JPH033230A - 半導体気相成長方法 - Google Patents
半導体気相成長方法Info
- Publication number
- JPH033230A JPH033230A JP13577489A JP13577489A JPH033230A JP H033230 A JPH033230 A JP H033230A JP 13577489 A JP13577489 A JP 13577489A JP 13577489 A JP13577489 A JP 13577489A JP H033230 A JPH033230 A JP H033230A
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- JP
- Japan
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- growth
- pressure
- period
- semiconductor crystal
- crystal layer
- Prior art date
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- Pending
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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〕
同じ組成であっても、特性を異にする半導体結晶層を成
長させるのに好適な半導体気相成長方法に関し、 半導体結晶層の減圧気相成長中に圧力を任意に変化させ
、特性が異なり、しかも、良質である半導体結晶層を効
率良く多層に積層できるようにすることを目的とし、 第一の半導体結晶層を減圧気相成長させる工程と、次い
で、該第一の半導体結晶層と特性を異にする第二の半導
体結晶層を前記減圧気相成長圧力よりも高い圧力で減圧
気相成長させて積層するに際し材料ガスの供給を遮断し
て反応室内を一旦真空排気する工程と、次いで、キャリ
ヤ・ガスを流して反応室を前記高い圧力状態としてから
材料ガスを流し第二の半導体結晶層を減圧気相成長させ
る工程とが含まれてなるよう構成する。
長させるのに好適な半導体気相成長方法に関し、 半導体結晶層の減圧気相成長中に圧力を任意に変化させ
、特性が異なり、しかも、良質である半導体結晶層を効
率良く多層に積層できるようにすることを目的とし、 第一の半導体結晶層を減圧気相成長させる工程と、次い
で、該第一の半導体結晶層と特性を異にする第二の半導
体結晶層を前記減圧気相成長圧力よりも高い圧力で減圧
気相成長させて積層するに際し材料ガスの供給を遮断し
て反応室内を一旦真空排気する工程と、次いで、キャリ
ヤ・ガスを流して反応室を前記高い圧力状態としてから
材料ガスを流し第二の半導体結晶層を減圧気相成長させ
る工程とが含まれてなるよう構成する。
本発明は、同じ組成であっても、特性を異にする半導体
結晶層を成長させるのに好適な半導体気相成長方法に関
する。
結晶層を成長させるのに好適な半導体気相成長方法に関
する。
現在、基板に半導体結晶薄膜を多層に積層し、種々の機
能をもつ半導体装置を作成することが行われている。
能をもつ半導体装置を作成することが行われている。
従って、品質が良好で、且つ、種々の特性をもつ半導体
結晶薄膜を効率良く成長させることができる技術が必要
とされる。
結晶薄膜を効率良く成長させることができる技術が必要
とされる。
一般に、シリコン系であると化合物半導体系であるとを
問わず、半導体装置を製造する場合、基板上に半導体結
晶層を成長させ、そこに素子を作り込むことが不可欠で
ある。
問わず、半導体装置を製造する場合、基板上に半導体結
晶層を成長させ、そこに素子を作り込むことが不可欠で
ある。
従来、エピタキシャル成長の半導体結晶層を形成するに
は減圧気相成長方法が多用されていて、それを実施する
場合、反応室内の圧力は一定に保持されている。
は減圧気相成長方法が多用されていて、それを実施する
場合、反応室内の圧力は一定に保持されている。
通常、半導体結晶層の特性、例えば、電気的特性、光学
的特性、面方位などは、その成長圧力に大きく依存する
。従って、従来の技術では、限られた特性の半導体結晶
層しか得られない。
的特性、面方位などは、その成長圧力に大きく依存する
。従って、従来の技術では、限られた特性の半導体結晶
層しか得られない。
そこで、成長中に圧力を変化させれば、様々な特性をも
つ半導体結晶層を多層に積層することができる。
つ半導体結晶層を多層に積層することができる。
然しなから、現在、半導体結晶層の成長中に圧力を変化
させることは行われていない。その理由は、 （１） 圧力を下降させる場合には、あまり問題はな
いが、上昇させる場合には、急激に行うと成長ガスの澱
