JPS62286220A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS62286220A
JPS62286220A JP62127873A JP12787387A JPS62286220A JP S62286220 A JPS62286220 A JP S62286220A JP 62127873 A JP62127873 A JP 62127873A JP 12787387 A JP12787387 A JP 12787387A JP S62286220 A JPS62286220 A JP S62286220A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 本発明は、ベクトル ガスおよび反応物ガスを導入する
反応器のチャンバーにおいて、気相から層を基体上に層
を堆積する工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
用語の「反応物ガス(reacLant gas) J
とは操作または反応を行うのに必要な任意のガスを、意
味する。
用語の「反応器」とは操作または反応を行う任意の場所
または任意の空間を意味する。
用語の「ヘタ1−ル ガス(vector gas) 
Jとは反応または1桑作に適合し、しかもこの反応また
は操作に必然的に関係しない任意のガスを意味する。
この事は、例えば反応に関して、または反応の良好な手
段に有利な雰囲気または媒質を構成することができる。
本発明は、例えばIII−V族からの材料のエピタキシ
アル層または注入層を含む活性半導体装百の製造に利用
することができる。
米国特許第3.930.908号明細書にはベクトルガ
スと混合するガス状反応物化合物を穿通構造の弁により
気相からエピタキシする反応器のチャンバーに導入する
ことが記載されている。これらのガスの流れの調整、中
断または交換は、環境に影響するが、機械的素子を互い
に転置するコックまたは弁を開放または閉鎖することに
より行うことができる。
しかしながら、これらの普通のコックまたは弁の使用は
、多くの場合に、特に次に示す場合に困難であるか、ま
たは不可能である; ガスが腐食性である場合; これらのガスが公害汚染性である場合、他のガスとの交
換を達成するのに脱tT5染を必要とし、この脱汚染は
弁を構成する材料が脱lη染に使用する物’t (pr
oducts)によってしばしば侵されるために脱汚染
が困難である; これらのガスをその流れ中、周囲温度で結晶化または固
化するガス状化合物と高温度に維持する場合:実際」二
、600〜900″Cの範囲の温度のようなlからエビ
タキンアルする高い温度で、気相からエピタキシにより
付与する清浄条件(purityconditions
)を満たす材料は気密条件を満たす間車な弁で製造され
る材料でない。それ故気相からのエピタキシにおいては
金属を排除する必要がある。なぜならば、金属が反応物
ガスを汚染し、または反応物ガスで侵されるためである
;これらのガスを極めて低い流速で、または掻めて少量
で用いる場合;実際上、交換による寄生圧(paras
tic pressure)の変化がエピタキシアル層
の厚さにおける誤差または形成する層のドーピングにお
ける誤差を生じ、この結果、極めて薄い屡の厚さにおい
て組成における急激な変化またはドーピングにおける急
激な変化が穿通構造の弁では得ることができない;およ
び これらのガスがこれらを輸送する管を構成する材料によ
り吸着または脱着される特性を有する場合:これらの管
を長(または冷却する場合、特に交換するこれらのガス
が大きいバイポーラ モーメントを有する分子を有する
場合に、しばしば交換点を与えた後、管の壁の吸着また
は脱着の現象が許容されないメモリー効果を生ずる。ま
た、これらのモーメント効果は層またはドーピングの厚
さにおいて誤差を導くことになる。
上述するすべての理由から、普通の弁の使用を避ける必
要がある。
それ故、本発明の目的は上述する欠点を除去する製造方
法を提供することである。
本発明は上述する方法を達成するために、本発明はへク
トル ガスおよび反応物ガスを反応器のチャンバーに3
個の同軸管のシステムにより導入し、これらの管の第1
の管(内部管)は第2の管(中間管)の直径より小さい
直径を有し、更に第2の管は第3の管(外部管)の直径
より小さい直径を有し、これらの管の第1端部は無関係
であるが、しかしこれらの管の第2端部は互いに協同す
るように互いに隣接して位置させ反応器のチャンバーの
加熱領域にベクトル ガスと混合する反応ガスの導入を
制御する弁を形成し、これらの管は■内部管の第2端部
を中間管に位置させ、■制限を設けた中間管の第2端部
を外部管に位置させ、■制限を設けた外部管の第2端部
を加熱領域に隣接する反応器のチャンバーに位置させ、
および■中間管の第1端部に弁■を設けるように配置し
:反応ガスを内部管の第1端部に通して導入し、第2端
部の方向に中間管に循環させ:ベクトル ガスを外部管
の第1端部に導入し、第2端部の方向に反応器のチャン
バーに循環させ:ベクトル ガスの流速を反応物ガスの
流速より高く選択し、弁■を閉じた場合に全量の反応物
