JPH0222199A - 気相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
気相エピタキシャル成長方法Info
- Publication number
- JPH0222199A JPH0222199A JP63173242A JP17324288A JPH0222199A JP H0222199 A JPH0222199 A JP H0222199A JP 63173242 A JP63173242 A JP 63173242A JP 17324288 A JP17324288 A JP 17324288A JP H0222199 A JPH0222199 A JP H0222199A
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- JP
- Japan
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- growth
- vapor phase
- furnace
- base plate
- epitaxial growth
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、化合物半導体の気相エピタキシャル成長方法
に関する。
に関する。
従来、化合物半導体の気相エピタキシャル成長方法とし
て、クロライドＶ Ｐ Ｅ （Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓ
ｅＥｐｉｔａｘｙ ） 、ハイドライドＶＰＥ、 ＭＯ
（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃ ） ＶＰＥなどがある。
て、クロライドＶ Ｐ Ｅ （Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓ
ｅＥｐｉｔａｘｙ ） 、ハイドライドＶＰＥ、 ＭＯ
（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃ ） ＶＰＥなどがある。
第３図は従来例を説明するためのｎ−ＩｎＰ結晶中の不
純物濃度と結晶の深さの関係を示す相関図である。上述
した方法により半導体基板上にホモあるいはへテロのエ
ピタキシャル層を堆積する場合、第３図に示すように、
石英反応管やガスソース、メタルソースからのシリコン
不純物が基板−エピタキシャルの界面に集まり、不純物
濃度のピークを示する傾向がある。
純物濃度と結晶の深さの関係を示す相関図である。上述
した方法により半導体基板上にホモあるいはへテロのエ
ピタキシャル層を堆積する場合、第３図に示すように、
石英反応管やガスソース、メタルソースからのシリコン
不純物が基板−エピタキシャルの界面に集まり、不純物
濃度のピークを示する傾向がある。
上述した従来の気相エピタキシャル成長方法では、上述
した界面への不純物の堆積を、高温での気相エツチング
により除去し、その後、エピタキシャル成長へ進むのが
一般的である。しかし、エツチングプロセスは、高温に
しなければ基板表面の鏡面性を保持できないばかりでな
く、基板に含まれている不純物がエピタキシャル層に取
り込まれてしまう欠点がある。
した界面への不純物の堆積を、高温での気相エツチング
により除去し、その後、エピタキシャル成長へ進むのが
一般的である。しかし、エツチングプロセスは、高温に
しなければ基板表面の鏡面性を保持できないばかりでな
く、基板に含まれている不純物がエピタキシャル層に取
り込まれてしまう欠点がある。
本発明の目的は、シリコン不純物の基板＝エピタキシャ
ル界面の不純物のピークを消滅させ、高温での気相エツ
チングが不要な気相エピタキシャル成長方法を提供する
ことにある。
ル界面の不純物のピークを消滅させ、高温での気相エツ
チングが不要な気相エピタキシャル成長方法を提供する
ことにある。
本発明の気相エピタキシャル成長方法は、化合物半導体
の気相エピタキシャル成長法において、反応管内の昇温
工程中エピタキシャル成長を開始する直前まセ雰囲気ガ
ス中に酸素を添加することにより構成される。
の気相エピタキシャル成長法において、反応管内の昇温
工程中エピタキシャル成長を開始する直前まセ雰囲気ガ
ス中に酸素を添加することにより構成される。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。本実施例では、ｎ−ＩｎＰ層の成長について説明する
。
。本実施例では、ｎ−ＩｎＰ層の成長について説明する
。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の方法の実施例を説明す
るためのｎ−ＩｎＰ結晶中の不純物濃度と結晶の深さの
関係を示す相関図、第２図は本発明の方法を実現するた
めのハイ下ライト気相成長装置の断面図である。二成長
室反応管１には、ホスフィン、ドーパントを供給するＶ
族管７と水素、塩化水素を供給するキャリヤー導入管８
が接続され、二成長室反応管１内にＩｎソース４とＧａ
ソース５がそれぞれ設置されている。Ｆｅドープの半絶
縁性ＩｎＰ基板２は、昇温工程ではＢ炉に位置し、Ｉｎ
Ｐの成長を開始°する時点でＡ炉の位置まで回転により
移動する。Ｂ炉の雰囲気ガスは、昇温前は水素のみ、昇
温中は水素とＩｎＰ基板２の熱劣化防止用のホスフィン
、成長中は水素のみ、降温時はエピタキシャル成長済Ｉ
ｎＰ基板２の熱劣化防止用ホスフィンと水素、熱劣化の
