JPS5854627A - 半導体結晶の気相成長方法およびその成長装置 - Google Patents
半導体結晶の気相成長方法およびその成長装置Info
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- JPS5854627A JPS5854627A JP56154453A JP15445381A JPS5854627A JP S5854627 A JPS5854627 A JP S5854627A JP 56154453 A JP56154453 A JP 56154453A JP 15445381 A JP15445381 A JP 15445381A JP S5854627 A JPS5854627 A JP S5854627A
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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】
本発明は金属元素のアルキル化物を成長用材料としてこ
の熱分解反応によシ半導体結晶を成長基穢上和気相エピ
タキシｆｊｌ！４する方法およびその成長装置に関する
ものである。
の熱分解反応によシ半導体結晶を成長基穢上和気相エピ
タキシｆｊｌ！４する方法およびその成長装置に関する
ものである。
近時、トリメチルガリウムＧａ（ＣＨａ）ａ （以下、
Ｔ溪七記す）やトリエチルインジウムＩ！１（０２Ｈ５
）３（以下、 ＴＥＩと記す）、トリメチルアルミニウ
ムＡｔ（ｃｎａ）ａ（以下、ＴＭＡと記す）等の■族元
素のアルキル化物オヨヒフォスフインＰＨ３やアルシン
Ａ、Ｈ，岬のＶ族元素の水素化物またはトリメチル７オ
スフインＰ （ＣＨａ）３ （以下、ＴＭＰと記す）や
トリメチルアルシンＡｓ（ＣＨｓ）ｓ （Ｊ：Ｊ下、Ｔ
ＭＡ、と記す）等のＶ族元素のアルキル化物を成長材料
として、これらの熱分解反応によＪ） ＧａＡｍｐＧａ
Ａ’ＡｓＪｎＰあるいはＩｎＧａＡ、Ｐ等の■−ｖ族化
合物半導体結晶ｔ”ＧａＡａあるいはＩｎＰ等の基板結
晶上に気相エピタキシャル成長する方法が注目されてい
る。
Ｔ溪七記す）やトリエチルインジウムＩ！１（０２Ｈ５
）３（以下、 ＴＥＩと記す）、トリメチルアルミニウ
ムＡｔ（ｃｎａ）ａ（以下、ＴＭＡと記す）等の■族元
素のアルキル化物オヨヒフォスフインＰＨ３やアルシン
Ａ、Ｈ，岬のＶ族元素の水素化物またはトリメチル７オ
スフインＰ （ＣＨａ）３ （以下、ＴＭＰと記す）や
トリメチルアルシンＡｓ（ＣＨｓ）ｓ （Ｊ：Ｊ下、Ｔ
ＭＡ、と記す）等のＶ族元素のアルキル化物を成長材料
として、これらの熱分解反応によＪ） ＧａＡｍｐＧａ
Ａ’ＡｓＪｎＰあるいはＩｎＧａＡ、Ｐ等の■−ｖ族化
合物半導体結晶ｔ”ＧａＡａあるいはＩｎＰ等の基板結
晶上に気相エピタキシャル成長する方法が注目されてい
る。
第１図は従来のこの方法による気相成長装置の一例を示
す概略構成図であり、図において、鵠はＴＭＧ 、 Ｔ
ＥＩ等の■族元素のアルキル化物おｘ ヒＰＨ３゜Ａｓ
Ｈｓｌｌの■族元素の水素化物を供給するためのガス配
管系、αυはその流量計、（Ｉのけ例えば常温常圧で液
体のＴＭＧまたけＴＥＩ中に水素Ｈ２が供給されてこの
Ｈ２中にＴＭＧまたけＴＥＩを気化させる蒸発器、ａ３
は同じ（ＴＭＡ、 ｔたけＴＭＰ中に水３！Ｈ２が供給
されて仁のＨ２中にＴＭＡ、またけ丁ＭＰを気化させる
ための蒸発器である。そして、（至）は成長炉で、石英
反応管Ｑυの中和グラファイトからなるサセプタ（社）
が載置されておシ、このサセプタ（２）±には成長基板
としての基板結晶（至）が載置されている。（２）は石
英反応管１２Ｄの周囲忙殺けられたコイルであり、この
コイル（２４に高周波電力を供給することＫよシ、゛す
ｔブタ（社）が加熱され、その結果、基板結晶（２）が
