JPH04162418A - 化学気相成長法 - Google Patents
化学気相成長法Info
- Publication number
- JPH04162418A JPH04162418A JP28646990A JP28646990A JPH04162418A JP H04162418 A JPH04162418 A JP H04162418A JP 28646990 A JP28646990 A JP 28646990A JP 28646990 A JP28646990 A JP 28646990A JP H04162418 A JPH04162418 A JP H04162418A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- teg
- growth rate
- raw material
- layer
- 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〕
ＭＯＣＶＤ法に関し。
ＭＯＣＶＤ法により大面積の基板上に原子層オーダに制
御された均一な層を容易に形成可能とすることを目的と
し。
御された均一な層を容易に形成可能とすることを目的と
し。
基板が設置された気相成長装置内に組成の異なる複数種
の原料ガスを代わる代わる供給することによりこれら原
料ガスの反応生成物から成る層を該基板表面に成長させ
る化学気相成長法において。
の原料ガスを代わる代わる供給することによりこれら原
料ガスの反応生成物から成る層を該基板表面に成長させ
る化学気相成長法において。
前記原料ガスの少なくとも一種の濃度を、前記層の成長
速度対該一種の原料ガス濃度の関係における成長速度変
化率が実質に増加しな（なる範囲に設定して供給するよ
うに構成する。
速度対該一種の原料ガス濃度の関係における成長速度変
化率が実質に増加しな（なる範囲に設定して供給するよ
うに構成する。
本発明は、化学気相成長（ＣＶＤ）法、とくに、化合物
半導体結晶層のエピタキシャル成長に適したＭＯＣＶＤ
（有機金属化学気相成長）法に関する。
半導体結晶層のエピタキシャル成長に適したＭＯＣＶＤ
（有機金属化学気相成長）法に関する。
ＧａＡｓに代表される■−Ｖ族化合物半導体を用いた半
導体レーザやＭＥＳＦＥＴあるいはＨＥＭＴ （高電子
移動度トランジスタ）その他の高速半導体装置の実用化
にともない、これらを構成する半導体結晶層の成長方法
は、量産性の観点から、化学気相成長（ＣＶＤ）法が主
力となっており、このうちでも、有機金属化学気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法が主流になりつつある。
導体レーザやＭＥＳＦＥＴあるいはＨＥＭＴ （高電子
移動度トランジスタ）その他の高速半導体装置の実用化
にともない、これらを構成する半導体結晶層の成長方法
は、量産性の観点から、化学気相成長（ＣＶＤ）法が主
力となっており、このうちでも、有機金属化学気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法が主流になりつつある。
一方、化合物半導体のへテロ接合や異方性を高度に利用
した各種の半導体装置の進展が著しく。
した各種の半導体装置の進展が著しく。
これを支える技術として、原子層オーダで制御可能な実
用的なエピタキシャル成長法の開発に対する要請が強ま
っている。
用的なエピタキシャル成長法の開発に対する要請が強ま
っている。
■族元素の原料ガスとＶ族元素の原料ガスとを交互に気
相成長装置装管に供給する原子層エピタキシ（ＡＬＥ）
法は、これら原料ガスの供給ごとに１原子層の半導体層
が成長するセルフリミティング機能を有しており、異種
の化合物半導体層の多層構造を容易に形成可能とした。
相成長装置装管に供給する原子層エピタキシ（ＡＬＥ）
法は、これら原料ガスの供給ごとに１原子層の半導体層
が成長するセルフリミティング機能を有しており、異種
の化合物半導体層の多層構造を容易に形成可能とした。
しかし、 ＡＬＢ法は。
上記セルフリミティング機能が発揮される温度等の成長
条件の範囲が狭（かつ使用できる原料ガスの種類が制約
されるために１例えば三元化合物半導体のような混晶の
層を得ることが現在のところ困難であり、また、原料ガ
スの成分である炭素がｐ型不純物として混入するために
導電型の制御が困難である等の問題がある。
条件の範囲が狭（かつ使用できる原料ガスの種類が制約
されるために１例えば三元化合物半導体のような混晶の
層を得ることが現在のところ困難であり、また、原料ガ
スの成分である炭素がｐ型不純物として混入するために
導電型の制御が困難である等の問題がある。
ところで、 ＭＯＣＶＤ法によっても、原子層オーダの
厚さの制御が可能であるが、大面積の基板に化合物半導
体結晶層を均一に成長させるためには、気相成長装置内
において基板結晶の自転と公転とを行うこと、また、気
相成長装置内における原料ガスの流れを、淀みや渦のな
い流体力学的に理想的な層流に保つことが必要とされ、
このために、気相成長装置の設計が複雑かつ高度となる
問題がある。
厚さの制御が可能であるが、大面積の基板に化合物半導
体結晶層を均一に成長させるためには、気相成長装置内
において基板結晶の自転と公転とを行うこと、また、気
相成長装置内における原料ガスの流れを、淀みや渦のな
い流体力学的に理想的な層流に保つことが必要とされ、
このために、気相成長装置の設計が複雑かつ高度となる
問題がある。
本発明は、上記のような特別の設計を行っていない通常
のＭＯＣＶＤ用の装置を用いて、大面積の基板上に原子
層オーダに制御された均一な層を容易に形成可能とする
ことを目的とする。
のＭＯＣＶＤ用の装置を用いて、大面積の基板上に原子
