JPS6016898A - 気相成長装置 - Google Patents

気相成長装置

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JPS6016898A
JPS6016898A JP12500383A JP12500383A JPS6016898A JP S6016898 A JPS6016898 A JP S6016898A JP 12500383 A JP12500383 A JP 12500383A JP 12500383 A JP12500383 A JP 12500383A JP S6016898 A JPS6016898 A JP S6016898A
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JP
Japan
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crystal growth
growth chamber
organic compound
organic compounds
crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP12500383A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuzaburo Ban
雄三郎 伴
Motoji Morizaki
森崎 元司
Nobuyasu Hase
長谷 亘康
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6016898A publication Critical patent/JPS6016898A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、化合物半導体等を基板上に薄膜状に結晶成長
する場合に用いる気相結晶成長装置に関するものである
従来例の構成とその問題点 近年、有機化合物、特に■族有機金属化合物や■族有機
化合物等を用いる気相成長法(MOCVD法)が、大面
積エビクキシャル、量産性、膜厚や組成のfl+lJ御
性等の点から注目を集め、各所で研究開発が活発に行な
われている。
以下に従来の有機化合物を用いる気相成長装置について
説明する。
第1図は従来の有機化合物を用いる気相成長装置のガス
系統図であシ、1は結晶成長室、2は有機化合物ボンベ
、3は有機化合物をボンベから結晶成長室内へ導くステ
ンレス製パイプ、4は有機化合物ボンベへ供給するキャ
リアガスの流量調整用マス70−コントローラー−、5
1d−V 放水素化物あるいはJIK化水素等のガスボ
ンベ、6はV放水素化物あるいは塩化水素等の流量調整
用マスフローコントローラー、7はロータリーポンプ、
5l−11ガス処理装置、9はザセプター、10は高周
波コイル、11は基板、12は熱電対である。第1図に
示す」:うに、従来の有機化合物を用いる気相成長装置
では、有機化合物をボンベから結晶成長室内へ導くステ
ンレス製パイプ3が有機化合物ボンベと結晶成長室の間
で1本に統合され、最終的には有機化合物を導くパイプ
としては1本だけが結晶成長室1に接続されていた。
しかしながら上記のような構造では5、各有機化合物ボ
ンベから供給される種々の有機化合物が同一のステンレ
ス製パイプ3内を通過することになり、室温では液体で
あるためステンレス製パイプ中を通過する際、その内壁
にその一部が吸着されるという性質がある有機化合物は
、それぞれが混合された状態で吸着してし甘う。そして
例えばある特定の有機化合物しかその供給を必要としな
い場合ニおいても、ステンレス製パイプ内壁に吸着して
いた他の有機化合物が、パイプ内壁から蒸発して必要と
する有機化合物と共に結晶成長室内へ導かれ、所望の成
長結晶が得られないという問題点を有していた。この問
題点は特に混晶成長の場合の組成制御、不純物ドーピン
グの場合の不純物濃度制御、多層薄膜構造作成の場合の
界面急峻性の制御等を非常に困難なものにしていた。
発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、結晶成
長時に必要とする有機化合物だけが結晶成長室内に供給
され、不必要な有機化合物は結晶成長室内に一切混入す
ることがなく、所望の結晶を再現性よく成長できる有機
化合物を用いる気相成長装置を提供することを目的とす
る。
発明の構成 本発明にかかる複数個の有機化合物を用いる化合物半導
体結晶の気相成長装置は、有機化合物をそのボンベ(容
器)から結晶成長室内まで導く管が、有機化合物ボンベ
ごとにそれぞれ独立に備えられ、かつその管と結晶成長
室との接続部にそれぞれ開閉弁が備えられたものである
。従って結晶成長時にはその原料材料となる有機化合物
が結晶成長室内に供給され、その他年必要な有機化合′
勿は一切結晶成長室内に混入することがないため、混晶
成長の場合の組成、不純物ドーピングの場合の不純物濃
度、多層薄膜構造作成の場合の界面急峻性等をIJTA
性よく容易に制御することのできるものである。
実施例の説明 実施例1 本発明による複数個の有機化合物を用いる化合物半導体
の気相成長装置の具体的なガス系統図を第2図に示す。
第2図において、第1図と同一部分には同一番号を付す
。図に示すように、この場合は有機化合物ボンベ2は3
個設置することができ、そのボンベ2がら結晶成長室1
−18で有機化合物を導くステンレス製パイプ3ばそれ
ぞれのボンベごとに備えて合計3系統とした。またその
ステンレス製パイプ3と結晶成長室1との接続部にそれ
ぞれ空気作動式開閉弁13を備え/こ。他の部分は従来
の有機化合物を用いる気相成長装置と同じ構造である。
この本発明による気相成長装置を用いて、1.3μm帯