加熱されるものとなっている。
す概略構成図であり、図において、鵠はＴＭＧ 、 Ｔ
ＥＩ等の■族元素のアルキル化物おｘ ヒＰＨ３゜Ａｓ
Ｈｓｌｌの■族元素の水素化物を供給するためのガス配
管系、αυはその流量計、（Ｉのけ例えば常温常圧で液
体のＴＭＧまたけＴＥＩ中に水素Ｈ２が供給されてこの
Ｈ２中にＴＭＧまたけＴＥＩを気化させる蒸発器、ａ３
は同じ（ＴＭＡ、 ｔたけＴＭＰ中に水３！Ｈ２が供給
されて仁のＨ２中にＴＭＡ、またけ丁ＭＰを気化させる
ための蒸発器である。そして、（至）は成長炉で、石英
反応管Ｑυの中和グラファイトからなるサセプタ（社）
が載置されておシ、このサセプタ（２）±には成長基板
としての基板結晶（至）が載置されている。（２）は石
英反応管１２Ｄの周囲忙殺けられたコイルであり、この
コイル（２４に高周波電力を供給することＫよシ、゛す
ｔブタ（社）が加熱され、その結果、基板結晶（２）が
加熱されるものとなっている。
この装置による例えばＧ１ム、基板結晶上へのＧ、Ａ、
層の成長は、ガス配管系ＯＩにおいて常温常圧で液体の
ＴＭＧ中に水素Ｈ２を供給するととによ抄、このＨ２中
［ＴＭＧｔ気化させたものと、Ａ、Ｈ３との混合ガスを
成長炉端の中和載量されかつ加熱されたＧ、Ａ、基板結
晶（至）上に供給することにより、ＴＭＧおよびＡ、Ｈ
３の熱分解反応 Ｇｉ（ＣＨｓ）３−−→ Ｇ、＋３ＣＨｓ （１
）Ｋより生ずるＧ、およびＡ、がＧ、Ａ、基板結晶上に
堆積してＧ、Ａ、エピタキシャル層が成長する。
層の成長は、ガス配管系ＯＩにおいて常温常圧で液体の
ＴＭＧ中に水素Ｈ２を供給するととによ抄、このＨ２中
［ＴＭＧｔ気化させたものと、Ａ、Ｈ３との混合ガスを
成長炉端の中和載量されかつ加熱されたＧ、Ａ、基板結
晶（至）上に供給することにより、ＴＭＧおよびＡ、Ｈ
３の熱分解反応 Ｇｉ（ＣＨｓ）３−−→ Ｇ、＋３ＣＨｓ （１
）Ｋより生ずるＧ、およびＡ、がＧ、Ａ、基板結晶上に
堆積してＧ、Ａ、エピタキシャル層が成長する。
ここで示したＡ、Ｈ３は人体に対して極めて強い毒性を
有するため、これに代わってＴＭＡ、が用いられること
もある。この場合の反応は、Ａｌ（ＣＨ３）３ −一→
Ａ、＋３０Ｈ３（３１で示される。
有するため、これに代わってＴＭＡ、が用いられること
もある。この場合の反応は、Ａｌ（ＣＨ３）３ −一→
Ａ、＋３０Ｈ３（３１で示される。
さて、このような従来の成長法においては上記＋１）式
または１３１式により生じたメチル基（ＣＨａ）かさら
に分解して Ｋよシ生じた炭素ＣがＧ、Ａ、成長層中に不純物として
取り込まれ、これが７クセプタや散乱中心として作用す
る。このため、従来法では純度の高いエピタキシャル層
を得ることけ非常に困難であった。
または１３１式により生じたメチル基（ＣＨａ）かさら
に分解して Ｋよシ生じた炭素ＣがＧ、Ａ、成長層中に不純物として
取り込まれ、これが７クセプタや散乱中心として作用す
る。このため、従来法では純度の高いエピタキシャル層
を得ることけ非常に困難であった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目
的は、金属元素のアルキル化物を成長用材料としてこの
熱分解反応により半導体結晶を気相エピタキシャル成長
する際に成長層への炭素Ｃの取り込みを防止することの
できるス相成長方法およびその成長装置を提供すること
にある。
的は、金属元素のアルキル化物を成長用材料としてこの
熱分解反応により半導体結晶を気相エピタキシャル成長
する際に成長層への炭素Ｃの取り込みを防止することの
できるス相成長方法およびその成長装置を提供すること
にある。
このような目的を達成するために、本発明け、成長用材
料が供給される成長炉内に２つめ電極を配置し、これら
電極間に一方の電極に対して他方の電極が正の電位にな
