WO2004057655A1 - Process for producing compound semiconductor, apparatus therefor, infrared emitting element and infrared receiving element - Google Patents

Process for producing compound semiconductor, apparatus therefor, infrared emitting element and infrared receiving element Download PDF

Info

Publication number
WO2004057655A1
WO2004057655A1 PCT/JP2003/015479 JP0315479W WO2004057655A1 WO 2004057655 A1 WO2004057655 A1 WO 2004057655A1 JP 0315479 W JP0315479 W JP 0315479W WO 2004057655 A1 WO2004057655 A1 WO 2004057655A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound semiconductor
gas containing
gas
producing
metal
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/015479
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Akinori Koukitu
Yoshinao Kumagai
Original Assignee
Tokyo University Of Agriculture And Technology Tlo Co.,Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo University Of Agriculture And Technology Tlo Co.,Ltd. filed Critical Tokyo University Of Agriculture And Technology Tlo Co.,Ltd.
Priority to AU2003289141A priority Critical patent/AU2003289141A1/en
Publication of WO2004057655A1 publication Critical patent/WO2004057655A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a compound semiconductor.
  • the present invention relates to a light-receiving element and a light-emitting element in an infrared wavelength region using a compound semiconductor manufactured by these manufacturing methods or manufacturing apparatuses.
  • the present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a I n A s X S b x ternary mixed crystal compound semiconductor.
  • HVPE hydride vapor phase epitaxy
  • Infrared rays are electromagnetic waves with a wavelength of 0.75 ⁇ m or more, which is the long wavelength limit of visible light, and are more widely used for measurement of various substances because of their higher transmittance than visible light.
  • biometric technology using 0.75 to 3.00 ⁇ near infrared light
  • 0.75 to 3.00 ⁇ near infrared light
  • infrared light in this wavelength range easily passes through a living body.
  • One of the goals of this research is, for example, a non-invasive blood glucose sensor. It would be extremely useful in medical practice if the blood glucose level in the blood could be determined without damaging the human body.
  • wavelengths of 3 to 5 ⁇ m and 8 to 12 ⁇ m are called “atmosphere windows”, and infrared rays in this wavelength range are less absorbed by the atmosphere when passing through the atmosphere. It is known.
  • Figure 14 shows a graph of the transmittance of light in the atmosphere for each wavelength. From this graph, it can be seen that the wavelengths of 3-5 ⁇ m and 8-12 ⁇ m It will be appreciated that the transmission is high.
  • this wavelength range is the absorption wavelength range of environmental pollutants (CO 2 , NOX, SO x, etc.).
  • a table of absorption wavelengths of typical environmental pollutants is shown in Figure 15.
  • the measurement of the above-mentioned environmental pollutants can be efficiently performed by measuring the transmittance of infrared light in the wavelength range of the window of the atmosphere. Therefore, infrared sensors that have sensitivity in the wavelength range of the “atmosphere window” are being considered for use as “air pollution monitors” called “environment sensors” and “earth sensors”.
  • air pollution monitor is a general term for devices that monitor the degree of air pollution.
  • light-emitting devices infrared diodes, infrared lasers, etc.
  • light-receiving devices infrared sensors
  • HgCdTe ternary material such as mercury, force, dormant, and tellurium
  • HgCdTe tends to be non-uniform.
  • Hg, Cd, and Te are toxic substances and must be handled with care.
  • HgCdTe has a low operating temperature of 77 K and does not operate at room temperature.
  • HgCdTe has a sensitivity characteristic that is flat with respect to wavelength (a so-called broad sensitivity characteristic), and does not have a characteristic having a so-called peak characteristic (a peaky characteristic). Therefore, it is not suitable for the purpose of detecting only a specific wavelength. For example, when the above-mentioned air pollution inspection is performed, it is possible to measure a plurality of pollutants as a whole, but it is difficult to inspect only a single type of pollutant.
  • a characteristics peaky a characteristics peaky (Peaky)
  • the light emitting element 'receiving device utilizing this I n A s X S b x are known to be able to efficiently control the operating wavelength thus described above in the composition. Therefore, it is considered that a light-emitting element and a light-receiving element having peak sensitivity at a desired wavelength can be efficiently manufactured by adjusting the composition.
  • the light emitting device using a I n A s X S b x is the electron mobility is high and the response performance it is known that good. Furthermore, unlike HgCdTe described above, it has a special feature that it can operate at room temperature (300 K).
  • Patent Document 1 describes the above HgCdTe.
  • Patent Document 2 I n A s Bok X S b x emission Daio de fabrication method using the PN junction is described.
  • Patent Document 3 a I n A s X S b, the production process can be produced crystalline composition ratio x is not high is described.
  • Patent Documents 4 and 5 below describe the HVPE method. This HVPE method will be described later in an embodiment.
  • Non-Patent Document 1 a light receiving element using the I n A s 0. 23 S b 0. 77 a group of Northwestern University has grown in vacuo M0CVD, thickness 2. 8 m light receiving elements Is described.
  • Non-Patent Document 2 a light-receiving element having a thickness of 25 ⁇ m, which is a mid-infrared light-emitting diode using InAs 0.98 Sbo.u grown by liquid phase epitaxy, It is shown.
  • Patent Document 1 ''
  • Patent Document 3 ''
  • Patent Document 4 ''
  • Non-Patent Document 1 JD Kim, D. Wu, J. Wojkowski, J. Piotrowski, J. Xu, M. Razeghi, "Long -wavelength InAsSb photoconductors operated at near room temperatures (20 0-300 K)", Appl. Phys. Lett. Vol. . 68 (1996) pp. 99-101
  • the I n adjustment A s have X S b emitting element utilizing x and composition ratio of the light receiving element is at present, being performed by trial and error, the desired composition I n A si - X In order to create S b, it was necessary to repeat trial and error for each composition.
  • the composition ratio X can be freely set to a predetermined value, In A sn Sb x of a desired operating wavelength can be obtained, but a clear method of setting the composition ratio is not yet known. That is, efficient production of a light-emitting element and the light receiving element utilizing I n A sb x has not been realized but not yet.
  • Patent Document 3 described above describes a method for growing crystals in a liquid phase. However, it is necessary to handle a high-temperature liquid, and it is difficult to increase the scale of the apparatus. Furthermore, since the growth rate of the crystal is low, the production efficiency may be deteriorated.
  • Non-Patent Document 1 The low-pressure metalorganic vapor deposition (M0CVD) described in Non-Patent Document 1 has a problem that the crystal growth rate is low.
  • liquid phase epitaxy method Liquid phase epi taxy
  • the present invention has been made in view of the above problems, its object is to provide a method and apparatus for efficiently producing I n A s Bok X S b x of desired composition, together, the manufacturing method and to provide a light-emitting element and a light receiving element using I n a s Bok X S b x produced using the apparatus.
  • HVPE Hydride Vaper Phase Ep itaxy
  • the present invention provides a gas containing a group III metal material, a gas containing a group V first metal material, and a gas containing a group V second metal material.
  • a group III metal raw material in all gases introduced into the reaction vessel is introduced.
  • the present invention provides the method for producing a compound semiconductor, wherein the partial pressure P 1 obtained from the partial pressure P 1 of the first metal raw material belonging to V and the second partial pressure P 2 of the second metal raw material belonging to V.
  • the value of (P 1 + P 2) By adjusting the value of (P 1 + P 2), the composition ratio of the first metal of Group V and the second metal of Group V in the crystal of the compound semiconductor to be manufactured is adjusted. This is a method for producing a compound semiconductor.
  • the present invention is the method for producing a compound semiconductor according to the above method for producing a compound semiconductor, wherein the V / III ratio is not less than 0.05. With such a configuration, the crystal growth rate of the compound semiconductor can be maintained at a constant value.
  • the present invention provides the method for producing a compound semiconductor according to the above, wherein Metal is antimony S b, the second metal group V is arsenic A s, the group III metal is Injiumu I n, to grow crystals of I n A s X S b x A method for manufacturing a compound semiconductor.
  • the present invention also provides the method for producing a compound semiconductor, wherein the gas containing trimonium antimony (CH 3 ) 3 Sb is used as the gas containing antimony, and the gas containing arsenic is used as the gas containing arsenic. using a gas containing a s H 3, as the gas containing the indium, which is a compound semiconductor manufacturing method which comprises using a gas containing chloride Injiumu I n C 1.
  • the reaction vessel may further include: a raw material part region for heating a gas introduced therein; a mixing region for mixing the heated gas;
  • a method for producing a compound semiconductor comprising at least three types of regions: a reaction region in which a crystal is grown by using a gas;
  • the raw material part region in the reaction vessel is heated at a temperature of 500 ° C. or more, and the reaction region is heated at a temperature of 400 ° C. to 7 ° C.
  • the present invention provides the compound semiconductor manufacturing method, wherein the indium chloride is produced by reacting hydrogen chloride gas HC1 with metal indium disposed in the raw material section region, and the produced indium chloride is produced.
  • This is a method for manufacturing a compound semiconductor using as a gas containing an alloy.
  • the present invention has thus far mentioned is manufactured by a method of producing a compound semiconductor in I n A si - an infrared light emitting device or an infrared light-receiving element using x S b x crystals.
  • an infrared light emitting element or an infrared light receiving element having a predetermined wavelength in the infrared region as an operating wavelength can be configured, so that infrared measurement can be performed efficiently. it can.
  • the present invention in order to solve the above-mentioned problems, comprises, in a reaction vessel, a gas containing a raw material of indium In, a gas containing a raw material of antimony Sb, and a gas containing a raw material of arsenic As.
  • the reaction vessel includes a raw material section region for heating a gas introduced therein. A compound region for mixing the gas after the heating, and a reaction region for growing a crystal using the gas after the mixture. is there.
  • the present invention also provides the compound semiconductor manufacturing apparatus, wherein the gas containing antimony is a gas containing trimethylantimony (CH 3 ) a Sb, and the gas containing arsenic is arsine As H 3 .
  • An apparatus for producing a compound semiconductor characterized by using a gas containing indium, and using a gas containing indium chloride InC1 as the gas containing indium.
  • the present invention provides the compound manufacturing apparatus as described above, wherein the raw material part region heating means for heating the raw material part region in the reaction vessel in a range of 500 ° C. or more; And a reaction region heater means for heating in the range of C to 700 ° C.
  • the present invention provides the compound semiconductor manufacturing apparatus, wherein the raw material region includes means for holding metal indium, and the metal indium is reacted with hydrogen chloride gas HC1 to form the metal indium.
  • This is a compound semiconductor manufacturing apparatus in which indium chloride is generated and the generated indium chloride is used as a gas containing indium.
  • the present invention is an infrared light emitting device or an infrared light-receiving element using an I n A s X S b x crystals produced by the above compound semiconductor manufacturing device.
  • Such an infrared light emitting element or an infrared light receiving element can constitute an infrared light emitting element or an infrared light receiving element having a predetermined wavelength in an infrared region as an operating wavelength, and can measure infrared light efficiently.
  • FIG. 1 is a sectional view of a compound semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing a relationship between R sb in the present embodiment and X, which is an antimony solid phase composition ratio of a compound semiconductor to be manufactured, in which the VZIII ratio is used as a parameter.
  • Figure 3 shows the experimental values in the graph of Figure 2.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the V / III ratio in the present embodiment and X, which is the antimony solid composition ratio of the compound semiconductor to be manufactured, and is a graph with Rsb as a parameter. Experimental values are also shown in the graph.
  • Figure 5 is a graph showing the growth rate of the crystal of I n A s Bok X S b x in this embodiment, the growth rate for the / III ratio is indicated in the graph.
  • Figure 6 is a equilibrium diagram of I n A s S b x.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example of a raw material of antimony.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing another example of a raw material of antimony.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing another example of a raw material of antimony.
  • FIG. 14 is a graph showing the transmittance of the atmosphere. '
  • Figure 15 is a table showing the absorption wavelengths of various gases.
  • FIG. 17 is a graph showing a relationship between the band gap E g of InAs ⁇ Sb and the composition ratio X.
  • HVPE hydride vapor phase epitaxy
  • the HVPE method is known as one of the techniques for forming a thick film of about 100 m.
  • the compound semiconductor is produced by pneumatically transporting Ga, In, and the like as halides and reacting with a group V hydride. It is a method of manufacturing.
  • a substrate is inserted into a quartz reaction tube, and crystals are grown on the substrate.
  • a hot wall (Hot Wa 11) method is adopted, in which not only the crystal growth part (that is, the position where the substrate is placed) but also the surrounding quartz reaction tube becomes hot.
  • MOVPE metal organic vapor phase epitaxy
  • MBE molecular beam epitaxy
  • HVP E method which is a quartz reaction tube hot wall method
  • the crystal growth rate is high. Because of this advantage, it can be used to manufacture high-sensitivity optical sensors that require a certain film thickness, and power devices that require thick, high-quality crystals (particularly power devices that use GaAs as a power source).
  • the HVP E method has been used.
  • the HVPE method is described in Patent Documents 4 and 5 described above.
  • FIG. 1 Explanatory view showing a state in which by using H VP E method for manufacturing a I n A s x S b x compound semiconductor in this embodiment is shown in FIG. Quartz
  • the Figure 1 as shown in this diagram cross-sectional view of an apparatus for manufacturing the I n A s X S b x compound semiconductor by using the HVPE method is shown, the apparatus, comprising a reaction vessel A reaction tube 10 is provided.
  • the quartz reaction tube 10 is divided into three regions, each of which is called as follows. First, in the material preparation zone (Material Preparation Zone) 20a, three gas introduction pipes 30 (a to c) extend into the quartz reaction tube 10, and these three gas introduction Gas is externally introduced into the quartz reaction tube 10 via the eves 30 (ac).
  • the gas mixing zone (Gas Mixing-Zone) 20b is a space from the discharge ports of the three gas introduction pipes 30 (a to c) to the substrate 40, in which gas is mixed. .
  • the reaction zone 20c is a region where the mixed gas reacts. I nA s! -XS b x compound substrate 40 on which the semiconductor crystal is grown is placed in this position.
  • the quartz reaction tube 10 corresponds to an example of a reaction container in the claims.
  • each gas is introduced into the quartz reaction tube 10 through three gas introduction pipes 30 (a to c), and the gas mixture region 20 b and the reaction region 20 c , And finally discharged from the outlet 50.
  • Each area is covered with a heater and maintained at a predetermined temperature.
  • Raw material section area 2 A raw material section area heater 60a is provided around 0a, and the temperature is adjusted to about 500 ° C or more.
  • the gas mixing area 20b is provided with a gas mixing area heater 6 Ob.
  • the reaction region 20c is provided with a reaction region heater 60c, which is adjusted to a temperature of approximately 400 ° C to 700 ° C.
  • the quartz reaction tube 10 is provided with three gas introduction pipes 30 (a to c), each of which plays a role of introducing a predetermined gas into the quartz reaction tube 10.
  • the gas introduction pipe 30a introduces a carrier gas (Carrier Gas) and trimethylantimony ((CHs) a Sb) into the quartz reaction tube 10.
  • a carrier gas Carrier Gas
  • H 2 or a mixed gas of hydrogen gas H 2 + inert gas (IG) is used as the carrier gas.
  • IG inert gas
  • various gases used as a carrier gas may be used.
  • the gas introduction pipe 3 Ob introduces a carrier gas and hydrogen chloride (HC 1) into the quartz reaction tube 10.
