JPH10226599A

JPH10226599A - 気相成長装置

Info

Publication number: JPH10226599A
Application number: JP2737097A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Sasaki; 和明佐々木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に成長させる化合物半導体の結晶性向上
のために、紫外光を基板に照射する方法があったが、こ
の紫外光によって複数の原料ガスが基板に到達する前に
分解、反応し、微結晶が形成され、これが基板に堆積
し、新たな結晶欠陥を生み出す問題があった。【解決手段】ＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスとが互
いに分離された状態で基板８に供給され、該基板８上に
化合物半導体層が成長される成長室１を備え、且つＩＩ
Ｉ族原料ガスが供給される領域において基板８に紫外光
１０５が照射されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体材料
を成長させるための気相成長装置に関する。より詳しく
は、発光デバイス及び高周波デバイスに利用されるよう
な化合物半導体層を成長させるための気相成長装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】化合物半導体材料の成長方法として有機
金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）がよく知られており、様
々なデバイス作製に用いられている。また、デバイス性
能の向上には、原子層程度の成長の制御性が必要とさ
れ、原子層成長法（以下、ＡＬＥと記す）が提案されて
いる。

【０００３】図９（ａ）はＡＬＥによりＧａＡｓを成長
させるための従来の装置を模式的に示した透視斜視図、
図９（ｂ）はその横断面図である。図９（ａ）に示すよ
うに、この気相成長装置は略円筒状の成長室１を備えて
いる。この成長室１は、円筒部１ａと、円筒部１ａの上
流側端部をふさぐ蓋部１ｂと、下流側をふさぐ底部１ｃ
を備えている。蓋部１ｂには、ＩＩＩ族原料ガスを供給
するための供給口２と、Ｖ族原料ガスを供給するための
供給口３とが設けられている。

【０００４】成長室１の下には、円筒部１ａよりも小さ
い径寸法の円筒状の支持管４が立設されている。また、
成長室１は底部１ｃの中央に設けられた開口を通して支
持管４と連通し、支持管４はその外周面に設けられた排
気管５と連通している。円筒部１ａ内のガスは、支持管
４、排気管５を通して真空ポンプ（図示せず）によって
排気されるようになっている。支持管４内には、駆動軸
６と駆動モータ（図示せず）が設置されている。

【０００５】上記円筒部１ａには、ガス分離手段として
仕切板７が設けられている。仕切板７は原料ガス供給口
２、３の間を通る平面内に設けられ、円筒部１ａ内を原
料ガス供給口２、３のそれぞれに対応する２つの領域に
区分している。仕切板７は円筒部１ａ、蓋部１ｂ及び底
部１ｃの内壁にそれぞれ接している。基板８は円板状の
基板ホルダ９の基板保持面１０上に搭載されている。そ
して、この基板ホルダ９が、前記２つの分離されたガス
供給領域を回転動作によって通過できるように、仕切板
７には切欠き１１が形成されている。

【０００６】上記仕切板７は、成長時に、各原料ガス供
給口２、３から基板保持面１０に各原料ガスが単独で供
給される２つの原料ガス供給領域を形成する。この気相
成長装置を用いて、ＡＬＥによりＧａＡｓ基板上に化合
物半導体層としてＧａＡｓ層を成長させる場合、以下の
ようにしていた。

【０００７】まず、基板ホルダ９に基板８をセットす
る。基板ホルダ９に内蔵されているヒータによって基板
８を一定の温度（４００℃〜４５０℃）に保持する。こ
の状態で、原料ガス供給口２、３を通して、それぞれＩ
ＩＩ族原料ガスとしてのトリメチルガリウム（以下、Ｔ
ＭＧと記す）とＶ族ガスとしてのアルシンを円筒部１ａ
に供給する。ここで、ＴＭＧの流量を２０ＳＣＣＭ、ア
ルシンの流量を２００ＳＣＣＭとし、ＴＭＧ及びアルシ
ンをそれぞれ、流量５ＳＬＭの水素ガスで加速する。

【０００８】一方、下流側の支持管４、排気管５を通し
て真空ポンプによって排気して、成長室１内の圧力を２
０Ｔｏｒｒとする。この結果、円筒部１ａ内には高速の
ガス流が生成される。