るように電圧を印加して、前記一方の電極側に成長基板
を設置することを特徴とするものである。すなわち、上
述したＴＭＧ 。
料が供給される成長炉内に２つめ電極を配置し、これら
電極間に一方の電極に対して他方の電極が正の電位にな
るように電圧を印加して、前記一方の電極側に成長基板
を設置することを特徴とするものである。すなわち、上
述したＴＭＧ 。
ＴＭＡ等の■族元素のアルキル化物やＴＭＰ 、 ＴＭ
Ａ。
Ａ。
などのＶ族元素のアルキル化物は、その分子状態ζおい
て■族元素あるいはＶ族元素は電気的に正に、アルキル
基は負に帯電しており、いずれもいくぶんかのイオン結
合性を有している。したがって 成長炉内に２つの電極
を設け、これら電極間に一方の電極に対して他方の電極
が正の電位になるように電圧を印加し、一方の電極側に
成長基板を載置するととＫより、熱分解反応により生じ
た正に帯電したＧ＊ ＊ ＡＩなどの元素分子は前記成
長基板上に付着し、負に帯電したＣＨ３などのアルキル
化物は他方の電極に向うため、この結果、成長層に炭素
Ｃが取り込まれることはなくなり、純度の高い結晶を得
ることができる。
て■族元素あるいはＶ族元素は電気的に正に、アルキル
基は負に帯電しており、いずれもいくぶんかのイオン結
合性を有している。したがって 成長炉内に２つの電極
を設け、これら電極間に一方の電極に対して他方の電極
が正の電位になるように電圧を印加し、一方の電極側に
成長基板を載置するととＫより、熱分解反応により生じ
た正に帯電したＧ＊ ＊ ＡＩなどの元素分子は前記成
長基板上に付着し、負に帯電したＣＨ３などのアルキル
化物は他方の電極に向うため、この結果、成長層に炭素
Ｃが取り込まれることはなくなり、純度の高い結晶を得
ることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明による気相成長法を実施するための成長
装置の一実施例を示す概略構成図であり、同図において
第１図と同一符号は同一または相当部分を示している。
装置の一実施例を示す概略構成図であり、同図において
第１図と同一符号は同一または相当部分を示している。
この実施例の成長装置は、第２融和示すように、基板結
晶（至）が載置されたサセプタ（２）Ｋ対向して副サセ
プタ＠を配置し、これらサセプタ＠、副サセプタＣＩ５
に直流電源（至）の正、負両極をそれぞれ電気的に接続
することにより、前記サセプタ（２）忙対して副サセプ
タ（至）が正の電位になるように直流電源（至）から所
定の電圧が印加されている。なお、直流電源（至）の負
極Ｉ／ｃ接続されたサセプタ（２）は負の電極を構成し
、その正極に接続された副サセプタ（ハ）は正の電極を
構成している。
晶（至）が載置されたサセプタ（２）Ｋ対向して副サセ
プタ＠を配置し、これらサセプタ＠、副サセプタＣＩ５
に直流電源（至）の正、負両極をそれぞれ電気的に接続
することにより、前記サセプタ（２）忙対して副サセプ
タ（至）が正の電位になるように直流電源（至）から所
定の電圧が印加されている。なお、直流電源（至）の負
極Ｉ／ｃ接続されたサセプタ（２）は負の電極を構成し
、その正極に接続された副サセプタ（ハ）は正の電極を
構成している。
このような成長装置を用いた気相成長においては、ガ＾
配管系ｆｉｌから供給されたＴＭＧやム５ＨａｔたＦｉ
Ｔｈ仏、は成長炉（至）内において熱分解し、この熱分
解反応により生じたａ、 ｔ Ａｌ ｅ ＣＨ３等のう
ち電気的に正に帯電したＧ、およびＡ、はサセプタ（２
３を介して員に帯電した基板結晶（ハ）上に成長し、負
に帯電したＣＨ３は正に帯電した副サセプタ（ハ）側に
引き寄せられる。したがって、成長層中に炭素Ｃが取り
込まれることはなく、高純度の結晶が得られる。
配管系ｆｉｌから供給されたＴＭＧやム５ＨａｔたＦｉ
Ｔｈ仏、は成長炉（至）内において熱分解し、この熱分
