JPH01280323A - 気相エピタキシャル成長装置 - Google Patents
気相エピタキシャル成長装置Info
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- JPH01280323A JPH01280323A JP11095088A JP11095088A JPH01280323A JP H01280323 A JPH01280323 A JP H01280323A JP 11095088 A JP11095088 A JP 11095088A JP 11095088 A JP11095088 A JP 11095088A JP H01280323 A JPH01280323 A JP H01280323A
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- Japan
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- epitaxial growth
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- reaction tube
- substrate
- reaction
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
気相エピタキシャル成長装置に関し、
反応管内に導入される複数の分解温度の異なるエピタキ
シャル成長用ガスが、基板上で確実に分解して組成変動
、および結晶欠陥の無い良好なエピタキシャル層が得ら
れるのを目的とし、基板を保持して加熱するサセプタを
反応管内に設置し、該反応管内に分解温度の異なる複数
種のエピタキシャル成長用ガスを導入して前記サセプタ
の加熱によってエピタキシャル成長用ガスを分解し、ガ
スの分解成分を基板に付着させる装置に於いて、 前記反応管内に前記複数種のエピタキシャル成長用ガス
を導入するとともに、前記分解温度の最も高いエピタキ
シャル成長ガスに光を照射して分解する光照射手段を設
けて構成する。
シャル成長用ガスが、基板上で確実に分解して組成変動
、および結晶欠陥の無い良好なエピタキシャル層が得ら
れるのを目的とし、基板を保持して加熱するサセプタを
反応管内に設置し、該反応管内に分解温度の異なる複数
種のエピタキシャル成長用ガスを導入して前記サセプタ
の加熱によってエピタキシャル成長用ガスを分解し、ガ
スの分解成分を基板に付着させる装置に於いて、 前記反応管内に前記複数種のエピタキシャル成長用ガス
を導入するとともに、前記分解温度の最も高いエピタキ
シャル成長ガスに光を照射して分解する光照射手段を設
けて構成する。
本発明は気相エピタキシャル成長装置に係り、特に分解
温度の異なる複数の種類のエピタキシャル成長用ガスを
反応管に導入しても基板上で確実に分解でき、組成変動
および結晶欠陥の生じないエピタキシャル層が形成でき
る気相エピタキシャル成長装置に関する。
温度の異なる複数の種類のエピタキシャル成長用ガスを
反応管に導入しても基板上で確実に分解でき、組成変動
および結晶欠陥の生じないエピタキシャル層が形成でき
る気相エピタキシャル成長装置に関する。
赤外線検知素子の材料として水銀・カドミウム・テルル
(Hg+−xCdx Te)の化合物半導体結晶が用い
られており、このような結晶を3層状態でかつ大面積で
得るために反応管内に設置されたカドミウムテルル(C
dTe)のような化合物半導体基板上に水銀を担持せる
キャリアガス、ジメチルカドミウム、ジエチルテルルの
ような有機金属化合物ガスを導入し、該有機金属化合物
ガスの分解によって基+屋上に水i艮・カドミウム・テ
ルルシャル層を形成する有機金属化学1着法(MOCV
D法:Metal Organic Chemical
Vapor Deposition)と称する気相エ
ピタキシャル成長方法が用いられている。
(Hg+−xCdx Te)の化合物半導体結晶が用い
られており、このような結晶を3層状態でかつ大面積で
得るために反応管内に設置されたカドミウムテルル(C
dTe)のような化合物半導体基板上に水銀を担持せる
キャリアガス、ジメチルカドミウム、ジエチルテルルの
ような有機金属化合物ガスを導入し、該有機金属化合物
ガスの分解によって基+屋上に水i艮・カドミウム・テ
ルルシャル層を形成する有機金属化学1着法(MOCV
D法:Metal Organic Chemical
Vapor Deposition)と称する気相エ
ピタキシャル成長方法が用いられている。
従来の気相エピタキシャル成長装置は第4図に示すよう
に、石英より成る反応管1内にグラファイトよりなるサ
セプタ2を設置し、該サセプタ2上にエピタキシャル成
長用のカドミウムテルル(CdTe)の基板3を設置す
る。この反応管1内を所定の真空度になる迄排気した後
、ガス導入管4より導入され、仕切り板5と反応管1の
内壁で仕切られた領域5Aを通過する水素ガスに担持さ
れた水銀ガス、ガス導入管6より導入され、仕切り板7
