し、あらかじめそれに
対応してアルミニウムの原料の供給量を変化させること
で補正して、目的とするアルミニウム組成比を再現性よ
く得ることが可能となった。この結果、アルシンの交換
時の水蒸気濃度の変化あるいは、同一のアルシンを用い
た’１合でも、アルシンの使用に伴うアルシン容器内圧
力の減少にもとづく水蒸気濃度の変化による組成の変動
を完全に防止することができる。なお、７ ルミニウム
の原料としてトリメチルアルミニウムなど他の有機原料
を用いた場合や、■族元素として燐を含む半導体の成長
（この場合はフォスフインが原料として用いられる）の
場合にも全く同様の効果があるのは当然である。
代理人 介理士 内 広て 晋 。
＼、二 。
Claims (1)
- ■族元素のアルキル化合物と、Ｖ族元素の水素化物を用
いて、アルミニウムを含む化合物半導体を有機金属気相
成長法によって成長するに際し、Ｖ族元素の水素化物原
料ガス中に含まれる水蒸気の濃度を測定し、これに応じ
て、アルミニウムのアルキル化合物原料の供給量を変化
させてアルミニウムの組成比を所望の値にすることを特
徴とする化合物半導体気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP290784A JPS60145999A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 化合物半導体気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP290784A JPS60145999A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 化合物半導体気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60145999A true JPS60145999A (ja) | 1985-08-01 |
| JPH0457640B2 JPH0457640B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=11542425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP290784A Granted JPS60145999A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 化合物半導体気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60145999A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6776805B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-08-17 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus having a moisture measuring device |
| JP2021146223A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 大陽日酸株式会社 | トリメチルアルミニウムの処理方法 |
-
1984
- 1984-01-11 JP JP290784A patent/JPS60145999A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6776805B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-08-17 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus having a moisture measuring device |
| US6794204B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-09-21 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
| US7033843B2 (en) | 2000-02-28 | 2006-04-25 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
| JP2021146223A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 大陽日酸株式会社 | トリメチルアルミニウムの処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0457640B2 (ja) | 1992-09-14 |
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