JPS6057615A - ３−５族化合物半導体の気相成長方法 - Google Patents
３−５族化合物半導体の気相成長方法Info
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- JPS6057615A JPS6057615A JP16545183A JP16545183A JPS6057615A JP S6057615 A JPS6057615 A JP S6057615A JP 16545183 A JP16545183 A JP 16545183A JP 16545183 A JP16545183 A JP 16545183A JP S6057615 A JPS6057615 A JP S6057615A
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- 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
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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】
本発明は■−■族化合物半導体気相成長法に関し、特に
ガリウム（Ｇａ）とインジウム（Ｉｎ）の■族元素を含
む■−■族化合半導体の高純度な結晶を得られる■−■
族化合物半導体気相成長法に関する。
ガリウム（Ｇａ）とインジウム（Ｉｎ）の■族元素を含
む■−■族化合半導体の高純度な結晶を得られる■−■
族化合物半導体気相成長法に関する。
近年、■−■族化合物半導体、例えばＧ ａ Ａ ｓ、
ＡＡ’ＧａＡｓ 、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ 等の材料を
用いて種々の半導体デバイスが作シ出されている。この
場合高純度のエピタキシャル層を得る事が、デバイスの
特性上要求される場合がある。例えば、高純度化によっ
て高い電子移動度を有する超高速デバイスや受光素子な
どの逆バイアス素子では高速応答、低雑音等の特性を実
現するため高純度エピタキシャル層が必要になってくる
。
ＡＡ’ＧａＡｓ 、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ 等の材料を
用いて種々の半導体デバイスが作シ出されている。この
場合高純度のエピタキシャル層を得る事が、デバイスの
特性上要求される場合がある。例えば、高純度化によっ
て高い電子移動度を有する超高速デバイスや受光素子な
どの逆バイアス素子では高速応答、低雑音等の特性を実
現するため高純度エピタキシャル層が必要になってくる
。
従来、気相成長によって高純度なエピタキシャル層を形
成する方法として、 （１）原料であるメタル金属及び化合物ガスの高純度化
する方法、 （２）原料であるメタルがガス中の不純物を吸収する効
果（ゲッタリング効果）を有効に使う方法、（３）酸素
、アンモニア等を導入させて石英管からのシリコン（Ｓ
ｉ）汚染を防ぐ方法、 （４）原料ガスの分圧を高くしたシ、成長温度を変えて
、成長速度を上げ単位時間あたシの不純物の偏析を少な
くする方法、 などがある。この中で２番目のゲッタリング効果を活用
する方法は、原料である化合物ガスに起因する汚染を除
去する上で極めて有効である。
成する方法として、 （１）原料であるメタル金属及び化合物ガスの高純度化
する方法、 （２）原料であるメタルがガス中の不純物を吸収する効
果（ゲッタリング効果）を有効に使う方法、（３）酸素
、アンモニア等を導入させて石英管からのシリコン（Ｓ
ｉ）汚染を防ぐ方法、 （４）原料ガスの分圧を高くしたシ、成長温度を変えて
、成長速度を上げ単位時間あたシの不純物の偏析を少な
くする方法、 などがある。この中で２番目のゲッタリング効果を活用
する方法は、原料である化合物ガスに起因する汚染を除
去する上で極めて有効である。
しかしながらとのゲッタリング効果を活用する方法は、
次に説明する問題があった。ここではＩｎとＱａＱ元累
を含むｍ−ｖ族化合物半漁体の成長する下し６〜の１兄
り１１する。倉Ｓ１図（佳）・イドライ（パ気相、す′
す２法の反応系の構成を示した出ｒ面図でろる。
次に説明する問題があった。ここではＩｎとＱａＱ元累
を含むｍ−ｖ族化合物半漁体の成長する下し６〜の１兄
り１１する。倉Ｓ１図（佳）・イドライ（パ気相、す′
す２法の反応系の構成を示した出ｒ面図でろる。
この方法の特徴ｒよ、ＩｉＩ族をメタルとＨｅｌガスの
反応による塩化物ガスとして、■か、を化合物ガスとし
てそれぞれ供給する事であシ、ここではＩｎｘＧａ１”
ｘＡｓ の成長＃９１ｊを示す。名）ｒの原料供給室１
．２にはメタルＧａとＩ ｎが置かれており、各メタル