と仕切り板5との領域7Aを通過する水素ガスに担持さ
れたジエチルテルル( (CzHs) zTe )ガス
、ガス導入管8より導入され、仕切り板7と反応管lの
内壁との領域8八を通過する水素ガスに担持されたジメ
チルカドミウム( (CH3) ZCd )ガス等のエ
ピタキシャル成長用ガスを反応管1内に導入する。
に、石英より成る反応管1内にグラファイトよりなるサ
セプタ2を設置し、該サセプタ2上にエピタキシャル成
長用のカドミウムテルル(CdTe)の基板3を設置す
る。この反応管1内を所定の真空度になる迄排気した後
、ガス導入管4より導入され、仕切り板5と反応管1の
内壁で仕切られた領域5Aを通過する水素ガスに担持さ
れた水銀ガス、ガス導入管6より導入され、仕切り板7
と仕切り板5との領域7Aを通過する水素ガスに担持さ
れたジエチルテルル( (CzHs) zTe )ガス
、ガス導入管8より導入され、仕切り板7と反応管lの
内壁との領域8八を通過する水素ガスに担持されたジメ
チルカドミウム( (CH3) ZCd )ガス等のエ
ピタキシャル成長用ガスを反応管1内に導入する。
更に反応管1の周囲に設けた高周波誘導コイル9に高周
波電力を印加することでサセプタ2を加熱するとともに
、該反応管1の基板3上に設けた光入射窓10より紫外
線ランプ11からの紫外線を照射し、基板3を約200
°C〜250 ’C程度の温度に加熱し、基板3上に導
入されてきたエピタキシャル成長用ガスを分解して基板
上にHg+□Cdx Teのエピタキシャル層を成長し
ている。
波電力を印加することでサセプタ2を加熱するとともに
、該反応管1の基板3上に設けた光入射窓10より紫外
線ランプ11からの紫外線を照射し、基板3を約200
°C〜250 ’C程度の温度に加熱し、基板3上に導
入されてきたエピタキシャル成長用ガスを分解して基板
上にHg+□Cdx Teのエピタキシャル層を成長し
ている。
このような光照射型の気相エピタキシャル成長装置は紫
外線の光エネルギーによってエピタキシャル成長ガスの
分解反応を促進するため、光照射をしない場合に比べて
低温でエピタキシャル成長ができるため、成長されたエ
ピタキシャル層の基板への再拡散といった現象が除去で
きる。
外線の光エネルギーによってエピタキシャル成長ガスの
分解反応を促進するため、光照射をしない場合に比べて
低温でエピタキシャル成長ができるため、成長されたエ
ピタキシャル層の基板への再拡散といった現象が除去で
きる。
ここでジエチルテルルを担持したエピタキシャル成長用
ガスを仕切り板5.7の間の領域を通過させ、反応管の
中央に導入しているのは、この領域で最も反応管内の温
度が高くなり、その高温領域の反応管内に最も分解温度
の高い上記ジエチルテルルガスを導入するためである。
ガスを仕切り板5.7の間の領域を通過させ、反応管の
中央に導入しているのは、この領域で最も反応管内の温
度が高くなり、その高温領域の反応管内に最も分解温度
の高い上記ジエチルテルルガスを導入するためである。
ところで上記した水銀、ジメチルカドミウム、ジエチル
テルルの三種類のエピタキシャル成長用ガスを反応管内
に導入すると、サセプタ2上で、上記ジエチルテルルは
第(1)式に示す光化学反応を生しる。
テルルの三種類のエピタキシャル成長用ガスを反応管内
に導入すると、サセプタ2上で、上記ジエチルテルルは
第(1)式に示す光化学反応を生しる。
((C2H4 )zTe) +HzR2CzHi, +
Te・・−・・・−・(1)またジメチルカドミウムは
第(2)式に示す光化学反応を生じる。
Te・・−・・・−・(1)またジメチルカドミウムは
第(2)式に示す光化学反応を生じる。
R口
((CH3)2Cd) +H,→2CH.+Cd・・・
・・・(2)また水銀は第(3)式に示すような光化学
反応を生じ、活性化した水銀となる。
・・・(2)また水銀は第(3)式に示すような光化学
反応を生じ、活性化した水銀となる。
H8 シー Hg・・・・・・・・・・・・(3)上記
した(IL (2)、 (3)式の分解反応に於いて、
その反応が80%進行する温度は、第(1)式で420
°C、第(2)式で280°C、第(3)式で300°
C以下の温度である。
した(IL (2)、 (3)式の分解反応に於いて、
その反応が80%進行する温度は、第(1)式で420
°C、第(2)式で280°C、第(3)式で300°
C以下の温度である。
ここで従来の装置に於いては、最も分解温度の高いエピ
タキシャル成長ガスの分解温度になるように、紫外線を
照射しながら反応管内に導入されたエピタキシャル成長
ガスを分解していた。
タキシャル成長ガスの分解温度になるように、紫外線を
照射しながら反応管内に導入されたエピタキシャル成長
ガスを分解していた。
然し、このような高分解温度ガスの分解温度に合致する
ようにサセプタを加熱すると反応管内のガス中で低分解
温度のエピタキシャル成長ガス、即ち、水銀あるいはジ
メチルカドミウムガスの分解が過度に進行し、そのため
エピタキシャル成長ガスの気相中でエピタキシャル成長