  • a port 72 on which metal indium (In Metal) 70 is placed is arranged in the middle of the gas introduction pipe 30b, that is, in the middle of the raw material section region 20a.
  • the metal indicator 0 By arranging the metal indicator 0 at this position, the gas containing the ink chloride (InC 1) is discharged from the discharge port of the gas introduction pipe 30b.
  • This boat 72 corresponds to an example of a means for holding metal indium in the claims.
  • the gas introduction pipe 30 c introduces carrier gas and arsine (Arsine: As Hs) into the quartz reaction tube 10.
  • I is the composition ratio of the solid phase of Sb.
  • I nA S l - x S b x is the I nA s, it is considered to be a mixed crystal of I n S b, where x is the ratio of I n S b in I nA si S b But also.
  • alloy means alloy
  • g means gas, that is, gas.
  • the raw material portion has the same meaning as the raw material portion region 20a in FIG. That is, in the present embodiment, the raw material section region 20a is heated to 500 ° C. or more in order to cause the following reaction. If the temperature is 500 ° C. or higher, the reaction of As H 3 ⁇ As 4 , (CH 3 ) 3 Sb ⁇ Sb 4 occurs, and In Cl is also generated. Even at a low temperature of about 500 ° C, if gasified, the ratio of supply gas can be set with a certain degree of freedom and can be implemented.
  • the growth temperature T is a temperature in the reaction region 20c, and in the present embodiment, a preferable temperature is 400 ° C to 700 ° C. In this range, 500 ° C is particularly preferable.
  • Various pressures can be used as the pressure ⁇ P i in the reaction tube. In this embodiment, 1 atm is used. In the present embodiment, In is adopted as Group III. Therefore, the partial pressure P °, H of group III in the present embodiment is equal to the partial pressure P ° InC1 of InC1 .
  • the pressure is represented by the letter P.
  • P is marked o on the right shoulder.
  • P represents the pressure at the time of inputting the gas
  • P without o represents the pressure at the position of the substrate 40 where the crystal grows.
  • the flatness of each gas species under certain growth conditions The equilibrium partial pressure P i can be obtained by solving the following simultaneous equations (Equation (10)-Equation (22)). First, from the reaction equation (1)-(6), the following equation (10) —equation (15) can be obtained.
  • 1 K 5 is the equilibrium constant (function of temperature) of the above-mentioned reaction formulas (1) and (6), respectively, and the free energy G of the reaction. More required. o; I NAS, respectively al NSB is I n A s x S b in x I n A s, a activity of I n S b, the following equation by regular volume body model (1 6), the formula (1 7) respectively.
  • the group V material supply ratio R sb required to obtain the desired solid phase composition x of the desired In A sb mixed crystal is calculated by the following equation (2 3) It was determined using.
  • FIG. 2 shows a graph representing the above equation (23).
  • This graph shows that the temperature of the reaction zone 20 c is 500 ° C., the total pressure inside the reaction tube ⁇ P i is 1 atm, and the gas partial pressure of I n C 1 of the 111 group source is 5.0 X 1 0 - 4, which is a atm.
  • F (see “Equation 3” above), that is, the hydrogen ratio in the carrier gas is 1.
  • the vertical axis of the cod-off of FIG. 2 represents grown crystal, that is, the value of I n A s X S b x mixed crystal of X, i.e., the solid-phase composition ratio of S b.
  • the horizontal axis is the partial pressure ratio R Sb of Sb in the group V gas as the raw material. This R sb is represented by S b / (S b + A s).
  • the V / III ratio which has been almost 1 in the past, is set to a value smaller than 1, so that the composition ratio in the compound semiconductor to be manufactured is reduced. Can be easily controlled. Specifically, the value of the composition ratio x in the In n s! -XS b x mixed crystal can be freely controlled.
  • FIG. 3 shows a graph showing a comparison between the theoretical value and the experimental value.
  • the vertical and horizontal axes of this graph are exactly the same as the graph of FIG. 2, and the crystal growth conditions are also exactly the same.
  • FIG. 4 also shows a graph showing a comparison between the theoretical value and the experimental value.
  • the horizontal axis is the V / III ratio.
  • the crystal growth conditions are exactly the same as in Figs.
  • a graph is drawn using R Sb as a parameter. Specifically, graphs are drawn for the cases where R sb is 0.4 and 0.7. 4 Te smell, the solid line is a graph of the theoretical value when R Sb is 0.4, calligraphy is an experimental value cases of R sb is 0.4. The dashed line is a graph of theoretical values when R sb is 0.7, and ⁇ is an experimental value when R sb is 0.7.
  • FIG. 5 shows a graph showing the crystal growth rate. Also in this graph, as in FIG. 2, the temperature of the reaction zone 20c is 500 ° C., the total pressure in the reaction tube is iPi force S 1 atm, and the group III source gas of InC1 partial pressure 5. is 0 X 1 0- 4 atm. In addition, F (see “Equation 3” above), that is, the hydrogen ratio in the carrier gas is 1.
  • the vertical axis of the graph of FIG. 5 is the crystal growth rate (mZh), and the horizontal axis is the VZl II ratio of the input raw material gas.
  • R sb is fixed at 0.7.
  • the crystal growth rate decreases as the VZ III ratio decreases.
  • the V / III ratio is preferably set to a value of about 0.05 or more.
  • the total flow rate is 600 cZ.
  • the growth rate can be increased by the following methods.
  • the temperature range of the reaction region 20c is defined as 400 ° C to 700 ° C. This is because, as shown in FIG.
  • the raw material section region is heated in a temperature range of about 5'00 ° C. or higher, but this is a condition temperature at which metal indium becomes In C 1.
  • R sb can be adjusted by adjusting the supply partial pressure of trimethylantimony ((CH 3 ) 3 S b) and the supply partial pressure of arsine (A s H 3 ).
  • dimethylarsine chloride ((CH 3 )
  • trinormal propyl arsine n—C 3 H 7 ) 3 A s
  • triphenyl arsine (C 6 H 5 ) 3 A s)
  • tris dimethyl amino arsine A s [N (CHa) 2] 3
  • triethoxyarsine (A s (OC 2 H 5) 3 ), triisoproxyarsine (A s (i-O-CaHr) 3), trimethoxyarsine (A s ( ⁇ CH 3 ) 3), trinormal butoxyarsine (A s (n_ ⁇ -C4H9) 3), arsenic acid (H 3 As ⁇ 4 ), arsenic bromide (A s Br 3 ), arsenic chloride (A s C 1 3), 5 oxide 2 arsenic (A s 2 Os), 3 oxide 2 arsenic (A s 2 ⁇ 3), arsenate hydrogen 2 Na tri um (N a 2 HA S_ ⁇ 4), arsenic acid sodium ( N a A s ⁇ 2 ). These are shown in FIG.
  • a compound semiconductor of a Group V metal and a Group III metal A method for producing a compound semiconductor capable of efficiently producing a body is obtained.
  • the composition ratio of each metal can be adjusted, a compound semiconductor having a desired composition ratio can be manufactured.
  • efficient production can manufacturing method and a manufacturing apparatus can be obtained which is a compound semiconductor I n A s X S b x .
  • a manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of adjusting the composition ratio X to a desired value are obtained.
  • an infrared light emitting element or an infrared light receiving element is made using the manufactured compound semiconductor, an infrared light emitting element / infrared light receiving element having a desired wavelength as an operating wavelength can be obtained.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Process and apparatus for efficiently producing InAs1-xSbx of desired composition. Carrier gas and trimethylantimony ((CH3)3Sb) are introduced through gas introduction pipe (30a) in quartz reaction tube (10). Also, carrier gas and hydrogen chloride (HCl) are introduced. In the middle of hydrogen chloride channel, there is disposed boat (72) on which metallic indium (In metal) (70) is mounted. Further, carrier gas and arsine (AsH3) are introduced in the quartz reaction tube (10). Crystal growth is carried out under such conditions that the ratio of Group V metal to Group III metal, V/III ratio is less than 1. Under such conditions, the solid phase component ratio, x, of produced InAs1-xSbx crystal can be easily regulated by regulating the supply ratio among raw material Group V metals.

Description

化合物半導体の製造方法及び化合物半導体の製造装置並びに赤外線発光素子 及び赤外線受光素子 技術分野  FIELD OF THE INVENTION Technical Field
本発明は、 化合物半導体の製造方法及び製造装置に関する。 また、 これらの製 造方法又は製造装置で製造した化合物半導体を利用した赤外線波長領域での受光 素子 ·発光素子に関する。 明  The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a compound semiconductor. In addition, the present invention relates to a light-receiving element and a light-emitting element in an infrared wavelength region using a compound semiconductor manufactured by these manufacturing methods or manufacturing apparatuses. Light
特に、 本発明は、 I n A s X S b x三元混晶化合物半導体の製造方法及び製造 装置に関する。 また特に、 ハイ ドライ ド気相エピタキシー （H V P E ： Hydri de 書 In particular, the present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a I n A s X S b x ternary mixed crystal compound semiconductor. In particular, hydride vapor phase epitaxy (HVPE: Hydride
Vapor Phase Epi taxy) 法を用いた I n A s X S b x化合物半導体三元混晶の製造 方法及び製造装置に関する。 さらに、 これらの製造方法及び製造装置で製造され た I n A s X S b x結晶 （三元混晶） を用いた赤外波長領域での発光素子、 受光 素子に関する。 Vapor Phase Epi taxy) Method for I n A s X S b x a method and an apparatus for manufacturing a compound semiconductor ternary mixed crystal with. Furthermore, these manufacturing methods and I n A s produced by the production apparatus X S b x crystal light-emitting element in the infrared wavelength region using (ternary mixed crystal), relates to a light receiving element.
背景技術  Background art
赤外線は可視光線の長波長限界である 0 . 7 5 μ m以上の長さの波長の電磁波 であり、 可視光線に比べて透過性が高いため、 種々の物質の測定に広く利用され ている。  Infrared rays are electromagnetic waves with a wavelength of 0.75 μm or more, which is the long wavelength limit of visible light, and are more widely used for measurement of various substances because of their higher transmittance than visible light.
例えば、 可視光線に近い波長である 0 . 7 5〜 3 . 0 0 μ ΐη (近赤外光） を用 いた生体計測技術が注目されている。 この波長域の赤外光は生体を通過しやすい からである。 特に、 近赤外光を皮膚に照射してその透過光を計測することで血液 成分を計測する技術の研究が進められている。 この研究の目的の一つは、 例えば 、 非侵襲の血糖値センサーである。 人体を傷つけずに血液中の血糖値が判明すれ ば医療上極めて便利である。  For example, biometric technology using 0.75 to 3.00 μΐη (near infrared light), which is a wavelength close to visible light, has attracted attention. This is because infrared light in this wavelength range easily passes through a living body. In particular, research is underway on technology to measure blood components by irradiating near-infrared light to the skin and measuring the transmitted light. One of the goals of this research is, for example, a non-invasive blood glucose sensor. It would be extremely useful in medical practice if the blood glucose level in the blood could be determined without damaging the human body.
また例えば、 3〜 5 μ m、 及び 8〜 1 2 μ mの波長は、 「大気の窓」 と呼ばれ 、 この波長域の赤外線は、 大気を通過する際に大気に吸収される割合が少ないこ とが知られている。 大気中の、 光の波長毎の透過率のグラフが図 1 4に示されて いる。 このグラフから、 上記 3〜 5 μ m、 及び 8〜 1 2 μ mの波長の光に対する 透過率が高いことが理解されよう。 Also, for example, wavelengths of 3 to 5 μm and 8 to 12 μm are called “atmosphere windows”, and infrared rays in this wavelength range are less absorbed by the atmosphere when passing through the atmosphere. It is known. Figure 14 shows a graph of the transmittance of light in the atmosphere for each wavelength. From this graph, it can be seen that the wavelengths of 3-5 μm and 8-12 μm It will be appreciated that the transmission is high.
その一方、 この波長域は環境汚染物質 （C O 2 , N O X , S O x等々） の吸収波 長域となっている。 代表的な環境汚染物質の吸収波長の表が図 1 5に示されてい る。 On the other hand, this wavelength range is the absorption wavelength range of environmental pollutants (CO 2 , NOX, SO x, etc.). A table of absorption wavelengths of typical environmental pollutants is shown in Figure 15.
以上述べたように、 この大気の窓の波長域における赤外線の透過率を測定すれ ば、 効率的に上記環境汚染物質の測定が可能となると考えられる。 したがって、 この 「大気の窓」 の波長域に感度を有する赤外線センサーは、 「環境センサー」 や 「地球センサー」 と呼ばれる 「大気汚染モニター」 としての利用が検討されて いる。 ここで、 大気汚染モニターとは、 大気の汚染の程度を観測する装置の総称 である。  As described above, it is considered that the measurement of the above-mentioned environmental pollutants can be efficiently performed by measuring the transmittance of infrared light in the wavelength range of the window of the atmosphere. Therefore, infrared sensors that have sensitivity in the wavelength range of the “atmosphere window” are being considered for use as “air pollution monitors” called “environment sensors” and “earth sensors”. Here, the air pollution monitor is a general term for devices that monitor the degree of air pollution.
以上述べたように、 赤外波長領域での発光デバイス （赤外線ダイオード、 赤外 線レーザなど） 及び受光デバイス （赤外線センシング用センサー） は、 種々の計 測技術に応用可能な幅広い用途を有するデバイスとして注目されている。  As described above, light-emitting devices (infrared diodes, infrared lasers, etc.) and light-receiving devices (infrared sensors) in the infrared wavelength range are devices with a wide range of applications that can be applied to various measurement technologies. Attention has been paid.
H g C d e  H g C d e
従来から知られている赤外線センサーの一つに水銀 ·力ドミゥム ·テルル （以 下、 H g C d T eと呼ぶ） の 3元系の材料を利用した素子が知られている。 この H g C d T eは、 例えば下記特許文献 1に記載されている。  One of the conventionally known infrared sensors is an element using a ternary material such as mercury, force, dormant, and tellurium (hereinafter referred to as HgCdTe). This H g C d Te is described in, for example, Patent Document 1 below.
しかし、 H g C d T eは、 組成が不均一になりやすいことが知られている。 ま た、 H g、 C d、 T eは有毒な物質であり、 取り扱いに十分留意する必要がある 。 さらに、 この H g C d T eは、 動作温度が 7 7 Kと低く、 常温では動作しない という問題も知られている。  However, it is known that the composition of HgCdTe tends to be non-uniform. Hg, Cd, and Te are toxic substances and must be handled with care. Further, it is also known that HgCdTe has a low operating temperature of 77 K and does not operate at room temperature.
また、 この H g C d T eは波長に対して平坦な感度特性 （いわゆるブロードな 感度特性） を有しており、 いわゆるピーク性を有する （ピーキーな） 特性は有し ていない。 そのため、 特定の波長のみを検出するという目的には向いていない。 例えば、 上述した大気汚染の検查を行った場合、 複数の汚染物質全体の測定はで きるが、 単一の種類の汚染物質のみの検査を行うのは困難であった。  In addition, HgCdTe has a sensitivity characteristic that is flat with respect to wavelength (a so-called broad sensitivity characteristic), and does not have a characteristic having a so-called peak characteristic (a peaky characteristic). Therefore, it is not suitable for the purpose of detecting only a specific wavelength. For example, when the above-mentioned air pollution inspection is performed, it is possible to measure a plurality of pollutants as a whole, but it is difficult to inspect only a single type of pollutant.
