JPS63190330A - 有機金属気相成長方法 - Google Patents
有機金属気相成長方法Info
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- JPS63190330A JPS63190330A JP2305787A JP2305787A JPS63190330A JP S63190330 A JPS63190330 A JP S63190330A JP 2305787 A JP2305787 A JP 2305787A JP 2305787 A JP2305787 A JP 2305787A JP S63190330 A JPS63190330 A JP S63190330A
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- Pending
Links
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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
本発明は、有機金属気相成長方法（以下ＭＯＣＶＤ法と
記す）に関するものである。
記す）に関するものである。
従来の技術
ＭＯＣＶＤ法は金属のメチルあるいはエチル等の有機化
合物、いわゆる、有機金属化合物を原料とする気相エピ
タキシャル成長方法である。有機金属化合物は室温付近
の温度で液体ないしは固体であり、シリンダー内に入れ
られた有機金属化合物を所定の温度に保ち、ガスを通過
させるとその温度で決まる飽和蒸気正分だけ分圧として
ガスに含まれ供給することができる。供給量は有機金属
化合物の飽和蒸気圧とガスの流量で決まる。
合物、いわゆる、有機金属化合物を原料とする気相エピ
タキシャル成長方法である。有機金属化合物は室温付近
の温度で液体ないしは固体であり、シリンダー内に入れ
られた有機金属化合物を所定の温度に保ち、ガスを通過
させるとその温度で決まる飽和蒸気正分だけ分圧として
ガスに含まれ供給することができる。供給量は有機金属
化合物の飽和蒸気圧とガスの流量で決まる。
飽和蒸気圧の低い有機金属化合物を使用する場合、シリ
ンダーを高温に保つ必要があるが、その温度よりガス配
管の温度が低いと有機金属化合物が過飽和となりガス配
管内に凝縮し付着するため、精度の高い供給量の制御が
不可能となる。そこで、通常は有機金属化合物の通過す
るガス配管にテープヒーターを巻いて、シリンダーの温
度より高温に保ち、ガス配管内での凝縮を防止している
。また、シリンダーを室温より低温に保って使用する有
機金属化合物の場合、ガス配管は室温となっている。
ンダーを高温に保つ必要があるが、その温度よりガス配
管の温度が低いと有機金属化合物が過飽和となりガス配
管内に凝縮し付着するため、精度の高い供給量の制御が
不可能となる。そこで、通常は有機金属化合物の通過す
るガス配管にテープヒーターを巻いて、シリンダーの温
度より高温に保ち、ガス配管内での凝縮を防止している
。また、シリンダーを室温より低温に保って使用する有
機金属化合物の場合、ガス配管は室温となっている。
発明が解決しようとする問題点
電気的あるいは光学的な半導体素子を作成する場合、結
晶中の不要な不純物、すなわち、残留不純物はできるだ
け少ない方が望ましい。特に電界、゛・−３ツ ノある。
晶中の不要な不純物、すなわち、残留不純物はできるだ
け少ない方が望ましい。特に電界、゛・−３ツ ノある。
ＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル成長層中の残留不純
物は、専ら、原料の純度、成長装置、成長条件等の各要
因を制御して、これを低減することの試みがなされてい
るが、これらのうち主たる原因を見つけ出すことは難し
く、それゆえに、低不純物濃度で高移動度の結晶を得る
のが困難であった。
物は、専ら、原料の純度、成長装置、成長条件等の各要
因を制御して、これを低減することの試みがなされてい
るが、これらのうち主たる原因を見つけ出すことは難し
く、それゆえに、低不純物濃度で高移動度の結晶を得る
のが困難であった。
問題点を解決するための手段
本発明は、有機金属化合物の通過するガス配管を室温よ
り低温に保持してエピタキシャル成長をおこなうもので
ある。
