JPS6016417A - 半導体結晶成長法 - Google Patents
半導体結晶成長法Info
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- JPS6016417A JPS6016417A JP58123477A JP12347783A JPS6016417A JP S6016417 A JPS6016417 A JP S6016417A JP 58123477 A JP58123477 A JP 58123477A JP 12347783 A JP12347783 A JP 12347783A JP S6016417 A JPS6016417 A JP S6016417A
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- JP
- Japan
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- reaction tube
- gas
- crystal
- substrate
- discharge
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-
- 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
-
- 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
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
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- 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、半導体結晶を成長させる際、基板結晶表面を
清浄化する半導体結晶成長法に関するものである。
清浄化する半導体結晶成長法に関するものである。
従来・ＧａＡｓ 基板結晶上にＧａＡｓ 結晶を成長さ
せるハロゲン輸送による結晶成長法では、基板結晶の表
面清浄化のために、上記基板結晶を成長炉中に挿入した
後、Ｈ（Ｊ？ （塩化水素）あるいはＡｓＣｌ２（３塩
化砒素）を導入して上記基板結晶表面をわずかにエツチ
ング除去し、しかる後に所定の結晶成長用ガスを導入し
て所望の結晶成長を行うという工程が採用されている。
せるハロゲン輸送による結晶成長法では、基板結晶の表
面清浄化のために、上記基板結晶を成長炉中に挿入した
後、Ｈ（Ｊ？ （塩化水素）あるいはＡｓＣｌ２（３塩
化砒素）を導入して上記基板結晶表面をわずかにエツチ
ング除去し、しかる後に所定の結晶成長用ガスを導入し
て所望の結晶成長を行うという工程が採用されている。
しかし、このような塩素系のガスを導入することは、そ
のガス自身が極めて強い腐食性を有する為、結晶成長用
の系を損傷し易い他、温度と流風を最適に制御しないと
表面の平滑度が損われる。
のガス自身が極めて強い腐食性を有する為、結晶成長用
の系を損傷し易い他、温度と流風を最適に制御しないと
表面の平滑度が損われる。
特に、ガスの流れ方にエツチング速度が依存する為、基
板結晶を載置するサセプタの形状に注意しないと基板結
晶表面に於けるエツチング量が異なる等の不都合があっ
た。また、基板結晶表面に微細なパターンが形成されて
、それを正確に保存したままその上へ結晶成長しようと
する場合、上記従来法では、エツチングを行う為、上記
パターンの消失あるいは変形のおそれがある等の欠点が
あった。
板結晶を載置するサセプタの形状に注意しないと基板結
晶表面に於けるエツチング量が異なる等の不都合があっ
た。また、基板結晶表面に微細なパターンが形成されて
、それを正確に保存したままその上へ結晶成長しようと
する場合、上記従来法では、エツチングを行う為、上記
パターンの消失あるいは変形のおそれがある等の欠点が
あった。
また、気相結晶成長法として、有機金属を原料とした気
相結晶成長法（以下、ＭＯ−ＣＶＤ法と略記す）では、
腐食性ガスは使用せず、かつエツチングも行わずに直接
結晶成長している。このため、基板結晶と成長層の境界
面には多数欠陥が生成され易く、基板結晶の前処理及び
、成長開始までの工程管理を厳重に行う必要がある。特
に、徹細なグ後直ちに、結晶成長を開始する必要がある
。若し、上記エツチング後、時間をおいた場合には、再
エッチの必要が生じ、微細パターンを消失あるいは変形
させてしまう欠点があった。
相結晶成長法（以下、ＭＯ−ＣＶＤ法と略記す）では、
腐食性ガスは使用せず、かつエツチングも行わずに直接
結晶成長している。このため、基板結晶と成長層の境界
面には多数欠陥が生成され易く、基板結晶の前処理及び
、成長開始までの工程管理を厳重に行う必要がある。特
に、徹細なグ後直ちに、結晶成長を開始する必要がある
。若し、上記エツチング後、時間をおいた場合には、再
エッチの必要が生じ、微細パターンを消失あるいは変形
させてしまう欠点があった。
本発明は上記の欠点を除去するためになされたもので、
半導体基板上に結晶成長を開始する直前に同一装置内で
表面をプラズマで処理して、付着している酸化物等を除
去して清浄な基板表面とした後、この半導体基板上に結
晶成長させる新規な半導体結晶成長法を提案するもので
