JPH0491426A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- JPH0491426A JPH0491426A JP20565490A JP20565490A JPH0491426A JP H0491426 A JPH0491426 A JP H0491426A JP 20565490 A JP20565490 A JP 20565490A JP 20565490 A JP20565490 A JP 20565490A JP H0491426 A JPH0491426 A JP H0491426A
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- downstream part
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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〕
気相成長方法、特に■族の原料ガスにアルシンを使用す
るｍ−Ｖ族化合物半導体の有機金属化学的気相成長方法
に関し、 気相成長後の装置開放時の大気中への有毒ガス放出を抑
制することを目的とし、 ［１１反応管１３内の原料ガス流路中に配設されたサセ
プタ１１上で加熱されたウェーハ１表面に■−■族化合
物半導体を成長させる気相成長方法において、該原料ガ
ス流路の該サセプタ１１より下流側となる該反応管１３
の下流部１３Ｌ内面の温度を制御して該反応管１３の下
流部１３Ｌ内面に膜質が緻密な生成物を付着させるよう
に構成する。
るｍ−Ｖ族化合物半導体の有機金属化学的気相成長方法
に関し、 気相成長後の装置開放時の大気中への有毒ガス放出を抑
制することを目的とし、 ［１１反応管１３内の原料ガス流路中に配設されたサセ
プタ１１上で加熱されたウェーハ１表面に■−■族化合
物半導体を成長させる気相成長方法において、該原料ガ
ス流路の該サセプタ１１より下流側となる該反応管１３
の下流部１３Ｌ内面の温度を制御して該反応管１３の下
流部１３Ｌ内面に膜質が緻密な生成物を付着させるよう
に構成する。
［２］前記［１１において■−Ｖ族化合物半導体がガリ
ウム砒素又、はアルミニウムガリウム砒素であり且つ■
族の原料ガスがアルシンであって前記反応管１３の下流
部１３Ｌ内面の温度が２００℃以上であるように構成す
る。
ウム砒素又、はアルミニウムガリウム砒素であり且つ■
族の原料ガスがアルシンであって前記反応管１３の下流
部１３Ｌ内面の温度が２００℃以上であるように構成す
る。
本発明は、気相成長方法、特にＶ族の原料ガスにアルシ
ン（ＡｓＨｓ ）を使用する■−Ｖ族化合物半導体の有
機金属化学的気相成長方法に関する。
ン（ＡｓＨｓ ）を使用する■−Ｖ族化合物半導体の有
機金属化学的気相成長方法に関する。
ガリウム砒素（ＧａＡｓ ）等の■−Ｖ族化合物半導体
の薄膜成長法として、有機金属化学的気相成長（Ｍｅｔ
ａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅ＋ｗｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 。
の薄膜成長法として、有機金属化学的気相成長（Ｍｅｔ
ａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅ＋ｗｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 。
略称ＭＯＣＶＤ）法がしばしば用いられている。
装置としては横型炉形式のものとバレル型炉形式のもの
とがあるが、大量生産には後者の方が好都合である。
とがあるが、大量生産には後者の方が好都合である。
従来の■−Ｖ族化合物半導体のＭＯＣＶＤ法をガリウム
砒素の場合について第２図を参照しながら説明する。第
２図は従来のＭＯＣＶＤ法を説明するための装置概略断
面図である。この装置は大量生産に適したバレル型気相
成長装置である。同図中、１は被処理物のウェーハであ
る。１１はサセプタであり、その周囲に複数のウェーハ
ｌを保持すると共にこれを加熱する。１２は内管であり
、サセプタ１１を保持してこれを回転させると共に、内
部に赤外線ランプ等の加熱手段（図示は省略）を備えて
サセプタ１１を加熱する。１３は反応管であり、上部に
はガス導入口１３ａを備えている。この反応管１３は二
重構造をなしており、冷却水人口１３ｂと冷却水出口１
