JPH071757B2 - デバイスの製造方法 - Google Patents
デバイスの製造方法Info
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- JPH071757B2 JPH071757B2 JP2092381A JP9238190A JPH071757B2 JP H071757 B2 JPH071757 B2 JP H071757B2 JP 2092381 A JP2092381 A JP 2092381A JP 9238190 A JP9238190 A JP 9238190A JP H071757 B2 JPH071757 B2 JP H071757B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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 method of coating
- C23C16/448—Chemical 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 method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4488—Chemical 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 method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by in situ generation of reactive gas by chemical or electrochemical reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はデバイスの製造に係り、特にガスを用いた電子
デバイスの製造に関する。
デバイスの製造に関する。
［従来技術］ 多くの電子及び光学デバイスの製造は気相前駆体からの
材料形成を必要としている。例えば、GaAsに基づく集積
回路は特殊用途向けに出回るようになってきたが、これ
はアルシンのような前駆体に依存するものである。さら
に、III−Ｖ材料のような化合物半導体材料、例えば、
ヒ化リン化ガリウム、ヒ化リン化インジウムガリウム、
ヒ化インジウムガリウム、ヒ化インジウム、ヒ化リン化
インジウムアルミニウム、ヒ化ガリウムアルミニウム、
及びアンチモン化ヒ化ガリウムは、アルシン、ホスフィ
ン及びスチビンのような前駆体から形成されるが、これ
らは固体レーザー、発光ダイオード、電界効果トランジ
スタ、及び受光素子の製造に広く使用されている。
材料形成を必要としている。例えば、GaAsに基づく集積
回路は特殊用途向けに出回るようになってきたが、これ
はアルシンのような前駆体に依存するものである。さら
に、III−Ｖ材料のような化合物半導体材料、例えば、
ヒ化リン化ガリウム、ヒ化リン化インジウムガリウム、
ヒ化インジウムガリウム、ヒ化インジウム、ヒ化リン化
インジウムアルミニウム、ヒ化ガリウムアルミニウム、
及びアンチモン化ヒ化ガリウムは、アルシン、ホスフィ
ン及びスチビンのような前駆体から形成されるが、これ
らは固体レーザー、発光ダイオード、電界効果トランジ
スタ、及び受光素子の製造に広く使用されている。
色々な気相製造法、例えば有機金属化学気相成長法（MO
CVD）、水素化物気相エピタキシ（VPE）、分子線エピタ
キシ（MBE）、及びガス源MBEが可能である。これらの手
法では、前駆体ガスを使用するが、これらは他の前駆体
ガス及び／またはエネルギー源、すなわち熱と相互作用
して所望の材料を形成する。アルシンのような常用され
る前駆体ガスは極めて毒性であり、取扱に別の配慮を要
するものが多い。（デバイスの製造に使用する前駆体ガ
ス例えばアルシンの各種の利用手続き総説については、
BOCA（登録商標）全国防災規定/1987建物公的管理規
制、第７版、カンツリークラブヒルス、イリノイ州、60
477を参照）。完全に適切なデバイスが製造されてはい
るが、前駆体は典型的には高圧ガス容器から供給され
る。毒性の強いガスの、高圧ガス容器またはこの容器か
ら直接導かれる導管の破局的な故障は非常に望ましくな
いことである。
CVD）、水素化物気相エピタキシ（VPE）、分子線エピタ
キシ（MBE）、及びガス源MBEが可能である。これらの手
法では、前駆体ガスを使用するが、これらは他の前駆体
ガス及び／またはエネルギー源、すなわち熱と相互作用
して所望の材料を形成する。アルシンのような常用され
る前駆体ガスは極めて毒性であり、取扱に別の配慮を要
するものが多い。（デバイスの製造に使用する前駆体ガ
ス例えばアルシンの各種の利用手続き総説については、
BOCA（登録商標）全国防災規定/1987建物公的管理規
制、第７版、カンツリークラブヒルス、イリノイ州、60
477を参照）。完全に適切なデバイスが製造されてはい
るが、前駆体は典型的には高圧ガス容器から供給され