I n A s S b  I n A s S b
上記のような問題点がある H g C d T eに対する代替品として、 ィンジゥム · ヒ素 ·アンチモンの 3元系の材料を利用した素子が注目されている。 この I n A s b xを利用した赤外線発光ダイォードが、 例えば下記特許文献 2に記載さ れている。 As an alternative to HgCdTe, which has the above-mentioned problems, devices using ternary materials of zinc, arsenic, and antimony have attracted attention. This I n A An infrared light emitting diode using sb x is described, for example, in Patent Document 2 below.
特に、 この I n A s i - X S b xを利用した発光素子 ·受光素子は、 その波長特性 に強いピーク性を有する （ピーキー （peaky) な特性である） ことが知られている 。 すなわち、 所定の動作波長に対して強い感度を有すると共に他の波長に対して はそれほど強い感度は有していない特性を備えていることが知られている。 In particular, the I n A si - X S b x emitting element and receiving element using, the having strong peaks of the wavelength characteristics (a characteristics peaky (Peaky)) it is known. That is, it is known that it has a characteristic that it has a strong sensitivity to a predetermined operating wavelength and does not have a strong sensitivity to other wavelengths.
さらに、 この I n A s X S b xを利用した発光素子 '受光素子は、 その組成に よって上述した動作波長を効率よく制御することができることが知られている。 したがって、 組成を調整することによって所望の波長にピーク感度を有する発光 素子 ·受光素子を効率よく製造できると考えられている。 Further, the light emitting element 'receiving device utilizing this I n A s X S b x are known to be able to efficiently control the operating wavelength thus described above in the composition. Therefore, it is considered that a light-emitting element and a light-receiving element having peak sensitivity at a desired wavelength can be efficiently manufactured by adjusting the composition.
I n A s S b x (ここで、 xは、 I n A s S b x結晶中の I n S bの組成 比である） における、 組成比 Xと、 その I n A s n S b xの動作波長 （ピーク感 度を有する波長) との関係を示すグラフが図 1 6に示されている。 このグラフに 示されているように、 Xを 0からおよそ 0 . 6 3まで変化させることによって、 動作波長をおよそ 3 . 4 4 μ π！〜 1 4 . 9 μ mの範囲で設定することができる。 このような組成比 Xと動作波長の関係は、 バンドギヤップの値からも説明でき る。 I n A s b xのバンドギャップ E gと、 組成比 Xとの間には、 (Wherein, x represents, I n A s S b x is a composition ratio of I n S b in the crystal) I n A s S b x of the, the composition ratio X, its I n A sn S b x A graph showing the relationship with the operating wavelength (the wavelength having the peak sensitivity) is shown in FIG. As shown in this graph, by changing X from 0 to approximately 0.63, the operating wavelength is approximately 3.44 μπ! It can be set in the range of ~ 14.9 μm. Such a relationship between the composition ratio X and the operating wavelength can be explained from the band gap value. Between the band gap E g of In A sb x and the composition ratio X,
E g ( e V ) = 0 . 7 0 x 2 - 0 . 8 8 x + 0 . 3 6 E g (e V) = 0 7 0 x 2 -... 0 8 8 x + 0 3 6
なる関係があることが知られている。 この関係を表すグラフが図 1 7に示されて いる。 このグラフにおいて、 横軸は組成比 Xであり、 縦軸はバンドギャップ （e V ) である。 この式 ' グラフから X = 0 . 6 3のときに、 極小値 E g = 0 . 0 8 3 e Vをとることが理解できる。 したがって、 I n A s b xに関して言えばIt is known that there is a relationship. A graph showing this relationship is shown in FIG. In this graph, the horizontal axis is the composition ratio X, and the vertical axis is the band gap (eV). From this equation 'graph, it can be understood that the minimum value E g = 0.083 eV is obtained when X = 0.63. Therefore, in terms of I n A sb x
、 xを 0から 0 . 6 3まで調整することができれば、 I n A s卜 X S b xを用いて 理論上実現することができる動作波長をすベて実際に実現することができること になる。 If it is possible to adjust the x from 0 to zero. 6 3, will be able to actually implement Te to base the operating wavelength that can be achieved theoretically by using the I n A s Bok X S b x .
この I n A s X S b xを用いて赤外線受光素子 .赤外線発光素子を作成した場 合に、 動作波長えとバンドギャップ E gとの間には、 なる関係があることが知られている。 したがって、 組成比 Xを 0〜0 . 6 3の範 囲内で自由に設定することができれば、 λ = 3. 44 m〜 1 4. 9 μ mの範囲 の素子を作成することが可能となる。 . The using I n A s X S b x in case that created the infrared receiving component. Infrared light emitting device, between the operating wavelength um bandgap E g, it is known that there is the relationship. Therefore, the composition ratio X is set in the range of 0 to 0.63. If it can be set freely within the box, it will be possible to create devices in the range of λ = 3.44 m to 14.9 μm. .
また、 この I n A s XS b xを利用した発光素子は、 電子移動度が高く応答性 能が良いことが知られている。 さらに、 上述した H g C d T eと異なり、 常温 （ 3 0 0 K) で動作可能という特徼を有している。 Further, the light emitting device using a I n A s X S b x is the electron mobility is high and the response performance it is known that good. Furthermore, unlike HgCdTe described above, it has a special feature that it can operate at room temperature (300 K).
また、 下記特許文献 1には、 上記 H g C d T eに関する記述がある。  Further, Patent Document 1 below describes the above HgCdTe.
また、 下記特許文献 2には、 PN接合を用いた I n A s卜 X S b x発光ダイォー ドの製造方法が記載されている。 Further, the following Patent Document 2, I n A s Bok X S b x emission Daio de fabrication method using the PN junction is described.
また、 下記特許文献 3においては、 I n A s XS b であって、 組成比 xが高 い結晶を製造することができる製造法が記載されている。 Further, in Patent Document 3, a I n A s X S b, the production process can be produced crystalline composition ratio x is not high is described.
また、 下記特許文献 4及び 5には、 HVP E法に関する記述がある。 この HV P E法に関しては実施の形態において後述する。  Patent Documents 4 and 5 below describe the HVPE method. This HVPE method will be described later in an embodiment.
また、 下記非特許文献 1において、 Northwestern Universityのグループが減圧 M0CVDで成長させた I n A s 0. 23 S b 0. 77を用いた受光素子であって、 膜厚 2. 8 mの受光素子が記載されている。 Further, the following Non-Patent Document 1, a light receiving element using the I n A s 0. 23 S b 0. 77 a group of Northwestern University has grown in vacuo M0CVD, thickness 2. 8 m light receiving elements Is described.
また、 下記非特許文献 2において、 液相エピタキシーで成長させた I n A s 0. 89 S b o. uを利用した中赤外発光ダイォードであって、 膜厚 2 5 μ mの受光素子 が示されている。  Also, in Non-Patent Document 2 below, a light-receiving element having a thickness of 25 μm, which is a mid-infrared light-emitting diode using InAs 0.98 Sbo.u grown by liquid phase epitaxy, It is shown.
「特許文献 1」  `` Patent Document 1 ''
特開平 3— 7 2 6 2 8号公報  Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3—7 2 6 2
「特許文献 2」  "Patent Document 2"
特開平 6 - 3 5 0 1 3 4号公報  Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-35001334
「特許文献 3」  `` Patent Document 3 ''
特開 2 0 0 0— 8 6 3 7 9号公報  Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-866379
「特許文献 4」  `` Patent Document 4 ''
特開平 1 0— 2 1 5 0 0 0号公報  Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-210500
「特許文献 5」  "Patent Document 5"
特開平 1 0— 3 1 6 4 9 8号公報  Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-10-31698
「非特許文献 1」 J. D. Kim, D. Wu, J. Wojkowski, J. Piotrowski, J. Xu, M. Razeghi, "Long -wavelength InAsSb photoconductors operated at near room temperatures (20 0-300 K) ", Appl. Phys. Lett. Vol. 68 (1996) pp. 99-101 "Non-Patent Document 1" JD Kim, D. Wu, J. Wojkowski, J. Piotrowski, J. Xu, M. Razeghi, "Long -wavelength InAsSb photoconductors operated at near room temperatures (20 0-300 K)", Appl. Phys. Lett. Vol. . 68 (1996) pp. 99-101
「非特許文献 2」  "Non-Patent Document 2"
X. Y. Gong, Η. Kan, Τ. Makino, Τ. I i da, Κ. Watanabe, Υ. Ζ. Gao, Μ. Aoy ama, Ν. L. Rowel 1, T. Yamaguchi , "Room-temperature mi d-infrared l ight-emit ting diodes from l iquid-phase epitaxial InAs/InAsO. 89SbO. 11/InAsO. 80SbO. 08 heterostructures", Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000) pp. 5039-5043. 発明の開示  XY Gong, Η. Kan, Τ. Makino, Τ. I i da, Κ. Watanabe, Υ. Ζ. Gao, Μ. Aoy ama, Ν. L. Rowel 1, T. Yamaguchi, "Room-temperature mid- infrared light-emitting diodes from l iquid-phase epitaxial InAs / InAsO. 89SbO. 11 / InAsO. 80SbO. 08 heterostructures ", Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000) pp. 5039-5043. Disclosure
しかしながら、 上記 I n A sい X S b xを利用した発光素子及び受光素子の組成 比率の調整は試行錯誤的に行われているのが現状であり、 所望の組成の I n A s i - X S b を作成するために、 各組成毎に試行錯誤を繰り返す必要があった。 上で 述べたように組成比 Xを所定の値に自由に設定できれば所望の動作波長の I n A s n S b xが得られるが、 組成比を設定する明確な手法は未だ知られていない。 つまり、 I n A s b xを利用した発光素子及び受光素子の効率的な製造は未 だ実現されていなかった。 However, the I n adjustment A s have X S b emitting element utilizing x and composition ratio of the light receiving element is at present, being performed by trial and error, the desired composition I n A si - X In order to create S b, it was necessary to repeat trial and error for each composition. As described above, if the composition ratio X can be freely set to a predetermined value, In A sn Sb x of a desired operating wavelength can be obtained, but a clear method of setting the composition ratio is not yet known. That is, efficient production of a light-emitting element and the light receiving element utilizing I n A sb x has not been realized but not yet.
これに関し、 上記特許文献 3では、 液相で結晶を成長させる方法が記載されて いるが、 高温の液体を取り扱わなければならず、 装置の大規模化が難しい。 さら に、 結晶の成長速度が遅いので、 製造効率が悪化してしまうおそれもある。  In this regard, Patent Document 3 described above describes a method for growing crystals in a liquid phase. However, it is necessary to handle a high-temperature liquid, and it is difficult to increase the scale of the apparatus. Furthermore, since the growth rate of the crystal is low, the production efficiency may be deteriorated.
また、 赤外線の受光素子 ·発光素子として利用するためには、 厚膜の構造が必 要であるが、 従来の手法では、 厚膜を作成するのにかなり時間がかかってしまう という問題点があった。  In addition, a thick film structure is necessary to use it as an infrared light receiving element and light emitting element.However, the conventional method has a problem that it takes a considerable time to form a thick film. Was.
この結果、 結局 I n A s x S b xを用いた素子の製造効率は極めて低かったの で、 勢い、 その価格もかなり高価となる傾向にあり、 赤外線を用いた各種計測技 術の普及 ·実用化の障害となるおそれもあった。 As a result, eventually efficiency of manufacturing devices using I n A s x S b x than was very low momentum, the prices tend to be quite expensive, and dissemination of various measurement technologies using infrared rays There was also a risk that this would hinder practical application.
なお、 上記非特許文献 1における減圧 M0CVD (Low-pressure metalorgani c che mical vapor depos it ion)には結晶の成長速度が遅いという問題がある。  The low-pressure metalorganic vapor deposition (M0CVD) described in Non-Patent Document 1 has a problem that the crystal growth rate is low.
また、 上記非特許文献 2における液相エピタキシー法（Liquid phase epi taxy) は、 大面積成長が難しいという問題がある。 In addition, the liquid phase epitaxy method (Liquid phase epi taxy) The problem is that large area growth is difficult.
本発明は、 上記課題に鑑みなされたものであり、 その目的は、 所望の組成の I n A s卜 X S b xを効率的に製造する方法及び装置を提供し、 併せて、 同製造方法 及び装置を用いて製造された I n A s卜 X S b xを利用した発光素子及び受光素子 を提供することである。 ' 上記課題を解決するために、 本願発明は、 H V P E ： Hydride Vaper Phase Ep itaxy) 法を用いた I n A s S b xの製造を行うことを提案する。 具体的には、 本発明は、 以下のような手段を採用する。 The present invention has been made in view of the above problems, its object is to provide a method and apparatus for efficiently producing I n A s Bok X S b x of desired composition, together, the manufacturing method and to provide a light-emitting element and a light receiving element using I n a s Bok X S b x produced using the apparatus. 'In order to solve the above problems, the present invention, HVPE: Hydride Vaper Phase Ep itaxy ) method is proposed to carry out the production of I n A s S b x with. Specifically, the present invention employs the following means.
A . 化合物半導体の製造方法及びその方法で製造した化合物半導体を利用した 赤外線受発光素子  A. Method for producing compound semiconductor and infrared light receiving / emitting element using compound semiconductor produced by the method
まず、 本発明は、 上記課題を解決するために、 I I I族の金属原料を含むガ スと、 V族の第 1の金属原料を含むガスと、 V族の第 2の金属原料を含むガスと 、 を反応容器中に導入し、 前記反応容器中で I I I一 V族化合物半導体を結晶成 長させる化合物半導体の製造方法において、 前記反応容器中に導入される全ガス 中の I I I属の金属原料の分圧と、 前記全ガス中の V属の第 1及び第 2の金属原 料の分圧の和との比である V / I I I比が、 1未満の値であることを特徴とする 化合物半導体の製造方法である。  First, the present invention provides a gas containing a group III metal material, a gas containing a group V first metal material, and a gas containing a group V second metal material. In a method for producing a compound semiconductor in which a group III-V compound semiconductor is crystal-grown in the reaction vessel, a group III metal raw material in all gases introduced into the reaction vessel is introduced. A compound semiconductor, wherein a V / III ratio, which is a ratio of a partial pressure to a sum of partial pressures of the first and second metal raw materials of group V in the whole gas, is less than 1. Is a manufacturing method.
さらに、 本発明は上記化合物半導体の製造方法において、 V属の前記第 1の金 属原料の分圧 P 1と、 V属の前記第 2の金属原料分圧 P 2と、 から求められる P 1 / ( P 1 + P 2 ) の値を調整することによって、 製造される化合物半導体の結 晶中の V属の前記第 1の金属と V属の前記第 2の金属との組成比を調整すること を特徴とする化合物半導体の製造方法である。  Further, the present invention provides the method for producing a compound semiconductor, wherein the partial pressure P 1 obtained from the partial pressure P 1 of the first metal raw material belonging to V and the second partial pressure P 2 of the second metal raw material belonging to V. By adjusting the value of (P 1 + P 2), the composition ratio of the first metal of Group V and the second metal of Group V in the crystal of the compound semiconductor to be manufactured is adjusted. This is a method for producing a compound semiconductor.
このような構成によって、 V属の前記第 1の金属と V属の前記第 2の金属との 組成比を調整することが可能となる。  With such a configuration, it is possible to adjust the composition ratio of the first metal belonging to Group V and the second metal belonging to Group V.