ある。
半導体基板上に結晶成長を開始する直前に同一装置内で
表面をプラズマで処理して、付着している酸化物等を除
去して清浄な基板表面とした後、この半導体基板上に結
晶成長させる新規な半導体結晶成長法を提案するもので
ある。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図において、（１）はカーボン製のサセプタ、（２）は
サセプタ（１）を乗せ、反応管（５）の所定位置へ挿入
したり、引出したりする挿脱棒、（３）は半導体基板結
晶、（４）は加熱用高周波コイル、（６）はポンプであ
る。
サセプタ（１）を乗せ、反応管（５）の所定位置へ挿入
したり、引出したりする挿脱棒、（３）は半導体基板結
晶、（４）は加熱用高周波コイル、（６）はポンプであ
る。
まず、半導体基板結晶（３）をエツチング等で前処理し
た後、挿脱棒（２）上に乗せたサセプタ（１）上に置き
、反応管（Ｉ））中の所定位置へ挿入し、反応管（５）
中をＨ２（水素ガス）で充する。しかる後、高周波コイ
ル（４）へＩＭＨｚ 程度の高周波電力を加えサセプタ
（１）に生ずる渦電流損に依り半導体基板結晶（３）の
温度を、例えば６００°Ｃ程度以上上昇させるが、高周
波電力を印加して所望の成長温度へ昇温するまでの間に
ポンプ（６）を用いて反応管（５）中の圧力を数Ｔｏｒ
ｒ〜２００Ｔｏｒｒ へ減じてプラズマ放電を生ぜしめ
、このプラズマ雰囲気中に半導体基板結晶（３）の表面
をさらす。しかる後常圧へもどすかあるいはプラズマ放
電の発生しない程度の減圧下で半導体基板（３）上に結
晶成長を行う。
た後、挿脱棒（２）上に乗せたサセプタ（１）上に置き
、反応管（Ｉ））中の所定位置へ挿入し、反応管（５）
中をＨ２（水素ガス）で充する。しかる後、高周波コイ
ル（４）へＩＭＨｚ 程度の高周波電力を加えサセプタ
（１）に生ずる渦電流損に依り半導体基板結晶（３）の
温度を、例えば６００°Ｃ程度以上上昇させるが、高周
波電力を印加して所望の成長温度へ昇温するまでの間に
ポンプ（６）を用いて反応管（５）中の圧力を数Ｔｏｒ
ｒ〜２００Ｔｏｒｒ へ減じてプラズマ放電を生ぜしめ
、このプラズマ雰囲気中に半導体基板結晶（３）の表面
をさらす。しかる後常圧へもどすかあるいはプラズマ放
電の発生しない程度の減圧下で半導体基板（３）上に結
晶成長を行う。
このように、本実施例によれば、例えばＧａＡｓノ半導
体基板（３）の表面をプラズマ雰囲気中にさらすことに
より半導体基板（３）の結晶表面の酸化物がＨ”（’
ｅ−でたたかれ活性化されて除去されるので、清浄な半
導体基板（３）であるＧａＡｓ 表面が得られる。
体基板（３）の表面をプラズマ雰囲気中にさらすことに
より半導体基板（３）の結晶表面の酸化物がＨ”（’
ｅ−でたたかれ活性化されて除去されるので、清浄な半
導体基板（３）であるＧａＡｓ 表面が得られる。
なお、本実施例によれば半導体基板結晶（３）の前処理
後時間が経過したものでも良質な結晶成長が可能になる
。したがって、例えば、半導体基板（３）の表面が酸化
され易いＡＩを含む結晶上や微細なパターンを形成した
結晶上への結晶成長が特に有利になる。また、Ｈ２（水
素）のプラズマを用いると１還元作用が強く酸素を除去
し易いばかりでなく、Ｈの質量が他元素イオンに比べて
小さく結晶を破壊しにくい点で有意義である。
後時間が経過したものでも良質な結晶成長が可能になる
。したがって、例えば、半導体基板（３）の表面が酸化
され易いＡＩを含む結晶上や微細なパターンを形成した
結晶上への結晶成長が特に有利になる。また、Ｈ２（水
素）のプラズマを用いると１還元作用が強く酸素を除去
し易いばかりでなく、Ｈの質量が他元素イオンに比べて
小さく結晶を破壊しにくい点で有意義である。
本発明の実施例として、ＧａＡｓ ＆板Ｒｉ品上へのＧ
ａＡｓ 又はＡｌＧａＡｓ 結晶の成長ばかりでなく、
ＩｎＰ基板結晶上へＩｎＧａＡｓ や、ＩｎＧａＡｓＰ
を成長させたり、ＧａＡｓ 基板結晶上へＩｎＧａＡｌ
！Ｐや、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐを成長させる場合も同様に
適用される。
ａＡｓ 又はＡｌＧａＡｓ 結晶の成長ばかりでなく、
ＩｎＰ基板結晶上へＩｎＧａＡｓ や、ＩｎＧａＡｓＰ
を成長させたり、ＧａＡｓ 基板結晶上へＩｎＧａＡｌ
！Ｐや、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐを成長させる場合も同様に
適用される。
さらに、本発明の実施例としてＨ２ガスによるプラズマ
発生の他、表面付着物に依ってはより高温で強力にプラ
ズマを発生させる必要があり、その場合には半導体基板
結晶の分屓！を防止する意味をも含めて半導体基板結晶
を構成する元素のうち蒸気圧の高い方の元素を含む水素
の化合物をＨ２に混ぜて使用することもできる。例えば
、ＧａＡｓ ｉ板に対しては、ＡｓＨ３（アルシン）ガ
スをＩｎＰ基板に対してはＰＨｓ （ホスフィン）ガス
を添加することができる。
発生の他、表面付着物に依ってはより高温で強力にプラ
ズマを発生させる必要があり、その場合には半導体基板
結晶の分屓！を防止する意味をも含めて半導体基板結晶
を構成する元素のうち蒸気圧の高い方の元素を含む水素
の化合物をＨ２に混ぜて使用することもできる。例えば
