JPH02240918A - 薄膜形成用原料ガスの精製方法 - Google Patents
薄膜形成用原料ガスの精製方法Info
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- JPH02240918A JPH02240918A JP6239689A JP6239689A JPH02240918A JP H02240918 A JPH02240918 A JP H02240918A JP 6239689 A JP6239689 A JP 6239689A JP 6239689 A JP6239689 A JP 6239689A JP H02240918 A JPH02240918 A JP H02240918A
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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、主として有機金属気相合成法（ＭＯＶＰＥ）
に用い、アルミニウムを含む化合物半導体の単結晶薄膜
を形成する際に、反応炉内に導入する原料を含む原料ガ
スの精製方法に関する。
に用い、アルミニウムを含む化合物半導体の単結晶薄膜
を形成する際に、反応炉内に導入する原料を含む原料ガ
スの精製方法に関する。
有機金属気相合成法（ＭＯＶＰＥ）は、液体状態の有機
金属を、キャリアガスである高純度水素により気体状態
にして反応炉に運ぶと同時に、Ｖ族元素酸いは■族元素
を原料とした気体状態の水素化合物を反応炉に導入し、
これらを混合した原料ガスを反応炉内で反応させて、反
応炉内の基板上に化合物半導体の薄膜を析出させるもの
である。
金属を、キャリアガスである高純度水素により気体状態
にして反応炉に運ぶと同時に、Ｖ族元素酸いは■族元素
を原料とした気体状態の水素化合物を反応炉に導入し、
これらを混合した原料ガスを反応炉内で反応させて、反
応炉内の基板上に化合物半導体の薄膜を析出させるもの
である。
有機金属気相合成法は、金属の有機物を用いるため塩化
物気相合成法では成長不可能なアルミニウムを含む半導
体結晶を成長することができるが、結晶中にアルミニウ
ムの酸化物が混入するため、この結晶により製造したデ
バイスの特性に悪影響を及ぼすという問題があった。そ
こで、従来は原料ガスをモレキュラーシーブの中を通し
てから、或いは、ガリウム−アルミニウムーインジウム
の３元合金に接触させてから供給する方法が用いられて
いる。
物気相合成法では成長不可能なアルミニウムを含む半導
体結晶を成長することができるが、結晶中にアルミニウ
ムの酸化物が混入するため、この結晶により製造したデ
バイスの特性に悪影響を及ぼすという問題があった。そ
こで、従来は原料ガスをモレキュラーシーブの中を通し
てから、或いは、ガリウム−アルミニウムーインジウム
の３元合金に接触させてから供給する方法が用いられて
いる。
しかし、このような従来の方法では、モレキュラーシー
ブ又は３元合金の純度が極めて高くないとかえって原料
ガスを汚染してしまうことになり、また、原料ガスの種
類によっては、原料ガス自体がモレキュラーシーブに捕
集されてしまう問題があった。
ブ又は３元合金の純度が極めて高くないとかえって原料
ガスを汚染してしまうことになり、また、原料ガスの種
類によっては、原料ガス自体がモレキュラーシーブに捕
集されてしまう問題があった。
本発明は、アルミニウムを含む化合物半導体結晶の特性
の悪化が、アルミニウムと酸素（０２）とが化合するた
めであって元素としての酸素（０）が水蒸気（Ｈ２Ｏ）
の形で存在しても結晶の特性を悪化させない（テラオ、
スナカワによるエフェクト オブ オキシジエン アン
ド ウォータベイバー イントロダクシジン ジャリン
グ エムオージ−ブイデー グロース オブ ガリウム
アーセナイド ［ジャーナル オブ クリスタルグロー
ス ６８巻、１９８４年、１５７ベージ］）ことに着目
し、原料ガス中の酸素（０２）と水素（Ｈ２）とを積極
的に化合させ、酸素（０□）を水蒸気（Ｈ２Ｏ）に変え
るようにした薄膜形成用原料ガスの精製方法を提供する
ことをその目的とする。
の悪化が、アルミニウムと酸素（０２）とが化合するた
めであって元素としての酸素（０）が水蒸気（Ｈ２Ｏ）
の形で存在しても結晶の特性を悪化させない（テラオ、
スナカワによるエフェクト オブ オキシジエン アン
ド ウォータベイバー イントロダクシジン ジャリン
グ エムオージ−ブイデー グロース オブ ガリウム
アーセナイド ［ジャーナル オブ クリスタルグロー
ス ６８巻、１９８４年、１５７ベージ］）ことに着目
し、原料ガス中の酸素（０２）と水素（Ｈ２）とを積極
的に化合させ、酸素（０□）を水蒸気（Ｈ２Ｏ）に変え
るようにした薄膜形成用原料ガスの精製方法を提供する
ことをその目的とする。
上記目的を達成すべく本発明では、反応炉内にアルミニ
ウムを含む化合物半導体の単結晶薄膜を形成する際に、