【０００９】原料ガス供給口２、３を通して円筒部１ａ
内に供給されたＴＭＧ、アルシンは仕切板７によって分
離されて、互いに混ざることなく基板ホルダ９の基板保
持面１０に到達する。この結果、図９（ｂ）に示すよう
に、基板保持面１０にそれぞれＴＭＧ、アルシンが単独
で供給される２つの原料ガス供給領域（ＴＭＧ供給領域
１２とアルシン供給領域１３）が形成される。ここで、
駆動モータによって基板ホルダ９は円筒部１ａの中心線
の回りに回転される。

【００１０】従って、基板保持面１０にセットされた基
板８の表面には、図１０に示すように、原料ガス供給口
２からＴＭＧが、また原料ガス供給口３からアルシンが
交互に供給される。つまり、ＴＭＧ供給期間とアルシン
供給期間との２つの期間からなるガス供給サイクルが形
成される。基板ホルダ９の回転数を毎分６回（等速）と
すると、ＧａＡｓ基板８はＴＭＧとアルシンとをそれぞ
れ５秒づつ接触させることになる。これにより、基板８
の表面に、１回転毎にＧａＡｓの単原子層（厚さ約２．
８Å）を成長させることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして成長させたＧａＡｓの結晶性は充分なものでは
なかった。なぜならば、ＧａＡｓの単原子層ずつ成長さ
せるため、基板保持温度を４００℃〜４５０℃の低温に
する必要があったため、ＩＩＩ族元素のマイグレーショ
ンが充分ではなく、多くのヒロック（１０００個／ｃｍ
²以上）等の結晶欠陥が発生していたためである。この
欠陥は、Ｖ族原料であるアルシンが低温では分解効率が
悪いことにも起因していた。

【００１２】また、本装置では、４００℃〜４５０℃の
基板温度でＧａＡｓをＡＬＥで成長することはできて
も、混晶のＡｌＧａＡｓは成長させることができなかっ
た。この理由は、単原子層成長が可能な温度が、ＡｌＧ
ａＡｓの構成結晶のＧａＡｓ（４００℃〜４５０℃）と
ＡｌＡｓ（５００℃〜５５０℃）で異なっているためで
ある。

【００１３】ところで、低温でのＩＩＩ族元素のマイグ
レーションを促進する手段として、紫外線を基板に照射
し、光触媒作用によって基板表面を活性化することが提
案されている。

【００１４】図１１はこの光導入が可能なＭＯＣＶＤ装
置を示している。この装置は、略円筒状の反応管１００
と、この反応管１００内にＴＭＧとアルシンを供給する
ための供給管１０１を備えている。反応管１００の略中
央には基板ホルダ１０２が設けられ、反応管１００の他
端面１０３から延びるアーム部材１０４によって支持さ
れている。また、反応管１００の上部より紫外光１０
５、例えばＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を
導入することのできる窓１０６と光学系１０７を備えて
いる。

【００１５】本装置でＧａＡｓを成長する場合、基板保
持温度を４００℃〜５５０℃の低温にし、図１２に示す
ように、供給管１０１を通してＴＭＧとアルシンを同時
に供給し、紫外光１０５を入れる。この時、基板表面が
励起され、ＩＩＩ族元素のマイグレーションが促進さ
れ、紫外光を入れない場合（４００℃〜４５０℃）より
も広い温度範囲で単原子層成長が可能である。

【００１６】しかしながら、本装置では、導入された紫
外光により、原料ガスのＴＭＧとアルシンが装置内で分
解され、基板に達する前に反応して微結晶を形成し、基
板に堆積して新たな結晶欠陥を生み出す原因となってい
た。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による気相成長装置は、ＩＩＩ族原料ガスとＶ
族原料ガスとが互いに分離された状態で基板に供給さ
れ、該基板上に化合物半導体層が成長される成長室を備
え、且つ前記ＩＩＩ族原料ガスが供給される領域におい
て前記基板に紫外光が照射されることを特徴とする。

【００１８】このように、ＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料
ガスとが分離された状態で、ＩＩＩ族ガスが供給される
領域において基板に対し紫外光が照射されるので、従来
のように、複数の原料ガスが基板に到達する前に紫外光
によって分解、反応し、微結晶を生じ、これが基板上に
堆積するといった問題を回避できる。基板は、紫外光に
よって活性化され、マイグレーションが十分となり、結
晶性を向上できる。