心配がない温度まで下がればホスフィンは止められる。
るためのｎ−ＩｎＰ結晶中の不純物濃度と結晶の深さの
関係を示す相関図、第２図は本発明の方法を実現するた
めのハイ下ライト気相成長装置の断面図である。二成長
室反応管１には、ホスフィン、ドーパントを供給するＶ
族管７と水素、塩化水素を供給するキャリヤー導入管８
が接続され、二成長室反応管１内にＩｎソース４とＧａ
ソース５がそれぞれ設置されている。Ｆｅドープの半絶
縁性ＩｎＰ基板２は、昇温工程ではＢ炉に位置し、Ｉｎ
Ｐの成長を開始°する時点でＡ炉の位置まで回転により
移動する。Ｂ炉の雰囲気ガスは、昇温前は水素のみ、昇
温中は水素とＩｎＰ基板２の熱劣化防止用のホスフィン
、成長中は水素のみ、降温時はエピタキシャル成長済Ｉ
ｎＰ基板２の熱劣化防止用ホスフィンと水素、熱劣化の
心配がない温度まで下がればホスフィンは止められる。
Ａ炉の雰囲気ガスは、成長開始数分前から水素、ホスフ
ィン及び塩化水素を導入して定常的な雰囲気を作り、Ｂ
炉からの基板２の回転移動、すなわち成長開始にそなえ
る。ＩｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰ等の三元系、や四元
系の場合は、上述した説明とは逆に、昇温中の基板待機
にはＡ炉を用い、成長にＢ炉を用いることになる。
ィン及び塩化水素を導入して定常的な雰囲気を作り、Ｂ
炉からの基板２の回転移動、すなわち成長開始にそなえ
る。ＩｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰ等の三元系、や四元
系の場合は、上述した説明とは逆に、昇温中の基板待機
にはＡ炉を用い、成長にＢ炉を用いることになる。
以上説明した装置により、まず、Ｂ炉の雰囲気ガスに昇
温中は水素とＩｎＰ基板２の熱劣化防止用のホスフィン
のみという従来通りのガスを用いて、Ｆｅドープ半絶縁
性ＩｎＰ基板２上に成長したエピタキシャル層の深さ方
向不純物濃度分布を測定した結果が第１図（ｃ）に示し
である。同図により明らかなように、表面からの深さが
基板−エピタキシャル界面と思われる位置に不純物濃度
のピークが発生している。このピークの高さや幅は成長
毎に変動する。ピークを形成する元素はシリコンである
ことは、ＳＩＭＳ分析により同定されている。次に、昇
温中のＢ炉の雰囲気ガスに酸素を３ｐｐｍ添加した時の
基板２上に成長したエピタキシャル層の深さ方向不純物
濃度分布を測定した結果を第１図（ａ）に示す、同図か
ら明らかなように、第１図（ｃ）のようなピークは完全
に消滅している。更に、酸素をｉｐｐｍ添加した時の結
果を第１図（ｂ）に示す、この場合、３ｐｐｍ添加した
時に比べ完全にはピークが消滅していないが、酸素無添
加の場合よりも、明らかにピークの減少が見られる０以
上の結果より、昇温中のＢ炉の雰囲気ガスに酸素を添加
することにより、基板−エピタキシャル界面位置に表れ
る不純物濃度のピークを制御できることがわかる０次に
、エピタキシャル成長中の雰囲気ガス、すなわち、Ａ炉
の雰囲気ガス中に酸素を３ｐｐｍ添加した結果を第１図
（ｄ）に示す、これから明らかなように、エピタキシャ
ル層全体の不純物濃度は下がっているが、基板−エピタ
キシャル界面のピークには影響しない、この結果より、
ピークの消滅は、基板２の表面に吸着しているシリコン
が、酸素により、Ｓ １−Ｏｘという不活性な形態なる
ためと考えることができる。
温中は水素とＩｎＰ基板２の熱劣化防止用のホスフィン
のみという従来通りのガスを用いて、Ｆｅドープ半絶縁
性ＩｎＰ基板２上に成長したエピタキシャル層の深さ方
向不純物濃度分布を測定した結果が第１図（ｃ）に示し
である。同図により明らかなように、表面からの深さが
基板−エピタキシャル界面と思われる位置に不純物濃度
のピークが発生している。このピークの高さや幅は成長
毎に変動する。ピークを形成する元素はシリコンである
ことは、ＳＩＭＳ分析により同定されている。次に、昇
温中のＢ炉の雰囲気ガスに酸素を３ｐｐｍ添加した時の
基板２上に成長したエピタキシャル層の深さ方向不純物
濃度分布を測定した結果を第１図（ａ）に示す、同図か
ら明らかなように、第１図（ｃ）のようなピークは完全
に消滅している。更に、酸素をｉｐｐｍ添加した時の結
果を第１図（ｂ）に示す、この場合、３ｐｐｍ添加した
時に比べ完全にはピークが消滅していないが、酸素無添
加の場合よりも、明らかにピークの減少が見られる０以
上の結果より、昇温中のＢ炉の雰囲気ガスに酸素を添加
することにより、基板−エピタキシャル界面位置に表れ
る不純物濃度のピークを制御できることがわかる０次に
、エピタキシャル成長中の雰囲気ガス、すなわち、Ａ炉
の雰囲気ガス中に酸素を３ｐｐｍ添加した結果を第１図
（ｄ）に示す、これから明らかなように、エピタキシャ
ル層全体の不純物濃度は下がっているが、基板−エピタ
キシャル界面のピークには影響しない、この結果より、
ピークの消滅は、基板２の表面に吸着しているシリコン
が、酸素により、Ｓ １−Ｏｘという不活性な形態なる
ためと考えることができる。
以上、ｎ−ＩｎＰ層の成長について説明したが、本発明
は、Ｉ ｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰ等を成長する場合
でも同様な効果を有するばかりでなく、クロライドＶＰ
ＥやＭＯＶＰＥについても同様な効果を得られる。
は、Ｉ ｎＧａＡｓやＩｎＧａＡｓＰ等を成長する場合
でも同様な効果を有するばかりでなく、クロライドＶＰ
ＥやＭＯＶＰＥについても同様な効果を得られる。