３ｃとを有し、冷却水を冷却水人口１３ｂから冷却水出
口１３ｃへ流して反応管１３を冷却する。１４は基台で
あり、反応管１３を載置すると共に、ガス排出口１４ａ
を備えている。ガス排出口１４ａは排気手段と排ガス処
理装置（いずれも図示は省略）に連通している。
砒素の場合について第２図を参照しながら説明する。第
２図は従来のＭＯＣＶＤ法を説明するための装置概略断
面図である。この装置は大量生産に適したバレル型気相
成長装置である。同図中、１は被処理物のウェーハであ
る。１１はサセプタであり、その周囲に複数のウェーハ
ｌを保持すると共にこれを加熱する。１２は内管であり
、サセプタ１１を保持してこれを回転させると共に、内
部に赤外線ランプ等の加熱手段（図示は省略）を備えて
サセプタ１１を加熱する。１３は反応管であり、上部に
はガス導入口１３ａを備えている。この反応管１３は二
重構造をなしており、冷却水人口１３ｂと冷却水出口１
３ｃとを有し、冷却水を冷却水人口１３ｂから冷却水出
口１３ｃへ流して反応管１３を冷却する。１４は基台で
あり、反応管１３を載置すると共に、ガス排出口１４ａ
を備えている。ガス排出口１４ａは排気手段と排ガス処
理装置（いずれも図示は省略）に連通している。
この装置を使用してガリウム砒素を気相でエピタキシア
ル成長させるには、■族の原料ガスとしてはトリメチル
ガリウム（Ｇａ（ＣＨｓ）ｓ、但しキャリアガスとして
水素（Ｈりを使用）、■族の原料ガスとしてはアルシン
（Ａｓｈｓ ）を用い、これらをガス導入口１３ａから
減圧状態の反応管１３内に導入する。これらのガスはサ
セプタ１１上で加熱されているガリウム砒素のウェーハ
ｌの近傍で熱分解し、それらが反応し、ウェーハ１表面
にガリウム砒素が成長する。この際同時に、内管１２の
外面と反応管１３の内面のそれぞれサセプタ１１より下
方の部分に分解・反応生成物２］．２２が付着する。ウ
ェーハ１へのガリウム砒素の成長が完了した後、原料ガ
スの供給を停止して反応管１３内を窒素ガスに置換し、
ウェーハ１を装置から取り出す。
ル成長させるには、■族の原料ガスとしてはトリメチル
ガリウム（Ｇａ（ＣＨｓ）ｓ、但しキャリアガスとして
水素（Ｈりを使用）、■族の原料ガスとしてはアルシン
（Ａｓｈｓ ）を用い、これらをガス導入口１３ａから
減圧状態の反応管１３内に導入する。これらのガスはサ
セプタ１１上で加熱されているガリウム砒素のウェーハ
ｌの近傍で熱分解し、それらが反応し、ウェーハ１表面
にガリウム砒素が成長する。この際同時に、内管１２の
外面と反応管１３の内面のそれぞれサセプタ１１より下
方の部分に分解・反応生成物２］．２２が付着する。ウ
ェーハ１へのガリウム砒素の成長が完了した後、原料ガ
スの供給を停止して反応管１３内を窒素ガスに置換し、
ウェーハ１を装置から取り出す。
ところがこのような従来の方法では、処理後、装置を開
放した際に装置から有毒なアルシンガスが放出され、特
に大量生産用の大型装置の場合には無視できない程度の
濃度になることがある、という問題があった。本発明は
、このような問題を解決して、装置開放時の大気中への
有毒ガス放出を抑制することが可能な気相成長方法を提
供することを目的とする。
放した際に装置から有毒なアルシンガスが放出され、特
に大量生産用の大型装置の場合には無視できない程度の
濃度になることがある、という問題があった。本発明は
、このような問題を解決して、装置開放時の大気中への
有毒ガス放出を抑制することが可能な気相成長方法を提
供することを目的とする。
この目的は、本発明によれば、［１１反応管１３内の原
料ガス流路中に配設されたサセプタ１１上で加熱された
ウェーハ１表面に■−Ｖ族化合物半導体を成長させる気
相成長方法において、該原料ガス流路の該サセプタ１１
より下流側となる該反応管１３の下流部１３Ｌ内面の温
度を制御して該反応管１３の下流部１３Ｌ内面に膜質が
緻密な生成物を付着させることを特徴とする気相成長方
法とすることで、［２］前記［１１において■−Ｖ族化
合物半導体がガリウム砒素又はアルミニウムガリウム砒
素であり且つＶ族の原料ガスがアルシンであって前記反
応管１３の下流部１３Ｌ内面の温度が２００°Ｃ以上で
あることを特徴とする気相成長方法とすることで、達成
される。
料ガス流路中に配設されたサセプタ１１上で加熱された
ウェーハ１表面に■−Ｖ族化合物半導体を成長させる気
相成長方法において、該原料ガス流路の該サセプタ１１
より下流側となる該反応管１３の下流部１３Ｌ内面の温
