JPS6163599A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPS6163599A JPS6163599A JP18583284A JP18583284A JPS6163599A JP S6163599 A JPS6163599 A JP S6163599A JP 18583284 A JP18583284 A JP 18583284A JP 18583284 A JP18583284 A JP 18583284A JP S6163599 A JPS6163599 A JP S6163599A
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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】
産業上の利用分野
本発明は化合物半導体等を基板上に薄膜上に結晶成長す
る場合に用いる気相結晶成長装置に関するものである。
る場合に用いる気相結晶成長装置に関するものである。
従来例の構成とその間頂点
近年、■=■族およびn −VI族化合物半導体の気相
エピタキシャル成長法、特に有機金属熱分解法(MOC
VD 、 Metal Organic Chemic
al VaporDepostiOn法)、ハイライド
気相エピタキシャル成長法、クロライド気相エピタキシ
ャル成長法が大面積エピタキシャル、量産性、膜厚や組
成の制御性等の点から注目を集め、各所で研究開発が活
発に行なわれている。その■−v族化合物半導体の気相
結晶成長の場合にはn型不純物ンース材料として、■−
■族化合物半導体の気相結晶成長の場合には■族、リー
ス材料としてVI族水素化物ガスが用いられている。
エピタキシャル成長法、特に有機金属熱分解法(MOC
VD 、 Metal Organic Chemic
al VaporDepostiOn法)、ハイライド
気相エピタキシャル成長法、クロライド気相エピタキシ
ャル成長法が大面積エピタキシャル、量産性、膜厚や組
成の制御性等の点から注目を集め、各所で研究開発が活
発に行なわれている。その■−v族化合物半導体の気相
結晶成長の場合にはn型不純物ンース材料として、■−
■族化合物半導体の気相結晶成長の場合には■族、リー
ス材料としてVI族水素化物ガスが用いられている。
以下に従来のVI族水素化物ガスを用いる気相成長装置
、特にその−例として有機金属熱分解法の場合について
説明する。
、特にその−例として有機金属熱分解法の場合について
説明する。
第1図は従来の有機金属熱分解法による気相成長装置の
ガス系統図であり、1は結晶成長室、2は■族あるいは
■族有機金属ボンベ、3は有機金属ボンベへ供給するキ
ャリアガスの流量調整用マスフローコントロニラ−,4
は■族あるいは■族水素化物ガスボンベ、5は■疾ある
いはVI族水素化物ガスの流量調整用マスフローコント
ローラー、6は■族あるいはVI族水素化物ガスをボン
ベから結晶成長室内へ導くステンレス製パイプ、7はカ
ーボン製サセプター、8は高周波コイル、9は熱電対、
10は基板、11は圧力計、12はロータリーポンプ、
13は排ガス処理装置でちる。第1図に示すように、従
来のVI族水素化物ガスを用いる気相成長装置では、V
I族水素化物ガスをそのボンベから結晶成長室へ導くス
テンレス製パイプは、そのボンベ4と結晶成長室10間
で他の水素化物ガスを結晶成長室へ導くステンレス製パ
イプと共に1本に統合され、最終的にはすべての水素化
物ガスを導くパイプとして1本のステンレス製パイプが
結晶成長室に接続されていた。
ガス系統図であり、1は結晶成長室、2は■族あるいは
■族有機金属ボンベ、3は有機金属ボンベへ供給するキ
ャリアガスの流量調整用マスフローコントロニラ−,4
は■族あるいは■族水素化物ガスボンベ、5は■疾ある
いはVI族水素化物ガスの流量調整用マスフローコント
ローラー、6は■族あるいはVI族水素化物ガスをボン
ベから結晶成長室内へ導くステンレス製パイプ、7はカ
ーボン製サセプター、8は高周波コイル、9は熱電対、
10は基板、11は圧力計、12はロータリーポンプ、
13は排ガス処理装置でちる。第1図に示すように、従
来のVI族水素化物ガスを用いる気相成長装置では、V
I族水素化物ガスをそのボンベから結晶成長室へ導くス
テンレス製パイプは、そのボンベ4と結晶成長室10間
で他の水素化物ガスを結晶成長室へ導くステンレス製パ
イプと共に1本に統合され、最終的にはすべての水素化
