JPS63240015A - Vapor growth method of iii-v compound semiconductor - Google Patents

Vapor growth method of iii-v compound semiconductor

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Publication number
JPS63240015A
JPS63240015A JP7535287A JP7535287A JPS63240015A JP S63240015 A JPS63240015 A JP S63240015A JP 7535287 A JP7535287 A JP 7535287A JP 7535287 A JP7535287 A JP 7535287A JP S63240015 A JPS63240015 A JP S63240015A
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JP
Japan
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gas
group iii
raw material
impurity element
reaction
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Pending
Application number
JP7535287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitake Katou
芳健 加藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63240015A publication Critical patent/JPS63240015A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to independently generate group III raw gas containing impurity gas and group III raw gas respectively by a method wherein an impurity element, the group III raw material metal containing an impurity element and a pure group III raw material metal are provided respectively in the first and the second reaction chambers which are formed independently. CONSTITUTION:In the first reaction chamber 161 of the growing chamber containing two reaction chambers 161 and 171, the impurity element 141, to be added to the semiconductor layer in the region of the temperature higher than the temperature of a group III raw material metal 151, is arranged on the group III raw material metal 151 and the downstream side of vapor phase of the group III raw material metal 151, and a group III raw material metal 181 is arranged on the second reaction chamber 171. Then, the impurity element 141 is reacted with the group III raw material metals 151 and 181 by flowing halide gas to the first and the second reaction chambers 161 and 171 respectively, and the raw gas is supplied into a reaction tube. As a result, the unreacted halide gas which is transported without reacting with the impurity element such as Fe and the like can be prevented from reacting with a substrate 24, the flow rate of the halide gas containing the impurity element is controlled and the gas can be fed into the reaction tube in an excellent reproducible manner.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半絶縁性の■−V族化合物半導体をエピタキ
シャル成長する気相成長方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a vapor phase growth method for epitaxially growing a semi-insulating ■-V group compound semiconductor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半絶縁性のエピタキシャル成長層は、光デバイス、特に
埋め込み型半導体レーザの電流阻止層、高速動作する電
界効果トランジスタのバッファ層、さらに光−電子複合
集積デバイスの電気的分離層等として有望視され、用い
られつつある。
Semi-insulating epitaxial growth layers are seen as promising and widely used as optical devices, especially current blocking layers in buried semiconductor lasers, buffer layers in high-speed field effect transistors, and electrical isolation layers in opto-electronic integrated devices. It's starting to get worse.

この半絶縁性半導体層を成長する方法として■族元素を
ハライドガスとして輸送するハライド輸送性気相成長方
法は、量産性、均一性に優れるという特徴に加えて、数
μm以下の領域への選択成長や埋め込み成長が可能なこ
とがら、前述の電流阻止層や分離層の形成に適した方法
である。以下、Feドープ半絶縁性GaAs層を形成す
る方法を具体例に挙げて説明する。
As a method for growing this semi-insulating semiconductor layer, the halide transport vapor phase growth method, which transports group Ⅰ elements as a halide gas, is characterized by excellent mass productivity and uniformity, and is suitable for use in regions of several μm or less. This method is suitable for forming the above-mentioned current blocking layer and separation layer because growth and buried growth are possible. Hereinafter, a method for forming an Fe-doped semi-insulating GaAs layer will be described using a specific example.

従来の半絶縁性■−V族化合物半導体の成長方法は、第
2図に示すような気相成長装置を用いて行われてきた(
ジャーナル・エレクトロケミカル・ソサエティ(J、E
lectrochem、5oc)、124巻、1977
年、1635〜1640頁)。
The conventional growth method for semi-insulating ■-V group compound semiconductors has been carried out using a vapor phase growth apparatus as shown in Figure 2 (
Journal Electrochemical Society (J,E
electrochem, 5oc), volume 124, 1977
, pp. 1635-1640).