みが起き、界面に不都合な遷移層が形成されて成長に悪
影響を及ぼし、良質の半導体結晶層を成長させることが
できない。
させることは行われていない。その理由は、 （１） 圧力を下降させる場合には、あまり問題はな
いが、上昇させる場合には、急激に行うと成長ガスの澱
みが起き、界面に不都合な遷移層が形成されて成長に悪
影響を及ぼし、良質の半導体結晶層を成長させることが
できない。
（２）前記（１）に述べた理由に依り、圧力の上昇及び
下降に時間を掛ける必要があり、成長時間が大変に長く
なる。
下降に時間を掛ける必要があり、成長時間が大変に長く
なる。
本発明は、半導体結晶層の減圧気相成長中に圧力を任意
に変化させ、特性が異なり、しかも、良質である半導体
結晶層を効率良く多層に積層できるようにする。
に変化させ、特性が異なり、しかも、良質である半導体
結晶層を効率良く多層に積層できるようにする。
本発明に依る半導体気相成長方法に於いては、第一の半
導体結晶層（例えばｐ型ＧａＡｓ薄膜２１Ｂ）を減圧気
相成長させる工程と、次いで、該第一の半導体結晶層と
特性を異にする第二の半導体結晶層（例えばｎ型ｃａＡ
ｓ薄膜２１Ａ）を前記減圧気相成長圧力（例えば１０”
’ （Ｔｏ ｒ ｒ） ）よりも高い圧力（例えば１０
（Ｔｏｒｒ））で減圧気相成長させて積層するに際し材
料ガス（例えばＴＭＧ及びＡＳＨ３）の供給を遮断して
反応室（例えば反応室１０）内を一旦真空排気する工程
と、次いで、キャリヤ・ガス（例えばＨ，）を流して反
応室を前記高い圧力状態としてから材料ガスを流し第二
の半導体結晶層を減圧気相成長させる工程とが含まれて
いる。
導体結晶層（例えばｐ型ＧａＡｓ薄膜２１Ｂ）を減圧気
相成長させる工程と、次いで、該第一の半導体結晶層と
特性を異にする第二の半導体結晶層（例えばｎ型ｃａＡ
ｓ薄膜２１Ａ）を前記減圧気相成長圧力（例えば１０”
’ （Ｔｏ ｒ ｒ） ）よりも高い圧力（例えば１０
（Ｔｏｒｒ））で減圧気相成長させて積層するに際し材
料ガス（例えばＴＭＧ及びＡＳＨ３）の供給を遮断して
反応室（例えば反応室１０）内を一旦真空排気する工程
と、次いで、キャリヤ・ガス（例えばＨ，）を流して反
応室を前記高い圧力状態としてから材料ガスを流し第二
の半導体結晶層を減圧気相成長させる工程とが含まれて
いる。
前記手段を採ることに依り、成長圧力の上昇並びに下降
の時間を短縮することができ、また、反応室に材料ガス
の澱みを生ずることもなく、従って、半導体結晶層の減
圧気相成長中に圧力を任意に変化させ、特性が異なり、
しかも、良質である半導体結晶層を効率良く多層に積層
することが可能であって、低圧成長させた半導体結晶層
と高圧成長させた半導体結晶層との間に中間圧成長の半
導体結晶層が生成されるなどの虞もない。
の時間を短縮することができ、また、反応室に材料ガス
の澱みを生ずることもなく、従って、半導体結晶層の減
圧気相成長中に圧力を任意に変化させ、特性が異なり、
しかも、良質である半導体結晶層を効率良く多層に積層
することが可能であって、低圧成長させた半導体結晶層
と高圧成長させた半導体結晶層との間に中間圧成長の半
導体結晶層が生成されるなどの虞もない。
第１図は本発明を実施するのに用いる半導体気相成長装
置の一例を説明する為の要部説明図を表している。
置の一例を説明する為の要部説明図を表している。
図に於いて、１並びに２はマス・フロー・コントローラ
、３並びに４はガス切り替えバルブ、５並びに６は排気
管、７並びに８はガス供給管、９はバルブ、１０は反応
室、１１はサセプタ、１２はヒータ、１３はウェハ、１
４は反応室マニホルド、１５はニードル・バルブ、１６
は真空ポンプ、１７は排気管、１８並びに１９は材料ガ
スをそれぞれ示している。
、３並びに４はガス切り替えバルブ、５並びに６は排気
管、７並びに８はガス供給管、９はバルブ、１０は反応
室、１１はサセプタ、１２はヒータ、１３はウェハ、１
４は反応室マニホルド、１５はニードル・バルブ、１６
は真空ポンプ、１７は排気管、１８並びに１９は材料ガ
スをそれぞれ示している。
第２図は本発明一実施例の成長シーケンスを説明する為
の線図である。
の線図である。
図に於いて、Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４はシーケンスの期
間を示している。尚、ＴＩ乃至Ｔ４が一サイクルを成し
ている。
間を示している。尚、ＴＩ乃至Ｔ４が一サイクルを成し
ている。
第１図に於いて、バルブ９を閉成し、真空ポンプ１６を
作動すれば、反応室１０は真空に排気される。
作動すれば、反応室１０は真空に排気される。
今、反応室１６内の圧力を高低二段に切り替えつつ、繰
り返し成長する場合について説明する。
り返し成長する場合について説明する。
第２図から判るように、成長圧力シーケンスには、−サ
イクルに異なる四つのシーケンスが存在する。
