JPH02235348A - 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

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JPH02235348A
JPH02235348A JP5674789A JP5674789A JPH02235348A JP H02235348 A JPH02235348 A JP H02235348A JP 5674789 A JP5674789 A JP 5674789A JP 5674789 A JP5674789 A JP 5674789A JP H02235348 A JPH02235348 A JP H02235348A
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JP
Japan
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gas
substrate
epitaxial growth
gases
susceptor
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JP5674789A
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English (en)
Inventor
Kenji Maruyama
研二 丸山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02235348A publication Critical patent/JPH02235348A/ja
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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。

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、 組成の均一なエピタキシャル層を得る装置の提供を目的
とし、 エピタキシャル成長用基板を設置したサセプタを反応容
器内に設置し、前記反応容器内に導入された複数種のエ
ピタキシャル成長用ガスを加熱分解して基板上にエピタ
キシャル層を成長する装置であって、 前記複数種のエピタキシャル成長用ガスがエピタキシャ
ル成長用基板に到達する直前までに相互に混合しないよ
うなガス混合防止手段を設けるとともに、前記基板を前
記複数種のガス流に当たるように斜め方向に、かつ回転
可能に設置したことで構成する。
r産業上の利用分野〕 本発明は気相エピタキシャル成長装置に関する。
赤外線検知素子形成材料としてエネルギーバン・ドギャ
ップの狭い水銀・カドミウム・テルル(Hg?−x C
d. Te)よりなる化合物半導体結晶が用いられてい
る。
このようなRg+−x Cdx Teの結晶をエピタキ
シャル成長する際、カドミウムテルル(CdTe)のよ
うなエピタキシャル成長用基板を設置したサセプタを反
応管内に設置し、該基板上に水銀(}Ig)とジメチル
カドミウム(Cd(Cllz)z) 、ジエチルテルル
〔Te(C!■s)■〕のような分解温度のそれぞれ異
なるエピタキシャル成長用ガスを、キャリアガスの水素
ガスと共に反応管内に導入し、基板を設置したセサプタ
を加熱することで反応管内に導入されたエピタキシャル
成長用ガスを分解し、基板上にug−x Cd. Te
の結晶をエピタキシャル成長している。
このような方法をM O C V D (Metal 
Organic Chesical Vapor De
position;有機金属化学気相成長方法)と称し
ている. 〔従来の技術〕 従来のこのようなエピタキシャル成長装置について第7
図を用いて説明する。
図示するように反応容器l内に、CdTeよりなるエピ
タキシャル成長用基板2を載置したグラファイトよりな
るサセプタ3を設置し、該反応容器1のガス導入口4よ
りキャリアガスの水素ガスと共に、水銀蒸発器5を通過
して前記キャリアガスに担持された水銀ガス、ジメチル
カドミウム蒸発器6を通過して前記キャリアガスに担持
されたジメチルカドミウムガス、ジエチルテルル蒸発器
7を通過して前記キャリアガスに担持されたジエチルテ
ルルガスよりなるエピタキシャル成長用ガスを、前記反
応容器1内に導入する。そして前記反応容器1の周囲に
設けた高周波誘導コイル8に高周波電力を通電してサセ
プタ3を加熱し、その上の基板2を加熱し、反応容器1
内に導入された上記エピタキシャル成長用ガスを基板上
で熱分解して、基板上にHg+−x Cdx Teのエ
ピタキシャル層を形成している. 〔発明が解決しようとする課題〕 このようなエピタキシャル成長装置を用いてCdTeよ
りなる基板2上にHg+−,1 cctX Teの結晶
を気相エピタキシャル成長する際、上記水銀は既に単体
元素の状態であり、ジメチルカドミウムが分解してCd
原子が形成される分解温度は約260゜Cであり、また
ジエチルテルルが分解してTe原子が形成される分解温
度は約380″Cであるので、通常は基板2の温度は前
記ジエチルテルルの分解温度に近接した約400゜Cの
温度に保つようにしている。
ところで基板2を上記400゜Cに加熱するために、サ
セプタ3は400゜C以上の温度に加熱しており、この
サセプタ3の加熱によって、該サセプタのガス導入側の
反応容器1内の温度は上昇しており、この反応容器内の