第2図の従来装置は、反応管252内に■旗魚料金53
12が置かれており、原料金属312と基板242を加
熱するための加熱炉262が一反応管252を覆うよう
設置されている。半絶縁性半導体を得るための不純物元
素142が置かれる生成室322は反応管252とは別
に設置されており、生成室322より伸びた導入管12
2が反応管252内に挿入されている。生成室322を
加熱する加熱炉332は、加熱炉262とは別に配置さ
れている。
In the conventional apparatus shown in FIG.
12 is placed, and a heating furnace 262 for heating the raw metal 312 and the substrate 242 is installed to cover the reaction tube 252. The generation chamber 322 in which the impurity element 142 for obtaining a semi-insulating semiconductor is placed is installed separately from the reaction tube 252, and the introduction tube 12 extending from the generation chamber 322 is installed separately from the reaction tube 252.
2 is inserted into the reaction tube 252. A heating furnace 332 that heats the generation chamber 322 is arranged separately from the heating furnace 262.

従来例ではハライド輸送法の中でV族元素をクロライド
ガスとして供給するクロライド気相成長方法を用いてお
り、それによってFeドープ半絶縁性GaAs層を成長
させている。加熱炉262により反応管252内に設置
された■旗魚料金属312のG&、および基板242の
GaAsをそれぞれ850℃および670℃に加熱する
。他方、導入管122の上流側に設けられた生成室32
2に半絶縁性半導体層を得るための不純物元素142と
なるFe(鉄)を入れ、専用の加熱炉332で加熱し、
370〜550℃の範囲内に温度制御する。
In the conventional example, a chloride vapor phase growth method in which group V elements are supplied as chloride gas is used in the halide transport method, and thereby an Fe-doped semi-insulating GaAs layer is grown. The heating furnace 262 heats G& of the raw material metal 312 placed in the reaction tube 252 and GaAs of the substrate 242 to 850° C. and 670° C., respectively. On the other hand, the generation chamber 32 provided on the upstream side of the introduction pipe 122
Fe (iron) serving as an impurity element 142 for obtaining a semi-insulating semiconductor layer is added to 2 and heated in a dedicated heating furnace 332.
The temperature is controlled within the range of 370-550°C.

生成室322にHCfを導入するとFeとHCJ7が反
応し固体のFeCIzが生成される。生成されたFeC
l2は、その温度における蒸気圧により一部がFeCl
2ガスとなり、導入管122を通じて反応管252に導
かれる。一方、供給管112にはAsCl3を供給する
。AsCl3は高温に加熱されたG!312と反応し、
GaAsの成長ガス雰囲気が形成され、反応管252内
に導入される。
When HCf is introduced into the generation chamber 322, Fe and HCJ7 react to generate solid FeCIz. Produced FeC
12 is partially converted to FeCl due to its vapor pressure at that temperature.
The two gases are introduced into the reaction tube 252 through the introduction tube 122. On the other hand, AsCl3 is supplied to the supply pipe 112. AsCl3 is heated to high temperature G! Reacts with 312,
A GaAs growth gas atmosphere is formed and introduced into reaction tube 252 .

このようにして、基板242上にFeドープ半絶縁性G
aAs層が成長する。この例では、抵抗率として105
Ω1台の値が得られた。
In this way, the Fe-doped semi-insulating G
An aAs layer is grown. In this example, the resistivity is 105
A value of 1 Ω was obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の半絶縁性■−V族化合物半導体の気相成長方法で
は、鉄の表面が生成された固体のFeCl2でいったん
被われ始めると、生成室322に供給された全てのHC
4’がFeと反応することはできなくなり、一部が未反
応なまま反応管252内へ導入されることになる。その
結果、特にHC1!に対して反応性が高い、例えばIn
Pのような半導体を成長させようとすると、結晶性が低
下してしまうという問題が生じた。
In the conventional vapor phase growth method for semi-insulating ■-V compound semiconductors, once the iron surface begins to be covered with the generated solid FeCl2, all the HC supplied to the generation chamber 322 is
4' will no longer be able to react with Fe, and a portion will be introduced into the reaction tube 252 unreacted. As a result, especially HC1! For example, In
When attempting to grow a semiconductor such as P, a problem arose in that the crystallinity deteriorated.

