JPS6291496A - 気相成長装置用反応管 - Google Patents
気相成長装置用反応管Info
- Publication number
- JPS6291496A JPS6291496A JP23024885A JP23024885A JPS6291496A JP S6291496 A JPS6291496 A JP S6291496A JP 23024885 A JP23024885 A JP 23024885A JP 23024885 A JP23024885 A JP 23024885A JP S6291496 A JPS6291496 A JP S6291496A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction tube
- diffuser
- raw material
- growth
- gas inlet
- Prior art date
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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、気相成長装置用反応管の改良に関する。
気相成長装置用反応管、特に有機金属熱分解法（以下Ｍ
ＯＣＶＤ法と略す）に用いる気相成長装置用反応管とし
ては、第５図に示すような複数の原料ガスを別々に、あ
るいは２つ程度にまとめた上で反応管１０内に導入し、
基板４の直前で混合するものや、第３図および第４図に
示すような導入口１．２から導入した原料ガスをディフ
ューザ３により拡散するものなどが用いられている。
ＯＣＶＤ法と略す）に用いる気相成長装置用反応管とし
ては、第５図に示すような複数の原料ガスを別々に、あ
るいは２つ程度にまとめた上で反応管１０内に導入し、
基板４の直前で混合するものや、第３図および第４図に
示すような導入口１．２から導入した原料ガスをディフ
ューザ３により拡散するものなどが用いられている。
従来、たとえばＧ、Ａ、を成長さぜる場合のトリエチル
・ガリウム（（Ｃ２Ｈ５）３Ｇ 、、以下ＴＭＧと略す
）とアルシン（Ａ、、Ｈ３）のように、常温では気相反
応が起らない原料の組み合わせによる結晶成長において
は、第３図に示ずごとく、原料ガスをディフューザ３に
より反応管内に均一に流すことによって均一性の良い結
晶を得ている。
・ガリウム（（Ｃ２Ｈ５）３Ｇ 、、以下ＴＭＧと略す
）とアルシン（Ａ、、Ｈ３）のように、常温では気相反
応が起らない原料の組み合わせによる結晶成長において
は、第３図に示ずごとく、原料ガスをディフューザ３に
より反応管内に均一に流すことによって均一性の良い結
晶を得ている。
しかしながら、トリメチル・ガリウム（（ＣＨ３）３Ｇ
３、以下ＴＥＧと略す）とアルシンや１へりメチル・イ
ンジウム（（ＣＨ３）３ ｒ。、以下ＴＥＩと略す）と
ボスフィン（ＰＨ３）の組み合わせのように常温で気相
反応を起こす場合には、第３図の様な反応管を用いると
ディフューザ３による原料ガス拡散時に中間生成物がで
き、その中間生成物の直接の影響や、混合板への付着に
よる影響により、結晶の均一性がそこなわれる。
３、以下ＴＥＧと略す）とアルシンや１へりメチル・イ
ンジウム（（ＣＨ３）３ ｒ。、以下ＴＥＩと略す）と
ボスフィン（ＰＨ３）の組み合わせのように常温で気相
反応を起こす場合には、第３図の様な反応管を用いると
ディフューザ３による原料ガス拡散時に中間生成物がで
き、その中間生成物の直接の影響や、混合板への付着に
よる影響により、結晶の均一性がそこなわれる。
このため、中間反応のある原料ガスの組み合わせでは、
第５図に示すように、原料ガスを別々に反応管へ導入し
、基板直前で混合し、中間生成物かできる可能性を低く
おさえた反応管１０が用いられている。この場合、原料
ガス（ＴＥＧ、ＴＥＩなと）が基板に到達するまでに、
十分拡散しきれず膜厚の均一性をそこなってしまう。
第５図に示すように、原料ガスを別々に反応管へ導入し
、基板直前で混合し、中間生成物かできる可能性を低く
おさえた反応管１０が用いられている。この場合、原料
ガス（ＴＥＧ、ＴＥＩなと）が基板に到達するまでに、
十分拡散しきれず膜厚の均一性をそこなってしまう。
本発明の目的は、これらの問題点を解決し、中間反応を
起こす原料ガスの組み合わせても均一性の良い結晶を得
ることができる反応管を捉供することにある。
起こす原料ガスの組み合わせても均一性の良い結晶を得
ることができる反応管を捉供することにある。
この発明は、２つ以上の原料ガス導入口を有する反応管
において、その少なくとも１つの原料ガス導入口より導
入されたガスを拡散させるディフューザと、このディフ
ューザ以降に他の少なくとも１つの原料カス導入口の吹
き出し口を具備していることを特徴とする。
において、その少なくとも１つの原料ガス導入口より導
入されたガスを拡散させるディフューザと、このディフ
ューザ以降に他の少なくとも１つの原料カス導入口の吹
き出し口を具備していることを特徴とする。
〔作用〕
中間反応を起こす原料ガスの組み合わせにより結晶成長
を行なう場合に、中間反応を起こす原料ガスを別々に反
応管内に導入する。この内、結晶の均一性に最も寄与す
