JPS60250619A - ＧａＡｓ層の気相成長方法 - Google Patents
ＧａＡｓ層の気相成長方法Info
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- JPS60250619A JPS60250619A JP10684084A JP10684084A JPS60250619A JP S60250619 A JPS60250619 A JP S60250619A JP 10684084 A JP10684084 A JP 10684084A JP 10684084 A JP10684084 A JP 10684084A JP S60250619 A JPS60250619 A JP S60250619A
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- temperature
- heating
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02546—Arsenides
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明はＧａＡｓ層の気相成長方法に関し、特にＧａ
Ａｓ層のエピタキシャル成長中におけるキャリア密度、
成長層厚さなどの結晶特性を再現性良く得るための気相
成長方法に係るものである。
Ａｓ層のエピタキシャル成長中におけるキャリア密度、
成長層厚さなどの結晶特性を再現性良く得るための気相
成長方法に係るものである。
従来例によるこの種のＧａＡｓ層の気相成長方法として
、例えばＧａ−ＡｓにＪｌｊ ３−Ｈ２系を用いたエピ
タキシャル成長方法のためには、第３図に模式的に示し
たような結晶成長装置が利用されている。
、例えばＧａ−ＡｓにＪｌｊ ３−Ｈ２系を用いたエピ
タキシャル成長方法のためには、第３図に模式的に示し
たような結晶成長装置が利用されている。
すなわち、この第３図において、符号ｌは外周に加熱部
２を配した反応管、３および４はこの反応管ｌのガス導
入口および導出口、５は成長用原料となるＧａを収容し
て反応管ｌ内に装入されたポート、６はエピタキシャル
成長させる表面を上にして同様に反応管ｌ内に設置され
た半導体基板である。
２を配した反応管、３および４はこの反応管ｌのガス導
入口および導出口、５は成長用原料となるＧａを収容し
て反応管ｌ内に装入されたポート、６はエピタキシャル
成長させる表面を上にして同様に反応管ｌ内に設置され
た半導体基板である。
また第４図はエピタキシャル成長時の加熱部２の温度分
布の一例を示し、通常の場合、前記ポート５を装入させ
た領域７は８００〜８００℃、半導体基板６を設置させ
た領域８は７００〜８００°Ｃ程度に設定され、その温
度差がお覧よそ５０〜１００°Ｃに保持されるようにし
ている。
布の一例を示し、通常の場合、前記ポート５を装入させ
た領域７は８００〜８００℃、半導体基板６を設置させ
た領域８は７００〜８００°Ｃ程度に設定され、その温
度差がお覧よそ５０〜１００°Ｃに保持されるようにし
ている。
こ〜でエピタキシャル成長は、予めＡｓで飽和させたＧ
ａを収容するポート５と、半導体基板６とを反応管ｌ内
に図示のように配置させた状態で、ガス導入口３から制
御されたＨ２を導入させながら加熱部２により昇温させ
、一定温度に判御後にガス導入口３からＡｓＣＪｌｊ
を含むＨ２を導入させることにより、Ｇａの設置領域で
はＧａとＡｓＣ見。′との反応によって ３Ｇａ ＋ ＡｓＣ５１３→３ＧａＣｆＬ ＋ Ｋ Ａ
ｓａとなり、このＧａ層又とＡ Ｓ ４と舒基板領域偏
に運ばれ、 ＧａＣ１＋’ＡＡｓ４＋％Ｈ２−＋ＧａＡｓ＋ＨＣ１の
反応によって、半導体基板６の表面上に所期のＧａＡｓ
層を成長させるのである。
ａを収容するポート５と、半導体基板６とを反応管ｌ内
に図示のように配置させた状態で、ガス導入口３から制
御されたＨ２を導入させながら加熱部２により昇温させ
、一定温度に判御後にガス導入口３からＡｓＣＪｌｊ
を含むＨ２を導入させることにより、Ｇａの設置領域で
はＧａとＡｓＣ見。′との反応によって ３Ｇａ ＋ ＡｓＣ５１３→３ＧａＣｆＬ ＋ Ｋ Ａ
ｓａとなり、このＧａ層又とＡ Ｓ ４と舒基板領域偏
に運ばれ、 ＧａＣ１＋’ＡＡｓ４＋％Ｈ２−＋ＧａＡｓ＋ＨＣ１の
反応によって、半導体基板６の表面上に所期のＧａＡｓ
層を成長させるのである。
そしてこの場合９通常のエピタキシャル成長においては
、同一のＧａにより数十回の成長が行なわれるために、
ポート５内のＧａ量が次第に減少されてきて、Ｇａ自体
の形状１表面積などが変化し、これに伴なってＡｓＣ１
゜との反応性にも差を生じ、半導体基板６の表面上への
ＧａＡｓの析出量もまた変化する。すなわち、エピタキ
シャル層の成長速度あるいは電気的特性に変化を生じて
、成長中あるいは成長毎のＧａＡｓ層の再現性を悪化さ
せる大きな原因となるものであった。
、同一のＧａにより数十回の成長が行なわれるために、
ポート５内のＧａ量が次第に減少されてきて、Ｇａ自体