層オーダに制御された均一な層を容易に形成可能とする
ことを目的とする。
上記目的は、基板が設置された気相成長装置内に組成の
異なる複数種の原料ガスを代わる代わる供給することに
よりこれら原料ガスの反応生成物から成る層を該基板表
面に成長させる化学気相成長法であって、前記原料ガス
の少なくとも一種の濃度を、前記層の成長速度対該一種
の原料ガス濃度の関係における成長速度変化率が実質に
増加しなくなる範囲に設定して供給することを特徴とす
る本発明に係る化学気相成長法によって達成される。
異なる複数種の原料ガスを代わる代わる供給することに
よりこれら原料ガスの反応生成物から成る層を該基板表
面に成長させる化学気相成長法であって、前記原料ガス
の少なくとも一種の濃度を、前記層の成長速度対該一種
の原料ガス濃度の関係における成長速度変化率が実質に
増加しなくなる範囲に設定して供給することを特徴とす
る本発明に係る化学気相成長法によって達成される。
本発明者は、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）をＧａの原
料ガスとするＭＯＣＶＤ法によりＱａＡＳ結晶層をエピ
タキシャル成長させた場合、第４図に示すように。
料ガスとするＭＯＣＶＤ法によりＱａＡＳ結晶層をエピ
タキシャル成長させた場合、第４図に示すように。
ＴＥＧ濃度が高くなるにしたがって、成長速度に飽和傾
向が現れることを見出した。同図の横軸は。
向が現れることを見出した。同図の横軸は。
キャリヤガスである水素によって希釈されたＴＥＧの、
気相成長装置内におけるモル分率で表した濃度である。
気相成長装置内におけるモル分率で表した濃度である。
図示のように、 ＴＥＧ濃度が低い範囲では。
ＴＥＧ濃度の増加にともなって成長速度が大きくなるが
、 ＴＥＧ濃度が高い範囲では、 ＧａＡｓ層の成長速
度がＴＥＧ濃度に依存しなくなる。この現象は９次のよ
うに解釈される。
、 ＴＥＧ濃度が高い範囲では、 ＧａＡｓ層の成長速
度がＴＥＧ濃度に依存しなくなる。この現象は９次のよ
うに解釈される。
すなわち、 ＴＥＧ濃度が低い範囲では、成長速度が気
相中からのＴＥＧの供給速度によって律速されているた
め、原料ガス濃度の変化による成長速度の変化率が大き
い。しかし、 ＴＥＧの濃度がさらに増加すると、 Ｇ
ａＡｓの成長速度は基板結晶表面におけるＴＥＧの分解
反応の速度で決まる反応律速となり。
相中からのＴＥＧの供給速度によって律速されているた
め、原料ガス濃度の変化による成長速度の変化率が大き
い。しかし、 ＴＥＧの濃度がさらに増加すると、 Ｇ
ａＡｓの成長速度は基板結晶表面におけるＴＥＧの分解
反応の速度で決まる反応律速となり。
ＴＵＧの濃度変化にほとんど依存しなくなる。
通常のＭＯＣＶＤ法は、成長速度が原料ガス濃度に比例
する濃度範囲で行われる。これは、複数種の原料ガスを
同時に供給する場合には１反応律速となるＴＵＧ濃度範
囲では、成長速度が過大となり。
する濃度範囲で行われる。これは、複数種の原料ガスを
同時に供給する場合には１反応律速となるＴＵＧ濃度範
囲では、成長速度が過大となり。
成長した結晶層表面のモルフォロジーが悪くなってしま
うためである。
うためである。
本発明は、 ＡＬＢ法のように複数種の原料ガスを交互
に供給する場合においても、上記と同様にＧａＡｓの成
゛長速度が飽和傾向を示すＴＥＧ濃度範囲が存在し、こ
の濃度範囲においても、均一性が良好なＧａＡｓ層を得
られるという知見に基づいている。すなわち１本発明に
おいては、この濃度範囲のＴＥＧのみを所定の短時間供
給したのち、砒素（Ａｓ）の原料ガスである例えばアル
シン（ＡｓＨ，）のみを供給する。
に供給する場合においても、上記と同様にＧａＡｓの成
゛長速度が飽和傾向を示すＴＥＧ濃度範囲が存在し、こ
の濃度範囲においても、均一性が良好なＧａＡｓ層を得
られるという知見に基づいている。すなわち１本発明に
おいては、この濃度範囲のＴＥＧのみを所定の短時間供
給したのち、砒素（Ａｓ）の原料ガスである例えばアル
シン（ＡｓＨ，）のみを供給する。
上記本発明の作用は、結晶成長が反応律速の状態にある
ときは、原料ガスの流れの状態や濃度の変動の影響を受
けなくなり、その結果、大面積の基板結晶上に１層厚お
よび組成の均一なＧａＡｓ結晶層が成長することによる
ものと考えられる。本発明において、 ＴＥＧの濃度、
供給時間、成長温度等を選択することによって、上記Ｔ
ＥＧとＡｓＨ，の交互供給の１サイクルごとに成長する
ＧａＡｓ結晶層の厚さを数原子層ないしそれ以下に制御
できるので、所望の層厚を有する均一なＧａＡｓ結晶層
を得ることができる。
ときは、原料ガスの流れの状態や濃度の変動の影響を受
けなくなり、その結果、大面積の基板結晶上に１層厚お
よび組成の均一なＧａＡｓ結晶層が成長することによる
ものと考えられる。本発明において、 ＴＥＧの濃度、
供給時間、成長温度等を選択することによって、上記Ｔ
ＥＧとＡｓＨ，の交互供給の１サイクルごとに成長する
ＧａＡｓ結晶層の厚さを数原子層ないしそれ以下に制御
できるので、所望の層厚を有する均一なＧａＡｓ結晶層
を得ることができる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の実施に用いた化学気相成長装置の概要
構成図であって９反応管ｌの内部には。
構成図であって９反応管ｌの内部には。
（１００）面を表出するＧａＡｓ結晶から成る基板結晶
２が設置されている。反応管ｌ内部はロークリポンプ４
２で排気される。ターボ分子ポンプ３とロークリポンプ
４Ｉは、基板結晶２を反応管１内部に送入量するための
ロードロック機構を排気するために設けられている。符
号６は基板結晶２を加熱するためのヒータである。反応
管１の一端には、マニホールド７が接続されており、そ
