JPS60180996A - 気相エピタキシヤル成長方法及び装置 - Google Patents
気相エピタキシヤル成長方法及び装置Info
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- JPS60180996A JPS60180996A JP3396484A JP3396484A JPS60180996A JP S60180996 A JPS60180996 A JP S60180996A JP 3396484 A JP3396484 A JP 3396484A JP 3396484 A JP3396484 A JP 3396484A JP S60180996 A JPS60180996 A JP S60180996A
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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
- C23C16/44—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 method of coating
- C23C16/455—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 method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
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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】
技術分野
本発明は、化合物半導体の気相エピタキシャル成長によ
るヘテロ接合形成において、急峻な組成変化を持つヘテ
ロ接合を形成する方法及び装置に関するものである。
るヘテロ接合形成において、急峻な組成変化を持つヘテ
ロ接合を形成する方法及び装置に関するものである。
従機技術
従来のへテロ接合形成用気相エピタキシャル成長装置の
概略図を第１図に示す。この装置によれば、加熱用ＲＦ
コイル１．基板２を支持ならびにこのＲＦコイル１によ
って加熱されるペテスタル６を備えた反応管４中に、原
料化合物ガス等を導入するための導入管（反応系導入ラ
イン）１８を設け、この導入管１８に原料化合物ガスホ
ンペア。
概略図を第１図に示す。この装置によれば、加熱用ＲＦ
コイル１．基板２を支持ならびにこのＲＦコイル１によ
って加熱されるペテスタル６を備えた反応管４中に、原
料化合物ガス等を導入するための導入管（反応系導入ラ
イン）１８を設け、この導入管１８に原料化合物ガスホ
ンペア。
８を流量を制御するマスフローコントローラ７０゜８０
、およびパルプ１４．１６を介して接続し、液体の原料
有機金属化合物の入ったボンベ５，６は、パルプｔ２，
１０を介して導入管１８に接続する。また、マスフロー
コントローラ１００を介してキャリアガスが導入管１８
に流される。原料ガスを絨送するキャリアガスのボンベ
９は、キャリアガス純化装ｆｆ１９０．マス７ｏ−：Ｉ
：／トローラ５０．６０を弁し、ボンベ５，６に接続す
る。このような装置を用いて、たとえば■−■族化合物
半導体へテロ接合の一槌であるＡ１．ＧａＡａＰ Ｇａ
Ａａヘテロ接合をＧａＡｓ基板上に成長させる場合につ
いて説明する。ます、ＡｓＨＢの入っているボンベ７、
ＰＨｓの入っているボンベ８、トリメチルガリウムの入
っているボンベ５゜トリメチルアルミの入っているボン
ベ６のそれぞれのパルプを開き、パルプ１０，１２．Ａ
４．１６を閉じ、パルプ１１，１３，１５．１７を開い
て排気側ライン１９ニ導く。次にパルプ１５を閉じ１４
を開いてＡ ｓＨ３を、パルプ１７を閉じ１６を開いて
ＰＨ３を、パルプ１゜を開き １１を閉じてトリメチル
ガリウムを、パルプ１２を開き １３を閉じてトリメチ
ルアルミを導入管１８を介し〜て、コイル１によって加
熱された基板保持ペデスタル３ 、、 ＧａＡｓ基板２
の入った反応管４に導入する。これらのパルプの開閉は
