JPS6245689B2 - - Google Patents
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- JPS6245689B2 JPS6245689B2 JP17326285A JP17326285A JPS6245689B2 JP S6245689 B2 JPS6245689 B2 JP S6245689B2 JP 17326285 A JP17326285 A JP 17326285A JP 17326285 A JP17326285 A JP 17326285A JP S6245689 B2 JPS6245689 B2 JP S6245689B2
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は砒化ガリウムもしくはこれを主成分
とする化合物半導体層の気相成長に適した気相成
長方法に関する。
とする化合物半導体層の気相成長に適した気相成
長方法に関する。
一般に、化合物半導体、例えば砒化ガリウム
（GaAs）の気相成長法として、有機ガリウムの一
種であるトリメチルガリウム（TMG）と砒素の
水素化合物であるアルシン（AsH3）との熱分解を
利用しておこなう方法が知られている。そして、
この成長法を実施するのに際しては、気相成長炉
として縦型のものが多量の原料ガスを必要としな
いので最近では横型のものに比して使用されてい
る。即ち、この縦型の炉においては、試料である
結晶基板の上面にほぼ垂直に原料ガスが供給され
るので、このガスの供給方向と気相成長方向とが
一致し、このため少ないガスの供給で気相成長さ
せることができる。しかし、このような縦型炉で
は結晶基板と、この基板上方に位置するガス導入
口との間隔をかなり大きくしなければならないの
で、基板近くで暖められたガスが上方に昇り、対
流が生じるので、以下のような問題があつた。(1)
炉内の一様なガスの流れが妨げられるために、成
長層に厚さむらが生じる。(2)反応を終えたガスが
再び炉の上流部に逆流し、原料ガスの汚染が生じ
る。(3)炉上部まで暖められたガスが昇るので、こ
こで原料ガスの分解が起り、所望の砒化ガリウム
とは別の生成物が生じ、この結果気相成長層の成
長速度が低下する。このように、炉内で対流を生
じさせると、厚さの均一性が悪く、かつ純度の劣
る成長層を低成長速度でしか成長させることがで
きなかつた。このような対流による影響は成長炉
の内径が増加すればより顕著になるために、従来
では内径６cm程度の炉を使用することが一般的で
あつた。このために、一度に多数の基板に成長層
を形成することができず、したがつてこの従来の
縦型気相成長炉では、熱分解気相成長法の原理的
な特長である量産性の良さを充分に発揮すること
が不可能であつた。
（GaAs）の気相成長法として、有機ガリウムの一
種であるトリメチルガリウム（TMG）と砒素の
水素化合物であるアルシン（AsH3）との熱分解を
利用しておこなう方法が知られている。そして、
この成長法を実施するのに際しては、気相成長炉
として縦型のものが多量の原料ガスを必要としな
いので最近では横型のものに比して使用されてい
る。即ち、この縦型の炉においては、試料である
結晶基板の上面にほぼ垂直に原料ガスが供給され
るので、このガスの供給方向と気相成長方向とが
一致し、このため少ないガスの供給で気相成長さ
せることができる。しかし、このような縦型炉で
は結晶基板と、この基板上方に位置するガス導入
口との間隔をかなり大きくしなければならないの
で、基板近くで暖められたガスが上方に昇り、対
流が生じるので、以下のような問題があつた。(1)
炉内の一様なガスの流れが妨げられるために、成
長層に厚さむらが生じる。(2)反応を終えたガスが
再び炉の上流部に逆流し、原料ガスの汚染が生じ
る。(3)炉上部まで暖められたガスが昇るので、こ
こで原料ガスの分解が起り、所望の砒化ガリウム
とは別の生成物が生じ、この結果気相成長層の成
長速度が低下する。このように、炉内で対流を生
じさせると、厚さの均一性が悪く、かつ純度の劣
る成長層を低成長速度でしか成長させることがで
きなかつた。このような対流による影響は成長炉
の内径が増加すればより顕著になるために、従来