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造方法において、 前記 V / I I I比 力 0 . 0 5以上の値であることを特徴とする化合物半導体の製造方法である。 このような構成によって、 化合物半導体の結晶成長速度を一定の値に確保する ことができる。  Further, the present invention is the method for producing a compound semiconductor according to the above method for producing a compound semiconductor, wherein the V / III ratio is not less than 0.05. With such a configuration, the crystal growth rate of the compound semiconductor can be maintained at a constant value.
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造方法において、 V族の前記第 1の 金属はアンチモン S bであり、 V族の前記第 2の金属は、 ヒ素 A sであり、 前記 I I I属の金属は、 ィンジゥム I nであり、 I n A s X S b xの結晶を成長させ ることを特徴とする化合物半導体の製造方法である。 Further, the present invention provides the method for producing a compound semiconductor according to the above, wherein Metal is antimony S b, the second metal group V is arsenic A s, the group III metal is Injiumu I n, to grow crystals of I n A s X S b x A method for manufacturing a compound semiconductor.
このような構成によって、 I n A s X S b xの結晶中の A s と S bの糸且成比を 調整することが可能となる。 With this configuration, it is possible to adjust the yarn且成ratio of I n A s X S b x in the crystals A s and S b.
また、 本発明は、 上記化合物半導体の製造方法において、 前記アンチモンを含 むガスと して、 ト リメチルアンチモン （C H 3) 3 S bを含むガスを用い、 前記ヒ 素を含むガスとして、 アルシン A s H 3を含むガスを用い、 前記インジウムを含む ガスとして、 塩化ィンジゥム I n C 1 を含むガスを用いることを特徴とする化合 物半導体の製造方法である。 The present invention also provides the method for producing a compound semiconductor, wherein the gas containing trimonium antimony (CH 3 ) 3 Sb is used as the gas containing antimony, and the gas containing arsenic is used as the gas containing arsenic. using a gas containing a s H 3, as the gas containing the indium, which is a compound semiconductor manufacturing method which comprises using a gas containing chloride Injiumu I n C 1.
このような原料を利用することによって、 I n A s x S b xの結晶を成長させ ることが可能となる。 By utilizing such a material, it is possible to Rukoto grown crystals of I n A s x S b x .
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造方法において、 前記反応容器は、 その中に導入されるガスを加熱する原料部領域と、 前記加熱後のガスを混合する 混合領域と、 前記混合後のガスを用いて結晶を成長させる反応領域と、 の 3種の 領域を少なく とも含むことを特徴とする化合物半導体の製造方法である。  Further, in the method for producing a compound semiconductor according to the present invention, in the method for producing a compound semiconductor, the reaction vessel may further include: a raw material part region for heating a gas introduced therein; a mixing region for mixing the heated gas; A method for producing a compound semiconductor, comprising at least three types of regions: a reaction region in which a crystal is grown by using a gas;
このような領域構成によって、 化合物半導体の結晶を効率よく成長させること が可能となる。  With such a region configuration, it is possible to grow a compound semiconductor crystal efficiently.
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造方法において、 前記反応容器中の 前記原料部領域は 5 0 0 °C以上の範囲で加熱され、 前記反応領域は、 4 0 0 °Cか ら 7 0 0 °Cの範囲で加熱されていることを特徴とする化合物半導体の製造方法で ある。  Further, according to the present invention, in the method for producing a compound semiconductor described above, the raw material part region in the reaction vessel is heated at a temperature of 500 ° C. or more, and the reaction region is heated at a temperature of 400 ° C. to 7 ° C. A method for producing a compound semiconductor, wherein the compound semiconductor is heated in a temperature range of 100 ° C.
このような温度構成によって、 化合物半導体の結晶を効率よく成長させること が可能となる。  With such a temperature configuration, it is possible to grow a compound semiconductor crystal efficiently.
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造方法において、 前記塩化インジゥ ムを、 前記原料部領域に配置された金属インジウムに塩化水素ガス H C 1を反応 させることによって生成し、 この生成した塩化ィンジゥムをィンジゥムを含むガ スとして用いる化合物半導体製造方法である。  Further, the present invention provides the compound semiconductor manufacturing method, wherein the indium chloride is produced by reacting hydrogen chloride gas HC1 with metal indium disposed in the raw material section region, and the produced indium chloride is produced. This is a method for manufacturing a compound semiconductor using as a gas containing an alloy.
このような構成によって、 ィンジゥムを効率よく反応領域に供給することが可 能となる。 With this configuration, it is possible to efficiently supply the engine to the reaction area. It works.
また、 本発明は、 これまで述べた化合物半導体の製造方法で製造された I n A s i - x S b x結晶を用いた赤外線発光素子又は赤外線受光素子である。 The present invention has thus far mentioned is manufactured by a method of producing a compound semiconductor in I n A si - an infrared light emitting device or an infrared light-receiving element using x S b x crystals.
このような赤外線発光素子又は赤外線受光素子を用いれば、 赤外線領域中の所 定の波長を動作波長とする赤外線発光素子又は赤外線受光素子を構成することが でき、 赤外線の測定を効率よく行うことができる。  If such an infrared light emitting element or infrared light receiving element is used, an infrared light emitting element or an infrared light receiving element having a predetermined wavelength in the infrared region as an operating wavelength can be configured, so that infrared measurement can be performed efficiently. it can.
B . 化合物半導体の製造装置及びその装置で製造した化合物半導体を利用した 赤外線受発光素子  B. Compound Semiconductor Manufacturing Apparatus and Infrared Light Emitting / Emitting Element Utilizing Compound Semiconductor Manufactured by the Apparatus
まず、 本発明は、 上記課題を解決するために、 インジウム I nの原料を含むガ スと、 アンチモン S bの原料を含むガスと、 ヒ素 A sの原料を含むガスと、 を反 応容器中に導入し、 前記反応容器中で I n A s 卜 X S b x化合物半導体を結晶成長 させる化合物半導体の製造装置において、 前記反応容器は、 その中に導入される ガスを加熱する原料部領域と、 前記加熱後のガスを混合する混合領域と、 前記混 合後のガスを用いて結晶を成長させる反応領域と、 の 3種の領域を少なくとも含 むことを特徴とする化合物半導体の製造装置である。 First, the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, comprises, in a reaction vessel, a gas containing a raw material of indium In, a gas containing a raw material of antimony Sb, and a gas containing a raw material of arsenic As. In the compound semiconductor manufacturing apparatus for growing InAs X Sb x compound semiconductor in the reaction vessel, the reaction vessel includes a raw material section region for heating a gas introduced therein. A compound region for mixing the gas after the heating, and a reaction region for growing a crystal using the gas after the mixture. is there.
このような構成によって、 I n A s X S b xの結晶を効率よく成長させること が可能である。 With this configuration, it is possible to grow efficiently crystals of I n A s X S b x .
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造装置において、 前記アンチモンを 含むガスとして、 トリメチルアンチモン ( C H 3) a S bを含むガスを用い、 前記 ヒ素を含むガスとして、 アルシン A s H 3を含むガスを用い、 前記インジウムを含 むガスとして、 塩化ィンジゥム I n C 1を含むガスを用いることを特徴とする化 合物半導体の製造装置である。 The present invention also provides the compound semiconductor manufacturing apparatus, wherein the gas containing antimony is a gas containing trimethylantimony (CH 3 ) a Sb, and the gas containing arsenic is arsine As H 3 . An apparatus for producing a compound semiconductor, characterized by using a gas containing indium, and using a gas containing indium chloride InC1 as the gas containing indium.
このような原料を利用することによって、 I n A s i - X S b xの結晶を効率よく 成長させることが可能となる。 By utilizing such a material, I n A si - it is possible to grow X S b x crystals efficiently for.
また、 本発明は、 上記の化合物製造装置において、 前記反応容器中の前記原料 部領域を 5 0 0 °C以上の範囲で加熱する原料部領域ヒータ手段と、 前記反応領域 を、 4 0 0 °Cから 7 0 0 °Cの範囲で加熱する反応領域ヒータ手段と、 を含むこと を特徴とする化合物半導体の製造装置である。  In addition, the present invention provides the compound manufacturing apparatus as described above, wherein the raw material part region heating means for heating the raw material part region in the reaction vessel in a range of 500 ° C. or more; And a reaction region heater means for heating in the range of C to 700 ° C.
このような構成によって、 I n A s - X S b xの結晶を効率よく成長させること が可能となる。 With this configuration, I n A s - X S b x crystals to grow efficiently in Becomes possible.
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造装置において、 前記原料部領域に は、 金属インジウムを保持する手段が設けられており、 前記金属インジウムに塩 化水素ガス H C 1を反応させることによって前記塩化ィンジゥムが生成し、 この 生成した塩化ィンジゥムをィンジゥムを含むガスとして用いる化合物半導体製造 装置である。  Further, the present invention provides the compound semiconductor manufacturing apparatus, wherein the raw material region includes means for holding metal indium, and the metal indium is reacted with hydrogen chloride gas HC1 to form the metal indium. This is a compound semiconductor manufacturing apparatus in which indium chloride is generated and the generated indium chloride is used as a gas containing indium.
このような構成によって、 材料となる塩化インジウムを反応領域に効率よく供 給することが可能となる。  With such a configuration, it becomes possible to efficiently supply indium chloride as a material to the reaction region.
また、 本発明は、 上記の化合物半導体の製造装置で製造された I n A s X S b x結晶を用いた赤外線発光素子又は赤外線受光素子である。 Further, the present invention is an infrared light emitting device or an infrared light-receiving element using an I n A s X S b x crystals produced by the above compound semiconductor manufacturing device.
このような赤外線発光素子又は赤外線受光素子は、 赤外線領域中の所定の波長 を動作波長とする赤外線発光素子又は赤外線受光素子を構成することができ、 赤 外線の測定を効率よく行うことができる。 図面の簡単な説明  Such an infrared light emitting element or an infrared light receiving element can constitute an infrared light emitting element or an infrared light receiving element having a predetermined wavelength in an infrared region as an operating wavelength, and can measure infrared light efficiently. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 本実施の形態における化合物半導体製造装置の断面図である。  FIG. 1 is a sectional view of a compound semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment.
図 2は、 本実施の形態における R s bと、 製造される化合物半導体のアンチモ ン固相組成比である Xの関係を示すグラフであって、 V Z I I I比をパラメータ とするグラフである。 FIG. 2 is a graph showing a relationship between R sb in the present embodiment and X, which is an antimony solid phase composition ratio of a compound semiconductor to be manufactured, in which the VZIII ratio is used as a parameter.
図 3は、 図 2のグラフ中に、 実験値を表示したものである。  Figure 3 shows the experimental values in the graph of Figure 2.
図 4は、 本実施の形態における V/ I I I比と、 製造される化合物半導体の アンチモン固相組成比である Xの関係を示すグラフであって、 R s bをパラメータ とするグラフである。 また、 グラフ中には、 実験値も表示されている。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the V / III ratio in the present embodiment and X, which is the antimony solid composition ratio of the compound semiconductor to be manufactured, and is a graph with Rsb as a parameter. Experimental values are also shown in the graph.
図 5は、 本実施の形態における I n A s 卜 X S b xの結晶の成長速度を示すグ ラフであり、 / I I I比に対する成長速度がグラフに示されている。 Figure 5 is a graph showing the growth rate of the crystal of I n A s Bok X S b x in this embodiment, the growth rate for the / III ratio is indicated in the graph.
図 6は、 I n A s S b xの平衡状態図である。 Figure 6 is a equilibrium diagram of I n A s S b x.
図 7は、 ヒ素の原料の他の例を示す説明図である。  FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material.
図 8は、 ヒ素の原料の他の例を示す説明図である。  FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material.
図 9は、 ヒ素の原料の他の例を示す説明図である。 図 1 0は、 ヒ素の原料の他の例を示す説明図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material. FIG. 10 is an explanatory diagram showing another example of the arsenic raw material.
図 1 1は、 アンチモンの原料の他の例を示す説明図である。  FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example of a raw material of antimony.
図 1 2は、 アンチモンの原料の他の例を示す説明図である。  FIG. 12 is an explanatory diagram showing another example of a raw material of antimony.
図 1 3は、 アンチモンの原料の他の例を示す説明図である。  FIG. 13 is an explanatory diagram showing another example of a raw material of antimony.
図 1 4は、 大気の透過率を表すグラフである。 '  FIG. 14 is a graph showing the transmittance of the atmosphere. '
図 1 5は、 各種ガスの吸収波長を表す表である。  Figure 15 is a table showing the absorption wavelengths of various gases.
図 1 6は、 I n A s X S b x混晶の S b組成比である xの値と、 その I n A s ! -x S b x混晶の動作波長の関係を表すグラフで、 代表的な汚染ガスの吸収位置 も示すものである。 Figure 1 6, the value of I n A s X S b x mixed crystal of S b is a composition ratio x, the I n A s - graphically representing the x S b x between the operating wavelength of the mixed crystal,! It also shows typical pollutant gas absorption locations.
図 1 7は、 I n A sい x S b のパンドギャップ E gと、 組成比 Xとの間の関 係を表すグラフである。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 17 is a graph showing a relationship between the band gap E g of InAs × Sb and the composition ratio X. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。  Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態では、 I n A s X S b xを高速に結晶成長させる方法を説明する In this embodiment, a method for crystal growth of I n A s X S b x faster
1 . ハイ ドライ ド気相エピタキシー法 1. Hydride vapor phase epitaxy
まず、 本実施の形態で採用するハイ ドライ ド気相エピタキシー （H V P E ： Hy dride Vapor Phase Epitaxy) 法について説明する。 なお、 この方法は、 ノヽィ ドラ イ ド気相成長法と呼ばれることもある。  First, a description will be given of a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method employed in the present embodiment. Note that this method is sometimes referred to as a “noid-dried vapor deposition method”.
この H V P E法は、 1 0 0 m程度の厚膜形成の手法の一つとして知られてお り、 G a 、 I nなどをハロゲン化物として気流輸送し、 V族水素化物と反応させ て化合物半導体を製造する方法である。  The HVPE method is known as one of the techniques for forming a thick film of about 100 m. The compound semiconductor is produced by pneumatically transporting Ga, In, and the like as halides and reacting with a group V hydride. It is a method of manufacturing.
H V P E法においては、 石英反応管の中に基板を挿入し、 この基板上に結晶を 成長させていく。 この際、 結晶が成長する部分 （つまり、 基板が配置されている 位置） のみならず、 周囲を覆う石英反応管も高温となるホットウォール （Hot Wa 11) 方式を採用している。  In the HVPE method, a substrate is inserted into a quartz reaction tube, and crystals are grown on the substrate. At this time, a hot wall (Hot Wa 11) method is adopted, in which not only the crystal growth part (that is, the position where the substrate is placed) but also the surrounding quartz reaction tube becomes hot.
これに対して例えば、 有機金属気相エピタキシー法 （M O V P E ： Metalorgan ic Vapor Phase Epitaxy) は、 H V P E法と同様に石英反応管を用いる方法であ る。 しかし、 MOVPE法においては、 石英反応管は高温にならずに、 石英反応 管の中の基板結晶のみが加熱されるコールドウォール （Cold Wall) 方式を採用し ている。 なお、 分子線エピタキシー法 （MBE ： Molecular Beam Epitaxy) は、 超高真空チャンバ一を使用し、 石英を反応系に含まない方法である。 On the other hand, for example, metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) is a method that uses a quartz reaction tube like the HVPE method. You. However, the MOVPE method employs a cold wall method in which the quartz reaction tube is not heated to a high temperature and only the substrate crystal in the quartz reaction tube is heated. The molecular beam epitaxy (MBE) is a method that uses an ultra-high vacuum chamber and does not contain quartz in the reaction system.
