JPS60176992A - 有機金属気相エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
有機金属気相エピタキシヤル成長装置Info
- Publication number
- JPS60176992A JPS60176992A JP3057684A JP3057684A JPS60176992A JP S60176992 A JPS60176992 A JP S60176992A JP 3057684 A JP3057684 A JP 3057684A JP 3057684 A JP3057684 A JP 3057684A JP S60176992 A JPS60176992 A JP S60176992A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- organometallic
- growth
- crystal growth
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- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- C23C16/455—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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
-
- 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
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、半導体装置を製造する時に使われる有機金属
気相エビタギシャル成長装置に関するものである。
気相エビタギシャル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
有機金属気相エピタキシャル成長装置は、多くの半導体
素子の電気的・光学的性質を決定づける薄膜の作製に用
いられる。この薄膜の電気的・光学的性質およびそのウ
ェハ面内での均一性、ウェハ間での再現性を左右するも
のに、有機金属気相エピタキシャル成長装置の成長用材
料ガス供給配管系の構成があけられる。
素子の電気的・光学的性質を決定づける薄膜の作製に用
いられる。この薄膜の電気的・光学的性質およびそのウ
ェハ面内での均一性、ウェハ間での再現性を左右するも
のに、有機金属気相エピタキシャル成長装置の成長用材
料ガス供給配管系の構成があけられる。
従来の配管系の構成は、成長反応管に近い側から説明す
ると、２系列の配管からなる。１つは、有機金属材料を
供給するものであり、他は、水素化物材料、ハロゲン化
材別を供給するものである。
ると、２系列の配管からなる。１つは、有機金属材料を
供給するものであり、他は、水素化物材料、ハロゲン化
材別を供給するものである。
そのそれぞれが、さらに、各材料個別の配管に分けられ
、構成されている。この構成で有機金属材料を供給する
には、キャリアガス、例えばＨ２々とを有機金属材料中
でバブルしたり、吹きつけだりする。通常、恒温槽に入
れられた有機金属材料の温度で、この材料の蒸気圧を制
御Ｉ２、それとともにキャリアガスの量を制御して、有
機金属材料供給量を制御し、作製する薄膜の電気的・光
学的性質を制御する。
、構成されている。この構成で有機金属材料を供給する
には、キャリアガス、例えばＨ２々とを有機金属材料中
でバブルしたり、吹きつけだりする。通常、恒温槽に入
れられた有機金属材料の温度で、この材料の蒸気圧を制
御Ｉ２、それとともにキャリアガスの量を制御して、有
機金属材料供給量を制御し、作製する薄膜の電気的・光
学的性質を制御する。
しかしながら、この方法では、有機金属材料が混合し、
成長反応管へ行くまでの径路が長いと、一部の有機金属
材料同志で化学反応が起きたり、温度の異なる有機金属
材料が混合するため、配管内壁に析出したりするという
問題がある。この問題を避けるため各材料を個別に成長
反応管に導入すると、各材料が十分混ざり合わないため
、作製した薄膜の電気的・光学的性質の制御性や、ウェ
ハ面内での均一性が悪くなる。壕だ、材料のメモリー効
果などが起こり、ウエノ・間の再現性が悪くなる。
成長反応管へ行くまでの径路が長いと、一部の有機金属
材料同志で化学反応が起きたり、温度の異なる有機金属
材料が混合するため、配管内壁に析出したりするという
問題がある。この問題を避けるため各材料を個別に成長
反応管に導入すると、各材料が十分混ざり合わないため
、作製した薄膜の電気的・光学的性質の制御性や、ウェ
ハ面内での均一性が悪くなる。壕だ、材料のメモリー効
