JPS6183700A - 気相エピタキシヤル成長方法およびその装置 - Google Patents
気相エピタキシヤル成長方法およびその装置Info
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- JPS6183700A JPS6183700A JP59201658A JP20165884A JPS6183700A JP S6183700 A JPS6183700 A JP S6183700A JP 59201658 A JP59201658 A JP 59201658A JP 20165884 A JP20165884 A JP 20165884A JP S6183700 A JPS6183700 A JP S6183700A
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- epitaxial growth
- gas introduction
- vapor phase
- impurity
- layer
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-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は多層膜を気相エピタキシャル成長せしめる方法
および装置に関する。
および装置に関する。
本発明は高純度半専体層と不純物添加半導体層を各々別
の反応室で成長することにより、高純度層の劣化のない
再現性の良い結晶成長法及びその製造装置に用いて有用
である。特にＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉ
ｃ Ｃｈｅｖａｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）による結晶成長法及びその製造装置に関する
ものである。
の反応室で成長することにより、高純度層の劣化のない
再現性の良い結晶成長法及びその製造装置に用いて有用
である。特にＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉ
ｃ Ｃｈｅｖａｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）による結晶成長法及びその製造装置に関する
ものである。
従来のＭＯＣＶＤ法結晶成長装置では■族有機金属（例
えばトリメチルガリウム、 （（Ｊｌ、）、Ｇａ ）と
、■族水素化物（例えばアルシン、 ＡＳＨ３）とより
。
えばトリメチルガリウム、 （（Ｊｌ、）、Ｇａ ）と
、■族水素化物（例えばアルシン、 ＡＳＨ３）とより
。
ＧａＡｓを形成し、導電型としてｎ型を形成する場合は
５ｉｎ４． Ｈ，Ｓａ、 Ｈ２Ｓ 等を、ｐ型を形成す
る場合はシクロペンタマグネシウム（ＣＰＭｇ）やジエ
チル亜鉛（ｇＥＺｎ）を導入することにより形成してい
た。
５ｉｎ４． Ｈ，Ｓａ、 Ｈ２Ｓ 等を、ｐ型を形成す
る場合はシクロペンタマグネシウム（ＣＰＭｇ）やジエ
チル亜鉛（ｇＥＺｎ）を導入することにより形成してい
た。
この場合、アンドープ半導体層とドープ半導体を交互に
形成する場合に、不純物メモリ効果により、アンドープ
半導体層（通常Ｉ Ｎ＋、−Ｎ、 に１０１４０−３
以下）が劣化しＩ Ｎ、−Ｎ、ｌ としてｌＯ”〜１０
”ａｎ−”オーダの半導体層が形成されてしまうという
欠点を有していた。なお、ここで不純物メモリ効果とは