石英反応管ホットウォール方式である HVP E法の利点の一つに、 結晶の成長 速度が大きいという点がある。 この利点があるため、 ある程度の膜厚が必要な高 感度の光センサー、 厚膜で高品質な結晶が要求されるパワーデバイス （特に G a A sを用いた電源系のパワーデバイス） の製造に H VP E法は用いられてきた。 この HVPE法に関しては、 上記特許文献 4、 特許文献 5に記載されている。  One of the advantages of the HVP E method, which is a quartz reaction tube hot wall method, is that the crystal growth rate is high. Because of this advantage, it can be used to manufacture high-sensitivity optical sensors that require a certain film thickness, and power devices that require thick, high-quality crystals (particularly power devices that use GaAs as a power source). The HVP E method has been used. The HVPE method is described in Patent Documents 4 and 5 described above.
2. 製造のための装置の説明  2. Description of equipment for manufacturing
本実施の形態において H VP E法を利用して I n A s x S b x化合物半導体を 製造する様子を示す説明図が図 1に示されている。 この図 1には、 HVPE法を 利用して I n A s XS b x化合物半導体を製造する装置の断面図が示されている この図に示すように、 この装置は、 反応容器となる石英反応管 1 0を備えてい る。 石英反応管 1 0は 3つの領域に分けて、 それぞれ以下のように呼ぶ。 まず、 原料部領域 (Material Preparation Zone) 20 aにおいては、 3本のガス導入パ ィプ 3 0 (a〜c) が石英反応管 1 0中に伸長しており、 この 3本のガス導入パ イブ 3 0 (a〜 c) を介してガスが外部から石英反応管 1 0中に導入される。 次 に、 ガス混合領域 （Gas Mixing- Zone) 20 bは、 上記 3本のガス導入パイプ 30 (a〜 c) の吐出口から、 基板 40までの空間であり、 この領域でガスが混合さ れる。 反応領域 （Reaction Zone) 20 cは、 混合されたガスが反応する領域であ る。 I nA s !-xS b x化合物半導体の結晶が成長する基板 40はこの位置に置か れる。 なお、 石英反応管 1 0は、 請求の範囲における反応容器の一例に相当する 。 Explanatory view showing a state in which by using H VP E method for manufacturing a I n A s x S b x compound semiconductor in this embodiment is shown in FIG. Quartz The Figure 1, as shown in this diagram cross-sectional view of an apparatus for manufacturing the I n A s X S b x compound semiconductor by using the HVPE method is shown, the apparatus, comprising a reaction vessel A reaction tube 10 is provided. The quartz reaction tube 10 is divided into three regions, each of which is called as follows. First, in the material preparation zone (Material Preparation Zone) 20a, three gas introduction pipes 30 (a to c) extend into the quartz reaction tube 10, and these three gas introduction Gas is externally introduced into the quartz reaction tube 10 via the eves 30 (ac). Next, the gas mixing zone (Gas Mixing-Zone) 20b is a space from the discharge ports of the three gas introduction pipes 30 (a to c) to the substrate 40, in which gas is mixed. . The reaction zone 20c is a region where the mixed gas reacts. I nA s! -XS b x compound substrate 40 on which the semiconductor crystal is grown is placed in this position. In addition, the quartz reaction tube 10 corresponds to an example of a reaction container in the claims.
また、 図 1に示すように、 各ガスは 3本のガス導入パイプ 3 0 (a〜 c) を介 して、 石英反応管 1 0中に導入され、 ガス混合領域 20 b、 反応領域 20 cを順 に通過して、 最終的に排出口 5 0から排出される。  As shown in FIG. 1, each gas is introduced into the quartz reaction tube 10 through three gas introduction pipes 30 (a to c), and the gas mixture region 20 b and the reaction region 20 c , And finally discharged from the outlet 50.
各領域はヒータで覆われており、 所定の温度に維持されている。 原料部領域 2 0 aの周囲には原料部領域ヒータ 6 0 aが備えられており、 およそ 50 0°C以上 の温度に調整されている。 また、 ガス混合領域 20 bにはガス混合領域ヒータ 6 O bが備えられている。 また、 反応領域 20 cには、 反応領域ヒータ 6 0 cが備 えられており、 およそ 400°C〜 7 00°Cの温度に調整されている。 Each area is covered with a heater and maintained at a predetermined temperature. Raw material section area 2 A raw material section area heater 60a is provided around 0a, and the temperature is adjusted to about 500 ° C or more. The gas mixing area 20b is provided with a gas mixing area heater 6 Ob. The reaction region 20c is provided with a reaction region heater 60c, which is adjusted to a temperature of approximately 400 ° C to 700 ° C.
3. 用いるガスについて  3. About the gas used
石英反応管 1 0には、 3本のガス導入パイプ 3 0 ( a ~ c ) が設けられており 、 それぞれ所定のガスを石英反応管 1 0中に導入する役割を果たしている。  The quartz reaction tube 10 is provided with three gas introduction pipes 30 (a to c), each of which plays a role of introducing a predetermined gas into the quartz reaction tube 10.
まず、 ガス導入パイプ 30 aは、 キャリアガス （Carrier Gas) と トリメチルァ ンチモン （Trimethylantimony： (CHs) a S b ) を石英反応管 1 0中に導入する 。 キャリアガスとしては、 水素ガス H2、 又は、 水素ガス H2 +不活性ガス （ I G ) の混合ガスを用いる。 本実施の形態では、 後者の混合ガスを用いた例を以下説 明する。 もちろんキャリアガスとして用いられる種々のガスを利用してもかまわ ない。 First, the gas introduction pipe 30a introduces a carrier gas (Carrier Gas) and trimethylantimony ((CHs) a Sb) into the quartz reaction tube 10. As the carrier gas, hydrogen gas H 2 or a mixed gas of hydrogen gas H 2 + inert gas (IG) is used. In the present embodiment, an example using the latter mixed gas will be described below. Of course, various gases used as a carrier gas may be used.
ガス導入パイプ 3 O bは、 キャリアガスと塩化水素 （HC 1 ) を石英反応管 1 0中に導入する。 本実施の形態においては、 このガス導入パイプ 30 bの途中、 すなわち、 原料部領域 20 a中の途中に金属インジウム （In Metal) 70を載せ たポート 7 2を配置している。 この位置に金属ィンジゥム Ί 0を配置することに よって、 ガス導入パイプ 30 bの吐出口からは、 塩化ィンジゥム （ I n C 1 ) を 含むガスが吐出される。 このボート 72は、 請求の範囲における金属インジウム を保持する手段の一例に相当する。  The gas introduction pipe 3 Ob introduces a carrier gas and hydrogen chloride (HC 1) into the quartz reaction tube 10. In the present embodiment, a port 72 on which metal indium (In Metal) 70 is placed is arranged in the middle of the gas introduction pipe 30b, that is, in the middle of the raw material section region 20a. By arranging the metal indicator 0 at this position, the gas containing the ink chloride (InC 1) is discharged from the discharge port of the gas introduction pipe 30b. This boat 72 corresponds to an example of a means for holding metal indium in the claims.
ガス導入パイプ 3 0 cは、 キヤリァガスとアルシン (Arsine： A s Hs) を石英 反応管 1 0中に導入する。  The gas introduction pipe 30 c introduces carrier gas and arsine (Arsine: As Hs) into the quartz reaction tube 10.
4. 装置中の反応  4. Reaction in the device
本願発明者は、 I nA S l-xS bxを高速成長するため、 ハイ ドライ ド気相成長 （H VP E) 法における結晶成長の可否及び固相組成 Xの検討を熱力学解析に基づい て行った。 ここで、 Xは、 S bの固相の組成比率である。 なお、 I nA S l- xS b xは、 I nA sと、 I n S bとの混晶であると考えられるので、 この xは、 I nA s i S b 中の I n S bの比率でもある。 In order to grow InA S l -x S b x at a high speed, the inventors of the present application considered the possibility of crystal growth and the solid phase composition X in the hydride vapor phase epitaxy (HVP E) method based on thermodynamic analysis. I went. Here, X is the composition ratio of the solid phase of Sb. Incidentally, I nA S l - x S b x is the I nA s, it is considered to be a mixed crystal of I n S b, where x is the ratio of I n S b in I nA si S b But also.
検討の前提として、 本願発明者は、 I I I族である I nの原料として塩化物の I n C lを探用した。 そして、 V族の A s , S bの原料として、 それぞれ A s H 3 (アルシン） ， （CH3) a S b (トリメチルアンチモン） を用いた。 これらの原 料をキャリアガス （H2と不活性ガス （ I G) の混合ガス） で輸送することにした このような条件の下での、 V族原料の供給比 （A s H3と （CH3) 3S bの供給 分圧比） と、 成長する I n A s 卜 XS b x混晶の固相組成 Xとの関係を、 熱力学解 析に基づき検討したのである。 As a prerequisite for the examination, the present inventor considered that chloride was used as a raw material for group III In. I searched for I n Cl. Then, As H 3 (arsine) and (CH 3 ) a S b (trimethylantimony) were used as the raw materials for As V and S b of the group V, respectively. Under such conditions to be transported by the (mixed gas of between H 2 inert gas (IG)) These raw materials the carrier gas, supply ratio of the group V raw material (A s H 3 (CH and 3) 3 S b supply voltage division ratio), the relationship between the growing I n a s Bok X S b x mixed crystal of the solid phase composition X, it was examined on the basis of the thermodynamic analysis.
まず、 結晶の成長部、 すなわち基板 4 0の位置する部位では、 次の 6種の平衡 反応が存在する （式 （1 ) 一式 （6) ) 。 以下、 示す式中において、 alloyは合金 を意味し、 gはガスすなわち気体を意味する。  First, the following six kinds of equilibrium reactions exist in the crystal growth part, that is, the part where the substrate 40 is located (Equation (1), Equation (6)). In the following formula, alloy means alloy and g means gas, that is, gas.
「数 1」  "Number 1"
【数 1】 [Equation 1]
InCl(g) + -As4(g) + -H2(g) = InAs(alloy)+HCl(g) (1) InCl (g) + -As 4 (g) + -H 2 (g) = InAs (alloy) + HCl (g) (1)
4 2  4 2
InCl(g) + isb4(g) + 1H2 (g) = InSb(alloy) + HCl(g) (2) InCl (g) + isb 4 (g) + 1H 2 (g) = InSb (alloy) + HCl (g) ( 2 )
InCl(g) + 2HCl(g) = InCl 3(g) + H2 (g) (3) InCl (g) + 2HCl (g) = InCl 3 (g) + H 2 (g) (3)
As4(g) = 2As2(g) (4) As 4 (g) = 2As 2 (g) (4)
Sb4(g) = 2Sb2(g) (5) Sb 4 (g) = 2Sb 2 (g) (5)
Sb 2 (g) + 6HCl(g) = 2SbCl 3 (g) + 3H 2 (g) (6) ここで I n C 1， A s 4及び S b 4はそれぞれ原料部における次の反応で生じてい る （式 （7) —式 （9) ) 。 ここで、 原料部とは、 図 1における原料部領域 20 aと同様の意味である。 すなわち、 本実施の形態では、 以下の反応を生じさせる ために原料部領域 20 aを 5 00°C以上に加熱しているのである。 500°C以上 であれば、 A s H3→A s 4、 (CH3) 3S b→S b 4の反応が起こるし、 I n C l も発生するからである。 50 0°C程度の低温であっても、 ガス化されれば、 供給 ガスのレシオには自由度があり設定でき、 実施可能である。 Sb 2 (g) + 6HCl (g) = 2 SbCl 3 (g) + 3H 2 (g) (6) Here, In C 1, As 4 and S b 4 are respectively generated by the following reactions in the raw material part (Equation (7) —Equation (9)). Here, the raw material portion has the same meaning as the raw material portion region 20a in FIG. That is, in the present embodiment, the raw material section region 20a is heated to 500 ° C. or more in order to cause the following reaction. If the temperature is 500 ° C. or higher, the reaction of As H 3 → As 4 , (CH 3 ) 3 Sb → Sb 4 occurs, and In Cl is also generated. Even at a low temperature of about 500 ° C, if gasified, the ratio of supply gas can be set with a certain degree of freedom and can be implemented.
「数 2 J  "Number 2 J
【数 2】 [Equation 2]
In(l) +HCl(g)― InCl(g) + H2(g) In (l) + HCl (g ) - InCl (g) + H 2 (g)
AsH3(g) -→ - As g) + - H2(g) AsH 3 (g)-→-As g) +-H2 (g)
R3Sb(g) +- H2(g) -→ - Sb4(g) + 3RH(g) R3Sb (g) +-H 2 (g)-→-Sb 4 (g) + 3RH (g)
以上の式から成長部 （基板 40の位置する部位） に存在するガス種は I n C 1 , I n C 13 , A s 4 , A s 2 , S b 4 , S b 2, S b C 13， HC 1 , RH, H2, I n e r t g a s ( I G ：不活性ガス） の 1 1種となる。 ここで、 結晶の成長条 件 （成長部における条件） を次のように設定する More growth portion from the equation of the gas species present in (site located in the substrate 40) I n C 1, I n C 13, A s 4, A s 2, S b 4, S b 2, S b C 1 3, HC 1, RH, H 2, I nertgas: a 1 one (IG inert gas). Where the crystal growth strip (Conditions in the growth section) are set as follows
「数 3 J  "Number 3 J
【数 3】 [Equation 3]
成長温度： T 反応管内圧力： ∑ Growth temperature: T Reaction tube pressure: ∑
HI族供給分圧： P°m =P°mCi HI group supply partial pressure: P ° m = P ° m C i
V/Hl比： Ν/ΠΙ= Ρ°νΡ°πι = (P。ASH3 + P°(CH3)3sb )P°mci キャリアガス (H2 + IG)中の水素割合： V / Hl ratio: Ν / ΠΙ = Ρ ° νΡ ° πι = (P.ASH 3 + P ° (CH3) 3 sb) P ° mci Hydrogen ratio in carrier gas (H 2 + IG):
P°H7 +P°IG P ° H 7 + P ° IG
ここで、 成長温度 Tは、 反応領域 20 cにおける温度であり、 本実施の形態では 、 40 0°C〜 700°Cが好ましい温度である。 この範囲でも特に 500°Cが好ま しい温度である。 また、 反応管内圧力∑ P iは、 種々の圧力を採用できるが、 本 実施の形態では 1 a t mを採用している。 また、 本実施の形態では I I I族とし て I nを採用している。 したがって、 本実施の形態における I I I属の分圧 P°, Hは、 I n C 1の分圧 P°I nC1と等しい。 Here, the growth temperature T is a temperature in the reaction region 20c, and in the present embodiment, a preferable temperature is 400 ° C to 700 ° C. In this range, 500 ° C is particularly preferable. Various pressures can be used as the pressure ∑P i in the reaction tube. In this embodiment, 1 atm is used. In the present embodiment, In is adopted as Group III. Therefore, the partial pressure P °, H of group III in the present embodiment is equal to the partial pressure P ° InC1 of InC1 .