る。毒性の強いガスの、高圧ガス容器またはこの容器か
ら直接導かれる導管の破局的な故障は非常に望ましくな
いことである。
デバイス製造法において大量のガスの蓄積に関して起こ
りうる問題を軽減するためにできる方法は僅かしかな
い。一つの方法においては、ヒ化銅とリン酸との触媒的
相互作用によりアルシンを生成する。反応剤を制御して
生成するアルシンがデバイスの製造に直ちに使用するの
に必要な量だけ得られるように限定する。これらの方法
によるアルシンの生成速度は比較的小さいものである。
代表的には生成するアルシン圧は150トル（Torr）未満
である。この他に、次の触媒物質と副生物の処分問題が
さらに重要となる。このように、ガズを出発源として使
用するデバイス製造方法として総合的に許容できる方法
は現状では高圧ガス源の他には可能ではない。
りうる問題を軽減するためにできる方法は僅かしかな
い。一つの方法においては、ヒ化銅とリン酸との触媒的
相互作用によりアルシンを生成する。反応剤を制御して
生成するアルシンがデバイスの製造に直ちに使用するの
に必要な量だけ得られるように限定する。これらの方法
によるアルシンの生成速度は比較的小さいものである。
代表的には生成するアルシン圧は150トル（Torr）未満
である。この他に、次の触媒物質と副生物の処分問題が
さらに重要となる。このように、ガズを出発源として使
用するデバイス製造方法として総合的に許容できる方法
は現状では高圧ガス源の他には可能ではない。
［発明の概要］ アルシン、スチビン及びゲルマンのようなガスを電気化
学的方法によりその場で生成せしめそれらを直接に供給
する方法で電子及び／又は光学デバイスを製造する。適
切な電解液及び電極を選択することによりガスは非常に
高い効率（97％まで）で生成され、不純物は殆ど製造さ
れることはなく、さらに使用してから電解液は比較的無
毒で、例えば実質上水酸化ナトリウム水溶液のみとなる
ものである。生成圧力は容易に20psig（pounds per squ
a以上となり流速は迅速に制御することができデバイス
製造方法においては均一な供給が得られるものである。
学的方法によりその場で生成せしめそれらを直接に供給
する方法で電子及び／又は光学デバイスを製造する。適
切な電解液及び電極を選択することによりガスは非常に
高い効率（97％まで）で生成され、不純物は殆ど製造さ
れることはなく、さらに使用してから電解液は比較的無
毒で、例えば実質上水酸化ナトリウム水溶液のみとなる
ものである。生成圧力は容易に20psig（pounds per squ
a以上となり流速は迅速に制御することができデバイス
製造方法においては均一な供給が得られるものである。
デバイス製造方法として代表的方法は固体ヒ素電極及び
水溶水酸化ナトリウム電解液を含む電気化学的セルを使
用する。電極に20mA/cm2以上の程度の電流密度で適用す
ることにより、アルシンガス圧20psg以上が容易に生成
する。本質的に水蒸気以外不純物は何も存在しない。材
料をモレキュラーシーブで処理することにより水蒸気は
急速に除去される。少量の水素（３％まで）が生成する
がこれは多くの製造法の操作もそうであって、水素はア
ルシンのキャリアガスとして使用でき取り除く必要はな
い。
水溶水酸化ナトリウム電解液を含む電気化学的セルを使
用する。電極に20mA/cm2以上の程度の電流密度で適用す
ることにより、アルシンガス圧20psg以上が容易に生成
する。本質的に水蒸気以外不純物は何も存在しない。材
料をモレキュラーシーブで処理することにより水蒸気は
急速に除去される。少量の水素（３％まで）が生成する
がこれは多くの製造法の操作もそうであって、水素はア
ルシンのキャリアガスとして使用でき取り除く必要はな
い。
［実施例］ 本出願人らは電気化学的前駆体ガス発生方法をデバイス
製造法の手順に使用することにより非常に有利な結果が
達成されることを発見した。この電気化学的方法を用い
てガスを生成せしめ、次にこのガスを用いてデバイス構
造における材料を形成せしめる。デバイス製造法の操作
は、例えば、アニュアル・レビュー・オブ・マテリアル
・サイエンス（Ann.Rev.Mater.Sci.12,243-269（1982）
及びジャーナル・オブ・クリスタル・グロース（Journa
l of Crystal Growth）68,345-355（1984）に記述のよ
うに公知でありさらにこれらにより参照文献として入れ
られている。例えば、アルシンを用いるデバイス製造技
術はR.H.モス（Moss）、ジャーナル・オブ・クリスタル
・グロース、68,78（1984）、M.J.ルドワイズ（Ludowis
e）、C.B.クーパー（Cooper）III、及びR.R.サクシイナ
（Saxena）、ジャーナル・オブ・エレクトロニック・マ
テリアルズ（J.Electron.Mat.）10,1051（1981）、J.P.
ダッチネイン（Duchenain）、J.P.ハルツ（Hirtz）、M.
レイジジ（Razeghi）、M.ボネー（Bonnet）、及びS.D.
