JPS6065527A - 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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- JPS6065527A JPS6065527A JP17347883A JP17347883A JPS6065527A JP S6065527 A JPS6065527 A JP S6065527A JP 17347883 A JP17347883 A JP 17347883A JP 17347883 A JP17347883 A JP 17347883A JP S6065527 A JPS6065527 A JP S6065527A
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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■族元素の有機化合物蒸気と■族元素の三基化
物蒸気とを反応させて基板上に■−ｖ族化合物半導体を
エピタキシャル成長させる気相成長方法において、成長
結晶中に混入する炭素の量を減少させる気相成長方法に
関するものである。
物蒸気とを反応させて基板上に■−ｖ族化合物半導体を
エピタキシャル成長させる気相成長方法において、成長
結晶中に混入する炭素の量を減少させる気相成長方法に
関するものである。
■−■族化合物半導体はその混晶をも含めて高速デバイ
ス用あるいけ光デバイス用として次代のコンピュータ技
術と通信技術を支える重要な材料である。これら■−ｖ
族半導体のエピタキシャル層は大面積鏡面エビの点で優
位にある気相成長技術によってつくられているが、中で
も有機■族金属蒸気と■族元素三基化物蒸気とを反応さ
せて基板上に■−■族化合物半導体をエピタキシャル成
長させる気相成長技術（ＭＯ−クロライド法）は、量産
性、エピタキシャル層の均一性、成長用供給ガス組成の
切り換わりの速さ、混晶組成の制御性などの点で総合的
にクロライド法、ハイドライド法、有機金属法よりも優
位にあると考えられる。
ス用あるいけ光デバイス用として次代のコンピュータ技
術と通信技術を支える重要な材料である。これら■−ｖ
族半導体のエピタキシャル層は大面積鏡面エビの点で優
位にある気相成長技術によってつくられているが、中で
も有機■族金属蒸気と■族元素三基化物蒸気とを反応さ
せて基板上に■−■族化合物半導体をエピタキシャル成
長させる気相成長技術（ＭＯ−クロライド法）は、量産
性、エピタキシャル層の均一性、成長用供給ガス組成の
切り換わりの速さ、混晶組成の制御性などの点で総合的
にクロライド法、ハイドライド法、有機金属法よりも優
位にあると考えられる。
これに加えて、ＭＯ−クロライド法は■族元素の水素化
物のような猛毒性ガスを用いない安全性の高い気相成長
技術であるという認識も高まりつつあり、将来的に重要
な技術であるとして期待されている。
物のような猛毒性ガスを用いない安全性の高い気相成長
技術であるという認識も高まりつつあり、将来的に重要
な技術であるとして期待されている。
しかしながら、ＭＯ−クロライド法によって成長したＧ
ａＡｓエピタキシャル層の電子移動度は通常のクロライ
ド法、ハイドライド法、ＭＯ法によるＧａＡｓ成長層の
電子移動度と比べて小さく、特にキヤリアａ度が１０”
ｃｎｒ ３台での電子移動度は半分以下であることが
発明者の実験によって明らかとなった。すなわち、成長
層はかなりコンペンセイトされている。甚しくコンペン
セイトされたエピタキいることができず、ＭＯ−クロラ
イド法の最大の欠点は成長層のコンペンセイシヨンであ
った。
ａＡｓエピタキシャル層の電子移動度は通常のクロライ
ド法、ハイドライド法、ＭＯ法によるＧａＡｓ成長層の
電子移動度と比べて小さく、特にキヤリアａ度が１０”
ｃｎｒ ３台での電子移動度は半分以下であることが
発明者の実験によって明らかとなった。すなわち、成長
層はかなりコンペンセイトされている。甚しくコンペン
セイトされたエピタキいることができず、ＭＯ−クロラ
イド法の最大の欠点は成長層のコンペンセイシヨンであ
った。
このコンペンセイトされた成長層のアクセプタ不純物を
調べるため低温のホトルミネッセンス測定をおこなった
ところ成長層には炭素アクセプターが大量に混入してい
ることが明らかとなった。
調べるため低温のホトルミネッセンス測定をおこなった
ところ成長層には炭素アクセプターが大量に混入してい
ることが明らかとなった。
一方、本発明者はＭＯ−クロライド法気相成長装置の石
英反応管の反応ガス混合領域に魚影を発見これらの事実
から本発明者は成長系中の大量の不純物である炭素は石
英管壁に付着するという仮説を得るにいたった。本発明
はこの仮説に基づいて得られたものである。
英反応管の反応ガス混合領域に魚影を発見これらの事実
から本発明者は成長系中の大量の不純物である炭素は石
英管壁に付着するという仮説を得るにいたった。本発明
はこの仮説に基づいて得られたものである。
すなわち本発明は、■族元素の有機化合物蒸気とＶ族元
素の三基化物蒸気とをキャリアガス流中で石英細管束と
接触させながら反応させ、下流の基板上に■−■族化合
物半導体をエピタキシャル成長させることを特徴とする
■−ｖ族化合物半導体の気相成長方法である。
素の三基化物蒸気とをキャリアガス流中で石英細管束と
接触させながら反応させ、下流の基板上に■−■族化合
物半導体をエピタキシャル成長させることを特徴とする
■−ｖ族化合物半導体の気相成長方法である。
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
第１図（ａ）は本発明を実施したＭＯ−クロライド気相
成長装置の概略図を示すものである。この装置を用いて
半絶縁性ＧａＡｓ基板上にＧａＡａをエピタキシャル成
長させる場の手順を以下に示す。
成長装置の概略図を示すものである。この装置を用いて