物ガスを導くパイプとして1本のステンレス製パイプが
結晶成長室に接続されていた。
しかしながら上記のような構造では、種々の水素化物ボ
ンベ4から供給される種々の水素化物ガスが同一のステ
ンレス製バイブロ内を通過することになり、ステンレス
製パイプ中を通過する際、その内壁にその一部が吸着さ
れるという性質があるVI族水素化物ガスは、ステンレ
ス製パイプ内に吸着してしまう。そして例えばVI族水
素化物ガスの供給を必要としない場合においてもステン
レス製パイプ内壁に付着していた■原水素化物がパイプ
内壁から蒸発して、他の水素化物ガスと共に結晶成長室
内へ導かれ、所望の成長結晶が得られないという問題点
を有していた。この問題点は特に混晶成長の場合の組成
制御、不純物ドーピングの場合の不純物濃度制御、多層
薄膜構造作成の場合の界面急峻性の制御等を非常に困難
なものにしていた。
ンベ4から供給される種々の水素化物ガスが同一のステ
ンレス製バイブロ内を通過することになり、ステンレス
製パイプ中を通過する際、その内壁にその一部が吸着さ
れるという性質があるVI族水素化物ガスは、ステンレ
ス製パイプ内に吸着してしまう。そして例えばVI族水
素化物ガスの供給を必要としない場合においてもステン
レス製パイプ内壁に付着していた■原水素化物がパイプ
内壁から蒸発して、他の水素化物ガスと共に結晶成長室
内へ導かれ、所望の成長結晶が得られないという問題点
を有していた。この問題点は特に混晶成長の場合の組成
制御、不純物ドーピングの場合の不純物濃度制御、多層
薄膜構造作成の場合の界面急峻性の制御等を非常に困難
なものにしていた。
なお、以上述べた従来例としては、有機金属熱分解法に
ついて説明したが、ハイドライド気相エヒタキンヤル成
長法やクロライド気相エピタキシャル成長法についても
、上記した構造と問題点を有している。
ついて説明したが、ハイドライド気相エヒタキンヤル成
長法やクロライド気相エピタキシャル成長法についても
、上記した構造と問題点を有している。
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結晶成長
時の必要な時に必要とする■原水素化物だけが結晶成長
室内に供給され、不必要な■原水素化物は結晶成長室内
に一切混入することがなく所望の結晶を再現性よく成長
できる■原水素化物を用いる気相成長装置を提供するこ
と全目的とする。
時の必要な時に必要とする■原水素化物だけが結晶成長
室内に供給され、不必要な■原水素化物は結晶成長室内
に一切混入することがなく所望の結晶を再現性よく成長
できる■原水素化物を用いる気相成長装置を提供するこ
と全目的とする。
発明の構成
本発明にがかるVI族水素化物ガスを原料材料として用
いる化合物半導体の気相成長装置は、VI族水素化物ガ
ス全そのボンベから結晶成長室内まで導く管が、VI族
水素化物ガスボンベごとにそれぞれ)出立て備えられ、
かつその管と結晶成長室との接げ部:でそれぞれ開閉弁
が備えらnたものである。
いる化合物半導体の気相成長装置は、VI族水素化物ガ
ス全そのボンベから結晶成長室内まで導く管が、VI族
水素化物ガスボンベごとにそれぞれ)出立て備えられ、
かつその管と結晶成長室との接げ部:でそれぞれ開閉弁
が備えらnたものである。
従って、結晶成長時には、その原料材料となるVI族水
素化物ガスが必要とされる時のみ、結晶成長室内に供給
され、その他不必要な時は一切結晶成長室内に混入する
ことがないため、混晶成長の場合の組成、不純物ドーピ
ングの場合の不純物濃度、多層薄膜構造作成の場合の界
面急峻性等を再現性よく容易に制御することのできるも
のである。
素化物ガスが必要とされる時のみ、結晶成長室内に供給
され、その他不必要な時は一切結晶成長室内に混入する
ことがないため、混晶成長の場合の組成、不純物ドーピ
ングの場合の不純物濃度、多層薄膜構造作成の場合の界
面急峻性等を再現性よく容易に制御することのできるも
のである。
実施例の説明
本発明(でよるVI族水素化物ガスを用いる化合物半導
体の気相成長装置の具体的なガス系統図を第2図に示す
。第2図において、第1図と同一部分には同一番号を付
す。図に示すように、この場合は水素化物ガスボンベは
全部で3個設置することができそのうち1個が■原水素
化物ガスボンベ14である。そしてそのボンベ14から
結晶成長室1までVI族水素化物ガスを導くステンレス
製パイプ15は他の水素化物ガスをそれらのボンベから
結晶成長室1まで導くステンレス製バイブロと独立に備
えられている。そのステンレス製パイプ15と結晶成長
室1との接続部に空気作動式開閉弁16を備えた。また
そのステンレス製パイプ16の途中にキャリアガスを流
入させるためのステンレス製パイプ17が接続され、か
つそのキャリアガスの流量を調節するためのマスフロー
コントo−ラー18を備えた。他の部分は従来のVI族
水素化物ガスを用いる気相成長装置と同じ構造である。
体の気相成長装置の具体的なガス系統図を第2図に示す
。第2図において、第1図と同一部分には同一番号を付
す。図に示すように、この場合は水素化物ガスボンベは
全部で3個設置することができそのうち1個が■原水素
化物ガスボンベ14である。そしてそのボンベ14から
結晶成長室1までVI族水素化物ガスを導くステンレス
製パイプ15は他の水素化物ガスをそれらのボンベから
結晶成長室1まで導くステンレス製バイブロと独立に備
えられている。そのステンレス製パイプ15と結晶成長
室1との接続部に空気作動式開閉弁16を備えた。また
そのステンレス製パイプ16の途中にキャリアガスを流
入させるためのステンレス製パイプ17が接続され、か
つそのキャリアガスの流量を調節するためのマスフロー
コントo−ラー18を備えた。他の部分は従来のVI族
水素化物ガスを用いる気相成長装置と同じ構造である。
この本発明による気相成長装置を用いて、1.3μm帯
半専体レーザーの一構造であるZn ドープInP/
TnGaAsP/SsドープInP/n型1nP基板と
いうダブルへテロ構造作成の場合について以下に述べる
。
半専体レーザーの一構造であるZn ドープInP/
TnGaAsP/SsドープInP/n型1nP基板と
いうダブルへテロ構造作成の場合について以下に述べる
。
この場合、In、Ga、Znのソース材料としてそれぞ
れ、In(02H5)3.Ga(C2H5)3゜Zn(
C2H5)2を、また人s、D、Se のリース材料
としてそれぞれAsH3,PH3,H2S5 を、また
キャリアガスとしてH2を用いた、最初、結晶成長室1
内のカーボン製サセプター7上に設置されたn型InP
基板10の温度を成長温度600’Cまで上昇させる。
れ、In(02H5)3.Ga(C2H5)3゜Zn(
C2H5)2を、また人s、D、Se のリース材料
としてそれぞれAsH3,PH3,H2S5 を、また
キャリアガスとしてH2を用いた、最初、結晶成長室1
内のカーボン製サセプター7上に設置されたn型InP
基板10の温度を成長温度600’Cまで上昇させる。
なおこの際、InP基板表面のサーマルXダメージを防
ぐためにPI(3を4CC/m1n供給した。そしてそ
の抜工の表に示す成長条件により順次成長を行なった。
ぐためにPI(3を4CC/m1n供給した。そしてそ
の抜工の表に示す成長条件により順次成長を行なった。
(以 下金 白)
なお上記の表の中でIn(C2H5)5.G&(C2H
5)3゜Zn(C2H5)3ノ供給量ニツイテハ、それ
’Pれ45°Cに保温したIn(C2H5)3ボンベ2
に供給するH2の流量、0°Cに保温したGa(C,、
H5)3ボンベ2に供給スルH2(7) 流t、0″C
に保温したZn(C2H5)2ボンベ2に供給するH2
の流量を表わしている。また全流量としては5e/wi
n、成長時の結晶成長室内圧としては760〜10mm
Hgである。またステンレス製パイプ15へは600
cc、iin のキヤIJ 7jjスi H2をステン
レス製パイプ17を通して供給した。
5)3゜Zn(C2H5)3ノ供給量ニツイテハ、それ
’Pれ45°Cに保温したIn(C2H5)3ボンベ2
に供給するH2の流量、0°Cに保温したGa(C,、
H5)3ボンベ2に供給スルH2(7) 流t、0″C
に保温したZn(C2H5)2ボンベ2に供給するH2
の流量を表わしている。また全流量としては5e/wi
n、成長時の結晶成長室内圧としては760〜10mm
Hgである。またステンレス製パイプ15へは600
cc、iin のキヤIJ 7jjスi H2をステン
レス製パイプ17を通して供給した。
以上のような本実施例によれば、H2S8 の結晶成
長室1への供給は、空気作動式開閉弁16の開閉によっ
て瞬時に行なうことができて、またそれを結晶成長室ま
で導くステンレス製ノくイブ15が他の水素化物ガス(
AsH3,PH3) の導入ステンレス製バイブロと
別になっているため、必要でない時はH2Seが結晶成
長室1内へ他の水素化物ガス(人sH6,PH3)
と共に混入することはなく、またそのステンレス製パイ
プ15へは、キャリアガスが供給されるので、H2Se
がステンレス製パイプ中を通過する速度が増加して、ス