ガスを反応器のチャンバーに向ける転換弁のように上記
管システムを作用させ;および弁■を開いた場合に全量
の反応物ガスを中間管の第1端部に向ける転換弁のよう
に上記管システムを作用させることを特徴とする。
更に、本発明の方法は1種または数種の他の反応物ガス
を反応器のチャンバーに3個の管の1または数個の他の
システムを介して導入することに特徴を有する。
本発明の方法は、特に次の利点を有する:反応物ガスを
チャンバーに導入する弁を構成するシステムを清浄条件
を満たす石英のような材料から作り、極めて高い品質の
エピタキシアル層を得ることができ: 更に管システムを上記材料から作る場合に、脱汚染を例
えば塩素ガスで容易に達成でき、またエピタキシアル層
の製造方法を簡単化でき、および層の品位を長期間にわ
たって維持することかで:管システムがガスをよどむよ
うに滞留する任意の死空間(dead 5pace)の
ない速やかな転換を達成でき、転換後痕跡のガス状化合
物を、例えば壁の脱着によって得られ、極めて薄い層の
厚さ、組成における急激な変化またはドーピングにおけ
る急激な変化を得ることができ;および 一般に、本発明の方法によってエピタキシアル層または
注入量を高い品位で、かつ簡単な手段で得ることができ
る。
次に、本発明を添付図面について説明する。
第1図に示すように、本発明による半導体装置を製造す
る方法に用いる装置は3個の同軸管TI+T2およびT
3のシステムから構成されている。
第1の管T、(内部管)は第2の管T2(中間管)の直
径より小さい直径を有している。
更に、この第2の管TZは第3の管T3(外部管)の直
径より小さい直径を有している。
端部1,2および3(3個の管T+、 T2. T’l
の第1端部)は独立させる。3個の管T、、 T、、 
T3はこれらの第2端部11.12および13の近くに
おいて合体および同軸にする。
内部管T、の第2端部11を中間管TZ内においてこの
中間管の第2端部12近くに位置させる。
中間管T2の第2端部12には制限22を設け、第2端
部12を外部管T:lにおいてこの管の第3端部13の
近くに位置させる。
外部管T3の第2端部13には制限23を設け、この第
2端部13を反応器Rのチャンバーに位置させる。
中間管T2の第1端部2には弁■を設ける。
反応器Rのチャンバーは、単結晶半導体試料Xを試料キ
ャリヤ上に配置する空間から構成されている。試料キャ
リヤはチャンバーの外側に位置する熱HHの近くに配置
し、このために試料は気相からエピタキシアル生長する
のに要求される温度の加熱領域に位置する。
層または反応物のエピタキシアル生長に必要な化合物は
ガス状で導入し、出口の方向にチャンネルの1端60か
らチャンネルの他端に循環する流れΦを形成させ、第1
図において矢印の方向にチャン皐ルの加熱領域に通す。
反応物ガスはエピタキシアル層それ自体の組成を導入す
るための物質、またはかかる層のドーピングのための物
質である。これらの反応物ガスは反応器に対して中性の
ガス(いわゆるベクトルガス)と混合し、この中性ガス
に対するこれらの反応物ガスの分圧は高精度で定める。
上述するように、若干のこれらの反応物ガスは冷い壁に
よって強力に吸着される欠点がある。次いで、これらの
ガスは、第1図に示しているI−Iおよびに−にの面で
境を接する反応器の加熱領域に必然的に導入する必要が
ある。
本発明においては、反応物ガスを内部管T、の端部1を
介して導入し、第2端部1工の方向に中間管T2に循環
させる。
ベクトル ガスは外部管T3の端部3を介して導入し、
外部管の第2端部13の方向に反応器Rのチャンバーに
循環させる。
システムの回路図を示している第2図に示すように、弁
■を閉じる場合には、システムは全量の反応物ガスをチ
ャンバーRに向ける転換弁のように作用する。
これとは反対に、弁■を開放する場合には、システムは
全量の反応物ガスを中間管T2の第1端部2に向ける転
換弁のように作用し、ベクトル ガスの流速は反応物ガ
スの流速より高く (5〜10倍程度の高さ)する。
この結果として、本発明によるシステムは上述する利点
を有しており、特に第1図に示すように反応物ガスを加
熱領域の中間付近に与え、転換後吸着および脱着現象を
回避でき、それ故メモリー効果の欠点を避けることがで
きる利点を有する。
他方において、反応器Rのチャンバーにおいて、管T3
を位置する区域23の近くに冷壁に対して敏感でないガ
ス状化合物を反応物ガスおよび第1ベクトル ガスと同
じ方向にチャンバーRの出口に循環する入口50を位置
することができる。
これらの化合物はフランス特許出願第8507204号
明細書に記載されている装置に供給することができる。
このフランス特許出願には、ガス相からエピタキシアル
層を達成する各反応物ガスの分圧を極めて正確に制御し
、その組成および厚さを極めて正確にする装置が記載さ
れている。
最後に、異なる反応ガスのために、本発明による1また
は数種の他の装置を反応器の端部60において反応器の
チゼンバーに設けることができる。
冷壁により強力に吸着され、同時に磁化ガリウム(Ga
As)層をドーピングする半導体装置の製造にしばしば
使用される1例の反応物ガスは水素化セレン(HzSe
)である。