の各々の分岐部には、流路切り換えバルブＳ、、 Ｓ２
． Ｓ、が接続されている。流路切り換えバルブＳＩＴ
Ｓ２＋ Ｓｉｔを通じて。
２が設置されている。反応管ｌ内部はロークリポンプ４
２で排気される。ターボ分子ポンプ３とロークリポンプ
４Ｉは、基板結晶２を反応管１内部に送入量するための
ロードロック機構を排気するために設けられている。符
号６は基板結晶２を加熱するためのヒータである。反応
管１の一端には、マニホールド７が接続されており、そ
の各々の分岐部には、流路切り換えバルブＳ、、 Ｓ２
． Ｓ、が接続されている。流路切り換えバルブＳＩＴ
Ｓ２＋ Ｓｉｔを通じて。
水素（Ｈ２）、ＴＥＧおよびＡＳＨ３が供給される。な
お。
お。
流路切り換えバルブＳ２とＳ３にＨ２を直接流すための
径路が設けられている。これらの径路を含め、流路切り
換えバルブＳｌｌ Ｓ２． Ｓａの入力側の径路すべて
には、マスフローコントローラＭｌ、 Ｍ２． Ｍ３１
Ｍ４゜Ｍ５がそれぞれ設けられている。
径路が設けられている。これらの径路を含め、流路切り
換えバルブＳｌｌ Ｓ２． Ｓａの入力側の径路すべて
には、マスフローコントローラＭｌ、 Ｍ２． Ｍ３１
Ｍ４゜Ｍ５がそれぞれ設けられている。
上記構成において、 ＴＥＧが充填されたボンベ８を２
０°Ｃに保持しておき、この中にバブルさせたＨ２をキ
ャリヤガスとして反応管１にＴＥＧを供給する。
０°Ｃに保持しておき、この中にバブルさせたＨ２をキ
ャリヤガスとして反応管１にＴＥＧを供給する。
一方、ボンベ９からＨ２で１０％に希釈されたＡｓＨ３
を。
を。
マスフローコントローラＭ５により一定流量４８０ｃｃ
毎分に制御して反応管１に供給する。ＴＥＧの供給量は
、 ＴＢＧボンベ８に流すＨ２の流量をマスフローコン
トローラＭ３により制御して変える。なお２反応管１に
流入するガスの総流量を２０００ｃｃ毎分に一定に保つ
。このために、マスフローコントローラＭ２とＭ３の流
量の和が一定になるように制御する。
毎分に制御して反応管１に供給する。ＴＥＧの供給量は
、 ＴＢＧボンベ８に流すＨ２の流量をマスフローコン
トローラＭ３により制御して変える。なお２反応管１に
流入するガスの総流量を２０００ｃｃ毎分に一定に保つ
。このために、マスフローコントローラＭ２とＭ３の流
量の和が一定になるように制御する。
同様に、 ＡｓＨｓの流量を変える場合には、マスフロ
ーコントローラＭ４とＭ５の流量の和が一定になるよう
に制御する。
ーコントローラＭ４とＭ５の流量の和が一定になるよう
に制御する。
上記の化学気相成長装置において９反応管１内にＴＢＧ
とＡＳＨ３とを交互に供給して基板結晶２上にＧａＡｓ
層を成長させたときの成長速度とＴＢＧの濃度との、関
係を第２図に示す。同図における横軸は。
とＡＳＨ３とを交互に供給して基板結晶２上にＧａＡｓ
層を成長させたときの成長速度とＴＢＧの濃度との、関
係を第２図に示す。同図における横軸は。
Ｈ２キャリヤガスを含む全ガス中におけるＴＥＧのモル
分率で表した濃度、縦軸は、 ＴＢＧとＡＳＨ３の交互
供給１サイクル当たりに成長する平均原子層数で表して
成長速度である。なお、上記成長時における基板結晶２
温度を４５０℃９反応管ｌ中の全ガス圧を１５Ｔｏｒｒ
に一定に保つように制御を行った。また。
分率で表した濃度、縦軸は、 ＴＢＧとＡＳＨ３の交互
供給１サイクル当たりに成長する平均原子層数で表して
成長速度である。なお、上記成長時における基板結晶２
温度を４５０℃９反応管ｌ中の全ガス圧を１５Ｔｏｒｒ
に一定に保つように制御を行った。また。
ＴＵＧおよびＡｓＨ３の供給時間は、それぞれ、０．５
秒および５秒とし、これらの切り換えの間に＋Ｈ２によ
る０、３秒のパージ期間を設けた。
秒および５秒とし、これらの切り換えの間に＋Ｈ２によ
る０、３秒のパージ期間を設けた。
図示のように、ＴＥＧの濃度が低い範囲においては。
成長速度がＴＢＧ濃度にほぼ比例して増加し、 ＴＢＧ
濃度がさらに高い範囲では、成長速度がＴＢＧ濃度に比
例しなくなり、 ＴＢＧ濃度がモル分率で２０ Ｘ １
０−４を越えると、成長速度がほぼ一定になる。これは
。
濃度がさらに高い範囲では、成長速度がＴＢＧ濃度に比
例しなくなり、 ＴＢＧ濃度がモル分率で２０ Ｘ １
０−４を越えると、成長速度がほぼ一定になる。これは
。
第４図に示した。 ＴＥＧとＡＳＨ３を同時に供給する
通常のＭＯＣＶＤ法の場合と類似しており、交互供給の
場合にも、 ＴＢＧの濃度範囲により、成長機構には供
給律速の状態と反応律速の状態とが存在することを示す
もの考えられる。
通常のＭＯＣＶＤ法の場合と類似しており、交互供給の
場合にも、 ＴＢＧの濃度範囲により、成長機構には供
給律速の状態と反応律速の状態とが存在することを示す
もの考えられる。
第３図は、一部を５ｉ０２膜で被覆されたＧａＡｓから
成る基板結晶２表面に、上記と同様にＴＥＧとＡＳＨ３
を交互に供給してＧａＡｓ層を成長させたのち、この３
ｉ０２膜をＩＰ （弗酸）により除去して生じた段差を
表面膜差計を用いて測定した結果を示す。同図（ａｌは
本発明の方法により成長させた試料、同図（ｂ）は。
成る基板結晶２表面に、上記と同様にＴＥＧとＡＳＨ３
を交互に供給してＧａＡｓ層を成長させたのち、この３
ｉ０２膜をＩＰ （弗酸）により除去して生じた段差を
表面膜差計を用いて測定した結果を示す。同図（ａｌは
本発明の方法により成長させた試料、同図（ｂ）は。
比較のために１通常のＭＯＣＶＤ法により成長させた試
料の場合である。
料の場合である。
同図（ａ）に示すように２本発明の方法により成長させ
たＧａＡｓ層には、前記ＳｉＯ□膜によりマスクされて
いた領域との境界部から６００μｍ以上までの範囲にわ
たる表面が平坦である。これに対し、同図（ｂ）に示す
９通常のＭＯＣＶＤ法により成長させたＧａＡｓ層では