では内径６cm程度の炉を使用することが一般的で
あつた。このために、一度に多数の基板に成長層
を形成することができず、したがつてこの従来の
縦型気相成長炉では、熱分解気相成長法の原理的
な特長である量産性の良さを充分に発揮すること
が不可能であつた。
したがつて、この発明の目的は原料ガスの供給
量を少くできると云う縦型反応炉の効果を有しな
がら、量産性に優れ、かつ均一な厚さで、高純度
の成長層を作業性良く形成することの可能な気成
成長方法を提供することである。
量を少くできると云う縦型反応炉の効果を有しな
がら、量産性に優れ、かつ均一な厚さで、高純度
の成長層を作業性良く形成することの可能な気成
成長方法を提供することである。
以下に、この発明の一実施例して縦型気相成長
装置を使用した砒化ガリウムの気相成長法を、添
付図面を参照して説明する。
装置を使用した砒化ガリウムの気相成長法を、添
付図面を参照して説明する。
第１図並びに第２図において、符号１０は気相
成長炉を示し、小径の円筒状の上方炉部１１と、
大径の円筒状の下方炉部１２と、これらを同心的
に融着してなる接続部１３とからなり、透明石英
により構成されている。上方炉部１１は内径D1
が約10cm、従つて横断面積が102×π／４cm2の上室１ １ａを有しており、下方炉部１２は内径D2が約
15cm、従つて横断面積が152×π／４cm2の下室１２ａ を有する。この下室１１ａ近くに位置するように
して支持台１４が設けられている。この支持台１
４はモータ１６により回転されるシヤフト１５上
に固定されており、炉内で回転可能となつてい
る。この支持台１４上面には試料、この例では砒
化ガリウム基板１６が複数枚載置可能となつてい
る。この支持台１４はグラフアイトからなる本体
１７と、この本体の外表面を被覆し、シリコン・
カーバイトからなる保護層１８と、この保護層１
８の上面に取外し可能に設けられたシリコン板１
９とにより構成され、このシリコン板１９上に直
接前記砒化ガリウム基板１６が載置されて、気相
成長がおこなわれる。この支持台１４は横断面が
前記上室１１ａの内径よりも大きくかつ下室１２
ａの内径よりも小さい径の円柱状に構成され、こ
れの外側全体に渡つて下室１２ａの内側と等間隔
をなすように、炉と同心的に配置されている。前
記上方炉部１１の上壁中央にはガス導入口２０を
介してガス導入ダクト２１が接続され、これを介
して後述するガスが炉内に導入される。また前記
上方炉部１１の上壁内面にはこれと所定間隔を有
して透明石英製の拡散板２２が設けられている。
この拡散板２２は円板形をなし、その外周側が上
室１１ａの内側と少しの間隔を有するようにし
て、前記ガス導入口２０と同心的に設けられてお
り、この導入口２０からのガスを分散する機能を
有している。前記下方炉部１２の下部にはガス導
入ダクト２２が接続されており、かくして、ガス
導入ダクト２１から導入されたガスは炉内を下方
に流れ、ガス導出ダクト２２から排出される。前
記ガス導入ダクトには、夫々流量制御バルブを介
してガス源が接続されている。この実施例ではガ
ス源として、水素で希釈され、ドーピングガスと
なる硫化水素（H2S）ガスの供給源２３と、水素
で希釈されたアルシン（AsH3）ガスの供給源２４
と、水素ガス（H2）の供給源２５と、この水素ガ
ス供給源からの水素ガスにより蒸気化されて供給
されるトリメチルガリウム（TMG）の供給源２
６とが接続されている。前記硫化水素とトリメチ
ルガリウムは炉内で熱分解されて砒化ガリウムの
気相成長を果し、前記水素ガスはキヤリヤーガス
として働らく。尚第１図中符号３３は前記支持台
１４を介して試料を成長温度に加熱するための
RFコイルを示す。上記実施例では支持台１４と
してその上面が平面のものを使用したが、一度に
より多くの試料に気相成長を果させるためには、
上面を立体的にすれば良く、その例を第２Ａ図に
示す。この例では支持台１４として四角錐形のも
のを使用し、４個の傾斜上面１４ａ上に夫々試料
を載置可能としている。そして、この上面１４ａ
の下端には、試料が滑り落ちるのを防止するため
のリブ１４ｂが突設され、また上端は、ここに至
る混合ガスを各上面１４ａに均一に分散できるよ
うに丸味を有している。
成長炉を示し、小径の円筒状の上方炉部１１と、
大径の円筒状の下方炉部１２と、これらを同心的