前工程に用いた不純物が後工程にまで残存してしまうこ
とを意味する。したがって例えばＧａＡｓ電界効果型ト
ランジスタ（ＧａＡｓ −ＦＥＴ）やＧａＡｓＰ Ｉ
Ｎホ１ヘデイテクタのように、ｎ９あるいはｎ型半導体
層とｎ−あるいはｉ型巣δ体層が混在している半導体素
子では、再現性の良い不純物濃度分布をもった結晶成長
ができないのが現状であった。
形成する場合に、不純物メモリ効果により、アンドープ
半導体層（通常Ｉ Ｎ＋、−Ｎ、 に１０１４０−３
以下）が劣化しＩ Ｎ、−Ｎ、ｌ としてｌＯ”〜１０
”ａｎ−”オーダの半導体層が形成されてしまうという
欠点を有していた。なお、ここで不純物メモリ効果とは
前工程に用いた不純物が後工程にまで残存してしまうこ
とを意味する。したがって例えばＧａＡｓ電界効果型ト
ランジスタ（ＧａＡｓ −ＦＥＴ）やＧａＡｓＰ Ｉ
Ｎホ１ヘデイテクタのように、ｎ９あるいはｎ型半導体
層とｎ−あるいはｉ型巣δ体層が混在している半導体素
子では、再現性の良い不純物濃度分布をもった結晶成長
ができないのが現状であった。
なお、上述した如き気相成長法は公開実用新案公報昭５
５−１８０７７４ ｒ減圧気相成長装置」に示されてい
る。
５−１８０７７４ ｒ減圧気相成長装置」に示されてい
る。
本発明は二種の異なる不純物状態の半導体層をＭＯＣＶ
Ｄ法によって形成する場合、第１の工程における不純物
レベルの影響を受けない半導体結晶成長方法および半導
体結晶製造装置を提供するものである。
Ｄ法によって形成する場合、第１の工程における不純物
レベルの影響を受けない半導体結晶成長方法および半導
体結晶製造装置を提供するものである。
本発明はＭＯＣＶＤ法による結晶成長法のうち、特にア
ンドープの高濃度半導体層と不純物ドープの高濃度半導
体層を積層する場合、またこの成長過程を繰返えす場合
に、アンドープ層不純物濃度レベルが安定的に保持され
かつ、ドープ層の不純物レベルの影響を受けない、新し
いＭＯＣＶＤ法結晶成長法などその製造装置を提供する
ことができる。
ンドープの高濃度半導体層と不純物ドープの高濃度半導
体層を積層する場合、またこの成長過程を繰返えす場合
に、アンドープ層不純物濃度レベルが安定的に保持され
かつ、ドープ層の不純物レベルの影響を受けない、新し
いＭＯＣＶＤ法結晶成長法などその製造装置を提供する
ことができる。
不純物をドーピングすると不純物種が成長結晶層内のみ
ならず、配管内壁２反応管管壁、治具類等にも吸着、混
入する。この不純物がそれ以降の例えばアンドープ結晶
成長の時に離脱、遊離することによりアンドープ結晶の
不純物レベルを劣化させる。これを防ぐため、不純物ド
ーピングとアンドープの配管を各々ドーピング用の反応
管とアンドープ用の反応管に区別して構成し、かつ基板
あるいはエピタキシャル基板用の基板ホルダーもドープ
用とアンドープ用を区別して配置し、双方間の基板の搬
送機構を付与することにより、不純物のメモリ効果を防
止できる。また不純物ドープ層とアンドープ高純度層を
１！ｔ、層する場合のｒ基板ウェハ搬送」−「昇温」−
「結晶成長」−「降温」−「エピタキシャルウェハ搬送
」−「昇温」−「結晶成長」−「降温」−・・・といっ
た一連の工程をマイクロプロセッサ処理によるプログラ
ムシーケンスを用いて行なうことができる。この時、ウ
ェハの搬送路、ウェハ装着、ウェハ取出し部は空気、水
分等よる完全に遮断された真空室になっている。
ならず、配管内壁２反応管管壁、治具類等にも吸着、混