温度上昇によって分解温度の低いジメチルカドミウムガ
スが、基板2に到達する以前に分解する恐れがある。
この分解したCd原子と単体元素の形で反応容器内に導
入されたHg原子とが反応し、前記水銀ガスおよびジメ
チルカドミウムガスが基板上に到達する以前にカドミウ
ムアマルガムが生成される。そして゛エピタキシャル成
長用ガスとしてのHgガス中のHg原子、或いはジメチ
ルカドミウムガス中のCd原子が一部消費されたエピタ
キシャル成長用ガスが基板上に到達するようになり、こ
のようなエピタキシャル成長用ガスを用いてエピタキシ
ャル成長すると、所定の組成のHj1−,lCdXTe
のエピタキシャル層が得られない問題がある。
本発明は上記した問題点を解決し、エピタキシャル成長
用ガスが、基板に到達する以前に相互に混合して反応し
ない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。
〔課題を解決するための手段〕
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図の原理図に示すように、複数種のエピタキ
シャル成長用ガスがエピタキシャル成長用基板2に到達
する直前までに相互に混合しないようなガス混合防止千
段l1を設けるとともに、該複数種のガスの混合領域で
、前記基板2を前記複数種のガス流に当たるように斜め
方向に、かつ回転可能に設置したことを特徴としている
〔作 用〕
本発明の気相エピタキシャル成長装置は、反応容器の断
面に、該反応容器内に導入されるエピタキシャル成長用
ガスの種類に対応して、ガスの移動方向に沿って反応容
器のガス導入口より基板の近傍に到る迄、仕切り板を設
けてそれぞれ別個のガスの通路を設け、その各々のガス
の通路内に成分の異なった複数種のガスを別個に導入し
、これらのガスが基板に到達する迄に相互に混合して反
応しないようにすることで、所定の成分が所定の濃度で
混合されたエピタキシャル成長用ガスが基板上に供給さ
れる。そして基板をこれら複数種のエピタキシャル成長
用ガスのガス流が当たるように斜め方向に設置し、かつ
基板を回転することでこれら供給されたガスで基板の所
定領域に微小な厚さで形成された結晶同士が互いに相互
拡散して組成の安定したエピタキシャル層が得られる。
〔実 施 例〕
以下、図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明す
る。
第2図は本発明の気相エピタキシャル成長装置の第1実
施例の正面図、第3図は前記第2図の側面図である。
第1実施例の気相エピタキシャル成長装置は、反応管容
器1の断面に、矢印Aに示すガスの移動方向に沿って石
英製の仕切り板11を設ける。この仕切り板11は該反
応容器lのガス導入口12よりエピタキシャル成長用基
板2の近傍に到るまで設け、またエピタキシャル成長用
基板2を設置する円板状のサセプタ3は、正面より見て
水平方向より手前の方向に傾けるようにして設置し、矢
印Aに示すガスの移動方向に対して所定の角度を持つよ
うに傾斜させ、かつ回転可能にする。
このように仕切り板11で仕切られた反応容器1の上部
側にはキャリアガスとしての水素ガス、該水素ガスに担
持されたジメチルカドミウムガス、ジエチルテルルガス
が導入され、仕切り板l1で仕切られた反応容器lの下
部側には、キャリアガスとしての水素ガス、水素ガスに
担持された水銀ガス、ジエチルテルルガスを導入する。
そして基板2を載置せるサセプタ3を410゜Cの温度
に加熱する。するとジメチルカドミウムの分解温度は約
260″Cで、ジエチルテルルの分解温度は約380゜
Cであり、仕.切り板11の上部のガス通路13Aに流
れるジエチルテルルは基板2に到達する迄殆ど分解しな
い。そのため、仮にジメチルカドミウムが分解してCd
原子が発生してもジエチルテルルは分解していないので
、ジエチルテルルのTe原子と反応することはなく、仕
切り板11の上部側のガス通路13Aに流れるジメチル
カドミウムガスとジエチルテルルガスは、相互に反応す
ることは無く基板上に搬送される。
また仕切り板11の下部側のガス通路13Bを流れる水
銀とジエチルテルルガスは、ジエチルテルルガスが基板
上に到達するまでは反応管内の温度は380゜C以下で
あるので分解せず、従って両者のガスは相互に反応する
ことは無《、基板上に搬送される. このようにしてエピタキシャル成長用基板2表面の上部
側には、仕切り板11の上部側のエピタキシャル成長ガ
スであるジメチルカドミウムとジエチルテルルの分解ガ
スによってCdTeの結晶が形成される。また基板2表
面の下部側に、仕切り板11の下部側のエピタキシャル
成長用ガスであるジエチルテルルの分解ガスと水銀によ
ってIlgTeの結晶が形成される。そしてこれらの結
晶が、例えば数人の微小な厚さに形成される結晶成長速
度よりも早い回転速度で基板を回転すると、前記形成さ
れたCdTeとHgTeが相互拡散して}Igl−.t
Cd. Toのエピタキシャル層が得られる. また、本実施例の他の実施例として第4図より第6図迄
に示すように、反応容器1の底部1^より高さの異なる
ガス導入口21A,21Bと、該ガス導入口21A,2
1Bに対応するガス排出口22A.22Bを複数個設け
、この各々のガス導入口21A,21Bとガス排出口2
2A , 22Bで形成されたガス通路13A,13B
のそれぞれに別個のエピタキシャル成長用ガスを流すよ
うにする. このような反応容器内に於けるガスの流れの状態を第6