空気作動によって同時に行なわれ、ＡｓＨｓ 、 ＰＨ
３＋ トリメチルガリウム、およびトリメチルアルミは
同時に反応管４内に導入され、４ＬＧａＡｓＰがＧα、
４８基板上に成長する。続いて、パルプ１２を閉じ１６
を開きトリメチルアルミを、パルプ１６を閉じ１７を開
いてＰＨ３を排気ｉ１＋ｌｊライン１９に導き、反応管
４へはトリメチルガリウムとＡｓＨ３のみを導入してＧ
ａＡａを成長させる。
、およびパルプ１４．１６を介して接続し、液体の原料
有機金属化合物の入ったボンベ５，６は、パルプｔ２，
１０を介して導入管１８に接続する。また、マスフロー
コントローラ１００を介してキャリアガスが導入管１８
に流される。原料ガスを絨送するキャリアガスのボンベ
９は、キャリアガス純化装ｆｆ１９０．マス７ｏ−：Ｉ
：／トローラ５０．６０を弁し、ボンベ５，６に接続す
る。このような装置を用いて、たとえば■−■族化合物
半導体へテロ接合の一槌であるＡ１．ＧａＡａＰ Ｇａ
Ａａヘテロ接合をＧａＡｓ基板上に成長させる場合につ
いて説明する。ます、ＡｓＨＢの入っているボンベ７、
ＰＨｓの入っているボンベ８、トリメチルガリウムの入
っているボンベ５゜トリメチルアルミの入っているボン
ベ６のそれぞれのパルプを開き、パルプ１０，１２．Ａ
４．１６を閉じ、パルプ１１，１３，１５．１７を開い
て排気側ライン１９ニ導く。次にパルプ１５を閉じ１４
を開いてＡ ｓＨ３を、パルプ１７を閉じ１６を開いて
ＰＨ３を、パルプ１゜を開き １１を閉じてトリメチル
ガリウムを、パルプ１２を開き １３を閉じてトリメチ
ルアルミを導入管１８を介し〜て、コイル１によって加
熱された基板保持ペデスタル３ 、、 ＧａＡｓ基板２
の入った反応管４に導入する。これらのパルプの開閉は
空気作動によって同時に行なわれ、ＡｓＨｓ 、 ＰＨ
３＋ トリメチルガリウム、およびトリメチルアルミは
同時に反応管４内に導入され、４ＬＧａＡｓＰがＧα、
４８基板上に成長する。続いて、パルプ１２を閉じ１６
を開きトリメチルアルミを、パルプ１６を閉じ１７を開
いてＰＨ３を排気ｉ１＋ｌｊライン１９に導き、反応管
４へはトリメチルガリウムとＡｓＨ３のみを導入してＧ
ａＡａを成長させる。
解決すべき問題点
上記紙長時、原料ガスの主ラインである反応系導入ライ
ン１８とパルプ１６．パルプ１２の間に、高磯度のＰＨ
３と、トリメチルアルミニウムがたまった状態になり、
ＧａＡｓ成長中においても拡散によって徐々に主ライン
に流れ出して行く。したがって、ＡＬＧａＡｓＰ ＆長
後ＱａＡａ を成長させても、そのヘテロ界面はＡＩＧ
ａＡｓＰから急畝にＧａＡｓに変化せず、なだらかに組
成が変化するという欠点があった。
ン１８とパルプ１６．パルプ１２の間に、高磯度のＰＨ
３と、トリメチルアルミニウムがたまった状態になり、
ＧａＡｓ成長中においても拡散によって徐々に主ライン
に流れ出して行く。したがって、ＡＬＧａＡｓＰ ＆長
後ＱａＡａ を成長させても、そのヘテロ界面はＡＩＧ
ａＡｓＰから急畝にＧａＡｓに変化せず、なだらかに組
成が変化するという欠点があった。
発明の目的
本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、急
峻な組成変化をもつヘテロ接合面を得る気相エピタキシ
ャル地長方法及び装置を提供することを目的とする。
峻な組成変化をもつヘテロ接合面を得る気相エピタキシ
ャル地長方法及び装置を提供することを目的とする。
問題点解決の手段
本発明は、上記欠点を除去するため、原料である有機金
属ガス導入′Ｕおよび水屋カス導入管に、そのガスをキ
ャリアガスと同種のガスで希釈するラインを設け、希釈
した状態で反応管に導入したシ、導入しなかったりする
ことにより急峻な組成変化を持つヘテロ接合界面を得る
ものである。
属ガス導入′Ｕおよび水屋カス導入管に、そのガスをキ
ャリアガスと同種のガスで希釈するラインを設け、希釈
した状態で反応管に導入したシ、導入しなかったりする
ことにより急峻な組成変化を持つヘテロ接合界面を得る
ものである。
以下本発明を実施例によって具体的に訃？、明する。
発明の実施例
第２図は本発明によるエピタキシャル成長装置の実施例