り低温に保持してエピタキシャル成長をおこなうもので
ある。
作用
経験によると、残留不純物はガス配管の温度に大きく依
存することが判明した。すなわち、ガス配管の温度を低
くするほど、残留不純物濃度は低下する。このような実
験結果をもとにして、室温より低温に冷却してエピタキ
シャル成長を行うことにより、残留不純物が低濃度で高
移動度の高品質の化合物半導体をＭＯＣＶＤ法により成
長することができる。
存することが判明した。すなわち、ガス配管の温度を低
くするほど、残留不純物濃度は低下する。このような実
験結果をもとにして、室温より低温に冷却してエピタキ
シャル成長を行うことにより、残留不純物が低濃度で高
移動度の高品質の化合物半導体をＭＯＣＶＤ法により成
長することができる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は燐化インジウム（ＩｎＰ）を成長するＭ
ＯＣＶＤ装置の概略図である。原料にはトリメチルイン
ジウム（以下ＴＭＩと記す）とホスフィン（以下ＰＨ３
と記す）を用い、これらのキャリアガスとして水素（以
下Ｈ２と記す）を用いた。
する。第１図は燐化インジウム（ＩｎＰ）を成長するＭ
ＯＣＶＤ装置の概略図である。原料にはトリメチルイン
ジウム（以下ＴＭＩと記す）とホスフィン（以下ＰＨ３
と記す）を用い、これらのキャリアガスとして水素（以
下Ｈ２と記す）を用いた。
マスフローコントローラ１によって流量制御されるＨ２
は、ＴＭＩを収納するステンレス製のシリンダー２に入
れられ、恒温槽３により＋７．０℃に保温され、同シリ
ンダー２内から蒸発し、途中で大量のＨ２で希釈された
のち、冷却器４を設けた配管を通じて、反応管５に送ら
れる。このガス配管の温度は冷却器４により変化するこ
とができる。一方、ＰＨ３もマスフローコントローラ１
により流量制御され、途中でＨ２で希釈され、同様に、
冷却器４を設けた配管を通じて、反応管５に送られる。
は、ＴＭＩを収納するステンレス製のシリンダー２に入
れられ、恒温槽３により＋７．０℃に保温され、同シリ
ンダー２内から蒸発し、途中で大量のＨ２で希釈された
のち、冷却器４を設けた配管を通じて、反応管５に送ら
れる。このガス配管の温度は冷却器４により変化するこ
とができる。一方、ＰＨ３もマスフローコントローラ１
により流量制御され、途中でＨ２で希釈され、同様に、
冷却器４を設けた配管を通じて、反応管５に送られる。
ＴＭＩとＰＨ３の供給量はそれぞれ、８ Ｘ １０−６
ｍｏｌ／ｍｉｎ、 Ｉ Ｘ １０ ’ｍｏｌ／ｍｉｎで
ある。
ｍｏｌ／ｍｉｎ、 Ｉ Ｘ １０ ’ｍｏｌ／ｍｉｎで
ある。
反応管５は水冷手段を有する縦型装置で、ＩｎＰ基板６
はカーボンサセプタ７上に設置され、高周波誘導加熱コ
イル８により成長温度６３０℃まで加熱される。反応管
５内はロータリポンプ９により５０トールの減圧状態に
保たれる。
はカーボンサセプタ７上に設置され、高周波誘導加熱コ
イル８により成長温度６３０℃まで加熱される。反応管
５内はロータリポンプ９により５０トールの減圧状態に
保たれる。
この様にして、有機金属化合物の通過するガス配管の温
度をＯ℃〜８０℃まで変化させ、厚さ０．７μｍのＩｎ
Ｐのエピタキシャル層を成長し、室温（３００Ｋ）と液
体窒素温度（７７Ｋ）においてホール効果の測定を行っ
た。成長したＩｎＰはすべてｎ型で、ドナー濃度とガス
配管温度の関係を第２図に、移動度とガス配管の温度と
の関係を第３図に示す。ガス配管の温度が低（なるに従
って、ドナー濃度が低下し、移動度が高くなる。そして
、７７Ｋにおけるドナー濃度がＩ Ｘ １０” ｃｍ−
３以下で、移動度が１５０００ｃ＋Ｊ／Ｖ−ｓｅｅ以上
の良質のＩｎＰ結晶は、ガス配管の温度が室温（約２０
℃）以下であることが必要である。
度をＯ℃〜８０℃まで変化させ、厚さ０．７μｍのＩｎ
Ｐのエピタキシャル層を成長し、室温（３００Ｋ）と液
体窒素温度（７７Ｋ）においてホール効果の測定を行っ
た。成長したＩｎＰはすべてｎ型で、ドナー濃度とガス
配管温度の関係を第２図に、移動度とガス配管の温度と
の関係を第３図に示す。ガス配管の温度が低（なるに従
って、ドナー濃度が低下し、移動度が高くなる。そして
、７７Ｋにおけるドナー濃度がＩ Ｘ １０” ｃｍ−
３以下で、移動度が１５０００ｃ＋Ｊ／Ｖ−ｓｅｅ以上
の良質のＩｎＰ結晶は、ガス配管の温度が室温（約２０