以上説明したように、本発明は、エピタキシャル成長反
応管内の昇温工程中に、成長を開始する直前まで雰囲気
ガス中に微量の酸素を添加することにより、シリコン不
純物の基板−エピタキシャル界面の不純物のピークを消
滅させ、高温での気相エツチングを不要にすることがで
きるという効果がある。
応管内の昇温工程中に、成長を開始する直前まで雰囲気
ガス中に微量の酸素を添加することにより、シリコン不
純物の基板−エピタキシャル界面の不純物のピークを消
滅させ、高温での気相エツチングを不要にすることがで
きるという効果がある。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の方法の実施例を説明す
るためのｎ−ＩｎＰ結晶中の不純物濃度と結晶の深さの
関係を示す相関図、第２図は本発明を実現するためのハ
イドライド気相成長装置の断面図、第３図は従来例を説
明するためのｎ−ＩｎＰ結晶中の不純物濃度と結晶の深
さの関係を示す相関図である。 １・・・二成長室成長管、２・・・Ｉｎ基板、３・・・
ホルダー、４・・・Ｉｎソース、５・・・Ｇａソース、
６・・・Ｉｎソース、７・・・Ｖ族管、８・・・キャリ
ヤー導入管。 表面かＳの濯之（Ａ丸） （Ｑ） 基面〆・らの５７さびり 第 図 表面力・Ｓの濯ぎ（Ａｆｆ＝） 表面からの源屓ス
ｍ）（凡）（ｂ） 銅１ 〜ヤリャ４ Ｘｖ 第２図
るためのｎ−ＩｎＰ結晶中の不純物濃度と結晶の深さの
関係を示す相関図、第２図は本発明を実現するためのハ
イドライド気相成長装置の断面図、第３図は従来例を説
明するためのｎ−ＩｎＰ結晶中の不純物濃度と結晶の深
さの関係を示す相関図である。 １・・・二成長室成長管、２・・・Ｉｎ基板、３・・・
ホルダー、４・・・Ｉｎソース、５・・・Ｇａソース、
６・・・Ｉｎソース、７・・・Ｖ族管、８・・・キャリ
ヤー導入管。 表面かＳの濯之（Ａ丸） （Ｑ） 基面〆・らの５７さびり 第 図 表面力・Ｓの濯ぎ（Ａｆｆ＝） 表面からの源屓ス
ｍ）（凡）（ｂ） 銅１ 〜ヤリャ４ Ｘｖ 第２図
Claims (1)
- 化合物半導体の気相エピタキシャル成長法において、反
応管内の昇温工程中エピタキシャル成長を開始する直前
まで雰囲気ガス中に酸素を添加することを特徴とする気
相エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173242A JP2661155B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 気相エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173242A JP2661155B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 気相エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222199A true JPH0222199A (ja) | 1990-01-25 |
| JP2661155B2 JP2661155B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=15956794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63173242A Expired - Lifetime JP2661155B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 気相エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661155B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110777432A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 赛奥科思有限公司 | 氮化物晶体 |
| CN110777433A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 赛奥科思有限公司 | 氮化物晶体 |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63173242A patent/JP2661155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110777432A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 赛奥科思有限公司 | 氮化物晶体 |
| CN110777433A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 赛奥科思有限公司 | 氮化物晶体 |
| CN110777432B (zh) * | 2018-07-30 | 2023-09-29 | 住友化学株式会社 | 氮化物晶体 |
| CN110777433B (zh) * | 2018-07-30 | 2023-09-29 | 住友化学株式会社 | 氮化物晶体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2661155B2 (ja) | 1997-10-08 |
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