JPS60145606A - 気相成長方法及び気相成長装置 - Google Patents
気相成長方法及び気相成長装置Info
- Publication number
- JPS60145606A JPS60145606A JP59002185A JP218584A JPS60145606A JP S60145606 A JPS60145606 A JP S60145606A JP 59002185 A JP59002185 A JP 59002185A JP 218584 A JP218584 A JP 218584A JP S60145606 A JPS60145606 A JP S60145606A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- gas
- vapor phase
- phase growth
- raw 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
Links
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
- H10P14/24—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
- H10P14/34—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
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、エピタキシャル層界面の結晶組成のだれを低
減することのできる気相成長方法及び気相成長装置に関
する。
減することのできる気相成長方法及び気相成長装置に関
する。
１−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザ等の半導体
素子の結晶のエピタキシャル成長において、近来、気相
成長法が脚光を浴びるよりになってきた。気相成長法は
、従来から用いられている液相成長法に比べて、エピタ
キシャル層の層厚の均一性にすぐれ、結晶成長速度をお
そくすることが可能なため、数十Ａ程度層厚の超薄膜の
形成も可能である。また、大面積の基板結晶に成長がで
きるため、量産性もすぐれている。
素子の結晶のエピタキシャル成長において、近来、気相
成長法が脚光を浴びるよりになってきた。気相成長法は
、従来から用いられている液相成長法に比べて、エピタ
キシャル層の層厚の均一性にすぐれ、結晶成長速度をお
そくすることが可能なため、数十Ａ程度層厚の超薄膜の
形成も可能である。また、大面積の基板結晶に成長がで
きるため、量産性もすぐれている。
エピタキシャル層界面での組成の遷移領域の厚さは数十
Ａ以下であ少、液相成長法の数百ＡＫ比べて優れている
が、エピタキシャル層の組成を変えるために１原料ガス
の組成を変えるときに、ガス配管や反応室中に残留する
ガスによる結晶析出のためにエピタキシャル層界面に組
成の遷移領域ができるのがさけがたい。通常はガス配管
を短くしたシ、原料ガスの流速を大きくして残留ガスの
量と滞在時間をできるだけ小さくしている。しかし、基
板より上流側の反応室の容積の残留ガスはさけられず、
流速を大きくするＫも限度がある。
Ａ以下であ少、液相成長法の数百ＡＫ比べて優れている
が、エピタキシャル層の組成を変えるために１原料ガス
の組成を変えるときに、ガス配管や反応室中に残留する
ガスによる結晶析出のためにエピタキシャル層界面に組
成の遷移領域ができるのがさけがたい。通常はガス配管
を短くしたシ、原料ガスの流速を大きくして残留ガスの
量と滞在時間をできるだけ小さくしている。しかし、基
板より上流側の反応室の容積の残留ガスはさけられず、
流速を大きくするＫも限度がある。
本発明は、従来の気相成長方法における上記欠点を除去
し、エピタキシャル層の界面における結晶組成遷移領域
をほぼ完全になくすことのできる気相成長方法及びそれ
を実現する気相成長装置を提供するものである。
し、エピタキシャル層の界面における結晶組成遷移領域
をほぼ完全になくすことのできる気相成長方法及びそれ
を実現する気相成長装置を提供するものである。
本発明は、原料ガスの化学反応又は熱分解によシ基板上
に結晶を成長させる気相成長方法において、前記原料ガ
スの組成を変更する直前から、変更が終了するまでの間
、前記基板の熱分解を防ぐガスを含み、かつ前記基板に
結晶が成長しない組成のガスを充分な流量で前記基板に
吹きつけ、前記基板を前記原料ガスからしゃ断する工程
を具備していることを特徴とする。
に結晶を成長させる気相成長方法において、前記原料ガ
スの組成を変更する直前から、変更が終了するまでの間
、前記基板の熱分解を防ぐガスを含み、かつ前記基板に
結晶が成長しない組成のガスを充分な流量で前記基板に
吹きつけ、前記基板を前記原料ガスからしゃ断する工程
を具備していることを特徴とする。
本発明の気相成長装置は、原料ガス導入管を備えている
反応管と、反応管内に設置されたサセプタと、少くとも
基板を加熱する加熱手段と、基板の熱分解を防ぐガスを
含み、かつ前記基板に結晶が成長しない組成のガスを充
分な流量で前記基板に吹きつけ、前記基板を前記原料ガ
スからしゃ断することのできるガス導入管とを、少くと
も具備している構成となっている。
反応管と、反応管内に設置されたサセプタと、少くとも
基板を加熱する加熱手段と、基板の熱分解を防ぐガスを