℃）以下であることが必要である。
ガス配管の温度を低くすることにより、有機金属化合物
の凝縮の可能性もあるが、多量のＨ２により希釈し、有
機金属化合物の分圧を低くするこ− ５ ＝ とにより凝縮は防止できる。
の凝縮の可能性もあるが、多量のＨ２により希釈し、有
機金属化合物の分圧を低くするこ− ５ ＝ とにより凝縮は防止できる。
本発明は、上述の実施例のほかにも、たとえば、トリメ
チルガリウム（ＴＭＧ）とアルシン（ＡｓＨ３）を用い
る砒化ガリウム（ＧａＡｓ）のエピタキシャル成長法に
用いることも可能である。
チルガリウム（ＴＭＧ）とアルシン（ＡｓＨ３）を用い
る砒化ガリウム（ＧａＡｓ）のエピタキシャル成長法に
用いることも可能である。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、通常の市販の有機金属
化合物と水素化物の原料と装置を用いて、有機金属化合
物の通過するガス配管の温度を室温以下の温度に冷却す
ることにより、低残留不純物濃度で高移動度の高品質の
ＩｎＰのエピタキシャル層を成長することができる。
化合物と水素化物の原料と装置を用いて、有機金属化合
物の通過するガス配管の温度を室温以下の温度に冷却す
ることにより、低残留不純物濃度で高移動度の高品質の
ＩｎＰのエピタキシャル層を成長することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に用いたＭＯＣＶＤ成長装置の概略図、
第２図は３００にと７７にで測定したＩｎＰのドナー濃
度とガス配管温度との関係を示す特性図、第３図はＩｎ
Ｐの移動度とガス配管温度の関係を示す特性図である。 １・・・・・・マスフローコントローラ、２・・・・・
・シリンダー、３・・・・・・恒温槽、４・・・・・・
冷却器、５・・・・・・反応管、６・・・・・・基板、
７・・・・・・カーボンサセプタ、８・・・・・・高周
波誘導加熱コイル、９・・・・・・ロータリポンプ。
第２図は３００にと７７にで測定したＩｎＰのドナー濃
度とガス配管温度との関係を示す特性図、第３図はＩｎ
Ｐの移動度とガス配管温度の関係を示す特性図である。 １・・・・・・マスフローコントローラ、２・・・・・
・シリンダー、３・・・・・・恒温槽、４・・・・・・
冷却器、５・・・・・・反応管、６・・・・・・基板、
７・・・・・・カーボンサセプタ、８・・・・・・高周
波誘導加熱コイル、９・・・・・・ロータリポンプ。
Claims (1)
- 有機金属化合物含有ガスの通過するガス配管を室温より
低温に冷却して、エピタキシャル成長をおこなうことを
特徴とする有機金属気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2305787A JPS63190330A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 有機金属気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2305787A JPS63190330A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 有機金属気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190330A true JPS63190330A (ja) | 1988-08-05 |
Family
ID=12099808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2305787A Pending JPS63190330A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | 有機金属気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63190330A (ja) |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP2305787A patent/JPS63190330A/ja active Pending
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