JPS6246520B2 - - Google Patents
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- JPS6246520B2 JPS6246520B2 JP55183441A JP18344180A JPS6246520B2 JP S6246520 B2 JPS6246520 B2 JP S6246520B2 JP 55183441 A JP55183441 A JP 55183441A JP 18344180 A JP18344180 A JP 18344180A JP S6246520 B2 JPS6246520 B2 JP S6246520B2
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- crystal
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- cell
- doped
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- Expired
Links
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は分子線結晶成長法に係り、特に、不純
物ドーピングをドーパントそのものから出来てい
る抵抗体を加熱する事により行う方法に関する。
物ドーピングをドーパントそのものから出来てい
る抵抗体を加熱する事により行う方法に関する。
分子線結晶成長法は超高真空中で半導体元素を
セル（炉）の中で加熱し、分子線として取り出し
基板上に照射し、単結晶薄膜を形成させる技術で
ある。分子線結晶成長法の特徴の１つは、分子線
をシヤツターで断続したり、セル（炉）の温度の
高低により分子線強度を強・弱にすることにより
成長する結晶の膜厚を自由に制約できることであ
る。
セル（炉）の中で加熱し、分子線として取り出し
基板上に照射し、単結晶薄膜を形成させる技術で
ある。分子線結晶成長法の特徴の１つは、分子線
をシヤツターで断続したり、セル（炉）の温度の
高低により分子線強度を強・弱にすることにより
成長する結晶の膜厚を自由に制約できることであ
る。
ところで、分子線結晶成長法においては従来、
不純物のドーピングはクヌードセンセルを用いて
行なつていた。この方法ではシリコンの様な蒸気
圧の低い物質を高濃度にドープしようとする場
合、クヌードセンセルの温度をかなり上げなけれ
ばならないので、シリコン以外の他の不要な不純
物の混入があつた。これを避けるためには、クヌ
ードセンセルの温度を下げなければならないので
同じドープ量を得るためには成長速度を下げなけ
ればならず量産には不適であつた。例えば３×
1018cm-3にSiをドープしたGaAsエピタキシヤル
結晶を得ようとする場合、Siのクヌードセンセル
は1180℃以下にしなければセルからの脱ガスのた
め良質の結晶は得られなかつた。この限界温度
（1180℃）における成長速度は0.3μｍ／hourであ
り量産性はよくないという欠点がある。
不純物のドーピングはクヌードセンセルを用いて
行なつていた。この方法ではシリコンの様な蒸気
圧の低い物質を高濃度にドープしようとする場
合、クヌードセンセルの温度をかなり上げなけれ
ばならないので、シリコン以外の他の不要な不純
物の混入があつた。これを避けるためには、クヌ
ードセンセルの温度を下げなければならないので
同じドープ量を得るためには成長速度を下げなけ
ればならず量産には不適であつた。例えば３×
1018cm-3にSiをドープしたGaAsエピタキシヤル
結晶を得ようとする場合、Siのクヌードセンセル
は1180℃以下にしなければセルからの脱ガスのた
め良質の結晶は得られなかつた。この限界温度
（1180℃）における成長速度は0.3μｍ／hourであ
り量産性はよくないという欠点がある。
本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、分
子線結晶成長法により半導体を結晶成長する場合
において、ドーピングすべき不純物はクヌードセ
ンセルを用いずに、ドーパントそのものから出来
ている抵抗体を通電することにより昇温させて、
ドーピングを行う事を特徴とする分子線結晶成長
方法を提供するものである。
子線結晶成長法により半導体を結晶成長する場合
において、ドーピングすべき不純物はクヌードセ
ンセルを用いずに、ドーパントそのものから出来
ている抵抗体を通電することにより昇温させて、
ドーピングを行う事を特徴とする分子線結晶成長
方法を提供するものである。
本発明目的は従来のクヌードセンセルを用いず
ドーパントそのものから出来ている抵抗体を通電
加熱する事によりドーピングを行い、余分な部分
の加熱を避け、不純物の混入を防ぎ、同時に成長
速度を向上させる事である。
ドーパントそのものから出来ている抵抗体を通電
加熱する事によりドーピングを行い、余分な部分
の加熱を避け、不純物の混入を防ぎ、同時に成長
速度を向上させる事である。
以下本発明の実施例を、SiドープのGaAs結晶
を分子線エピタキシヤル成長する場合を参照して
詳細に説明する。
を分子線エピタキシヤル成長する場合を参照して
詳細に説明する。
第１図は分子線エピタキシヤル成長（MBE）
装置の概略図で、超高真空ポンプ（UHV）で
10-10Torr程度の超高真空に保持したMBE室１内
のGa用セル２、As用セル３、Siドーパント用セ
ル４でGa，As，Siを加熱し、分子線として取出
し、基板５上に照射し、SiのドープのGaAs単結
晶薄膜を形成させる。図において６は液体窒素で
冷却されたシユラウド、７は液体窒素で冷却され
たコリメータ、８はシヤツタ、９は基板ホルダで
ある。
装置の概略図で、超高真空ポンプ（UHV）で
10-10Torr程度の超高真空に保持したMBE室１内
のGa用セル２、As用セル３、Siドーパント用セ
ル４でGa，As，Siを加熱し、分子線として取出
し、基板５上に照射し、SiのドープのGaAs単結
晶薄膜を形成させる。図において６は液体窒素で
冷却されたシユラウド、７は液体窒素で冷却され
たコリメータ、８はシヤツタ、９は基板ホルダで
ある。
第２図は本発明の実施例でSiドーパント用セル
４部分の拡大図であるがドーパントの分子線を発
生させる装置の概略を示す。液体窒素のシユラウ
ド６の中にドーパントであるSiの結晶で出来た抵
抗体１０を配置し、これに通電する事により抵抗
加熱で必要な蒸発温度を得る。
４部分の拡大図であるがドーパントの分子線を発
生させる装置の概略を示す。液体窒素のシユラウ
ド６の中にドーパントであるSiの結晶で出来た抵
抗体１０を配置し、これに通電する事により抵抗
加熱で必要な蒸発温度を得る。
この場合、Siの抵抗体１０はGaかAsを含んだ
物を用いる。これは純粋なシリコンでは抵抗が高
いので充分な電流が流れないためである。Si中に
含まれるGaとAsはエピ結晶の母材であるから得
られる結晶に対して何ら影響はない。図の様に抵
抗体１０の中央部Ｍは細くけずつてあるが、これ
はこの部分だけ抵抗を高くし中央部のみでシリコ
ンの蒸発が行なわれる様にするためである。図に
おいて、１２はGa或はAs等をドープしたSi結晶
の抵抗体に設けた電極、１３はリード線、１１は
分子線発生口である。
物を用いる。これは純粋なシリコンでは抵抗が高
いので充分な電流が流れないためである。Si中に
含まれるGaとAsはエピ結晶の母材であるから得
られる結晶に対して何ら影響はない。図の様に抵
抗体１０の中央部Ｍは細くけずつてあるが、これ
はこの部分だけ抵抗を高くし中央部のみでシリコ
ンの蒸発が行なわれる様にするためである。図に
おいて、１２はGa或はAs等をドープしたSi結晶
の抵抗体に設けた電極、１３はリード線、１１は
分子線発生口である。
本発明に示した様なドーパントのシリコン分子
線発生装置を用いれば良質の高濃度シリコンドー
プのGaAsエピタキシヤル結晶を速い成長速度で
得る事が出来る。従来のクヌードセンセルを用い
ていた時にはセルの温度は1180℃で、成長速度は
0.3μｍ／hourであつたが、本発明によりシリコ
ンを1300℃に加熱する事が出来、成長速度は約１
μｍ／hourに改善された。
線発生装置を用いれば良質の高濃度シリコンドー
プのGaAsエピタキシヤル結晶を速い成長速度で
得る事が出来る。従来のクヌードセンセルを用い
ていた時にはセルの温度は1180℃で、成長速度は
0.3μｍ／hourであつたが、本発明によりシリコ
ンを1300℃に加熱する事が出来、成長速度は約１
μｍ／hourに改善された。
以上の説明から明らかな如く、本発明は分子線
結晶成長法において、蒸気圧の低い物質をドーピ
ングする時に、従来のクヌードセンセルからドー
パントを蒸発させずにドーパントそのものから出
来ている抵抗体を通電加熱してドーピングを行う
事により、ドーパント以外の他の余分な部分は加
熱しないので、余分な不純物の混入を避ける事が
出来、かつ成長速度を向上させる事ができ、半導
体製品の質と量産性の向上に寄与する事ができ
る。
結晶成長法において、蒸気圧の低い物質をドーピ
ングする時に、従来のクヌードセンセルからドー
パントを蒸発させずにドーパントそのものから出
来ている抵抗体を通電加熱してドーピングを行う
事により、ドーパント以外の他の余分な部分は加
熱しないので、余分な不純物の混入を避ける事が
出来、かつ成長速度を向上させる事ができ、半導
体製品の質と量産性の向上に寄与する事ができ
る。
なお、本実施例では、SiドープのGaAs結晶を
エピタキシヤル成長する例を上げたが、GaAl，
As，InP等の結晶にSiをドープする際にも用いる
事ができ、InPの結晶成長の場合、導電性を付与
するためにSiにIn或はＰ等をドープしたSiを抵抗
体として用いることができる。
エピタキシヤル成長する例を上げたが、GaAl，