入する。この不純物がそれ以降の例えばアンドープ結晶
成長の時に離脱、遊離することによりアンドープ結晶の
不純物レベルを劣化させる。これを防ぐため、不純物ド
ーピングとアンドープの配管を各々ドーピング用の反応
管とアンドープ用の反応管に区別して構成し、かつ基板
あるいはエピタキシャル基板用の基板ホルダーもドープ
用とアンドープ用を区別して配置し、双方間の基板の搬
送機構を付与することにより、不純物のメモリ効果を防
止できる。また不純物ドープ層とアンドープ高純度層を
１！ｔ、層する場合のｒ基板ウェハ搬送」−「昇温」−
「結晶成長」−「降温」−「エピタキシャルウェハ搬送
」−「昇温」−「結晶成長」−「降温」−・・・といっ
た一連の工程をマイクロプロセッサ処理によるプログラ
ムシーケンスを用いて行なうことができる。この時、ウ
ェハの搬送路、ウェハ装着、ウェハ取出し部は空気、水
分等よる完全に遮断された真空室になっている。
本発明の気相エピタキシャル成長装置の概要を第１図を
用いて説明オろ。
用いて説明オろ。
第１のエピタキシャル成長層の成長のための第１のガス
導入系と、第２のエピタキシャル成長、−の成長のため
の第２のガス導入系とを少なくとも有し、且第１．第２
の両ガス導入系に対し、第１および第２のエピタキシャ
ル成長層相互に共有しない元素のための個別的ガス８人
系は少なくとも独立した個別の配管系としてガス６人系
が８稗に応じて構成される。
導入系と、第２のエピタキシャル成長、−の成長のため
の第２のガス導入系とを少なくとも有し、且第１．第２
の両ガス導入系に対し、第１および第２のエピタキシャ
ル成長層相互に共有しない元素のための個別的ガス８人
系は少なくとも独立した個別の配管系としてガス６人系
が８稗に応じて構成される。
そして、これら第１．第２の両ガス専入系および必要に
応じて設けられる個別的ガス導入系は各各節１および第
２の独立した反応室に接続される。
応じて設けられる個別的ガス導入系は各各節１および第
２の独立した反応室に接続される。
第１図は不純物含有にと不純物を含有しない層の積層体
を気相成長せしめろ場合の例を示している。第１図にお
いては、９はＡ ｓ ｔｌ、ガス導入のたぬの、１ｏは
トリメチルガリウム（（ＣＨ：ｌ ） ｙ Ｇａ ）ガ
ス導入のための導入系で、これらのガス導入系より導入
されるガスを用いてＧａＡｓ層が成長される。なお、ガ
ス導入系１ｏに接続された配管系７はキャリア・ガス（
Ｈ２）の導入系である。
を気相成長せしめろ場合の例を示している。第１図にお
いては、９はＡ ｓ ｔｌ、ガス導入のたぬの、１ｏは
トリメチルガリウム（（ＣＨ：ｌ ） ｙ Ｇａ ）ガ
ス導入のための導入系で、これらのガス導入系より導入
されるガスを用いてＧａＡｓ層が成長される。なお、ガ
ス導入系１ｏに接続された配管系７はキャリア・ガス（
Ｈ２）の導入系である。
更に１２はモノ・シラン（Ｓｉｌ１４）の導入系でＧａ
Ａｓ層にｎ型不純物を導入するためのものである。
Ａｓ層にｎ型不純物を導入するためのものである。
従って、この例では、図にみられる如く、７′。
９′および１０’の配管によって第１のガス導入系、７
’ 、９’および１０’の配管によって第２のガス導入
系、１２の配管によって個別的ガス導入系が構成されて
いる。
’ 、９’および１０’の配管によって第２のガス導入
系、１２の配管によって個別的ガス導入系が構成されて
いる。
そして、これら第１のガス導入系は第１の反応室６に、
第２のガス導入系および個別的ガス導入系は第２の反応