度を制御して該反応管１３の下流部１３Ｌ内面に膜質が
緻密な生成物を付着させることを特徴とする気相成長方
法とすることで、［２］前記［１１において■−Ｖ族化
合物半導体がガリウム砒素又はアルミニウムガリウム砒
素であり且つＶ族の原料ガスがアルシンであって前記反
応管１３の下流部１３Ｌ内面の温度が２００°Ｃ以上で
あることを特徴とする気相成長方法とすることで、達成
される。
〔作用〕
第１図及び第２図を参照しながら説明する。便宜上、反
応管１３内の原料ガス流路を上から上流部１３Ｕ（サセ
プタ１１より上）、中流部１３Ｍ（サセプタ１１の高さ
）、下流部１３Ｌ（サセプタ１１より下）に区分する。
応管１３内の原料ガス流路を上から上流部１３Ｕ（サセ
プタ１１より上）、中流部１３Ｍ（サセプタ１１の高さ
）、下流部１３Ｌ（サセプタ１１より下）に区分する。
ガス導入口１３ａから反応管１３内に導入された原料ガ
スは上流部１３Ｕでは低温のために分解も反応もせず、
従って生成物が付着することはない。
スは上流部１３Ｕでは低温のために分解も反応もせず、
従って生成物が付着することはない。
中流部１３Ｍで加熱された原料ガスは熱分解し、ガス排
出口１４ａへ流れる途中の下流部１３Ｌでその一部が反
応管１３内面や内管１２外面に生成物２］．２２として
付着する。この内、生成物２２は内管１２の表面温度が
高いため主として膜質が緻密な反応生成物（ガリウム砒
素）となるが、生成物２］は従来のＭＯＣＶＤ法では反
応管１３内面の温度が低いため分解生成物である砒素が
主となる。この生成物はきめが粗く（粉状ないしはそれ
らのざらついた塊状をなしている）、未分解のアルシン
を吸着し、装置開放時にこれが大気中に放出される。そ
こで本発明では反応管１３下流部１３Ｌ内面の温度を予
め高めておき、生成物２］を主として膜質緻密な反応生
成物（ガリウム砒素）とするものである。
出口１４ａへ流れる途中の下流部１３Ｌでその一部が反
応管１３内面や内管１２外面に生成物２］．２２として
付着する。この内、生成物２２は内管１２の表面温度が
高いため主として膜質が緻密な反応生成物（ガリウム砒
素）となるが、生成物２］は従来のＭＯＣＶＤ法では反
応管１３内面の温度が低いため分解生成物である砒素が
主となる。この生成物はきめが粗く（粉状ないしはそれ
らのざらついた塊状をなしている）、未分解のアルシン
を吸着し、装置開放時にこれが大気中に放出される。そ
こで本発明では反応管１３下流部１３Ｌ内面の温度を予
め高めておき、生成物２］を主として膜質緻密な反応生
成物（ガリウム砒素）とするものである。
尚、上記のアルシン放出のメカニズムは発明者の推測で
あり、きめの粗い砒素膜が大気中の水分等と反応してア
ルシンとなることも考えられるが、いずれにしても装置
開放時に、生成物２］のきめが粗いとアルシンが検出さ
れ、膜質緻密ならば検出されないことが、実験で確認さ
れている。
あり、きめの粗い砒素膜が大気中の水分等と反応してア
ルシンとなることも考えられるが、いずれにしても装置
開放時に、生成物２］のきめが粗いとアルシンが検出さ
れ、膜質緻密ならば検出されないことが、実験で確認さ
れている。
本発明に基づ＜ｍ−ｖ族化合物半導体のＭＯＣＶＤ法の
一実施例をガリウム砒素の場合について第１図を参照し
ながら説明する。第１図は本発明の一実施例を説明する
ための装置概略断面図である。この装置は大量生産に適
したバレル型気相成長装置である。同図中、１は被処理
物のガリウム砒素のウェーハである。１１はサセプタで
あり、その周囲に複数のウェーハ１（ここでは３インチ
径のウェーハ６枚）を保持すると共にこれを加熱する。
一実施例をガリウム砒素の場合について第１図を参照し
ながら説明する。第１図は本発明の一実施例を説明する
ための装置概略断面図である。この装置は大量生産に適
したバレル型気相成長装置である。同図中、１は被処理
物のガリウム砒素のウェーハである。１１はサセプタで
あり、その周囲に複数のウェーハ１（ここでは３インチ
径のウェーハ６枚）を保持すると共にこれを加熱する。
１２は内管であり、サセプタ１１を保持してこれを回転
させると共に、内部に赤外線ランプ等の加熱手段（図示
は省略）を備えてサセプタ１１を加熱する。１３は反応
管であり、上部にはガス導入口１３ａを備えている。ガ
ス導入口１３ａはガス供給系（図示は省略）に連通して
おり、■族の原料ガスとＶ族の原料ガスを反応管１３内
に導入する。反応管１３は二重構造をなしており、冷却