ハーシー（Hersee）、ジャーナル・オブ・クリスタル・
グロース55,64（1981）に記載されているが、またゲル
マンを用いるデバイス製造技術は、H.M.マナシニ（Mana
senit）、W.I.シンプソン（Simpson）、ジャーナル・オ
ブ・ジ・エレクトロケミカル・ソサエティ（J.Electroc
hem.Soc.）122,144（1971）に開示されている。これら
技術は電気化学的相互作用により生成される少なくとも
１種のガスと組合わされて使用されるが、これは製造法
の操作に直接的に使用されるためにこの前駆体ガスは実
質上なんら蓄積の必要がなく、すなわち製造中少なくと
も１種の生成されたガスの0.1モル未満がガス発生器を
含む製造設備中にいつでも存在する結果となる。
製造法の手順に使用することにより非常に有利な結果が
達成されることを発見した。この電気化学的方法を用い
てガスを生成せしめ、次にこのガスを用いてデバイス構
造における材料を形成せしめる。デバイス製造法の操作
は、例えば、アニュアル・レビュー・オブ・マテリアル
・サイエンス（Ann.Rev.Mater.Sci.12,243-269（1982）
及びジャーナル・オブ・クリスタル・グロース（Journa
l of Crystal Growth）68,345-355（1984）に記述のよ
うに公知でありさらにこれらにより参照文献として入れ
られている。例えば、アルシンを用いるデバイス製造技
術はR.H.モス（Moss）、ジャーナル・オブ・クリスタル
・グロース、68,78（1984）、M.J.ルドワイズ（Ludowis
e）、C.B.クーパー（Cooper）III、及びR.R.サクシイナ
（Saxena）、ジャーナル・オブ・エレクトロニック・マ
テリアルズ（J.Electron.Mat.）10,1051（1981）、J.P.
ダッチネイン（Duchenain）、J.P.ハルツ（Hirtz）、M.
レイジジ（Razeghi）、M.ボネー（Bonnet）、及びS.D.
ハーシー（Hersee）、ジャーナル・オブ・クリスタル・
グロース55,64（1981）に記載されているが、またゲル
マンを用いるデバイス製造技術は、H.M.マナシニ（Mana
senit）、W.I.シンプソン（Simpson）、ジャーナル・オ
ブ・ジ・エレクトロケミカル・ソサエティ（J.Electroc
hem.Soc.）122,144（1971）に開示されている。これら
技術は電気化学的相互作用により生成される少なくとも
１種のガスと組合わされて使用されるが、これは製造法
の操作に直接的に使用されるためにこの前駆体ガスは実
質上なんら蓄積の必要がなく、すなわち製造中少なくと
も１種の生成されたガスの0.1モル未満がガス発生器を
含む製造設備中にいつでも存在する結果となる。
使用される電気化学的セルは発生する特定のガスに依存
する。しかしながら、通常適切な電気化学的条件を選択
することにより純前駆体ガスは高圧で多量に及び純度も
高く製造されるため、それらはデバイスの製造技術に容
易に使用できる。電気化学的セルは陽極、陰極、及び電
解液を含み、その電解液に電極の少なくとも１部が浸漬
されている。代表的には、陰極反応を用いて前駆体ガス
を発生する。この様に、例えばアルシンの発生のために
は固体ヒ素陰極を使用し、またスチビン及びゲルマンの
発生の場合にはそれぞれアンチモン及びゲルマニウムの
固体を使用する。陰極での前駆体の発生のためには、陽
極の組成は重要ではない。しかし、もし使用する特定の
デバイスの製造の手順に対し酸素が望ましくない不純物
である場合には、不活性電極例えば白金電極は使用して
はならない。
する。しかしながら、通常適切な電気化学的条件を選択
することにより純前駆体ガスは高圧で多量に及び純度も
高く製造されるため、それらはデバイスの製造技術に容
易に使用できる。電気化学的セルは陽極、陰極、及び電
解液を含み、その電解液に電極の少なくとも１部が浸漬
されている。代表的には、陰極反応を用いて前駆体ガス
を発生する。この様に、例えばアルシンの発生のために
は固体ヒ素陰極を使用し、またスチビン及びゲルマンの
発生の場合にはそれぞれアンチモン及びゲルマニウムの
固体を使用する。陰極での前駆体の発生のためには、陽
極の組成は重要ではない。しかし、もし使用する特定の
デバイスの製造の手順に対し酸素が望ましくない不純物
である場合には、不活性電極例えば白金電極は使用して
はならない。
陰極及び陽極が同一の材料から形成される実施例は好都
合である。電極のこの対称性は多くの利点を有する。電
流の極性を周期的に陽極を陰極に変換することが可能で
ある。こうすると確実に両電極を均一に使用することが
できる。その上に、陰極で消費された材料、例えばヒ素
は、陽極から電解液に可溶種の導入により実質的部分は
置換され、可溶種は陰極に移動し、材料の元素に変換さ
れる。このように、例えばヒ素電極と水酸化ナトリウム
水溶電解液の場合には、ヒ素はAsO2 -に変換され、これ
は水溶電解液に可溶である。この陰イオンは陰極に輸送
されそこでも電気化学的にヒ素に変換され陰極の補給と
なる。
合である。電極のこの対称性は多くの利点を有する。電
流の極性を周期的に陽極を陰極に変換することが可能で
ある。こうすると確実に両電極を均一に使用することが