又、FeCl2ガスの輸送量を設定した温度で決まるF
eCl2の蒸気圧を用いて制御しようとしても成長毎の
生成室322の温度は微妙に変化してしまうので輸送量
も大きく変化してしまい、成長した半導体層の抵抗率の
制御性、再現性が悪いという問題があった。さらに、従
来の方法では不純物元素を加熱するための専用の加熱炉
332が必要であり、装置も複雑であった。
In addition, the amount of FeCl2 gas transported is determined by the set temperature.
Even if we try to control it using the vapor pressure of eCl2, the temperature in the generation chamber 322 changes slightly every time it is grown, so the amount of transport also changes greatly, making it difficult to control and reproducibly control the resistivity of the grown semiconductor layer. There was a problem with it being bad. Furthermore, the conventional method requires a dedicated heating furnace 332 for heating the impurity element, and the apparatus is also complicated.

以上の問題点は、鉄ハライドガスの発生及び輸送方法に
おける問題であるため、■−V族化合物半導体の成長雰
囲気を形成する方法とは関係がない、従って、これら問
題点は、従来例で挙げたクロライド気相成長方法特有の
問題ではなく、ハライド輸送法気相成長法一般の問題で
ある。
The above problems are problems in the method of generating and transporting iron halide gas, and are not related to the method of forming the growth atmosphere for ■-V group compound semiconductors.Therefore, these problems are not discussed in the conventional example. This is not a problem specific to the chloride vapor phase growth method, but a general problem of halide transport vapor phase growth methods.

本発明の目的は、加熱炉332を必要とせず、高品質の
半絶縁性■−■族化合物半導体層を成長するための制御
性、再現性に優れた気相成長方法を提供することにある
An object of the present invention is to provide a vapor phase growth method that does not require a heating furnace 332 and has excellent controllability and reproducibility for growing a high quality semi-insulating ■-■ group compound semiconductor layer. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、反応管内の原料ガスを供給して、反応管内に
設置した基板上に半導体層を積層する気相成長方法にお
いて、複数の成長室を内包する反応管を用意し、2個の
反応室を内包する当該成長室の第1の反応室内には■旗
魚料金属及び当該■旗魚料金属の気相下流側の当該■旗
魚料金属の温度より高い温度領域に半導体層に添加する
ための不純物元素を配置し、第2の反応室に■旗魚料金
属を配置し、第1.第2の反応室に各々ハライドガスを
流して前記不純物元素及び各■旗魚料金属と反応せしめ
、前記反応管内に原料ガスを供給するようにしたことを
特徴とする。
The present invention is a vapor phase growth method in which a raw material gas in a reaction tube is supplied and a semiconductor layer is laminated on a substrate placed in the reaction tube. In the first reaction chamber of the growth chamber containing the growth chamber, there is added to the semiconductor layer a temperature region higher than the temperature of the flag metal on the downstream side of the vapor phase of the flag metal. Arrange the impurity element for the first reaction, place the raw material metal in the second reaction chamber, and place the first. The method is characterized in that a halide gas is caused to flow into each of the second reaction chambers to react with the impurity element and each flag material metal, thereby supplying raw material gas into the reaction tube.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、不純物元素およびこの不純物元素を含
む■旗魚料金属と、純粋な■旗魚料金属とを各々独立な
第1および第2の反応室にそれぞれ設置することにより
、不純物ガスを含む■旗魚料ガスと■旗魚料ガスが各々
独立に発生させられる。
According to the present invention, by installing an impurity element, (1) flag material metal containing the impurity element, and (2) pure flag material metal in independent first and second reaction chambers, the impurity gas can be removed. ■ Flag fish feed gas and ■ Flag fish feed gas containing flag fish feed gas are each independently generated.