水人口１３ｂと冷却水出口１３ｃとを有し、冷却水を冷
却水人口１３ｂから冷却水出口１３ｃへ流して反応管１
３を冷却する。１４は基台であり、反応管１３を載置す
ると共に、ガス排出口１４ａを備えている。ガス排出口
１４ａは排気手段と排ガス処理装置（いずれも図示は省
略）に連通している。１５は加熱手段であり、反応管１
３の下流部１３Ｌ内面の略全周をカバーしている。
させると共に、内部に赤外線ランプ等の加熱手段（図示
は省略）を備えてサセプタ１１を加熱する。１３は反応
管であり、上部にはガス導入口１３ａを備えている。ガ
ス導入口１３ａはガス供給系（図示は省略）に連通して
おり、■族の原料ガスとＶ族の原料ガスを反応管１３内
に導入する。反応管１３は二重構造をなしており、冷却
水人口１３ｂと冷却水出口１３ｃとを有し、冷却水を冷
却水人口１３ｂから冷却水出口１３ｃへ流して反応管１
３を冷却する。１４は基台であり、反応管１３を載置す
ると共に、ガス排出口１４ａを備えている。ガス排出口
１４ａは排気手段と排ガス処理装置（いずれも図示は省
略）に連通している。１５は加熱手段であり、反応管１
３の下流部１３Ｌ内面の略全周をカバーしている。
この装置を使用してガリウム砒素を気相でエピタキシア
ル成長させるには、■族の原料ガスとしてはトリメチル
ガリウム（Ｇａ（ＣＩ＋）＋、但しキャリアガスとして
水素（Ｈ２）を使用）、Ｖ族の原料ガスとしてはアルシ
ン（ＡＳＨ３）を用い、これらをガス導入口１３ａから
減圧状態（約５０Ｔｏｒｒ）の反応管１３内に導入する
。これらのガスはサセプタ１１上で加熱（約６５０°Ｃ
）されているウェーハ１の近傍で熱分解し、それらが反
応してウェーハ１表面にガリウム砒素が成長する。この
際同時に、内管１２の外面と反応管１３の内面のそれぞ
れサセプタ１１より下方の部分に分解・反応生成物２］
．２２が付着する。
ル成長させるには、■族の原料ガスとしてはトリメチル
ガリウム（Ｇａ（ＣＩ＋）＋、但しキャリアガスとして
水素（Ｈ２）を使用）、Ｖ族の原料ガスとしてはアルシ
ン（ＡＳＨ３）を用い、これらをガス導入口１３ａから
減圧状態（約５０Ｔｏｒｒ）の反応管１３内に導入する
。これらのガスはサセプタ１１上で加熱（約６５０°Ｃ
）されているウェーハ１の近傍で熱分解し、それらが反
応してウェーハ１表面にガリウム砒素が成長する。この
際同時に、内管１２の外面と反応管１３の内面のそれぞ
れサセプタ１１より下方の部分に分解・反応生成物２］
．２２が付着する。
尚、加熱手段１５は２００°Ｃ以上に保っておく。ウェ
ーハ１へのガリウム砒素の成長が完了した後、原料ガス
の供給を停止して反応管１３内を窒素ガスに置換し、ウ
ェーハ１を装置から取り出す。
ーハ１へのガリウム砒素の成長が完了した後、原料ガス
の供給を停止して反応管１３内を窒素ガスに置換し、ウ
ェーハ１を装置から取り出す。
この方法によりガリウム砒素を成長した後装置を開放し
た時点で大気中のアルシンを測定したが、アルシンは検
出されなかった（検知器は日本酸素■のＨＤ−１型を使
用）。種々実験の結果、加熱手段１５による加熱を行わ
なかった場合には許容濃度５ｏ ｐｌ）ｂに近い１０〜
２０ ｐｐｂのアルシンが検出され、１５０〜２００℃
以上に加熱した場合には検出されないことが判った。尚
、生成物２］は、加熱手段Ｉ５による加熱を行わなかっ
た場合にはきめが粗く、１５０〜２００°Ｃ以上に加熱
した場合には膜質が緻密で光沢のあるものになった。
た時点で大気中のアルシンを測定したが、アルシンは検
出されなかった（検知器は日本酸素■のＨＤ−１型を使
用）。種々実験の結果、加熱手段１５による加熱を行わ
なかった場合には許容濃度５ｏ ｐｌ）ｂに近い１０〜
２０ ｐｐｂのアルシンが検出され、１５０〜２００℃
以上に加熱した場合には検出されないことが判った。尚
、生成物２］は、加熱手段Ｉ５による加熱を行わなかっ
た場合にはきめが粗く、１５０〜２００°Ｃ以上に加熱
した場合には膜質が緻密で光沢のあるものになった。
本発明は以上の実施例に限定されることなく、更に種々
変形して実施出来る。例えば、加熱手段１５を設けず、
内管１２側からの輻射熱を増加させる等の方法で反応管
１３の内面を加熱してもよい。又、アルミニウムガリウ
ム砒素の成長にも本発明は有効であり、この場合には■
族の原料ガスとしてトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨｓ
）＋ ）と共にトリメチルアルミニウム（ＡＩ（ＣＨｓ
）ｉ ）をガス導入口１３ａから反応管１３に供給する
