JPS5922320A - 高純度３−５族半導体の気相成長方法 - Google Patents
高純度３−５族半導体の気相成長方法Info
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- JPS5922320A JPS5922320A JP57132613A JP13261382A JPS5922320A JP S5922320 A JPS5922320 A JP S5922320A JP 57132613 A JP57132613 A JP 57132613A JP 13261382 A JP13261382 A JP 13261382A JP S5922320 A JPS5922320 A JP S5922320A
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- Japan
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- group
- gas
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- triethylphosphine
- vapor
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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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2907—Materials being Group IIIA-VA materials
- H10P14/2909—Phosphides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3418—Phosphides
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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】
本発明は高純度Ｉ−ｖ族半導体の気相成長技術に関する
ものであり、特にＩ族元素の有機化合物蒸気と■族元素
の三基化物蒸気を原料としてＩ−■族半導体を基板上に
堆積せしめる気相成長方法における高純度化技術に関す
るものである。
ものであり、特にＩ族元素の有機化合物蒸気と■族元素
の三基化物蒸気を原料としてＩ−■族半導体を基板上に
堆積せしめる気相成長方法における高純度化技術に関す
るものである。
Ｉ−■族半導体はその混晶も含めて高速デバイス用ある
いは光デバイス用として次代のコンピー−タ技術と通信
技術を支える材料である。これら１−Ｖ族半導体のエピ
タキシャル層は大面積鏡面エビの点で優位にある気相成
長技術によってつくられているが、中でも有機Ｉ族金属
と■族元素三塩化物とを出発原料とする気相成長技術（
ＭＯ−Ｃｈｌｏｒｉｄ６法ン は混晶組成の制御性、エ
ピタキシャル層の均一性、成長用供給ガス組成の切り換
わりの速さなどの点でクロライド法、ハイドライド法、
有機金属法などの気相成長技術よりも優位にあり、組成
制御された混晶の純度という点でも他の気相成長法を圧
倒している。加えて、ＭＯＬＣｈｌ。
いは光デバイス用として次代のコンピー−タ技術と通信
技術を支える材料である。これら１−Ｖ族半導体のエピ
タキシャル層は大面積鏡面エビの点で優位にある気相成
長技術によってつくられているが、中でも有機Ｉ族金属
と■族元素三塩化物とを出発原料とする気相成長技術（
ＭＯ−Ｃｈｌｏｒｉｄ６法ン は混晶組成の制御性、エ
ピタキシャル層の均一性、成長用供給ガス組成の切り換
わりの速さなどの点でクロライド法、ハイドライド法、
有機金属法などの気相成長技術よりも優位にあり、組成
制御された混晶の純度という点でも他の気相成長法を圧
倒している。加えて、ＭＯＬＣｈｌ。
ゴｉｄｅ法は■族元素の水素化物のような猛毒を用いな
い安全性の高い気相成長技術であるという認識も高まり
つつあり、将来的に重要な技術である。
い安全性の高い気相成長技術であるという認識も高まり
つつあり、将来的に重要な技術である。
しかしながら、ＭＯ−Ｃｈｌｏｒｉｄｅ法は組成制御さ
れたＩ−Ｖ族混晶の純度では他の気相成長法を凌駕して
いるものの組成制御を必要としない二元Ｉ−Ｖ族結高結
晶度ではクロライド法が最も優れており、ＭＯ−Ｃｈｌ
ｏｒｉｄｅ法においてさらに純度を向上する技術が期待
されている。
れたＩ−Ｖ族混晶の純度では他の気相成長法を凌駕して
いるものの組成制御を必要としない二元Ｉ−Ｖ族結高結
晶度ではクロライド法が最も優れており、ＭＯ−Ｃｈｌ
ｏｒｉｄｅ法においてさらに純度を向上する技術が期待
されている。
本発明はこの点に鑑みなされたもので、前記従来の欠点
を解決せしめた高純度ｉ−Ｖ族半導体の気相成長方法を
提供することにある。
を解決せしめた高純度ｉ−Ｖ族半導体の気相成長方法を
提供することにある。
Ｉ族元素塩化物とＶ族元素蒸気の反応によって気相から