果などが起こり、ウエノ・間の再現性が悪くなる。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、薄膜の電気的・光学的性質の
制御性良く、ウエノ・面内での均一性良く、しかもウェ
ハ間での再現性良く、薄膜を作製することを可能とする
有機金属気相エピタキシャル成長装置を提供するもので
ある。
制御性良く、ウエノ・面内での均一性良く、しかもウェ
ハ間での再現性良く、薄膜を作製することを可能とする
有機金属気相エピタキシャル成長装置を提供するもので
ある。
発明の構成
この目的を達成するだめに、本発明の有機金属気相エピ
タキシャル成長装置は、成長反応管より」二流側でその
直前に、ガス混合用容器を設け、この容器に個別に有機
金属材料を導入する配管を設ける構成である。
タキシャル成長装置は、成長反応管より」二流側でその
直前に、ガス混合用容器を設け、この容器に個別に有機
金属材料を導入する配管を設ける構成である。
実施例の説明
本発明の有機金属気相エピタキシャル成長装置（以下Ｍ
ＯＣＶＤ装置と記す）について、その一実施例を、図面
を用いて具体的に訝、明する。
ＯＣＶＤ装置と記す）について、その一実施例を、図面
を用いて具体的に訝、明する。
図の構成は、ＧａＡｓ 系、 ＧａＡｌＡｓ 系材料を
用いて結晶成長を行なうものとなっている。この構成で
は、Ｐ型ドーパントとして、Ｚｎ をジメチル亜鉛（以
下ＤＭＺ）の形で、ｎ型ドーパントとじて、Ｓｅ をセ
レン化水素、Ｈ２Ｓ８ の形で用いる。
用いて結晶成長を行なうものとなっている。この構成で
は、Ｐ型ドーパントとして、Ｚｎ をジメチル亜鉛（以
下ＤＭＺ）の形で、ｎ型ドーパントとじて、Ｓｅ をセ
レン化水素、Ｈ２Ｓ８ の形で用いる。
−例として、アンドープＧａＡｌＡｓ の結晶成長の場
合を考える。有機金属槽１中のトリメチルガリウム（以
下ＴＭＧ ）をＨ２をキャリアガスとして輸送路４を経
て、ガス混合容器８に導く。同様に有機金属槽２中のト
リメチルアルミニウム（以下ＴＭＡ ）を輸送路５を経
て導く。他方、輸送路７により、アルシンをＨ２をキャ
リアガスとして、ガス混合容器８に導き、短い輸送路９
を経て、成長反応管１０内に供給し、結晶成長を行なっ
た。成長温度は７５０°Ｃ１■族元累の１１族元素に対
するモル比３０．全ガス流量６ｅ／分、成長速度２ｔｔ
ｍ１時で、２時間結晶成長を行なった。有機金属槽１は
一１０℃、有機金属槽２は２０’Ｃに保ち、ＴＭＧのキ
ャリアＨ２ガスは、５ＣＣ／分、ＴＭＡ は１５００７
分としたところ、ｎ型のｅａＯａＡｌＯ，５５ＡＳ カ
成長シた。この時の成長結晶の混晶比Ｘのバラツキをウ
ェハ面内及びエビ層膜厚方向に、フォトルミネッセンス
ｉ、ｘｉマイクロアナリシス法、スパッタリング・オー
ジェ電子分光法を併用して測定したところ、Ｘ＝０．３
５±０．０１ という結果が得られた。従来の方法で、
同一の成長条件で、アンドープＧａＡｌＡｓ を結晶成
長し、同様の評価を行なうと、＊−０，３１±０．０６
という結果となり、混晶比の絶対値が低く、エビ層で
の制御性も悪い。原因は明らかではないが、特にガス混
合用容器を設けず、反応管までの長い距肉１〆でステン
レスの細い管内で混合すると、ＴＭＧ を含むガスの温
度よりＴＭＡを含むカスの温度が高いため、ＴＭＡ が
管内に析出し、捷だ管の径が細く、よどみ部分がないた
め、混合がしにくいものと考えられる。
合を考える。有機金属槽１中のトリメチルガリウム（以
下ＴＭＧ ）をＨ２をキャリアガスとして輸送路４を経
て、ガス混合容器８に導く。同様に有機金属槽２中のト
リメチルアルミニウム（以下ＴＭＡ ）を輸送路５を経
て導く。他方、輸送路７により、アルシンをＨ２をキャ
リアガスとして、ガス混合容器８に導き、短い輸送路９
を経て、成長反応管１０内に供給し、結晶成長を行なっ
た。成長温度は７５０°Ｃ１■族元累の１１族元素に対
するモル比３０．全ガス流量６ｅ／分、成長速度２ｔｔ
ｍ１時で、２時間結晶成長を行なった。有機金属槽１は
一１０℃、有機金属槽２は２０’Ｃに保ち、ＴＭＧのキ
ャリアＨ２ガスは、５ＣＣ／分、ＴＭＡ は１５００７
分としたところ、ｎ型のｅａＯａＡｌＯ，５５ＡＳ カ
成長シた。この時の成長結晶の混晶比Ｘのバラツキをウ
ェハ面内及びエビ層膜厚方向に、フォトルミネッセンス
ｉ、ｘｉマイクロアナリシス法、スパッタリング・オー
ジェ電子分光法を併用して測定したところ、Ｘ＝０．３
５±０．０１ という結果が得られた。従来の方法で、
同一の成長条件で、アンドープＧａＡｌＡｓ を結晶成
長し、同様の評価を行なうと、＊−０，３１±０．０６
という結果となり、混晶比の絶対値が低く、エビ層で
の制御性も悪い。原因は明らかではないが、特にガス混
合用容器を設けず、反応管までの長い距肉１〆でステン
レスの細い管内で混合すると、ＴＭＧ を含むガスの温
度よりＴＭＡを含むカスの温度が高いため、ＴＭＡ が
管内に析出し、捷だ管の径が細く、よどみ部分がないた
め、混合がしにくいものと考えられる。