含み、かつ前記基板に結晶が成長しない組成のガスを充
分な流量で前記基板に吹きつけ、前記基板を前記原料ガ
スからしゃ断することのできるガス導入管とを、少くと
も具備している構成となっている。
以下に、図面を用いて、本発明の気相成長方法及び気相
成長装置の実施例を詳細に説明する。以下の詳細な説明
は、気相成長法のうち特にメタル・オーガニック・クミ
カルペーパー・デポジション法（ＭＯ−ＯＶＤ法を略称
する）を用いたＡｌＧａＡｓの成長を例にとって行う。
成長装置の実施例を詳細に説明する。以下の詳細な説明
は、気相成長法のうち特にメタル・オーガニック・クミ
カルペーパー・デポジション法（ＭＯ−ＯＶＤ法を略称
する）を用いたＡｌＧａＡｓの成長を例にとって行う。
第１図はエピタキシャル成長中のＭＯ−ＯＶＤ装置の反
応室周辺及びガスの流れの略図、第２図は原料ガス組成
切シ替え時の気相成長装置の反応室周辺及びガスの流れ
の略図を示す。エピタキシャル成長中には、（第１図）
原料ガスは、キャリアガスである水素に希釈されて原料
ガス導入管ｌよシ反応管２の内部の反応室３に導入され
、矢印８に示すように流れている。ＧａＡ ｓ基板５は
カーボンサセプタ４上に設置され、高周波コイル７によ
シ加熱され、原料ガスは高温のＧａＡｓ基板５表面で熱
分解され、結晶としてＧ ａ Ａ ｓ基板５上に析出す
る。
応室周辺及びガスの流れの略図、第２図は原料ガス組成
切シ替え時の気相成長装置の反応室周辺及びガスの流れ
の略図を示す。エピタキシャル成長中には、（第１図）
原料ガスは、キャリアガスである水素に希釈されて原料
ガス導入管ｌよシ反応管２の内部の反応室３に導入され
、矢印８に示すように流れている。ＧａＡ ｓ基板５は
カーボンサセプタ４上に設置され、高周波コイル７によ
シ加熱され、原料ガスは高温のＧａＡｓ基板５表面で熱
分解され、結晶としてＧ ａ Ａ ｓ基板５上に析出す
る。
このとき、ガス導入管６からは、原料ガスがガス導入Ｗ
６に流入せず、かつ原料ガスの流れ８ＪＣ大きな影響を
与えない程度の流量で水素またはアルシンを希釈した水
素を流しておく（流れ９）。そして、次の組成の異なる
ＡｌＧａＡｓ層の成長を行うために原料ガス組成を切シ
替える直前に、ガス導入管６よシ大流量のアルシンを希
釈した水素を流し、Ｇ ａＡ ｓ基板５に吹きつける（
第２図）。ガス導入管６より流入したガスは流れＩＩＫ
示すようＫＧａＡｓ基板５を被い、原料ガスの流れ１０
よりしゃ断する。そして、ガス組成の切シ替え時にガス
配管及び反応室３に残留した前回のエピタキシャル成長
時の組成の原料ガスが基板５−を通過し、かつ次回のエ
ピタキシャル成長のために原料ガスの組成が定常状態に
なるまで、第２図に示す状態を保持する。こののち、ガ
ス導入管６からの流入ガスの流量を第１図の状態にもど
し、次回のエピタキシャル成長をおこなう。
６に流入せず、かつ原料ガスの流れ８ＪＣ大きな影響を
与えない程度の流量で水素またはアルシンを希釈した水
素を流しておく（流れ９）。そして、次の組成の異なる
ＡｌＧａＡｓ層の成長を行うために原料ガス組成を切シ
替える直前に、ガス導入管６よシ大流量のアルシンを希
釈した水素を流し、Ｇ ａＡ ｓ基板５に吹きつける（
第２図）。ガス導入管６より流入したガスは流れＩＩＫ
示すようＫＧａＡｓ基板５を被い、原料ガスの流れ１０
よりしゃ断する。そして、ガス組成の切シ替え時にガス
配管及び反応室３に残留した前回のエピタキシャル成長
時の組成の原料ガスが基板５−を通過し、かつ次回のエ
ピタキシャル成長のために原料ガスの組成が定常状態に
なるまで、第２図に示す状態を保持する。こののち、ガ
ス導入管６からの流入ガスの流量を第１図の状態にもど
し、次回のエピタキシャル成長をおこなう。
上記の方法によれば、エピタキシャル層界面において、
原料ガス組成の切シ替え時の残留ガスの熱分解、析出に
よる結晶組成遷移層を１１は完全になくすことができる
。また、ガス導入管６からはＧ ａ Ａ ｓ基板の熱分
解を防止するアルシンが流入してくるので、第２図の状
態におけるＧ ａ Ａ ｓ基板の熱劣化をおさえること
ができる。
原料ガス組成の切シ替え時の残留ガスの熱分解、析出に
よる結晶組成遷移層を１１は完全になくすことができる
。また、ガス導入管６からはＧ ａ Ａ ｓ基板の熱分
解を防止するアルシンが流入してくるので、第２図の状
態におけるＧ ａ Ａ ｓ基板の熱劣化をおさえること
ができる。
以上、詳細に述べたように本発明の気相成長方法及び気
相成長装置を用いればエピタキシャル層界面における結
晶組成遷移層のほとんどない多層構造結晶を得ることが
できる。このような気相成長方法及び気相成長装置は、
数十Ａ以下、さらには数原子層の超薄膜の製作にきわめ
て有用である。
相成長装置を用いればエピタキシャル層界面における結
晶組成遷移層のほとんどない多層構造結晶を得ることが
できる。このような気相成長方法及び気相成長装置は、
数十Ａ以下、さらには数原子層の超薄膜の製作にきわめ
て有用である。
なお、上の詳細説明においてはＭＯ−ＯＶＤ法を用い九
Ｇ ａ Ａ ｓ基板上のＡ Ｉ ＧａＡ＋ｓ成長を例に
とりたが、本発明が他の気相成長法を用いた他の基板上
の他の材料の結晶成長に適用できることは言うまでもな
い。
Ｇ ａ Ａ ｓ基板上のＡ Ｉ ＧａＡ＋ｓ成長を例に
とりたが、本発明が他の気相成長法を用いた他の基板上
の他の材料の結晶成長に適用できることは言うまでもな
い。
第１図及び第２図は本発明に係るＭＯ−ＯＶＤ法を用い