る原料ガスをディフューザにより拡散し、反応管内を均
一に流す。これにより、結晶の均一性を得る。そして、
他の原料ガスは、ディフューザ以降、基板の前に吹き出
し口を設け、基板上へ供給する。こうすることにより、
中間反応を起こすガス同士が共存する時間を短くし、中
間生成物の生成を最小におさえ、均一性のよい結晶を得
る。
を行なう場合に、中間反応を起こす原料ガスを別々に反
応管内に導入する。この内、結晶の均一性に最も寄与す
る原料ガスをディフューザにより拡散し、反応管内を均
一に流す。これにより、結晶の均一性を得る。そして、
他の原料ガスは、ディフューザ以降、基板の前に吹き出
し口を設け、基板上へ供給する。こうすることにより、
中間反応を起こすガス同士が共存する時間を短くし、中
間生成物の生成を最小におさえ、均一性のよい結晶を得
る。
第１図は、本発明の一実施例の反応管を示す図である。
石英管６で支えられたカーボンザセプタ５」−に成長用
基板４がおかれている。原料カス導入口１より導入され
た原料ガスは、ディフューザ３により反応管内に均一な
流れをつくるように拡散される。一方、原料ガス導入口
２から導入された原料ガスは、ディフューザ以降まで導
かれ、基板の前で吹き出される。第２図は、本実施例の
ディフューザ３の斜視図である。石英の板に小さな穴を
たくさんあけである。
基板４がおかれている。原料カス導入口１より導入され
た原料ガスは、ディフューザ３により反応管内に均一な
流れをつくるように拡散される。一方、原料ガス導入口
２から導入された原料ガスは、ディフューザ以降まで導
かれ、基板の前で吹き出される。第２図は、本実施例の
ディフューザ３の斜視図である。石英の板に小さな穴を
たくさんあけである。
第１図の反応管を用いて、ＧａＩｎＰの成長を行った。
成長に用いた原料は、ＴＥＩ、ＴＥＧ、ＰＨ８であり、
ＴＥＩとＰＨ３は中間反応を起こす原料の組み合わせで
ある。キャリア・ガスにはトＩ２を用い、流量は、ＴＥ
Ｉが５００ｓｃｃｍ、ＴＥＧが８００ｓｃｃｍである。
ＴＥＩとＰＨ３は中間反応を起こす原料の組み合わせで
ある。キャリア・ガスにはトＩ２を用い、流量は、ＴＥ
Ｉが５００ｓｃｃｍ、ＴＥＧが８００ｓｃｃｍである。
Ｐ Ｈ３は１００％のホンベを用い、流量は１０１００
５ｅとした。ＴＥＩ及びＴＥＧは、原料ガス導入口１よ
り導入し、ＰＨ，を原料ガス導入口２より導入した。成
長条件は成長温度が６５０℃、圧力１００Ｔｏｒｒ。
５ｅとした。ＴＥＩ及びＴＥＧは、原料ガス導入口１よ
り導入し、ＰＨ，を原料ガス導入口２より導入した。成
長条件は成長温度が６５０℃、圧力１００Ｔｏｒｒ。
全流量４１７ｍ１ｎ、成長時間３０ｍ１ｎとした。
また、成長用基板はＧａＡ、である。
こうして成長したＧ、ＩｎＰについて、成長回数による
固相組成の変化と、基板面内の膜厚分布＝ ５− を調べた結果が、それぞれ、第６図（ａ）、第７図（ａ
）である。第６図（ａ）に示すごとく、７回の成長にお
ける組成のゆらぎは、基板の格子定数をａ。、基板と成
長した結晶の格子定数の差をΔａとした場合、２・Δａ
／ａｏが±４Ｘ１０−４の範囲に入っている。また第７
図（ａ）に示すごとく基板面内の膜厚分布は２．５％で
あった。
固相組成の変化と、基板面内の膜厚分布＝ ５− を調べた結果が、それぞれ、第６図（ａ）、第７図（ａ
）である。第６図（ａ）に示すごとく、７回の成長にお
ける組成のゆらぎは、基板の格子定数をａ。、基板と成
長した結晶の格子定数の差をΔａとした場合、２・Δａ
／ａｏが±４Ｘ１０−４の範囲に入っている。また第７
図（ａ）に示すごとく基板面内の膜厚分布は２．５％で
あった。
次に比較のために、従来の第３図及び第５図の反応管を
用いＧａＩ、、Ｐを成長した結果について述べる。成長
条件は、第１図の反応管を用いたときの成長条件と同一
である。
用いＧａＩ、、Ｐを成長した結果について述べる。成長
条件は、第１図の反応管を用いたときの成長条件と同一
である。
まず第３図の反応管を用いた場合について述べる。ＴＥ
Ｉ及びＴＥＧは、原料ガス導入口１より導入し、ＰＨ３
を原料ガス導入口２より導入した。
Ｉ及びＴＥＧは、原料ガス導入口１より導入し、ＰＨ３
を原料ガス導入口２より導入した。
第４図はこの反応管のディフューザの斜視図であり、第
２図のディフューザと同じく、石英板に多数の小穴がお
いている。第６図（１））がこの反応管を用いた場合の
成長回数と組成のずれを示すグラフである。成長回数を
重ねるにつれて組成が単６一 謂に短絡子側にずれて行き、１回目と７回目の結晶で、
２・Δａ／ａｏが３．５Ｘ１０−３の差を示している。
２図のディフューザと同じく、石英板に多数の小穴がお
いている。第６図（１））がこの反応管を用いた場合の
成長回数と組成のずれを示すグラフである。成長回数を
重ねるにつれて組成が単６一 謂に短絡子側にずれて行き、１回目と７回目の結晶で、
２・Δａ／ａｏが３．５Ｘ１０−３の差を示している。
また、第３図の反応管のティフユーザノ゛には、茶褐色
の付着物か観察でき、成長回数を重ねるにつれて、その
色が濃くなった。これに比べ第１図の反応管では、この
利着物は、観察されなかった。
の付着物か観察でき、成長回数を重ねるにつれて、その
色が濃くなった。これに比べ第１図の反応管では、この