できる。その上に、陰極で消費された材料、例えばヒ素
は、陽極から電解液に可溶種の導入により実質的部分は
置換され、可溶種は陰極に移動し、材料の元素に変換さ
れる。このように、例えばヒ素電極と水酸化ナトリウム
水溶電解液の場合には、ヒ素はAsO2 -に変換され、これ
は水溶電解液に可溶である。この陰イオンは陰極に輸送
されそこでも電気化学的にヒ素に変換され陰極の補給と
なる。
固体ヒ素のような固体電極は有用であるが、充填層電極
のような方法を用いることによりさらにコスト的に有利
に前駆体ガスの発生が行われる。（F.グーリッジ（Good
ridge）及びA.R.ライト（Wright）、“多孔質流通及び
流動層電極”コンプレヘンシブ・トリーティズ・オブ・
エレクトロケミストリー（Comprehensive Treatise of
Electrochemistry,第６巻、第６章、393頁（1983）プリ
ナム・プレス（Plenam Press）、ニューヨーク、を充填
層電極の一般説明に参照）。電極は通常の方法により調
整される。例えばヒ素またはゲルマニウムの固体電極は
ヒ素粒子の圧縮及び焼結により調整される。
のような方法を用いることによりさらにコスト的に有利
に前駆体ガスの発生が行われる。（F.グーリッジ（Good
ridge）及びA.R.ライト（Wright）、“多孔質流通及び
流動層電極”コンプレヘンシブ・トリーティズ・オブ・
エレクトロケミストリー（Comprehensive Treatise of
Electrochemistry,第６巻、第６章、393頁（1983）プリ
ナム・プレス（Plenam Press）、ニューヨーク、を充填
層電極の一般説明に参照）。電極は通常の方法により調
整される。例えばヒ素またはゲルマニウムの固体電極は
ヒ素粒子の圧縮及び焼結により調整される。
ガスの発生には２個の電極で十分であるが、本発明はそ
れに限定するものではない。多重電極を有する構造、例
えば複数の陰極及び陽極も許容できる。電極の形状寸法
は重要ではないが、典型的には電極全体に亘って電流密
度の比較的均一になるような形状寸法を用いるのが望ま
しい。もし電流密度が特に不均一な場合には、電極の１
部が優先的に消耗され電極寿命が短縮することになる。
れに限定するものではない。多重電極を有する構造、例
えば複数の陰極及び陽極も許容できる。電極の形状寸法
は重要ではないが、典型的には電極全体に亘って電流密
度の比較的均一になるような形状寸法を用いるのが望ま
しい。もし電流密度が特に不均一な場合には、電極の１
部が優先的に消耗され電極寿命が短縮することになる。
一般に電極の形状は、操作中ボイドが表面からバルク内
へ距離にして20％、好ましくは10％を超えて入り込まな
いようなものであることが必要である。例えば２枚の平
行電極板、または棒電極を囲む円筒電極のような構造が
通常許容できるものである。
へ距離にして20％、好ましくは10％を超えて入り込まな
いようなものであることが必要である。例えば２枚の平
行電極板、または棒電極を囲む円筒電極のような構造が
通常許容できるものである。
通常、反応条件を簡単にし電解液の処分に関する不都合
を実質上減少するために水溶電解液を使用するのが望ま
しい。不純物の生成を避けるために、通常水酸化物の移
動種に基づく水溶電解液を使用するのが好ましい。この
ように、アルカリ及びアルカリ土類の水酸化物を含む溶
液を使用するのが好都合である。
を実質上減少するために水溶電解液を使用するのが望ま
しい。不純物の生成を避けるために、通常水酸化物の移
動種に基づく水溶電解液を使用するのが好ましい。この
ように、アルカリ及びアルカリ土類の水酸化物を含む溶
液を使用するのが好都合である。
一般に、ヒ素のような電極で酸素が生成し、このような
生成がデバイスの製造の手順に許容できない場合、酸素
の生成を避けるために、塩基性電解液を使用しなければ
ならない。通常、0.1Mないし10Mの濃度を有する水溶水
酸化物電解液を使用するのが好都合である。濃度が10M
超過の場合は取扱いが困難であり、濃度が0.1M未満の場
合は、全く不可とは言えないが、ガス生成の効率が低い
ものである。水酸化物電解液の使用により、水素に対す
る前駆動体ガスの生成の比率は高い。例えば、ヒ素電極
及び水溶水酸化物電解液の使用によるアルシンの発生に
おいて、対水素のアルシン生成の効率は約97％が達成さ
れている。
生成がデバイスの製造の手順に許容できない場合、酸素
の生成を避けるために、塩基性電解液を使用しなければ
ならない。通常、0.1Mないし10Mの濃度を有する水溶水
酸化物電解液を使用するのが好都合である。濃度が10M
超過の場合は取扱いが困難であり、濃度が0.1M未満の場
合は、全く不可とは言えないが、ガス生成の効率が低い
ものである。水酸化物電解液の使用により、水素に対す
る前駆動体ガスの生成の比率は高い。例えば、ヒ素電極
及び水溶水酸化物電解液の使用によるアルシンの発生に
おいて、対水素のアルシン生成の効率は約97％が達成さ
れている。
一般に、電気化学的セルの操作において電極からの物質
は、電解液中で定常状態の濃度に達する。ある場合に
は、電解液を処分する前に、この物質を取除くのが望ま
しい。例えば、アルシン生成の場合には、物質AsO2 -が