半絶縁性ＧａＡｓ基板上にＧａＡａをエピタキシャル成
長させる場の手順を以下に示す。
（１）石英反応管１内の混合領域に石英細管束６を設置
し、混合領域ｚ２の基板設置台２上に半絶縁性ＧａＡｓ
基板３を設置する。石英細管束６は第１図（ｂ）に示す
ように反応管ｌの特定部位を横切って充填するものであ
る。
し、混合領域ｚ２の基板設置台２上に半絶縁性ＧａＡｓ
基板３を設置する。石英細管束６は第１図（ｂ）に示す
ように反応管ｌの特定部位を横切って充填するものであ
る。
（２）反応管内を水素ガスで置換する。
（３）混合領域ｚ１の最高温度を８５０℃、成長領域ｚ
２を７４０℃に抵抗加熱炉（図示略）で設定する。
２を７４０℃に抵抗加熱炉（図示略）で設定する。
（４）水素ガスをキャリアガスとし、トリメチルガリウ
ム（Ｔｂｃ）を含む水素ガスを導入ガス４、三塩化砒素
（ＡｓＣ１ｌ ｍ ）を含む水素ガスを導入ガス５とし
て反応管１内に吹き込む。
ム（Ｔｂｃ）を含む水素ガスを導入ガス４、三塩化砒素
（ＡｓＣ１ｌ ｍ ）を含む水素ガスを導入ガス５とし
て反応管１内に吹き込む。
（５）導入されたトリメチルガリウムと三塩化砒素とを
混合領域Ｚ、に誼かれた石英細管束６と接触させながら
反応させる。
混合領域Ｚ、に誼かれた石英細管束６と接触させながら
反応させる。
（６）下流の成長領域ｚ２にＧａＡｓをエピタキシャル
成長させる。
成長させる。
ｆＡｆ、２図は本発明によって得られたエピタキシャル
層のＨＢＩＩ測定結果を電子濃度と電子移動度の関係で
示したものである。本発明によるＴＭＱ／ＡａＣ１ｓ苅
オ系ＧａＡｓエビオ系ＧａＡｓエピタキシャル層しであ
る。第２図には比較例として石英＃］ｖ束が置かれてい
ない反応管を用いた従来法によるＧａＡａ −ピタキシ
ャル層の測定点も示した。・は従来のＴΔｇＪ′Ａｓ
Ｃ１ｓ／Ｈ２系Ｇ精μピタキシャル層、０は従来の’ｌ
’ｆｊｊ５／Ａｓ ＣＡ３／Ｈｚ系ＧａＡｓ ：ｒ−ピ
タキシャル層を示す（′Ｔ似神戸トリエチルガリウムＯ この結果から明らかなとおり、本発明によればＭＯ−ク
ロライド法ＧａＡｇエピタキシャル層の電子移動度が従
来法の２倍以上に向上していることが判る。したがって
本発明は量産性制御性に優れるＭＯ−クロライド法を用
いて、エピタキシャル層の純度が他の気相成長法に匹敵
するばかりでなく、より高純度の結晶を得ることができ
る効果を有す
層のＨＢＩＩ測定結果を電子濃度と電子移動度の関係で
示したものである。本発明によるＴＭＱ／ＡａＣ１ｓ苅
オ系ＧａＡｓエビオ系ＧａＡｓエピタキシャル層しであ
る。第２図には比較例として石英＃］ｖ束が置かれてい
ない反応管を用いた従来法によるＧａＡａ −ピタキシ
ャル層の測定点も示した。・は従来のＴΔｇＪ′Ａｓ
Ｃ１ｓ／Ｈ２系Ｇ精μピタキシャル層、０は従来の’ｌ
’ｆｊｊ５／Ａｓ ＣＡ３／Ｈｚ系ＧａＡｓ ：ｒ−ピ
タキシャル層を示す（′Ｔ似神戸トリエチルガリウムＯ この結果から明らかなとおり、本発明によればＭＯ−ク
ロライド法ＧａＡｇエピタキシャル層の電子移動度が従
来法の２倍以上に向上していることが判る。したがって
本発明は量産性制御性に優れるＭＯ−クロライド法を用
いて、エピタキシャル層の純度が他の気相成長法に匹敵
するばかりでなく、より高純度の結晶を得ることができ
る効果を有す
第１図（ａ）は本発明を実施した成長装置を示す断面図
、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ融断面図、第２図り本発明の
方法と従来法とによって得られたＧａＡａエピタキシャ
ル層の電子濃度対電子移動度を示す図である。 １・・・反応管、２・・・基板設置台、３・・・半絶縁
性ＧａＡｓ基板、４，５・・・導入ガス、６・り石英細
管束特許出願人 日不電気株式会社
、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ融断面図、第２図り本発明の
方法と従来法とによって得られたＧａＡａエピタキシャ
ル層の電子濃度対電子移動度を示す図である。 １・・・反応管、２・・・基板設置台、３・・・半絶縁
性ＧａＡｓ基板、４，５・・・導入ガス、６・り石英細
管束特許出願人 日不電気株式会社
Claims (1)
- （１）■族元素の有機化合物蒸気と■族元素の三基化物
蒸気とをキャリアガス流中に反応させて下流の基板上に
■−ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長させるｎｉ
−ｖ族化合物半導体の気相成長方法において、■族元
素の有機化合物蒸気とＶ族元素の三基化物蒸気とをギヤ
リアガス中で石英細管束に接触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 |
|---|---|---|---|
| JP17347883A JPS6065527A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP17347883A JPS6065527A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065527A true JPS6065527A (ja) | 1985-04-15 |
Family
ID=15961232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17347883A Pending JPS6065527A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065527A (ja) |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP17347883A patent/JPS6065527A/ja active Pending
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