第2の反応室を設置した第1の理由は、第1の反応室で
発生する不純物ガスと■旗魚料ガスに加えて、独立に■
旗魚料ガスを成長ガスに加えられるようにするためであ
る。これによって成長層の電気的半絶縁特性を自由に制
御することが可能となる。第2の反応室を設置した第2
の理由は、第1の反応室で発生する不純物ガスと■旗魚
料ガスに加えて、第2の反応室では第1の反応室で発生
する■旗魚料ガスとは異なる■族元素からなる■旗魚料
ガスを成長ガスに加えられるようにするためである。こ
れによって電気的半絶縁性を有する多元混晶の成長層を
得ることが可能となる。
The first reason for installing the second reaction chamber is that in addition to the impurity gas generated in the first reaction chamber and the flag fish feed gas,
This is to enable flag fish feed gas to be added to growth gas. This makes it possible to freely control the electrical semi-insulating properties of the grown layer. A second chamber with a second reaction chamber installed.
The reason for this is that in addition to the impurity gas and the flag fish gas generated in the first reaction chamber, the second reaction chamber contains elements from group III, which are different from the flag fish gas generated in the first reaction chamber. This is to make it possible to add the flag fish feed gas to the growth gas. This makes it possible to obtain a multi-component mixed crystal growth layer having electrical semi-insulating properties.

第1の反応室の上流側に■旗魚料金属、下流側に電気的
半絶縁性を得るための不純物元素を配置したのは次の理
由による。■旗魚料金属とハライドガスの反応により発
生した■族ハライドガスは、下流側の不純物元素と接触
する。しかし、■族ハライドガスは非常に安定であるた
め不純物元素とまったく反応せず、そのまま基板へと輸
送される。■旗魚料金属とハライドガスの反応で反応に
寄与しなかったハライドガスは、下流側の不純物元素と
反応し、ドーピングガスとして不純物ハライドガスを発
生する。従って、成長室へは、■族ハライドガス及び不
純物ハライドガスが輸送される。もし、不純物元素を■
旗魚料金属の上流側に配置すると、上流で発生した不純
物ハライドガスは下流側の■旗魚料金属と接触する。不
純物ハライドガスは■旗魚料金属と反応し易く、■旗魚
料金属に不純物は取り込まれる(不純物ゲッタリング効
果と呼ばれる)。この結果、不純物ハライドガスは激減
し、基板上へ輸送されないことになる。従って、■旗魚
料金属の下流側に不純物元素を配置する必要がある。
The reason for arranging the raw material metal on the upstream side of the first reaction chamber and the impurity element for obtaining electrical semi-insulating property on the downstream side is as follows. ■Group halide gas generated by the reaction between the raw material metal and the halide gas comes into contact with impurity elements on the downstream side. However, since the group (III) halide gas is very stable, it does not react with impurity elements at all and is transported to the substrate as is. ■The halide gas that does not contribute to the reaction between the raw material metal and the halide gas reacts with impurity elements on the downstream side, generating impurity halide gas as a doping gas. Therefore, the Group 1 halide gas and the impurity halide gas are transported to the growth chamber. If the impurity element
When placed on the upstream side of the flag fish metal, the impurity halide gas generated upstream comes into contact with the flag fish metal on the downstream side. The impurity halide gas easily reacts with (1) the raw material metal, and (2) the impurity is taken into the raw material metal (referred to as the impurity gettering effect). As a result, the impurity halide gas is drastically reduced and is not transported onto the substrate. Therefore, it is necessary to arrange an impurity element downstream of the flag metal.

また、上流側の■旗魚料金属に比べ不純物元素の温度を
高くしたのは次の理由による。■旗魚料金属とハライド
ガスの反応効率に比べ、不純物元素とハライドガスとの
反応効率は低い、従って、■旗魚料金属との反応に寄与
しなかった微量のハライドガスを不純物元素と効率よく
反応せしめるためには、不純物元素の温度を高く設定す
る必要がある。この方法では未反応のまま基板に到達す
るハライドガスは掻く微量に抑えられ、半導体の成長を
阻害ぜす、高い結晶性の半導体層が得られる。
Furthermore, the reason why the temperature of the impurity element was made higher than that of the upstream fish material metal is as follows. ■The reaction efficiency of impurity elements and halide gas is lower than the reaction efficiency of flag fish metal and halide gas. In order to cause a good reaction, it is necessary to set the temperature of the impurity element high. In this method, the amount of halide gas that reaches the substrate unreacted is suppressed to a very small amount, resulting in a highly crystalline semiconductor layer that inhibits semiconductor growth.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は、本発明の第1の実施例に用いるFeドープ半
絶縁性半導体層を成長させるための成長装置の概略図で
ある。反応管251内はそれぞれ独立な第1の成長室1
91と第2の成長室231から成っている。第1の成長
室191は半絶縁性半導体層を成長させるための部屋で
、第1の反応室161と第2の反応室171に仕切られ
ている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a growth apparatus for growing an Fe-doped semi-insulating semiconductor layer used in a first embodiment of the present invention. Inside the reaction tube 251 are independent first growth chambers 1.
91 and a second growth chamber 231. The first growth chamber 191 is a chamber for growing a semi-insulating semiconductor layer, and is partitioned into a first reaction chamber 161 and a second reaction chamber 171.

