JPS6025227A - 化合物半導体気相成長装置 - Google Patents
化合物半導体気相成長装置Info
- Publication number
- JPS6025227A JPS6025227A JP58134113A JP13411383A JPS6025227A JP S6025227 A JPS6025227 A JP S6025227A JP 58134113 A JP58134113 A JP 58134113A JP 13411383 A JP13411383 A JP 13411383A JP S6025227 A JPS6025227 A JP S6025227A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- reaction vessel
- heating
- reaction
- reaction tube
- 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
- H10P14/24—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】
本発明は化合物半導体気相成長装置、特に高置するもの
である。
である。
Ｃａ 、 ＡＬ、 ■（１などの■族元素とＰ、Ａｓ、
Ｓｂなでの■族元素よりなる＋１１−Ｖ族化合物半導体
は高速動作素子、光素子用材料として重要である。これ
らの材料の気相成長方法の一つである■族元素のアルキ
ル化合物と、■族元素の水素化物もしくはアルキル化合
物を用いる、いわゆる、ＭＯＣＶＩ）法（Ｍｅｔａｌ−
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）は、その混晶組成、成長速巖などの制
御性の良さや、量産性に優れている等の４）°長があシ
、極めて有力な気相成長方法である。
Ｓｂなでの■族元素よりなる＋１１−Ｖ族化合物半導体
は高速動作素子、光素子用材料として重要である。これ
らの材料の気相成長方法の一つである■族元素のアルキ
ル化合物と、■族元素の水素化物もしくはアルキル化合
物を用いる、いわゆる、ＭＯＣＶＩ）法（Ｍｅｔａｌ−
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）は、その混晶組成、成長速巖などの制
御性の良さや、量産性に優れている等の４）°長があシ
、極めて有力な気相成長方法である。
このＭＯＣＶＤ法は原料ガスの熱分解反応によって成長
が起こるため、成長装置としては基板部分のみが加熱さ
れ、反応容器は加熱されない、いわゆる、コールドウオ
ール型とする必要がある。反応容器全体が加熱されてい
ると、原料は反応容器内へ導入された時点で直ちに分解
してしまい、基板上に到達できないためである。従って
、通常はカーボン製の基板設置台を使用し、これを反応
管外部に設けた高周波コイルによって尚周波訪尋加熱を
する形式の成長装置が用いられる。
が起こるため、成長装置としては基板部分のみが加熱さ
れ、反応容器は加熱されない、いわゆる、コールドウオ
ール型とする必要がある。反応容器全体が加熱されてい
ると、原料は反応容器内へ導入された時点で直ちに分解
してしまい、基板上に到達できないためである。従って
、通常はカーボン製の基板設置台を使用し、これを反応
管外部に設けた高周波コイルによって尚周波訪尋加熱を
する形式の成長装置が用いられる。
このようなコールドウオール型の成長装置では、原料ガ
スの分解は加熱された基板部分のみで起こるが、生成し
た■−■族化合物や、■族元素は反応容器内のガスの流
れ、および拡散によって運ばれ、反応容器内壁−面に付
着する。
スの分解は加熱された基板部分のみで起こるが、生成し
た■−■族化合物や、■族元素は反応容器内のガスの流
れ、および拡散によって運ばれ、反応容器内壁−面に付
着する。
これら付着物が多量に付くと、再蒸発や、反応容器の熱
的条件を変化させることにより、組成や成長速度の変動
を引起こす。また基板設置時あるいは成長中に付着物の
微少な粉末が基板上に落下［７て表面状態を悪化させる
。更に、外部から反応容器を通しての光学的な基板温度
測定が不可能となるなどの不ネＩＳ合が数多く発生する
。
的条件を変化させることにより、組成や成長速度の変動
を引起こす。また基板設置時あるいは成長中に付着物の
微少な粉末が基板上に落下［７て表面状態を悪化させる
。更に、外部から反応容器を通しての光学的な基板温度
測定が不可能となるなどの不ネＩＳ合が数多く発生する
。
このために、通常は各成長ごとに反応容器を成長製塩か
ら取シ外して洗浄することが行なわれるが、これは単に
煩雑で時間を要するばかりでなく、反応容器内壁や基板
設置台などが空気にさらされてガスや水分が吸着され、
これが成長結晶の品質にも悪影響を与える。
ら取シ外して洗浄することが行なわれるが、これは単に
煩雑で時間を要するばかりでなく、反応容器内壁や基板
設置台などが空気にさらされてガスや水分が吸着され、
これが成長結晶の品質にも悪影響を与える。
反応容器内壁の付着物を反応容器を取り外すことなく完
全に取り除くには、付着物の付いた反応管全体を加熱し
、エツチング性のガス、例えば塩化水素ガスを流せばよ
い。このような方法は反応容器全体を加熱するホットウ
ォール型気相成長装置では一般的に行なわれており、よ
い結果を得ている。しかしながら、コールドウオール型
