JPH04215421A - 化学的気相成長法 - Google Patents

化学的気相成長法

Info

Publication number
JPH04215421A
JPH04215421A JP3028891A JP2889191A JPH04215421A JP H04215421 A JPH04215421 A JP H04215421A JP 3028891 A JP3028891 A JP 3028891A JP 2889191 A JP2889191 A JP 2889191A JP H04215421 A JPH04215421 A JP H04215421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arsenic
compound
chemical vapor
polyarsine
vapor phase
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.)
Granted
Application number
JP3028891A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0666280B2 (ja
Inventor
Ravindra K Kanjolia
ラビンドラ ケイ. カンジョリア
Benjamin C Hui
ベンジャミン シー. フーイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CVD Inc
Original Assignee
CVD Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CVD Inc filed Critical CVD Inc
Publication of JPH04215421A publication Critical patent/JPH04215421A/ja
Publication of JPH0666280B2 publication Critical patent/JPH0666280B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/301AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S252/00Compositions
    • Y10S252/95Doping agent source material
    • Y10S252/951Doping agent source material for vapor transport

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジアルシンおよびポリ
アルシン化合物の新規使用による化学的気相成長法およ
び化学的ドーピング法に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の基板上にIII −V膜を製造す
るための有機金属化学気相法(MOCVD) は、周知
でありかつ十分文献に記載されている。この主題に関す
る少数の文献(これは参考のため本発明では導入されて
いる)としては、米国特許 3,101,280、 3
,218,203、 3,224,913、 3,22
6,270、 3,261,726、 3,312,5
70、 3,312,571、 3,342,551、
 3,364,084、 4,368,098および 
4,404,265があげられる。
【0003】材料、特に半導体材料の化学的ドーピング
は、 MOCVDによる膜のエピタキシャル成長と類似
方法で行われる。しかし、ドーピングにおいては、基板
材料は反応室内に装入され次いで低レベルの金属生成化
合物が導入される。アルシン(AsH3)は、エピタキ
シャル成長膜、例えばIII −V膜に対する MOC
VD法用の標準ヒ素源であった。しかし、この毒性でか
つ気体材料による危険性のため、アルシンの代替物が 
MOCVD法並びにヒ素ドーピンク法に対して求められ
ている。
【0004】ヒ素に代わるものとして、アルキルアルシ
ンが MOCVDおよびドーピングプロセスにおいて用
いられてきている。最初に、トリアルキルアルシンが試
みられた。これらの化合物はアルシンよりも危険性が少
ない一方、これらの化合物は金属と共に炭素をデポジュ
ットし易すい不都合がある。従って、ジアルキルアルシ
ンおよびモノアルキルアルシンは、 MOCVDおよび
ドーピングプロセスに対し、例えば米国特許 4,73
4,514および 4,814,203に記載される如
く、好ましいことが見出されている。これらの特許の教
示は本発明において参考として挿入されている。
【0005】III −V膜を形成する際、公知のヒ素
化合物に関する別の困難性は、以下の点にある。すなわ
ち、III 族金属化合物の金属、例えばGa に対す
るヒ素の金属モル比が1対1である場合、ガリウム化合
物に対しばく大に過剰のヒ素化合物が反応器を通過しな
ければならない。アルシンを用いる場合、該アルシンは
ガリウム化合物に対し約 100対1のモル比で供給さ
れねばならない。アルキルアルシンを用いる場合、モル
比は未だ約30対1である。この割合を減じることが望
ましい。
【0006】更に以下の内容が望ましい。すなわち、反
応室に導入されるヒ素含有化合物が高いパーセンテージ
のヒ素を含有することが更に望ましい。
【0007】
【発明の要約】本発明によれば、ジアルシンおよびポリ
アルシンが、エピタキシャル成長および化学的ドーピン
グにおいて MOCVDに対して用いられる。これらの
化合物は、分子の重量に対し高重量%のヒ素を与える。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ジアル
シンおよびポリアルシンが MOCVD並びに化学的ド
ーピングに対して用いられる。ジアルシンおよびポリア
ルシンとは、少なくとも1個のAs −As 結合を有
する化合物を意味するものとする。特に、次の一般式の
化合物が MOCVD又は化学的ドーピングに対して用
いられる:
【0009】
【化2】
【0010】前記式中、R′はアルキル、アルキレンお
よびアルキンから選ばれる同一もしくは異なる基である
。これらの一般式で示される範囲内の適当な化学薬品は
、分解に対して安定である温度で液体でありかつこの温
度から該薬品は例えば成長室に移送するためにキャリヤ
ガスをその中を通気することにより気化され得る。この
ような温度で、化合物は企図した使用に対し十分に高い
蒸気圧を有するべきである。 MOCVDによるエピタ
キシャル成長に対し、化合物は気化温度で少なくとも1
トールの蒸気圧を有する。化学的ドーピングに対し、蒸
気圧は相当により小さい。
【0011】一般に、置換基Rの分子量が小さければ小
さい程、ジアルシンおよびポリアルシンの蒸気圧はより
高いが、他の因子、例えば分子の対称もしくは不斉はこ
のことに影響を及ぼすであろう。従って、前記式I〜I
Vの化合物の基Rは3個又はそれ以下の炭素原子に平均
化すべきである。R基のいずれも炭素原子3個を越えな
いことが好ましい。
【0012】適当な化合物の例には次のものが含まれる
が、これらに限定されるものではない:       
   化  合  物               
 沸点又は蒸気圧                M
e2AsAsMe2            60℃/
25mm;  沸点 163℃          E
t2AsAsEt2           185℃ 
                         