【００１９】また、ＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスと
が互いに分離された状態で基板に供給され、該基板上に
化合物半導体層が成長される成長室を備え、且つ前記Ｉ
ＩＩ族原料ガスが供給される領域において前記基板に紫
外光が照射される一方、前記Ｖ族原料ガスが供給される
領域において前記基板に赤外光が照射されることを特徴
とする。

【００２０】このように、Ｖ族原料ガスの供給領域にお
いて基板に対し赤外光が照射されるので、Ｖ族原料ガス
の分解効率を向上でき、成長室に供給すべきＶ族原料ガ
スの量を低減できる。

【００２１】ここで、前記成長室に、前記紫外光または
赤外光を外部より前記基板に導入する窓部が形成されて
なることを特徴とする。

【００２２】また、前記成長室は円筒形状であり、該成
長室の内部に、前記ＩＩＩ族原料ガス及びＶ族原料ガス
のそれぞれの供給領域を分離させる板状の仕切板が設け
られ、且つ該仕切板には、前記基板が搭載された円板状
の基板ホルダが回転動作によって前記両供給領域を通過
できるように切欠きが形成されてなることを特徴とす
る。

【００２３】他の例として、前記成長室は円筒形状であ
り、該成長室の上部に、前記ＩＩＩ族原料ガス及びＶ族
原料ガスのそれぞれの供給領域を分離させるためのガス
流を形成する分離ガス供給口を設けてなることを特徴と
する。

【００２４】さらに他の例として、前記成長室は円筒形
状であり、該成長室の内部に、前記ＩＩＩ族原料ガス及
びＶ族原料ガスのそれぞれの供給領域を分離させる板状
の仕切板が設けられ、且つ該仕切板には、前記基板が複
数搭載される略円錐形状の基板ホルダが回転動作によっ
て前記両供給領域を通過できるように切欠きが形成され
てなることを特徴とする。

【００２５】さらに他の例として、前記成長室は円筒形
状であり、該成長室の内部に、内壁部に基板が載置され
る略円筒形状の基板ホルダが設けられ、該基板ホルダの
内部において前記ＩＩＩ族原料ガス及びＶ族原料ガスの
それぞれの供給領域を分離させる板状の仕切板が設けら
れてなることを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例について、図１
を参照して説明する。図１（ａ）及び（ｂ）はそれぞ
れ、本実施例による気相成長装置を模式的に示す透視斜
視図及びその横断面図である。ここでは主に、図９及び
図１１に示した従来例と異なる点について説明する。図
９と同一機能部分には同一記号を付している。

【００２７】本実施例の気相成長装置においては、上部
の蓋部１ｂのＩＩＩ族原料ガス供給口２側に、紫外光１
０５を導入するための石英窓２０が設けられている。さ
らに、この石英窓２０に図示しない紫外光励起光源（例
えばＡｒＦエキシマレーザ）からの光を導入するための
光学系２１が設けられている。

【００２８】本装置を用いて、ＡＬＦでＧａＡｓ基板上
に化合物半導体層としてＧａＡｓ層を成長させる方法
は、以下のようにして行う。

【００２９】従来と同様に、まず、基板ホルダ９の基板
保持面１０に基板８をセットし、内蔵ヒータによって基
板８を一定の温度（４００℃〜５５０℃）に保持する。
この状態で、原料ガス供給口２、３を通して、それぞれ
ＩＩＩ族原料ガスとしてのトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）とＶ族原料ガスとしてのアルシンを円筒部１ａ内に
供給し、ＩＩＩ族原料ガス供給領域にはＡＬＦエキシマ
レーザを繰り返し１００Ｈｚ、平均パワー密度５Ｗ／ｃ
ｍ²で常時照射を行う。ＴＭＧ、アルシン、ＴＭＧとア
ルシンの加速のための水素流量は従来例通り、それぞれ
２０ＳＣＣＭ、２００ＳＣＣＭ、５ＳＬＭとする。