室１１に接続されている。
第２のガス導入系および個別的ガス導入系は第２の反応
室１１に接続されている。
これら第１および第２の反応室（６，１１）の間を基板
搬送手段によって、所望の基板か搬送される。
搬送手段によって、所望の基板か搬送される。
基板搬送手段は市販されているもので十分てあり、例え
ばロードロック方式による基ｔＵａ送は最も一般的なも
ので、基板を外気にさらすことなく予備排気室１．搬送
室Ｓ７反応室（６，１１）間を移動できる。
ばロードロック方式による基ｔＵａ送は最も一般的なも
ので、基板を外気にさらすことなく予備排気室１．搬送
室Ｓ７反応室（６，１１）間を移動できる。
さらに基板は基板搬送手段５によって第１のアンドープ
反応室６と第２の不純物添加反応室１１間を成長終了毎
に自由に出入可能であり、この反応室の移動に応じて反
応ガス流量、基板昇温降温。
反応室６と第２の不純物添加反応室１１間を成長終了毎
に自由に出入可能であり、この反応室の移動に応じて反
応ガス流量、基板昇温降温。
反応室内の真空度等は全て、各々とインターフェイス機
能を有するマイクロプロセッサ２により自動化されたも
のとなっている。
能を有するマイクロプロセッサ２により自動化されたも
のとなっている。
本発明による気相エピタキシャル成長装置に適月可能な
反応系は第１に有機金属による熱分解法があり、材料と
してはＧａＡｓ層 ＧａＡ Ｑ Ａｓ系、ＩｎＰ／ Ｉ
ｎＧａＡｓ （Ｐ ）系がある。第２に塩化物系を用い
た不均等化反応による気相成長も含まれる。
反応系は第１に有機金属による熱分解法があり、材料と
してはＧａＡｓ層 ＧａＡ Ｑ Ａｓ系、ＩｎＰ／ Ｉ
ｎＧａＡｓ （Ｐ ）系がある。第２に塩化物系を用い
た不均等化反応による気相成長も含まれる。
以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する６
実施例１）
電々効果形トランジスタ（ＦＥＴ）用のエピタキシャル
基板を作製する場合を例にとって説明す机 半絶縁性ＧａＡｓ （１００）基板をＨ，ＳＯ，： Ｈ
２０□：Ｈ２０＝４：１：１液でエッチ処理したウェハ
を予備排気室１内のウェハ搬送治具上にセット後、あら
かじめマイクロプロセッサ２にメモリさせであるシーケ
ンスを実行する。まず真空系３により約２０分間１０−
４パス力ル程度に排気したのちゲートバルブ４を開け、
ウェハをウェハ搬送機構室５へ移す。次いで既ウェハを
＠１図に示したアンドープ反応室６へ移動する。この時
、反応室とウェハ搬送機構室は完全に分離される。次い
でキャリガスである工（２７を反応室へマスフローコン
トローラ１３を用い、エアーオペレートバルブ１４を開
けて毎分５Ｑ流し込み、約５分後しこ加熱系である高周
波誘４加熱装五８を稼動、約２０分後にウェハ冶具温度
を６５０℃とする。この時治具温度が５００’（４’Ｖ
族であルＡｓＨ，ガス９を毎分５０ｃｃ流し、基板表面
を保護する様になっている。次いで■族であるトリメチ
ルガリウム、（ＣＨ３）１Ｇａｌ。
基板を作製する場合を例にとって説明す机 半絶縁性ＧａＡｓ （１００）基板をＨ，ＳＯ，： Ｈ
２０□：Ｈ２０＝４：１：１液でエッチ処理したウェハ
を予備排気室１内のウェハ搬送治具上にセット後、あら
かじめマイクロプロセッサ２にメモリさせであるシーケ
ンスを実行する。まず真空系３により約２０分間１０−
４パス力ル程度に排気したのちゲートバルブ４を開け、
ウェハをウェハ搬送機構室５へ移す。次いで既ウェハを