第1の反応室161には、■旗魚料金属151としてI
nが置かれ、またその下流には不純物元素141として
Feが置かれている。第2の反応室171には、■旗魚
料金属181としてInが置かれている。第2の成長室
231は、Sドープn型tnPを成長させるための部屋
で、第2の成長室231内には■旗魚料金属221とし
てInが置かれている。基板241は、第1および第2
の成長室間を移動できるIn横に設置されており、反応
管251を加熱するための加熱炉261が、反応管25
1を覆うよう設置されている。
In the first reaction chamber 161, I
n is placed, and Fe is placed downstream thereof as an impurity element 141. In the second reaction chamber 171, In is placed as the flag material metal 181. The second growth chamber 231 is a chamber for growing S-doped n-type tnP, and in the second growth chamber 231, In is placed as the flag material metal 221. The substrate 241 has first and second
A heating furnace 261 for heating the reaction tube 251 is installed next to the growth chamber that can be moved between the growth chambers of the reaction tube 251.
It is installed to cover 1.

本装置を用いて6、成長法としては、V族元素を水素化
ガスとして供給するハイドライド気相成長法により成長
を行った。ハイドライドガスとしてはHCfを用い、第
1の成長室191には供給管111にHCe 5 cc
/minを含むH2ガス、供給管131にはHCe 5
 cc/+inを含むt12ガス、また導入管121に
は[’t1315 cc/minを含むH2ガスをそれ
ぞれ流した。第2の成長室231には、供給管211に
HCJ710 cc/mtuを含むII□ガス、導入管
201にはPH315cc/ginとドーパントガスと
して112Sを含むH2ガスをそれぞれ流した。加熱炉
261により、第1の反応室161に設置された■旗魚
料金属151の領域を600℃、不純物元素141の領
域を900℃、基板241の置いである成長領域を60
0℃に設定し、加熱した。
Using this apparatus 6, growth was performed using a hydride vapor phase epitaxy method in which group V elements were supplied as a hydrogenation gas. HCf is used as the hydride gas, and 5 cc of HCe is connected to the supply pipe 111 in the first growth chamber 191.
/min H2 gas, HCe 5 in the supply pipe 131
t12 gas containing cc/+in, and H2 gas containing t1315 cc/min were flowed into the inlet pipe 121, respectively. In the second growth chamber 231, II□ gas containing HCJ710 cc/mtu was supplied to the supply pipe 211, and H2 gas containing PH315 cc/gin and 112S as a dopant gas was supplied to the introduction pipe 201. The heating furnace 261 heats the region of the raw material metal 151 installed in the first reaction chamber 161 at 600 degrees Celsius, the region of the impurity element 141 at 900 degrees Celsius, and the growth region where the substrate 241 is placed at 600 degrees Celsius.
It was set to 0°C and heated.

以上の条件下でキャリア濃度が5 X 1018C11
−’のSドープInPを基板241として用い、第1の
成長室191でFeドープ半絶縁性InP層の成長を行
った。その後節2の成長室231に基板241を移動し
、半絶縁性InP層の上にSドープn型InP層を連続
的にエピタキシャル成長させた。
Under the above conditions, the carrier concentration is 5 x 1018C11
An Fe-doped semi-insulating InP layer was grown in the first growth chamber 191 using S-doped InP of -' as the substrate 241. Thereafter, the substrate 241 was moved to the growth chamber 231 of Section 2, and an S-doped n-type InP layer was epitaxially grown continuously on the semi-insulating InP layer.