に融着してなる接続部１３とからなり、透明石英
により構成されている。上方炉部１１は内径D1
が約10cm、従つて横断面積が102×π／４cm2の上室１ １ａを有しており、下方炉部１２は内径D2が約
15cm、従つて横断面積が152×π／４cm2の下室１２ａ を有する。この下室１１ａ近くに位置するように
して支持台１４が設けられている。この支持台１
４はモータ１６により回転されるシヤフト１５上
に固定されており、炉内で回転可能となつてい
る。この支持台１４上面には試料、この例では砒
化ガリウム基板１６が複数枚載置可能となつてい
る。この支持台１４はグラフアイトからなる本体
１７と、この本体の外表面を被覆し、シリコン・
カーバイトからなる保護層１８と、この保護層１
８の上面に取外し可能に設けられたシリコン板１
９とにより構成され、このシリコン板１９上に直
接前記砒化ガリウム基板１６が載置されて、気相
成長がおこなわれる。この支持台１４は横断面が
前記上室１１ａの内径よりも大きくかつ下室１２
ａの内径よりも小さい径の円柱状に構成され、こ
れの外側全体に渡つて下室１２ａの内側と等間隔
をなすように、炉と同心的に配置されている。前
記上方炉部１１の上壁中央にはガス導入口２０を
介してガス導入ダクト２１が接続され、これを介
して後述するガスが炉内に導入される。また前記
上方炉部１１の上壁内面にはこれと所定間隔を有
して透明石英製の拡散板２２が設けられている。
この拡散板２２は円板形をなし、その外周側が上
室１１ａの内側と少しの間隔を有するようにし
て、前記ガス導入口２０と同心的に設けられてお
り、この導入口２０からのガスを分散する機能を
有している。前記下方炉部１２の下部にはガス導
入ダクト２２が接続されており、かくして、ガス
導入ダクト２１から導入されたガスは炉内を下方
に流れ、ガス導出ダクト２２から排出される。前
記ガス導入ダクトには、夫々流量制御バルブを介
してガス源が接続されている。この実施例ではガ
ス源として、水素で希釈され、ドーピングガスと
なる硫化水素（H2S）ガスの供給源２３と、水素
で希釈されたアルシン（AsH3）ガスの供給源２４
と、水素ガス（H2）の供給源２５と、この水素ガ
ス供給源からの水素ガスにより蒸気化されて供給
されるトリメチルガリウム（TMG）の供給源２
６とが接続されている。前記硫化水素とトリメチ
ルガリウムは炉内で熱分解されて砒化ガリウムの
気相成長を果し、前記水素ガスはキヤリヤーガス
として働らく。尚第１図中符号３３は前記支持台
１４を介して試料を成長温度に加熱するための
RFコイルを示す。上記実施例では支持台１４と
してその上面が平面のものを使用したが、一度に
より多くの試料に気相成長を果させるためには、
上面を立体的にすれば良く、その例を第２Ａ図に
示す。この例では支持台１４として四角錐形のも
のを使用し、４個の傾斜上面１４ａ上に夫々試料
を載置可能としている。そして、この上面１４ａ
の下端には、試料が滑り落ちるのを防止するため
のリブ１４ｂが突設され、また上端は、ここに至
る混合ガスを各上面１４ａに均一に分散できるよ
うに丸味を有している。
上記のような構成の成長相炉を使用して実際に
砒化ガリウムの成長層を形成する場合につき以下
に説明する。鏡面研磨した10cm2の面積を有する面
方位が（100）の砒化ガリウム高抵抗基板を有機
溶剤で洗滌した後に硫酸系エツチング溶液で化学
エツチングする。なお、この基板としては
（100）±５度の範囲の面方位の砒化ガリウム基板
を使用することが好ましい。次に上記基板を支持
台１４上に複数枚載置し、これをREコイル３３
により約700℃に加熱する。そして、供給源２６
から水素で希釈され、濃度が4.62％のトリメチル
ガリウムを40ml／分の流量で、供給源２４から水
素で希釈され、濃度が５％のアルシンガスを600
ml／分の流量で、そして供給源２５から水素ガス
をキヤリヤーガスとして炉内に、これらガスの全
流量が15／分となるようにして、導入口２０よ
り流入させ炉中を上方から下方に向つてこの混合
ガスを流すことにより気相成長をおこなう。な
お、この時の成長時間は60分に設定し、厚さ約10
μｍの砒化ガリウム気相成長層を得るようにして
いる。
砒化ガリウムの成長層を形成する場合につき以下