の概略図である。図中、５２．Ｇ２，７２および８２は
各々トリメチルガリウム、トリメチルアルミ、ＡｓＨ３
およびＰＨ３希釈ラインであり、それぞれマスフローコ
ントローラ５１，６１，７１，８１ ｔ−備エル。
の概略図である。図中、５２．Ｇ２，７２および８２は
各々トリメチルガリウム、トリメチルアルミ、ＡｓＨ３
およびＰＨ３希釈ラインであり、それぞれマスフローコ
ントローラ５１，６１，７１，８１ ｔ−備エル。
その池は第１図と同様であり、同一箇所に同一符号を付
している。希釈ラインには、原料ガスライ′ ンの数１
０〜数１００倍の流電めキャリアガスを流し、原料ガス
を数１０〜数１００倍の濃度に薄めてやる。
している。希釈ラインには、原料ガスライ′ ンの数１
０〜数１００倍の流電めキャリアガスを流し、原料ガス
を数１０〜数１００倍の濃度に薄めてやる。
このように薄めた状態で主配管ラインの反応系導入ライ
ン１８と排気側ライン１９で切換えを行なう。又、パル
プ１０，１２，１４．１６と反応系導入ライン１８を最
短配管、すなわちパルプを反応系導入ラインに必ＪＩＪ
最小のジョイト配管部を介して接続する。
ン１８と排気側ライン１９で切換えを行なう。又、パル
プ１０，１２，１４．１６と反応系導入ライン１８を最
短配管、すなわちパルプを反応系導入ラインに必ＪＩＪ
最小のジョイト配管部を介して接続する。
本実施例でも、バルブ操作目体は前述の従東例と同様で
あり、まず、（ｓＪ７３１ ＰＨ３１トリメチルガリウ
ムおよびトリメチルアルミは同時に反応管４に導入され
、ＡｔＧα、４ｓＰをσαＡ８基板上に成長する。次に
パルプ１２を閉じ１５を開きトリメチルアルミを、及び
パルプ１６を閉じ１７を開いてＰＨ３を排気側ライン１
９に導き、反応′ｖｔ４へはトリメチルガリウムとＡｓ
Ｈ３のみ導入してＱａ、４ｍを成長する。
あり、まず、（ｓＪ７３１ ＰＨ３１トリメチルガリウ
ムおよびトリメチルアルミは同時に反応管４に導入され
、ＡｔＧα、４ｓＰをσαＡ８基板上に成長する。次に
パルプ１２を閉じ１５を開きトリメチルアルミを、及び
パルプ１６を閉じ１７を開いてＰＨ３を排気側ライン１
９に導き、反応′ｖｔ４へはトリメチルガリウムとＡｓ
Ｈ３のみ導入してＱａ、４ｍを成長する。
本実施例によれば、萌述のごとく、排気１ｒｌｔｌライ
ン１９に切換えられるＰＨ３とトリメチルアルミニウム
は希釈ライン８２．６２によりキャリアガスで希釈して
おシ、従来のように高一度のＰＨ，とトリメチルアルミ
ニウムが主配管ラインの反応系導入ライ７１８と、パル
プ１６．パルプ１２の間にたまることはなくなる。その
結果、従来よシも急峻な組成変化を持つヘテロ接合界面
が形成される。
ン１９に切換えられるＰＨ３とトリメチルアルミニウム
は希釈ライン８２．６２によりキャリアガスで希釈して
おシ、従来のように高一度のＰＨ，とトリメチルアルミ
ニウムが主配管ラインの反応系導入ライ７１８と、パル
プ１６．パルプ１２の間にたまることはなくなる。その
結果、従来よシも急峻な組成変化を持つヘテロ接合界面
が形成される。
第６図は、従来の方法で作製したＡＬＧａＡａＰ −Ｇ
ａＡｓヘテロ構造の組成分析である。組成が最大値の１
４になる点から約１００Ａの組成のだれが存在する。
ａＡｓヘテロ構造の組成分析である。組成が最大値の１
４になる点から約１００Ａの組成のだれが存在する。
一方、第４図は、本発明の方法で作製したＡｌＧａ、４
ｓＰ −ＧａＡｓヘテロ構造の組成分析であり、だれは
１０Ａ以下になっている。
ｓＰ −ＧａＡｓヘテロ構造の組成分析であり、だれは
１０Ａ以下になっている。
発明の詳細
な説明したように、希釈ラインで薄めた状態で原料ガス
を切換えることによシ、急峻な組成変化を持つヘテロ接
合界面が得られた。これは、ヘテロ接合を用いたデバイ
スの信頼性を上げる利点がある。たとえば、多量子井戸
構造半導体レーザにおいては、発振波長が設計値どおシ
になることや、２次元′電子ガスを用いたＡＬＧａＡａ
−ＧａＡｓ超高速ＦＥＴの増幅率を上げることにつなが
る。
を切換えることによシ、急峻な組成変化を持つヘテロ接
合界面が得られた。これは、ヘテロ接合を用いたデバイ