                    (MeAs
)5              178℃/15トー
ル          (EtAs)5       
       190℃/1トール         
 (n−PrAs)5            144
℃/0.05トールジアルシンおよび/又はポリアルシ
ンの混合物はまた、使用できるがしかしこれらの混合物
は成長中一定の蒸気圧の欠如が問題である。
【0013】これらの有機アルシン類は、アルシンより
も実質的に危険性は少ない。更に、As −As 結合
のため、全化合物の重量%としてのヒ素は高い。他の利
点も同様に期待される。幾つかのスペクトルデータはア
ルシンがヒ素源として用いられる場合、As −As 
結合種は分解温度で形成されることを示しており、この
ような種はヒ素の成長に対し中間的先駆物質となるであ
ろうと信じられている。ジアルシンおよびポリアルシン
により、As −As 結合はすでに形成されている。
【0014】更にまた、以下の如くに考えられている。 すなわち、ジ−およびポリ−アルシンは、III 族金
属化合物のIII 族金属と予備的に結合しているか、
又は予備的に配位している。例えば、次のように考えら
れている。すなわち、ジアルシンはR3AlおよびR3
Ga化合物(ここにおいて、少なくとも1種のR′は炭
化水素である)との付加塩を形成する。また、次のよう
に考えられている。すなわち、R3Ga化合物は、R2
Ga+ およびR2Ga:種を形成し更にAs −As
 結合がイオンもしくは遊離基に解離する比較的低エネ
ルギーは、成長前にAs がGa に結合することを促
進しこれによりGaAs膜を形成するのに必要なAs 
対Ga モル比を減少する。
【0015】本発明を以下の実施例により更に詳しく説
明する。
【0016】
【実施例】
例1   MOCVDプロセス テトラエチルビアルシンをバブラー内に装入し次いで水
素ガス源および成長室と適当に接続させる。該室にまた
、別個のバブラー内に含まれるトリメチルガリウムを供
給する。ビアルシンバブラーを、適当な加熱もしくは冷
却装置を用いて50℃に保持する。成長室を、加熱もし
くは冷却装置を用いて−5℃に保持する。成長室を 6
50℃に保持し、次いでガリウムヒ素基板を成長室内に
支持する。担体水素を毎分(標準温度および標準圧力下
)約5〜10lで配送される。成長室内の水素分圧は、
大気圧であり更にテトラエチルビアルシンの分圧は約1
5トールであり、トリメチルガリウムの分圧は約45ト
ールである。種々の厚さのガリウムアルセニドの成長が
基板上に見出されている。 例2  ドーパントとしてのポリアルシンヒ素をドーパ
ントした水銀カドミウムテルル化物を、ジイソプロピル
テルル化物、ジメチルカドミウムおよび水銀元素を用い
て大気圧反応器内で成長させる。約50℃でバブラー内
に保持されたペンタエチルペンタアルシンをドーパント
源として用いる。使用基板は半絶縁体のガリウムヒ化物
であり、更に成長温度は約 350℃である。キャリヤ
ーガスとして水素を用いる。
【0017】以上、本発明について幾つかの好ましい態
様によって説明したが、当業者に自明の変更は、本発明
の範囲から逸脱することなくなすことが可能である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  蒸気質の有機ヒ素化合物を加熱基板上
    に熱的に成長させることによりヒ素含有膜を製造する気
    相成長方法もしくは基板にヒ素原子を導入するために有
    機ヒ素化合物を用いる化学的ドーピング方法であって、
    該有機ヒ素化合物としてジアルシンもしくはAs −A
    s 結合を有するポリアルシンを用いることを含んでな
    る前記方法。
  2. 【請求項2】  該有機ヒ素化合物が、次のI式〜II
    I 式: 【化1】 から選ばれる一つの式を有する請求項1の方法。
  3. 【請求項3】  該有機ヒ素化合物が、(CH3)2A
    sAs(CH3)2,(C2H5)2AsAs(C2H
    5)2,(CH3A5)5,(C2H5As)5 およ
    び (n−C3H7As)5から成る群から選ばれる、
    請求項1の方法。
JP3028891A 1990-02-22 1991-02-22 化学的気相成長法 Expired - Lifetime JPH0666280B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US484720 1990-02-22
US07/484,720 US4999223A (en) 1990-02-22 1990-02-22 Chemical vapor deposition and chemicals with diarsines and polyarsines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04215421A true JPH04215421A (ja) 1992-08-06
JPH0666280B2 JPH0666280B2 (ja) 1994-08-24

