JPS6054429A - 気相エピタキシャル成長装置用原料ボ−ト - Google Patents

気相エピタキシャル成長装置用原料ボ−ト

Info

Publication number
JPS6054429A
JPS6054429A JP16273383A JP16273383A JPS6054429A JP S6054429 A JPS6054429 A JP S6054429A JP 16273383 A JP16273383 A JP 16273383A JP 16273383 A JP16273383 A JP 16273383A JP S6054429 A JPS6054429 A JP S6054429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
growth
vapor phase
gas
material boat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16273383A
Other languages
English (en)
Inventor
Taku Matsumoto
卓 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP16273383A priority Critical patent/JPS6054429A/ja
Publication of JPS6054429A publication Critical patent/JPS6054429A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02538Group 13/15 materials
    • H01L21/02543Phosphides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は反応管中にl族金属用の原料ボートを用いるI
−V族化合物半導体の気相エピタキシャル成長装置に関
するもので、特Vci族金属用の原料ボートに関するも
のである。
従来の気相エピタキシャル成長装置に用いられ(1) ている原料ボート5け第1図に概略図を示すような構造
を有するものであった。
即ち原料ガス供給管2より■族金属輸送用のHC/ガス
やA s C/z ガスなどの原料ガスならびにキャリ
アガスを供給し、電気炉発熱体lにより加熱し、原料ボ
ート5上の原料融液4と接触、反応させ、その結果生じ
た薯族金属ノ・ロゲン化物を下流に導き、■族元素と反
応せしめ、基板6上に画一■族化合物半導体のエピタキ
シャル成長を行なう。ここで原料ガスならびにキャリア
ガスと原料融液の反応は気液反応であり、この気液界面
を拡大するために、一般に原料ボート内の原料4け間仕
切シ8により各反応室に分けられている。
しかしながら従来の原料ボートを用いて気相エピタキシ
ャル成長を行なうと原料ガスならびにキャリアガスと原
料融液との気液反応がよどみ層を介して濃度拡散により
行なわれるために、上流部の反応室中の原料だけが極端
に消費される。このような状況下で長時間エピタキシャ
ル成長を行々うと気液界面の面積が次第に小さくなシ、
その結(2) 来、生成されるI族元素のハロゲン化物#度が減少して
1晶の成長速度が小さくなる。また気液界面の面積が減
少すると原料ガス中に含まれる不純物の厘族金属に、L
るゲッタリング効果が低下して、成長層の線用を一]・
klでし1う 史に気液界面の減少により未反応のll
Cl!ガスを生じ多元混晶を成長させる場合kCd均一
な組成のエピタキシャル成長を行なうことが国蛙になる
という欠点を有していた。
本発明は気液界面の面積を大きくし、かつ成長中にその
界面の大きさや形状が変化しにくい構造を廟する■族金
栖用のノIJI旧ボート′(r−提供することを目的と
する1、 本発明によれば、原料に一族金属を用すて■−V族化合
物半導体を形成する気相エピタキシャル成長装置の反応
管内圧設ける置族金輌用原料ボーWMにおいて各反応室
間で移動できる構造を備えたことを特徴とする気相エピ
タキシャル成長装置用(3) 原料ボートが得られる。
本発明を実施例を用いて更に詳しく説明する。
第2図は本発明による気相エピタキシャル成長装置用原
料ボートの一構造例の縦断正面図である。
図中の間仕切り9け下部に穴が設けてあり、各反応室の
原料4#′iその溶融状態において、この穴よシ移動す
ることが可能で各反応室間で原料の消費量に差が生じた
場合にも各反応室の原料の量は均一になり、気液界面の
大きさを常に一定に保つことができる。第3図は本発明
による気相エピタキシャル成長装置用原料ボートの異な
る他の構造例の縦断正面図である。図中の連結パイプ1
0も第2図の間仕切り板9の穴と同様の作用を行なう。
実施例1 第4図は本実施例に用いたハイドライド法によるInP
気相エピタキシャル成長装置の概略断面図を示したもの
である。l族原料のIn金属01)は本発明による4室
の反応室を有する石英製の原料ボー)H内に入れ、原料
ボートの最上流部にHClガス、H2キャリアガスを導
入管OSよシ導入する。■(4) 族原料it PH,ガスとしてH2キャリアガスととも
に導入管f141.i!J導入する。基板15け鋳面研