反応炉内導入する原料を含む原料ガスの精製方法におい
て、当該原料ガスを反応炉の手前で、水素と酸素との化
合、を促進する触媒に接触させるようにした。
ウムを含む化合物半導体の単結晶薄膜を形成する際に、
反応炉内導入する原料を含む原料ガスの精製方法におい
て、当該原料ガスを反応炉の手前で、水素と酸素との化
合、を促進する触媒に接触させるようにした。
この場合、前記触媒を白金で構成することが好ましい。
反応炉の手前で原料ガスを、水素と酸素との化合を促進
する触媒に接触させれば、原料ガス中の酸素と水素との
化合が促進されて水蒸気が作られる。
する触媒に接触させれば、原料ガス中の酸素と水素との
化合が促進されて水蒸気が作られる。
また、触媒に白金を用いることにより、簡易かつ効果的
に酸素と水素の化合を促進することができる。
に酸素と水素の化合を促進することができる。
先ず、第１図を参照して、本発明を実施したガス精製器
について説明する。
について説明する。
このガス精製器１は、ステンレス管を利用した容器本体
２と、容器本体２の内部に触媒として収容したモール状
の白金線３と、容器本体２の外周部に巻回したヒーター
線４と、ヒーター線４に通電するヒーター電源５とで構
成されている。ヒーター電源５は、容器本体２に取付け
た温度センサ６を介して、温度制御器７により制御され
る。
２と、容器本体２の内部に触媒として収容したモール状
の白金線３と、容器本体２の外周部に巻回したヒーター
線４と、ヒーター線４に通電するヒーター電源５とで構
成されている。ヒーター電源５は、容器本体２に取付け
た温度センサ６を介して、温度制御器７により制御され
る。
しかるに、容器本体２の内部は、ヒーター線４により加
熱され、ここを気体状態の原料を含む原料ガスが白金線
３に接触しながら通過する。その際、容器本体２の内部
は、温度制御器７により白金線３が触媒として効果的に
作用するように、白金線３及び通過する原料ガスとが所
定の高温に保たれる。その結果、ガス精製器１内を通過
した原料ガスは白金線３により精製され、このガスに含
まれる水素と酸素の化合が促進される。
熱され、ここを気体状態の原料を含む原料ガスが白金線
３に接触しながら通過する。その際、容器本体２の内部
は、温度制御器７により白金線３が触媒として効果的に
作用するように、白金線３及び通過する原料ガスとが所
定の高温に保たれる。その結果、ガス精製器１内を通過
した原料ガスは白金線３により精製され、このガスに含
まれる水素と酸素の化合が促進される。
また、触媒に、白金を線状に加工した白金線３を用いる
ことにより、比泰面積を大きくして原料ガスとの接触面
積を大さ（でき、高い触媒効果を得られると共に、粉末
等に加工したものを用いた場合に必要となる寛容本体２
内の仕切り壁等を省略できて取扱いが容品になる。
ことにより、比泰面積を大きくして原料ガスとの接触面
積を大さ（でき、高い触媒効果を得られると共に、粉末
等に加工したものを用いた場合に必要となる寛容本体２
内の仕切り壁等を省略できて取扱いが容品になる。
本実施例では、容器本体２を口径１７８インチのステン
レス管で構成し、その内部に直径０．０５龍、全長３１
０ｍの白金線３を、長さ５１のモール状に成形して収容
し、ヒーター線４で斉器零体２の内部を２５０度から３
００度（室温よりも高＜３０．０度以下）に保つように
する。また、この場合白金線３は、不純物を減らすため
、使用に先だってアセトンやメタノール中で超音波洗浄
及び乾燥、そして塩酸による洗浄、更に純粋での洗浄及
び乾燥を行っておいた。
レス管で構成し、その内部に直径０．０５龍、全長３１
０ｍの白金線３を、長さ５１のモール状に成形して収容
し、ヒーター線４で斉器零体２の内部を２５０度から３
００度（室温よりも高＜３０．０度以下）に保つように
する。また、この場合白金線３は、不純物を減らすため
、使用に先だってアセトンやメタノール中で超音波洗浄
及び乾燥、そして塩酸による洗浄、更に純粋での洗浄及
び乾燥を行っておいた。
なお、本実施例では、容器本体２をヒーター線４で加熱
するようにしたが、電気加熱炉内に収容するようにして
もよい。
するようにしたが、電気加熱炉内に収容するようにして
もよい。
次に、第２図を参照して、このガス精製器１を、いわゆ
る有機金属気相合成法（ＭＯＶＰＥ）を用いた半導体成
長装置８に取付けた場合について説明する。
る有機金属気相合成法（ＭＯＶＰＥ）を用いた半導体成
長装置８に取付けた場合について説明する。
この半導体成長装置８は、アルミニウムガリウムインジ
ウムリンの結晶を成長するもので、この結晶を成長する
反応炉９と、この反応炉９に水素化合物であるフォスフ
イン（ＰＨ３）を供給スルフオスフィンボンベ１０と、
有機金属であるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ） 、
）リメチルガリウム（ＴＭＧ）及びトリメチルインジウ
ム（ＴＭＩ）をそれぞれ貯溜したバブラ１１，１１．１