スの信頼性を上げる利点がある。たとえば、多量子井戸
構造半導体レーザにおいては、発振波長が設計値どおシ
になることや、２次元′電子ガスを用いたＡＬＧａＡａ
−ＧａＡｓ超高速ＦＥＴの増幅率を上げることにつなが
る。
第１図は従来の気相エピタキシャル成長装置を示す構成
図、第２図は本発明の気相エピタキシャル成長装置の一
実施例の構成図、第３図は従来の方法で作製したＡＬＧ
ａＡｓＰ −ＧａＡｍヘテロ構造の組成分析を示す図、
第４図は本発明の方法で作製した、４ＬＧａＡｓＰ −
Ｇａ、イ８ヘテロ構造の組成分析を示す図。 （符号の説明） 第１図において、 １・・・ＲＦコイル、２・・・基板、３・・・ペデスタ
ル、４・・・反応管、５・・・（トリメチルガリウム）
ボンベ、６・・・（トリメチルアルミ）ボンベ、７・・
・（、イｓ＃３）ボンベ、８・・・（ＰＨ３）ボンベ、
９・・・（キャリアガス）ボンベ、１０・・・（トリメ
チルガリウム反応系導入用空気作動）パルプ、１１・・
・（トリメチルガリウム排気系導入用空気作動）パルプ
、１２・・・（トリメチルアルミ反応系導入用空気作動
）パルプ、１６・・・（トリメチルアルミ排気系導入用
空気作動）パルプ、１４・・・（ＡｓＢ２反応系導入用
空気作動）パルプ、１５・・・（Ａｓｈｓ排気系導入用
空気作動）パルプ、１６・・・（Ｐｇ、反応系導入′用
を気作動）パルプ、１７・・・（ｐｇ３排気系導入用空
気作＃）パルプ、１８・・・（導入管）反応系導入ライ
ン、１９・・・排気・岨すライン、５０・・・（トリメ
チルガリウムキャリアガス流ｔ 制ｆｉｌｌ ）マスフ
ローコントローラ、６０・・・（） ＩＪメチルアルミ
キャリアガス流ｍ １ｉｉｌ制御）マスフローコントロ
ーラ、７０・・・（、イｓＨ３流誓′ｉＩｔ制御）マス
フローコントローラ、８０・・・（ＰＨｓ流鼠ｆｉｊｌ
制御）マスフローコントローラ、９０・・・キャ１）ア
ガス第ｕイヒ器、１０口・・・（キャリアガス流址制側
１）マスフローコントローラ 第２図において、
図、第２図は本発明の気相エピタキシャル成長装置の一
実施例の構成図、第３図は従来の方法で作製したＡＬＧ
ａＡｓＰ −ＧａＡｍヘテロ構造の組成分析を示す図、
第４図は本発明の方法で作製した、４ＬＧａＡｓＰ −
Ｇａ、イ８ヘテロ構造の組成分析を示す図。 （符号の説明） 第１図において、 １・・・ＲＦコイル、２・・・基板、３・・・ペデスタ
ル、４・・・反応管、５・・・（トリメチルガリウム）
ボンベ、６・・・（トリメチルアルミ）ボンベ、７・・
・（、イｓ＃３）ボンベ、８・・・（ＰＨ３）ボンベ、
９・・・（キャリアガス）ボンベ、１０・・・（トリメ
チルガリウム反応系導入用空気作動）パルプ、１１・・
・（トリメチルガリウム排気系導入用空気作動）パルプ
、１２・・・（トリメチルアルミ反応系導入用空気作動
）パルプ、１６・・・（トリメチルアルミ排気系導入用
空気作動）パルプ、１４・・・（ＡｓＢ２反応系導入用
空気作動）パルプ、１５・・・（Ａｓｈｓ排気系導入用
空気作動）パルプ、１６・・・（Ｐｇ、反応系導入′用
を気作動）パルプ、１７・・・（ｐｇ３排気系導入用空
気作＃）パルプ、１８・・・（導入管）反応系導入ライ
ン、１９・・・排気・岨すライン、５０・・・（トリメ
チルガリウムキャリアガス流ｔ 制ｆｉｌｌ ）マスフ
ローコントローラ、６０・・・（） ＩＪメチルアルミ
キャリアガス流ｍ １ｉｉｌ制御）マスフローコントロ
ーラ、７０・・・（、イｓＨ３流誓′ｉＩｔ制御）マス
フローコントローラ、８０・・・（ＰＨｓ流鼠ｆｉｊｌ
制御）マスフローコントローラ、９０・・・キャ１）ア
ガス第ｕイヒ器、１０口・・・（キャリアガス流址制側
１）マスフローコントローラ 第２図において、
Claims (2)
- （１）原料化合物として有機金属化合物及びまたは水素
化物を用いる化合物半導体の気相エピタキシャル敢長方
法において、原料ガスをキャリアガスと同種のガスで希
釈し、該希釈した原料ガスの反応系導入ラインへの導入
及び維新の切換を、該反応系導入ライン近傍のパルプに
より行なうことによシ、前記反応系導入ラインとパルプ
との間に高謹度の原料ガスが残留することを防止するこ