【００３０】また、基板ホルダ９は駆動モータによって
円筒部１ａの中心線の周りに回転される。従って、基板
保持面１０にセットされた基板８の表面には、図２に示
すように、ＴＭＧとアルシンとが交互に供給され、かつ
ＴＭＧ供給領域に紫外光１０５が照射される２つの期間
からなるガス供給サイクルが形成される。

【００３１】ここで、基板ホルダ９の回転数を毎分６回
（等速）とすると、ＧａＡｓ基板８にはＴＭＧとアルシ
ンとがそれぞれ５秒づつ接触されることになり、基板８
の表面に、１回転毎にＧａＡｓの単原子層（厚さ約２．
８Å）を成長させることができる。本方法で作製された
結晶表面モフォロジーは良好で、ヒロック密度は１００
個／ｃｍ²であった。

【００３２】図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明
の他の実施例による気相成長装置の透視斜視図及びその
横断面図である。図１と同一機能部分には同一記号を付
している。

【００３３】本装置では、ＩＩＩ族原料ガス、Ｖ族ガス
供給領域の区分を仕切板ではなく、ガス流によって分離
する構成としている。このため、上部の蓋部１ｂの中央
に、直線状に並ぶ複数個の分離用ガス供給口３０を設け
ている。ここでは３個設けている。

【００３４】また、ＩＩＩ族原料ガス供給側に紫外光１
０５を導入するための石英窓２０と光学系２１とを設け
るとともに、Ｖ族原料ガス供給側に赤外光３１を導入す
るための石英窓３２と光学系３３とを設けている。

【００３５】この気相成長装置を用いて、ＡＬＦでＧａ
Ａｓ基板１０上に化合物半導体層としてＧａＡｓ層を成
長させる工程について、以下説明する。

【００３６】ＩＩＩ族原料ガスとしてＴＭＧ、Ｖ族原料
ガスとしてアルシン、分離用ガスとして水素を用いる。
成長条件として、基板温度４００℃〜５５０℃、成長圧
力を２０Ｔｏｒｒ、ＴＭＧ、アルシン、ＴＭＧとアルシ
ンの加速のための水素流量をそれぞれ、２０ＳＣＣＭ、
１００ＳＣＣＭ、５ＳＬＭとする。また、分離用ガスの
流量は各供給口毎に１０ＳＬＭとする。基板ホルダ７の
回転数は毎分６回転（等速）とする。

【００３７】原料ガス供給口２、３を通して円筒部１ａ
に供給されたＴＭＧ、アルシンは水素ガスの層状の流れ
によって分離されて、互いに混ざることなく、基板ホル
ダ９の基板保持面１０に到達する。この結果、図３
（ｂ）に示すように、基板保持面１０でＴＭＧ供給領域
３４とアルシン供給領域３５とは水素による分離領域３
６によって分離される。ここで、ＴＭＧ供給領域３４に
は紫外光１０５が、アルシン供給領域３５には赤外光３
１が照射されている。

【００３８】この結果、時間的な経過でみると、図４に
示すように、紫外光励起されたＴＭＧ供給期間、水素に
よる分離期間、赤外光励起されたアルシン供給期間、水
素による分離期間の４つの期間からなるガス供給サイク
ルが形成される。これにより、基板８の表面に、１回転
毎にＧａＡｓの単原子層を成長させることができた。こ
の気相成長装置では、各原料ガスの流路を、円筒部１ｂ
内に何等部材を設けることなく分離できるので、装置の
保守を簡単化できる利点がある。

【００３９】また、本実施例によれば、アルシンの供給
流量を１００ＳＣＣＭと、図９の従来例の２００ＳＣＣ
Ｍに比較して半分に減少できたが、これはアルシン供給
領域３５に赤外光３１を照射し、基板の温度をアルシン
供給期間のみ上昇させ、アルシンの分解効率を増大する
ことができたためである。

【００４０】図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明
のさらに他の実施例による気相成長装置の透視斜視図及
びその横断面図である。図１と同一機能部分には同一記
号を付している。