ガスの分解が生じ、水根・カドミウム・テルルの微粉末
結晶が形成され、その微粉末結晶が基板上に直接降りか
かるようになって基板上にその微粉末を結晶核としてエ
ピタキシャル層が成長し、該エピタキシャル層に突起物
が生じて平坦なエピタキシャル層が得られない。
ようにサセプタを加熱すると反応管内のガス中で低分解
温度のエピタキシャル成長ガス、即ち、水銀あるいはジ
メチルカドミウムガスの分解が過度に進行し、そのため
エピタキシャル成長ガスの気相中でエピタキシャル成長
ガスの分解が生じ、水根・カドミウム・テルルの微粉末
結晶が形成され、その微粉末結晶が基板上に直接降りか
かるようになって基板上にその微粉末を結晶核としてエ
ピタキシャル層が成長し、該エピタキシャル層に突起物
が生じて平坦なエピタキシャル層が得られない。
本発明は上記した反応管内のガス中で、低温で分解する
エピタキシャル成長ガスが過度に分解しないようにし、
水銀・カドミウム・テルルの微粉末の結晶が形成されな
いようにし、基板上に上記微粉末結晶が付着しないよう
にして平坦なエピタキシャル層が得られるようにした気
相エピタキシャル成長装置の提供を目的とする。
エピタキシャル成長ガスが過度に分解しないようにし、
水銀・カドミウム・テルルの微粉末の結晶が形成されな
いようにし、基板上に上記微粉末結晶が付着しないよう
にして平坦なエピタキシャル層が得られるようにした気
相エピタキシャル成長装置の提供を目的とする。
上記目的を達成する本発明の気相エピタキシャル成長装
置は、第1図に示すように基板3を保持して加熱するサ
セプタ2を反応管1内に設置し、該反応管内に分解温度
の異なる複数種のエピタキシャル成長用ガスを導入して
前記サセプタの加熱によってエピタキシャル成長用ガス
を分解し、ガスの分解成分を基板に付着させる装置に於
いて、前記反応管1内に前記複数種のエピタキシャル成
長用ガスを導入するとともに、前記分解温度の最も高い
エピタキシャル成長ガスに光を照射して分解する光照射
手段21を設けて構成する。
置は、第1図に示すように基板3を保持して加熱するサ
セプタ2を反応管1内に設置し、該反応管内に分解温度
の異なる複数種のエピタキシャル成長用ガスを導入して
前記サセプタの加熱によってエピタキシャル成長用ガス
を分解し、ガスの分解成分を基板に付着させる装置に於
いて、前記反応管1内に前記複数種のエピタキシャル成
長用ガスを導入するとともに、前記分解温度の最も高い
エピタキシャル成長ガスに光を照射して分解する光照射
手段21を設けて構成する。
上記したエピタキシャル成長用ガスのうちで、最も分解
温度の高いジエチルテルルのみに紫外線を照射すること
で、ジエチルテルル自体の分解温度を300°C程度に
降下させる。
温度の高いジエチルテルルのみに紫外線を照射すること
で、ジエチルテルル自体の分解温度を300°C程度に
降下させる。
上記のエピタキシャル成長用ガスを400°Cの温度で
加熱すると、ガス中での気相反応と基板表面での表面反
応が生じる。加熱温度が高い程気相反応が進行する割合
が大きくなる。これに対して基板表面反応は加熱温度が
低くても反応が生じ、加熱温度の上昇に伴って反応の進
行が増加する割合はガス中での気相反応に比べて少ない
。
加熱すると、ガス中での気相反応と基板表面での表面反
応が生じる。加熱温度が高い程気相反応が進行する割合
が大きくなる。これに対して基板表面反応は加熱温度が
低くても反応が生じ、加熱温度の上昇に伴って反応の進
行が増加する割合はガス中での気相反応に比べて少ない
。
従って紫外線照射により、ジエチルテルルのみの反応温
度を降下させ、全てのエピタキシャル成長ガスを300
°Cの温度で反応させると、ガス中での気相反応は進行
する割合は小さく、基板表面での表面反応が進行する割
合が太き(なる。つまり気相中でのエピタキシャル成長
用ガス同志の反応はあまり生じず、基板表面での表面反
応の進行の割合が大となる。
度を降下させ、全てのエピタキシャル成長ガスを300
°Cの温度で反応させると、ガス中での気相反応は進行
する割合は小さく、基板表面での表面反応が進行する割
合が太き(なる。つまり気相中でのエピタキシャル成長
用ガス同志の反応はあまり生じず、基板表面での表面反
応の進行の割合が大となる。
そのため、水銀・カドミウム・テルルの微粉末結晶はガ
ス中で形成されず、上記微粉末が基板上に降りかかるこ
となく、基板上で始めて上記したエピタキシャル成長ガ
スの分解反応が生じて基板トに平坦なエピタキシャル層
が得られる。
ス中で形成されず、上記微粉末が基板上に降りかかるこ
となく、基板上で始めて上記したエピタキシャル成長ガ
スの分解反応が生じて基板トに平坦なエピタキシャル層
が得られる。
以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明の装置の位置実施例を示す断面図で、第
2図は第1図のT−1’線に沿った断面図である。
2図は第1図のT−1’線に沿った断面図である。
図示するように本発明の装置は、反応ガスの流れが層流
と成りやすい断面が長方形の角型の反応管1内に矢印A
