JPS62106617A - ＧａＡｓの気相成長方法 - Google Patents
ＧａＡｓの気相成長方法Info
- Publication number
- JPS62106617A JPS62106617A JP24663385A JP24663385A JPS62106617A JP S62106617 A JPS62106617 A JP S62106617A JP 24663385 A JP24663385 A JP 24663385A JP 24663385 A JP24663385 A JP 24663385A JP S62106617 A JPS62106617 A JP S62106617A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- substrate
- specified
- material source
- vapor phase
- Prior art date
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- Pending
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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〕
この発明は半導体デバイスの材料として用いられるＧａ
Ａｓを基板上に気相成長させるＧａＡｇの気相成長方法
に関するものである。
Ａｓを基板上に気相成長させるＧａＡｇの気相成長方法
に関するものである。
第３図は従来よシ一般的に用いられている気相成長装置
を示す図であシ、第４図は第３図に示す気相成長装置の
反応管内の温度分布を示す図である。まず、第３図にお
いて、この気相成長装置は、反応管１と電気炉２と図示
しないガス供給系とから構成されており、このガス供給
系からは第１のガス導入口３へＨ２またはｈｓｃｔ３を
含んだＨ２ガスが供給され、第２のガス導入口４へはド
ーパント、例えばｎ型であればＨ２ＳまたはＨ２Ｓ・等
が供給される。反応管１はその内部でＧａＡｓが気相成
長するだめの雰囲気を生じせしめるものであり、材料源
５と表面に気相成長させる基板６とが挿入される。この
場合、材料源５はＧａであり、基板６はＧａＡｓ基板で
ある。電気炉２は反応管１を外周面から加熱する円筒形
状の炉であシ、この電気炉２は第４図に示すように材料
源５を８００〜８５０℃程度に加熱し、基板６を７００
〜７５０℃程度に加熱できるように設定され、これらの
間は徐々に温度分布が変えられるようになっている。な
お、７はガス排出口であり、材料源５および基板６はナ
シ合わせ８により反応管１内に挿入出できるようになっ
ている。
を示す図であシ、第４図は第３図に示す気相成長装置の
反応管内の温度分布を示す図である。まず、第３図にお
いて、この気相成長装置は、反応管１と電気炉２と図示
しないガス供給系とから構成されており、このガス供給
系からは第１のガス導入口３へＨ２またはｈｓｃｔ３を
含んだＨ２ガスが供給され、第２のガス導入口４へはド
ーパント、例えばｎ型であればＨ２ＳまたはＨ２Ｓ・等
が供給される。反応管１はその内部でＧａＡｓが気相成
長するだめの雰囲気を生じせしめるものであり、材料源
５と表面に気相成長させる基板６とが挿入される。この
場合、材料源５はＧａであり、基板６はＧａＡｓ基板で
ある。電気炉２は反応管１を外周面から加熱する円筒形
状の炉であシ、この電気炉２は第４図に示すように材料
源５を８００〜８５０℃程度に加熱し、基板６を７００
〜７５０℃程度に加熱できるように設定され、これらの
間は徐々に温度分布が変えられるようになっている。な
お、７はガス排出口であり、材料源５および基板６はナ
シ合わせ８により反応管１内に挿入出できるようになっ
ている。
次に前述のように構成される気相成長装置を用いて気相
成長させる操作手順について説明する。
成長させる操作手順について説明する。
まず、予めＡ３を飽和させた材料源５と基板６とを反応
管１内の所定位置に設置し、第１のガス導入口３よ５Ｈ
ｚガスを適当量導入し、電気炉２を作動させて所定の温
度に加熱する。一定時間経過後、Ｈ２ガスの代りにＡ、
Ｃ２３を含んだＨ２ガスを第１のガス導入口３よシ導入
すると、不均等化反応が起り、基板６の表面にＱａＡａ
が気相成長する。このとき、同時もしくは一定時間経過
後、第２のガス導入口４からＨ２ＳまたはＨ２Ｓｅなど
のドーパントを反応管１に適当量導入することにより、
所望のキャリア濃度をもった成長層が得られる。
管１内の所定位置に設置し、第１のガス導入口３よ５Ｈ
ｚガスを適当量導入し、電気炉２を作動させて所定の温
度に加熱する。一定時間経過後、Ｈ２ガスの代りにＡ、
Ｃ２３を含んだＨ２ガスを第１のガス導入口３よシ導入
すると、不均等化反応が起り、基板６の表面にＱａＡａ
が気相成長する。このとき、同時もしくは一定時間経過
後、第２のガス導入口４からＨ２ＳまたはＨ２Ｓｅなど