の形状１表面積などが変化し、これに伴なってＡｓＣ１
゜との反応性にも差を生じ、半導体基板６の表面上への
ＧａＡｓの析出量もまた変化する。すなわち、エピタキ
シャル層の成長速度あるいは電気的特性に変化を生じて
、成長中あるいは成長毎のＧａＡｓ層の再現性を悪化さ
せる大きな原因となるものであった。
この発明は従来のこのような欠点に鑑み、Ｇａを収容す
るポートを複数個設置させると共に、それぞれのポート
の温度を個々に制御させることにより、常時、ＡｓＣｆ
Ｌ３とＧａとの反応を可及的に一定に維持し得るように
したものである。
るポートを複数個設置させると共に、それぞれのポート
の温度を個々に制御させることにより、常時、ＡｓＣｆ
Ｌ３とＧａとの反応を可及的に一定に維持し得るように
したものである。
以下この発明に係る半導体基板へのＧａＡｓ層の気相成
長方法の一実施例につき、第１図および第２図を参照し
て詳細に説明する。
長方法の一実施例につき、第１図および第２図を参照し
て詳細に説明する。
第１図および第２図実施例方法は、前記第３図および第
４図従来例方法に対応して表わしたもので、各図中、同
一符号は同一または相当部分を示している。
４図従来例方法に対応して表わしたもので、各図中、同
一符号は同一または相当部分を示している。
この実施例方法では、まず前記ポート５．ならびにこれ
を装入させる温度領域７に関し、これらをそれぞれに複
数個用意する。すなわち、同温度領域を複数箇所、つま
りこ翫では２つの温度領域７ａ、７ｂとするために、該
当する加熱部を同様に加熱部２ａ、２ｂとして配置させ
ると共に、これらの各加熱部２ａ、２ｂ内にあって、そ
れぞれに成長用原料□となるＧａを収容した２つのポー
ト５ａ、５ｂを装入させるようにし、ついでそのエピタ
キシャル成長に際しては、各加熱部２ａ、２ｂの温度制
御をなすことにより、温度領域’７ ａ 、 ７ｂの温
度、ひいては各ポー） ５ ’ａ ’、 ’５ ｂに対
する加熱温度をそれぞれに調節して、＃馳従来例方法と
同様の作用により、目的とする半導体基板６面上へのＧ
ａ層の成長形成をなし得るようにしたものである。
を装入させる温度領域７に関し、これらをそれぞれに複
数個用意する。すなわち、同温度領域を複数箇所、つま
りこ翫では２つの温度領域７ａ、７ｂとするために、該
当する加熱部を同様に加熱部２ａ、２ｂとして配置させ
ると共に、これらの各加熱部２ａ、２ｂ内にあって、そ
れぞれに成長用原料□となるＧａを収容した２つのポー
ト５ａ、５ｂを装入させるようにし、ついでそのエピタ
キシャル成長に際しては、各加熱部２ａ、２ｂの温度制
御をなすことにより、温度領域’７ ａ 、 ７ｂの温
度、ひいては各ポー） ５ ’ａ ’、 ’５ ｂに対
する加熱温度をそれぞれに調節して、＃馳従来例方法と
同様の作用により、目的とする半導体基板６面上へのＧ
ａ層の成長形成をなし得るようにしたものである。
より一層詳細に述べると、従来例方法の場合には、前記
したように、同一のＧａによ゛り数十回の成長が行なわ
れることで、ポート５内に収容したＧａ量が次第に減少
し、このＧａ自体の形状１表面積がどが変化してＡｓＣ
１との反応性にも差を生じ。
したように、同一のＧａによ゛り数十回の成長が行なわ
れることで、ポート５内に収容したＧａ量が次第に減少
し、このＧａ自体の形状１表面積がどが変化してＡｓＣ
１との反応性にも差を生じ。
半導体基板６の表面上へのＧａＡｓの析出量もまた変化
する。すなわち、エピタキシャル層の成長速度あるいは
電気的特性に変化を生じて、成長中あるいは成長毎のＧ
ａＡｓ層の再現性を悪化させ゛るものであったが、この
実施例方法の場合には、各加熱部２ａ、２ｂの温度制御
により、一方のポート５ａ内のＧａ量が減少して、その
形状９表面積などの変化に伴い、反応生成量が減少した
としても、この反応生成量の減少分を他方のポー）５ｂ
内のＧａ量の反応によって補うことができる。そしてこ
の場合の温度制御は、全体としてのＧａ量、あるいはそ
の反応性を評価して、各ポー） ５ ａ’ 、 ５ ｂ
に対する加熱温度を最適条件に設定させればよく、この
操作により結果的に安定したエピタキシャル成長を行い
得るのである。 □ 〔発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明方法によれば。
する。すなわち、エピタキシャル層の成長速度あるいは
電気的特性に変化を生じて、成長中あるいは成長毎のＧ
ａＡｓ層の再現性を悪化させ゛るものであったが、この
実施例方法の場合には、各加熱部２ａ、２ｂの温度制御
により、一方のポート５ａ内のＧａ量が減少して、その
形状９表面積などの変化に伴い、反応生成量が減少した
としても、この反応生成量の減少分を他方のポー）５ｂ
内のＧａ量の反応によって補うことができる。そしてこ
の場合の温度制御は、全体としてのＧａ量、あるいはそ
の反応性を評価して、各ポー） ５ ａ’ 、 ５ ｂ
に対する加熱温度を最適条件に設定させればよく、この
操作により結果的に安定したエピタキシャル成長を行い