Family

ID=23925324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3028891A Expired - Lifetime JPH0666280B2 (ja) 1990-02-22 1991-02-22 化学的気相成長法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4999223A (ja)
EP (1) EP0443815B1 (ja)
JP (1) JPH0666280B2 (ja)
KR (1) KR910021497A (ja)
CA (1) CA2034624A1 (ja)
DE (1) DE69103440D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017537478A (ja) * 2014-09-26 2017-12-14 フィリップス−ウニヴェルシテート・マールブルク 少なくとも1種類の15族元素二元化合物の使用法、iii−v族半導体層、及び15族元素二元化合物

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992009719A1 (en) * 1990-11-23 1992-06-11 The Commonwealth Industrial Gases Limited Method for the deposition of group 15 and/or group 16 elements
US5244829A (en) * 1992-07-09 1993-09-14 Texas Instruments Incorporated Organometallic vapor-phase epitaxy process using (CH3)3 As and CCl4 for improving stability of carbon-doped GaAs
GB2323708B (en) * 1994-09-05 1999-03-03 Mitsubishi Electric Corp Method of fabricating a semiconductor layer,method of fabricating a semiconductor laser,and a semiconductor laser

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5129880B2 (ja) * 1973-03-15 1976-08-27
EP0106537B1 (en) * 1982-10-19 1989-01-25 The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Organometallic chemical vapour deposition of films
US4611071A (en) * 1985-02-13 1986-09-09 Ethyl Corporation Metal alkyl process
US4721683A (en) * 1987-05-21 1988-01-26 American Cyanamid Company Use of alkylphosphines and alkylarsines in ion implantation
JP2561482B2 (ja) * 1987-08-27 1996-12-11 住友化学工業株式会社 トリアルキル砒素化合物の製造方法
US4857655A (en) * 1988-01-20 1989-08-15 American Cyanamid Company Process for making alkyl arsine compounds
US4904616A (en) * 1988-07-25 1990-02-27 Air Products And Chemicals, Inc. Method of depositing arsine, antimony and phosphine substitutes
US4900855A (en) * 1988-12-14 1990-02-13 Cvd Incorporated Chemical process for obtaining high purification of monoalkylarsines and dialkylarsines and purified mono- and dialkylarsines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017537478A (ja) * 2014-09-26 2017-12-14 フィリップス−ウニヴェルシテート・マールブルク 少なくとも1種類の15族元素二元化合物の使用法、iii−v族半導体層、及び15族元素二元化合物

Also Published As

Publication number Publication date
EP0443815A1 (en) 1991-08-28
US4999223A (en) 1991-03-12
KR910021497A (ko) 1991-12-20
DE69103440D1 (de) 1994-09-22
JPH0666280B2 (ja) 1994-08-24
EP0443815B1 (en) 1994-08-17
CA2034624A1 (en) 1991-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4792467A (en) Method for vapor phase deposition of gallium nitride film
JP2867145B2 (ja) 環状有機金属化合物
EP0778838B1 (en) Formation of a metalorganic compound for growing epitaxial metal or semiconductor layers
JPH0280572A (ja) アルシン、アンチモン及びホスフィン置換体
WO1995013282A1 (en) F-series metal and metal amides for use in mocvd
US5300185A (en) Method of manufacturing III-V group compound semiconductor
US4740606A (en) Gallium hydride/trialkylamine adducts, and their use in deposition of III-V compound films
US4935381A (en) Process for growing GaAs epitaxial layers
US5036022A (en) Metal organic vapor phase epitaxial growth of group III-V semiconductor materials
Maury et al. MOVPE of GaAs from the new adducts [CIR2Ga· AsEt2] 2CH2 (R= Me, Et) and (C6F5) 3− n MenGa· AsEt3 (n= 0, 2)
JPH04215421A (ja) 化学的気相成長法
US5098857A (en) Method of making semi-insulating gallium arsenide by oxygen doping in metal-organic vapor phase epitaxy
US5120676A (en) Use of phosphine and arsine compounds in chemical vapor deposition and chemical doping
Speckman et al. Triethylarsenic and arsine as co-reagents: The novel manipulation of in-situ GaAs OMCVD growth chemistry to improve growth efficiency and safety
CA1322935C (en) Branched monoalkyl group v a compounds as mocvd element sources
CA1313343C (en) Metal organic vapor phase epitaxial growth of group iii-v semiconductor materials
Hostalhe et al. New group III precursors for the MOVPE of GaAs and InP based material
Weyers New starting materials for MOMBE
JPS60169563A (ja) テルル化金属の製造方法及び装置
EP0141561B1 (en) A process for producing devices having semi-insulating indium phosphide based compositions
JP2706337B2 (ja) 化合物半導体薄膜の製造方法
JPH01272111A (ja) 化合物半導体の気相成長方法
JPH07130667A (ja) 有機金属気相エピタキシャル成長方法
WO1986002776A1 (en) Technique for the growth of epitaxial compound semiconductor films
JPH01259524A (ja) 化合物半導体の気相成長方法