のドーパントを反応管１に適当量導入することにより、
所望のキャリア濃度をもった成長層が得られる。
前述したような成長方法においては、第５図に特性■で
示すようにドーパントの濃度およびガスＩＮ、Ｒを一定
にして成長させた場合には一定のキャリア濃度をもった
成長層が得られるが、第５図に特性■で示すようにキャ
リア濃度に勾配をもたせたい場合にはドーパントの流量
および濃度を成長にともなって変化させる必要がある。
示すようにドーパントの濃度およびガスＩＮ、Ｒを一定
にして成長させた場合には一定のキャリア濃度をもった
成長層が得られるが、第５図に特性■で示すようにキャ
リア濃度に勾配をもたせたい場合にはドーパントの流量
および濃度を成長にともなって変化させる必要がある。
しかしながら、ドーパントの濃度は数ｐｐｍから数十ｐ
ｐｍのオーダなので、ガス流量の調節および濃度を変え
ることは操作が難かしく再現性に問題があった。
ｐｍのオーダなので、ガス流量の調節および濃度を変え
ることは操作が難かしく再現性に問題があった。
この発明は、前述のような問題点を解消するためになさ
れたもので、所望のキャリア濃度に勾配をもった成長層
が再現性良く得ることができるＧａ Ａｓ気相成長方法
を提供することを目的としている。
れたもので、所望のキャリア濃度に勾配をもった成長層
が再現性良く得ることができるＧａ Ａｓ気相成長方法
を提供することを目的としている。
この発明に係るＧａ Ａｓ気相成長方法は、材料源およ
び基板温度を変えることにより、成長層のキャリア濃度
が変化することに着目し、加熱炉内の材料源設置領域お
よび基板設置領域ともに適当な温度勾配をもたせ、成長
中において加熱炉を移動させることにより、所望のキャ
リア濃度分布をもった成長層を得るようにしたものであ
る。
び基板温度を変えることにより、成長層のキャリア濃度
が変化することに着目し、加熱炉内の材料源設置領域お
よび基板設置領域ともに適当な温度勾配をもたせ、成長
中において加熱炉を移動させることにより、所望のキャ
リア濃度分布をもった成長層を得るようにしたものであ
る。
この発明における気相成長方法は、Ｇａ Ａｓの気相成
長中に材料源および基板温度を変えることにより、成長
層のキャリア濃度分布が変化する。
長中に材料源および基板温度を変えることにより、成長
層のキャリア濃度分布が変化する。
以下、この発明の一実施例を説明する。
第１図はこの発明のＧａＡｍ気相成長方法の一実施例を
説明するための気相成長装置を示す図であり、第３図と
同一部分は同一符号を付してあシ、第１のガス導入口３
および第２のガス導入口４には図示されないガス供給系
が接続されている。同図において、反応管１内は、加熱
炉２によシ材料源５の設置領域が第２図に示すように１
℃／ｃＩｒＬ〜５℃／ｃ！ｒＬ程度の温度勾配Ｔ、およ
び基板６の設置領域が同様に２℃／α〜１０℃／ａ程度
の温度勾配Ｔ２をそれぞれもだせて加熱されている。こ
の場合、基板６の設置領域は材料源５の加熱領域よりも
約２０℃以下の温度に設定されている。
説明するための気相成長装置を示す図であり、第３図と
同一部分は同一符号を付してあシ、第１のガス導入口３
および第２のガス導入口４には図示されないガス供給系
が接続されている。同図において、反応管１内は、加熱
炉２によシ材料源５の設置領域が第２図に示すように１
℃／ｃＩｒＬ〜５℃／ｃ！ｒＬ程度の温度勾配Ｔ、およ
び基板６の設置領域が同様に２℃／α〜１０℃／ａ程度
の温度勾配Ｔ２をそれぞれもだせて加熱されている。こ
の場合、基板６の設置領域は材料源５の加熱領域よりも
約２０℃以下の温度に設定されている。
次にこのＧａＡｍ気相成長方法について説明する。
まず、予めＡｌ１を飽和させた材料源５および基板６を
、すシ合わせ８を外して反応管１内の所定位置に設置し
、すり合わせ８を取シ付ける。次いで適当量のＨ２ガス
を第１のガス導入管３よシ導入するとともに、電気炉２
を第２図に示したよりな温度勾配Ｔ、、Ｔ２となるよう
に温度制御装置を設定して所定の温度に加熱させる。一
定時間加熱後、第１のガス導入口３よシ導入されている
Ｈ２ガスをり、ｃｔ３を含んだＨ２ガスに切シ換え、反
応管１内に導入すると同時に第２のガス導入口４よシト
−パントを所定量導入する。次に所定の成長時間経過後
、電気炉２を矢印Ａ −Ａ’方向に所定の速度で移動さ
せると、材料源５および基板６の温度とその温度差とに
よってキャリア温度の異なった成長層が連続的に成長す
る。この場合、成長層のキャリア濃度またはキャリア濃
度の勾配と、電気炉２の位置との関係、ガス流量および
Ａ８Ｃｔ３濃度等の精設定条件は予め実験を行なって設
定しておく必要がある。
、すシ合わせ８を外して反応管１内の所定位置に設置し
、すり合わせ８を取シ付ける。次いで適当量のＨ２ガス
を第１のガス導入管３よシ導入するとともに、電気炉２
を第２図に示したよりな温度勾配Ｔ、、Ｔ２となるよう
に温度制御装置を設定して所定の温度に加熱させる。一
定時間加熱後、第１のガス導入口３よシ導入されている