得るのである。 □ 〔発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明方法によれば。
外周部に加熱部を配した反応管内番孔成長用原料として
のＧａを収容したポートを装入させ、かつ被成長対象と
しての半導体基板を設置させ、半導体基板面にＧａＡｓ
層をエピタキシャル成長させる気相成長方法において、
複数個のポートを装入させると共に、各ポートに対する
加熱温度を個々に制御させてエピタキシャル成長作用を
得るようにしたので、数十回に及ぶ成長をなしても、各
ポートに収容するＧａによって、その反応性変化を相互
に補い合うことができ、成長中あるいは成長毎のエピタ
キシャル成長層の電気的特性を常時一定に維持し得る利
点があり、しかも構成が簡単でかつ操作も容易であるな
どの特長を有するものである。
のＧａを収容したポートを装入させ、かつ被成長対象と
しての半導体基板を設置させ、半導体基板面にＧａＡｓ
層をエピタキシャル成長させる気相成長方法において、
複数個のポートを装入させると共に、各ポートに対する
加熱温度を個々に制御させてエピタキシャル成長作用を
得るようにしたので、数十回に及ぶ成長をなしても、各
ポートに収容するＧａによって、その反応性変化を相互
に補い合うことができ、成長中あるいは成長毎のエピタ
キシャル成長層の電気的特性を常時一定に維持し得る利
点があり、しかも構成が簡単でかつ操作も容易であるな
どの特長を有するものである。
第１図はこの発明に係るＧａＡｓ層の気相成長方法の一
実施例を適用する気相成長装置の構成を示す模式図、第
２図は同上エピタキシャル成長時の加熱温度分布の一例
を示す説明図、第３図は同上従来例方法に用いられる気
相成長装置の構成を示す模式図、第４図は同上エピタキ
シャル成長時の加熱温度分布の一例を示す説明図である
。 ■・・・・反応管、２・・・・加熱部、３および４・・
・・反応管のガス導入口および導出口、５・・・・Ｇａ
を収容するポート、６・・・・被成長対象としての半導
体基板、７および７ａ、７ｂ・・・・ポートを装入させ
た加熱部領域、８・・・・半導体基板を設置させた加熱
部領域。 第１図 第２図 粍シ随
実施例を適用する気相成長装置の構成を示す模式図、第
２図は同上エピタキシャル成長時の加熱温度分布の一例
を示す説明図、第３図は同上従来例方法に用いられる気
相成長装置の構成を示す模式図、第４図は同上エピタキ
シャル成長時の加熱温度分布の一例を示す説明図である
。 ■・・・・反応管、２・・・・加熱部、３および４・・
・・反応管のガス導入口および導出口、５・・・・Ｇａ
を収容するポート、６・・・・被成長対象としての半導
体基板、７および７ａ、７ｂ・・・・ポートを装入させ
た加熱部領域、８・・・・半導体基板を設置させた加熱
部領域。 第１図 第２図 粍シ随
Claims (1)
- 外周部に加熱部を配した反応管を設け、この反応管内に
成長用原料としてのＧａを収容したポートを装入させる
と共に、被、成長対象としての半導体基板を設置させ、
半導体基板面にＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させる
気相成長方法において、前記ポートを複数個装入させ、
各ポートに対する加熱温度を個々に制御させるようにし
たことを特徴とするＧａＡｓ層の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10684084A JPS60250619A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | ＧａＡｓ層の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10684084A JPS60250619A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | ＧａＡｓ層の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250619A true JPS60250619A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14443883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10684084A Pending JPS60250619A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | ＧａＡｓ層の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60250619A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6613143B1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-09-02 | Technologies And Devices International, Inc. | Method for fabricating bulk GaN single crystals |
