JPS6057612A - 化合物半導体の成長方法 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、化合物半導体の気相成長において、急峻な濃
度勾配、急峻なペテロ界面を得ることができる成長方法
に関するものである。

（従来技術） 化合物半導体の気相成長において濃度を変化させるとき
、又三次以上の場合に結晶の組成を変化さぜる時には、
それぞれ反応系に２Ｊｉ人するド、−ピング量、原料ガ
スの量を変化させて行う。そのため、コックの開閉によ
っである程度急峻な濃度変化や組成の変化が得られるが
、ガスはコックから反応管まで流れていくのに時間がか
が９、反応部に急激にがス組成を変化させることは困難
である。

これを解決する方法として従来、第１図に示すような方
法が行われている。１は反応管、２はガス導入管、３は
もう一つのガス導入管である。これらの管２，３から導
入されるガスは反応後、排気口５を通って排気されるが
、このとき基板６が、　導入管端部４よシ下流の位置７
にある場合には、ガス導入管２及び３より導入したガス
組成によって結晶成長するが、ガス導入管端部４よシ上
流の位置８にあるとがス導入管２から導入したがス組成
のみによって決定する結晶が成長する。そこでがス導入
管２及び３から導入するガスを適当に選び、基板６を位
置７と位置８との間で動かすことによって急峻な濃度勾
配、又は組成変化を有する結晶を成長させることができ
る。

また、第２図に示すような方法も従来性われている。こ
の場合には反応管９をしきり１０によって２つの反応室
１１と１２に分肉［１し、それぞれにガスのガス導入管
ｌ　、３　、１４を有している。そして、それぞれ別の
ガス組成にしておいて基板１５を反応室１）から反応室
１２へ、又はその逆に移動させることにより急峻な製置
変化、組成変化を得るものである。このような方法にも
問題はあり、第１図の場合には位置７と位置８とで温度
条件等の成長条件の差がつきゃすく、また、第２図に示
す方法による場合には基板移動機構が複雑になりやすい
。

（発明の目的） 本発明の目的は、温度等の成長条件を変化させずに、し
かも比較的簡単に、急峻な組成変化、濃度変化を有する
化合物半導体を成長させる方法を提供するにある。

（発明の概要） 上記目的を達成するだめに、この発市：反応管自体のガ
゛ナス導入管部とは別蘭に反応管内に一部分が突出する
ようにした細いガス導入管を１個以上設け、細い各ガス
導入管に対応して両端開、１コの大管を移動可能に設け
、反応管内に設置しメこノ１１−板上に成長させる化合
物半導体の組成を急激に変化させる時点において、反応
管自体のガス導入管ｆｉ１≦から導入するがスは変化さ
せず、少くとも１個の大管を移動させて、その大管に対
応した細い力゛ス導入管の端部がその太管内に収容され
るようにすることによって、そのガス導入管から導入さ
れるガスを反応管の排気口へ直接導き、又は、少くとも
１個の大管を移動させて、それに対応した細いガス導入
管の端部から十分離すことによって、そのガス導入管か
ら導入されるガスを基板上に導くことを特徴としている
。以下実施例に基づいて詳細に説明する。

（実施例） 本発明の実施例として、＋ｎ　−ｖ化合物半導体の１置
族元素の導入に有機金属化合物を用いる気相成長法（Ｍ
Ｏ−ＣＶＤ法）の場合について説明する。

第３図は本発明の一実施例を説明するために示した反応
系の概略図であり、反応管１６にはガス導入管Ｉ７と１
８とを設けている。そして両端開口の太い石英管Ｉ９は
前後に移動可能であり、ガス導入管１８から十分ａｔ（
（れだ位置２０と、ガス導入管１８の端部がその中に入
る位置１との間で移動可能なようにする。基板２２はグ
ラファイトペデスタル２３の上に１置き、このグラファ
イトペデスタル２３を高周波加熱コイル２４で加熱する
。

以下ＧａＡｓとＧａＡｌＡｓの急峻な組成変化をもつ結
晶を成長させる場合について説明する。ガス導入管１７
からＡｓの原料であるＡ　ｓ　Ｈ３とＧ　ａ　（ＣＨ３
）５をキャリアガスＨ２と共に反応系内に導入する。そ
してＡｌ（ＣＨ３）３を■（２とともに導入管１８から
導入する。

この場合、石英管１９が位置２Ｉにあると、がス導入管
１８から導入したＡＩ　（ＣＨ３）６は基板２２に届か
ず排気口２５から排気される。そのだめ、基板２２上に
はガス導入管１７から導入されたＧ　ａ（ＣＩＩｓ）ｓ
とＡｓＨｓによＩ）　ＧａＡｓが成長する。しかし、石
英管１９が位置２０にある場合には基板２２上にはＧａ
（ＣＩＴ６）５．　Ａｌ（ＣＨ３）３’＋　ＡｓＨ３が
供給されるため、ＧａＡｌＡｓの成長が起る。以上のよ
うに石英管Ｉ９を前後に移動させることにより、ガスは
流した−２１で基板」−に届くガスの組成を急激に変化
させることができるので、急峻に組成が変化した界面を
有する成長層を得ることができる。以Ｊ１ＧａＡｓとＧ
ａＡｌＡｓの場合について説明しだが、他の結晶につい
ても同様である。また、組成変化のみならず、ドーピン
グガスの導入に利用すれば急峻な濃度変化をもつ成長層
が得られる。さらに、この機構を複数個有することによ
り、組成と一度等の複数のパラメータを独立に急峻に変
化させることもできる。

以上ＭＯ−ＣＶＤ法について述べたが、他の気相成長法
についても同様であることは明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば化合物半導体の気
相成長法において、基板近傍のガス組成を容易に急峻さ
せることができ、成長温度条件を、＠、に変えることな
く、急峻なヘテロ界面、濃度変化をもった結晶を成長さ
せることができるので、各種の電子デバイス、光デバイ
ス等の結晶成長等に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の化合物半導体の気相成長の反応
系の概略図、第３図は本発明の説明に用いる反応系の概
略図である。 １Ｇ・・反応管、１７．５８・・・ガス導入管、１９・
・・石英管、２０．２１・・石英管１９の前端の位置、
２２・・基板、２３・・グラファイトペデスタル、２４
・・高周波加熱コイル、２５　・ＩＪｌ気口。 特許出願人　沖電気工業株式会社 手続補正書（自発） ５８．１２．９ 昭和　年　月　日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願第　１．６４１．４０　号２発
明の名称 化合物半導体の成長方法 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 任　所（〒１０５）　東京都港区虎ノ門１−］泪７番１
２号４代理人 住　所（〒１０５）　東京都港区虎ノ門１丁目７香１２
号５補□の対象　明細１□中「発明の詳細な説明」の欄
とりるの′（ｆ−１又三元以上の」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 反応管自体のｇ′ナス導入管部とは別個に反応管内に一
   部分が突出するようにした細いガス導入管を１個以上設
   け、 細い各ガス導入管に対応して両端開口の大管を移動可能
   に設け、 反応管内に設置した基板」二に成長させる化合物半導体
   の組成を急激に変化させる時点において、反応管自体の
   ガス導入管部から導入するガスは変化させず、 少くとも１個の大管を移動させて、その大管に対応した
   細いガス導入管の端部がその太管内に収容されるように
   することによって、そのガス導入管から導入されるガス
   を反応管の排気口へ直接導き、 又は、少くとも１個の大管を移動させて、それに対応し
   た細いガス導入管の端部から十分離すことによって、そ
   のガス導入管から導゛入されるガスを基板上に導くこと
   を特徴とした化合物半導体の成長方法っ