JPS6121994A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS6121994A JPS6121994A JP59139887A JP13988784A JPS6121994A JP S6121994 A JPS6121994 A JP S6121994A JP 59139887 A JP59139887 A JP 59139887A JP 13988784 A JP13988784 A JP 13988784A JP S6121994 A JPS6121994 A JP S6121994A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- growth
- substrate
- 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
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、熱分解反応を利用し、多層成長層を得るため
の気相成長装置に関するものである。
の気相成長装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
半導体装置を製作する上で必要な半導体結晶のエピタキ
シャル成長技術として、原料ガスの熱分解を利用した気
相成長法がある。たとえば、Ｓ ｓ Ｈ４（モノシンン
）を用いたＳｉ の気相成長法や、有機金Ｊｌｉ（アル
キル化物）を用いて化合物半導体結晶を成長する有機金
總気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）などである。これらの気
相成長装置においては、一般に基板を載置しているサセ
プターを加熱して、成長温度に保っている。そして原料
ガスは、基板表面上で熱分解反応して結晶が成長する。
シャル成長技術として、原料ガスの熱分解を利用した気
相成長法がある。たとえば、Ｓ ｓ Ｈ４（モノシンン
）を用いたＳｉ の気相成長法や、有機金Ｊｌｉ（アル
キル化物）を用いて化合物半導体結晶を成長する有機金
總気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）などである。これらの気
相成長装置においては、一般に基板を載置しているサセ
プターを加熱して、成長温度に保っている。そして原料
ガスは、基板表面上で熱分解反応して結晶が成長する。
一方、半導体装置の複雑化に伴い、また半導体レーザな
どの光デバイスの作製上、異なる電気伝碑型の結晶層や
エネルギーギャップや屈Ｍ［などの特性の異なる結晶層
を多層にエピタキシャル成長する工程が必要となってき
た。例えば、Ｉｎｄｉａ。
どの光デバイスの作製上、異なる電気伝碑型の結晶層や
エネルギーギャップや屈Ｍ［などの特性の異なる結晶層
を多層にエピタキシャル成長する工程が必要となってき
た。例えば、Ｉｎｄｉａ。
ＡｓＰ四元混晶を活性層としたレーザでは、クラッド層
として、ＩｎＧａＡｓＰ よりエネルギーギャップが
広く、屈折率の小さいＩｎＰ層が用いられるため、Ｉｎ
Ｐ層とＩｎＧａＡｔｚＰ 層の積層が必要となる。
として、ＩｎＧａＡｓＰ よりエネルギーギャップが
広く、屈折率の小さいＩｎＰ層が用いられるため、Ｉｎ
Ｐ層とＩｎＧａＡｔｚＰ 層の積層が必要となる。
また、最近注目を集めている超格子構造デバイスでは、
一層の厚みが数十〜数百人の多層エピタキシャル成長が
必要不可欠である。例えばＧａＡｓ系多層量子井戸レー
ザをＭＯｑＶＤ法で作製する場合、ＧａＡｓ層層とＩ’
Ｊ、ＧａＡｓ層を交互に積層す°るため、従来はＭの原
料であるトリエチルアルミニウム（ＴＭＡ）の供給パル
プを開閉することによって成長層を切替えていた。しか
し、供給ノ（ルプからガス導入口までの距離があるため
、ガスの残留やガスの切替え後、供給量が安定するまで
時間を要することから、異なる成長結晶層の界面の急峻
性が得られなかった。超格子構造デバイスにとっては、
一層の厚みが数十〜数百人であるため、界面の急峻性は
数十Å以下、必要となってくる。
一層の厚みが数十〜数百人の多層エピタキシャル成長が
必要不可欠である。例えばＧａＡｓ系多層量子井戸レー
ザをＭＯｑＶＤ法で作製する場合、ＧａＡｓ層層とＩ’