本発明による管システムはセレン(Se)でドープした
エピタキシアル層の形成に特に望ましい。
本発明による管システムを実現化するのに極めて望まし
い材料は石英である。
なぜならば、この材料は、例えば第■−V族の半導体装
置の製造に用いる場合に、特に脱汚染が極めて容易であ
るためである。更に、石英は高品位のエピタキシアル層
の形成に適当な清浄条件をすべて満たしている。
本発明による管システムの操作は弁■(第1図)の高品
位に影響されない。事実、この弁は、例えばシステムの
作動を有害作用を与えない程度に僅かに漏れる。しかし
、この事は本発明によるシステムにおける長期間の寿命
により補償される。
【図面の簡単な説明】
第1図は気相からエピタキシにより得る層を形成する本
発明による装置に設ける反応器の断面図、および 第2図は本発明による管システムの回路を示す線図であ
る。 1.2.3・・・第1端部   11.12.13・・
・第2端部22、23・・・制限(区域)50・・・ガ
ス状化合物の入口60・・・チャンネルの1端(反応器
の端部)T1・・・第1の管(内部管)T2・・・第2
の管(中間管)T3・・・第3の管(外部管)■・・・
弁R・・・反応器 特許出願人   エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ベクトルガスおよび反応物ガスを導入する反応器の
    チャンバーにおいて気相から基体上に層を堆積する工程
    を含む半導体装置の製造方法において、ベクトルガスお
    よび反応 物ガスを反応器のチャンバーに3個の同軸管のシステム
    により導入し、これらの管のうち第1の管(内部管)は
    第2の管(中間管)の直径より小さい直径を有し、更に
    第2の管は第3の管(外部管)の直径より小さい直径を
    有し、これらの管の第1端部は無関係であるが、しかし
    これらの管の第2端部は互いに協同するように互いに隣
    接して位置させて反応器のチャンバーの加熱領域にベク
    トルガス と混合する反応物ガスの導入を制御する弁を形成し、こ
    れらの管は(1)内部管の第2端部を中間管に位置させ
    、(2)制限を設けた中間管の第2端部を外部管に位置
    させ、(3)制限を設けた外部管の第2端部を加熱領域
    に隣接する反応器のチャンバーに位置させ、および(4
    )中間管の第1端部に弁Vを設けるように配置し;反応
    ガスを内部管の第1端部に通して導入し、第2端部の方
    向に中間管に循環させ;ベクトルガスを外部管の第1端
    部に導入し、第2 端部の方向に反応器のチャンバーに循環させ;ベクトル
    ガスの流速を反応物ガスの流速 より高く選択し、弁Vを閉じた場合に全量の反応物ガス
    を反応器のチャンバーに向ける転換弁のように上記管シ
    ステムを作用させ;および弁Vを開いた場合に全量の反
    応物ガスを中間管の第1端部に向ける転換弁のように上
    記管システムを作用させることを特徴とする半導体装置
    の製造方法。 2、1または数種の他の反応物ガスおよびベクトルガス
    を3個の同軸管の1または数個の他の個々のシステムを
    介して反応器のチャンバーに導入する特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3、3個の管のシステムを石英から作る特許請求の範囲
    第1または2項記載の方法。
JP62127873A 1986-05-27 1987-05-25 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH07118458B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8607538 1986-05-27
FR8607538A FR2599558B1 (fr) 1986-05-27 1986-05-27 Procede de realisation d'un dispositif semi-conducteur, incluant le depot en phase vapeur de couches sur un substrat

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Publication Number Publication Date
JPS62286220A true JPS62286220A (ja) 1987-12-12
JPH07118458B2 JPH07118458B2 (ja) 1995-12-18

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US (1) US4748135A (ja)
EP (1) EP0247680B1 (ja)
JP (1) JPH07118458B2 (ja)
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DE (1) DE3763902D1 (ja)
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