電解液中に存在する。通常この溶解した物質の含まれる
程度は比較的小さく、例えば0.5％以下程度である。そ
れでも、望むならば、比較的小さい電流密度、即ち１な
いし2mA/cm2の範囲の電流密度を陰極と不活性陽極との
間に印加することによって電解液から陰極上にヒ素を堆
積させ、この堆積によって前記物質を除去することがで
きる。
は、電解液中で定常状態の濃度に達する。ある場合に
は、電解液を処分する前に、この物質を取除くのが望ま
しい。例えば、アルシン生成の場合には、物質AsO2 -が
電解液中に存在する。通常この溶解した物質の含まれる
程度は比較的小さく、例えば0.5％以下程度である。そ
れでも、望むならば、比較的小さい電流密度、即ち１な
いし2mA/cm2の範囲の電流密度を陰極と不活性陽極との
間に印加することによって電解液から陰極上にヒ素を堆
積させ、この堆積によって前記物質を除去することがで
きる。
前述のように、電極における反応性材料の単位表面積当
りの電流密度によって前駆体ガスの生成速度が決定され
る。通常、反応性表面は0.5ないし100平方インチの範囲
の面積にあるのが望ましい。表面積が100平方インチを
超過する場合は、除外はしないけれども、通常生成がよ
り困難となり、また一方表面積が0.5平方インチ未満の
場合には、不可ではないが、電極寿命が制限されること
から望ましくない。さらに、電流密度は通常２から1000
mA/cm2の範囲を用いる。1A/cm2を超過する電流密度は、
火花を誘発しそれが可燃性ガス、例えば水素を発火せし
めることも可能なため一般に許容できない。電流密度が
2mA/cm2未満の場合は、除外しないけれども、ガス発生
効率を通常低下させる。
りの電流密度によって前駆体ガスの生成速度が決定され
る。通常、反応性表面は0.5ないし100平方インチの範囲
の面積にあるのが望ましい。表面積が100平方インチを
超過する場合は、除外はしないけれども、通常生成がよ
り困難となり、また一方表面積が0.5平方インチ未満の
場合には、不可ではないが、電極寿命が制限されること
から望ましくない。さらに、電流密度は通常２から1000
mA/cm2の範囲を用いる。1A/cm2を超過する電流密度は、
火花を誘発しそれが可燃性ガス、例えば水素を発火せし
めることも可能なため一般に許容できない。電流密度が
2mA/cm2未満の場合は、除外しないけれども、ガス発生
効率を通常低下させる。
代表的電流密度において、生成ガスが電解液中を気泡と
なって発生し電解液を加熱することから水ミストを生ず
る。このミストの発生は、特に水に敏感なデバイスの製
造技術の場合、抑制することが望ましく、これはミスト
抑制器のような便宜的方法を用いて行われる。商業的ミ
スト抑制器は入手可能であり、不活性材料またはステン
レス鋼から構成されている。
なって発生し電解液を加熱することから水ミストを生ず
る。このミストの発生は、特に水に敏感なデバイスの製
造技術の場合、抑制することが望ましく、これはミスト
抑制器のような便宜的方法を用いて行われる。商業的ミ
スト抑制器は入手可能であり、不活性材料またはステン
レス鋼から構成されている。
通常、反応容器はデバイス製造の手順に要求される圧力
に確実に耐えられるように十分に強く製作されている。
代表的には、デバイスの製造には圧力３トルから30psig
の範囲を使用する。特に、質量ガス流量調節器を使用す
る場合、約20psig以上の圧力が正確な調節機能を確実に
するためには必要となる。一般に、10ないし20psigの範
囲の製造ガス圧に対して、100ないし300psigの範囲の圧
力に耐えうる容器でなければならない。
に確実に耐えられるように十分に強く製作されている。
代表的には、デバイスの製造には圧力３トルから30psig
の範囲を使用する。特に、質量ガス流量調節器を使用す
る場合、約20psig以上の圧力が正確な調節機能を確実に
するためには必要となる。一般に、10ないし20psigの範
囲の製造ガス圧に対して、100ないし300psigの範囲の圧
力に耐えうる容器でなければならない。
発生した前駆体ガスはデバイスの製造に直接に使用され
るか又は別のガス物質で希釈される。例えば、水素のよ
うなキャリアガスまたはヘリウムまたはアルゴンのよう
な不活性キャリアガスを導入することが可能である。電
気化学的発生器から下流のキャリアガスに前駆体ガスを
導入するかまたは電気化学的発生器にキャリアガスを導
入し次に発生器からはキャリアガスと前駆体のガスの混
合物の流れとすることが可能である。
るか又は別のガス物質で希釈される。例えば、水素のよ
うなキャリアガスまたはヘリウムまたはアルゴンのよう
な不活性キャリアガスを導入することが可能である。電
気化学的発生器から下流のキャリアガスに前駆体ガスを
導入するかまたは電気化学的発生器にキャリアガスを導
入し次に発生器からはキャリアガスと前駆体のガスの混
合物の流れとすることが可能である。
下記の実施例は、本発明の実施にあたり有用な状態を説
明するものである。
明するものである。
（実施例１） 電気化学的セル装置１は、ステンレス鋼製のセルと化学
的不活性を与えるためのテフロン（登録商標）内張り２
とから構成された。２つのポートが備えられており、そ
れらは水素かアルゴンかまたはヘリウムでのセルのガス
パージを行うための入口ポート９及び電気化学的装置内
で発生したガスのための出口ポート14であった。セル装
置は２個の電気的フィードスルー６を有し、セル内のヒ
素電極５の電気的接点を与えた。ミスト除外器４は不活
性材料から構成され、第１図に示されているように電気
化学的装置内に含まれ、出口ポートを通り出ていく発生
されたガス中のエアゾル水分含有量を減少させるための
ものである。定電流電源13はセルに定電流を供給するた
めに使用される。電源の正極11はヒ素陽極電極に接続さ
れ、負極12はヒ素陰極電極に接続された。セルの出口ポ
ート14は直列に接続の２個の市販されているモレキュラ
シーブ16に接続された。この配置のモレキュラシーブに
よって、発生したガスの水蒸気含有両が10億分の80部の
容積比率未満にまで減少した。
的不活性を与えるためのテフロン（登録商標）内張り２
とから構成された。２つのポートが備えられており、そ
れらは水素かアルゴンかまたはヘリウムでのセルのガス
パージを行うための入口ポート９及び電気化学的装置内
で発生したガスのための出口ポート14であった。セル装
置は２個の電気的フィードスルー６を有し、セル内のヒ
素電極５の電気的接点を与えた。ミスト除外器４は不活
性材料から構成され、第１図に示されているように電気
化学的装置内に含まれ、出口ポートを通り出ていく発生
されたガス中のエアゾル水分含有量を減少させるための
ものである。定電流電源13はセルに定電流を供給するた
めに使用される。電源の正極11はヒ素陽極電極に接続さ
れ、負極12はヒ素陰極電極に接続された。セルの出口ポ
ート14は直列に接続の２個の市販されているモレキュラ
シーブ16に接続された。この配置のモレキュラシーブに
よって、発生したガスの水蒸気含有両が10億分の80部の
容積比率未満にまで減少した。
アルシンは電気化学的に電解液３から生成されるが、こ
の電解液は、抵抗率18MΩ−cmの超高純度のMilli-Q水で
調整された1M NaOH（半導体グレード、99.9％）であっ
た。ヒ素電極は高純度ヒ素品（アルドリッチ、99.9999
％）から作られた。電極はヒ素片を５インチのステンレ
ス鋼の棒の一端に導電性のシルバーエポキシペイントで
取付けて製作した。末端片は有機エポキシ樹脂で型の中
に入れ注型してヒ素電極とした。鋼の棒がセルのヒ素電
極に電気接点を与えるものであった。
の電解液は、抵抗率18MΩ−cmの超高純度のMilli-Q水で
調整された1M NaOH（半導体グレード、99.9％）であっ
た。ヒ素電極は高純度ヒ素品（アルドリッチ、99.9999
％）から作られた。電極はヒ素片を５インチのステンレ
ス鋼の棒の一端に導電性のシルバーエポキシペイントで
取付けて製作した。末端片は有機エポキシ樹脂で型の中
に入れ注型してヒ素電極とした。鋼の棒がセルのヒ素電
極に電気接点を与えるものであった。
ヒ素陰極電極とヒ素陽極電極の間に所定の外部電流を与
えるガルバノスタット（定電流）の条件下でアルシン生
成を行った。定電流はハリソン6181ADC電源で供給され
及び電気化学的セルと直列に接続するキースレイ179TRM
Sディジタルメータで測定した。アルシン生成に先立っ
て、電気化学的セルは窒素ガスでパージされたが、この
窒素ガスは流速が毎分20標準cm3で入口ポート９とバル
ブ10を通りバイパスバルブ17と18が用いられた。バルブ
10を閉じて系全体の圧力を約0.2トルに電気化学的セル
をポンプで減圧にし、10トルの高精度MKSバロトロン15
によりモニタを行うようにした。この操作によって電気
化学的セル内に発生したガスのオンライン分析をUTI質
量分析計を用いて行った。ポンプの運転を止め、バルブ
17と18を閉めてバルブ19を開いた。電流はアルシンの所
望の生成速度に釣合った程度になるように印加された。
電気化学的セルをアルシンの発生が圧力30psig以上にな
るまで操作した。電気化学的セルのアルシン生成の電流
効率をミリアンペア単位の適用セル電流に対する関数の
形で第２図に示した。電流効率は約97％であることが見
出され適用された電流に対し実質上一定であった。
えるガルバノスタット（定電流）の条件下でアルシン生
成を行った。定電流はハリソン6181ADC電源で供給され
及び電気化学的セルと直列に接続するキースレイ179TRM
Sディジタルメータで測定した。アルシン生成に先立っ
て、電気化学的セルは窒素ガスでパージされたが、この
窒素ガスは流速が毎分20標準cm3で入口ポート９とバル
ブ10を通りバイパスバルブ17と18が用いられた。バルブ
10を閉じて系全体の圧力を約0.2トルに電気化学的セル
をポンプで減圧にし、10トルの高精度MKSバロトロン15
によりモニタを行うようにした。この操作によって電気
化学的セル内に発生したガスのオンライン分析をUTI質
量分析計を用いて行った。ポンプの運転を止め、バルブ
17と18を閉めてバルブ19を開いた。電流はアルシンの所
望の生成速度に釣合った程度になるように印加された。
電気化学的セルをアルシンの発生が圧力30psig以上にな
るまで操作した。電気化学的セルのアルシン生成の電流
効率をミリアンペア単位の適用セル電流に対する関数の
形で第２図に示した。電流効率は約97％であることが見
出され適用された電流に対し実質上一定であった。
第１図は本発明の実施にあたり有用な装置を説明するた
めの構成図、 第２図はアルシンのようなガスの生成に得られた効率を
説明する図である。 １……電気化学的セル装置 ２……テフロンの内張り ３……電解液、４……ミスト除去器 ５……ヒ素電極、６……フィードスルー、９……入口、
10……バルブ、11……正極、12……負極、13……電源、
14……出口、15……バロトロン 16……モレキュラシーブ 17……バイパスバルブ 18……バイパスバルブ 19……バルブ
めの構成図、 第２図はアルシンのようなガスの生成に得られた効率を
説明する図である。 １……電気化学的セル装置 ２……テフロンの内張り ３……電解液、４……ミスト除去器 ５……ヒ素電極、６……フィードスルー、９……入口、
10……バルブ、11……正極、12……負極、13……電源、
14……出口、15……バロトロン 16……モレキュラシーブ 17……バイパスバルブ 18……バイパスバルブ 19……バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス ウィンフィールド ミッチェ ル アメリカ合衆国，08873 ニュージャージ ィ サマセット，キングス ブリッジ ロ ード 17 (72)発明者 ジョルジ ルイス ヴァルデス アメリカ合衆国，07921 ニュージャージ ィ ベッドミンスター，ウェスコット ロ ード 80
Claims (11)
- 【請求項１】アルシン、ゲルマンおよびスチビンからな
る群から選択された所定量の前駆体ガスを、このガスが
蓄積しないように、陰極および陽極と水性電解液との相
互作用により行われる電気化学的プロセスによって電気
化学的に生成するステップと、 前記ガスを使用してデバイスを形成するステップとから
なることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 【請求項２】前記デバイスが集積回路からなることを特
徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】前記水性電解液が水酸化物種を含むことを
特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】前記陰極がヒ素からなることを特徴とする
請求項３の方法。 - 【請求項５】前記陽極がヒ素からなることを特徴とする
請求項４の方法。 - 【請求項６】前記陰極がゲルマニウムからなることを特
徴とする請求項１の方法。 - 【請求項７】前記陰極がアンチモンからなることを特徴
とする請求項１の方法。 - 【請求項８】前記電解液が塩基性であることを特徴とす
る請求項１の方法。 - 【請求項９】前記電解液は水酸化物種が0.1ないし10Mで
あることを特徴とする請求項８の方法。 - 【請求項１０】前記デバイスがIII−Ｖ族半導体材料か
らなることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項１１】前記III−Ｖ族半導体材料がGaAsからな
ることを特徴とする請求項10の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33934489A | 1989-04-18 | 1989-04-18 | |
| US339344 | 1989-04-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02296320A JPH02296320A (ja) | 1990-12-06 |
| JPH071757B2 true JPH071757B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=23328589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2092381A Expired - Fee Related JPH071757B2 (ja) | 1989-04-18 | 1990-04-09 | デバイスの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5427659A (ja) |
| EP (1) | EP0393897B1 (ja) |
| JP (1) | JPH071757B2 (ja) |
| CA (1) | CA2010482C (ja) |
| DE (1) | DE69011567T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000318410A (ja) * | 1999-04-29 | 2000-11-21 | Soc De Technol Michelin | 横方向のしぶきを偏向する突出部を備えたタイヤ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8021536B2 (en) * | 2006-04-13 | 2011-09-20 | Air Products And Chemical, Inc. | Method and apparatus for achieving maximum yield in the electrolytic preparation of group IV and V hydrides |
