JPH0351293B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0351293B2 JPH0351293B2 JP60028033A JP2803385A JPH0351293B2 JP H0351293 B2 JPH0351293 B2 JP H0351293B2 JP 60028033 A JP60028033 A JP 60028033A JP 2803385 A JP2803385 A JP 2803385A JP H0351293 B2 JPH0351293 B2 JP H0351293B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- pipe
- material gas
- growth
- exhaust pipe
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3418—Phosphides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
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- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は気相成長による半導体製造装置に関し
更に詳しくいえば複数の原料ガスを使用する気相
成長において、成長炉へ通じる導入管と成長バイ
パスで排気装置へ通じる排気管との間で原料ガス
をバルブによつて切り換える際の不純物となる異
なる原料ガスの逆流による原料ガス供給管の汚染
防止に関する。
更に詳しくいえば複数の原料ガスを使用する気相
成長において、成長炉へ通じる導入管と成長バイ
パスで排気装置へ通じる排気管との間で原料ガス
をバルブによつて切り換える際の不純物となる異
なる原料ガスの逆流による原料ガス供給管の汚染
防止に関する。
従来の技術
最近、半導体薄膜デバイスの薄膜化や多層化等
の技術として、例えばOMVPE法等の気相成長法
を利用する試みがなされている。
の技術として、例えばOMVPE法等の気相成長法
を利用する試みがなされている。
OMVPE法は通常液体や固体の状態で存在する
有機金属をH2などのキヤリアガスでバブリング
し有機金属の蒸気とし、これを水素化物等と同時
に成長炉に導入し、熱、プラズマあるいは光のエ
ネルギーを用いて化学反応を励起し、化合物半導
体等を成長する気相成長法であり、有機金属とし
てGa（CH3）3とIN（GH3）3、水素化物としてAsH3
を用いて−族化合物半導体であるInGaAsを
InP基板上に成長させる例や、有機金属としてZn
（CH3）2、水素化物としてH2Seを用いて−族
化合物半導体であるZnSeをGaAs基板上に成長さ
せる例等がある。
有機金属をH2などのキヤリアガスでバブリング
し有機金属の蒸気とし、これを水素化物等と同時
に成長炉に導入し、熱、プラズマあるいは光のエ
ネルギーを用いて化学反応を励起し、化合物半導
体等を成長する気相成長法であり、有機金属とし
てGa（CH3）3とIN（GH3）3、水素化物としてAsH3
を用いて−族化合物半導体であるInGaAsを
InP基板上に成長させる例や、有機金属としてZn
（CH3）2、水素化物としてH2Seを用いて−族
化合物半導体であるZnSeをGaAs基板上に成長さ
せる例等がある。
ところで、このようなOMVPE法により化合物
半導体を成長させる場合、特に超格子のように極
薄の膜を周期的に多層にわたつて成長する場合に
は各層の成長の開始および停止は、原料ガス供給
管に設けたバルブを開弁および閉弁することによ
り行われ、このようなバルブ操作を短い時間周期
で繰り返し行う必要がある。交互に成長する層が
異なる元素によつて構成される場合には、原料ガ
スはバルブによつて周期的に流される状態と遮断
される状態を繰り返すことになり、これによつて
原料ガス供給管内圧力が変動するため、原料ガ
ス、特に有機金属蒸気の流量が定常的に安定に保
たれない（即ち、遮断される状態では原料ガス供
給管内圧力が上昇し成長開始時にバルブが開弁さ
れたとき瞬間的に大量の原料ガスが成長炉に流れ
込むことになる）という重大な問題となる。
半導体を成長させる場合、特に超格子のように極
薄の膜を周期的に多層にわたつて成長する場合に
は各層の成長の開始および停止は、原料ガス供給
管に設けたバルブを開弁および閉弁することによ
り行われ、このようなバルブ操作を短い時間周期
で繰り返し行う必要がある。交互に成長する層が
異なる元素によつて構成される場合には、原料ガ
スはバルブによつて周期的に流される状態と遮断
される状態を繰り返すことになり、これによつて
原料ガス供給管内圧力が変動するため、原料ガ
ス、特に有機金属蒸気の流量が定常的に安定に保
たれない（即ち、遮断される状態では原料ガス供
給管内圧力が上昇し成長開始時にバルブが開弁さ