なお、 本特許では、 圧力を Pの文字で表す。 特に右肩に oが記されている P。は 、 ガスを入力するときの圧力を意味し、 oが記されていない Pは、 結晶が成長す る基板 40の位置における圧力を意味する。 ある成長条件における各ガス種の平 衡分圧 P iは以下の連立方程式 （式 （1 0) -式 （2 2) ) を解くことにより求 められる。 まず、 （1 ) 一 （6) の反応式より、 以下の式 （1 0) —式 （1 5) 力 ¾カ¾れる。 In this patent, the pressure is represented by the letter P. In particular, P is marked o on the right shoulder. Represents the pressure at the time of inputting the gas, and P without o represents the pressure at the position of the substrate 40 where the crystal grows. The flatness of each gas species under certain growth conditions The equilibrium partial pressure P i can be obtained by solving the following simultaneous equations (Equation (10)-Equation (22)). First, from the reaction equation (1)-(6), the following equation (10) —equation (15) can be obtained.
「数 4J  "Number 4J
【数 4】
Figure imgf000018_0001
[Equation 4]
Figure imgf000018_0001
P As, (13)  P As, (13)
K, =■  K, = ■
P As4 P As 4
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000018_0002
これらの式において、 一 K5はそれぞれ上記反応式 （1 ) 一 （6 ) の平衡定 数 （温度の関数） で、 反応の自由エネルギー厶 G。より求められる。 o; I nAs， a lnSbはそれぞれ I n A s x S b x中の I n A s , I n S bの活量であり、 正則容 体モデルにより次の式 （1 6) 、 式 （1 7) でそれぞれ表される。 In these equations, 1 K 5 is the equilibrium constant (function of temperature) of the above-mentioned reaction formulas (1) and (6), respectively, and the free energy G of the reaction. More required. o; I NAS, respectively al NSB is I n A s x S b in x I n A s, a activity of I n S b, the following equation by regular volume body model (1 6), the formula (1 7) respectively.
「数 5」 【数 5】
Figure imgf000019_0001
"Number 5" [Equation 5]
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0002
ここで、 Ω I nAs- I nSbは I n A s と I n S bの相互作用パラメータで、 DL Pモデ ルより 2 2 5 0 c a 1 /m o 1 と見積もった。 さらに系の束縛条件より、 圧力に 関し、 以下の式 （1 8) が導き出せる。 Here, Ω I nAs - I nSb the interaction parameters I n A s and I n S b, estimated that DL P model Ruyori 2 2 5 0 ca 1 / mo 1. Furthermore, the following equation (18) can be derived for the pressure from the constraints of the system.
「数 6 J  "Number 6 J
【数 6】 [Equation 6]
∑A i =PInCl+IIn¾ +AAs, ^As2 +¾b4 + Sb SbC +PHCl + xRH"rAH2 IG (18) ∑ A i = P InCl + I In¾ + A As, ^ As 2 + ¾b 4 + Sb SbC + P HCl + x RH " rA H 2 IG (18)
また、 結晶の析出の際、 固相に取り込まれる I I I族と V族の原子数は等量であ るので、 この点に関し、 以下の式 （1 9) が導かれる。 In addition, when the crystal is deposited, the number of atoms of the group III and the group V taken into the solid phase is equal, and in this regard, the following equation (19) is derived.
「数 7 J 【数 7】
Figure imgf000020_0001
+ 4Ρ8¾4 +2Ρ8¾2 +Psbcl; (19) "Number 7 J [Equation 7]
Figure imgf000020_0001
+ 4Ρ 8¾4 + 2Ρ 8¾2 + P sbcl; (19)
一方、 固相に取り込まれない塩素、 水素、 I Gの原子数が結晶の成長の前後で不 変であることから、 以下の式 （20) 、 (2 1) が導かれる。 On the other hand, the following formulas (20) and (21) are derived from the fact that the number of atoms of chlorine, hydrogen, and IG that are not incorporated into the solid phase does not change before and after crystal growth.
「数 8」  "Number 8"
【数 8】
Figure imgf000020_0002
[Equation 8]
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000020_0003
Figure imgf000020_0003
ここで Aは系内の塩素の水素と I Gに対する原子数の比である。 最後 P 関する束縛条件より、 以下の式 （22) が導かれる。 Where A is the ratio of the number of atoms of chlorine in the system to hydrogen and IG. Finally, the following condition (22) is derived from the constraints on P.
「数 9」 【数 9】 "Number 9" [Equation 9]
PRH = 3PR3sb (22) P RH = 3P R 3 sb (22)
各ガス種の成長部における平衡分圧を計算した後、 目的とする I n A s b 混晶の固相組成 xを得るために必要な V族原料供給比 Rsbを以下の式 （2 3) を 用いて求めた。 After calculating the equilibrium partial pressure in the growth part of each gas species, the group V material supply ratio R sb required to obtain the desired solid phase composition x of the desired In A sb mixed crystal is calculated by the following equation (2 3) It was determined using.
「数 1 0」  "Number 1 0"
【数 10】
Figure imgf000021_0001
[Equation 10]
Figure imgf000021_0001
なお、 RSbの定義を表す式は以下の式 （24) である, The expression representing the definition of R Sb is the following expression (24),
「数 1 1」 【数 11】 "Number 1 1" [Equation 11]
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0001
さて、 上記式 (2 3) を表したグラフが図 2に示されている。 このグラフは、 反応領域 20 cの温度が 5 00°C、 反応管内部の総圧力∑ P iが 1 a t mであり 、 1 1 1族源の I n C 1のガス分圧が 5. 0 X 1 0— 4 a t mである。 また、 F ( 上記 「数 3」 参照） すなわちキャリアガス中の水素割合は 1である。 図 2のダラ フの縦軸は、 成長した結晶、 すなわち I n A s XS b x混晶の Xの値、 すなわち S bの固相組成比を表す。 また、 横軸は、 原料となる V族ガス中の S bの分圧比 RSbである。 この Rsbは、 S b/ (S b +A s) で表される。 FIG. 2 shows a graph representing the above equation (23). This graph shows that the temperature of the reaction zone 20 c is 500 ° C., the total pressure inside the reaction tube ∑P i is 1 atm, and the gas partial pressure of I n C 1 of the 111 group source is 5.0 X 1 0 - 4, which is a atm. In addition, F (see “Equation 3” above), that is, the hydrogen ratio in the carrier gas is 1. The vertical axis of the cod-off of FIG. 2 represents grown crystal, that is, the value of I n A s X S b x mixed crystal of X, i.e., the solid-phase composition ratio of S b. The horizontal axis is the partial pressure ratio R Sb of Sb in the group V gas as the raw material. This R sb is represented by S b / (S b + A s).
この図 2のグラフから、 通常の I I I—V族混晶の成長で用いられている VZ 1 1 1比= 1. 0の条件では x > 0. 2以上の I n A sい x S b x混晶の成長が極 めて難しいことが理解される。 すなわち、 x〉 0. 2以上とするためには、 原料 となるガス中の S bの比である Rsb (= S b/ (S b +A s ) ) を 0. 8 5力、ら 1. 0 0の極めて狭い数値範囲内で制御しなければならず、 制御が困難となるこ とが予想されるのである。 この VZ I I I比の定義は、 上記 「数 3」 中に示され ている。 From the graph in Fig. 2, it can be seen that under the condition of VZ 11 1 ratio = 1.0 used in the growth of normal group III-V mixed crystals, In> s x x It is understood that the growth of mixed crystals is extremely difficult. In other words, in order to make x> 0.2 or more, R sb (= S b / (S b + A s)), which is the ratio of S b in the raw material gas, is set to 0.85 force, etc. It must be controlled within a very narrow numerical range of 0.00, and it is expected that control will be difficult. The definition of the VZ III ratio is shown in the above “Equation 3”.
一方、 RSbが小さい場合においても V/ I I I比を 1より小さくすることで X の大きな I n A s卜 x S b x混晶が得られることが図 2のグラフに示唆されている そこで、 従来、 I I I一 V族混晶の成長では、 V/ I I I比 = 1. 0の条件が 採用されていたのに対し、 本実施の形態では、 VZ I I I比を 1. 0より小さく することによって、 図 2に示されているグラフのいわゆる 「傾き」 を小さくする ことができる。 このことは、 Rsbの変化に対する Xの変化を大きくならないよう にすることができることを意味する。 その結果、 本実施の形態によれば、 I nA s b x混晶中の S bの比率 Xを容易に制御することが可能となった。 例えばOn the other hand, even if R Sb is small, it is suggested in the graph of FIG. 2 that if the V / III ratio is made smaller than 1, a mixed crystal of InAs x S bx with a large X can be obtained. In the growth of III-V mixed crystals, the condition of V / III ratio = 1.0 In contrast to this, in the present embodiment, the so-called “slope” of the graph shown in FIG. 2 can be reduced by setting the VZIII ratio to be smaller than 1.0. This means that the change in X with respect to the change in R sb can be kept small. As a result, according to the present embodiment, it became possible to easily control the ratio X of Sb in the InA sb x mixed crystal. For example
、 V/ I I I比 = 0. 1の場合には、 図 2に示した例では、 グラフがほぼ直線と なり、 Rsbの変化に対してほぼリニアに （比例して） Xが変化することが理解で きょう。 , V / III ratio = 0.1, the graph shown in Fig. 2 shows that the graph is almost linear, and that X changes almost linearly (proportionally) to the change in R sb. I understand.
このように、 本実施の形態においては、 化合物半導体の製造において、 従来ほ ぼ 1の値であった V/ I I I比を、 1より小さな値とすることで、 製造する化合 物半導体中の組成比率を容易に制御することが可能となった。 具体的には I nA s !-xS b x混晶における組成比率 xの値を自由に制御することができるのである  As described above, in the present embodiment, in the manufacture of a compound semiconductor, the V / III ratio, which has been almost 1 in the past, is set to a value smaller than 1, so that the composition ratio in the compound semiconductor to be manufactured is reduced. Can be easily controlled. Specifically, the value of the composition ratio x in the In n s! -XS b x mixed crystal can be freely controlled.
5. 理論値と実験値 5. Theoretical and experimental values
次に、 図 3には、 理論値と実験値との比較を表すグラフが示されている。 この グラフの縦軸、 横軸は、 図 2のグラフと全く同様であり、 結晶の成長条件も全く 同様である。 この図 3には、 図 2における V/ I I I比 = 1. 0の場合について 、 理論値 （計算値） と、 実験値とを記載されている。 この図中実線が、 理論値を 表し、 暴が実験値を表す。  Next, FIG. 3 shows a graph showing a comparison between the theoretical value and the experimental value. The vertical and horizontal axes of this graph are exactly the same as the graph of FIG. 2, and the crystal growth conditions are also exactly the same. FIG. 3 shows theoretical values (calculated values) and experimental values for the case where the V / I I I ratio = 1.0 in FIG. In this figure, the solid line represents the theoretical value, and the violence represents the experimental value.
次に、 図 4にも、 理論値と実験値との比較を表すグラフが示されている。 この グラフの縦軸は図 2、 図 3と同様に、 成長した結晶、 すなわち I n A s x S b x 混晶の xの値、 すなわち S bの固相組成比を表す。 一方、 横軸は、 V/ I I I比 である。 結晶の成長条件については、 図 2、 図 3と全く同様である。 Next, FIG. 4 also shows a graph showing a comparison between the theoretical value and the experimental value. Vertical axis 2 of the graph, as in FIG. 3, representing grown crystal, that is, the value of I n A s x S b x mixed crystal of x, namely the solid-phase composition ratio of S b. On the other hand, the horizontal axis is the V / III ratio. The crystal growth conditions are exactly the same as in Figs.
この図 4においては、 RSbをパラメータとしてグラフが描かれている。 具体的 には、 Rsbが 0. 4と 0. 7の場合についてグラフが描かれている。 図 4におい て、 実線は RSbが 0. 4の場合の理論値のグラフであり、 書は Rsbが 0. 4の場 合の実験値である。 また、 破線は Rsbが 0. 7の場合の理論値のグラフであり、 〇は Rsbが 0. 7の場合の実験値である。 In FIG. 4, a graph is drawn using R Sb as a parameter. Specifically, graphs are drawn for the cases where R sb is 0.4 and 0.7. 4 Te smell, the solid line is a graph of the theoretical value when R Sb is 0.4, calligraphy is an experimental value cases of R sb is 0.4. The dashed line is a graph of theoretical values when R sb is 0.7, and 〇 is an experimental value when R sb is 0.7.
6. 成長速度 次に、 図 5には、 結晶の成長速度を表すグラフが示されている。 このグラフに おいても、 図 2と同様に、 反応領域 20 cの温度が 5 00°C、 反応管内の総圧力 ∑ P i力 S 1 a t mであり、 I I I族源の I n C 1のガス分圧が 5. 0 X 1 0— 4 a t mである。 また、 F (上記 「数 3」 参照） すなわちキャリアガス中の水素割合 は 1である。 6. Growth rate Next, FIG. 5 shows a graph showing the crystal growth rate. Also in this graph, as in FIG. 2, the temperature of the reaction zone 20c is 500 ° C., the total pressure in the reaction tube is iPi force S 1 atm, and the group III source gas of InC1 partial pressure 5. is 0 X 1 0- 4 atm. In addition, F (see “Equation 3” above), that is, the hydrogen ratio in the carrier gas is 1.
この図 5のグラフの縦軸は、 結晶の成長速度 （ mZh) であり、 横軸は、 入 力する原料のガスの VZ l I I比である。 なお、 Rsbは 0. 7の値に固定してい る。 このグラフに示されているように、 VZ I I I比が小さくなると結晶の成長 速度が下がることが理解される。 図 2のグラフで示したように、 V/ I I I比は 小さい方が、 Rsbの変化に対するアンチモンの組成比 Xの値がリニアに変化する ので Xの値の調整がより容易となるが、 極端に小さい場合には結晶の成長速度が 低下してしまう。 そのため、 V/ I I I比はおよそ 0. 0 5以上の値にすること が好ましい。 The vertical axis of the graph of FIG. 5 is the crystal growth rate (mZh), and the horizontal axis is the VZl II ratio of the input raw material gas. R sb is fixed at 0.7. As shown in this graph, it is understood that the crystal growth rate decreases as the VZ III ratio decreases. As shown in the graph of Fig. 2, the smaller the V / III ratio, the easier it is to adjust the value of X because the value of the antimony composition ratio X changes linearly with the change in R sb , but the extreme If it is too small, the crystal growth rate will decrease. Therefore, the V / III ratio is preferably set to a value of about 0.05 or more.
なお、 図 5の実施例では、 トータルフローレートが 6 00 c cZ分である。 成 長速度は、 以下のような手法で増大させることが可能である。  In the embodiment of FIG. 5, the total flow rate is 600 cZ. The growth rate can be increased by the following methods.
( 1) 石英反応管 1 0に導入する原料の供給分圧比を増加する。  (1) Increase the supply partial pressure ratio of the raw material introduced into the quartz reaction tube 10.
(2) 石英反応管 1 0に供給するガスのトータルフローレートを増加する。 7. 温度  (2) Increase the total flow rate of the gas supplied to the quartz reaction tube 10. 7. Temperature
上述したように本実施の形態では、 反応領域 20 cの温度として 500°Cを採 用している。 この理由を説明するために、 I n A s S b xの平衡状態図を図 6 に示す。 I nA s nS b xは、 （ I nA s ) !-x ( I n S b ) x擬 2元混晶と見な すことができる。 この場合の平衡状態図が図 6に示されており、 縦軸は温度を表 し、 横軸は I nA sい XS b x中の I n S bの組成比すなわち xを表す。 As described above, in the present embodiment, 500 ° C. is adopted as the temperature of the reaction region 20 c. To explain this reason, shows a equilibrium diagram of I n A s S b x in FIG. I nA s nS bx can be regarded as (I nA s)!- X (I nS b) x pseudo-binary mixed crystal. The equilibrium diagram of a case is shown in FIG. 6, the vertical axis to display the temperature, the abscissa represents I nA s have X S b x I n S b of the composition ratio or x in.