析出するＩ−Ｖ族半導体の純度が反応ガス中のＶ／Ｉ比
に依存することは周知であるが、大体においてＶ／Ｉ比
を約１にした場合純度が最も良くなる。ところがＭＯ−
Ｃｈｌｏｒｉｄｅ法の通常の成長条件ではＶ１Ｍ比は０
．３４〜０．３７程度であり、ざらにｖ／■比を大きく
しようとすると、■族元素蒸気はＶ族元素の三塩化物と
して供給されるため成長速度はしだいに低下しやがて基
板はエツチングされてしまう。本発明においては、Ｖ／
Ｉ比を高めるためのＶ高原はエツチング性がなくｖ族元
素水素化物のような猛毒性がないＶ族元素の有機化合物
を用いＭ（Ｊ−Ｃｈｌｏｒｉｄｅ法の安全面での利点も
損うことのないようにした。Ｖ族元素の有機化合物蒸気
はＶ族元素の三基化物蒸気の２倍量加えるとＶ／Ｉ比を
約１にすることができるが、■族元素玉塩化物蒸気と等
量ないし３倍量まで加えることが高純度化に有効である
。Ｖ／ＩＩ比を０．３４〜０．３７より大きくすると高
純度化する理由として定説はないが、■／Ｉ比を大きく
するとＶ族原子空孔が減少し、ｌ族原子空孔が増加する
と考えられることと実験的にはＶ／Ｉ［比が大きくなる
とドナー不純物が減少して高純度化することからＳｉや
Ｇｅなどの両性不純物が関与しているのではない。本発
明者は、ドナーとして作用するＶ族原子空孔の減少ある
いはＶ族原子位置に置換したＶｌ族原子の減少が高純度
化と関連していると考えるが、いずれ船こしても以下の
実施例から明らかなようにＶ／Ｉ比を通常のＭＯ−Ｃｈ
ｌｏｒｉｄｅ法ｔｃｇける値（０３４〜０３７）上り大
きくし約１にするとＩ−Ｖ族半導体の純度は向上する。
析出するＩ−Ｖ族半導体の純度が反応ガス中のＶ／Ｉ比
に依存することは周知であるが、大体においてＶ／Ｉ比
を約１にした場合純度が最も良くなる。ところがＭＯ−
Ｃｈｌｏｒｉｄｅ法の通常の成長条件ではＶ１Ｍ比は０
．３４〜０．３７程度であり、ざらにｖ／■比を大きく
しようとすると、■族元素蒸気はＶ族元素の三塩化物と
して供給されるため成長速度はしだいに低下しやがて基
板はエツチングされてしまう。本発明においては、Ｖ／
Ｉ比を高めるためのＶ高原はエツチング性がなくｖ族元
素水素化物のような猛毒性がないＶ族元素の有機化合物
を用いＭ（Ｊ−Ｃｈｌｏｒｉｄｅ法の安全面での利点も
損うことのないようにした。Ｖ族元素の有機化合物蒸気
はＶ族元素の三基化物蒸気の２倍量加えるとＶ／Ｉ比を
約１にすることができるが、■族元素玉塩化物蒸気と等
量ないし３倍量まで加えることが高純度化に有効である
。Ｖ／ＩＩ比を０．３４〜０．３７より大きくすると高
純度化する理由として定説はないが、■／Ｉ比を大きく
するとＶ族原子空孔が減少し、ｌ族原子空孔が増加する
と考えられることと実験的にはＶ／Ｉ［比が大きくなる
とドナー不純物が減少して高純度化することからＳｉや
Ｇｅなどの両性不純物が関与しているのではない。本発
明者は、ドナーとして作用するＶ族原子空孔の減少ある
いはＶ族原子位置に置換したＶｌ族原子の減少が高純度
化と関連していると考えるが、いずれ船こしても以下の
実施例から明らかなようにＶ／Ｉ比を通常のＭＯ−Ｃｈ
ｌｏｒｉｄｅ法ｔｃｇける値（０３４〜０３７）上り大
きくし約１にするとＩ−Ｖ族半導体の純度は向上する。
即ち、前記効果はＩ族元素の有機化合物蒸気とＶ族元素
の三基化物蒸気を原料としてＩ−Ｖ族半導体を基板上に
堆積せしめる気相成長方法において、Ｖ族元素の有機化
合物蒸気をＶ族元素の三基化物蒸気と等量ないし３倍量
まで加えることを特徴とするＩ−ｖ族半導体の気相成長
方法によって実現される。
の三基化物蒸気を原料としてＩ−Ｖ族半導体を基板上に
堆積せしめる気相成長方法において、Ｖ族元素の有機化
合物蒸気をＶ族元素の三基化物蒸気と等量ないし３倍量
まで加えることを特徴とするＩ−ｖ族半導体の気相成長
方法によって実現される。
以下に一実施例により本発明の効果をさらに詳細に説明
する。
する。
実施例
第１図はＭＯ−Ｃｈｌｏｒｉｄｅ法気相成長装置全気相
成長装置る。
成長装置る。
本発明の実施手順を順を追って述べる。
（１）高抵抗１ｎＰ基板１を石英製基板ホルダ２の上に
設置した。
設置した。
（２）石英反応管３内を水素ガスで置換したのち、基板
を６７０℃、ソース反応領域４を８００℃とした。
を６７０℃、ソース反応領域４を８００℃とした。
（３）ガス導入口５からトリエチルインジウムを０．５
％含むへガスを５００ ｃｍ” ７ｍ ｉｎ １ ガ
ス導入口６から三塩化リンを０．１８％、トリエチルフ
ォスフインを０．３６％含むＨ，ガスを５００ ｃｍ”
７ｍ ｉｎ 同時に導入した。
％含むへガスを５００ ｃｍ” ７ｍ ｉｎ １ ガ
ス導入口６から三塩化リンを０．１８％、トリエチルフ
ォスフインを０．３６％含むＨ，ガスを５００ ｃｍ”
７ｍ ｉｎ 同時に導入した。
（４）ガス導入口５，６からの導入ガスをＡｒに換えて
反応管内の温度を室温まで冷却した。
反応管内の温度を室温まで冷却した。
このようにして得られたＩｎＰの７７°Ｋにおけるホー
ル測定からキャリア濃度と移動度を求めた。
ル測定からキャリア濃度と移動度を求めた。
実施手順（３）におけるトリエチルフォスフイン導入量