エピタキシャル成長させたFeドープ半絶縁性InP 
IJの抵抗率を測定するため、ウェハの両面にA o 
G e N iを用いてオーミック電極を形成した。そ
の結果、F−eビー1半絶縁性InP Rの抵抗率は1
.4×108Ωlであり、高抵抗の半導体が実現されて
いることが確認できた。また、再現性を確認するために
同様の実験を10回行ったところ、抵抗率のばらつきは
±θ、lX108Ω1と小さいものであった。更に、結
晶性評価のために転移密度を測定した。その結果、半絶
縁性InP層の転移密度は使用した基板と同程度と少な
く、結晶性も良好であることが分かった。
Epitaxially grown Fe-doped semi-insulating InP
To measure the resistivity of the IJ, A o
An ohmic electrode was formed using GeNi. As a result, the resistivity of F-e Be 1 semi-insulating InP R is 1
.. It was confirmed that a high resistance semiconductor was realized. Furthermore, when similar experiments were conducted 10 times to confirm reproducibility, the variation in resistivity was as small as ±θ, 1×10 8 Ω1. Furthermore, dislocation density was measured for crystallinity evaluation. As a result, it was found that the dislocation density of the semi-insulating InP layer was as low as that of the substrate used, and the crystallinity was also good.

供給管111に流すHC!!の流量を0.1ce/+m
inから5 cc/winまで変化させると抵抗率は1
02Ω1から108ΩΩ台まで制御性良く変化させるこ
とが可能であった。
HC flowing into the supply pipe 111! ! Flow rate of 0.1ce/+m
When changing from in to 5 cc/win, the resistivity becomes 1
It was possible to vary the resistance from 0.02Ω1 to 108ΩΩ with good controllability.

第2の実施例として第1図に示した成長装置を用いてF
eドープ半絶縁性InGaAsの成長を行った9第1の
反応室161には、■旗魚料金属151としてInが置
かれ、またその下流には不純物元素141としてFeが
置かれている。第2の反応室171には、■旗魚料金属
181としてGaを設置した。第2の成長室231は第
1の実施例と同様にSドープn型1nPの成長室とした
。第1の成長室191には供給管111にHCe 10
 cc/minを含むII2ガス、供給管131にはl
(Ce ]、2cc/m1n3むH2ガス、供給管13
1にはHCe 1.2cc/winを合む]12ガス、
また導入管121には、A11H310(c/minを
含むH2ガスをそれぞれ流した。その他の成長条件及び
成長方法は第1の実施例と同様である。
As a second example, F
In the first reaction chamber 161 in which the e-doped semi-insulating InGaAs was grown, In is placed as the flag material metal 151, and Fe is placed downstream thereof as the impurity element 141. In the second reaction chamber 171, Ga was installed as the flag material metal 181. The second growth chamber 231 was an S-doped n-type 1nP growth chamber as in the first embodiment. In the first growth chamber 191, HCe 10 is connected to the supply pipe 111.
II2 gas containing cc/min, l in the supply pipe 131
(Ce], 2cc/m1n3 H2 gas, supply pipe 13
Add HCe 1.2cc/win to 1] 12 gas,
Further, H2 gas containing A11H310 (c/min) was flowed through the introduction pipe 121.Other growth conditions and growth methods were the same as in the first example.

エピタキシャル成長したFeドープInGaAsの抵抗
率は3.3X10’Ωcmであり、高抵抗の半導体が実
現されていることが確認できた。また、抵抗率の再現性
も良好であった。
The resistivity of the epitaxially grown Fe-doped InGaAs was 3.3×10′Ωcm, and it was confirmed that a high-resistance semiconductor was realized. Furthermore, the reproducibility of resistivity was also good.

上記実施例においては、ハイドライド気相成長方法を用
いたが、クロライド気相成長方法にも適用できる。
In the above embodiments, a hydride vapor phase epitaxy method was used, but a chloride vapor phase epitaxy method can also be applied.