図に示す。ガス通路13A. 13B.を流れる複数種
のエピタキシャル成長ガスの流れは、反応容器l内の基
板2の設置領域近傍で立体交差するようにする.そして
基板2はエピタキシャル成長用ガスが立体交差する領域
で、複数種の異なったエピタキシャル成長ガスの各々に
接触するように、各々のガス流に対して所定の角度を持
つように傾斜させる. このような装置に於いてガス導入口21Bより水素ガス
に担持されたジエチルテルルガス、およびジメチルカド
ミウムガスをガス通路13Bに流し、ガス導入口2l^
より水素ガスに担持された水銀、およびジメチルテルル
ガスをガス通路13Aに導入するようにしても第1実施
例と同様な効果が得られる. また本実施例では第4図に示すように、ガス通路l3^
とガス通路13Bとが相互に角度θを直角として直交す
るように立体交差させたが、このガス通路13Aとガス
通路13Bとは直交せずに、θを所定の角度として、立
体交差させるようにしても良い。
また第1実施例で仕切り板を2枚設けて、ガス流を3層
構造に流す方法を採っても良いし、更に第2実施例でガ
ス流を3層構造にして、この3層構造のガス流が互いに
基板の設置領域近傍で立体交差する方法を採っても良い
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によれば、基板上
に複数種のエピタキシャル成長用ガスが相互に混合しな
い状態で到達するので、基板上に所定の成分のエピタキ
シャル成長ガスが供給されるため、組成および腰厚の安
定したエピタキシャル層が得られる効果がある. 第5図は第4図のTV−IV ”線に沿った断面図、第
6図は第2実施例に於けるガスの流れを示す模式図、 第7図は従来の気相エピタキシャル成長装置の説明図で
ある。
図において、 lは反応容器、1Aは反応容器の底部、2はエピタキシ
ャル成長用基板、3はサセプタ、l1は仕切り板、12
.21A,21Bはガス導入口、13A, 13Bはガ
ス通路、22A , 22Bはガス排出口を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の原理図、 第2図は本発明の装置の第1実施例の正面図、第3図は
第2図の側面図、 第4図は本発明の装置の第2実施例の平面図、本発g7
IIIの某1シ!理聞 第 図 JseW pX’It,822 咲fゴ,.slhfl
J第4図 i4rfJr W− W’*+=3&− n#1fbm
gs S 図 本発明^啜14ケ1突攬トL面回 第 2 図 半勇ル装’Irq’jl更細り’J−>11油のi13
1m 第 図 第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エピタキシャル成長用基板(2)を設置したサセ
    プタ(3)を反応容器管(1)内に設置し、前記反応容
    器内に導入された複数種のエピタキシャル成長用ガスを
    加熱分解して基板上にエピタキシャル層を成長する装置
    であって、 前記複数種のエピタキシャル成長用ガスがエピタキシャ
    ル成長用基板(2)に到達する直前までに相互に混合し
    ないようなガス混合防止手段(11)を設けるとともに
    、前記基板(2)を前記複数種のガス流に当たるように
    斜め方向に、かつ回転可能に設置したことを特徴とする
    気相エピタキシャル成長装置。
  2. (2)前記反応容器(1)に導入する複数種のガスの通
    路を仕切る仕切り板(11)を、前記反応容器(1)の
    ガス導入口(12)から基板近傍に到るまでガス流の方
    向に沿って設置し、前記エピタキシャル成長用基板(2
    )を設置するサセプタ(3)を前記複数種のガス流に対
    して斜め方向に、かつ回転可能に設置したことを特徴と
    する請求項1記載の気相エピタキシャル成長装置。
  3. (3)反応容器(1)の底部(1A)より互いに高さの
    異なる複数のガス導入口(21A、21B)と、該ガス
    導入口(21A、21B)に対応するガス排出口(22
    A、22B)とを設置し、 前記ガス導入口(21A、21B)と前記ガス排出口(
    22A、22B)で形成されたガス通路(13A、13
    B)を通過する複数種のエピタキシャル成長用ガスのガ
    ス流が、前記基板(2)の設置領域近傍で互いに立体交
    差するようにするとともに、前記基板(2)を設置する
    サセプタを前記複数種のガスのガス流に対して斜め方向
    にかつ回転可能に設置したことを特徴とする請求項1記
    載の気相エピタキシャル成長装置。
JP5674789A 1989-03-08 1989-03-08 気相エピタキシャル成長装置 Pending JPH02235348A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04287312A (ja) * 1991-03-18 1992-10-12 Fujitsu Ltd 気相エピタキシャル成長装置および気相エピタキシャル成長方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04287312A (ja) * 1991-03-18 1992-10-12 Fujitsu Ltd 気相エピタキシャル成長装置および気相エピタキシャル成長方法

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