摩、エツゾング1.た10P中結晶を用いた。反応管内
の温度は電気炉019tこ、rり制御し1、Inソース
温度け80o。
(シ、成長温度i1’730°Cとシフに、。ガス流量
条件は、i1c/?プJス 15 ccAninPIT
3 ガス 7.5ccAnin IT2ガス2500 c(Anin と1,7た3、この条件における膜成長速度は、200
0A 7m i n であった。本実施例における成長
時間と成長速度の関係を第5 r’J VC示す。通常
用(八られるハイドラ・11’法気相成長によるInP
の成長では破線で示した様に成長開始から2時間後より
成長時間の増加に伴って最上流部の反応室の原料In 
の涸渇Ur l:り気液W面が減少することにより成長
速度力匂戊少−ノーるが、本発明による方法で1才5時
間以上安定1〜だ成長、・ト度をボ17、この間の成長
速度のばらつきけ1:5係以内におさまっている。
また本実施例に1って得ら7また成長層のキャリア濃I
Wの成長時間に対する変化を第6図に示す。
(5) 通常用いられるハイドライド法気相成長法によるInP
の成長では破線で示したように成長開始から3時間後よ
りHClガス中に含まれる不純物に対する金属インジウ
ムのゲッタリング効果が減少してキャリア濃度が増大す
る。しかし本発明による方法では実線で示すように6時
間に亘り安定した低キヤリア濃度で高純度の成長層が得
られた。
実施例2 第7図は本実施例を用いたハイドライド法によるInx
Ga、 −xAsy p、 、(]≧X≧0,1≧Y≧
0)気相エピタキシャル成長装置の概略断面図を示した
ものである。この成長装置の上流部は2段構造になって
いる 上段はGa用として本発明による4室の反応室を
有する石英製の原料ボード(IT)に金属ガリウムQB
を入れ原料ボートの最上流部にHClガスおよびH2キ
ャリアガスを導入管(IIより導入する。
下段はIn用として本発明による4室の反応室を有する
石英製の原料ボー)cAK金属インジウム(21)を入
れ原料ボートの最上流部にHClおよびH,キャリアガ
スを導入管(22)よシ導入する。■族元素は(6) P]IB 、As113ガスとして11.キャリアガス
と共にバイパス管(2,TIより導入する。基板(24
)の鏡面研摩エツチングした(laAs単結晶を用いた
。反応管内の温度は蜜、気炉(25) Kより制御1、
原料ソース温度け800°C成長温度け740°Cとし
た。GaAa単結晶に格子整合した1nxGalJxA
ayP1 yのX。
Y饋#−L梱々のイ1hをとりうるが、X : 0.2
5 Y:0.4Bとした時のガス流普条件は Oa輸送用 1−1c7ガス0.7 cc/m1nIn
輸送用 11clガス 5.0 cc/m1nP II
、ガス 2.4 cc/1ninAsH3ガ、ス 0.
9 cc/m1n112 ガス 2500 cc/mi
 nとした。
第8図に本実施例における成長時間と、成長層のGaA
 s基板に対する格子整合の変化の関係を示す。通常用
いられるハイドライド法気相成長によるjnxoal 
、xAsyP、=yの成長ではGa ソースに比べIn
 ソースの消費がはげしく、下段の最上流部の反応室の
原料Inの個渇により成長開始後(7) 1時間位で成長層けGa増加の傾向に組成変化1゜始め
る。第8図の破線は従来の原料ボートを用いて成長させ
た場合のX線による格子定数の測定から得た成長層の組
成の時間変化である。しかしながら本発明の原料ボート
を用いた場合実線に示すように4時間以上安定した組成
の成長層が得られ、GaAs基板との格子不整合は±2
×10 以内であった。
実施例3 第9図は本実施例に用いたクロライド法によるInP気
相エピタキシャル成長装置の概略断面図である。I族原
料のIn金属(26)は本発明による4室の反応室を有
する石英製の原料ボート(27)内に入れ反応管の上流
部よJ) 0.5mo1% ksc13を含んだH,ガ
スを導入する。基板(28)は鏡面研摩、エツチングし
たInP単結晶を用いた。反応管内の温度は電気炉(2
9)によシ制御し、In ソース温度は800°C成長
温度は700’ Cとした。この条件における膜成長速
度は2000 A/ minであった。本実施例におけ
る成長時間と成長速度の関係を第10図に(8) 示す。従来の原料ボートを使ったクロライド法気相成長
によるInPの成長でけ破線で示す様に成゛長゛開始か
ら3時間後よりIn ソースの個渇により成長速度が減
少するが、本発明eこよる原料ボートを用いた場合にけ
、実線で示す様VC8時間に亘り安定した成長速度を示
し、この間の成長速度のバラツキも±5%υ内におさま
っている。
実施例4 第11図は本実施例に用いたクロライド法InxGa1
 xP(X二0.49’) 気相エピタキシャル成長装
置の概略断面図を示したものである。この成長装置の上
流部け2段構造になっている。上段はGa用と【7て本
発明による4室の反応室を有する石英製の原料ボート(
30)K態別ガリウム金属(31)を入れ上流部より0
.1 mat %だけP(1,を含んだH,ガスを導入
する。下段はIn用として本発明による4室の反応室を
有する石英製の原料ボー) (32)に原料インジウム
金属(33)を入れ一ヒ流部よυ0.5 mol %だ
けPCI、を含んだH2ガスを導入する。基板(34)