Ｊ、ＧａＡｓ層を交互に積層す°るため、従来はＭの原
料であるトリエチルアルミニウム（ＴＭＡ）の供給パル
プを開閉することによって成長層を切替えていた。しか
し、供給ノ（ルプからガス導入口までの距離があるため
、ガスの残留やガスの切替え後、供給量が安定するまで
時間を要することから、異なる成長結晶層の界面の急峻
性が得られなかった。超格子構造デバイスにとっては、
一層の厚みが数十〜数百人であるため、界面の急峻性は
数十Å以下、必要となってくる。
そこで、第１図に示すような、２つの成長室をもつ気相
成長装置（特開昭５７−２７０１６号）が考えられた。
成長装置（特開昭５７−２７０１６号）が考えられた。
すなわち、それぞれの成長室１００．２ｏＯで、異なる
結晶が成長するように原料ガスを常に流しておき、基板
３ｏｏを回転させて、２つの成長室１００，２００を往
来きさせる仁とによシ、多層エピタキシャル成長を行う
ものである。
結晶が成長するように原料ガスを常に流しておき、基板
３ｏｏを回転させて、２つの成長室１００，２００を往
来きさせる仁とによシ、多層エピタキシャル成長を行う
ものである。
ところがこの気相成長装置では、成長室が成長結晶の種
類の数取上に必要となるため、反応炉が複雑、かつ大型
化してしまう。更に、竿導体結晶の気相成長に用いられ
る原料ガスの大部分は有毒、危険性の強いものであるた
め、反応炉の複雑、かつ大型化Ｆｉ、危険度を増すこと
になる。
類の数取上に必要となるため、反応炉が複雑、かつ大型
化してしまう。更に、竿導体結晶の気相成長に用いられ
る原料ガスの大部分は有毒、危険性の強いものであるた
め、反応炉の複雑、かつ大型化Ｆｉ、危険度を増すこと
になる。
発明の目的
本発明は、異なる結晶成長用原料ガスを反応炉のガス流
方向にずらして反応炉に供給するとともに、原料ガスを
ずらして反応炉に供給している各々のガス導入口付近に
、基板を移動させて置くことにより、原料ガスを常に安
定に反応炉に供給でき、界面の急峻な多層構造のエピタ
キシャル成長結晶を得ることを目的とする。
方向にずらして反応炉に供給するとともに、原料ガスを
ずらして反応炉に供給している各々のガス導入口付近に
、基板を移動させて置くことにより、原料ガスを常に安
定に反応炉に供給でき、界面の急峻な多層構造のエピタ
キシャル成長結晶を得ることを目的とする。
発明の構成
本発明は、結晶成長用原料ガスを反応炉内に供給するた
めの複数個のガス導入管のガス導入口を反応炉内のガス
流方向にずらして設けるとともに、基板をガス流方向に
自存に動かすことができ、また各々のガス導入口付近で
、そのガス導入口よりも下流側のガス導入口から供給さ
れている原料ガ設けである気相成長装置である。
めの複数個のガス導入管のガス導入口を反応炉内のガス
流方向にずらして設けるとともに、基板をガス流方向に
自存に動かすことができ、また各々のガス導入口付近で
、そのガス導入口よりも下流側のガス導入口から供給さ
れている原料ガ設けである気相成長装置である。
実施例の説明
第１図に示すような本発明の一実施例であるＭＯＣＶＤ
装置を用いて、ＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰ多層量子井戸レ
ーザ作製する場合でもって本発明を詳述する。
装置を用いて、ＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰ多層量子井戸レ
ーザ作製する場合でもって本発明を詳述する。
まず、ＩｎＰ 基板１を載置した黒鉛製のサセプター２
を、Ｉｎの原料ガスであるトリエチルインジウム（ＴＥ
Ｉ ）、及びＰの原料ガスであるボスフィン（ＰＨ３
）を反応炉３に供給するガス導入管４のガス導入口５よ
りも上流側の図中の（ハ）の位置に置き、高周波加熱コ
イル６で、黒鉛製のサセプター２と共にＩｎＰ基板１を
高周波加熱して結晶成長温度にまで昇温し、保温する。
を、Ｉｎの原料ガスであるトリエチルインジウム（ＴＥ
Ｉ ）、及びＰの原料ガスであるボスフィン（ＰＨ３
）を反応炉３に供給するガス導入管４のガス導入口５よ
りも上流側の図中の（ハ）の位置に置き、高周波加熱コ
イル６で、黒鉛製のサセプター２と共にＩｎＰ基板１を
高周波加熱して結晶成長温度にまで昇温し、保温する。