【００４１】本実施例においては、ガス分離手段とし
て、仕切板と分離用ガスを併用した点に特徴がある。即
ち、成長室１の蓋部１ｂの原料ガス供給口２、３の中間
を通る直線上に分離用ガスを供給するための供給口４
１、４１を設けている。また、円筒部１ａ内には、仕切
板４０ａ、４０ｂが設けられている。これらの仕切板４
０ａ、４０ｂは円筒部１ａの中心線で交差し、円筒部１
ａ内を原料ガス供給口２、３、分離用ガス供給口４１、
４１に対応する４つの領域に区画して、各ガスの流路を
分離している。

【００４２】ここで、仕切板４０ａ、４０ｂが交差する
角度は、各原料ガスをそれぞれ基板８に供給するべき期
間の長さに応じて設定される。

【００４３】このように、本実施例によれば、仕切板４
０ａ、４０ｂと分離ガスを併用しているので、各原料ガ
スの流路をさらに確実に分離できる。

【００４４】ＩＩＩ族原料ガス供給側に紫外光１０５を
導入するための光学系２１及び石英窓２０、Ｖ族原料ガ
ス供給側に赤外光３１を導入するための光学系３３及び
石英窓３２を設ける点は図３の実施例と同じである。

【００４５】また、本実施例ではさらに、長期にわたっ
て装置を使用した際に、反応生成物が回り込んでこれら
の窓に付着し曇るのを防ぐため、窓の装置内側にパージ
用の水素ガスを導入するパージ用ガス供給口４２をさら
に設けている。

【００４６】この気相成長装置を用いて、ＧａＡｓ基板
８上に化合物半導体層としてＧａ_0.5Ｉｎ_0.5Ｐを成長さ
せる例を示す。ＩＩＩ族原料ガスとして１系統に同時に
供給するＴＭＧとＴＭＩ（以下、（ＴＭＧ＋ＴＭＩ）と
記す）を用い、Ｖ族原料ガスとして１系統のフォスフィ
ンを用いる。また、分離用ガスとして２系統の水素を用
いる。

【００４７】成長条件は、基板温度を３００℃〜５００
℃、成長圧力を３５Ｔｏｒｒ、ＴＭＧの流量を５ＳＣＣ
Ｍ、ＴＭＩの流量を１０ＳＣＣＭ、フォスフィンの流量
を２００ＳＣＣＭとして、これらのＴＭＧ、ＴＭＩ、フ
ォスフィンをそれぞれ３ＳＬＭの水素ガスで加速する。
分離用の水素ガスの流量は各３ＳＬＭとする。基板ホル
ダ９の回転数は毎分３回転とする。

【００４８】この実施例では、図５（ｂ）に示すよう
に、基板保持面１０に、周方向に紫外光励起された（Ｔ
ＭＧ＋ＴＭＩ）供給領域４３と、水素による分離領域４
４と、赤外光励起されたフォスフィン供給領域４５と、
水素による分離領域４６とが、順に形成される。ここ
で、基板ホルダ９は円筒部１ａの中心線の回りに回転さ
れる。

【００４９】この結果、図６に示すように、紫外光励起
された（ＴＭＧ＋ＴＭＩ）供給期間、水素による分離期
間、赤外光励起されたフォスフィン供給期間、水素によ
る分離期間の４つの期間からなるガス供給サイクルが形
成される。これにより、基板１０の表面に、１回転毎に
Ｇａ_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ単原子層（厚さ約２．８Å）を成長さ
せることができた。

【００５０】また、ＩＩＩ族原料ガスとしてＴＭＧとＴ
ＭＡを、Ｖ族原料ガスとしてアルシンを用い、成長条件
として基板温度を４００℃〜５５０℃、成長圧力を２０
Ｔｏｒｒとした場合、図１２に示した従来例とは違っ
て、ＡｌＧａＡｓの単原子層成長が可能である。

【００５１】なお、上記各実施例では、基板上に成長さ
せる化合物半導体層の各層の組成を１種類としたが、途
中で原料ガスの種類を切り替えることにより、化合物半
導体層の組成を複数種類としてもよい。また、成長させ
る化合物半導体層に導電性を付与するため、不純物元素
を含有する原料ガスを用いても良い。さらに、上記各実
施例では、ＩＩＩ族原料ガスとして有機金属化合物を用
いたが、これ以外の原料ガス、例えばハロゲン化合物を
用いても良い。