この図 6のグラフに示されているように、 温度が 5 00°Cの場合は、 Xがどの 値でも I n A s b xはすべて固体になることが理解できる。 したがって、 温 度を 500°Cにすれば、 どのような組成割合でも結晶が成長できるのである。 し たがって、 本実施の形態では 5 00°Cを採用している。 本実施の形態では、 50 0°Cを採用したが、 およそ 400°C〜 5 00°Cの範囲であれば、 全組成の結晶を 成長させることが可能であるので好ましい。 なお、 本件の特許請求の範囲では、 反応領域 20 cの温度範囲として 400°C 〜 700°Cと規定している。 これは、 図 6に示すように、 組成比が非常に小さい 場合 （約 0. 0 5未満） では、 700°Cの近傍でも結晶が成長するからである。 また、 本実施の形態では、 原料部領域をおよそ 5'00°C以上の温度範囲で加熱 しているが、 これは金属インジウムが I n C 1 となる条件温度を選択したもので ある。 各種条件が異なる場合には、 金属インジウムが I n C 1 となり うる妥当な 温度を設定することが好ましい。 As shown in the graph of FIG. 6, it can be understood that when the temperature is 500 ° C., regardless of the value of X, all InAs sb x become solid. Therefore, if the temperature is set to 500 ° C, crystals can be grown at any composition ratio. Therefore, 500 ° C. is employed in the present embodiment. In the present embodiment, 500 ° C. is employed, but a temperature in the range of about 400 ° C. to 500 ° C. is preferable because crystals of all compositions can be grown. In the claims of the present application, the temperature range of the reaction region 20c is defined as 400 ° C to 700 ° C. This is because, as shown in FIG. 6, when the composition ratio is very small (less than about 0.05), the crystal grows even near 700 ° C. Further, in the present embodiment, the raw material section region is heated in a temperature range of about 5'00 ° C. or higher, but this is a condition temperature at which metal indium becomes In C 1. When various conditions are different, it is preferable to set an appropriate temperature at which the metal indium can become InC1.
8. Rsbの調整、 Vノ I I I比の調整 8. R sb adjustment, V-no III ratio adjustment
本実施の形態では、 VZ l I I比を 1より小さい値に設定すれば、 Rsbの値を 変化させることによって、 1 11八 3 1- 31)：<の （固相組成比） の値を調整する ことができる方法を提案した。 In the present embodiment, by setting the VZ l II ratio in a value smaller than 1, by changing the value of R sb, 1 11 eight 3 1 - 31): <the value of (solid phase composition ratio) He suggested a method that could be adjusted.
ここで、 VZ I I I比や Rsbの値を変化させる具体的な手法としては、 例えば 、 ガス中の金属材料の供給分圧比を変化させることが好ましい。 トリメチルアン チモン （ （CH3) 3S b) の供給分圧、 アルシン （A s H3) の供給分圧を調整す ることによって Rsbを調整することができる。 Here, as a specific method of changing the VZIII ratio or the value of R sb , for example, it is preferable to change the supply partial pressure ratio of the metal material in the gas. R sb can be adjusted by adjusting the supply partial pressure of trimethylantimony ((CH 3 ) 3 S b) and the supply partial pressure of arsine (A s H 3 ).
例えば、 以下のような手順で供給分圧を設定することも好ましい。  For example, it is also preferable to set the supply partial pressure according to the following procedure.
(1) ト一タルフローレートを決定する。  (1) Determine the total flow rate.
(2) 石英反応管 1 0内部の圧力を決定する。  (2) Determine the pressure inside the quartz reaction tube 10.
(3) I I I属金属の原料 （塩化インジウム） の供給分圧 （P°InC1) を決定す る。 図 2に示す例では、 この I I I属金属の供給分圧は 5. 0 X 1 0— 4a t mに 設定している。 (3) Determine the supply partial pressure (P ° InC1 ) of the Group III metal raw material (indium chloride). In the example shown in FIG. 2, the supply partial pressure of the group III metal is set to 5. 0 X 1 0- 4 atm.
(4) V属金属の原科の供給分圧を決定する。 すなわち P°AsH3と P° (CH3) 3 S b との和を決定する。 これによつて、 上で定めた I I I属金属原料の供給分圧との 比、 すなわち、 V/ I I I比が決定される。 (4) Determine the supply partial pressure of the family V metals. That is, the sum of P ° AsH3 and P ° (CH3) 3 Sb is determined. This determines the ratio with the supply partial pressure of the Group III metal raw material determined above, that is, the V / III ratio.
(5) V属金属間の供給分圧比を決定する。 すなわち P°AsH3と P° (CH3) 3Sbと の比を決定する。 これによつて、 Rsbが決定される。 (5) Determine the supply partial pressure ratio between Group V metals. That is, the ratio between P ° AsH3 and P ° ( CH3 ) 3Sb is determined. As a result, R sb is determined.
(6) 原料のキヤリァガス中の H2と不活性ガス I Gの混合比を決定する。(6) and H 2 in Kiyariagasu raw materials to determine the mixing ratio of inert gas IG.
(7) 結晶成長のための温度を決定する。 図 2に示す例では、 この温度は 50 0°Cに設定している。 なお、 各元素の量を調整する手法は、 上で述べた手法以外にも従来から知られ ている各種の手法をそのまま利用することがもちろん可能である。 なお、 トリメ チルアンチモン （CH3) 3 S bは、 トリの 「T」 、 メチルの 「Μ」 を利用して Τ MS bと称する場合もある。 この場合、 上記 P ° (CH3) 3Sbは、 P °TMSbと記載され る。 ' (7) Determine the temperature for crystal growth. In the example shown in FIG. 2, this temperature is set to 500 ° C. It should be noted that, as a method of adjusting the amounts of the respective elements, various conventionally known methods other than the above-described methods can be used as it is. In addition, trimethylantimony (CH 3 ) 3 Sb may be referred to as ΤMSb using the “T” of tri and the “Μ” of methyl. In this case, the above P ° (CH3) 3Sb is described as P ° TMSb . '
9. 各元素の原料  9. Raw materials for each element
各元素の原料は、 上で述べた例以外でも種々の物質が利用可能である。  Various materials other than the examples described above can be used as raw materials for each element.
(1) 例えば、 ヒ素の原料としては、 ビスジメチルァミノアルシンクロライ ド (A s [N (CH.i) 2] zC 1 ) 、 ジェチルァミノアルシンジクロライ ド (A s [ N (C 2H5) 2] C 12) 、 ジェチルアミノジェチルアルシン （ （C2H5) 2A s [(1) For example, as arsenic raw materials, bisdimethylaminoarsine chloride (A s [N (CH.i) 2] zC 1), getylaminoarsine dichloride (A s [N (C 2 H 5) 2] C 1 2), Jefferies chill amino GETS chill arsine ((C 2 H 5) 2 A s [
N (C 2H5) 2] ) 、 ジェチルアルシン ( (C2H5) 2A s H) が挙げられる。 こ れらが図 7に示されている。 N (C 2H5) 2]) , GETS chill arsine ((C 2 H 5) 2A s H) can be mentioned. These are shown in FIG.
また、 例えば、 ヒ素の原料としては、 ジメチルアルシンクロライ ド ( (CH3)Also, for example, as a raw material of arsenic, dimethylarsine chloride ((CH 3 )
2A s C 1 ) 、 第 3ブチルアルシン （T B A) ( t _C4H9A s H2) 、 テトラメ チルジアルシン ( (CH3) 2A s A s (CHa) 2) 、 トリェチルアルシン ( (C 2 A s C 1), tertiary butyl arsine (TBA) (t _C 4 H 9 A s H 2), tetramethylene Chirujiarushin ((CH3) 2 A s A s (CHa) 2), tri E chill arsine ((C
2H5) 3A s ) 、 トリメチルアルシン （CH3) 3A s ) が挙げられる。 これらが図 2 H 5) 3 A s) , trimethyl arsine (CH 3) 3 A s) and the like. These are the figures
8に示されている。 Shown in Figure 8.
また、 例えば、 ヒ素の原料としては、 トリノーマルプロピルアルシン （n— C 3H7) 3A s、 トリフエニルアルシン ( (C 6H5) 3A s ) 、 トリスジメチルアミ ノアルシン (A s [N (CHa) 2] 3) が挙げられる。 これらが図 9に示されてい る。 Also, for example, as a raw material of arsenic, trinormal propyl arsine (n—C 3 H 7 ) 3 A s, triphenyl arsine ((C 6 H 5 ) 3 A s), tris dimethyl amino arsine (A s [N (CHa) 2] 3). These are shown in FIG.
また、 例えば、 ヒ素の原料としては、 トリエトキシアルシン (A s (O C 2 H 5 ) 3) 、 トリイソプロキシアルシン （A s ( i -O- CaHr) 3) 、 トリメ トキシ アルシン （A s (〇CH3) 3) 、 トリ ノーマルブトキシアルシン (A s (n _〇 -C4H9) 3) 、 ヒ酸 （H3A s〇4) 、 臭化ヒ素 （A s B r 3) 、 塩化ヒ素 （A s C 1 3) 、 5酸化 2ヒ素 （A s 2Os) 、 3酸化 2ヒ素 （A s 2〇3) 、 ヒ酸水素 2ナ トリ ウム （N a 2HA s〇4) 、 ヒ酸ナトリ ウム （N a A s〇2) が挙げられる。 こ れらが図 1 0に示されている。 For example, as arsenic raw materials, triethoxyarsine (A s (OC 2 H 5) 3 ), triisoproxyarsine (A s (i-O-CaHr) 3), trimethoxyarsine (A s (〇 CH 3 ) 3), trinormal butoxyarsine (A s (n_〇-C4H9) 3), arsenic acid (H 3 As 〇 4 ), arsenic bromide (A s Br 3 ), arsenic chloride (A s C 1 3), 5 oxide 2 arsenic (A s 2 Os), 3 oxide 2 arsenic (A s 2 〇 3), arsenate hydrogen 2 Na tri um (N a 2 HA S_〇 4), arsenic acid sodium ( N a A s〇 2 ). These are shown in FIG.
(2) 例えば、 アンチモンの原料としては、 ジメチル第 3ブチルアンチモン （ (CHa) 2 ( t一 C4H8) S b ) 、 トリェチルアンチモン （ （C2H5) 3 S b ) トリ— i—プロピルアンチモン （ i一 C3H7) a S b ) 、 ト リメチルアンチモン （ CHs) a S b ) 、 トリメチルアンチモンジブロマイ ド （ （CH3) a S b B r 2) トリスジメチルァミノアンチモン (S b [N (CHs) 2] 3) が挙げられる。 これ らが図 1 1に示されている。 (2) For example, as a raw material of antimony, dimethyl tertiary butyl antimony ( (CHa) 2 (t one C 4 H 8) S b) , tri E chill antimony ((C 2 H 5) 3 S b) tri - i-propyl antimony (i one C 3 H 7) a S b ), bets trimethyl antimony (CHs) a S b), trimethyl antimony dipropyl My de ((CH 3) a S b B r 2) tris dimethyl § Mino antimony (S b [N (CHs) 2] 3) and the like. These are shown in FIG.
また、 例えば、 アンチモンの原料としては、 トリエトキシアンチモン （S b ( O C 2H5) 3) 、 トリイソプロポキシアンチモン (S b ( i -0- C sH7) 3) トリノーマルブトキシアンチモン （S b (n -O-C4H9) 3) 、 トリノーマルプ 口ポキシアンチモン (S b (n -0- C 3 H 7) 3) 5塩化アンチモン (S b C l 5) 5フッ化アンチモン （S b F5) が挙げられる。 これらが図 1 2に示されて いる。 Further, for example, as a raw material for antimony, triethoxy antimony (S b (OC 2 H 5 ) 3), tri-isopropoxy antimony (S b (i -0- C sH 7) 3) tri normal butoxy antimony (S b (n -O-C4H9) 3) , tri normal flop port Po carboxymethyl antimony (S b (n -0- C 3 H 7) 3) 5 antimony chloride (S b C l 5) 5 antimony pentafluoride (S b F 5 ). These are shown in FIG.
また、 例えば、 アンチモンの原料としては、 3塩化アンチモン （S b C l s) 3臭化アンチモン （S b B r 3) 3フッ化アンチモン （ S b F 3) 3ヨウ化ァ ンチモン （S b I 3) 5酸化 2アンチモン （S b 2〇5) 3酸化 2アンチモン （ S b 2〇3) が挙げられる。 これらが図 1 3に示されている。 Further, for example, as a raw material for antimony, 3 antimony chloride (S b C ls) 3 antimony bromide (S b B r 3) 3 antimony trifluoride (S b F 3) 3 iodide Kaa Nchimon (S b I 3 ) 5 antimony trioxide - (S b 2 〇 5) antimony trioxide (S b 2 〇 3) and the like. These are shown in FIG.
1 0. まとめ  1 0. Summary
以上述べたように、 本実施の形態によればピーク性を有する （peaky) 赤外線発 光素子、 赤外線受光素子の材料となる I n A s XS b x結晶を効率的に製造する ことが可能となった。 Above as mentioned, it can be manufactured according to this embodiment has a peak of (Peaky) infrared light - emitting element, the I n A s X S b x crystal as a material of the infrared receiving elements efficiently It became.
そして、 このようにして製造した I n A s b xを用いて赤外線発光素子 ' 赤外線受光素子を作成すれば、 所望の波長を動作波長とする赤外線発光素子 ·赤 外線受光素子が得られる。 Then, by creating an infrared light-emitting element 'infrared receiving component using the I n A sb x produced in this way, the infrared light-emitting element-infrared light receiving element to the operating wavelength of the desired wavelength is obtained.
1 1. 応用例  1 1. Application examples
なお、 本実施の形態では、 I n A s x S b 化合物半導体の製造を説明したが 1 1 I属の金属と、 V属の第 1の金属と、 V属の第 2の金属と、 からなる化合 物半導体であれば、 上記 I n A s卜 x S b xと同様の物理的化学的性質を有するの で、 本質的に同様の手法で製造することが可能である。 In the present embodiment, and I n A s x S b compound semiconductor has been described the preparation of 1 1 I metals of the first metal of group V, a second metal group V, from if compound semiconductor formed, than having physical and chemical properties similar to the above I n a s Bok x S b x, may be produced in essentially the same manner.
まとめ （効果）  Summary (effect)
以上、 述べたように、 本発明によれば、 V属金属と I I I属金属の化合物半導 体を効率的に製造可能な化合物半導体の製造方法が得られる。 特に、 本発明にお いては、 各金属の組成比を調整することができるため、 所望の組成比の化合物半 導体を製造することができる。 ' As described above, according to the present invention, a compound semiconductor of a Group V metal and a Group III metal A method for producing a compound semiconductor capable of efficiently producing a body is obtained. In particular, in the present invention, since the composition ratio of each metal can be adjusted, a compound semiconductor having a desired composition ratio can be manufactured. '
また、 本発明によれば、 化合物半導体である I n A s X S b xを効率よく製造 可能な製造方法及び製造装置が得られる。 特に、 上記組成比 Xを所望の値に調整 することができる製造方法及び製造装置が得られる。 Further, according to the present invention, efficient production can manufacturing method and a manufacturing apparatus can be obtained which is a compound semiconductor I n A s X S b x . In particular, a manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of adjusting the composition ratio X to a desired value are obtained.