Ｈ２ガスをり、ｃｔ３を含んだＨ２ガスに切シ換え、反
応管１内に導入すると同時に第２のガス導入口４よシト
−パントを所定量導入する。次に所定の成長時間経過後
、電気炉２を矢印Ａ −Ａ’方向に所定の速度で移動さ
せると、材料源５および基板６の温度とその温度差とに
よってキャリア温度の異なった成長層が連続的に成長す
る。この場合、成長層のキャリア濃度またはキャリア濃
度の勾配と、電気炉２の位置との関係、ガス流量および
Ａ８Ｃｔ３濃度等の精設定条件は予め実験を行なって設
定しておく必要がある。
このような方法によって電気炉２の温度設定および移動
方法を変えるのみで他の条件を一定にして第５図に特性
■で示すようなキャリア濃度勾配をもった成長層または
逆勾配をもった成長層等、種々の濃度分布を有する成長
層を得ることができる。
方法を変えるのみで他の条件を一定にして第５図に特性
■で示すようなキャリア濃度勾配をもった成長層または
逆勾配をもった成長層等、種々の濃度分布を有する成長
層を得ることができる。
以上説明したようにこの発明によれば、ＧａＡｓの気相
成長を行なわせるに当シ、材料源および基板にそれぞれ
温度勾配をもたせて加熱するとともに、気相成長中に該
温度勾配を移動させることＫよシ、ガス流量の調節およ
び濃度を全く変えることなく、所望のキャリア濃度勾配
を有する成長層が再現性良く得られるという極めて優れ
た効果を有する。
成長を行なわせるに当シ、材料源および基板にそれぞれ
温度勾配をもたせて加熱するとともに、気相成長中に該
温度勾配を移動させることＫよシ、ガス流量の調節およ
び濃度を全く変えることなく、所望のキャリア濃度勾配
を有する成長層が再現性良く得られるという極めて優れ
た効果を有する。
第１図はこの発明の一実施例を説明するためのＧａＡｓ
の気相成長装置を示す断面図、第２図は第１図に示すＧ
ａＡｓの気相成長装置の温度分布を示す図、第３図は従
来のＧａ Ａｌｌの気相成長装置の断面図、第４図は第
３図に示すＧａ Ａｓの気相成長装置の温度分布を示す
図、第５図は従来および本発明の方法によるキャリア濃
度勾配を有する成長層の分布を示す図である。 １・・・・反応管、２・・・・電気炉、３・・・・第１
のガス導入口、４・・・・第２のガス導入口、５・・・
・材料源、６・・・・基板、７・・・・ガス排出口、８
・・・・すυ合わせ。
の気相成長装置を示す断面図、第２図は第１図に示すＧ
ａＡｓの気相成長装置の温度分布を示す図、第３図は従
来のＧａ Ａｌｌの気相成長装置の断面図、第４図は第
３図に示すＧａ Ａｓの気相成長装置の温度分布を示す
図、第５図は従来および本発明の方法によるキャリア濃
度勾配を有する成長層の分布を示す図である。 １・・・・反応管、２・・・・電気炉、３・・・・第１
のガス導入口、４・・・・第２のガス導入口、５・・・
・材料源、６・・・・基板、７・・・・ガス排出口、８
・・・・すυ合わせ。
Claims (1)
- 反応管内に材料源および基板を挿入し所定のガスを注入
するとともに加熱して該基板上にＧａＡｓを気相成長さ
せるＧａＡｓの気相成長方法において、前記材料源およ
び基板の設置領域にそれぞれ温度勾配をもたせて加熱す
るとともに、気相成長中にこれらの温度勾配を移動させ
ることを特徴としたＧａＡｓの気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24663385A JPS62106617A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ＧａＡｓの気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24663385A JPS62106617A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ＧａＡｓの気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62106617A true JPS62106617A (ja) | 1987-05-18 |
Family
ID=17151302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24663385A Pending JPS62106617A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | ＧａＡｓの気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62106617A (ja) |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP24663385A patent/JPS62106617A/ja active Pending
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