に説明する。鏡面研磨した10cm2の面積を有する面
方位が（100）の砒化ガリウム高抵抗基板を有機
溶剤で洗滌した後に硫酸系エツチング溶液で化学
エツチングする。なお、この基板としては
（100）±５度の範囲の面方位の砒化ガリウム基板
を使用することが好ましい。次に上記基板を支持
台１４上に複数枚載置し、これをREコイル３３
により約700℃に加熱する。そして、供給源２６
から水素で希釈され、濃度が4.62％のトリメチル
ガリウムを40ml／分の流量で、供給源２４から水
素で希釈され、濃度が５％のアルシンガスを600
ml／分の流量で、そして供給源２５から水素ガス
をキヤリヤーガスとして炉内に、これらガスの全
流量が15／分となるようにして、導入口２０よ
り流入させ炉中を上方から下方に向つてこの混合
ガスを流すことにより気相成長をおこなう。な
お、この時の成長時間は60分に設定し、厚さ約10
μｍの砒化ガリウム気相成長層を得るようにして
いる。
以上のようにして形成した成長層の、中心から
の距離に対する厚さの変動度並びに電子濃度の変
動度を測定し、夫々第３図Ａ並びに第３図Ｂに示
してある。一方、小径の上室と大径の下室とに室
が分離していないで15cmの一様な内径の筒状の室
を有する従来技術に係る気相成長炉を使用して上
記実施例と全く同じ条件で成長させた同様の測定
結果の参考のために第４図Ａ並びに第４図Ｂに示
してある。上記第３図Ａと第４図Ａとの比較によ
り、実施例の成長炉を使用する方法により形成さ
れた成長層は、炉の中心からの距離に係りなく10
μｍ±0.5μｍの範囲内の厚さとなり、±５％の厚
さのバラツキしかなかつた。これに対して、比較
例の成長炉により形成された成長層は、60分の成
長時間では10μｍの厚さには形成されず、最高７
μｍであり、しかも炉中心から離れるのに従がつ
て薄くなる傾向があつた。このために所望の10μ
ｍの厚さの成長層を得るためにはより成長時間を
長くしなければならず、しかもこのようにしても
使用できるのは炉中心付近で成長させたものだけ
である。また、第３図Ｂと第４図Ｂとの比較によ
り、実施例の場合では、電子濃度も炉中心からの
距離に係りなく、８×1014／cm2を中心として±11
％の変動しか生じなかつたのに対して比較例の場
合では電子濃度のバラツキが非常に大きく、しか
も炉中心付近では成長層がＰ型となつていた。
の距離に対する厚さの変動度並びに電子濃度の変
動度を測定し、夫々第３図Ａ並びに第３図Ｂに示
してある。一方、小径の上室と大径の下室とに室
が分離していないで15cmの一様な内径の筒状の室
を有する従来技術に係る気相成長炉を使用して上
記実施例と全く同じ条件で成長させた同様の測定
結果の参考のために第４図Ａ並びに第４図Ｂに示
してある。上記第３図Ａと第４図Ａとの比較によ
り、実施例の成長炉を使用する方法により形成さ
れた成長層は、炉の中心からの距離に係りなく10
μｍ±0.5μｍの範囲内の厚さとなり、±５％の厚
さのバラツキしかなかつた。これに対して、比較
例の成長炉により形成された成長層は、60分の成
長時間では10μｍの厚さには形成されず、最高７
μｍであり、しかも炉中心から離れるのに従がつ
て薄くなる傾向があつた。このために所望の10μ
ｍの厚さの成長層を得るためにはより成長時間を
長くしなければならず、しかもこのようにしても
使用できるのは炉中心付近で成長させたものだけ
である。また、第３図Ｂと第４図Ｂとの比較によ
り、実施例の場合では、電子濃度も炉中心からの
距離に係りなく、８×1014／cm2を中心として±11
％の変動しか生じなかつたのに対して比較例の場
合では電子濃度のバラツキが非常に大きく、しか
も炉中心付近では成長層がＰ型となつていた。
上記のような小内径の上室と大内径の下室とよ
りなる成長炉の効果は、上室の横断面積が200cm2
以下で、かつ下室の横断面積がこれの４倍よりも
小さい場合にほぼ同様に得られる。もし、上室の
横断面積が200cm2以上になると、この上室でのガ
スの対流が顕著に生じるようになつて、成長層の
厚さの不均一性並びに電子濃度分布が第４図Ａ並
びに第４図Ｂに示すような傾向を示すようになつ
て来る。このような傾向は下室の横断面積が上室
の４倍以上になつても同様に生じる。
りなる成長炉の効果は、上室の横断面積が200cm2