さらに、 製造した化合物半導体を用いて赤外線発光素子や赤外線受光素子を作 成すれば、 所望の波長を動作波長とする赤外線発光素子 ·赤外線受光素子が得ら れる。  Furthermore, if an infrared light emitting element or an infrared light receiving element is made using the manufactured compound semiconductor, an infrared light emitting element / infrared light receiving element having a desired wavelength as an operating wavelength can be obtained.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1. I I I族の金属原料を含むガスと、 V族の第 1の金属原料を含むガスと、 V 族の第 2の金属原料を含むガスと、 を反応容器中に導入し、 前記反応容器中で I I I 一 V族化合物半導体を結晶成長させる化合物半導体の製造方法におい て、  1. A gas containing a Group III metal source, a gas containing a Group V first metal source, and a gas containing a Group V second metal source are introduced into a reaction vessel. In a method of manufacturing a compound semiconductor in which a group III-V compound semiconductor is crystal-grown in
前記反応容器中に導入される全ガス中の I I I属の金属原料の分圧と、 前記全 ガス中の V属の第 1及び第 2の金属原料の分圧の和との比である VZ I I I比 力 s、 1未満の値であることを特徴とする化合物半導体の製造方法。  VZ III is the ratio of the partial pressure of the Group III metal source in the total gas introduced into the reaction vessel to the sum of the partial pressures of the Group V first and second metal sources in the total gas. A method for producing a compound semiconductor, wherein the specific s is less than 1.
2. 請求の範囲第 1項記載の化合物半導体の製造方法において、  2. The method for producing a compound semiconductor according to claim 1,
V属の前記第 1の金属原料の分圧 P 1 と、 V属の前記第 2の金属原料分圧 P 2と、 から求められる P lZ (P 1 +P 2) の値を調整することによって、 製造される化合物半導体の結晶中の V属の前記第 1の金属と V属の前記第 2 の金属との組成比を調整することを特徴とする化合物半導体の製造方法。 By adjusting the value of PlZ (P1 + P2) obtained from the partial pressure P1 of the first metal raw material belonging to Group V and the partial pressure P2 of the second metal raw material belonging to Group V, A method for producing a compound semiconductor, comprising: adjusting a composition ratio of the first metal belonging to Group V and the second metal belonging to Group V in a crystal of the compound semiconductor to be produced.
3. 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の化合物半導体の製造方法において、 3. The method for producing a compound semiconductor according to claim 1 or 2,
前記 V/ I I I比が、 0. 0 5以上の値であることを特徴とする化合物半導 体の製造方法。  A method for producing a compound semiconductor, wherein the V / III ratio is not less than 0.05.
4. 請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれかに記載の化合物半導体の製造方法に おいて、  4. In the method for producing a compound semiconductor according to any one of claims 1 to 3,
V族の前記第 1の金属はアンチモン S bであり、 V族の前記第 2の金属は、 ヒ素 A sであり、 前記 I I I属の金属は、 インジウム I nであり、 I nA s l S b xの結晶を成長させることを特徴とする化合物半導体の製造方法。 The first metal of Group V is antimony S b, the second metal of Group V is arsenic As, the metal of Group III is indium In, InA sl S b x A method for producing a compound semiconductor, comprising: growing a crystal of a compound semiconductor.
5. 請求の範囲第 4項記載の化合物半導体の製造方法において、 5. The method for producing a compound semiconductor according to claim 4, wherein
前記アンチモンを含むガスとして、 トリメチルアンチモン (CHa) 3 S bを 含むガスを用い、 As the gas containing antimony, a gas containing trimethylantimony (CHa) 3 Sb is used,
前記ヒ素を含むガスとして、 アルシン A s H 3を含むガスを用い、 As the gas containing arsenic, a gas containing arsine A s H 3 is used,
前記ィンジゥムを含むガスとして、 塩化ィンジゥム I n C 1 を含むガスを用 いることを特徴とする化合物半導体の製造方法。  A method for producing a compound semiconductor, wherein a gas containing indium chloride InC1 is used as the gas containing indium.
6. 請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれかに記載の化合物半導体の製造方法に おいて、 前記反応容器は、 その中に導入されるガスを加熱する原料部領域と、 前記加 熱後のガスを混合する混合領域と、 前記混合後のガスを用いて結晶を成長さ せる反応領域と、 の 3種の領域を少なくとも含むことを特徴とする化合物半 導体の製造方法。 6. The method for producing a compound semiconductor according to any one of claims 1 to 5, A source region for heating a gas introduced therein, a mixing region for mixing the heated gas, and a reaction region for growing a crystal using the mixed gas; A method for producing a compound semiconductor, comprising at least the following three regions.
請求の範囲第 6項記載の化合物半導体の製造方法において、 The method for producing a compound semiconductor according to claim 6, wherein
前記反応容器中の前記原料部領域は 5 0 0 °C以上の範囲で加熱され、 前記反 応領域は、 4 0 0 °Cから 7 0 0 °Cの範囲で加熱されていることを特徴とする 化合物半導体の製造方法。 The raw material part region in the reaction vessel is heated at a temperature of 500 ° C. or more, and the reaction region is heated at a temperature of 400 ° C. to 700 ° C. A method for manufacturing a compound semiconductor.
請求の範囲第 6項又は第 7項記載の化合物半導体の製造方法において、 前記塩化ィンジゥムを、 前記原料部領域に配置された金属インジウムに塩化 水素ガス H C 1を反応させることによって生成し、 この生成した塩化ィンジ ゥムをィンジゥムを含むガスとして用いる化合物半導体製造方法。 The method for producing a compound semiconductor according to claim 6 or 7, wherein the indium chloride is produced by reacting hydrogen chloride gas HC1 with metal indium disposed in the raw material section region, A method for producing a compound semiconductor, comprising using the obtained zinc chloride as a gas containing the zinc chloride.
請求の範囲第 1項乃至第 8項のいずれかに記載の化合物半導体の製造方法で 製造された I n A s ト X S b x結晶を用いた赤外線発光素子又は赤外線受光素 子。Compound semiconductor infrared light emitting device or an infrared light receiving element with I n A s preparative X S b x crystals manufactured by the manufacturing method according to any one of claims paragraphs 1 through 8, wherein.
. インジウム I nの原料を含むガスと、 アンチモン S bの原料を含むガスと 、 ヒ素 A sの原料を含むガスと、 を反応容器中に導入し、 前記反応容器中で I n A s i - x S b x化合物半導体を結晶成長させる化合物半導体の製造装置に おいて、 A gas containing a raw material of indium In, a gas containing a raw material of antimony Sb, and a gas containing a raw material of arsenic As are introduced into a reaction vessel. S b x compound semiconductor to Oite apparatus for producing a compound semiconductor crystal is grown,
前記反応容器は、 その中に導入されるガスを加熱する原料部領域と、 前記加 熱後のガスを混合する混合領域と、 前記混合後のガスを用いて結晶を成長さ せる反応領域と、 の 3種の領域を少なくとも含むことを特徴とする化合物半 導体の製造装置。A source region for heating a gas introduced therein, a mixing region for mixing the heated gas, and a reaction region for growing a crystal using the mixed gas; An apparatus for producing a compound semiconductor, comprising at least the following three regions.
. 請求の範囲第 1 ◦項記載の化合物半導体の製造装置において、 In the apparatus for manufacturing a compound semiconductor according to claim 1,
前記アンチモンを含むガスとして、 トリメチルアンチモン （C H 3 ) 3 S bを 含むガスを用い、 As the gas containing antimony, a gas containing trimethylantimony (CH 3 ) 3 Sb is used,
前記ヒ素を含むガスとして、 アルシン A s H 3を含むガスを用い、 As the gas containing arsenic, a gas containing arsine A s H 3 is used,
前記ィンジゥムを含むガスとして、 塩化ィンジゥム I n C 1を含むガスを用 いることを特徴とする化合物半導体の製造装置。 An apparatus for manufacturing a compound semiconductor, wherein a gas containing indium chloride InC1 is used as the gas containing indium.
. 請求の範囲第 1 0項又は第 1 1項記載の化合物製造装置において、 前記反応容器中の前記原料部領域を 5 0 0 °C以上の範囲で加熱する原料部領 域ヒータ手段と、 The compound manufacturing apparatus according to claim 10 or 11, wherein the raw material section area in the reaction vessel is heated at a temperature of 500 ° C or more, and a raw material section area heater means,
前記反応領域を、 4 0 0 °Cから 7 0 0 °Cの範囲で加熱する反応領域ヒータ手 段と、 A reaction zone heater means for heating the reaction zone in a range of 400 ° C. to 700 ° C.,
を含むことを特徴とする化合物半導体の製造装置。An apparatus for manufacturing a compound semiconductor, comprising:
. 請求の範囲第 1 1項又は第 1 2項に記載の化合物半導体の製造装置におい て、 In the apparatus for manufacturing a compound semiconductor according to claim 11 or 12,
前記原料部領域には、 金属ィンジゥムを保持する手段が設けられており、 前記金属ィンジゥムに塩化水素 H C 1を反応させることによって前記塩化ィ ンジゥムが生成し、 この生成した塩化ィンジゥムをィンジゥムを含むガスと して用いる化合物半導体製造装置。 The raw material section area is provided with a means for holding a metal alloy, and the hydrogen chloride HC1 is caused to react with the metal alloy, thereby generating the aluminum chloride. Compound semiconductor manufacturing equipment used as
. 請求の範囲第 1 0項乃至第 1 3項のいずれかに記載の化合物半導体の製造 装置で製造された I n A s X S b x結晶を用いた赤外線発光素子又は赤外線 受光素子。 . Infrared light emitting device or an infrared light-receiving element using an I n A s X S b x crystals compound prepared semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 0 term to the first three terms.
PCT/JP2003/015479 2002-12-19 2003-12-03 Process for producing compound semiconductor, apparatus therefor, infrared emitting element and infrared receiving element WO2004057655A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003289141A AU2003289141A1 (en) 2002-12-19 2003-12-03 Process for producing compound semiconductor, apparatus therefor, infrared emitting element and infrared receiving element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002368333A JP4331936B2 (en) 2002-12-19 2002-12-19 Compound semiconductor manufacturing method and compound semiconductor manufacturing apparatus
JP2002-368333 2002-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004057655A1 true WO2004057655A1 (en) 2004-07-08

Family

ID=32677114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/015479 WO2004057655A1 (en) 2002-12-19 2003-12-03 Process for producing compound semiconductor, apparatus therefor, infrared emitting element and infrared receiving element

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4331936B2 (en)
AU (1) AU2003289141A1 (en)
WO (1) WO2004057655A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7560736B2 (en) * 2005-08-15 2009-07-14 General Electric Company Mid-infrared resonant cavity light emitting diodes
JP4961820B2 (en) * 2006-04-26 2012-06-27 住友電気工業株式会社 Method for producing compound semiconductor
JP2012080010A (en) * 2010-10-05 2012-04-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Epitaxial wafer, semiconductor element, and method of manufacturing them
JP6132746B2 (en) * 2013-11-05 2017-05-24 浜松ホトニクス株式会社 Infrared detector

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001036137A (en) * 1999-07-22 2001-02-09 Mitsubishi Chemicals Corp Epitaxial wafer and light emitting diode

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001036137A (en) * 1999-07-22 2001-02-09 Mitsubishi Chemicals Corp Epitaxial wafer and light emitting diode

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AKAZAKI Y: "Advanced electronics series I-1 III-V-zoku kagobutsu handotai", 30 September 1998, BAIFUKAN CO LTD, pages: 183 - 190, XP002981569 *
AKAZAKI Y: "Advanced electronics series I-1 III-V-zoku kagobutsu handotai", 30 September 1998, BAIFUKAN CO LTD, pages: 43 - 64, XP002981568 *
GONG X Y ET AL: "Room-temperature mid-infrared light-emitting diodes from liquid-phase epitaxial InAs/InAs0.89Sb0.11/InAs0.80P0.12Sb0.08 heterostructures", JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 39, no. 9A, September 2000 (2000-09-01), pages 5039 - 5043, XP000977144 *
KIM J D ET AL: "Long-wavelength InAsSb photoconductors operated at near room temperatures (200-300K)", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 68, no. 1, January 1996 (1996-01-01), pages 99 - 101, XP000548803 *
KIZHAYEV S S ET AL: "High-power mid-infrared light emitting diodes growth by MOVPE", IEEE PROCEEDINGS OPTOELECTRONICS, vol. 149, no. 1, February 2002 (2002-02-01), pages 36 - 39, XP002981570 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003289141A1 (en) 2004-07-14
JP2004200480A (en) 2004-07-15
JP4331936B2 (en) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Singh et al. Organotellurium precursors for metal organic chemical vapour deposition (MOCVD) of mercury cadmium telluride (MCT)
Marchand et al. Molecular precursor approach to metal oxide and pnictide thin films
Barron MOCVD of group III chalcogenides
JPS6134929A (en) Growing device of semiconductor device
US8876973B2 (en) Film of n type (100) oriented single crystal diamond semiconductor doped with phosphorous atoms, and a method of producing the same
JPH0350834B2 (en)
EP0200766B1 (en) Method of growing crystalline layers by vapour phase epitaxy
Oda et al. Hydrogen radical assisted chemical vapor deposition of ZnSe
Mochalov et al. Synthesis of gallium oxide via interaction of gallium with iodide pentoxide in plasma
Schulte et al. Growth of AlGaAs, AlInP, and AlGaInP by hydride vapor phase epitaxy
KR100999799B1 (en) Zinc oxide nano wire and Method for manufacturing the same
WO2004057655A1 (en) Process for producing compound semiconductor, apparatus therefor, infrared emitting element and infrared receiving element
Xu et al. Non-conventional routes to SiGe: P/Si (100) materials and devices based on-SiH3 and-GeH3 derivatives of phosphorus: synthesis, electrical performance and optical behavior
Sritharan et al. The MOCVD growth of ZnSe using Me2Zn, H2Se and SeEt2
Sritharan et al. MOCVD growth of ZnSe films using diethylselenide
Ema et al. Homo-and hetero-epitaxial growth of β-gallium oxide via GaCl3-O2-N2 system
US6808743B2 (en) Growth of ZnO film using single source CVD
US7026228B1 (en) Methods of fabricating devices and semiconductor layers comprising cadmium mercury telluride, mercury telluride, and cadmium telluride
JP3932017B2 (en) Method for producing iron silicide crystal
JP2686859B2 (en) Method for growing crystal of n-type II-VI compound semiconductor
Johnston Jr et al. Liquid and Vapor Phase Growth of III‐V Materials for Photonic Devices
Tassev et al. Iodine vapor phase growth of GaN: dependence of epitaxial growth rate on process parameters
JPH07118457B2 (en) Metal-organic vapor phase epitaxy growth method of II-VI semiconductor materials
Pernot et al. Photo‐assisted chemical vapor deposition of gallium sulfide thin films
Dhanasekaran Growth of semiconductor single crystals from vapor phase

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase