JPH0368131A - 有機金属気相成長方法 - Google Patents
有機金属気相成長方法Info
- Publication number
- JPH0368131A JPH0368131A JP20317589A JP20317589A JPH0368131A JP H0368131 A JPH0368131 A JP H0368131A JP 20317589 A JP20317589 A JP 20317589A JP 20317589 A JP20317589 A JP 20317589A JP H0368131 A JPH0368131 A JP H0368131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- gas
- vapor
- liquefaction
- organic metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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〕
有機金属化合物を使用する′残圧気相成長方法において
、 気相成長速度の変動を少なくすることを目的とし、 液状または固体状の有機金属化合物にキャリアガスを通
じて該有機金属化合物を含んだガスを作り、該ガスに更
にキャリアガスを混じて分圧制御を行って後、該ガスを
減圧して反応室に導入し、気相成長を行う際に、減圧後
に有機金属化合物の蒸気圧が該ガスの温度の飽和蒸気圧
以下に保つことを特徴として有機金属気相成長方法を構
成する。
、 気相成長速度の変動を少なくすることを目的とし、 液状または固体状の有機金属化合物にキャリアガスを通
じて該有機金属化合物を含んだガスを作り、該ガスに更
にキャリアガスを混じて分圧制御を行って後、該ガスを
減圧して反応室に導入し、気相成長を行う際に、減圧後
に有機金属化合物の蒸気圧が該ガスの温度の飽和蒸気圧
以下に保つことを特徴として有機金属気相成長方法を構
成する。
本発明は減圧気相成長方法の改良に関する。
ＩＣ，ＬＳＩなど半導体装置の製造に当たって導体層。
半導体層および絶縁層の形成に化学的気相成長法（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ＋
略称ＣＶＤ法）が使用されているが、この内で原料とし
て有機金属化合物を使用すると蒸気圧が高いために気化
が容易であり、また無機化合物に較べて腐蝕性が少ない
などの利点から、有機金属を原料とする有機金属化学気
相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｔｏｎ、略称ＭＯ（：
ＶＤ法）が一般に行われている。
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ＋
略称ＣＶＤ法）が使用されているが、この内で原料とし
て有機金属化合物を使用すると蒸気圧が高いために気化
が容易であり、また無機化合物に較べて腐蝕性が少ない
などの利点から、有機金属を原料とする有機金属化学気
相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｔｏｎ、略称ＭＯ（：
ＶＤ法）が一般に行われている。
有機金属化合物にはトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＪ
ｓ） 、１． ）のように常温では固体で昇華性を示す
物質もあるが、大部分の有機金属化合物は常温では液体
であり、これらの有機金属化合物に水素ガス（Ｈ２）や
アルゴンガス（＾ｒ）などのキャリアガスを通じてバブ
ルさせ、この有機金属化合物を含むキャリアガスを反応
室に、導入し、加熱されている被処理基板上で分解させ
、化学反応させることにより被処理基板上に気相成長が
行われている。
ｓ） 、１． ）のように常温では固体で昇華性を示す
物質もあるが、大部分の有機金属化合物は常温では液体
であり、これらの有機金属化合物に水素ガス（Ｈ２）や
アルゴンガス（＾ｒ）などのキャリアガスを通じてバブ
ルさせ、この有機金属化合物を含むキャリアガスを反応
室に、導入し、加熱されている被処理基板上で分解させ
、化学反応させることにより被処理基板上に気相成長が
行われている。
第３図はガリウム砒素（ＧａＡｓ）を気相成長させるＩ
’１ＯＣＶＤ装置の構成を示すもので、トリエチルガリ
ウム（Ｇａ（ＣＪｓ） ３ ）とアルシン（Ａｓ）Ｉｓ
）を原料として用い、Ｈ２をキャリアとする場合につい
て説明すると次のようになる。
’１ＯＣＶＤ装置の構成を示すもので、トリエチルガリ
ウム（Ｇａ（ＣＪｓ） ３ ）とアルシン（Ａｓ）Ｉｓ
）を原料として用い、Ｈ２をキャリアとする場合につい
て説明すると次のようになる。
ＭＯＣＶＤ装置はＧａＡｓからなる被処理基板１が載置
台２の上にセットされており、ＭＯＣＶＤが行われる反
応室３と、この反応室３への反応ガス供給系と排気系と
から構成されている。
台２の上にセットされており、ＭＯＣＶＤが行われる反
応室３と、この反応室３への反応ガス供給系と排気系と
から構成されている。
こ−で、反応ガス供給系はＧａ（ＣＪ、）、を供給する
系とＡｓＨ，を供給する系とからなり、ＡＳＨ：ｌはこ
の例の場合、ボンベ４から流量計５を通って直接に反応
室３に供給されている。
系とＡｓＨ，を供給する系とからなり、ＡＳＨ：ｌはこ
の例の場合、ボンベ４から流量計５を通って直接に反応
室３に供給されている。
また、Ｇａ（ＣｚＨｓ）３はバブル容器６に入れ、Ｈ２
ガスをキャリアガスとしてバブルし、Ｇａ （ＣＪｓ）
ｓを含んだキャリアガスを反応室３に供給している。
ガスをキャリアガスとしてバブルし、Ｇａ （ＣＪｓ）
ｓを含んだキャリアガスを反応室３に供給している。
こ＼で、キャリアガスとして用いるＨ２ガスは図示を省
略したボンベから精製装置を通って高純化され、流量計
７を通ってバブル容器６に入り、バブルすることにより
Ｇａ （ＣｚＨｓ） ３の蒸気を含有した状態で、流量
計８を通ってきたＨ２ガスと混合されてＧａ（Ｃｚ）Ｉ
ｓ）ｘの分圧が調節される。
略したボンベから精製装置を通って高純化され、流量計
７を通ってバブル容器６に入り、バブルすることにより
Ｇａ （ＣｚＨｓ） ３の蒸気を含有した状態で、流量
計８を通ってきたＨ２ガスと混合されてＧａ（Ｃｚ）Ｉ
ｓ）ｘの分圧が調節される。
なお、流量計９があるガス流路は全ガス流量を調節する
ために設けられている。
ために設けられている。
また、Ｇａ（Ｃｚ）Ｉｓ）ｚのバブルガスが流れる流路
とバルブ１０の下流側にはそれぞれ圧力計１１．１２が
設けられている。
とバルブ１０の下流側にはそれぞれ圧力計１１．１２が
設けられている。
さて、減圧ＣＶＤの場合、反応室３は排気系に接続され
ており、一般に３０〜１５０ｔｏｒｒ程度に排気するこ
とにより減圧ＣＶＤが行われているが、そのためにＧａ
（ＣＪｓ）ｓを含むキャリアガスはバルブ１０によって
約１気圧から上記の圧力まで減圧して反応室３に供給さ
れている。
ており、一般に３０〜１５０ｔｏｒｒ程度に排気するこ
とにより減圧ＣＶＤが行われているが、そのためにＧａ
（ＣＪｓ）ｓを含むキャリアガスはバルブ１０によって
約１気圧から上記の圧力まで減圧して反応室３に供給さ
れている。
然し、この減圧過程で断熱膨張によってキャリアガスの
温度が下がり、その場合に飽和蒸気圧が低いＧａ（Ｃｚ
Ｈｓ）ｚが液化し、バルブ１０の下流側に析出すること
がある。
温度が下がり、その場合に飽和蒸気圧が低いＧａ（Ｃｚ
Ｈｓ）ｚが液化し、バルブ１０の下流側に析出すること
がある。
このようにＧａ（ＣＪｓ）３の部分的な液化が起こると
、それによりＧａＡｓの成長速度が変動し、製造歩留ま
りを低下させていた。
、それによりＧａＡｓの成長速度が変動し、製造歩留ま
りを低下させていた。
以上記したように減圧ＭＯＣＶＤを行う場合に、キャリ
アガスに含まれる成分ガスの飽和蒸気圧が低い場合には
、減圧に伴う断熱膨張により成分ガスの液化や固化が起
こり、これにより気相成長膜の成長速度が変動し、再現
性を悪くしていることが問題である。
アガスに含まれる成分ガスの飽和蒸気圧が低い場合には
、減圧に伴う断熱膨張により成分ガスの液化や固化が起
こり、これにより気相成長膜の成長速度が変動し、再現
性を悪くしていることが問題である。
上記の課題は液状または固体状の有機金属化合物にキャ
リアガスを通じて該有機金属化合物を含んだガスを作り
、該ガスに更にキャリアガスを混じて分圧制御を行って
後、該ガスを減圧して反応室に導入し、気相成長を行う
際に、減圧後に有機金属化合物の蒸気圧が該ガスの温度
の飽和蒸気圧以下に保つことを特徴として有機金属気相
成長方法を構成することにより解決することができる。
リアガスを通じて該有機金属化合物を含んだガスを作り
、該ガスに更にキャリアガスを混じて分圧制御を行って
後、該ガスを減圧して反応室に導入し、気相成長を行う
際に、減圧後に有機金属化合物の蒸気圧が該ガスの温度
の飽和蒸気圧以下に保つことを特徴として有機金属気相
成長方法を構成することにより解決することができる。
先に記したように、ＧａＡｓのＭＯＣＶＤに使用するＧ
ａ（ＣｚＨｓ）ｓは飽和蒸気圧が低く、断熱膨張によっ
て液化や固化が起こり易い。
ａ（ＣｚＨｓ）ｓは飽和蒸気圧が低く、断熱膨張によっ
て液化や固化が起こり易い。
本発明は断熱膨張によりキャリアガスの温度が低下し、
従来の方法では有機金属化合物蒸気の液化が生ずるよう
な場合でも、断熱膨張前の圧力を減少しておくことによ
って、減圧によって液化が生じないようにするものであ
る。
従来の方法では有機金属化合物蒸気の液化が生ずるよう
な場合でも、断熱膨張前の圧力を減少しておくことによ
って、減圧によって液化が生じないようにするものであ
る。
すなわち、熱力学の法則によると、理想気体が断熱膨張
する場合には、 Ｃｐ ／ｃ ｖ ＝ ａ ・・・（１）とする
と、 Ｔ／ ｐ （ｍ−ｌ） １ｍ ＝一定 ・・・（２）
の関係が成立する。
する場合には、 Ｃｐ ／ｃ ｖ ＝ ａ ・・・（１）とする
と、 Ｔ／ ｐ （ｍ−ｌ） １ｍ ＝一定 ・・・（２）
の関係が成立する。
こ覧で、
Ｃ２は定圧比熱
Ｃｖは定積比熱
Ｔ は気体温度
Ｐ は圧力
である。
そして、バルブ１０を調節してバルブ１０より州土の圧
力、すなわち圧力計１１の圧力を（２）式から求まる圧
力以下に保つことによって減圧による有機金属化合物蒸
気の液化を無くするものである。
力、すなわち圧力計１１の圧力を（２）式から求まる圧
力以下に保つことによって減圧による有機金属化合物蒸
気の液化を無くするものである。
（実施例）
第３図において、反応室３で行われるＭＯＣＶＤの成長
温度を６５０“Ｃ１戒長圧力を７６ ｔｏｒｒ、キャリ
アガスとして用いるＨ２ガスの全流量は３０１／分とし
てＧａＡｓの成長を行った。
温度を６５０“Ｃ１戒長圧力を７６ ｔｏｒｒ、キャリ
アガスとして用いるＨ２ガスの全流量は３０１／分とし
てＧａＡｓの成長を行った。
こ＼で、バブル容器６に入れたＧａ（ＣｚＨｓ）３の温
度を２０°Ｃに保ち、流量計７で■２の流量を５０ｃｃ
／分とし、これを流量計８から■ｌ／分の流量のＨ２ガ
スで希釈した後、バルブ１０で減圧して反応室３に導入
した。
度を２０°Ｃに保ち、流量計７で■２の流量を５０ｃｃ
／分とし、これを流量計８から■ｌ／分の流量のＨ２ガ
スで希釈した後、バルブ１０で減圧して反応室３に導入
した。
こ覧で、Ｇａ（ＣＪｓ）＊の２０°Ｃにおける蒸気圧は
４゜４ｓＨｇであり、希釈によりバルブ１０の上流側で
は０．２１ｍｍＨｇとなッテイるが、これは−２３°Ｃ
に於けるＧａ （ＣｚＨｓ） ３の飽和蒸気圧に相当す
る。
４゜４ｓＨｇであり、希釈によりバルブ１０の上流側で
は０．２１ｍｍＨｇとなッテイるが、これは−２３°Ｃ
に於けるＧａ （ＣｚＨｓ） ３の飽和蒸気圧に相当す
る。
一方、圧力計１２の示す圧力は配管のコンダクタンスの
影響によって９０ｔｏｒｒになっていたので、この値を
上記（２）式の断熱膨張の式に代入して計算し、更にガ
ス圧力の低下に伴う体積の膨張を補正すると減圧前の圧
力は１７４ｔｏｒｒ以下にすればよいことになる。
影響によって９０ｔｏｒｒになっていたので、この値を
上記（２）式の断熱膨張の式に代入して計算し、更にガ
ス圧力の低下に伴う体積の膨張を補正すると減圧前の圧
力は１７４ｔｏｒｒ以下にすればよいことになる。
但し、計算に当たって（１）式のａの値は１．４１とし
た。
た。
第１図はこの方法によりＧａＡｓの成長を１５回に亙っ
て繰り返して行った場合の成長速度の変動を示すもので
、平均の成長速度は１．８０λ／秒であるが、平均値か
らのずれは１．５％程度である。
て繰り返して行った場合の成長速度の変動を示すもので
、平均の成長速度は１．８０λ／秒であるが、平均値か
らのずれは１．５％程度である。
一方、第◆図は従来のように７６０ｔｏｒｒの圧力でＧ
ａ （ＣｚＨｓ） ｓをバブルし、ＧａＡｓ成長を１５
回繰り返した場合の成長速度の変動を示すもので、この
場合バブルのためのＨ２の流量は２５０ｃｃ／分とした
。
ａ （ＣｚＨｓ） ｓをバブルし、ＧａＡｓ成長を１５
回繰り返した場合の成長速度の変動を示すもので、この
場合バブルのためのＨ２の流量は２５０ｃｃ／分とした
。
その結果、平均の成長速度は１．８０人／秒と変わらな
いが、平均値より３％程度のずれが認められる。
いが、平均値より３％程度のずれが認められる。
（発明の効果〕
本発明の実施によりＭＯＣＶＤにおいて、有機金属化合
物の液化や固化を生ずることなく気相成長を行うことが
でき、これにより成長速度の変動を抑制することができ
る。
物の液化や固化を生ずることなく気相成長を行うことが
でき、これにより成長速度の変動を抑制することができ
る。
なお、この気相成長法はトリエチルアル≧ニウム（ＡＩ
（ＣｚＨｓ）ｓ ） 、Ｇａ（ＣｚＨｓ）３．ＡｓＨ３
を使ったＡｌＧａＡｓの成長をはじめ、総てのＭＯＣＶ
Ｄ法に適用することができる。
（ＣｚＨｓ）ｓ ） 、Ｇａ（ＣｚＨｓ）３．ＡｓＨ３
を使ったＡｌＧａＡｓの成長をはじめ、総てのＭＯＣＶ
Ｄ法に適用することができる。
第１図は本発明の実施例について成長速度と成長回数と
の関係図、 第２図は従来法による成長速度と成長回数の関係図、 第３図はＭＯＣＶＤ装置の構成国、 である。 図において、 ｌは被処理基板、 ３は反応室、５．７，８
．９は流量計、 ６はバブル容器、１０はバブル、
１１．１２は圧力計、である。 本発明の家沌例について虐長生廐ヒ戒振回牧の関係日’
＠１ 躬 ）ｌＬ東まし：よる成長速度とＡ長目数、の関係口↓ 口ｏｃｖｏ装置θａ戚田 笛 日
の関係図、 第２図は従来法による成長速度と成長回数の関係図、 第３図はＭＯＣＶＤ装置の構成国、 である。 図において、 ｌは被処理基板、 ３は反応室、５．７，８
．９は流量計、 ６はバブル容器、１０はバブル、
１１．１２は圧力計、である。 本発明の家沌例について虐長生廐ヒ戒振回牧の関係日’
＠１ 躬 ）ｌＬ東まし：よる成長速度とＡ長目数、の関係口↓ 口ｏｃｖｏ装置θａ戚田 笛 日
Claims (1)
- 液状または固体状の有機金属化合物にキャリアガスを通
じて該有機金属化合物を含んだガスを作り、該ガスに更
にキャリアガスを混じて分圧制御を行って後、該ガスを
減圧して反応室に導入し、気相成長を行う際に、減圧後
に有機金属化合物の蒸気圧が該ガスの温度の飽和蒸気圧
以下に保つことを特徴とする有機金属気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20317589A JPH0368131A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | 有機金属気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20317589A JPH0368131A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | 有機金属気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368131A true JPH0368131A (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=16469701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20317589A Pending JPH0368131A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | 有機金属気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0368131A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007248369A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Horiba Ltd | ガス分析計及びガス分析方法 |
-
1989
- 1989-08-05 JP JP20317589A patent/JPH0368131A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007248369A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Horiba Ltd | ガス分析計及びガス分析方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5483919A (en) | Atomic layer epitaxy method and apparatus | |
| JPH02172895A (ja) | 半導体の結晶成長方法 | |
| JPH02230722A (ja) | 化合物半導体の気相成長方法 | |
| JPH0368131A (ja) | 有機金属気相成長方法 | |
| JPH0927455A (ja) | 半導体基板の製造方法と原料ガスの供給装置 | |
| TWI732373B (zh) | 氣體流量控制裝置和控制方法及應用該裝置的半導體設備 | |
| Seki et al. | A new vapour growth method for III–V compound semiconductors using a single flat temperature zone | |
| JPS60211072A (ja) | 揮発性物質の気化装置 | |
| JPH03152930A (ja) | ＡｌＮ薄膜の製造方法及びその製造装置 | |
| JPS5827637A (ja) | 気相成長炉におけるガス供給回路 | |
| JPH0364465A (ja) | 有機金属気相成長法 | |
| JPH0232532A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPS6273619A (ja) | 揮発性物質の気化装置 | |
| JPH0817158B2 (ja) | 気相成長による半導体製造装置 | |
| JPH0639705B2 (ja) | ガス供給装置 | |
| JPH0196922A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH03263819A (ja) | 半導体結晶成長方法 | |
| JPH01220821A (ja) | 気相成長装置のガス制御方法 | |
| JPH0445973B2 (ja) | ||
| JPS6230696A (ja) | 広禁制帯幅半導体結晶の製造方法 | |
| JPS63119521A (ja) | 有機金属気相成長装置 | |
| JPH01301585A (ja) | 半導体結晶成長装置 | |
| JPS62219917A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPS60145999A (ja) | 化合物半導体気相成長方法 | |
| JPS63319292A (ja) | 気相熱分解結晶成長装置 |