半導体レーザーの一構造であるZn ドープInP/I
nGaAsP、4nP/InP基板というダブルへテロ
構造作成の場合について以下に述べる。
この場合有機化合物には、Inのソース材料であるIn
(C2H6)3.Gaソース材料であるGa(C2H5
)3.P型不純物のソース材料であるZn(C2H6)
3を用いた。捷たPのソース材料としてPH3ボンベ5
.Asのソース材料としてA s Hsボンベ5を用い
た。最初、結晶成長室内1のカーボン製ザセプター上1
1に設置されだInP基板11の温度を成長温度600
’C丑で上昇させる。なおこの際、InP基板表面のサ
ーマルダメ=−ジを防ぐためVCPH3を4 cc/u
rn供給した。そしてその抜工の表に示す成長条件によ
り順次成長を行なった。
なお上記の表の中でIn(C2H5)3.Ga(C2H
6)3゜Z n (C2H5) 3の供給量については
、それぞれ45℃に保温したIn(C2H5)3ボンベ
2に供給するH2の流量、0℃に保温したGa(C2H
5)3ボンベ2に供給するH2の流量、0℃に保温した
Zn(C2H5)3ボンベ2に供給するH2の流量を表
わしている。丑だ全流量としては5 l /min 、
成長時の結晶成長室内圧としては760〜10 MII
Pである。
以上のように本実施例によればI n (C2H5)3
゜Ga(C2H5)3.zn(C2H6)3の結晶成長
室1への供給は、それぞれに対応した空気作動式開閉弁
13の開閉によって瞬時に行なう仁とができて、1だそ
れぞれが導かれるステンレス製パイプ3が決1っている
ので不必要な有機化合物が結晶成長室内1へ混入するこ
とはなかった。特に、ZnドープInP成長の場合にそ
の前のI n G a A s P成長時に供給されて
いだGa(C2H5)3の混入は一切なく、Znドープ
InP結晶中からはGaは検出されなかった。捷た各I
nPとI n G a A s P の界面の急峻性に
ついても、その組成の遷移層幅は10μm以下であり、
4元混晶InGaAsPの組成およびZn不純物濃度等
の制御も再現性よく行なえた。
実施例2 次に本発明による複数個の有機化合物を用いた化合物生
導体の気相成長装置において、有機化合物をそのボンベ
2から結晶成長室1まで導くステンレス製パイプ3が各
有機化合物のボンベごとに独立になっていて、かつそれ
らステンレス製パイプ3の途中にキャリガスを流入させ
るだめのステンレス製パイプ14が接続されている場合
の具体的なガス系統図を第3図に示す。この場合、ステ
ンレス製パイプ14からステンレス製パイプ3へ流入さ
せるギヤリアガスの流量を調整するためのマスフローコ
ントローラー15が必要であるが、その他の部分の構造
について(は実施例1の場合と同様である。
才だ実施例1の場合と同一の成長結晶を作成する場合用
いるソース材料および成長条件も実施例1の場合と変わ
りはない。ただし、この実施例2の場合キャリアガスが
ステンレス製パイプ3へ、例えば500 r/minの
流量で供給されるので、有機化合物がステンレス製パイ
フ四コを通過する速度が増加して、ステンレス製パイプ
3の内壁にイ」着する有機化合物の量が減少する。この
結果、実施例1の場合よりも、混晶成長の場合の組成制
御、不純物ドーピングの場合の不純物濃度制御、多層薄
膜構造作成の場合の界面急峻性制御等が容易に行なえる
以上述べた実施例においてはI n、P−I nGaA
s P系の結晶成長について説明したが、本発明による
気相成長装置はG a A s −G a A I A
 s系、八4GaInP−G a A s系の他のII
I−V族半導体結晶の成長に用 ′いることができるば
かりでなく、更にZn5e等のII−Vl族化合物半導
体結晶、II−Vl族とI−V族の混晶等の成長に用い
ることが可能である。丑だ、以上述べた実施例は、有機
化合物の数が3個でかつm族および■族有機化合物を用
いた場合であったが、有機化合物の数に制限はなく、ま
た■族および■族有機化合物を用いることも可能である
発明の効果 本発明にかかる複数個の有機化合物を用いた化合物半導
体結晶の気相成長装置は、有機化合物をそのボンベから
結晶成長室内寸で導く管を、有機化合物ボンベごとにそ
れぞれ独立に設け、かつその管と結晶成長室との接続部
にそれぞれ開閉弁を設けることにより、混晶成長の場合
の組成制御。
不純物ドーピングの場合の不純物濃度制御、多層薄膜構
造作成の場合の界面急峻性の制御等を精密に再現性よく
行なうことが可能になり、この結果例えば超格子構造等
の作成が容易となって、非常にその実用的効果は太きい
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の複数個の有機化合物を用いる気相成長装
置のガス系統図、第2図は本発明の実施例1における複
数個の有機化合物を用いる気相成長装置のガス系統図、
第3図は本発明の実施例2における複数個の有機化合物
を用いる気相成長装置のガス系統図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数個の有機化合物を原料利料として用い、前記
    有機化合物をその容器から結晶成長室内まで導く管が、
    有機化合物容器ごとにそれぞれ独立に備えられ、かつ前
    記管と結晶成長室との接続部に開閉弁を備えたことを特
    徴とする気相成長装置。 翰)有機化合物を容器から結晶成長室内で導く管の途中
    にキャリアガスを流入させるだめの管が接続された特許
    請求の範囲第1項に記載の気相成長装置。
JP12500383A 1983-07-08 1983-07-08 気相成長装置 Pending JPS6016898A (ja)

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