JPS5986215A - ヒ化ガリウム結晶の気相成長方法 - Google Patents
ヒ化ガリウム結晶の気相成長方法Info
- Publication number
- JPS5986215A JPS5986215A JP57197208A JP19720882A JPS5986215A JP S5986215 A JPS5986215 A JP S5986215A JP 57197208 A JP57197208 A JP 57197208A JP 19720882 A JP19720882 A JP 19720882A JP S5986215 A JPS5986215 A JP S5986215A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- epitaxial growth
- carrier concentration
- growth layer
- starting material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H10P14/3421—Arsenides
-
- 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]
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】
〔発明の技術分野〕
この発明はヒ化ガリウム（ＧａＡｅ）結晶の気相成長方
法に係り、特にその成長結晶中は不純物元素の濃度こう
配を形成する方法に関するものである。
法に係り、特にその成長結晶中は不純物元素の濃度こう
配を形成する方法に関するものである。
気相成長法は基板上に薄膜層を形成する方法として広く
用いられている。そして、近年、半導体素子の特性向上
のために、多層エピタキシャル成長層や不純物濃度にこ
う配を有する成長層が要求されるようになってきた。
用いられている。そして、近年、半導体素子の特性向上
のために、多層エピタキシャル成長層や不純物濃度にこ
う配を有する成長層が要求されるようになってきた。
例えば、ＧａＡｏ電界効果トランジスタ（ＧａＡｓＦＥ
Ｔ）では通常半絶縁性ＧａＡθ基板上に高抵抗のバッフ
ァ層を気相成長させ、次いで不純物を添加したｎ形動作
層を連続して成長させており、このｎ形動作層は吠面に
向ってキャリヤ濃度が減少するようにすることによって
、トランジスタの特性が向上することが研究の結果判明
してきた。
Ｔ）では通常半絶縁性ＧａＡθ基板上に高抵抗のバッフ
ァ層を気相成長させ、次いで不純物を添加したｎ形動作
層を連続して成長させており、このｎ形動作層は吠面に
向ってキャリヤ濃度が減少するようにすることによって
、トランジスタの特性が向上することが研究の結果判明
してきた。
第１図は従来から用いられているエピタキシャル成長装
置を示す概略断面図で、（１）は反応管、（２）は原料
Ｇｅ、 、’ ［３’ｌはその上にエピタキシャル成長
させるべき基板、（４ａ）Ｉ （４ｂ）は反応管＋１１
を所望の温度に加熱する加熱炉で、（４ａ）は一定温度
分布を、（４ｂ）は５〜ｂ に形成されている。（６）は三塩化ヒ素（Ａｓ ａｔａ
） 用バブル容器、（６）はキャリヤガスとしての水
素（Ｈ２）の供給管、（７）はＨ２ガスの流量計、（８
）は不純物ガス〔通常は硫化水素（）Ｉ２Ｅｌ）ガス〕
のボンベ、（９）は不純物ガスの流量計、（１０）はバ
ブル容器（６）の出力バルブ、（＋＋）はキャリヤガス
の直接反応管ｆｉ＋への供給を開閉するバルブ、θ鎖は
キャリヤガスのバブル容器（５）への供給を開閉するバ
ルブ、（ｌ（９）は不純物ガスボンベ（８）の出力バル
ブ、０４）は反応管ｆｉｌの排気管である。
置を示す概略断面図で、（１）は反応管、（２）は原料
Ｇｅ、 、’ ［３’ｌはその上にエピタキシャル成長
させるべき基板、（４ａ）Ｉ （４ｂ）は反応管＋１１
を所望の温度に加熱する加熱炉で、（４ａ）は一定温度
分布を、（４ｂ）は５〜ｂ に形成されている。（６）は三塩化ヒ素（Ａｓ ａｔａ
） 用バブル容器、（６）はキャリヤガスとしての水
素（Ｈ２）の供給管、（７）はＨ２ガスの流量計、（８
）は不純物ガス〔通常は硫化水素（）Ｉ２Ｅｌ）ガス〕
のボンベ、（９）は不純物ガスの流量計、（１０）はバ
ブル容器（６）の出力バルブ、（＋＋）はキャリヤガス
の直接反応管ｆｉ＋への供給を開閉するバルブ、θ鎖は
キャリヤガスのバブル容器（５）への供給を開閉するバ
ルブ、（ｌ（９）は不純物ガスボンベ（８）の出力バル
ブ、０４）は反応管ｆｉｌの排気管である。
この装置の通常の動作は周知であるので簡単に説明する
。最初バルブｔｔｏｌ 、 （１２１、Ｑ３）を閉じ、
バルブ（ＩＩ）のみを開いて供給管（６）からのＨ２ガ