た気相成長方法に用いた気相成長装置の一例を示す図で
、第１図はエピタキシャル成長中、第２図は原料ガス組
成切シ替え時を示している。
た気相成長方法に用いた気相成長装置の一例を示す図で
、第１図はエピタキシャル成長中、第２図は原料ガス組
成切シ替え時を示している。
ｌ・・・原料ガス導入管、２・・・反応管、 ３・・・
反応室、４・・・カーボンサセプタ、５・・・Ｇ ａ
Ａ ｓ基板、６・・・ガス導入管、７・・・高周波コイ
ル、８．１０・・・原料ガスの流れ、 ９．１１・・・
ガス導入管よシ流入するガスの流れ。
反応室、４・・・カーボンサセプタ、５・・・Ｇ ａ
Ａ ｓ基板、６・・・ガス導入管、７・・・高周波コイ
ル、８．１０・・・原料ガスの流れ、 ９．１１・・・
ガス導入管よシ流入するガスの流れ。
第１図
第２図
Claims (2)
- （１） 原料ガスの化学反応あるいは熱分解により基板
上に所望の結晶を成長させる気相成長方法において、前
記原料ガスの組成を変更する直前から、変更が終了する
までの間前記基板の熱分解を防ぐガスを含み、かつ前記
基板に結晶が成長しない組成のガスを充分な流量で前記
基板に吹きつけ、前記基板を前記原料ガスからしゃ断す
る工程を有することを特徴とする気相成長方法。 - （２）原料ガス導入管を備えた反応管と、この反応管内
に設置されたサセプタと、少くともサセプタ上に設置さ
れた基板を加熱する加熱手段とを少なくとも備えている
気相成長装置において、基板の熱分解を防ぐガスを含み
、かつ前記基板に結晶が成長しない組成のガスを充分な
流量で前記基板に吹きつけ、前記基板を前記原料ガスか
らし中断することのできるガス導入管がその管口を前記
基板に近接して設置されてることを特徴とする気相成長
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002185A JPS60145606A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002185A JPS60145606A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60145606A true JPS60145606A (ja) | 1985-08-01 |
Family
ID=11522300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59002185A Pending JPS60145606A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60145606A (ja) |
-
1984
- 1984-01-10 JP JP59002185A patent/JPS60145606A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5483919A (en) | Atomic layer epitaxy method and apparatus | |
| JP3137767B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH03286522A (ja) | Ｓｉの結晶成長方法 | |
| JPH01290221A (ja) | 半導体気相成長方法 | |
| JPH01290222A (ja) | 半導体気相成長方法 | |
| JPH03185716A (ja) | 化合物半導体結晶の成長方法 | |
| JPH0431396A (ja) | 半導体結晶成長方法 | |
| JP2743443B2 (ja) | 化合物半導体の気相成長方法およびその装置 | |
| JPS63182299A (ja) | ３−５族化合物半導体の気相成長方法 | |
| JP3052269B2 (ja) | 気相成長装置およびその成長方法 | |
| JPS63188933A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 | |
| JPH0547668A (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JPH0535719B2 (ja) | ||
| JP3006776B2 (ja) | 気相成長方法 | |
| JP2753832B2 (ja) | 第▲ｉｉｉ▼・ｖ族化合物半導体の気相成長法 | |
| JPH06151339A (ja) | 半導体結晶成長装置及び半導体結晶成長方法 | |
| JPS6060715A (ja) | 気相成長方法 | |
| JPS61176111A (ja) | 化合物半導体薄膜の製造方法 | |
| JPS6131393A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPH0788276B2 (ja) | 気相エピタキシヤル成長方法 | |
| JPH01292811A (ja) | 気相成長方法及びその装置 | |
| JPS62230693A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPH0222814A (ja) | 化合物半導体層の製造方法 | |
| JPS639742B2 (ja) | ||
| JPS63119521A (ja) | 有機金属気相成長装置 |