Ｚｎ をドーピングしたｐ −ＧａＡｌＡｓ の結晶成
長の場合は、有機金属材料として、Ｚｎ が加わるので
、本実施例の装置では、従来例の装置に比べて、キャリ
ア濃度の制御性の面でさらに良い結果が得られた。寸だ
、ウェハ間の再現性の而でも優れている。
長の場合は、有機金属材料として、Ｚｎ が加わるので
、本実施例の装置では、従来例の装置に比べて、キャリ
ア濃度の制御性の面でさらに良い結果が得られた。寸だ
、ウェハ間の再現性の而でも優れている。
なお、本実施例では、混晶比とキャリア濃度の制御性、
均一性、再現性について述べたが、結晶成長層の膜厚に
ついても、同様に制御性、均一性。
均一性、再現性について述べたが、結晶成長層の膜厚に
ついても、同様に制御性、均一性。
再現性が良い。これは結晶成長層の膜厚が、混晶比の関
数となっているためである。
数となっているためである。
なお、本実施例では、ＧａＡｓ系、 ＧａＡｌＡｓ系材
料を用いて説明したが、本発明は、全ての有機金属材料
を用いたＭＯＣＶＤ成長装置について適用可能である。
料を用いて説明したが、本発明は、全ての有機金属材料
を用いたＭＯＣＶＤ成長装置について適用可能である。
発明の効果
以上のように、本発明は、成長反応管より上流側でかつ
直前に、ガス混合用容器を設け、しかもこの容器に個別
に有機金属材料を導入する配管を設けることにより、制
御性、均一性、再現性の良い結晶成長を行なう事ができ
、その実用的効果は著しい。
直前に、ガス混合用容器を設け、しかもこの容器に個別
に有機金属材料を導入する配管を設けることにより、制
御性、均一性、再現性の良い結晶成長を行なう事ができ
、その実用的効果は著しい。
図は、本発明の実施例のＭＯＣＶＤ装置配管系を示す図
である。 １−・・ＴＭＧ用有機金属槽、２・・・・ＴＭＡ用有機
金属槽、３・・ＤＭＺ用有機金属槽、４．５゜６・・輸
送路、７・・・・アルシン、セレン化水素。 反応管内の流量制御用キャリアＨ２ガスの輸送路、８・
・ガス混合用容器、９・・・短い混合ガス導入路、１ｏ
・・・成長反応管。
である。 １−・・ＴＭＧ用有機金属槽、２・・・・ＴＭＡ用有機
金属槽、３・・ＤＭＺ用有機金属槽、４．５゜６・・輸
送路、７・・・・アルシン、セレン化水素。 反応管内の流量制御用キャリアＨ２ガスの輸送路、８・
・ガス混合用容器、９・・・短い混合ガス導入路、１ｏ
・・・成長反応管。
Claims (1)
- 成長反応管より上流側でかつ直前に、ガス混合用容器が
設けられ、前記容器に、有機金属材料を導入する個別の
配管が設けられていることを特徴とする有機金属気相エ
ピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057684A JPS60176992A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 有機金属気相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057684A JPS60176992A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 有機金属気相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176992A true JPS60176992A (ja) | 1985-09-11 |
Family
ID=12307672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3057684A Pending JPS60176992A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 有機金属気相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60176992A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60180995A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 気相エピタキシヤル成長方法及び装置 |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP3057684A patent/JPS60176992A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60180995A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 気相エピタキシヤル成長方法及び装置 |
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