スを反応管＋１１内へ導いて反応管ｆｉｌ内がＨ２ガス
の流れで満されるようにする。ついで、バルブ（１１）
、 ９２＋を切換えて、バルブ（ｌＯ）を開くことに
よって、Ｈ２ガスを流量計（７）を介してバブル容器（
５）に導きバブルさせる５ ことによって１Ｃｔ３ガスをＨ２ガスをキャリヤガスと
して反応管（１）へ導入することによってエピタキシャ
ル成長が開始される。このようにして所望の厚さのバッ
ファ層が基板（３）の上に形成された後に、バルブθ３
）を開いて不純物ガスをボンベ（８）から流量計（９）
を介して反応管（１）へ導入し、ｎ形動外層を成長させ
る訳である。
。最初バルブｔｔｏｌ 、 （１２１、Ｑ３）を閉じ、
バルブ（ＩＩ）のみを開いて供給管（６）からのＨ２ガ
スを反応管＋１１内へ導いて反応管ｆｉｌ内がＨ２ガス
の流れで満されるようにする。ついで、バルブ（１１）
、 ９２＋を切換えて、バルブ（ｌＯ）を開くことに
よって、Ｈ２ガスを流量計（７）を介してバブル容器（
５）に導きバブルさせる５ ことによって１Ｃｔ３ガスをＨ２ガスをキャリヤガスと
して反応管（１）へ導入することによってエピタキシャ
ル成長が開始される。このようにして所望の厚さのバッ
ファ層が基板（３）の上に形成された後に、バルブθ３
）を開いて不純物ガスをボンベ（８）から流量計（９）
を介して反応管（１）へ導入し、ｎ形動外層を成長させ
る訳である。
このとき、キャリヤ濃度に所望のこう配をもたせるため
には、流量計（９）を見ながらバルブ０渇を調整してｎ
形動外層の形成中不純物ガスの供給量を連続して変化さ
せることが８裂であるが、この制御操作がデリケートで
あるので、再現性よく所望のキャリヤ濃度こう配を有す
るエピタキシャル成長層を得ることは困難であった。
には、流量計（９）を見ながらバルブ０渇を調整してｎ
形動外層の形成中不純物ガスの供給量を連続して変化さ
せることが８裂であるが、この制御操作がデリケートで
あるので、再現性よく所望のキャリヤ濃度こう配を有す
るエピタキシャル成長層を得ることは困難であった。
この発明は基板温度、キャリヤガス流量などの他の祭件
を一定にしておいて、原料Ｇ８の温度を変えるのみでエ
ピタキシャル成長層のキャリヤ濃度が変化するとの知見
もとづいて、原料Ｇａの温度を徐々に変化させることに
よって、キャリヤ濃度に所望のこう配を有するＧａＡｓ
結晶の気相成長方法を提供するものである。
を一定にしておいて、原料Ｇ８の温度を変えるのみでエ
ピタキシャル成長層のキャリヤ濃度が変化するとの知見
もとづいて、原料Ｇａの温度を徐々に変化させることに
よって、キャリヤ濃度に所望のこう配を有するＧａＡｓ
結晶の気相成長方法を提供するものである。
ｉ１図に示した通りのエピタキシャル成長装置に用いて
、Ｈ２に対するＡｓ ｃｔａの比率を５Ｘ１０″′３と
して、総１（２流量０．８１１分で原料Ｇａ （２１の
温度を８５０℃、基板（３）の温度を１３０℃に保って
成長させたところ、キャリヤ濃度が４ＸｌＯａｍ の
エピタキシャル成長層を得たｏまた、Ｈ２に対するＡｓ
Ｏｔ３の比率、ガス流電及び基板（３）の温度を一定
にして、原料Ｇａ ｆ２１の温度を８３０℃にした場合
はキャリヤ濃度２．２Ｘ１０１７ａｍ−”、原料（）ａ
（２１の温度を８１０℃とするとキャリヤ（Ｑ ｉ
１．５ ＸＩＯ”ａｍ−”のエピタキシャル成長ｊ−を
得た。第２図はこの関係を示ず特性図で、横軸は原料Ｇ
ａと基板との間の温度差、縦軸は成長結晶のキャリヤ儀
度を示す。すなわち、成長中に原料Ｇａ＋２１の温度の
み８５０℃からＢｏｏ”Ｃ！で徐々に降下させると、そ
れに応じたキャリヤ９１度こう配を肩丈るエピタキシャ
ル成長層を得た。ぞして、キャリヤ濃度のこう配は加熱
炉（４ａ）の温度の降下速実を変えることによつで制御
できる。当然ながら、加熱炉（４ａ）の温度の降下速度
か大きいほどキャリヤ濃度こう配は急峻になる。この温
匿降下の制御は電気回路を利用して自動的に行なわせる
ことは容易である。
、Ｈ２に対するＡｓ ｃｔａの比率を５Ｘ１０″′３と
して、総１（２流量０．８１１分で原料Ｇａ （２１の
温度を８５０℃、基板（３）の温度を１３０℃に保って
成長させたところ、キャリヤ濃度が４ＸｌＯａｍ の
エピタキシャル成長層を得たｏまた、Ｈ２に対するＡｓ
Ｏｔ３の比率、ガス流電及び基板（３）の温度を一定
にして、原料Ｇａ ｆ２１の温度を８３０℃にした場合
はキャリヤ濃度２．２Ｘ１０１７ａｍ−”、原料（）ａ
（２１の温度を８１０℃とするとキャリヤ（Ｑ ｉ
１．５ ＸＩＯ”ａｍ−”のエピタキシャル成長ｊ−を
得た。第２図はこの関係を示ず特性図で、横軸は原料Ｇ
ａと基板との間の温度差、縦軸は成長結晶のキャリヤ儀
度を示す。すなわち、成長中に原料Ｇａ＋２１の温度の