１と、これらの有機金属のキャリアガスである高純度水
素を供給する水素ボンベ１２とから構成されている。
ウムリンの結晶を成長するもので、この結晶を成長する
反応炉９と、この反応炉９に水素化合物であるフォスフ
イン（ＰＨ３）を供給スルフオスフィンボンベ１０と、
有機金属であるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ） 、
）リメチルガリウム（ＴＭＧ）及びトリメチルインジウ
ム（ＴＭＩ）をそれぞれ貯溜したバブラ１１，１１．１
１と、これらの有機金属のキャリアガスである高純度水
素を供給する水素ボンベ１２とから構成されている。
フォスフインボンベ１０と反応炉９とは、水素化合物配
管１３で接続されており、水素化合物配管１３には流量
調整弁１４とガス精製器１とが介設されている。そして
、流量調整弁１４により所定の流量に２整されたフォス
フイン（ＰＨ３）がガス精製器１を通過して反応炉９に
供給される。
管１３で接続されており、水素化合物配管１３には流量
調整弁１４とガス精製器１とが介設されている。そして
、流量調整弁１４により所定の流量に２整されたフォス
フイン（ＰＨ３）がガス精製器１を通過して反応炉９に
供給される。
また、水素ボンベ１２と反応炉９とは、中間に並列に設
けたバブラ１１，１１．１１を介してキャリア配管１５
で接続されており、各バブラ１１で所定の温度に維持さ
れているトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ） 、Ｊリメ
チルガリウム（ＴＭＧ）及びトリメチルインジウム（Ｔ
Ｍ Ｉ ）は、各バブラ１１の上流側に設けた各流量調
整弁１６により所定の流量に調整され、水素ボンベ１２
からの高純度水素により反応炉９内に供給される。
けたバブラ１１，１１．１１を介してキャリア配管１５
で接続されており、各バブラ１１で所定の温度に維持さ
れているトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ） 、Ｊリメ
チルガリウム（ＴＭＧ）及びトリメチルインジウム（Ｔ
Ｍ Ｉ ）は、各バブラ１１の上流側に設けた各流量調
整弁１６により所定の流量に調整され、水素ボンベ１２
からの高純度水素により反応炉９内に供給される。
水素化合物配管１３とキャリア配管１５とは、反応炉９
の手前で接続されており、開閉弁１７を介してこれら水
素化合物と有機金属とが同時に反応炉９内に導入される
。
の手前で接続されており、開閉弁１７を介してこれら水
素化合物と有機金属とが同時に反応炉９内に導入される
。
一方、反応炉９は石英の容器１８で構成されており、容
器１８の内部中央にはサセプタ１９に支持させた基板２
０が収容され、外周部には基板２０を加熱する高月波コ
イル２１が設けられている。そして、この容器１８内に
、前述のように水素化合物であるフォスフイン（ＰＨ３
）と、有機金属であるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ
）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）及びトリメチルイン
ジウム（ＴＭＩ）と、高純度水素との混合気体を導入し
ておいて、高周波コイル２１により基板２０を加熱し、
基板２０上にアルミニウムを含む半導体ｑｔ結品の薄膜
を析出させる。析出後の気体は排気管２２を介して図外
の排゛気処理装置に導がれる。
器１８の内部中央にはサセプタ１９に支持させた基板２
０が収容され、外周部には基板２０を加熱する高月波コ
イル２１が設けられている。そして、この容器１８内に
、前述のように水素化合物であるフォスフイン（ＰＨ３
）と、有機金属であるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ
）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）及びトリメチルイン
ジウム（ＴＭＩ）と、高純度水素との混合気体を導入し
ておいて、高周波コイル２１により基板２０を加熱し、
基板２０上にアルミニウムを含む半導体ｑｔ結品の薄膜
を析出させる。析出後の気体は排気管２２を介して図外
の排゛気処理装置に導がれる。
本発明では、フォスフイン（ＰＨ３）は水素により２０
％に稀釈され、その流量を毎分５０立方備とする。また
、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）及びトリメチルインジウム（ＴＭ Ｉ
）の温度は、各バブラ１１によりそれぞれ２０度、２０
度及び−１３度に保たれ、高純度水素の流量は、それぞ
れ毎分１．０．３２．０及びり、７立方（２）とする。
％に稀釈され、その流量を毎分５０立方備とする。また
、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）及びトリメチルインジウム（ＴＭ Ｉ