| US20090159454A1 (en) | 2007-12-20 | 2009-06-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Divided electrochemical cell and low cost high purity hydride gas production process |
| FR2977579B1 (fr) * | 2011-07-08 | 2015-10-16 | Air Liquide Electronics Sys | Procede de preparation de monosilane electrochimiquement assiste |
| DE102017006698B4 (de) * | 2017-06-25 | 2023-07-20 | Bvp Gmbh | Unter- und überdruckdichter Molekularsiebbehälter |
| CN111378979B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-03-15 | 紫石能源有限公司 | 砷纳米颗粒及其制备方法、电解制砷烷的系统和方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1375819A (en) * | 1919-06-11 | 1921-04-26 | Jr Henry Blumenberg | Process and apparatus for the electrolytic generation of arsin, phosphin and stibin |
| DE1209302B (de) * | 1964-01-18 | 1966-01-20 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Reinigung von Arsen, insbesondere fuer Halbleiterzwecke |
| US3404076A (en) * | 1965-04-15 | 1968-10-01 | Shell Oil Co | Electrolytic preparation of hydrides |
| US4178224A (en) * | 1978-01-19 | 1979-12-11 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus for generation and control of dopant and reactive gases |
| SU1033576A1 (ru) * | 1982-03-24 | 1983-08-07 | Предприятие П/Я Р-6878 | Способ получени сурьм нистого водорода |
-
1990
- 1990-02-20 CA CA002010482A patent/CA2010482C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-09 JP JP2092381A patent/JPH071757B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-09 EP EP90303769A patent/EP0393897B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-09 DE DE69011567T patent/DE69011567T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-02-25 US US08/023,159 patent/US5427659A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000318410A (ja) * | 1999-04-29 | 2000-11-21 | Soc De Technol Michelin | 横方向のしぶきを偏向する突出部を備えたタイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2010482C (en) | 1998-08-25 |
| DE69011567D1 (de) | 1994-09-22 |
| JPH02296320A (ja) | 1990-12-06 |
| EP0393897A1 (en) | 1990-10-24 |
| CA2010482A1 (en) | 1990-10-18 |
| US5427659A (en) | 1995-06-27 |
| EP0393897B1 (en) | 1994-08-17 |
| DE69011567T2 (de) | 1994-12-08 |
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