As，InP等の結晶にSiをドープする際にも用いる
事ができ、InPの結晶成長の場合、導電性を付与
するためにSiにIn或はＰ等をドープしたSiを抵抗
体として用いることができる。
第１図は分子線エピタキシヤル成長装置の概略
図、第２図は本発明のドーパント分子線発生装置
を示す図である。 １…MBE室、２，３，４…分子線源セル、５
…基板、６…シユラウド、７…コリメータ、８…
シヤツタ、９…基板ホルダ、１０…Si抵抗体、１
１…分子線発生口、１２…電極、１３…リード
線。
図、第２図は本発明のドーパント分子線発生装置
を示す図である。 １…MBE室、２，３，４…分子線源セル、５
…基板、６…シユラウド、７…コリメータ、８…
シヤツタ、９…基板ホルダ、１０…Si抵抗体、１
１…分子線発生口、１２…電極、１３…リード
線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 分子線結晶成長法により、半導体を結晶成長
する場合において、ドーピングするべき不純物は
ドーパントそのものから出来ている抵抗体を通電
する事により昇温させて、ドーピングを行う事を
特徴とする分子線結晶成長方法。 ２ 導電性を付与するドーパントとして、分子線
結晶成長させる結晶構成元素の少なくとも１種の
元素を含むシリコン結晶から成る抵抗体の、シリ
コン結晶の中央部を両端部に比べ細くし、両端部
に電極を設けたことを特徴とするドーパント分子
線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18344180A JPS57106600A (en) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | Molecular beam crystal growth method and dopant molecular beam generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18344180A JPS57106600A (en) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | Molecular beam crystal growth method and dopant molecular beam generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57106600A JPS57106600A (en) | 1982-07-02 |
| JPS6246520B2 true JPS6246520B2 (ja) | 1987-10-02 |
Family
ID=16135818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18344180A Granted JPS57106600A (en) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | Molecular beam crystal growth method and dopant molecular beam generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57106600A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4550047A (en) * | 1983-06-06 | 1985-10-29 | International Business Machines Corporation | Silicon source component for use in molecular beam epitaxial growth apparatus |
| JPS61208823A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-17 | Nec Corp | ド−ピング方法 |
-
1980
- 1980-12-24 JP JP18344180A patent/JPS57106600A/ja active Granted
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| RCA REVIEW=1962 * |
| REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS=1963 * |
| SURFACE SCIENCE=1979 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57106600A (en) | 1982-07-02 |
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