は鏡面研摩、エツチングしたGaAa単結晶を用い(9
) た。反応管内の温度は電気炉(35) Kより制御し、
原料ソース温度は820°C成長温度は750°Cとi
−だ。
第12図に本実施例における成長時間と成長層のG a
 A s基板に対する格子不整合の変化の関係を示す。
従来の原料ボートを用いたクロライド法気相成長による
InGaPの成長ではGa ソースに比べIn ソース
の消費がはげしく下段の最上流部の反応室の原料Inの
個渇により成長開始後2時間位で成長層はGa増加の傾
向に組成変化し始める。
第12図の破線はX線による格子定数の測定よりこの組
成変化の様子を示したものである。しかしながら本発明
の原料ボートを用いた場合には5時間以上安定した組成
の成長層が得られGaAs基板との格子不整合は±2×
10 以内であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来用いられている扇−■族化合物半導体気
相エピタキシャル成長装置の概略断面図である。図中の
1は電気炉、2はガス導入管、3は石英反応管、4は原
料金属、5は原料ボート、(lO) 6it基板結晶、7けサセプタ、8け間仕切り板である
。 第2図は本発明による気相エピタキシャル成長装置用I
IA刺ボートの一構造例である。図中の間切り9には下
部に穴がおいている。 第3図は本発明による気相エピタキシャル成長装置用原
料ボートのy4なる他の構造例の縦断正面図である。図
中の10は各反応室を連結しているパイプである。 第4図はハイドライド法気相成長法による本発明の原料
ボートを用いた■nP成長におゆる成長装置の概略断面
図である。図中の11は原料インジウム金fi、12は
本発明による4室の反応室を有する石英製原料ボート、
13.14はガス導入管、15FiInP基板結晶、1
6は電気炉を示す。 第5図はハイドライド気相成長法によるInP成長にお
ける本発明の効果を示す図で、成長速度の成長時間に対
する変化を示す図である。図中の破線は従来の結果、実
線は本発明による結果を示している。 第6図もハイドライド法気相成長法によるInP成長に
おける本発明の効果を示す図でキャリア濃度の成長時間
に対する変化を示す図である。図中の破線は従来の結果
、実線は本発明による結果を示している。 第7図は本発明の原料ボートを用いたハイドライド法気
相成長法によるInGaAsP成長における成長装置の
概略断面図である。図中の17.20は本発明による4
室反応室を有する石英製原料ボート、18は原料ガリウ
ム金属、21 は原料インジウム金属、19.22.2
3けガス導入管、24はG a A s基板結晶、25
け電気炉を示す。 第8図はハイドライド法気相成長法によるInGaAs
P成長における本発明の効果を示す図である。 G a A s基板との格子不整合の度合の成長時間に
対する変化を示している。図中の破線は従来の結果、実
fl!け本発明による結果を示している。 第9図は本発明の原料ボートを用いたクロライド法気相
成長法によるInP成長における成長装置の概略断面図
である。図中の26は原料インジウム金属、27i1本
発明による4室の反応室を有する石英製原料ボート、2
8ttlnP基板結晶、29tit電気炉を示す。 第10図1クロライド法気相成長法によるInP成長に
おける本発明の効果を示す図で、成長速度の成長時間に
対する変化を示す図である。図中の、破線は従来の結果
、実線は本発明による結果を示している。 第11図は本発明の原料ボートを用いたクロライド法気
相成長法によるInGaP成長における成長装置の概略
断面図である。図中の30.32け本発明による4室の
反応室を有する石英ネジ原料ボート31 け原料ガリウ
ム金JiJ、33は原料インジウム金属、34はOa 
A s基板結晶、35け電気炉を示すO / 第12図はクロライド法気相成長法によるIn(1aP
成長における本発明の効果を示す図である。 GaAs蔵板との格子不整合の度合の成長時間に対する
変化を示している。図中の破線は従来の結果、実線は本
発明による結果を示している。 (,3)代理人弁理士内原 晋 0 +4図 +21615 Q(ul田/V)喜1ヂ町演 秋 四3”i“/v+;mr’NM 国 17″)<D 秋 大 =131−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 原料に一族金属を用いて冒−v族化合物半導体を形成す
    る気相エピタキシャル成長装置の反応管内に設ける薯族
    金属用原料ボートであって、このボート内に少なくとも
    2室以上の反応室を有し、かつこれらの反応室中の原料
    が液体状態において各反応室間で移動できる構造を備え
    たことを特徴とする気相エピタキシャル成長装置用原料
    ボート。
JP16273383A 1983-09-05 1983-09-05 気相エピタキシャル成長装置用原料ボ−ト Pending JPS6054429A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16273383A JPS6054429A (ja) 1983-09-05 1983-09-05 気相エピタキシャル成長装置用原料ボ−ト