を変化しそれぞれホール測定をおこなってキャリア濃度
と移動度を測った。第２図は三塩化リン導入量に対する
トリエチルフォスフイン導入量の比とＩｎＰの７７６に
キャリア濃度、７７ ’に移動度の関係を示すものであ
る。トリエチルフォスフインを導入しない場合（導入量
比Ｏ）と比べて本発明によるＩｎｋ）の移動度は約２倍
であり、トリエチルフォスフイン導入量をＰＣｌ３導入
量の等量ないし３倍量まで加えると移動度上昇に効果が
あり、高純度化していることがわかる。
を変化しそれぞれホール測定をおこなってキャリア濃度
と移動度を測った。第２図は三塩化リン導入量に対する
トリエチルフォスフイン導入量の比とＩｎＰの７７６に
キャリア濃度、７７ ’に移動度の関係を示すものであ
る。トリエチルフォスフインを導入しない場合（導入量
比Ｏ）と比べて本発明によるＩｎｋ）の移動度は約２倍
であり、トリエチルフォスフイン導入量をＰＣｌ３導入
量の等量ないし３倍量まで加えると移動度上昇に効果が
あり、高純度化していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第１図はＭＯ−Ｃｈｌｏｒｉｄｅ法気相成長装置全気相
成長装置ある。 １・・・基板、２・・・基板ホルダ、３・・・石英反応
管、４・・・ソース反応管領域、５．６・・・ガス導入
口。 第２図は三塩化リン導入量に対するトリエチルフォスフ
イン導入量の比（Ｐ（Ｃ２）（，１）ｓ）／〔Ｐｃｚｓ
）に対する７７°に電子移動度とキャリア濃度の関係を
示すものである。
成長装置ある。 １・・・基板、２・・・基板ホルダ、３・・・石英反応
管、４・・・ソース反応管領域、５．６・・・ガス導入
口。 第２図は三塩化リン導入量に対するトリエチルフォスフ
イン導入量の比（Ｐ（Ｃ２）（，１）ｓ）／〔Ｐｃｚｓ
）に対する７７°に電子移動度とキャリア濃度の関係を
示すものである。
Claims (1)
- ■族元素の有機化合物蒸気と■族元素の三基化物蒸気を
原料としてＩ−■族半導体を基板上に堆積せしめる気相
成長方法において、■族元素の有機化合物蒸気を■族元
素の三基化物蒸気と等量あるいはそれ以上加えることを
特徴とするＩ−Ｖ族半導体の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57132613A JPS5922320A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 高純度３−５族半導体の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57132613A JPS5922320A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 高純度３−５族半導体の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922320A true JPS5922320A (ja) | 1984-02-04 |
Family
ID=15085418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57132613A Pending JPS5922320A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 高純度３−５族半導体の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922320A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707216A (en) * | 1986-01-24 | 1987-11-17 | University Of Illinois | Semiconductor deposition method and device |
| US4872046A (en) * | 1986-01-24 | 1989-10-03 | University Of Illinois | Heterojunction semiconductor device with <001> tilt |
-
1982
- 1982-07-29 JP JP57132613A patent/JPS5922320A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707216A (en) * | 1986-01-24 | 1987-11-17 | University Of Illinois | Semiconductor deposition method and device |
| US4872046A (en) * | 1986-01-24 | 1989-10-03 | University Of Illinois | Heterojunction semiconductor device with <001> tilt |
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