イクルに異なる四つのシーケンスが存在する。
即ち、期間Ｔ１は高圧成長、期間Ｔ２は低圧成長、期間
Ｔ３は真空排気、期間Ｔ４は高圧成長である。
Ｔ３は真空排気、期間Ｔ４は高圧成長である。
期間Ｔ１の高圧成長から期間Ｔ２の低圧成長に移行する
には別設の問題はないので、そのまま直ちに減圧する。
には別設の問題はないので、そのまま直ちに減圧する。
低圧成長から高圧成長に戻るには、そのままでは前記し
たような問題が起こるので、期間Ｔ３及びＴ４の二つの
シーケンスが必要である。従って、期間Ｔ２の低圧成長
が終了したならば、直ちに材料ガスを停止し、真空排気
を行うようにし、その後、キャリヤ・ガスの導入を行っ
て定常圧力になったところで材料ガスを導入するもので
あり、後はサイクルの繰り返しとなる。
たような問題が起こるので、期間Ｔ３及びＴ４の二つの
シーケンスが必要である。従って、期間Ｔ２の低圧成長
が終了したならば、直ちに材料ガスを停止し、真空排気
を行うようにし、その後、キャリヤ・ガスの導入を行っ
て定常圧力になったところで材料ガスを導入するもので
あり、後はサイクルの繰り返しとなる。
このようにして、成長圧力の上昇及び下降の為の時間を
短縮することができ、また、材料ガスが反応室１６内に
滞留することもない。
短縮することができ、また、材料ガスが反応室１６内に
滞留することもない。
第３図は本発明を実施してＧａＡｓ薄膜を多層に積層し
た半導体ウェハの要部切断側面図を表している。
た半導体ウェハの要部切断側面図を表している。
図に於いて、２０はＧａＡｓ基板、２１Ａはｎ型ＧａＡ
ｓ薄膜、２１Ｂはｐ型ＱａＡｓ薄膜をそれぞれ示してい
る。
ｓ薄膜、２１Ｂはｐ型ＱａＡｓ薄膜をそれぞれ示してい
る。
ここで、ｎ型ｃａＡｓｆｊｌ膜２１Ａ及びｐ型ＧａＡｓ
１膜２１Ｂは共に厚さ１００ 〔人〕である。
１膜２１Ｂは共に厚さ１００ 〔人〕である。
このウェハを得るには、次の条件で、第１図及び第２図
について説明した実施例と全く同様にして実施すると良
い。
について説明した実施例と全く同様にして実施すると良
い。
（１１材料ガス
トリメチルガリウム（ＴＭＧ： （ＣＨ３） ３Ｇ
ａ）アルシン（ＡｓＨ３） （２）■族と■族の比（Ａ ｓ Ｈｓ ／ ＴＭＧ）Ｖ
／ＩＩ［： ７５ （３） キャリヤ・ガス 水素（Ｈ２） （４）成長温度 Ｔ、：ｓ５ｏ （’Ｃ） （５）成長圧力 ｐ型（キャリヤ濃度は４ Ｘ １０” （Ｃ１１弓）
）の場合： １０−’ （Ｔｏ ｒ ｒ） ｎ型（キャリヤ濃度は８Ｘ１０”（ロー３〕）の場合：
ＬＯ（Ｔｏｒｒ〕 （６） シーケンスの期間 Ｔｌ：２〔秒〕 Ｔ２：２Ｃ秒〕 Ｔ３：１（秒〕 Ｔ４：２Ｃ秒〕 尚、この場合、真空とは１０−’ （Ｔｏ ｒ ｒ）程
度を指すものとする。
ａ）アルシン（ＡｓＨ３） （２）■族と■族の比（Ａ ｓ Ｈｓ ／ ＴＭＧ）Ｖ
／ＩＩ［： ７５ （３） キャリヤ・ガス 水素（Ｈ２） （４）成長温度 Ｔ、：ｓ５ｏ （’Ｃ） （５）成長圧力 ｐ型（キャリヤ濃度は４ Ｘ １０” （Ｃ１１弓）
）の場合： １０−’ （Ｔｏ ｒ ｒ） ｎ型（キャリヤ濃度は８Ｘ１０”（ロー３〕）の場合：
ＬＯ（Ｔｏｒｒ〕 （６） シーケンスの期間 Ｔｌ：２〔秒〕 Ｔ２：２Ｃ秒〕 Ｔ３：１（秒〕 Ｔ４：２Ｃ秒〕 尚、この場合、真空とは１０−’ （Ｔｏ ｒ ｒ）程
度を指すものとする。
このようにして得られた第３図に見られるウェハでは、
ｐｎ界面が画然と分離していることを確認され、従って
、ドーピング超格子を形成するには好適と思われる。
ｐｎ界面が画然と分離していることを確認され、従って
、ドーピング超格子を形成するには好適と思われる。
本発明に依る半導体気相成長方法に於いては、成る特性
をもつ半導体結晶層を減圧気相成長させ、その半導体結
晶層と特性を異にする半導体結晶層を前記減圧気相成長
圧力よりも高い圧力で減圧気相成長させて積層するに際
し材料ガスの供給を遮断して反応室内を一旦真空排気し
、キャリヤ・ガスを流して反応室を前記高い圧力状態と
してから材料ガスを流し同じく高い圧力状態として前記
特性を異にする半導体結晶層を減圧気相成長させるよう
にしている。
をもつ半導体結晶層を減圧気相成長させ、その半導体結
晶層と特性を異にする半導体結晶層を前記減圧気相成長
圧力よりも高い圧力で減圧気相成長させて積層するに際
し材料ガスの供給を遮断して反応室内を一旦真空排気し
、キャリヤ・ガスを流して反応室を前記高い圧力状態と
してから材料ガスを流し同じく高い圧力状態として前記
特性を異にする半導体結晶層を減圧気相成長させるよう
にしている。
前記構成を採ることに依り、成長圧力の上昇並びに下降
の時間を短縮することができ、また、反応室に材料ガス
の澱みを生ずることもなく、従って、半導体結晶層の減
圧気相成長中に圧力を任意に変化させ、特性が異なり、
しかも、良質である半導体結晶層を効率良く多層に積層