。
変形して実施出来る。例えば、加熱手段１５を設けず、
内管１２側からの輻射熱を増加させる等の方法で反応管
１３の内面を加熱してもよい。又、アルミニウムガリウ
ム砒素の成長にも本発明は有効であり、この場合には■
族の原料ガスとしてトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨｓ
）＋ ）と共にトリメチルアルミニウム（ＡＩ（ＣＨｓ
）ｉ ）をガス導入口１３ａから反応管１３に供給する
。
以上説明したように、本発明によれば、Ｖ族の原料ガス
にアルシンを使用する■−Ｖ族化合物半導体のＭＯＣＶ
Ｄにおいて、気相成長後の装置開放時の大気中への有毒
ガス放出を抑制することが可能となり、気相成長作業の
安全性向上に寄与するところが大である。
にアルシンを使用する■−Ｖ族化合物半導体のＭＯＣＶ
Ｄにおいて、気相成長後の装置開放時の大気中への有毒
ガス放出を抑制することが可能となり、気相成長作業の
安全性向上に寄与するところが大である。
第１図は本発明の一実施例を説明するための装置概略断
面図、 第２図は従来のＭＯＣＶＤ法を説明するための、装置概
略断面図、である。 図中、１はウェーハ、 １１はサセプタ、 ！２は内管、 １３は反応管、 １３Ｌは下流部、 １５は加熱手段、 ２］は生成物、である。 従来のｔＶＩＯｃＶＤ法幻児明するための表買慨略肪面
図禿２図
面図、 第２図は従来のＭＯＣＶＤ法を説明するための、装置概
略断面図、である。 図中、１はウェーハ、 １１はサセプタ、 ！２は内管、 １３は反応管、 １３Ｌは下流部、 １５は加熱手段、 ２］は生成物、である。 従来のｔＶＩＯｃＶＤ法幻児明するための表買慨略肪面
図禿２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］反応管（１３）内の原料ガス流路中に配設された
サセプタ（１１）上で加熱されたウェーハ（１）表面に
III−Ｖ族化合物半導体を成長させる気相成長方法にお
いて、 該原料ガス流路の該サセプタ（１１）より下流側となる
該反応管（１３）の下流部（１３Ｌ）内面の温度を制御
して該反応管（１３）の下流部（１３Ｌ）内面に膜質が
緻密な生成物を付着させることを特徴とする気相成長方
法。 ［２］前記III−Ｖ族化合物半導体がガリウム砒素又は
アルミニウムガリウム砒素であり且つＶ族の原料ガスが
アルシンであって前記反応管（１３）の下流部（１３Ｌ
）内面の温度が２００℃以上であることを特徴とする請
求項１記載の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20565490A JPH0491426A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20565490A JPH0491426A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491426A true JPH0491426A (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=16510475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20565490A Pending JPH0491426A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491426A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008108983A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Nuflare Technology Inc | 気相成長装置および気相成長方法 |
-
1990
- 1990-08-02 JP JP20565490A patent/JPH0491426A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008108983A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Nuflare Technology Inc | 気相成長装置および気相成長方法 |
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