JPS6134191A - 電気炉炉芯管内の洗浄方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、結晶成長用、拡散用またはＣＶＤ用等の電気
炉において、その炉芯管内に付着した汚れを洗浄する方
法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、半導体レーザー等の発光素子や受光素子に代表さ
れる光素子を始めとして高速電子素子あるいは現在注目
を集めている光ＩＣ等の各種化合物半導体テバイスの製
作上必要不可欠な技術として化合物半導体の気相エピタ
キシャル成長技術が各所で活発に研究開発されている。

その化合物半導体の気相エピタキシャル成長において、
成長開始前に結晶成長室内（炉芯管）を洗浄することが
必要不可欠である。それは、その前回の成長において、
結晶成長室（炉芯管）内壁。

サセプクー、結晶成長室内の原料ガス導入管等に付着し
た未反応原料ガスや反応後の原料ガスを除去し、それら
の付着物がエピタキシャル層中にとりこまれないように
するためである。

従来、その洗浄方法としては、水素のみを結晶成長室内
に供給し、その室内温度を８００’Ｃ〜９００℃に約２
時間程度保つ方法がとられていた。

しかしながらこの方法では、洗浄時間が長時間に亘り、
また、試料交換時に結晶成長室内に混入する空気中の酸
素と反応して生成される各種酸化物は完全には除去され
ないという欠点があった。

また、試料交換時に結晶成長室内に空気が混入しない装
置においても、付着した単体金属は完全に除去されず、
また高周波加熱方式の電気炉においては結晶成長室内を
高真空に保って加熱することが困難なので、付着物を除
去する効率は非常に悪いものであった。

この結果、混晶組成、不純物ドーピング量、多。

層薄膜成長時の界面急峻性等の制御性、再現性が悪いも
のとなっていた。

発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので所望のエ
ピタキシャル成長等が制御性よく、また再現性よく行な
えるようにするため、エピタキシャル成長等の直前に、
短時間のうちに結晶成長室（炉芯管）内の付着物を完全
に除去することのできる電気炉等の炉芯管内の洗浄方法
を提供することを目的とする。。

発明の構成 本発明にかかる電気炉炉芯管内の洗浄方法は、その炉芯
管内へ砒化水素と水素とを任意の混合比で混合して供給
し、その電気炉炉芯管内の温度を所定の温度に保つとい
う方法である。

すなわち、付着物が単体金属の場合は という反応により、また付着物が酸化物の場合はという
反応により付着物が除去される。ここで、Ｍは単体金属
、ＭｍＯｎは酸化物を示す。

実施例の説明 本発明による電気炉炉芯管内の洗浄方法は以下に述べる
実施例によって実現される。

本発明を有機金属熱分解気相成長（ＭｅｔａｌＯｒｇａ
ｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ）法の結晶成長室内の洗浄に用い
た場合について以下に述べる。図は通常のＭＯＣＶＤ法
の結晶成長室の模式断面図である。１は石英製炉芯管、
２け石英製炉芯管壁冷却用水導入部、３は結晶成長室入
口フランジ部、４は結晶成長室出口フランジ部、５は高
周波コイル、６はＶ族あるいは■放水素化物ガス導入管
、７は■族あるいは■族有機化合物導入管、８は排出口
、９はカーボン製サセプター、１０は石英製サセプター
支持台、１１は熱電対である。この結晶成長室の洗浄は
、砒化水素が０，１％含壕れた水素ガスを３６／ＲＬｎ
の割合で供給し、かつ高周波加熱によってカーボン製サ
セプター９を８０ｏ′Ｃ〜１０ｏＯ′ｃに加熱し、また
結晶成長室内圧を１００ＴＱｒｒにし、その状態で約３
０分間保持することによって行なった。

その結果、石英製炉芯管１、内壁、各リースガス導入管
６，７、カーボン製すセフリニ９、石英製サセプター支
持台の付着物は完全に除去できた。

その直後に１．３μｍ帯半導体レーザーの一構造である
ＺｎドープＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ／ＩｎＰ基
板というダブルヘテ゛口構造を作成した。この場合、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ四六混晶の組成、ＺｎドープＩｎＰ中（７
）Ｚｌ濃度等の各リースガスの供給量比に比例して制御
性は良く、また、上記の成長を行なう前に必ず上記した
方法で結晶成長室内の洗浄を行なうことにより、四穴混
晶組成およびＺｎ不純物濃度の制御の再現性が飛躍的に
向上した。

以上述べた実施例においては、有機金属熱分解気相成長
法の結晶成長室内の洗浄について説明したが、本発明に
よる電気炉炉芯管内の洗浄方法は他の化合物半導体の気
相成長法例えばノ・イドライド法、ハライド法の結晶成
長室内の洗浄に用いることができるばかりで彦く、他の
Ｃ”／Ｄ用あるいはまた拡散用の電気炉炉芯管内の洗浄
に用いることができる。

また尚周波加熱型電気炉の炉芯管だけでなく、抵抗加熱
型電気炉あるいはランプ加熱型電気炉の炉芯管にも本発
明による洗浄方法は用いることができる。

発明の効果 本発明にかかる電気炉炉芯管内の洗浄方法は、炉芯管内
へ砒化水素と水素とを任意の混合比で混合して供給し、
電気炉炉芯管内の温度をたとえば数百塵の所定温度に保
つという方法により、炉芯管内の付着物が完全に短時間
のうちに除去できて、結晶成長、拡散、ＣＶＤ等その電
気炉炉芯管内で行なわれる各プロセスの制御性、再現性
が向上してその実用的効果は非常に犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例で用いた有機金属熱分解気相成長法
用結晶成長室の模式断面図である。 １　・・・石英製炉芯管、６・・　Ｖ族あるいは■放水
素化物ガス導入管、ア　　］族あるいは■族有機化合物
導入管、９　・・カーボン製サセプター、１ｏ・・・・
・・石英製サセプター支持台。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）結晶成長用、拡散用またはＣＶＤ用などの炉芯管
   内へ砒化水素と水素とを任意の混合比で混合して供給し
   、電気炉炉芯管内の温度を所定温度に保つことを特徴と
   する電気炉炉芯管内の洗浄方法。
2. （２）炉芯管が化合物半導体気相成長用であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電気炉炉芯管内
   の洗浄方法。