することが可能であって、低圧成長させた半導体結晶層
と高圧成長させた半導体結晶層との間に中間圧成長の半
導体結晶層が生成されるなどの虞もない。
の時間を短縮することができ、また、反応室に材料ガス
の澱みを生ずることもなく、従って、半導体結晶層の減
圧気相成長中に圧力を任意に変化させ、特性が異なり、
しかも、良質である半導体結晶層を効率良く多層に積層
することが可能であって、低圧成長させた半導体結晶層
と高圧成長させた半導体結晶層との間に中間圧成長の半
導体結晶層が生成されるなどの虞もない。
第１図は本発明を実施するのに用いる半導体気相成長装
置の一例を説明する為の要部説明図、第２図は本発明一
実施例の成長シーケンスを説明する為の線図、第３図は
本発明を実施してＧａＡｓ薄膜を多層に積層した半導体
ウェハの要部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、ｌ及び２はマス・フロー・コントローラ、
３及び４はガス切り替えバルブ、５及び６は排気管、７
及び８はガス供給管、９はバルブ、１０は反応室、１１
はサセプタ、１２はヒータ、１３はウェハ、１４は反応
室マニホルド、１５はニードル・バルブ、１６は真空ポ
ンプ、１７は排気管、１８及び１９は材料ガスをそれぞ
れ示している。
置の一例を説明する為の要部説明図、第２図は本発明一
実施例の成長シーケンスを説明する為の線図、第３図は
本発明を実施してＧａＡｓ薄膜を多層に積層した半導体
ウェハの要部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、ｌ及び２はマス・フロー・コントローラ、
３及び４はガス切り替えバルブ、５及び６は排気管、７
及び８はガス供給管、９はバルブ、１０は反応室、１１
はサセプタ、１２はヒータ、１３はウェハ、１４は反応
室マニホルド、１５はニードル・バルブ、１６は真空ポ
ンプ、１７は排気管、１８及び１９は材料ガスをそれぞ
れ示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第一の半導体結晶層を減圧気相成長させる工程と、 次いで、該第一の半導体結晶層と特性を異にする第二の
半導体結晶層を前記減圧気相成長圧力よりも高い圧力で
減圧気相成長させて積層するに際し材料ガスの供給を遮
断して反応室内を一旦真空排気する工程と、 次いで、キャリヤ・ガスを流して反応室を前記高い圧力
状態としてから材料ガスを流し第二の半導体結晶層を減
圧気相成長させる工程と が含まれてなることを特徴とする半導体気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13577489A JPH033230A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13577489A JPH033230A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033230A true JPH033230A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15159545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13577489A Pending JPH033230A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 半導体気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH033230A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485244A (en) * | 1992-08-03 | 1996-01-16 | Star Micronics Co., Ltd. | Electrophotographic apparatus with freely openable upper and lower housings |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13577489A patent/JPH033230A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485244A (en) * | 1992-08-03 | 1996-01-16 | Star Micronics Co., Ltd. | Electrophotographic apparatus with freely openable upper and lower housings |
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