次に基板操作具７でもってサセプター２と共にＩｎＰ基
板１をガス導入口５付近の図中の（Ｂ）の位置にまで移
動させ、導入管９が設けてあシ、Ｇａ の原料ガスであ
るトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、及びＡｓの原料ガス
であるアルシン（Ａ ｓ Ｈ３）が反応炉３に供給され
ている。これらガス導入口８から供給されるガスが、図
中中）の位置でのＩｎＰ成長に影響を及ぼさない様にガ
ス導入口５と８の間隔（数（７）以上）を元号あけ、か
つ供給された原料ガスが反応炉ａ内を逆流しない様充分
なキャリアガス（不活性ガ入主に水素）をガス導入管１
０から供給しておくことが必要である。
板１をガス導入口５付近の図中の（Ｂ）の位置にまで移
動させ、導入管９が設けてあシ、Ｇａ の原料ガスであ
るトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、及びＡｓの原料ガス
であるアルシン（Ａ ｓ Ｈ３）が反応炉３に供給され
ている。これらガス導入口８から供給されるガスが、図
中中）の位置でのＩｎＰ成長に影響を及ぼさない様にガ
ス導入口５と８の間隔（数（７）以上）を元号あけ、か
つ供給された原料ガスが反応炉ａ内を逆流しない様充分
なキャリアガス（不活性ガ入主に水素）をガス導入管１
０から供給しておくことが必要である。
さて、ＩｎＰ層を成長後、基板操作具７でもってサセプ
ター２と共に基板１をガス導入口８付近の図中の（ｑの
位置にまで移動させて、ＩｎＧａＡｓＰ層全約３００層
成約３００人成長、再び基板操作具７でもって基板１を
（Ｂ）の位置へ戻してＩｎＰ層を約２００人成長させる
。次にまた基板１を（ｑの位置に移してＩｎＧａＡｓＰ
Ｎを成長させる。・以上の工程を繰シ返してＩ ｎＰ
−Ｉ ｎＧａＡｓＰ層の超格子構造を形成する。
ター２と共に基板１をガス導入口８付近の図中の（ｑの
位置にまで移動させて、ＩｎＧａＡｓＰ層全約３００層
成約３００人成長、再び基板操作具７でもって基板１を
（Ｂ）の位置へ戻してＩｎＰ層を約２００人成長させる
。次にまた基板１を（ｑの位置に移してＩｎＧａＡｓＰ
Ｎを成長させる。・以上の工程を繰シ返してＩ ｎＰ
−Ｉ ｎＧａＡｓＰ層の超格子構造を形成する。
この基板１の（Ｂ）と（ｑの位置の移動を高速に行なえ
ば、それたけ界面が急峻な積層を得ることができる。な
お反応後の排ガスは排気管１１で排気される。
ば、それたけ界面が急峻な積層を得ることができる。な
お反応後の排ガスは排気管１１で排気される。
このような本発明の一実施例である気相成長装置を用い
て異なる結晶成長用ガスを反応炉へ反応炉内のガス流方
向にずらして供給し、基板をそれぞれの原料ガスのガス
導入口付近に移動させて結晶成長を行なうことを高速に
くり返すことによって、界面の急峻な多層成長が、比較
的間車な装置で行なえる。
て異なる結晶成長用ガスを反応炉へ反応炉内のガス流方
向にずらして供給し、基板をそれぞれの原料ガスのガス
導入口付近に移動させて結晶成長を行なうことを高速に
くり返すことによって、界面の急峻な多層成長が、比較
的間車な装置で行なえる。
更に第３図は本発明の他の実施例として、縦型の反応炉
をもつＭＯＣＶＤ装置である。図中の各番号は第１図と
全く同じ機能を有するものである。
をもつＭＯＣＶＤ装置である。図中の各番号は第１図と
全く同じ機能を有するものである。
また、これまでＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰ超格子構造のた
めの多層成長でもって不発明を説明したが、他にもＧａ
Ａｓ−ＡＱＧａＡｓなどのような超格子構造や積層成長
を行なう気相成長装置にも、本発明を適用できる。また
、基板の加熱方式は、抵抗加熱、ランプ加熱方式でも構
わない。
めの多層成長でもって不発明を説明したが、他にもＧａ
Ａｓ−ＡＱＧａＡｓなどのような超格子構造や積層成長
を行なう気相成長装置にも、本発明を適用できる。また
、基板の加熱方式は、抵抗加熱、ランプ加熱方式でも構
わない。
発明の効果
本発明による気相成長装置は、結晶成長用ガスを反応炉
へ、反応炉のガス流方向にずらして供給でき、基板をそ
れぞれの原料ガスのガス導入口付近に移動させて結晶成