【００５２】また、図１、図３、図５に示した気相成長
装置では、成長室１は鉛直方向に延びる円筒部１ａを備
えているが、これに限られるものではない。円筒部１ａ
を水平方向に設けて、原料ガスや分離用ガスを水平方向
に流すようにしてもよい。

【００５３】また、基板ホルダ９はヒータ内蔵のもので
はなく、円筒部１ａの周囲にコイルを設けて高周波で加
熱するようにしてもよい。紫外光源はＡｒＦエキシマレ
ーザに限られるものではなく、ＫｒＦエキシマレーザ
（波長２４８ｎｍ）や水銀ランプ光を用いても良い。

【００５４】図７は、本発明のさらに他の実施例を説明
する気相成長装置の透視斜視図である。図１の実施例と
同一機能部分には同一記号を付している。

【００５５】この気相成長装置では、円筒部１ａの内側
略中央部に、円筒部１ａの中心線と一致した中心線をも
つ略円錐台状の基板ホルダ５０が設けられている。この
基板ホルダ５０の外周面５１は、厳密には円錐というよ
りも、角錐（多角錐）の外側面の形状に仕上げられてい
る。そして、外周面５１の稜線の間の各小面は、基板８
を密着できるような平坦性を持ち、成長時に基板８がセ
ットされる基板保持面となる。

【００５６】この基板ホルダ８では、基板保持面を水平
に設ける場合に比較して、基板保持のための面積を拡張
することができる。従って、基板保持面に多数の基板８
をセットすることができ、生産性を向上できる。

【００５７】また、円筒部１ａ内には、ガス分離手段と
して、基板ホルダ５０、駆動軸６の形状に切った切り抜
きを持つ仕切板５２が設けられている。この仕切板５２
は円筒部１ａの中心線を含み、且つ原料ガス供給口２、
３の中間を通る平面内に設けられ、円筒部１ａ内を原料
ガス供給口２、３のそれぞれに対応する２つの領域に区
画している。

【００５８】このように仕切板５２によって各原料ガス
の流路を分離しているので、基板ホルダ５０の回転によ
って基板８の表面にＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスと
を交互に供給することができる。

【００５９】なお、図１の実施例と同様の機能として、
円筒部１ａ内のＩＩＩ族原料ガス供給領域側に紫外光１
０５を導入することのできる窓５３と、この窓５３に紫
外光１０５を導入する光学系５４を備えている。

【００６０】図８は、本発明のさらに他の実施例を説明
する気相成長装置の透視斜視図である。図１の実施例と
同一機能部分には同一記号を付している。

【００６１】この気相成長装置では、円筒部１ａ内に円
筒部の中心線と一致した中心線を有する略円筒状の基板
ホルダ６０が設けられている。この基板ホルダ６０は、
下方の支持管４内の駆動モータから延びる駆動軸６と、
駆動軸６の外周から基板ホルダ６０の下端へ放射状に延
びるアーム部材（図示せず）とによって支持されてい
る。基板ホルダ６０の内側面６１は、厳密には円筒とい
うよりも、角筒（多角筒）の形状に仕上げられている。
内側面６１の谷間の間の各小面は、基板８を密着できる
ような平坦性を持ち、成長時に基板８がセットされる基
板保持面となる。

【００６２】この基板ホルダ６０によれば、基板保持面
を水平に設ける場合に比較して、基板保持面の面積を拡
張することができる。従って、基板保持面に基板８を多
数セットすることができ、生産性を向上できる。

【００６３】また、円筒部１ａ内には、ガス分離手段と
して、略Ｔ字状の形状を有する仕切板６２が設けられて
いる。仕切板６２は円筒部１ａの中心線を含み、且つ原
料ガス供給口２、３の中間を通る平面内に設けられ、円
筒部１ａ内を原料ガス供給口２、３のそれぞれに対応す
る２つの領域に区画している。

【００６４】このように仕切板６２によって各原料ガス
の流路を分離しているので、基板ホルダ６０の回転によ
って基板８の表面にＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスと
を交互に供給することができる。なお、図１の実施例と
同様の機能として、円筒部１ａ内のＩＩＩ族原料ガス供
給領域に紫外光１０５を導入することのできる窓６３
と、この窓６３に紫外光を導入する光学系６４を設けて
いる。