、ＧａＡｓ ｉ板に対しては、ＡｓＨ３（アルシン）ガ
スをＩｎＰ基板に対してはＰＨｓ （ホスフィン）ガス
を添加することができる。
なお、本発明はハロゲン輸送に依る気相成長法にも適用
することができる。
することができる。
以上のように、本発明は半導体基板を載Ｉした反応管内
へ少なくとも水素を含むガスを導入してこのガスのプラ
ズマ放電を生ぜしめ、このプラズマ放電により上記半導
体基板上に付着した酸化物等を除去するものなので、清
浄な半導体基板表面を得ることができる。
へ少なくとも水素を含むガスを導入してこのガスのプラ
ズマ放電を生ぜしめ、このプラズマ放電により上記半導
体基板上に付着した酸化物等を除去するものなので、清
浄な半導体基板表面を得ることができる。
また、本発明によれば従来のようにエツチング処理を要
しないので、微細パターンの消失、変形等が防止でき、
水素ガスを含むプラズマ放電によるから、従来使用しで
いた腐食性の強いガスによる半導体基板の結晶を損傷す
るおそれもない等の利点を有する。
しないので、微細パターンの消失、変形等が防止でき、
水素ガスを含むプラズマ放電によるから、従来使用しで
いた腐食性の強いガスによる半導体基板の結晶を損傷す
るおそれもない等の利点を有する。
図は、本発明の一実ｘｔｉ例を示す構成図である。
（１）はサセプタ、（２）は挿脱環、（３）は半導体基
板、（４）高周波マイル、（５）反応管、（６）はポン
プである。
板、（４）高周波マイル、（５）反応管、（６）はポン
プである。
Claims (2)
- （１）半導体基板を反応管内に載置し、少なくとも水素
を含むガスを反応管中に導入する工程、高周波電力を印
加して所定の成長温度に昇温するまでノ間、水素ガスま
たは水素を含むガスのプラズマ放電を生せしめる工程、
上記プラズマ放電を停止させて上記反応管内で上記半導
体基板上に成長すべき半導体結晶を成長せしめる工程を
備えた半導体結晶成長法。 - （２）上記反応管内に導入するガスは、半導体基板を構
成する元素のうち蒸気圧の最も高い元素を含む水素化合
物を水素ガスに混入したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の半導体結晶成長法。 （３７上記反応管内に導入するガスは、半導体基板がＧ
ａＡｓ 基板のときにはＡｓＨ３（アルシン）ガスであ
り、ＩｎＰ基板のときにはＰＨｓ （ホスフィン）ガス
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体結晶成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123477A JPS6016417A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123477A JPS6016417A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体結晶成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016417A true JPS6016417A (ja) | 1985-01-28 |
Family
ID=14861595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123477A Pending JPS6016417A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61291490A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Hitachi Ltd | 容器もしくは容器内部材に付着した不要なヒ素の除去法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50100979A (ja) * | 1973-12-30 | 1975-08-11 | ||
| JPS56155526A (en) * | 1980-05-06 | 1981-12-01 | Shunpei Yamazaki | Method of forming film |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP58123477A patent/JPS6016417A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50100979A (ja) * | 1973-12-30 | 1975-08-11 | ||
| JPS56155526A (en) * | 1980-05-06 | 1981-12-01 | Shunpei Yamazaki | Method of forming film |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61291490A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Hitachi Ltd | 容器もしくは容器内部材に付着した不要なヒ素の除去法 |
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