テンレス製パイプ16の内壁に吸着するH2Se (7
)量が減少する。この結果、工nGaAsP成長、およ
びInP;Zn 成長の場合に、その前のInP ;8
15 成長時に供給されていたH 2 S a の混入
は一切なく、3e 不純物濃度制御も再現性よく行なえ
た。
長室1への供給は、空気作動式開閉弁16の開閉によっ
て瞬時に行なうことができて、またそれを結晶成長室ま
で導くステンレス製ノくイブ15が他の水素化物ガス(
AsH3,PH3) の導入ステンレス製バイブロと
別になっているため、必要でない時はH2Seが結晶成
長室1内へ他の水素化物ガス(人sH6,PH3)
と共に混入することはなく、またそのステンレス製パイ
プ15へは、キャリアガスが供給されるので、H2Se
がステンレス製パイプ中を通過する速度が増加して、ス
テンレス製パイプ16の内壁に吸着するH2Se (7
)量が減少する。この結果、工nGaAsP成長、およ
びInP;Zn 成長の場合に、その前のInP ;8
15 成長時に供給されていたH 2 S a の混入
は一切なく、3e 不純物濃度制御も再現性よく行なえ
た。
以上述べた実施例においてはInP−InGaAsP
系の結晶成長について説明したが、本発明による気相成
長装置は、GaAs−GaAsAs系1人1GaInP
−GaAs 系の他の■−■族半導体結晶の成長に用い
ることができるばかりでなく、更にZn5e やZn5
eS等の■−■族化合物半導体結晶や混晶、■−■族と
m−■族の混晶等の成長に用いることが可能である。
系の結晶成長について説明したが、本発明による気相成
長装置は、GaAs−GaAsAs系1人1GaInP
−GaAs 系の他の■−■族半導体結晶の成長に用い
ることができるばかりでなく、更にZn5e やZn5
eS等の■−■族化合物半導体結晶や混晶、■−■族と
m−■族の混晶等の成長に用いることが可能である。
また以上述べた実施例は、■族水素化物ガスがH2Se
1種類の場合であったが、■族水素化物ガスの数や種類
に制限はない、さらに、以上述べた実施例は有機金属熱
分解法の場合であったが・ハイドライド気相エピタキシ
ャル成長法やクロライド気相エピタキシャル成長法等の
他の化合物半導体ノ気相エピタキシャル成長法の場合に
も用イルことが可能である。
1種類の場合であったが、■族水素化物ガスの数や種類
に制限はない、さらに、以上述べた実施例は有機金属熱
分解法の場合であったが・ハイドライド気相エピタキシ
ャル成長法やクロライド気相エピタキシャル成長法等の
他の化合物半導体ノ気相エピタキシャル成長法の場合に
も用イルことが可能である。
発明の効果
本発明にがかるVI族水素化物ガスを用いる化合物半導
体の気相成長装置は、VI族水素化物ガスをそのボンベ
から結晶成長室内まで導く管を、VI族水素化物ガスボ
ンベごとにそれぞれ独立に設け、かつその管と結晶成長
室との接続部に開閉弁を設けることにより、混晶成長の
場合の組成制御、不純物ドーピングの場合の不純物濃度
制御、多層薄膜構造作成の場合の界面急峻性の制御等を
精密に再現性よく行なうことが可能になり、この結果、
例えば超格子構造等の作成やモジュレー/ヨンドーピン
グ成長が容易となって、非常にその実用的効果は大きい
。
体の気相成長装置は、VI族水素化物ガスをそのボンベ
から結晶成長室内まで導く管を、VI族水素化物ガスボ
ンベごとにそれぞれ独立に設け、かつその管と結晶成長
室との接続部に開閉弁を設けることにより、混晶成長の
場合の組成制御、不純物ドーピングの場合の不純物濃度
制御、多層薄膜構造作成の場合の界面急峻性の制御等を
精密に再現性よく行なうことが可能になり、この結果、
例えば超格子構造等の作成やモジュレー/ヨンドーピン
グ成長が容易となって、非常にその実用的効果は大きい
。
第1図は従来のVI族水素化物ガスを用いる気相成長装
置のガス系統図、第2図は本発明の実施例におけるVI
族水素化物ガスを用いる気相成長装置のガス系統図であ
る。 1・・・・・・結晶成長室、2・・・・・・J族あるい
は■族有機金属ボンベ、4・・・・・・■族あるいはV
I族水素化物ガスボンベ、6・・・・・■族あるいはV
I族水素化物ガスをそのボンベから結晶成長室まで導く
管、7・・・・・・カーボン製サセプター、10・・・
・・・基板、14・・・・・・VI族水素化物ガスボン
ベ、15・・・・・VI族水素化物ガスをそのボンベか
ら結晶成長室まで導く管、16・・・パ°開閉弁、17
・・・・・・キャリアガスをステンレス製パイプ中へ導
く管。
置のガス系統図、第2図は本発明の実施例におけるVI
族水素化物ガスを用いる気相成長装置のガス系統図であ
る。 1・・・・・・結晶成長室、2・・・・・・J族あるい
は■族有機金属ボンベ、4・・・・・・■族あるいはV
I族水素化物ガスボンベ、6・・・・・■族あるいはV
I族水素化物ガスをそのボンベから結晶成長室まで導く
管、7・・・・・・カーボン製サセプター、10・・・
・・・基板、14・・・・・・VI族水素化物ガスボン
ベ、15・・・・・VI族水素化物ガスをそのボンベか
ら結晶成長室まで導く管、16・・・パ°開閉弁、17
・・・・・・キャリアガスをステンレス製パイプ中へ導
く管。
Claims (2)
- (1)VI族水素化物ガスを原料材料として用い、前記V
I族水素化物ガスをそのボンベから結晶成長室まで導く
管が、VI族水素化物ガスボンベごとにそれぞれ独立に備
えられ、かつ前記管と結晶成長室との接続部に開閉弁を
備えたことを特徴とする気相成長装置。 - (2)VI族水素化物ガスを、そのボンベから結晶成長室
まで導く管の途中にキャリアガスを流入させるための管
が接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18583284A JPS6163599A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18583284A JPS6163599A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 気相成長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6163599A true JPS6163599A (ja) | 1986-04-01 |
JPH0536397B2 JPH0536397B2 (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=16177656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18583284A Granted JPS6163599A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6163599A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011088791A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置及び供給方法 |
JP5548208B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2014-07-16 | 大陽日酸株式会社 | 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5988395A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体結晶気相成長装置 |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP18583284A patent/JPS6163599A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5988395A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体結晶気相成長装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5548208B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2014-07-16 | 大陽日酸株式会社 | 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給方法及び供給装置 |
JP2011088791A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 太陽電池用セレン化水素混合ガスの供給装置及び供給方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0536397B2 (ja) | 1993-05-28 |
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