JPS63221611A - 有機金属化学気相成長方法及びその装置 - Google Patents
有機金属化学気相成長方法及びその装置Info
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- JPS63221611A JPS63221611A JP5391987A JP5391987A JPS63221611A JP S63221611 A JPS63221611 A JP S63221611A JP 5391987 A JP5391987 A JP 5391987A JP 5391987 A JP5391987 A JP 5391987A JP S63221611 A JPS63221611 A JP S63221611A
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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）
この発明は半導体基体上に化合物半導体結晶を成長させ
る有機金属化学気相成長方法及びその装置に関するもの
である。
る有機金属化学気相成長方法及びその装置に関するもの
である。
（従来の技術）
従来、この種の有機金属化学気相成長方法及びその装置
は文献ノヤーナルオブアグライドフィソックス（Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ）
ＶｏＬ、５８（８）＊１９８５−１０−１５．Ｐ−ｐ−
Ｒ３１−Ｒ５５に記載され、有機金属とハイドライドガ
スを原料とする方式が用いられている。以下に図面を用
いて詳しく説明する。第２図は従来の有機金属気相成長
（以下Ｂ／ＤＣＶＤという）装置の概略図である。通常
半導体基板１を反応管２ノ内の口伝可能なカーゲンサセ
ゾタ２２上に設置し、カーボンサセグタ２２はＲＦ（高
周波）コイル２３による高周波誘導加熱で昇温し、化学
気相成長させる化金物半導体結晶を構成する元素を含む
原料ガス等を導入口２４よシ導入し、排気口２５よシ排
気することＫよって、化合物半導体結晶を成長させてい
る。以下はＧａＡｓを成長する材料の例としてＭＯＣＶ
Ｄ装置とＭＯαＤ成長過程について述べる。通常原料ガ
スとしてはトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ 、
ＩＪ、下ＴＭＧａという）あるいはトリエチルガリウム
（（Ｃ２Ｈ３）３ Ｇａ、以下ＴＥＧａという）とアル
シン（ＡａＨ３）が用いられ、キャリアガスである水素
と一緒にガスの導入口２４よシ反応管２１に導入される
。成長は、加熱された基板１表面における原料ガスとの
化学反応によシ行われる。この方法では通常基板温度と
して５００〜８００℃程度圧カフ ６〜７６０Ｔｏｒｒ
であシ、Ａｓ Ｈｓと有轡金、属であるＴＭＧａのモル
比［ＡａＨ３コ、／［ＴＭＧ ａコは２０〜１００程度
とＡｓ Ｈ５過剰で行われる。
は文献ノヤーナルオブアグライドフィソックス（Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ）
ＶｏＬ、５８（８）＊１９８５−１０−１５．Ｐ−ｐ−
Ｒ３１−Ｒ５５に記載され、有機金属とハイドライドガ
スを原料とする方式が用いられている。以下に図面を用
いて詳しく説明する。第２図は従来の有機金属気相成長
（以下Ｂ／ＤＣＶＤという）装置の概略図である。通常
半導体基板１を反応管２ノ内の口伝可能なカーゲンサセ
ゾタ２２上に設置し、カーボンサセグタ２２はＲＦ（高
周波）コイル２３による高周波誘導加熱で昇温し、化学
気相成長させる化金物半導体結晶を構成する元素を含む
原料ガス等を導入口２４よシ導入し、排気口２５よシ排
気することＫよって、化合物半導体結晶を成長させてい
る。以下はＧａＡｓを成長する材料の例としてＭＯＣＶ
Ｄ装置とＭＯαＤ成長過程について述べる。通常原料ガ
スとしてはトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ 、
ＩＪ、下ＴＭＧａという）あるいはトリエチルガリウム
（（Ｃ２Ｈ３）３ Ｇａ、以下ＴＥＧａという）とアル
シン（ＡａＨ３）が用いられ、キャリアガスである水素
と一緒にガスの導入口２４よシ反応管２１に導入される
。成長は、加熱された基板１表面における原料ガスとの
化学反応によシ行われる。この方法では通常基板温度と
して５００〜８００℃程度圧カフ ６〜７６０Ｔｏｒｒ