ｅま導入管３を通して外部から供給されるｆ４ｃ１ ガ
スと反応し、てＧａｅｌとＩ ｐｃ ｌ ノＪｍ’ｉ化
物ガスとして供給される。捷だ、導入管４からは、ＡＡ
ｓ Ｈ３ガスが２、※入され熱分泥゛によつ１てＡ
、６２、Ａ Ｈ４分子として供給される。ここで成長領
域では次の反応が行われる。
反応による塩化物ガスとして、■か、を化合物ガスとし
てそれぞれ供給する事であシ、ここではＩｎｘＧａ１”
ｘＡｓ の成長＃９１ｊを示す。名）ｒの原料供給室１
．２にはメタルＧａとＩ ｎが置かれており、各メタル
ｅま導入管３を通して外部から供給されるｆ４ｃ１ ガ
スと反応し、てＧａｅｌとＩ ｐｃ ｌ ノＪｍ’ｉ化
物ガスとして供給される。捷だ、導入管４からは、ＡＡ
ｓ Ｈ３ガスが２、※入され熱分泥゛によつ１てＡ
、６２、Ａ Ｈ４分子として供給される。ここで成長領
域では次の反応が行われる。
この結果Ｇ ａ Ａ ｓとＩｎＡｓの混晶である１、
ｎ ｘＧａ １−ＸＡ Ｓのエピタキシャル層が基板６
上に形成される。
ｎ ｘＧａ １−ＸＡ Ｓのエピタキシャル層が基板６
上に形成される。
ところで、このような成長系においてエピタキシャル層
の純度を決定するものは、原料ガスの純度であシ、特に
Ｈｅｌガスの純度が悪いことがこの成長ｌ（における汚
染の主要因となっている。しかし、と）Ｉ−１ｅｔガス
がＩｎ、Ｇａメタル上を通過してＩｎｅｌ、 Ｇａｅｌ
を生成する時にガス中の不純物がメタル中に吸収される
効果（ゲッタリング効果うが知られている。ところがこ
のような効果は、メタルに対する不純物の偏析係数でき
い°Ｃくるだめメタル材料によって効果の大小がある。
の純度を決定するものは、原料ガスの純度であシ、特に
Ｈｅｌガスの純度が悪いことがこの成長ｌ（における汚
染の主要因となっている。しかし、と）Ｉ−１ｅｔガス
がＩｎ、Ｇａメタル上を通過してＩｎｅｌ、 Ｇａｅｌ
を生成する時にガス中の不純物がメタル中に吸収される
効果（ゲッタリング効果うが知られている。ところがこ
のような効果は、メタルに対する不純物の偏析係数でき
い°Ｃくるだめメタル材料によって効果の大小がある。
この場合、Ｉ 、ｎメタルに比較してＧａメタルの方が
ゲッタリング効果が小さい事が実験上判っているので、
Ｉｎメタル側を通る８Ｃ１ガスに較べてＧａメタルを通
るＨｅｌガスは十分に純化されていない。このためＩｎ
（！：Ｇａの■族元素を含んだ■−Ｖ族化合物では、高
純度のエピタキシャル成長ができない問題があった。
ゲッタリング効果が小さい事が実験上判っているので、
Ｉｎメタル側を通る８Ｃ１ガスに較べてＧａメタルを通
るＨｅｌガスは十分に純化されていない。このためＩｎ
（！：Ｇａの■族元素を含んだ■−Ｖ族化合物では、高
純度のエピタキシャル成長ができない問題があった。
本発明の目的は、このような欠点を除去し、ＩｎとＧａ
の■族元素を含んだ■−Ｖ族化合物の高純度の結晶を成
長させるＵ−Ｖ族化合物半シ４体の気相成長方法を提供
することにある。
の■族元素を含んだ■−Ｖ族化合物の高純度の結晶を成
長させるＵ−Ｖ族化合物半シ４体の気相成長方法を提供
することにある。
本発明の■−■族化合物半導体の気相成長法の構成は、
第１の反応室にゲッタリング効果の大きい第１の■族メ
タルを置き、第２の反応室に前記第１の■族メタルと共
にゲッタリング効果の小さい第２の１■族メタルを慣き
、とれら各反応室に化合物ガスをそれぞれ供給して■族
メタルの反応ガスｆ−Ｌれぞれとり出し、こｉｌら■族
反応ガスと■族の化合物ガスとを反応させて第３の反応
室の基板上に１−■族化合物半ξ・１体を成しさせるこ
とを特徴とする。
第１の反応室にゲッタリング効果の大きい第１の■族メ
タルを置き、第２の反応室に前記第１の■族メタルと共
にゲッタリング効果の小さい第２の１■族メタルを慣き
、とれら各反応室に化合物ガスをそれぞれ供給して■族
メタルの反応ガスｆ−Ｌれぞれとり出し、こｉｌら■族
反応ガスと■族の化合物ガスとを反応させて第３の反応
室の基板上に１−■族化合物半ξ・１体を成しさせるこ
とを特徴とする。
次に本発明を図面によ）詳細に説明する。
第２図は本発明の実施例の気相成長方法を説明する気相
成長装置の断面図であシ、第１図と同様ハイドライド気
相成長方法に基くものである。まず、原料供給室１には
、Ｉｎメタル８とＧａメタル７とが共存して置かれてい
る、この場合Ｉｎメタル８がＧａメタル７よシも１−Ｉ
ＣＩガス流に対して上流側に置かれているが、特にこの
位置関係には限定されない。一方原料供給室２にはＩｎ
メタル８が置かれ、導入管３から（ｄ：Ｈｅｌガスが、
導入管４からはＡ８Ｈ，等の■族化合物ガスがそれぞれ
供給される。また成長用基板６は成長用基板ホルダ５上
にセットされている。
成長装置の断面図であシ、第１図と同様ハイドライド気