気相成長装置では、反応容器自体は加熱されないから、
塩化水素ガスを流しても伺着物は殆んどエツチングされ
ることがない。
全に取り除くには、付着物の付いた反応管全体を加熱し
、エツチング性のガス、例えば塩化水素ガスを流せばよ
い。このような方法は反応容器全体を加熱するホットウ
ォール型気相成長装置では一般的に行なわれており、よ
い結果を得ている。しかしながら、コールドウオール型
気相成長装置では、反応容器自体は加熱されないから、
塩化水素ガスを流しても伺着物は殆んどエツチングされ
ることがない。
従って高周波加熱によるコールドウオール型気相成長装
置であっても、反応容器自体を加熱可能とする必要があ
る。もし、これを通常の抵抗加熱炉を用いて行なおうと
するな艶は、次のような問題がある。第」に高周波加熱
用コイルをｌｉＭＤ外ぜるようにしなけれはならず、第
２に移動可能な市。
置であっても、反応容器自体を加熱可能とする必要があ
る。もし、これを通常の抵抗加熱炉を用いて行なおうと
するな艶は、次のような問題がある。第」に高周波加熱
用コイルをｌｉＭＤ外ぜるようにしなけれはならず、第
２に移動可能な市。
気炉、電源、温度調節器などを高周波加熱用のものと全
く独立に用意する必要があり、装置は肩側複雑となって
し玄う。
く独立に用意する必要があり、装置は肩側複雑となって
し玄う。
本発明は、従来の上記問題点を解決し、反応容器を取り
外すことなく内壁の付着物を完全に気相エツチングによ
り取シ除くことが可能となる気相成長製筒をきわめて簡
単、安価に得ることを目的とする。
外すことなく内壁の付着物を完全に気相エツチングによ
り取シ除くことが可能となる気相成長製筒をきわめて簡
単、安価に得ることを目的とする。
本発明によれば、高周波加熱によって反応容器内の基オ
反設置台を加熱する化合物半導体気相成長装置において
ｍＪ記基板設置台加熱用と同一の高周波コイルによって
加熱される移゛動あるいは取りはずし可能でしかも反応
容器内壁に近接した、前記基板設置台とは別個の発熱体
が前記反応容器内に設置されることを特徴とする化合物
半導体気相成長装置ん：が得られる。
反設置台を加熱する化合物半導体気相成長装置において
ｍＪ記基板設置台加熱用と同一の高周波コイルによって
加熱される移゛動あるいは取りはずし可能でしかも反応
容器内壁に近接した、前記基板設置台とは別個の発熱体
が前記反応容器内に設置されることを特徴とする化合物
半導体気相成長装置ん：が得られる。
以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に架間する。図
は本発明の一実施例を説明するもので、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｔ
）とアルシン（ＡｓＨ，）を用いたＧａＡｓおよびＧａ
Ａ４ＡｓのＩＶＩＯＣＶＤ装置の一例の断面図である。
は本発明の一実施例を説明するもので、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｔ
）とアルシン（ＡｓＨ，）を用いたＧａＡｓおよびＧａ
Ａ４ＡｓのＩＶＩＯＣＶＤ装置の一例の断面図である。
この装置によってＧａＡｓあるいはＧａＡｔＡｓを気相
成長させる時（は、本発明の基本的構成要件となる、反
応管加熱用のカーボン製の円筒状発熱体８は図に実線で
書かれた位ＩＮｆ： （／（置が九、高周波コイル７か
らは遠ざけられており加熱さ扛ない。
成長させる時（は、本発明の基本的構成要件となる、反
応管加熱用のカーボン製の円筒状発熱体８は図に実線で
書かれた位ＩＮｆ： （／（置が九、高周波コイル７か
らは遠ざけられており加熱さ扛ない。
石英製反応容器１内にはカーボン製基板設偽台５があり
、基板結晶６がその上に置かｎる。原料ガス導入口３か
らＴＭＧａとＴＭＡｔおよびＡｓＨＪＫキャリアガスと
共に送らし、筒周波９コイル７により基板が加熱され、
熱分解反応によシ（Ｊ ａＡ ｓあるいはＧａＡ７Ａｓ
が基板上に析出する。この時、すでに述べたように、基
板設置台周囲の反応管内壁にはＧａＡｓ、ＧａＡｔＡｓ
、Ａｓ等からナル付着物が付すする。
、基板結晶６がその上に置かｎる。原料ガス導入口３か
らＴＭＧａとＴＭＡｔおよびＡｓＨＪＫキャリアガスと
共に送らし、筒周波９コイル７により基板が加熱され、
熱分解反応によシ（Ｊ ａＡ ｓあるいはＧａＡ７Ａｓ
が基板上に析出する。この時、すでに述べたように、基
板設置台周囲の反応管内壁にはＧａＡｓ、ＧａＡｔＡｓ
、Ａｓ等からナル付着物が付すする。
次にこの付着物を取り除くには、基板取出口２より基板
を取出した後、反応管加熱用発熱体８を図中点線で示し
７た位僅、すなわち、基板設置台の置かれている領域に
１けき、これを基板加熱に用いたのと同じ高周波コイル
７で加熱しつつ反応管内にエツチング用ガス、例えば塩
化水素ガスを流す。
を取出した後、反応管加熱用発熱体８を図中点線で示し
７た位僅、すなわち、基板設置台の置かれている領域に
１けき、これを基板加熱に用いたのと同じ高周波コイル
７で加熱しつつ反応管内にエツチング用ガス、例えば塩
化水素ガスを流す。
反応管加熱用の発熱体は円筒状で、その外周が反応管内
壁の近傍にあるから、反応管内壁は十分に加熱され、気
相エツチング反応により容易に付着物を取り除くことが
できる。
壁の近傍にあるから、反応管内壁は十分に加熱され、気
相エツチング反応により容易に付着物を取り除くことが
できる。