、前記ＳｉＯ２膜によりマスクされていた領域との境界
部近傍にリッジが生じており、境界部から離れるにつれ
て表面が低（なり、平坦面に近づく。この平坦面からの
前記リッジの高さは１５０００Ａ（１，５μｍ）に達し
、リッジの裾は境界部からおよそ１５００μｍの範囲に
わたっている。
たＧａＡｓ層には、前記ＳｉＯ□膜によりマスクされて
いた領域との境界部から６００μｍ以上までの範囲にわ
たる表面が平坦である。これに対し、同図（ｂ）に示す
９通常のＭＯＣＶＤ法により成長させたＧａＡｓ層では
、前記ＳｉＯ２膜によりマスクされていた領域との境界
部近傍にリッジが生じており、境界部から離れるにつれ
て表面が低（なり、平坦面に近づく。この平坦面からの
前記リッジの高さは１５０００Ａ（１，５μｍ）に達し
、リッジの裾は境界部からおよそ１５００μｍの範囲に
わたっている。
上記本発明の方法と従来のＭＯＣＶＤ法の結果の違いは
９次のように説明される。すなわち９通常のＭＯＣＶＤ
法のように、 ＴＢＧ濃度が低い場合には、結晶成長サ
イトへの成長物質の供給に対して、 ＳｉＯ□膜マスク
表面に吸着しているＴＢＧ分子やその分解で生じた中間
体あるいはＧａ原子のマイグレーションによる寄与が大
きい。したがって、 ＳｉＯ□膜マスクとの境界部にお
ける供給速度が相対的に高（なり。
９次のように説明される。すなわち９通常のＭＯＣＶＤ
法のように、 ＴＢＧ濃度が低い場合には、結晶成長サ
イトへの成長物質の供給に対して、 ＳｉＯ□膜マスク
表面に吸着しているＴＢＧ分子やその分解で生じた中間
体あるいはＧａ原子のマイグレーションによる寄与が大
きい。したがって、 ＳｉＯ□膜マスクとの境界部にお
ける供給速度が相対的に高（なり。
リッジが生じる。これに対して、 ＴＢＧ濃度が高くな
ると、気相から成長サイトへの直接の供給あるいは成長
サイトのごく近傍の吸着物質のマイグレーションによる
供給が支配的となり、 ＳｉＯ□膜マスク上のマイグレ
ーションによる供給は、境界部にリッジを生じるほどは
寄与しなくなる。
ると、気相から成長サイトへの直接の供給あるいは成長
サイトのごく近傍の吸着物質のマイグレーションによる
供給が支配的となり、 ＳｉＯ□膜マスク上のマイグレ
ーションによる供給は、境界部にリッジを生じるほどは
寄与しなくなる。
本発明の方法においても、前記供給律速の範囲のＴＢＧ
濃度では、 ＳｉＯ２膜でマスクされていた領域との境
界近傍にリッジが生じることが認められている。上記の
ように反応律速の範囲の濃度のＴＥＧを供給することに
より、リッジの発生が防止され。
濃度では、 ＳｉＯ２膜でマスクされていた領域との境
界近傍にリッジが生じることが認められている。上記の
ように反応律速の範囲の濃度のＴＥＧを供給することに
より、リッジの発生が防止され。
基板全面に均一なＧａＡｓ層を成長させる二とができる
。この結果は、 ＧａＡｓ等の基板上にＳｉＯ□等の絶
縁膜をマスクとして選択成長を行う場合に対して有用で
あり、このような選択成長層を有する基板とフォトリソ
グラフ工程との整合性が向上可能であることを意味して
いる。
。この結果は、 ＧａＡｓ等の基板上にＳｉＯ□等の絶
縁膜をマスクとして選択成長を行う場合に対して有用で
あり、このような選択成長層を有する基板とフォトリソ
グラフ工程との整合性が向上可能であることを意味して
いる。
上記本発明の方法において１反応律速の範囲の濃度のＴ
ＢＧの供給時間を変えることによって、 ＴＥＧとＡｓ
Ｈａの交互供給の１サイクル当たりの成長速度を制御す
ることができる。そして、交互供給のサイクル数によっ
て、所望の成長厚さを得ることができる。ＴＢＧの供給
時間が過大になると、１サイクル当たりのＧａ供給が多
くなりすぎて、成長結晶層表面のモフォロジー等を悪化
させることになる。
ＢＧの供給時間を変えることによって、 ＴＥＧとＡｓ
Ｈａの交互供給の１サイクル当たりの成長速度を制御す
ることができる。そして、交互供給のサイクル数によっ
て、所望の成長厚さを得ることができる。ＴＢＧの供給
時間が過大になると、１サイクル当たりのＧａ供給が多
くなりすぎて、成長結晶層表面のモフォロジー等を悪化
させることになる。
ＴＥＧの供給時間の上限は、基板温度ＡＳＨ３の濃度お
よび供給時間等によって決定される。なお、第２図に示
す傾向は、供給ガスの全圧が変化してもほとんど変わら
ない。
よび供給時間等によって決定される。なお、第２図に示
す傾向は、供給ガスの全圧が変化してもほとんど変わら
ない。
上記本発明の方法により、直径２インチのＧａＡｓウェ
ハ表面内における層厚のバラツキが±１％以下である均
一なＧａＡｓ層を、ウェハを自転あるいは公転させるこ
となく形成できた。従来のＭＯＣＶＤ法によれば、同一
寸法のＧａＡｓウエノ１上における均一性は、ウェハを
自転および公転させても±３％程度であった。
ハ表面内における層厚のバラツキが±１％以下である均
一なＧａＡｓ層を、ウェハを自転あるいは公転させるこ
となく形成できた。従来のＭＯＣＶＤ法によれば、同一
寸法のＧａＡｓウエノ１上における均一性は、ウェハを
自転および公転させても±３％程度であった。
上記実施例においては、 ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ層
を成長させる場合を示したが９本発明は、その他の二元
化合物半導体層、あるいは、三元以上の化合物事導体の
混晶層の成長に対しても有効である。
を成長させる場合を示したが９本発明は、その他の二元
化合物半導体層、あるいは、三元以上の化合物事導体の
混晶層の成長に対しても有効である。
また、半導体成長層にドープされる不純物の原料ガスに
ついても、他の原料ガスと交替で供給すれば、大面積に
均一なドーピングが可能である。さらに１本発明は、
５ｉＣ１２Ｈ２を原料ガスとするＳｉ層の成長に対して