以下で、かつ下室の横断面積がこれの４倍よりも
小さい場合にほぼ同様に得られる。もし、上室の
横断面積が200cm2以上になると、この上室でのガ
スの対流が顕著に生じるようになつて、成長層の
厚さの不均一性並びに電子濃度分布が第４図Ａ並
びに第４図Ｂに示すような傾向を示すようになつ
て来る。このような傾向は下室の横断面積が上室
の４倍以上になつても同様に生じる。
なお、より良好な成長層を得るためには以下の
ような点を考慮すれば良いことが発明者達の実験
の結果認識できた。
ような点を考慮すれば良いことが発明者達の実験
の結果認識できた。
(1) 成長炉の内周側と支持台の外周側との間で規
定される間隙の最小断面積が上室の横断面積と
等しいかより小さくする。
定される間隙の最小断面積が上室の横断面積と
等しいかより小さくする。
これは、もしこの間隙の最小断面積をこれ以
上大きくすると下室と上室との間で対流が生じ
易くなつて良好な結果が得られなくなるためで
ある。なお、ここで間隙の最小断面積とは、炉
内周側と支持台の外周側との間隙で、最小距離
の所を支持台外周側全域に渡つて得た積分値で
ある。
上大きくすると下室と上室との間で対流が生じ
易くなつて良好な結果が得られなくなるためで
ある。なお、ここで間隙の最小断面積とは、炉
内周側と支持台の外周側との間隙で、最小距離
の所を支持台外周側全域に渡つて得た積分値で
ある。
なお、第５図は前記上室の横断面積が支持台
と炉との間の最小横断面積と等しい場合と、前
者が後者の半分の場合とにつき、前記と同様の
方法で気相成長層を形成してホール素子を製造
した場合のホール抵抗Rd（Ω）の、炉中心か
らの距離に対する変動測定結果を表わす。この
図にて、曲線Ａは上記断面積が等しい場合を、
そして曲線Ｂは半分の場合を夫々示す。この図
において、断面積が等しい方が、炉中心からの
距離に係りなくホール抵抗がほぼ一様であるこ
とが理解できよう。
と炉との間の最小横断面積と等しい場合と、前
者が後者の半分の場合とにつき、前記と同様の
方法で気相成長層を形成してホール素子を製造
した場合のホール抵抗Rd（Ω）の、炉中心か
らの距離に対する変動測定結果を表わす。この
図にて、曲線Ａは上記断面積が等しい場合を、
そして曲線Ｂは半分の場合を夫々示す。この図
において、断面積が等しい方が、炉中心からの
距離に係りなくホール抵抗がほぼ一様であるこ
とが理解できよう。
(2) 上室のガス導入口の近くにその導入口より導
入される混合ガスを分散する拡散板を設ける。
入される混合ガスを分散する拡散板を設ける。
このように拡散板を設けることによつて混合
ガスが基板迄直線的に到達することがない為、
異状成長等が生じたりすることがなくなる。
ガスが基板迄直線的に到達することがない為、
異状成長等が生じたりすることがなくなる。
(3) 上室の高さを、これの直径の1.5倍〜2.5倍に
する。
する。
このように上室１１ａの高さをその径の1.5
〜2.5倍に設定することにより十分なものとな
る。すなわち高さが直径の1.5倍より小さい
と、上室１１ａでのガスが十分な乱流とならず
に基板１６に供給され、基板１６への成長層の
厚さの不均一、下純物濃度分布の不均一等の原
因となる。一方、高さが直径の2.5倍以上にな
ると、上室１１ａでのガス流が層流となつてし
まい、局部的な対流の影響が強く現われる結
果、やはり成長層の厚さや不純物濃度分布の不
均一が生じるからである。
〜2.5倍に設定することにより十分なものとな
る。すなわち高さが直径の1.5倍より小さい
と、上室１１ａでのガスが十分な乱流とならず
に基板１６に供給され、基板１６への成長層の
厚さの不均一、下純物濃度分布の不均一等の原
因となる。一方、高さが直径の2.5倍以上にな
ると、上室１１ａでのガス流が層流となつてし
まい、局部的な対流の影響が強く現われる結
果、やはり成長層の厚さや不純物濃度分布の不
均一が生じるからである。
(4) 砒化ガリウムを成長させるのに際しては炉中
に導入される混合ガス中の有機ガリウムの濃度
を水素ガスに対して0.005％〜0.05％にする。
に導入される混合ガス中の有機ガリウムの濃度
を水素ガスに対して0.005％〜0.05％にする。
これはもし、濃度が0.005％以下になると成