成長前にこのような気相エツチング工程を行なうことに
よって、反応管内壁に付着物が存在する壕まの状態で成
長した場合に比べ、安定した組成、。
よって、反応管内壁に付着物が存在する壕まの状態で成
長した場合に比べ、安定した組成、。
成長速度が得ら扛、表面欠陥も減少した。
また、反応管を成長毎に取シ外して、王水などで洗浄し
て付着物を取シ除いていｆＣ’Ｍ合に比べ、ＧａＡｔＡ
ｓ成長層の７オトルミネセンス強度は著しく強くなり、
反応管内の汚染が防止されていることも示された。
て付着物を取シ除いていｆＣ’Ｍ合に比べ、ＧａＡｔＡ
ｓ成長層の７オトルミネセンス強度は著しく強くなり、
反応管内の汚染が防止されていることも示された。
上記笑画例においては、反応容器加熱用発熱体を高周波
誘導加熱可能なカーボンとしており、加熱用Ｍｔ源、高
周波コイル、温度調ｆｌ器などは基板加熱に用いたもの
をそのま１用いるので、装置構成は極めて簡単である。
誘導加熱可能なカーボンとしており、加熱用Ｍｔ源、高
周波コイル、温度調ｆｌ器などは基板加熱に用いたもの
をそのま１用いるので、装置構成は極めて簡単である。
甘だ、この発熱体には電力供給用の電線などは一切不要
であるから、この発熱体を使用し７ない時、すなわち成
長時に移動あるいは取り外すことはきわめて容易である
。
であるから、この発熱体を使用し７ない時、すなわち成
長時に移動あるいは取り外すことはきわめて容易である
。
発熱体としてカーボン以外の材料を用いることも可能で
あるが、純度の点からは、基板設置台に用いているのと
同じ商純度カーボンを用いるのが望マシ、い。なお、カ
ーボンは空気中で加熱すると容易に酸化されてしまうが
、この場合の気相成長装置内のように水素才たは窒素ガ
ス雰囲気で使用する場合はきわめて安定である。
あるが、純度の点からは、基板設置台に用いているのと
同じ商純度カーボンを用いるのが望マシ、い。なお、カ
ーボンは空気中で加熱すると容易に酸化されてしまうが
、この場合の気相成長装置内のように水素才たは窒素ガ
ス雰囲気で使用する場合はきわめて安定である。
以上述べたように、本発明により反応容器を取り外すこ
となく内壁の付層物を完全に気相エツチングによって取
り除くことが可能となる気相成長装置を簡単、安価に得
られ実用上の価値はきわめて高い。
となく内壁の付層物を完全に気相エツチングによって取
り除くことが可能となる気相成長装置を簡単、安価に得
られ実用上の価値はきわめて高い。
図は本発明の一実施例を説明するためのＭＯＣＶＤ装置
の模式断面図である。 □□□において、１・・・・・・石英製反応容器、２・
・−・・・基板取出口、３・・・・・・ガス導入口、４
・・・・・・ガス排出口、５・・・・・・基板設置台、
６・・・・・・基板、７・・・・・・基板丸・よび反応
管加熱用筒周波コイル、訃・・・−反応管加熱用発熱体
、９・・・・・・基板設櫛７台支持棒である。 舐 層 代理人 弁理士 内 原 □ 、ｊ
の模式断面図である。 □□□において、１・・・・・・石英製反応容器、２・
・−・・・基板取出口、３・・・・・・ガス導入口、４
・・・・・・ガス排出口、５・・・・・・基板設置台、
６・・・・・・基板、７・・・・・・基板丸・よび反応
管加熱用筒周波コイル、訃・・・−反応管加熱用発熱体
、９・・・・・・基板設櫛７台支持棒である。 舐 層 代理人 弁理士 内 原 □ 、ｊ
Claims (1)
- 画周波加熱によって反応容器内の基板膜Ｍｅ台を加熱す
る化合物半導体気相成長装置において、前記基板設置台
加熱用と同一の高周波コイルによって加熱される移動あ
るいは取りはずし可能でしかも反応容器内壁に近接した
べ前記基板設置台とは別個の発熱体が前記反応容器内に
設置されることを特徴とする化合物半導体気相成長装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58134113A JPS6025227A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 化合物半導体気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58134113A JPS6025227A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 化合物半導体気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6025227A true JPS6025227A (ja) | 1985-02-08 |
Family
ID=15120760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58134113A Pending JPS6025227A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 化合物半導体気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025227A (ja) |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP58134113A patent/JPS6025227A/ja active Pending
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