れたとき瞬間的に大量の原料ガスが成長炉に流れ
込むことになる）という重大な問題となる。
この問題を解決するために、従来は添付第２図
に示すように、三方バルブ７，８，９，１０（こ
の場合三方バルブの代わりにバルブを２個三方バ
ルブの上下に設けて連動させてもよい）を用いる
ことにより、原料ガスを成長炉１１に供給すると
きは導入管５を通じて導入し、成長炉１１に供給
しないときは排気管６を通じて排気装置に流し、
原料ガスは定常的に流した状態を保つ。ここで、
導入管５と排気管６は内部にキヤリアガスが流さ
れ、これら両管の差圧をとり排気管６の内部を流
れるキヤリアガスの流量を制御することにより圧
力バランスがとられている。このとき、導入管５
および排気管６を流れるキヤリアガスは、原料ガ
スを強制的に成長炉１１および排気装置１２に運
ぶ役目も有している。
に示すように、三方バルブ７，８，９，１０（こ
の場合三方バルブの代わりにバルブを２個三方バ
ルブの上下に設けて連動させてもよい）を用いる
ことにより、原料ガスを成長炉１１に供給すると
きは導入管５を通じて導入し、成長炉１１に供給
しないときは排気管６を通じて排気装置に流し、
原料ガスは定常的に流した状態を保つ。ここで、
導入管５と排気管６は内部にキヤリアガスが流さ
れ、これら両管の差圧をとり排気管６の内部を流
れるキヤリアガスの流量を制御することにより圧
力バランスがとられている。このとき、導入管５
および排気管６を流れるキヤリアガスは、原料ガ
スを強制的に成長炉１１および排気装置１２に運
ぶ役目も有している。
しかしながら、このような従来法では導入管と
排気管の圧力バランスをとつたとしても三方バル
ブの切り換えに伴う圧力差によつて三方バルブ切
り換え時に三方バルブを通して導入管あるいは排
気管から原料ガス供給管へガスの逆流が生じ、こ
の場合、導入管および排気管が各原料ガスに対し
て共通であるため、原料ガス供給管が不純物とな
る他の原料ガスの逆流によつて汚染されるという
欠点がある。
排気管の圧力バランスをとつたとしても三方バル
ブの切り換えに伴う圧力差によつて三方バルブ切
り換え時に三方バルブを通して導入管あるいは排
気管から原料ガス供給管へガスの逆流が生じ、こ
の場合、導入管および排気管が各原料ガスに対し
て共通であるため、原料ガス供給管が不純物とな
る他の原料ガスの逆流によつて汚染されるという
欠点がある。
発明が解決しようとする問題点
そこで、上記のような従来法の欠点を解決し、
新しい気相成長による半導体製造装置を開発する
ことは、これら技術と応用分野の拡大、例えば、
不純物混入の少ない急峻な半導体ヘテロ界面形成
などによつて大きな意義を有するものと思われ
る。
新しい気相成長による半導体製造装置を開発する
ことは、これら技術と応用分野の拡大、例えば、
不純物混入の少ない急峻な半導体ヘテロ界面形成
などによつて大きな意義を有するものと思われ
る。
本発明の目的はバルブを切り換える際の不純物
となり得るガスの逆流による原料ガス供給管の汚
染を防止し得る新たな気相成長による半導体製造
装置を提供することにあり、それによつて半導体
ヘテロ接合等の形状における界面急峻性の改善と
不純物混入防止を図ることにある。
となり得るガスの逆流による原料ガス供給管の汚
染を防止し得る新たな気相成長による半導体製造
装置を提供することにあり、それによつて半導体
ヘテロ接合等の形状における界面急峻性の改善と
不純物混入防止を図ることにある。
問題点を解決するための手段
本発明は上記のような気相成長による半導体製
造装置の現状に鑑みて、その諸欠点を改善すべく
種々検討した結果、従来の排気管の代りに複数の
原料ガス供給管の排気管への分岐管に並列に分離
して連結した排気管を用い、キヤリアガスを該排
気管に流すことが上記本発明の目的を達成する上
で極めて有効であることを見出した。本発明はか
かる知見に基き完成されたものである。
造装置の現状に鑑みて、その諸欠点を改善すべく
種々検討した結果、従来の排気管の代りに複数の
原料ガス供給管の排気管への分岐管に並列に分離
して連結した排気管を用い、キヤリアガスを該排
気管に流すことが上記本発明の目的を達成する上
で極めて有効であることを見出した。本発明はか
かる知見に基き完成されたものである。
即ち、本発明の気相成長による半導体製造装置
は、成長炉と、該成長炉に連結されてその内部に
成長に必要な原料ガスを強制的に前記成長炉に運
ぶためのキヤリアガスを流す導入管と、上記成長
炉をバイパスして排気装置に連結されてその内部
に上記原料ガスを強制的に上記排気装置に運ぶた
めのキヤリアガスを流す排気管と、原料ガス供給
源から上記導入管と上記排気管に分岐して連結さ
れ、かつ上記分岐部分に三方バルブを有するかあ
るいは上記分岐管の各々にバルブを有する複数の
原料ガス供給管を具備することを特徴とする半導
体製造装置において、上記排気管を該排気管に連
結される複数の上記原料ガス供給管の個々の上記
分岐管に並列に分離して連結することを特徴とす
る。
は、成長炉と、該成長炉に連結されてその内部に
成長に必要な原料ガスを強制的に前記成長炉に運
ぶためのキヤリアガスを流す導入管と、上記成長
炉をバイパスして排気装置に連結されてその内部
に上記原料ガスを強制的に上記排気装置に運ぶた
めのキヤリアガスを流す排気管と、原料ガス供給
源から上記導入管と上記排気管に分岐して連結さ
れ、かつ上記分岐部分に三方バルブを有するかあ
るいは上記分岐管の各々にバルブを有する複数の
原料ガス供給管を具備することを特徴とする半導
体製造装置において、上記排気管を該排気管に連
結される複数の上記原料ガス供給管の個々の上記
分岐管に並列に分離して連結することを特徴とす
る。
本発明の装置の１例を添付第１図に従つて説明
すると、成長炉１１と、該成長炉１１に連結され
て原料ガスを強制的に成長炉１１に運ぶためのキ
ヤリアガスを流す導入管５と、成長炉１１をバイ
パスして排気装置１２に連結されて原料ガスを強
制的に上記排気装置に運ぶためのキヤリアガスを
流す排気管６と原料ガス供給源から導入管５と排
気管６に分岐して連結され、かつ上記分岐部分に
三方バルブ７〜１０を有する原料ガス供給管１〜
４から主として構成され、排気管６は該排気管６
と原料ガス供給管１〜４の分岐管との連結部分１
３〜１６のキヤリアガス供給原側で個々の上記分
岐管に並列に分離して連結され、かつ上記分岐管
との連結部分１３〜１６の排気装置側で再び統合
される。
すると、成長炉１１と、該成長炉１１に連結され
て原料ガスを強制的に成長炉１１に運ぶためのキ
ヤリアガスを流す導入管５と、成長炉１１をバイ
パスして排気装置１２に連結されて原料ガスを強
制的に上記排気装置に運ぶためのキヤリアガスを
流す排気管６と原料ガス供給源から導入管５と排
気管６に分岐して連結され、かつ上記分岐部分に
三方バルブ７〜１０を有する原料ガス供給管１〜
４から主として構成され、排気管６は該排気管６
と原料ガス供給管１〜４の分岐管との連結部分１
３〜１６のキヤリアガス供給原側で個々の上記分
岐管に並列に分離して連結され、かつ上記分岐管
との連結部分１３〜１６の排気装置側で再び統合
される。
ここで、排気管６の管内圧力は、導入管５の管
内圧力よりもわずかに高い圧力とすることが三方
バルブ７〜１０を排気管６から導入管５へ切り換
える際の導入管５から原料ガス供給管１〜４への
不純物となり得るガスの逆流を有効に防止するた
めに必要である。
内圧力よりもわずかに高い圧力とすることが三方
バルブ７〜１０を排気管６から導入管５へ切り換
える際の導入管５から原料ガス供給管１〜４への
不純物となり得るガスの逆流を有効に防止するた
めに必要である。
作 用
かくして、本発明な装置によれば、排気管を該
排気管に連結される複数の原料ガス供給管の個々
の分岐管に並列に分離して連結し内部にキヤリア
ガスを流すことによつて、成長炉へ通じる導入管
と成長炉バイパスで排気装置へ通じる排気管との
間で原料ガスをバルブによつて切り換える際の不
純物となる異なる原料ガスの逆流による原料ガス
供給管の汚染が効果的に防止され、半導体ヘテロ
接合形成における界面急峻性が改善されることに
なる。
排気管に連結される複数の原料ガス供給管の個々
の分岐管に並列に分離して連結し内部にキヤリア
ガスを流すことによつて、成長炉へ通じる導入管
と成長炉バイパスで排気装置へ通じる排気管との
間で原料ガスをバルブによつて切り換える際の不
純物となる異なる原料ガスの逆流による原料ガス
供給管の汚染が効果的に防止され、半導体ヘテロ
接合形成における界面急峻性が改善されることに
なる。
尚、原料ガスを排気管から導入管へ切り換える
際に導入管から原料ガス供給管へのガスの逆流を
効果的に防止するためには圧力の制御が重要であ
り、導入管５内の圧力をP1、排気管６内の圧力
をP2とすると、これを P1＜P2 となるように調節することが必要である。従つて
圧力センサなどを用いて排気管６内の圧力を自動
的に制御することが望ましい。
際に導入管から原料ガス供給管へのガスの逆流を
効果的に防止するためには圧力の制御が重要であ
り、導入管５内の圧力をP1、排気管６内の圧力
をP2とすると、これを P1＜P2 となるように調節することが必要である。従つて
圧力センサなどを用いて排気管６内の圧力を自動
的に制御することが望ましい。
ここで、上記の圧力条件では、原料ガスを導入
管から排気管へ切り換える際に排気管から原料ガ
ス供給管へのキヤリアガスの逆流が生じるが、こ
れは不純物による汚染とはならないことはいうま
でもない。
管から排気管へ切り換える際に排気管から原料ガ
ス供給管へのキヤリアガスの逆流が生じるが、こ
れは不純物による汚染とはならないことはいうま
でもない。
発明の効果
以上詳しく説明したように、本発明の気相成長
による半導体製造装置によれば、いわゆる
OMVPE等による半導体薄膜成長の際に従来みら
れたような原料ガス切り換え時の異なる原料ガス
の逆流による原料ガス供給管の汚染、即ち原料ガ
スの汚染を有利に回避し、多層薄膜成長における
各層の成長開始時に成長炉に導入される原料ガス
を他の原料ガスによる汚染の少ないものとするこ
とができる。その結果、不純物汚染が少なく、か
つ界面急峻性が優れた半導体多層薄膜を成長で
き、半導体薄膜デバイスの性能においても大きく
改善されるものと期待する。
による半導体製造装置によれば、いわゆる
OMVPE等による半導体薄膜成長の際に従来みら
れたような原料ガス切り換え時の異なる原料ガス
の逆流による原料ガス供給管の汚染、即ち原料ガ
スの汚染を有利に回避し、多層薄膜成長における
各層の成長開始時に成長炉に導入される原料ガス
を他の原料ガスによる汚染の少ないものとするこ
とができる。その結果、不純物汚染が少なく、か
つ界面急峻性が優れた半導体多層薄膜を成長で
き、半導体薄膜デバイスの性能においても大きく
改善されるものと期待する。
第１図は本発明の装置を説明するための模式的
な図であり、第２図は、従来の気相成長による半
導体薄膜成長装置を説明するための模式的な図で
ある。 １，２，３，４：原料ガス供給管、５：導入
管、６：排気管、７，８，９，１０：三方バル
ブ、１１：成長炉、１２：排気装置、１３，１
４，１５，１６：排気管と原料ガス供給管の連結
部分。
な図であり、第２図は、従来の気相成長による半
導体薄膜成長装置を説明するための模式的な図で
ある。 １，２，３，４：原料ガス供給管、５：導入
管、６：排気管、７，８，９，１０：三方バル
ブ、１１：成長炉、１２：排気装置、１３，１
４，１５，１６：排気管と原料ガス供給管の連結
部分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 成長炉と、 前記成長炉に連結されてその内部に成長に必要
な原料ガスを強制的に前記成長炉に運ぶためのキ
ヤリアガスを流す導入管と、 前記成長炉をバイパスして排気装置に連結さ
れ、前記原料ガスを強制的に排気装置に運ぶため
のキヤリアガスを流す排気管と、 原料ガス供給源から前記導入管と前記排気管と
に分岐して連結され、かつ前記分岐管の各々にバ
ルブを有するか、あるいは前記分岐部分に三方バ
ルブを有する複数の原料供給管を具備することを
特徴とする気相成長による半導体製造装置におい
て、 前記排気管がその途中で複数にかつ並列的に分
離された分岐部を有し、この分岐部のそれぞれに
前記原料供給管の個々の分岐部が接続されている
ことを特徴とする気相成長による半導体製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028033A JPS61187228A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 気相成長による半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028033A JPS61187228A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 気相成長による半導体製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61187228A JPS61187228A (ja) | 1986-08-20 |
| JPH0351293B2 true JPH0351293B2 (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=12237426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028033A Granted JPS61187228A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 気相成長による半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61187228A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5188500A (ja) * | 1975-01-31 | 1976-08-03 | Gariumuhisoketsushono seizohoho | |
| US4448797A (en) * | 1981-02-04 | 1984-05-15 | Xerox Corporation | Masking techniques in chemical vapor deposition |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP60028033A patent/JPS61187228A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61187228A (ja) | 1986-08-20 |
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