み８５０℃からＢｏｏ”Ｃ！で徐々に降下させると、そ
れに応じたキャリヤ９１度こう配を肩丈るエピタキシャ
ル成長層を得た。ぞして、キャリヤ濃度のこう配は加熱
炉（４ａ）の温度の降下速実を変えることによつで制御
できる。当然ながら、加熱炉（４ａ）の温度の降下速度
か大きいほどキャリヤ濃度こう配は急峻になる。この温
匿降下の制御は電気回路を利用して自動的に行なわせる
ことは容易である。
以上龜明したように、この発明の方法によれば原料Ｇａ
の温度を変化させるだけで、エピタキシャル成長層に所
望の不純物濃度分布を形成することができ、この温度変
化の速度を適尚に選ぶことによって任意の不純物濃度こ
う配を得られる。
の温度を変化させるだけで、エピタキシャル成長層に所
望の不純物濃度分布を形成することができ、この温度変
化の速度を適尚に選ぶことによって任意の不純物濃度こ
う配を得られる。
第１１図はこの発明を適用できる従来からのエピタキシ
ャル成長装置を示す概略断面図、第２図は第１図の装ｆ
ｊｆを用いた場合の原料Ｇａと基板との温度差とエピタ
キシャル成長層のキャリヤ濃度との関係の一例を示す特
性図である。 図において、（１）は反応管、（２）は原料となるＧａ
。 （３）は基板、（４ａ）、 （４ｂ）は加熱炉、（５）
はＡＲＯＺａ用バブル容器、（６）はギヤリヤガス供給
管、（８）は不純物ガスボンベ、（１４）は排気管であ
る。
ャル成長装置を示す概略断面図、第２図は第１図の装ｆ
ｊｆを用いた場合の原料Ｇａと基板との温度差とエピタ
キシャル成長層のキャリヤ濃度との関係の一例を示す特
性図である。 図において、（１）は反応管、（２）は原料となるＧａ
。 （３）は基板、（４ａ）、 （４ｂ）は加熱炉、（５）
はＡＲＯＺａ用バブル容器、（６）はギヤリヤガス供給
管、（８）は不純物ガスボンベ、（１４）は排気管であ
る。
Claims (1)
- １１１ 加熱炉内に置かれた反応管の中に、原料とな
るガリウムを置き、かつヒ素を含むキャリヤガスおよび
不純物ガスを流し、上記ガリウムに対して上記ガス流の
下流側に置かれた基板上に不純物を含むヒ化ガリウムを
気相成長させるに当って、上記原料となるガリウムの温
度を変化させて所望の不純物濃度分布の気相成長層を得
ることを特徴とするヒ化ガリウム結晶の気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197208A JPS5986215A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | ヒ化ガリウム結晶の気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197208A JPS5986215A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | ヒ化ガリウム結晶の気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986215A true JPS5986215A (ja) | 1984-05-18 |
Family
ID=16370616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57197208A Pending JPS5986215A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | ヒ化ガリウム結晶の気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986215A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD176Z (ro) * | 2009-04-15 | 2010-10-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Procedeu de fabricare a diodei de tensiune înaltă |
-
1982
- 1982-11-08 JP JP57197208A patent/JPS5986215A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD176Z (ro) * | 2009-04-15 | 2010-10-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Procedeu de fabricare a diodei de tensiune înaltă |
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