に示すエピタキシャル成長ガスの流れの方向に沿って平
板状の石英よりなる仕切り板5,7を設け、仕切り板5
の下部でガスの流れの方向に沿って、高温度分解ガスの
ジメチルカドミウムに光を照射して分解反応を促進する
ためのプリズムのような光照射手段21を設ける。
と成りやすい断面が長方形の角型の反応管1内に矢印A
に示すエピタキシャル成長ガスの流れの方向に沿って平
板状の石英よりなる仕切り板5,7を設け、仕切り板5
の下部でガスの流れの方向に沿って、高温度分解ガスの
ジメチルカドミウムに光を照射して分解反応を促進する
ためのプリズムのような光照射手段21を設ける。
一方反応管1内にCdTeの基板3を設置したグラファ
イト製のサセプタ2を挿入する。
イト製のサセプタ2を挿入する。
また反応管1の周囲には高周波誘導コイル9を設置する
。また前記プリズム21略こ対向して集光レンズ22を
設け、該レンズに対向して紫外線ランプ23を設ける。
。また前記プリズム21略こ対向して集光レンズ22を
設け、該レンズに対向して紫外線ランプ23を設ける。
この装置のサセプタ2上にCdTe基板3を設置し、反
応管1内を真空に排気した後、反応管1に連なるガス導
入管4より水銀を担持した水素ガスを、ガズ導入管6よ
りジエチルテルルガスを担持した水素ガスを、ガス導入
管8よりジメチルカドミウムを担持した水素ガスをそれ
ぞれ反応管1内に導入する。
応管1内を真空に排気した後、反応管1に連なるガス導
入管4より水銀を担持した水素ガスを、ガズ導入管6よ
りジエチルテルルガスを担持した水素ガスを、ガス導入
管8よりジメチルカドミウムを担持した水素ガスをそれ
ぞれ反応管1内に導入する。
この状態で紫外線ランプ23を照射するとともに、コイ
ル9に高周波電力を印加する。
ル9に高周波電力を印加する。
するとガス導入管6より導入されたジエチルテルルガス
は、第3回に示すプリズム21で全反射して導かれた紫
外線によって光化学反応を起こしかけ、その反応を開始
したガスと、ガス導入管4より導入され、仕切り板5と
反応管1との間を通過した水銀を担持した水素ガス、お
よびガス導入管8より導入され仕切り板7と反応管1の
間を通過したジメチルカドミウムを担持した水素ガスは
基板上で300°C程度の低温で反応を開始するため、
反応管1のガス中(気相中)で反応を生じないため、基
板の表面には水銀・カドミウム・テルルの微粉末結晶が
降りかかるような現象がなくなり、基板上に平坦なエピ
タキシャル層が得られる効果がある。
は、第3回に示すプリズム21で全反射して導かれた紫
外線によって光化学反応を起こしかけ、その反応を開始
したガスと、ガス導入管4より導入され、仕切り板5と
反応管1との間を通過した水銀を担持した水素ガス、お
よびガス導入管8より導入され仕切り板7と反応管1の
間を通過したジメチルカドミウムを担持した水素ガスは
基板上で300°C程度の低温で反応を開始するため、
反応管1のガス中(気相中)で反応を生じないため、基
板の表面には水銀・カドミウム・テルルの微粉末結晶が
降りかかるような現象がなくなり、基板上に平坦なエピ
タキシャル層が得られる効果がある。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、エピタ
キシャル成長用ガスが、ガス中(気相中)で殆ど分解反
応を起こさなくなり、水銀・カドミウム・テルルの微粉
末結晶を発生する現象が殆ど無くなるため、基板上に高
品質な平坦なエピタキシャル層が得られる効果がある。
キシャル成長用ガスが、ガス中(気相中)で殆ど分解反
応を起こさなくなり、水銀・カドミウム・テルルの微粉
末結晶を発生する現象が殆ど無くなるため、基板上に高
品質な平坦なエピタキシャル層が得られる効果がある。
第1図は本発明の装置の断面図、
第2図は第1図の1−1′線に沿った断面図、第3図は
本発明の装置の要部の説明図、第4図は従来の装置の断
面図である。 図において、 1は反応管、2はサセプタ、3はCdTe基板、4゜6
.8はガス導入管、5,7は仕切り板、7Aはガス通過
領域、9はコイル、21は光照射手段(プリズム)、2
2は集光レンズ、23は紫外線ランプを示す。 本発明め装置4跋而図 第1図 才r M 、、IL−1’線、−坩−7:故向図第2図 濠亮朝1資1もh健明口 第3図 従車/lメ!、#企口 第4図
本発明の装置の要部の説明図、第4図は従来の装置の断
面図である。 図において、 1は反応管、2はサセプタ、3はCdTe基板、4゜6
.8はガス導入管、5,7は仕切り板、7Aはガス通過
領域、9はコイル、21は光照射手段(プリズム)、2
2は集光レンズ、23は紫外線ランプを示す。 本発明め装置4跋而図 第1図 才r M 、、IL−1’線、−坩−7:故向図第2図 濠亮朝1資1もh健明口 第3図 従車/lメ!、#企口 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板(3)を保持して加熱するサセプタ(2)を反応
管(1)内に設置し、該反応管(1)内に分解温度の異
なる複数種のエピタキシャル成長用ガスを導入して前記