利着物は、観察されなかった。
次に、第５図の反応管を用いた場合について述べる。Ｔ
ＥＩ及びＴＥＧは、原料カス導入口１１より導入し、Ｐ
Ｈ３を原料ガス導入口ｚ２より導入した。第７図（１）
）は、この反応管を用いた場合の基板面内の膜厚分布を
示すグラフである。膜厚分布は５０％になっている。
ＥＩ及びＴＥＧは、原料カス導入口１１より導入し、Ｐ
Ｈ３を原料ガス導入口ｚ２より導入した。第７図（１）
）は、この反応管を用いた場合の基板面内の膜厚分布を
示すグラフである。膜厚分布は５０％になっている。
以」二連べてきた２つの比較から、本発明の反応管が結
晶の均一性を向」−させていることがわかる。
晶の均一性を向」−させていることがわかる。
本実施例では、反応管形状を縦形で説明してきたが、横
形の反応管でも、本発明の効果が得られることは明らか
である。また、本実施例では、Ｇ−ＩｎＰの成長に限定
したが、他の結晶の成長にも効果が得られることはいう
までもない。さらに、ディフューザ形状も本実施例のも
のに限定されるものでなく、反応管内にそのティフユー
ザを均一に拡散させるものならばいかなる形状でもよい
。
形の反応管でも、本発明の効果が得られることは明らか
である。また、本実施例では、Ｇ−ＩｎＰの成長に限定
したが、他の結晶の成長にも効果が得られることはいう
までもない。さらに、ディフューザ形状も本実施例のも
のに限定されるものでなく、反応管内にそのティフユー
ザを均一に拡散させるものならばいかなる形状でもよい
。
このように、本発明の反応管を用いることにより、中間
反応を起こす原料ガスの組み合わせでも、成長回数によ
って組成が変化ぜず、面内の均一性の良い結晶を得るこ
とができる。
反応を起こす原料ガスの組み合わせでも、成長回数によ
って組成が変化ぜず、面内の均一性の良い結晶を得るこ
とができる。
第１図は、本発明の１実施例を示す断面図、第２図は、
本実施例のディフューザの斜視図、第３図及び第５図は
従来の気相成長装置用反応管の断面図、第４図は、第３
図の反応管のティフユーザの斜視図、第６図（ａ＞は、
本実施例を用いた場合の成長回数と組成の関係を示すグ
ラフ、同図（ｂ）は、第３図の反応管を用いた場合の（
ａ）と同様の関係を示すグラフ、第７図（ａ）は、本実
施例を用いた場合の成長基板内の膜厚分布を示すグラフ
、同図（ｂ）は、第５図の反応管を用いた場合の（ａ）
と同様の関係を示すグラフである。 １．２・・原料ガス導入口、３・・・ディフューザ、４
・・・成長用基板、５・・・カーボンザセプタ、６・・
・石英管、１０・反応管。 差 １ 回 竿 ２ 諷 第 ３ 面 第 ４ 図 茅 ５ 図 成長回数（回） （’１７−） ｌ ５ 〜へζ＆ 面４じに（ロリノ （ｂ） 第 乙 畏］ ｆ Ｏ／ 中Ｉヒカ゛う〃蛋Ｅ輔（０す （ａ−） 寸ｔ’ｃ ｉｔ” ’） ｔｆ）距銀（ｃｇｔ）ＣＩ）
） 竿 ７ 図
本実施例のディフューザの斜視図、第３図及び第５図は
従来の気相成長装置用反応管の断面図、第４図は、第３
図の反応管のティフユーザの斜視図、第６図（ａ＞は、
本実施例を用いた場合の成長回数と組成の関係を示すグ
ラフ、同図（ｂ）は、第３図の反応管を用いた場合の（
ａ）と同様の関係を示すグラフ、第７図（ａ）は、本実
施例を用いた場合の成長基板内の膜厚分布を示すグラフ
、同図（ｂ）は、第５図の反応管を用いた場合の（ａ）
と同様の関係を示すグラフである。 １．２・・原料ガス導入口、３・・・ディフューザ、４
・・・成長用基板、５・・・カーボンザセプタ、６・・
・石英管、１０・反応管。 差 １ 回 竿 ２ 諷 第 ３ 面 第 ４ 図 茅 ５ 図 成長回数（回） （’１７−） ｌ ５ 〜へζ＆ 面４じに（ロリノ （ｂ） 第 乙 畏］ ｆ Ｏ／ 中Ｉヒカ゛う〃蛋Ｅ輔（０す （ａ−） 寸ｔ’ｃ ｉｔ” ’） ｔｆ）距銀（ｃｇｔ）ＣＩ）
） 竿 ７ 図
Claims (1)
- ２つ以上の原料ガス導入口を有する反応管において、そ
の少なくとも１つの原料ガス導入口より導入されたガス
を拡散させるディフューザと、このディフューザ以降に
他の少なくとも１つの原料ガス導入口から導かれる吹き
出し口を具備することを特徴とする気相成長装置用反応
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23024885A JPS6291496A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 気相成長装置用反応管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23024885A JPS6291496A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 気相成長装置用反応管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291496A true JPS6291496A (ja) | 1987-04-25 |
Family