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16273383A JPS6054429A (ja) 1983-09-05 1983-09-05 気相エピタキシャル成長装置用原料ボ−ト

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6054429A true JPS6054429A (ja) 1985-03-28

Family

ID=15760228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16273383A Pending JPS6054429A (ja) 1983-09-05 1983-09-05 気相エピタキシャル成長装置用原料ボ−ト

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6054429A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63175167A (ja) * 1987-01-09 1988-07-19 小財 源蔵 長尺筒状織物等の除塵装置
JPH0436986U (ja) * 1990-07-26 1992-03-27

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63175167A (ja) * 1987-01-09 1988-07-19 小財 源蔵 長尺筒状織物等の除塵装置
JPH0461107B2 (ja) * 1987-01-09 1992-09-29 Genzo Kozai
JPH0436986U (ja) * 1990-07-26 1992-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101201589B1 (ko) 고성능 화합물 반도체 물질을 제조하기 위한 증착기술
JPH0691020B2 (ja) 気相成長方法および装置
JPS5973495A (ja) 気相成長方法
JPH11508531A (ja) Cvdによって目的物をエピタキシアル成長させる装置と方法
JPH08124859A (ja) 気相成長方法及びその装置
JPS6255688B2 (ja)
JPS6054429A (ja) 気相エピタキシャル成長装置用原料ボ−ト
JPS59188118A (ja) 気相エピタキシヤル結晶の製造方法
JPS60112694A (ja) 化合物半導体の気相成長方法
JPS58135633A (ja) シリコン・エピタキシヤル成長方法
JPS59203800A (ja) 無機化合物単結晶薄膜の気相エピタキシヤル成長方法
JP2881828B2 (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
Seki et al. A new vapour growth method for III–V compound semiconductors using a single flat temperature zone
JPH0699231B2 (ja) 気相成長方法および装置
JPH06314658A (ja) 気相成長装置
JPS61151093A (ja) 3−5族化合物半導体の気相エピタキシヤル成長方法
JPH0360800B2 (ja)
JPS61155292A (ja) 気相成長装置
JPS5922319A (ja) 3−5族半導体の気相成長方法
JPS63287015A (ja) 化合物半導体薄膜気相成長装置
Tallman et al. Directional growth of single-crystal silicon films across silicon carbide by a moving deposition-zone technique
JPH069191B2 (ja) 気相成長法による半導体製造装置
JPS58110490A (ja) 結晶成長法
JPS59191325A (ja) 気相成長装置
JPH01244612A (ja) 砒化ガリウムの気相成長方法及び気相成長装置