＠１図に示したアンドープ反応室６へ移動する。この時
、反応室とウェハ搬送機構室は完全に分離される。次い
でキャリガスである工（２７を反応室へマスフローコン
トローラ１３を用い、エアーオペレートバルブ１４を開
けて毎分５Ｑ流し込み、約５分後しこ加熱系である高周
波誘４加熱装五８を稼動、約２０分後にウェハ冶具温度
を６５０℃とする。この時治具温度が５００’（４’Ｖ
族であルＡｓＨ，ガス９を毎分５０ｃｃ流し、基板表面
を保護する様になっている。次いで■族であるトリメチ
ルガリウム、（ＣＨ３）１Ｇａｌ。
をＨ２をキャリアガスとして毎分１．６ 田流し、６０
分間で約３μｍのアンドープＧａＡｓを成長する。
分間で約３μｍのアンドープＧａＡｓを成長する。
この後、トリメチルガリウムを停止、加熱装置を停止、
５００℃の冶具温度でアルシンを停止するという一連の
工程を経て、ウェハは室温迄冷却される。次いでウェハ
はウェハ搬送機構室へ移動、さらに＠１図の不純物添加
反応室１１へ移動した後、ふたたびキャリアガスである
Ｈ２を毎分５Ｑ流し、約５分後治具を６５０℃に加熱、
所定量のＡ、 Ｈ，、（ＣＨｉ）ｆｆＧａおよびｎ形不
純物原料のセレン化水素（Ｈ，Ｓｅ）もしくはモノシラ
ン（ＳｉＨ２） １２の反応によりｎ型ＧａＡｓを８分
間で約０．４ μｍ。
５００℃の冶具温度でアルシンを停止するという一連の
工程を経て、ウェハは室温迄冷却される。次いでウェハ
はウェハ搬送機構室へ移動、さらに＠１図の不純物添加
反応室１１へ移動した後、ふたたびキャリアガスである
Ｈ２を毎分５Ｑ流し、約５分後治具を６５０℃に加熱、
所定量のＡ、 Ｈ，、（ＣＨｉ）ｆｆＧａおよびｎ形不
純物原料のセレン化水素（Ｈ，Ｓｅ）もしくはモノシラ
ン（ＳｉＨ２） １２の反応によりｎ型ＧａＡｓを８分
間で約０．４ μｍ。
ｎ型ＧａＡｓを２分間で約０．１ μｍエピタキシャル
成長する。この後、反応室を室温迄冷却する。最後にエ
ピタキシャルウェハを搬送室から、ゲートバルブ４を開
けることにより予備排気室１へ移動、装置外へ取り呂す
。上記方法によって得られたＦＥＴの成長方向不純物濃
度分布を電圧−容量法によって調べた結果を第２図に示
す。第２図のＦＥＴの成長方向厚みとキャリア濃度の関
係の曲線（ｂ）の通りアンドープＧａＡｓはｎ 〜１０
”ａｎ−’ ＋ ｎ型ＧａＡｓはｎ〜２Ｘ１０”Ｃ１ｎ
−’、 ｎ″″型ＧａＡｓはｎ〜１×Ｉ Ｑ”ａｎ−’
であった。第２図曲線（ａ）は不純物添加反応室のみを
用いて、能動層およびバッファ層を形成した比較例を示
すものである。次いで第２回目、第３回目と同様のエピ
タキシャル成長を繰返し行なったところ、各成長層のキ
ャリア不純物濃度は第１回目とほとんど変′りなく、本
発明の効果が十分に大であることが示された。
成長する。この後、反応室を室温迄冷却する。最後にエ
ピタキシャルウェハを搬送室から、ゲートバルブ４を開
けることにより予備排気室１へ移動、装置外へ取り呂す
。上記方法によって得られたＦＥＴの成長方向不純物濃
度分布を電圧−容量法によって調べた結果を第２図に示
す。第２図のＦＥＴの成長方向厚みとキャリア濃度の関
係の曲線（ｂ）の通りアンドープＧａＡｓはｎ 〜１０
”ａｎ−’ ＋ ｎ型ＧａＡｓはｎ〜２Ｘ１０”Ｃ１ｎ
−’、 ｎ″″型ＧａＡｓはｎ〜１×Ｉ Ｑ”ａｎ−’
であった。第２図曲線（ａ）は不純物添加反応室のみを
用いて、能動層およびバッファ層を形成した比較例を示
すものである。次いで第２回目、第３回目と同様のエピ
タキシャル成長を繰返し行なったところ、各成長層のキ