解反応により生じたａ、 ｔ Ａｌ ｅ ＣＨ３等のう
ち電気的に正に帯電したＧ、およびＡ、はサセプタ（２
３を介して員に帯電した基板結晶（ハ）上に成長し、負
に帯電したＣＨ３は正に帯電した副サセプタ（ハ）側に
引き寄せられる。したがって、成長層中に炭素Ｃが取り
込まれることはなく、高純度の結晶が得られる。
第３図は本発明による成長装置の他の実施例を示す概略
構成図であり、同図において第２図と同一符号は同一ま
たは相当部分を示し、この場合にけ、基板結晶（至）が
載置されたサセプタ（２）の表面側に格子状電極（至）
を配置し、この格子状電極＠に対して副サセプタ（ハ）
が正の電位になるように直流電源（至）から所定の電圧
を印加するととＫよっても、同様の効果が得られる。
構成図であり、同図において第２図と同一符号は同一ま
たは相当部分を示し、この場合にけ、基板結晶（至）が
載置されたサセプタ（２）の表面側に格子状電極（至）
を配置し、この格子状電極＠に対して副サセプタ（ハ）
が正の電位になるように直流電源（至）から所定の電圧
を印加するととＫよっても、同様の効果が得られる。
なお、上述では成長炉として横形のものを示したが、本
発明け、縦形であっても同様に適用できる。また、加熱
方式として高周波による誘導方式としたが、通常の抵抗
糊熱にあってもよい。さらに、材料として特にＧ、Ａ、
やＩｎＰ 、 ＡｔＧ、Ａ、 、ＩｎＧ、Ａ。
発明け、縦形であっても同様に適用できる。また、加熱
方式として高周波による誘導方式としたが、通常の抵抗
糊熱にあってもよい。さらに、材料として特にＧ、Ａ、
やＩｎＰ 、 ＡｔＧ、Ａ、 、ＩｎＧ、Ａ。
−Ｐ等の■−ｖ族化合物について示したが、ディエチル
テルル（Ｃ２Ｈ５）２Ｔ＠やディエチルジンクｚｎ（Ｃ
２Ｈ５） ２１ディメチルカドミウムｃ、１（ＣＨｓ）
ｚ等を用いたＺｎＴ、やＣｄＴ、等のＩｔ−Ｖｌ族化合
物の気相成長にも適用できる。また、特に本発明の成長
装置はジクロルシランＪＨ２Ｃ４２の熱分解によるシリ
コン８１の気相成長等にも応用できる。
テルル（Ｃ２Ｈ５）２Ｔ＠やディエチルジンクｚｎ（Ｃ
２Ｈ５） ２１ディメチルカドミウムｃ、１（ＣＨｓ）
ｚ等を用いたＺｎＴ、やＣｄＴ、等のＩｔ−Ｖｌ族化合
物の気相成長にも適用できる。また、特に本発明の成長
装置はジクロルシランＪＨ２Ｃ４２の熱分解によるシリ
コン８１の気相成長等にも応用できる。
以上説明したように、本発明によれば、金属元素のアル
キル化物を成長用材料としてこの熱分解反応により半導
体結晶を気相エピタキシャル成長させる際に成長層への
炭素Ｃの＠抄込みを防止することＫより、高純度の成長
層が得られる効果がある。
キル化物を成長用材料としてこの熱分解反応により半導
体結晶を気相エピタキシャル成長させる際に成長層への
炭素Ｃの＠抄込みを防止することＫより、高純度の成長
層が得られる効果がある。
第１図は金属元素のアルキル化物の熱分解反応による気
相成長に用いられている従来の装置の一例を示す概略構
成図、第２図は本発明の気相成長方法を実施するための
気相成長装置の一実施例を示す概略構成図、第３図は本
発明による気相成長装置の他の実施例を示す概略構成図
である。 （至）・・・・成長炉、（２）・・・・サセプタ（−万
〇電極＞ 、（至）・・・・閘サセプタ（他方の電極）
、（至）・・・・格子状電極、（至）・・・・直流電源
。
相成長に用いられている従来の装置の一例を示す概略構
成図、第２図は本発明の気相成長方法を実施するための
気相成長装置の一実施例を示す概略構成図、第３図は本
発明による気相成長装置の他の実施例を示す概略構成図
である。 （至）・・・・成長炉、（２）・・・・サセプタ（−万
〇電極＞ 、（至）・・・・閘サセプタ（他方の電極）
、（至）・・・・格子状電極、（至）・・・・直流電源
。
Claims (2)