サセプタ(2)の加熱によってエピタキシャル成長用ガ
スを分解し、ガスの分解成分を基板(3)に付着させる
装置に於いて、 前記反応管(1)内に前記複数種のエピタキシャル成長
用ガスを導入するとともに、前記分解温度の最も高いエ
ピタキシャル成長ガスに光を照射して分解する光照射手
段(21)を設けたことを特徴とする気相エピタキシャ
ル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11095088A JPH01280323A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 気相エピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11095088A JPH01280323A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 気相エピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01280323A true JPH01280323A (ja) | 1989-11-10 |
Family
ID=14548651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11095088A Pending JPH01280323A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 気相エピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01280323A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05234912A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| JPH05234914A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | エピタキシャル結晶成長装置用励起セル装置 |
| JPH05234908A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | エピタキシャル結晶成長装置用励起セル装置 |
| JPH05234913A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| JPH05234911A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| JPH05234910A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| CN115928202A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-04-07 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 外延生长装置及设备 |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP11095088A patent/JPH01280323A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05234912A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| JPH05234914A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | エピタキシャル結晶成長装置用励起セル装置 |
| JPH05234908A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | エピタキシャル結晶成長装置用励起セル装置 |
| JPH05234913A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| JPH05234911A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| JPH05234910A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nippon Steel Corp | 有機金属化学気相成長装置 |
| CN115928202A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-04-07 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 外延生长装置及设备 |
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