上記実施例においては、不純物元素としてFeを用い、
化合物半導体にIoPを用いたが、これら不純物元素や
化合物半導体に限定されない。不純物元素としてはCr
、Co等でもよく、また化合物半導体としてはGaAs
、Gal’等でも良い。
In the above embodiment, Fe is used as an impurity element,
Although IoP is used for a compound semiconductor, it is not limited to these impurity elements or compound semiconductors. Cr as an impurity element
, Co, etc., and as a compound semiconductor, GaAs
, Gal', etc. may also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明による気相成長方法を用いれば、F
e等の不純物元素と反応せずに輸送される未反応のハラ
イドガスが基板に到達するのを防止できるので、半絶縁
性半導体層の品質の劣化を防止できる。また、不純物元
素を含んだハライドガスの流量を制御して再現性良く反
応管内に供給することができ、その結果、電気的半絶縁
特性の制御性、再現性に優れた成長が行える。さらに、
不純物元素を加熱するための専用の加熱炉も不要となる
As described above, if the vapor phase growth method according to the present invention is used, F
Since unreacted halide gas, which is transported without reacting with impurity elements such as e, can be prevented from reaching the substrate, deterioration in the quality of the semi-insulating semiconductor layer can be prevented. Further, the flow rate of halide gas containing impurity elements can be controlled and supplied into the reaction tube with good reproducibility, and as a result, growth with excellent controllability and reproducibility of electrical semi-insulating properties can be achieved. moreover,
A dedicated heating furnace for heating impurity elements is also not required.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の実施例に用いる気相成長装置の概略
図、第2図は従来例の概略図である。 111.131,211・・・供給管、121゜201
および122・・・導入管、141および142・・・
不純物元素、151,181,221,312・・・■
旗魚料金属、161・・・第1の反応室、171・・・
第2の反応室、191・・・第1の成長室、231・・
・第2の成長室、241,242・・・基板、251.
252・・・反応管、261,262.332・・・加
熱炉、322・・・生成室。 代理人 弁理士  内 原  音 第1 口 ttt、 131. 211− ・併#営721.20
1・−尊入菅
FIG. 1 is a schematic diagram of a vapor phase growth apparatus used in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional example. 111.131,211... Supply pipe, 121°201
and 122... introduction pipe, 141 and 142...
Impurity element, 151, 181, 221, 312...■
Flag fish metal, 161...first reaction chamber, 171...
Second reaction chamber, 191...First growth chamber, 231...
- Second growth chamber, 241, 242...substrate, 251.
252...Reaction tube, 261,262.332...Heating furnace, 322...Generation chamber. Agent Patent Attorney Uchihara Oto No. 1 ttt, 131. 211- ・Combined business 721.20
1.-Suga

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 反応管内の原料ガスを供給して、当該反応管内に設置し
た基板上に半導体層を積層する気相成長方法において、
複数の成長室を内包する反応管を用意し、2個の反応室
を内包する当該成長室の第1の反応室内にIII族原料金
属を配置すると共に当該III族原料金属の気相下流側に
は不純物元素を配置し、当該不純物元素が配置された領
域の温度は当該III族原料金属が配置された領域の温度
より高く設定し、更に第2の反応室にIII族原料金属を
配置し、前記第1、第2の反応室に各々ハライドガスを
流して前記不純物元素及び各III族原料金属と反応せし
め、前記反応管内に原料ガスを供給するようにしたこと
を特徴とするIII−V族化合物半導体の気相成長方法。
In a vapor phase growth method in which a raw material gas in a reaction tube is supplied and a semiconductor layer is laminated on a substrate placed in the reaction tube,
A reaction tube containing a plurality of growth chambers is prepared, and a group III source metal is placed in the first reaction chamber of the growth chamber containing two reaction chambers, and a group III source metal is placed on the downstream side of the gas phase of the group III source metal. arranges an impurity element, sets the temperature of the region where the impurity element is arranged higher than the temperature of the region where the group III raw material metal is arranged, and further arranges the group III raw material metal in the second reaction chamber, A III-V group characterized in that a halide gas is caused to flow through each of the first and second reaction chambers to react with the impurity element and each group III raw material metal, and the raw material gas is supplied into the reaction tube. A method for vapor phase growth of compound semiconductors.
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