- （１）金属元素のアルキル化物を成長用材料として、こ
の熱分解反応によシ半導体結晶を成長基板上に気相エピ
タキシャル成長する方法において、前記成長用材料が供
給される成長炉内に２つの電極を対向して配置し、これ
ら２つの電極間に一方の電極に対して他方の電極が正の
電位になるように電圧を印加し、前記一方の電極側に成
長基板を載置することＫより、前記熱分解反応によって
生じた正に帯電した元素分子を前記成長基板上に付着さ
′せるとともに、負に帯電したアルキル化物を前記他方
の電極側に引き寄せることを特徴とする半導体結晶の気
相成長方法。 - （２）金属元素のアルキル化物を成長用材料として、こ
の熱分解反応によシ半導体結晶を成長基板上に気相エピ
タキシャル成長する装置において、前記成長用材料が供
給される成長炉内に設けられた２つの１Ｆ極と、これら
２つの電極間に一方の電極に対して他方の電ａｉが正の
電位になるよう忙電圧を印加する手段とを備え、前記一
方の電極側に前記成長基板を載置してなる仁とを特徴と
する半導体結晶の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56154453A JPS60773B2 (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 半導体結晶の気相成長方法およびその成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56154453A JPS60773B2 (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 半導体結晶の気相成長方法およびその成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5854627A true JPS5854627A (ja) | 1983-03-31 |
| JPS60773B2 JPS60773B2 (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=15584547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56154453A Expired JPS60773B2 (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 半導体結晶の気相成長方法およびその成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60773B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991014280A1 (fr) * | 1990-03-14 | 1991-09-19 | Fujitsu Limited | Procede de croissance d'un cristal semiconducteur |
-
1981
- 1981-09-28 JP JP56154453A patent/JPS60773B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991014280A1 (fr) * | 1990-03-14 | 1991-09-19 | Fujitsu Limited | Procede de croissance d'un cristal semiconducteur |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60773B2 (ja) | 1985-01-10 |
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