長層の電子濃度のバラツキが大きくなつてしま
い、また0.05％以上になると電子濃度にバラツ
キが生じ、かつ成長層表面の結晶状態が悪くな
るためである。なお、参考のために、成長温度
が720℃、AsH3／TMGモル比が15、H2S／
TMGモル比が0.001、で水素ガスをキヤリヤー
ガスとして使用し、これらの混合ガスの流速を
１cm／秒にした条件下で、混合ガス中のTMG
の濃度を変えて気相成長させた時の成長層の電
子濃度の分布を第６図に示す。
長層の電子濃度のバラツキが大きくなつてしま
い、また0.05％以上になると電子濃度にバラツ
キが生じ、かつ成長層表面の結晶状態が悪くな
るためである。なお、参考のために、成長温度
が720℃、AsH3／TMGモル比が15、H2S／
TMGモル比が0.001、で水素ガスをキヤリヤー
ガスとして使用し、これらの混合ガスの流速を
１cm／秒にした条件下で、混合ガス中のTMG
の濃度を変えて気相成長させた時の成長層の電
子濃度の分布を第６図に示す。
(5) 混合ガスの流速を0.5cm／秒〜４cm／秒にす
る。
る。
これはもし、流速がこの範囲外の場合には結
晶性が悪く、移動度が低くなる傾向があるため
である。なお、参考のために、成長温度が720
℃、TMGの温度が0.02％、AsH3／TMGモル比
が15、H2S／TMGモル比が0.001の条件下で、
混合ガスの流速を変えて砒化ガリウムを気成成
長させた時の成長層の移動度を第７図に示す。
晶性が悪く、移動度が低くなる傾向があるため
である。なお、参考のために、成長温度が720
℃、TMGの温度が0.02％、AsH3／TMGモル比
が15、H2S／TMGモル比が0.001の条件下で、
混合ガスの流速を変えて砒化ガリウムを気成成
長させた時の成長層の移動度を第７図に示す。
(6) 成長炉中の混合ガスの圧力を100mmHg以下に
保つ。
保つ。
以上のようにして構成された成長炉においては
200cm2以下の横断面積の上室と、これよりも大き
く、かつ４倍よりも小さい横断面積の下室とに炉
内が分離し、上室側から導入された流速0.5cm／
秒〜４cm／秒の混合ガスにより、上室近くの下室
に設けられた支持台上の試料に気相成長をおこな
わせているので、上室中での混合ガスの対流が生
じ難く、したがつて少ないガス供給量で高純度の
成長層を均一な厚さで成長させることができる。
また、下室を横断面積を大きくしているので、多
量の気相成長層を一度に形成することができて、
熱分解気相成長法の利点である量生産を可能とし
ている。
200cm2以下の横断面積の上室と、これよりも大き
く、かつ４倍よりも小さい横断面積の下室とに炉
内が分離し、上室側から導入された流速0.5cm／
秒〜４cm／秒の混合ガスにより、上室近くの下室
に設けられた支持台上の試料に気相成長をおこな
わせているので、上室中での混合ガスの対流が生
じ難く、したがつて少ないガス供給量で高純度の
成長層を均一な厚さで成長させることができる。
また、下室を横断面積を大きくしているので、多
量の気相成長層を一度に形成することができて、
熱分解気相成長法の利点である量生産を可能とし
ている。
なお、この発明の実施例において、有機ガリウ
ムと砒素の水素化合物とによる砒化ガリウムの気
相成長法に適用したが、他の物質による砒化ガリ
ウムの気相成長法もしくは砒化ガリウム以外の化
合物半導体の気相成長法にも適用することが可能
である。
ムと砒素の水素化合物とによる砒化ガリウムの気
相成長法に適用したが、他の物質による砒化ガリ
ウムの気相成長法もしくは砒化ガリウム以外の化
合物半導体の気相成長法にも適用することが可能
である。
第１図はこの発明の一実施例に用いた気相成長
装置の全体を概略的に示す図、第２図は同気相成
長装置の要部を示す断面図及び同装置に使用され
ている支持台の変形例を示す側面図、第３図は同
気相成長装置を使用して成長された砒化ガリウム
層の炉中の位置による厚さの変動度並びに電子濃
度の変動度を測定して夫々示す線図、第４図は、
比較のために、従来の成長炉を使用して成長され
た砒運ガリウム層の炉中の位置による厚さの変動
度並びに電子濃度の変動度を測定して示す第３図
と同様の線図、第５図は本発明の実施例に用いた
気相成長装置と、実施例の範囲外の気相成長装置
とにより夫々成長されたホール素子のホールの抵