）の温度は、各バブラ１１によりそれぞれ２０度、２０
度及び−１３度に保たれ、高純度水素の流量は、それぞ
れ毎分１．０．３２．０及びり、７立方（２）とする。
その結果、光学特性の良好なアルミニウムガリウムイン
ジウムリンの薄膜を形成することができる。
ジウムリンの薄膜を形成することができる。
なお、本実施例では、アルミニウムガリウムインジウム
リンの薄膜を形成する場合について説明したが、アルミ
ニウムインジウムリン、アルミニウムガリウムヒ木酸い
はアルミニウムインジウムリン等のアルミニウムを含む
他の化合物半導体の薄膜を形成する場合にも、有用であ
ることはもちろんである。
リンの薄膜を形成する場合について説明したが、アルミ
ニウムインジウムリン、アルミニウムガリウムヒ木酸い
はアルミニウムインジウムリン等のアルミニウムを含む
他の化合物半導体の薄膜を形成する場合にも、有用であ
ることはもちろんである。
また、ガス精製器１を水素化合物配管１３の途中に設け
たが、水素化合物配管１３とキャリア配管１５との接続
部の下流側に設けるように”してもよい。
たが、水素化合物配管１３とキャリア配管１５との接続
部の下流側に設けるように”してもよい。
以上のように本発明によれば、原料ガス中の酸素と水素
との化合を促進することにより、アルミニウムを含む化
合物半導体の単結晶薄膜にアルミニウムの酸化物が混入
することを防止し、製造される化合物半導体の単結晶薄
膜の特性を向上する効果を有する。
との化合を促進することにより、アルミニウムを含む化
合物半導体の単結晶薄膜にアルミニウムの酸化物が混入
することを防止し、製造される化合物半導体の単結晶薄
膜の特性を向上する効果を有する。
第１図は本発明の方法を実施したガス精製器の部分断面
図、第２図は半導体成長装置の概略図である。 １・・・ガス精製器、２・・・容器本体、３・・・白金
線、８・・・半導体成長装置、 ９・・・反応炉。
図、第２図は半導体成長装置の概略図である。 １・・・ガス精製器、２・・・容器本体、３・・・白金
線、８・・・半導体成長装置、 ９・・・反応炉。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応炉内でアルミニウムを含む化合物半導体の単結
晶薄膜を形成する際に、当該反応炉内に導入する原料を
含む原料ガスの精製方法において、 当該原料ガスを、反応炉の手前で水素と酸素との化合を
促進する触媒に接触させることを特徴とする薄膜形成用
原料ガスの精製方法。 ２、前記触媒を白金で構成したことを特徴とする請求項
１に記載の薄膜形成用原料ガスの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6239689A JPH02240918A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 薄膜形成用原料ガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6239689A JPH02240918A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 薄膜形成用原料ガスの精製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02240918A true JPH02240918A (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=13198933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6239689A Pending JPH02240918A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 薄膜形成用原料ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02240918A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006512200A (ja) * | 2002-12-26 | 2006-04-13 | 大陽日酸株式会社 | 高純度流体を供給する方法及びシステム |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP6239689A patent/JPH02240918A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006512200A (ja) * | 2002-12-26 | 2006-04-13 | 大陽日酸株式会社 | 高純度流体を供給する方法及びシステム |
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