| US6936357B2 (en) | 2001-07-06 | 2005-08-30 | Technologies And Devices International, Inc. | Bulk GaN and ALGaN single crystals |
| US6955719B2 (en) | 2001-03-30 | 2005-10-18 | Technologies And Devices, Inc. | Manufacturing methods for semiconductor devices with multiple III-V material layers |
| US7501023B2 (en) | 2001-07-06 | 2009-03-10 | Technologies And Devices, International, Inc. | Method and apparatus for fabricating crack-free Group III nitride semiconductor materials |
| US8647435B1 (en) | 2006-10-11 | 2014-02-11 | Ostendo Technologies, Inc. | HVPE apparatus and methods for growth of p-type single crystal group III nitride materials |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP10684084A patent/JPS60250619A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6955719B2 (en) | 2001-03-30 | 2005-10-18 | Technologies And Devices, Inc. | Manufacturing methods for semiconductor devices with multiple III-V material layers |
| US7670435B2 (en) | 2001-03-30 | 2010-03-02 | Technologies And Devices International, Inc. | Apparatus for epitaxially growing semiconductor device structures with sharp layer interfaces utilizing HVPE |
| US6613143B1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-09-02 | Technologies And Devices International, Inc. | Method for fabricating bulk GaN single crystals |
| US6936357B2 (en) | 2001-07-06 | 2005-08-30 | Technologies And Devices International, Inc. | Bulk GaN and ALGaN single crystals |
| US7279047B2 (en) | 2001-07-06 | 2007-10-09 | Technologies And Devices, International, Inc. | Reactor for extended duration growth of gallium containing single crystals |
| US7501023B2 (en) | 2001-07-06 | 2009-03-10 | Technologies And Devices, International, Inc. | Method and apparatus for fabricating crack-free Group III nitride semiconductor materials |
| US8647435B1 (en) | 2006-10-11 | 2014-02-11 | Ostendo Technologies, Inc. | HVPE apparatus and methods for growth of p-type single crystal group III nitride materials |
| US9416464B1 (en) | 2006-10-11 | 2016-08-16 | Ostendo Technologies, Inc. | Apparatus and methods for controlling gas flows in a HVPE reactor |
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