相成長方法に基くものである。まず、原料供給室１には
、Ｉｎメタル８とＧａメタル７とが共存して置かれてい
る、この場合Ｉｎメタル８がＧａメタル７よシも１−Ｉ
ＣＩガス流に対して上流側に置かれているが、特にこの
位置関係には限定されない。一方原料供給室２にはＩｎ
メタル８が置かれ、導入管３から（ｄ：Ｈｅｌガスが、
導入管４からはＡ８Ｈ，等の■族化合物ガスがそれぞれ
供給される。また成長用基板６は成長用基板ホルダ５上
にセットされている。
このような反応取を用いて気相成長を行わせると、導入
管３を通して原料供給室１に供給されたＨｅｌガスは、
Ｇａメタル７、Ｉｎメタル８とそれぞれ反応して塩化物
ＧａＣ１，ＩｎＣ１を生成する。
管３を通して原料供給室１に供給されたＨｅｌガスは、
Ｇａメタル７、Ｉｎメタル８とそれぞれ反応して塩化物
ＧａＣ１，ＩｎＣ１を生成する。
この場合、従来方法ではＧａメタル単独の存在であるた
め■■Ｃ１ガス中に含まれる不純物の十分なゲッタリン
グ効果が得られないが、本発明の方法によると、Ｉｎメ
タル８とＧａメタル７が共存しているため、Ｉ−Ｉ Ｃ
Ｉガスがゲッタリング効果の大きいＩ ｎメタル上を通
る事になる。このためＧａメタル７のゲッタリング効果
の不十分さをＩｎメタル８で補う事が可能である。
め■■Ｃ１ガス中に含まれる不純物の十分なゲッタリン
グ効果が得られないが、本発明の方法によると、Ｉｎメ
タル８とＧａメタル７が共存しているため、Ｉ−Ｉ Ｃ
Ｉガスがゲッタリング効果の大きいＩ ｎメタル上を通
る事になる。このためＧａメタル７のゲッタリング効果
の不十分さをＩｎメタル８で補う事が可能である。
料供給室１に置いたものであり、この場合も同じ効果を
もつことは明らかである。
もつことは明らかである。
以上説明した様に、本発明によれば、ＩｎとＧａメタル
を共存させる事（より、Ｇａメタルのゲッタリング効果
の不十分さをＩｎメタルで補い、ガスの不純物を有効に
除去する事が可能である。このためＩｎとＱａの元素を
含んだＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相成長法において
、不純物の少ない高純度な結晶成長が可能となる。
を共存させる事（より、Ｇａメタルのゲッタリング効果
の不十分さをＩｎメタルで補い、ガスの不純物を有効に
除去する事が可能である。このためＩｎとＱａの元素を
含んだＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相成長法において
、不純物の少ない高純度な結晶成長が可能となる。
第１図は従来のハイドライド成長法を用いた成長系の断
面図、第２図は本発明の詳細な説明するＩｎとＧａとを
同じ原料供給室に共存させたときの断面図、第３図は本
発明の第２の実施例を説明するＩｎとＧａの混合メタル
を用いたときの断面図である。図において、
面図、第２図は本発明の詳細な説明するＩｎとＧａとを
同じ原料供給室に共存させたときの断面図、第３図は本
発明の第２の実施例を説明するＩｎとＧａの混合メタル
を用いたときの断面図である。図において、
Claims (1)
- 第１の反応室にゲッタリング効果の大きい第１の■ 族
メタルを置き、第２の反応室に前記第１の■ 族メタル
と共にゲッタリング効果の小さい第２の■ 族メタルを
置き、これら各反応室に化合物ガスをそれぞれ供給して
■ 族メタルの反応ガスをそれぞれとり出し、これら■
族反応ガスと■族の化合物ガスとを反応させて第３の
反応室の基板上に■−■族化合物半導体を成長させるこ
とを特徴とする■−■族化合物半導体の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16545183A JPS6057615A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16545183A JPS6057615A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057615A true JPS6057615A (ja) | 1985-04-03 |
Family
ID=15812666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16545183A Pending JPS6057615A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057615A (ja) |
-
1983
- 1983-09-08 JP JP16545183A patent/JPS6057615A/ja active Pending
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