とを特徴とする気相エピタキシャル成長方法。 - （２）原料化合物として有機金属化合物及びまたは水素
化物を用いる化合物半導体の気相エピタキシャル成長装
置において、反応系導入ラインの近傍にパルプを設け、
該がルブに原料ガス導入ラインを接続し、該原料ガス導
入ラインにキャリアガスと同種のガスで原料ガスを希釈
する希釈ラインを設けることを特徴とする気相エビタΦ
シャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3396484A JPS60180996A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 気相エピタキシヤル成長方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3396484A JPS60180996A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 気相エピタキシヤル成長方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180996A true JPS60180996A (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=12401171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3396484A Pending JPS60180996A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 気相エピタキシヤル成長方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180996A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219793A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Toshiba Corp | 有機金属熱分解法気相成長装置 |
| JPS6343333A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | Fujitsu Ltd | 気相エピタキシヤル成長方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6016898A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気相成長装置 |
| JPS60176991A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機金属熱分解結晶成長装置 |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP3396484A patent/JPS60180996A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6016898A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気相成長装置 |
| JPS60176991A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機金属熱分解結晶成長装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219793A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Toshiba Corp | 有機金属熱分解法気相成長装置 |
| JPS6343333A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | Fujitsu Ltd | 気相エピタキシヤル成長方法 |
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