ID=16904839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23024885A Pending JPS6291496A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 気相成長装置用反応管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6291496A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0472316A2 (en) * | 1990-08-08 | 1992-02-26 | Hughes Aircraft Company | Multichannel plate assembly for gas source molecular beam epitaxy |
| US5268034A (en) * | 1991-06-25 | 1993-12-07 | Lsi Logic Corporation | Fluid dispersion head for CVD appratus |
| US5286519A (en) * | 1991-06-25 | 1994-02-15 | Lsi Logic Corporation | Fluid dispersion head |
| US5334250A (en) * | 1989-11-02 | 1994-08-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Vapor deposition apparatus for using solid starting materials |
| US6092027A (en) * | 1995-03-27 | 2000-07-18 | Hitachi Electronics Services Co. | Apparatus for detecting and recording a conduction noise, a radiation electromagnetic field noise and a discharge noise |
| US6299683B1 (en) * | 1996-01-30 | 2001-10-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for the production of SiC by means of CVD with improved gas utilization |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP23024885A patent/JPS6291496A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334250A (en) * | 1989-11-02 | 1994-08-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Vapor deposition apparatus for using solid starting materials |
| EP0472316A2 (en) * | 1990-08-08 | 1992-02-26 | Hughes Aircraft Company | Multichannel plate assembly for gas source molecular beam epitaxy |
| US5188671A (en) * | 1990-08-08 | 1993-02-23 | Hughes Aircraft Company | Multichannel plate assembly for gas source molecular beam epitaxy |
| US5268034A (en) * | 1991-06-25 | 1993-12-07 | Lsi Logic Corporation | Fluid dispersion head for CVD appratus |
| US5286519A (en) * | 1991-06-25 | 1994-02-15 | Lsi Logic Corporation | Fluid dispersion head |
| US6092027A (en) * | 1995-03-27 | 2000-07-18 | Hitachi Electronics Services Co. | Apparatus for detecting and recording a conduction noise, a radiation electromagnetic field noise and a discharge noise |
| US6299683B1 (en) * | 1996-01-30 | 2001-10-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for the production of SiC by means of CVD with improved gas utilization |
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