であシ、Ａｓ Ｈｓと有轡金、属であるＴＭＧａのモル
比［ＡａＨ３コ、／［ＴＭＧ ａコは２０〜１００程度
とＡｓ Ｈ５過剰で行われる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記のＭＯＣＶＤ方法及びその装置では
危険ガスであるＡｓ Ｈｓを用いその量はＡａＨｓが過
剰な成長条件を求めるので多量となるといった危険が生
ずる問題点があった。この発明は以上述べた危険ガスの
多量使用という問題点を除去しすぐれた化合物半導体結
晶を成長させるＭＯＣＶＤ方法及びその装置を提供する
ものである。
危険ガスであるＡｓ Ｈｓを用いその量はＡａＨｓが過
剰な成長条件を求めるので多量となるといった危険が生
ずる問題点があった。この発明は以上述べた危険ガスの
多量使用という問題点を除去しすぐれた化合物半導体結
晶を成長させるＭＯＣＶＤ方法及びその装置を提供する
ものである。
（問題点を解決するための手段）
この発明は前記問題点を解決するために、半導体気体上
に化合物半導体結晶を有機金属化学気相成長させるに際
し、前記化合物半導体結晶を構成する一元素を含む有機
金属材料を供給し、前記化合物半導体結晶を構成する他
の元素を含む固体原料を気体化させて供給し、キャリア
ガスとして水素ラジカルを供給して成長させるものであ
り、また、その装置として前記化合物半導体結晶を構成
する一元素を含む有機金属材料源と、前記化合物半導体
結晶を構成する他の元素を含む固体原料を気体化させる
気体化装置と、キャリアガスとしての水素ラジカルを発
生させる水素ラジカル発生装置とを設けたものである＠ （作用） 以上のように本発明によれば、化合物半導体結晶を構成
する一元素を含む有機金属材料の有機物の解離において
、水素ラジカルを介在させているので、化合物半導体結
晶を構成する他の元素を含む固体原料を用いることがで
き、危険ガスを用いることな（ＭＯＣＶＤによる化合物
半導体結晶を成長させることができる。
に化合物半導体結晶を有機金属化学気相成長させるに際
し、前記化合物半導体結晶を構成する一元素を含む有機
金属材料を供給し、前記化合物半導体結晶を構成する他
の元素を含む固体原料を気体化させて供給し、キャリア
ガスとして水素ラジカルを供給して成長させるものであ
り、また、その装置として前記化合物半導体結晶を構成
する一元素を含む有機金属材料源と、前記化合物半導体
結晶を構成する他の元素を含む固体原料を気体化させる
気体化装置と、キャリアガスとしての水素ラジカルを発
生させる水素ラジカル発生装置とを設けたものである＠ （作用） 以上のように本発明によれば、化合物半導体結晶を構成
する一元素を含む有機金属材料の有機物の解離において
、水素ラジカルを介在させているので、化合物半導体結
晶を構成する他の元素を含む固体原料を用いることがで
き、危険ガスを用いることな（ＭＯＣＶＤによる化合物
半導体結晶を成長させることができる。
（実施例）
第１図はこの発明の詳細な説明するためのＭＯＣＶＤ装
置概略断面図であシ、以下図面を用いて説明する。この
装置においては、基板１をチェンバー（反応管）２内の
基板ホルダ３に取シ付け、本 加熱基板ヒータ４による抵抗加熱方式で６００〜８００
℃程度に加熱する。チェンバ２内はパックグラウトとし
て〜ｌ ０−７Ｔｏｒｒ程度に排気し、化学気相成長さ
せる化合物半導体結晶の構成元素であるＧａとＡｓはそ
れぞれ、有機金属材料導入口５より ＴＭＧａとして供
給し、固体Ａｓ ６を２００℃程度にヒータ７により加
熱して気体化させることによシ供給する。さらＫ、キャ
リアガスとして、水素をプラズマ源８によりラジカル化
した水素ラジカルを発生させ、接地したメツシュ電極９
によシ同時に発生した水素イオン（＋）を除去して基板
１に供給している。
置概略断面図であシ、以下図面を用いて説明する。この
装置においては、基板１をチェンバー（反応管）２内の
基板ホルダ３に取シ付け、本 加熱基板ヒータ４による抵抗加熱方式で６００〜８００
℃程度に加熱する。チェンバ２内はパックグラウトとし
て〜ｌ ０−７Ｔｏｒｒ程度に排気し、化学気相成長さ
せる化合物半導体結晶の構成元素であるＧａとＡｓはそ
れぞれ、有機金属材料導入口５より ＴＭＧａとして供
給し、固体Ａｓ ６を２００℃程度にヒータ７により加
熱して気体化させることによシ供給する。さらＫ、キャ
リアガスとして、水素をプラズマ源８によりラジカル化
した水素ラジカルを発生させ、接地したメツシュ電極９
によシ同時に発生した水素イオン（＋）を除去して基板
１に供給している。
またチェンバー２の壁は液体チッ素１０が付置されてい
る。
る。
以下に化学反応的な成長過程について記す通常のＭＯＣ
ＶＤにおける基板表面における反応は、最初に有機金属
であるＴＭＧ ａが基板表面に吸着し、次いでＡｓＨ３
との反応が、その励起状態においてＣＨｓＧａ＊＋ Ａ
ｓｈ” ＋ （ＣＨ３Ｇａ −ＡｓＨ）＊→ＧａＡｓ
＋ ＣＨ４ といった過程で成長が行われる。この際Ａｓｈ＊はＡｓ
Ｈ−＋ＡｓＨ２” ＋ Ｈ＊ となシすぐさまＡ ｓ
Ｈ２＊→ＡｓＨ＊＋ Ｈ＊ という過程を経て生成される。
ＶＤにおける基板表面における反応は、最初に有機金属
であるＴＭＧ ａが基板表面に吸着し、次いでＡｓＨ３
との反応が、その励起状態においてＣＨｓＧａ＊＋ Ａ
ｓｈ” ＋ （ＣＨ３Ｇａ −ＡｓＨ）＊→ＧａＡｓ
＋ ＣＨ４ といった過程で成長が行われる。この際Ａｓｈ＊はＡｓ
Ｈ−＋ＡｓＨ２” ＋ Ｈ＊ となシすぐさまＡ ｓ
Ｈ２＊→ＡｓＨ＊＋ Ｈ＊ という過程を経て生成される。
このよう′な成長反応過程においてＡ ｓ Ｈ５は単な
るＡｓ原料としてばかシでな（ＴＭＧａの有機物の解離
過程に重要な役割を演じておシ、特に水素はＣＨ３の成
長膜中への取シ込みに重要であることがわかる。
るＡｓ原料としてばかシでな（ＴＭＧａの有機物の解離
過程に重要な役割を演じておシ、特に水素はＣＨ３の成
長膜中への取シ込みに重要であることがわかる。
この考え方は既に［Ｖ／Ｉ ］モル比の増加によ６ｃア
クセプ濃度が低減できるという実験で確認されている。
クセプ濃度が低減できるという実験で確認されている。
（文献Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏ
ｗｔｈ 、Ｖｏｌ、６ＬＮｏ、ｌ、 １９８４年６月、
ｐ、ｐ、１４４−１４６）。
ｗｔｈ 、Ｖｏｌ、６ＬＮｏ、ｌ、 １９８４年６月、
ｐ、ｐ、１４４−１４６）。
本発明においては、Ａｓ源として固体ＡＳを用い、ＴＭ
Ｇ ａからの有機物の解離においては水素ラジカルが介
在するといった反応を用いて従来ＡａＨ３の先から生成
された水素をＣＨ３＋ Ｈ＊→ＣＨ４の反応に用いたこ
との代りとしている。この結果危険ガスであるＡＳＨ３
を用いること無（ＭＯＣＶＤ成長が可能となる。
Ｇ ａからの有機物の解離においては水素ラジカルが介
在するといった反応を用いて従来ＡａＨ３の先から生成
された水素をＣＨ３＋ Ｈ＊→ＣＨ４の反応に用いたこ
との代りとしている。この結果危険ガスであるＡＳＨ３
を用いること無（ＭＯＣＶＤ成長が可能となる。
なお、Ａｓ 、 ＴＭＧ ａなどの他ｐ、ｓ、ｓｏ等の
固体ソースやＴＥＧａ 、 ＴＥＩａ 、 ＴＥＡｔ、
ＤＥＺｎ等の有機金属を原料とすれば％ ＩｎＡｓ ＊
ＩｎＰ ＋ ＧａＰ ＠ ＡＺＡｓ ｓ ＡＺＰ軒の
混晶あるいは、ＺｎＳ ｅ Ｚｎ５ｅやその混晶が成長
できる。
固体ソースやＴＥＧａ 、 ＴＥＩａ 、 ＴＥＡｔ、
ＤＥＺｎ等の有機金属を原料とすれば％ ＩｎＡｓ ＊
ＩｎＰ ＋ ＧａＰ ＠ ＡＺＡｓ ｓ ＡＺＰ軒の
混晶あるいは、ＺｎＳ ｅ Ｚｎ５ｅやその混晶が成長
できる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明によれば化合物半導
体結晶をＭＯＣＶＤ成長させるに際し、この化合物半導
体結晶を構成する一元素を含む有機金属材料を供給し、
他の元素を含む固体原料を気体化させて供給し、さらに
水素ラジカルをキャリアがスとして供給しているので、
Ａ ｓ Ｈ３等の危険ガスを用いずにＭＯＣＶＤによる
化合物半導体結晶の成長が可能となりさらにＣの取り込
みを防ぐことができ水素ラジカルをキャリアがスとして
用いるため良質な化合物半導体結晶成長が可能となる。
体結晶をＭＯＣＶＤ成長させるに際し、この化合物半導
体結晶を構成する一元素を含む有機金属材料を供給し、
他の元素を含む固体原料を気体化させて供給し、さらに
水素ラジカルをキャリアがスとして供給しているので、
Ａ ｓ Ｈ３等の危険ガスを用いずにＭＯＣＶＤによる
化合物半導体結晶の成長が可能となりさらにＣの取り込
みを防ぐことができ水素ラジカルをキャリアがスとして
用いるため良質な化合物半導体結晶成長が可能となる。
この方法はＭＯＣＶＤ成長全般に応用できる。
第１図は本発明の詳細な説明するためのＭＯＣＶＤ装置
の概略断面図であり、第２図は従来のＭＯＣＶＤ装置の
概略図である。 １・・・基板、２・・・チェンバー、３・・・基板ホル
ｆ、４・・・基板ヒータ、５・・・有機金属材料導入口
、６・・・固体Ａｓ 、 ７・・・ヒータ、８・・・プ
ラズマ源、９・・・メツシー電極、１０・・・液体チッ
素。 特許出願人 沖電気工業株式会社 ＭｏｃｖＤｒｎｋＷ％−１ｆｎｆＭ！Ｊ （ｊＥ、！
？’１）第１図 謂むｋのＭＯＣＶＤ装置の相先玲図 第２図
の概略断面図であり、第２図は従来のＭＯＣＶＤ装置の
概略図である。 １・・・基板、２・・・チェンバー、３・・・基板ホル
ｆ、４・・・基板ヒータ、５・・・有機金属材料導入口
、６・・・固体Ａｓ 、 ７・・・ヒータ、８・・・プ
ラズマ源、９・・・メツシー電極、１０・・・液体チッ
素。 特許出願人 沖電気工業株式会社 ＭｏｃｖＤｒｎｋＷ％−１ｆｎｆＭ！Ｊ （ｊＥ、！
？’１）第１図 謂むｋのＭＯＣＶＤ装置の相先玲図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導体気体上に化合物半導体結晶を有機金属化学気
相成長させるに際し、 前記化合物半導体結晶を構成する一元素を含む有機金属
材料を供給し、 前記化合物半導体結晶を構成する他の元素を含む固体原
料を気体化させて供給し、 キャリアガスとして水素ラジカルを供給して成長させる
ことを特徴とする有機金属化学気相成長方法。 ２）半導体気体上に化合物半導体結晶を有機金属化学気
相成長させる装置において、 前記化合物半導体結晶を構成する一元素を含む有機金属
材料源と、 前記化合物半導体結晶を構成する他の元素を含む固体原
料を気体化させる気体化装置と、キャリアガスとしての
水素ラジカルを発生させる水素ラジカル発生装置とを備
えてなることを特徴とする有機金属化学気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5391987A JPS63221611A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 有機金属化学気相成長方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5391987A JPS63221611A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 有機金属化学気相成長方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63221611A true JPS63221611A (ja) | 1988-09-14 |
Family
ID=12956121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5391987A Pending JPS63221611A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 有機金属化学気相成長方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63221611A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239923A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | 有機金属化学気相成長方法及びその装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6379315A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ３−５族化合物半導体単結晶の成長方法 |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP5391987A patent/JPS63221611A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6379315A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ３−５族化合物半導体単結晶の成長方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239923A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | 有機金属化学気相成長方法及びその装置 |
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