【００６５】上記図７、図８の実施例によっても、図１
の実施例と同様、結晶表面の良好な化合物半導体を、生
産性良く得る事ができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＩＩＩ族原料ガスを供給する領域の基板保持面のみを紫
外光で照射できるので、低温においてもＩＩＩ族のマイ
グレーションを促進でき、かつ、従来装置のように、装
置内でＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスとが基板に到達
する前に分解反応して微結晶を発生する現象を回避でき
る。

【００６７】また、Ｖ族原料ガスを供給する領域に赤外
光を照射することで、基板がこの領域に存在する間のみ
加熱することができ、Ｖ族原料ガスの分解効率を上げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施
例による気相成長装置の透視斜視図及びその横断面図。

【図２】図１の気相成長装置における成長工程のタイミ
ング図。

【図３】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の他の実
施例による気相成長装置の透視斜視図及びその横断面
図。

【図４】図３の気相成長装置における成長工程のタイミ
ング図。

【図５】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明のさらに
他の実施例による気相成長装置の透視斜視図及びその横
断面図。

【図６】図５の気相成長装置における成長工程のタイミ
ング図。

【図７】本発明のさらに他の実施例による気相成長装置
の透視斜視図。

【図８】本発明のさらに他の実施例による気相成長装置
の透視斜視図。

【図９】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、従来例による気
相成長装置の透視斜視図及びその横断面図。

【図１０】図９の気相成長装置における成長工程のタイ
ミング図。

【図１１】他の従来例による気相成長装置の縦断面図。

【図１２】図１１の気相成長装置における成長工程のタ
イミング図。

【符号の説明】

１成長室２ＩＩＩ族原料ガス供給口３Ｖ族原料ガス供給口７仕切板９基板ホルダ１０基板１１切欠２０窓３１赤外光１０５紫外光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスとが互
いに分離された状態で基板に供給され、該基板上に化合
物半導体層が成長される成長室を備え、且つ前記ＩＩＩ
族原料ガスが供給される領域において前記基板に紫外光
が照射されることを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】ＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスとが互
いに分離された状態で基板に供給され、該基板上に化合
物半導体層が成長される成長室を備え、且つ前記ＩＩＩ
族原料ガスが供給される領域において前記基板に紫外光
が照射される一方、前記Ｖ族原料ガスが供給される領域
において前記基板に赤外光が照射されることを特徴とす
る気相成長装置。
【請求項３】前記成長室に、前記紫外光または赤外光
を外部より前記基板に導入する窓部が形成されてなるこ
とを特徴とする請求項１または２のいづれかに記載の気
相成長装置。
【請求項４】前記成長室は円筒形状であり、該成長室
の内部に、前記ＩＩＩ族原料ガス及びＶ族原料ガスのそ
れぞれの供給領域を分離させる板状の仕切板が設けら
れ、且つ該仕切板には、前記基板が搭載された円板状の
基板ホルダが回転動作によって前記両供給領域を通過で
きるように切欠きが形成されてなることを特徴とする請
求項１または２のいづれかに記載の気相成長装置。
【請求項５】前記成長室は円筒形状であり、該成長室
の上部に、前記ＩＩＩ族原料ガス及びＶ族原料ガスのそ
れぞれの供給領域を分離させるためのガス流を形成する
分離ガス供給口を設けてなることを特徴とする請求項１
または２のいづれかに記載の気相成長装置。
【請求項６】前記成長室は円筒形状であり、該成長室
の内部に、前記ＩＩＩ族原料ガス及びＶ族原料ガスのそ
れぞれの供給領域を分離させる板状の仕切板が設けら
れ、且つ該仕切板には、前記基板が複数搭載される略円
錐形状の基板ホルダが回転動作によって前記両供給領域
を通過できるように切欠きが形成されてなることを特徴
とする請求項１または２のいづれかに記載の気相成長装
置。
【請求項７】前記成長室は円筒形状であり、該成長室
の内部に、内壁部に基板が載置される略円筒形状の基板
ホルダが設けられ、該基板ホルダの内部において前記Ｉ
ＩＩ族原料ガス及びＶ族原料ガスのそれぞれの供給領域
を分離させる板状の仕切板が設けられてなることを特徴
とする請求項１または２に記載の気相成長装置。