も適用できる。この場合には、５ｉＣＩ２Ｈ２とＨ２と
を交互に供給する。Ｈ２は、成長したＳｉ層表面に吸着
しているＣ１原子ををＩ（ＣＩとして離脱させる反応に
与かっており、これによりＳｉ層の成長が進行する。し
たがって５本発明における原料ガスとみなされる。
ついても、他の原料ガスと交替で供給すれば、大面積に
均一なドーピングが可能である。さらに１本発明は、
５ｉＣ１２Ｈ２を原料ガスとするＳｉ層の成長に対して
も適用できる。この場合には、５ｉＣＩ２Ｈ２とＨ２と
を交互に供給する。Ｈ２は、成長したＳｉ層表面に吸着
しているＣ１原子ををＩ（ＣＩとして離脱させる反応に
与かっており、これによりＳｉ層の成長が進行する。し
たがって５本発明における原料ガスとみなされる。
本発明によれば、■原子層オーダの層厚制御を可能とす
るために従来のＭＯＣＶＤ法において必要とされていた
基板の自転あるいは公転機構を用いることなく、また、
一部をＳｉＯ□膜等によりマスクされた表面にリッジそ
の他の不均一性を生じることなく、大面積の基板に高均
一性の半導体結晶層あるいは非結晶層を通常のＭＯＣＶ
Ｄ装置を用いて成長可能となる。その結果、高度な層厚
制御を必要とする半導体装置や多重量子井戸構造のよう
なｌないし数原子層の異種半導体層を多層化して成る半
導体装置の開発ならびに実用化を促進する効果がある。
るために従来のＭＯＣＶＤ法において必要とされていた
基板の自転あるいは公転機構を用いることなく、また、
一部をＳｉＯ□膜等によりマスクされた表面にリッジそ
の他の不均一性を生じることなく、大面積の基板に高均
一性の半導体結晶層あるいは非結晶層を通常のＭＯＣＶ
Ｄ装置を用いて成長可能となる。その結果、高度な層厚
制御を必要とする半導体装置や多重量子井戸構造のよう
なｌないし数原子層の異種半導体層を多層化して成る半
導体装置の開発ならびに実用化を促進する効果がある。
第１図は本発明の実施に用いた化学気相成長装置の概要
構成図。 第２図は本発明の方法における成長速度と原料ガス濃度
との関係を示すグラフ。 第３図は本発明の方法による成長層の均−性向上例を示
すグラフ。 第４図は従来のＭＯＣＶＤ法における成長速度と原料ガ
ス濃度との関係を示すグラフ である。 図において。 １は反応管、 ２は基板結晶。 ３はターボ分子ポンプ。 ４１と４□はロークリポンプ。 ５はロードロック機構、 ６はヒータ。 ７はマニホールド、 ８と９はボンベ。 ＭｌとＭ２とＭ３とＭ４とＭ５はマスフローコントロー
ラＳ１とＳ２とＳ３は流路切り換えバルブである。 −忌訴稽塞ミ壜梁 ５［有］ト［Ｆ］ｎ寸０へ一〇 ぐ胃（Ｉγ溜 ”Ｉ −０ （ｓｔｂは／鼾榊 ｌ隋Ｖ ）■ ζ８−
構成図。 第２図は本発明の方法における成長速度と原料ガス濃度
との関係を示すグラフ。 第３図は本発明の方法による成長層の均−性向上例を示
すグラフ。 第４図は従来のＭＯＣＶＤ法における成長速度と原料ガ
ス濃度との関係を示すグラフ である。 図において。 １は反応管、 ２は基板結晶。 ３はターボ分子ポンプ。 ４１と４□はロークリポンプ。 ５はロードロック機構、 ６はヒータ。 ７はマニホールド、 ８と９はボンベ。 ＭｌとＭ２とＭ３とＭ４とＭ５はマスフローコントロー
ラＳ１とＳ２とＳ３は流路切り換えバルブである。 −忌訴稽塞ミ壜梁 ５［有］ト［Ｆ］ｎ寸０へ一〇 ぐ胃（Ｉγ溜 ”Ｉ −０ （ｓｔｂは／鼾榊 ｌ隋Ｖ ）■ ζ８−
Claims (1)
- 基板が設置された気相成長装置内に組成の異なる複数
種の原料ガスを代わる代わる供給することによりこれら
原料ガスの反応生成物から成る層を該基板表面に成長さ
せる化学気相成長法であって、前記原料ガスの少なくと
も一種の濃度を、前記層の成長速度対該一種の原料ガス
濃度の関係における成長速度変化率が実質に増加しなく
なる範囲に設定して供給することを特徴とする化学気相
成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28646990A JPH04162418A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 化学気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28646990A JPH04162418A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 化学気相成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04162418A true JPH04162418A (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=17704799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28646990A Pending JPH04162418A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 化学気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04162418A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833161B2 (en) * | 2002-02-26 | 2004-12-21 | Applied Materials, Inc. | Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode |
| US6855368B1 (en) | 2000-06-28 | 2005-02-15 | Applied Materials, Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US6878206B2 (en) | 2001-07-16 | 2005-04-12 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US6911391B2 (en) | 2002-01-26 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
| US6916398B2 (en) | 2001-10-26 | 2005-07-12 | Applied Materials, Inc. | Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition |
| US6936906B2 (en) | 2001-09-26 | 2005-08-30 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
| US6951804B2 (en) | 2001-02-02 | 2005-10-04 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US6998579B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-02-14 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US7022948B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-04-04 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US7049226B2 (en) | 2001-09-26 | 2006-05-23 | Applied Materials, Inc. | Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization |
| US7085616B2 (en) | 2001-07-27 | 2006-08-01 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition apparatus |
| US7101795B1 (en) | 2000-06-28 | 2006-09-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer |
| US7201803B2 (en) | 2001-03-07 | 2007-04-10 | Applied Materials, Inc. | Valve control system for atomic layer deposition chamber |
| US7208413B2 (en) | 2000-06-27 | 2007-04-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7211144B2 (en) | 2001-07-13 | 2007-05-01 | Applied Materials, Inc. | Pulsed nucleation deposition of tungsten layers |
| US7262133B2 (en) | 2003-01-07 | 2007-08-28 | Applied Materials, Inc. | Enhancement of copper line reliability using thin ALD tan film to cap the copper line |
| US7405158B2 (en) | 2000-06-28 | 2008-07-29 | Applied Materials, Inc. | Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques |
| US7439191B2 (en) | 2002-04-05 | 2008-10-21 | Applied Materials, Inc. | Deposition of silicon layers for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications |
| US7595263B2 (en) | 2003-06-18 | 2009-09-29 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition of barrier materials |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP28646990A patent/JPH04162418A/ja active Pending
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7501343B2 (en) | 2000-06-27 | 2009-03-10 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7501344B2 (en) | 2000-06-27 | 2009-03-10 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7208413B2 (en) | 2000-06-27 | 2007-04-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