長を行なうことができるため、基板の移動を高速にする
ことによって、界面が急峻な積層成長が比較的間車な装
置で行なえる。
へ、反応炉のガス流方向にずらして供給でき、基板をそ
れぞれの原料ガスのガス導入口付近に移動させて結晶成
長を行なうことができるため、基板の移動を高速にする
ことによって、界面が急峻な積層成長が比較的間車な装
置で行なえる。
また、基板の移動をくり返すことによって超格子構造の
作製にも応用できる。したがって半導体レーザのように
積層を必要とする素子や、超格子構造をもつ素子、例え
ば多層量子井戸し〜ザの結晶成長に本発明は用いられ、
特性の向上に効果がある。
作製にも応用できる。したがって半導体レーザのように
積層を必要とする素子や、超格子構造をもつ素子、例え
ば多層量子井戸し〜ザの結晶成長に本発明は用いられ、
特性の向上に効果がある。
第１図は従来の２成長室をもつＭＯＣＶ Ｄ装置の反応
炉部概略構造断面図、第２図は本発明の一実施例である
ＭＯＣＶＤ装置の水平型反応炉部の概略構造断面図、第
３図は本発明の他の実施例である縦型の反応炉をもつＭ
ＯＣＶＤ装置の反応炉部概略構造断面図である。
炉部概略構造断面図、第２図は本発明の一実施例である
ＭＯＣＶＤ装置の水平型反応炉部の概略構造断面図、第
３図は本発明の他の実施例である縦型の反応炉をもつＭ
ＯＣＶＤ装置の反応炉部概略構造断面図である。
Claims (1)
- 結晶成長用原料ガスを反応炉内に供給するための複数個
のガス導入管のガス導入口を、前記反応炉内のガス流方
向にずらして設けるとともに、基板をガス流方向に自在
に動かすことができ、また各々の前記ガス導入口付近で
、前記ガス導入口よりも下流側のガス導入口から供給さ
れている原料ガスの影響を受けずに結晶成長できる位置
に止めることができる基板操作具を設けてなることを特
徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139887A JPS6121994A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139887A JPS6121994A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6121994A true JPS6121994A (ja) | 1986-01-30 |
Family
ID=15255902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139887A Pending JPS6121994A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6121994A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH033228A (ja) * | 1989-05-30 | 1991-01-09 | Fujitsu Ltd | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JPH05111546A (ja) * | 1991-06-06 | 1993-05-07 | S T Chem Co Ltd | ハロゲン捕捉剤 |
-
1984
- 1984-07-05 JP JP59139887A patent/JPS6121994A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH033228A (ja) * | 1989-05-30 | 1991-01-09 | Fujitsu Ltd | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JPH05111546A (ja) * | 1991-06-06 | 1993-05-07 | S T Chem Co Ltd | ハロゲン捕捉剤 |
| US5503768A (en) * | 1991-06-06 | 1996-04-02 | S.T. Chemical Co., Ltd. | Halogen scavengers |
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