抗の相違を示す線図、第６図は混合ガス中のナリ
メチルガリウムの濃度の変化に対する成長層の電
子濃度の変化を示す線図、そして第７図は本発明
で規定する混合ガスの流速の変化に対する成長層
の室温における移動度の変化を示す線図である。 １０……気相成長炉、１１……上方炉部、１１
ａ……上室、１２……下方炉部、１２ａ……下
室、１３……接続部、１４……支持台、２１……
ガス導入ダクト。
装置の全体を概略的に示す図、第２図は同気相成
長装置の要部を示す断面図及び同装置に使用され
ている支持台の変形例を示す側面図、第３図は同
気相成長装置を使用して成長された砒化ガリウム
層の炉中の位置による厚さの変動度並びに電子濃
度の変動度を測定して夫々示す線図、第４図は、
比較のために、従来の成長炉を使用して成長され
た砒運ガリウム層の炉中の位置による厚さの変動
度並びに電子濃度の変動度を測定して示す第３図
と同様の線図、第５図は本発明の実施例に用いた
気相成長装置と、実施例の範囲外の気相成長装置
とにより夫々成長されたホール素子のホールの抵
抗の相違を示す線図、第６図は混合ガス中のナリ
メチルガリウムの濃度の変化に対する成長層の電
子濃度の変化を示す線図、そして第７図は本発明
で規定する混合ガスの流速の変化に対する成長層
の室温における移動度の変化を示す線図である。 １０……気相成長炉、１１……上方炉部、１１
ａ……上室、１２……下方炉部、１２ａ……下
室、１３……接続部、１４……支持台、２１……
ガス導入ダクト。
Claims (1)
- １ 200cm2以下の横断面積の上室を規定する上方
炉部、これよりも大きく、かつ４倍よりも小さい
横断面積の下室を規定する下方炉部、並びにこれ
ら上方炉部と下方炉部とを接続する接続部とから
なる気相成長炉と、上面に試料が乗せられ、前記
気相成長炉との間の間隙の最小断面積が前記上室
の横断面積と略等しくなるように上室近くの下室
中に設けられた支持台と、前記上室に上方より混
合ガスを導入する導入口と、上室中の導入口近く
に設けられ、導入された原料ガスを分散する拡散
板とを具備した縦型気相成装置を用い、前記混合
ガスの流速が0.5cm／秒〜４cm／秒にすることを
特徴とする気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17326285A JPS61184819A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17326285A JPS61184819A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 気相成長方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7504979A Division JPS55167041A (en) | 1978-07-31 | 1979-06-14 | Vertical type gaseous phase growth device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61184819A JPS61184819A (ja) | 1986-08-18 |
| JPS6245689B2 true JPS6245689B2 (ja) | 1987-09-28 |
Family
ID=15957187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17326285A Granted JPS61184819A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61184819A (ja) |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP17326285A patent/JPS61184819A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61184819A (ja) | 1986-08-18 |
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