| US7101795B1 (en) | 2000-06-28 | 2006-09-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques to form a nucleation layer |
| US6855368B1 (en) | 2000-06-28 | 2005-02-15 | Applied Materials, Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US7465666B2 (en) | 2000-06-28 | 2008-12-16 | Applied Materials, Inc. | Method for forming tungsten materials during vapor deposition processes |
| US7405158B2 (en) | 2000-06-28 | 2008-07-29 | Applied Materials, Inc. | Methods for depositing tungsten layers employing atomic layer deposition techniques |
| US7235486B2 (en) | 2000-06-28 | 2007-06-26 | Applied Materials, Inc. | Method for forming tungsten materials during vapor deposition processes |
| US7115494B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US7033922B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-04-25 | Applied Materials. Inc. | Method and system for controlling the presence of fluorine in refractory metal layers |
| US7022948B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-04-04 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US6998579B2 (en) | 2000-12-29 | 2006-02-14 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US6951804B2 (en) | 2001-02-02 | 2005-10-04 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US7094680B2 (en) | 2001-02-02 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US7781326B2 (en) | 2001-02-02 | 2010-08-24 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US7201803B2 (en) | 2001-03-07 | 2007-04-10 | Applied Materials, Inc. | Valve control system for atomic layer deposition chamber |
| US7211144B2 (en) | 2001-07-13 | 2007-05-01 | Applied Materials, Inc. | Pulsed nucleation deposition of tungsten layers |
| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US6878206B2 (en) | 2001-07-16 | 2005-04-12 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US7085616B2 (en) | 2001-07-27 | 2006-08-01 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition apparatus |
| US6936906B2 (en) | 2001-09-26 | 2005-08-30 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
| US7352048B2 (en) | 2001-09-26 | 2008-04-01 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
| US7049226B2 (en) | 2001-09-26 | 2006-05-23 | Applied Materials, Inc. | Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization |
| US7494908B2 (en) | 2001-09-26 | 2009-02-24 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for integration of barrier layer and seed layer |
| US6916398B2 (en) | 2001-10-26 | 2005-07-12 | Applied Materials, Inc. | Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition |
| US6911391B2 (en) | 2002-01-26 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
| US7094685B2 (en) | 2002-01-26 | 2006-08-22 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
| US7732325B2 (en) | 2002-01-26 | 2010-06-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers |
| US7473638B2 (en) | 2002-01-26 | 2009-01-06 | Applied Materials, Inc. | Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers |
| US7429516B2 (en) | 2002-02-26 | 2008-09-30 | Applied Materials, Inc. | Tungsten nitride atomic layer deposition processes |
| US7115499B2 (en) | 2002-02-26 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode |
| US6833161B2 (en) * | 2002-02-26 | 2004-12-21 | Applied Materials, Inc. | Cyclical deposition of tungsten nitride for metal oxide gate electrode |
| US7439191B2 (en) | 2002-04-05 | 2008-10-21 | Applied Materials, Inc. | Deposition of silicon layers for active matrix liquid crystal display (AMLCD) applications |
| US7262133B2 (en) | 2003-01-07 | 2007-08-28 | Applied Materials, Inc. | Enhancement of copper line reliability using thin ALD tan film to cap the copper line |
| US7595263B2 (en) | 2003-06-18 | 2009-09-29 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition of barrier materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5270247A (en) | Atomic layer epitaxy of compound semiconductor | |
| JPH01290222A (ja) | 半導体気相成長方法 | |
| JP2789861B2 (ja) | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 | |
| JP2577550B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−▲ｖ▼族化合物半導体単結晶薄膜の不純物添加法 | |
| JP6997283B2 (ja) | 気相エピタキシー法 | |
| JPH0754802B2 (ja) | ＧａＡｓ薄膜の気相成長法 | |
| JP3052269B2 (ja) | 気相成長装置およびその成長方法 | |
| JP3141628B2 (ja) | 化合物半導体素子及びその製造方法 | |
| JP2847198B2 (ja) | 化合物半導体の気相成長方法 | |
| JP3112796B2 (ja) | 化学気相成長方法 | |
| JP2793239B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH03232221A (ja) | 化合物半導体の気相成長方法 | |
| JPH03280419A (ja) | 化合物半導体薄膜の成長方法 | |
| JPH0620042B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−▲ｖ▼族化合物半導体結晶のド−ピング方法 | |
| JPH04279023A (ja) | ３−５族化合物半導体の選択成長方法 | |
| JPH03262116A (ja) | Ｃｖｄ装置 | |
| JPS63174315A (ja) | ３−５族化合物半導体結晶のド−ピング方法 | |
| JPH03112127A (ja) | 炭化シリコンの形成方法 | |
| JPH0573322B2 (ja) | ||
| JPH01109715A (ja) | 気相成長方法 | |
| JPH09165299A (ja) | 気相成長方法及び気相成長装置 | |
| JPH0788276B2 (ja) | 気相エピタキシヤル成長方法 | |
| JPS63181314A (ja) | ３−５族化合物半導体結晶のド−ピング方法 | |
| JPH04259212A (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JPH0222814A (ja) | 化合物半導体層の製造方法 |