ャリア不純物濃度は第１回目とほとんど変′りなく、本
発明の効果が十分に大であることが示された。
実施例２）
２次元電子ガス電界効果トランジスタ用のエピタキシャ
ル基板を作製する場合、 実施例１）の場合と同様の手順によりマイクロプロセッ
サのメモリを実行する。アンドープＧａＡｓを約１μｍ
、アンドープ反応室で６５０℃にて成長したのち、不純
物添加反応室において■族原料としてトリメチルガリウ
ムとトリメチルアルミニウム（（ｃＨ，）、Ａｐ）、ｖ
族原料としてアルシン。
ル基板を作製する場合、 実施例１）の場合と同様の手順によりマイクロプロセッ
サのメモリを実行する。アンドープＧａＡｓを約１μｍ
、アンドープ反応室で６５０℃にて成長したのち、不純
物添加反応室において■族原料としてトリメチルガリウ
ムとトリメチルアルミニウム（（ｃＨ，）、Ａｐ）、ｖ
族原料としてアルシン。
ｎ型不純物原料としてＳｉＨ４を各々毎分２．５ｃｃ。
毎分０．９ｃｃ、毎分５０ ｃｃ 、毎分１０−’ｃｃ
流し、ＡＱ組成が３０％のｎ型Ｇａ、−、Ａ Ｑ 、Ａ
ｓを約４００人、次いでトリメチルアルミニウムを停止
しｎ型ＧａＡｓを約２００人結晶成長した。この時のア
ンドープＧａＡｓの不純物濃度は１０”ａｏ−’、ｎ型
Ｇａ１−ｘＡ Ｑ ＬＡｓ 、ｎ型ＧａＡｓの不純物濃
度は各々６Ｘ１０１７ａｎ−’ 、 ５ Ｘ １０１７
ｃｍ−’であり、エピタキシャル成長回数を繰返しても
各々の不純物レベルはほとんど変化しなかった。
流し、ＡＱ組成が３０％のｎ型Ｇａ、−、Ａ Ｑ 、Ａ
ｓを約４００人、次いでトリメチルアルミニウムを停止
しｎ型ＧａＡｓを約２００人結晶成長した。この時のア
ンドープＧａＡｓの不純物濃度は１０”ａｏ−’、ｎ型
Ｇａ１−ｘＡ Ｑ ＬＡｓ 、ｎ型ＧａＡｓの不純物濃
度は各々６Ｘ１０１７ａｎ−’ 、 ５ Ｘ １０１７
ｃｍ−’であり、エピタキシャル成長回数を繰返しても
各々の不純物レベルはほとんど変化しなかった。
実施例３）
Ｐ Ｉ Ｎ−ＦＥＴ （ＯＥＩＣ）用のエピタキシャル
基板を作製する場合、 実施例１）の場合と同様の手順によりマイクロプロセッ
サのメモリを実行する。ｎ“−ＧａＡｓを約３μｍ、不
純物添加反応室で７００℃にて成長した後、アンドープ
反応室で６５０℃にてｎ”−ＧａＡｓ。
基板を作製する場合、 実施例１）の場合と同様の手順によりマイクロプロセッ
サのメモリを実行する。ｎ“−ＧａＡｓを約３μｍ、不
純物添加反応室で７００℃にて成長した後、アンドープ
反応室で６５０℃にてｎ”−ＧａＡｓ。
ｎ／” −Ｇａ１−、ＡＱｘＡｓ、 ｎ−−ＧａＡ
ｓ を各々２ μｍ。
ｓ を各々２ μｍ。
１μｍ、０．５ μｍ結晶成長した。この時のｎ′−
ＧａＡｓ、 ｎ−−ＧａＡｓ、 ｎ−−ＧａｔＱＡｓ、
ｎ−−ＧａＡｓのキャリア濃度は各々、２ Ｘ １０
”ａｎ−’ ＋〜１０１０１４（’、〜１０”ｃｎ−”
、 −１０１４ａｎ−’であった。またエピタキシャル
成長回数を繰返しても各々の不純物レベルはほとんど変
化しなかった。
ＧａＡｓ、 ｎ−−ＧａＡｓ、 ｎ−−ＧａｔＱＡｓ、
ｎ−−ＧａＡｓのキャリア濃度は各々、２ Ｘ １０
”ａｎ−’ ＋〜１０１０１４（’、〜１０”ｃｎ−”
、 −１０１４ａｎ−’であった。またエピタキシャル
成長回数を繰返しても各々の不純物レベルはほとんど変
化しなかった。
本実施例ではドープ不純物としてｎ型不純物原料を用い
たが、例えばｎ型不純物原料であるシクロペンタマグネ
シウムやジエチル亜鉛等も同様に実施できる。また基板
装着枚数も１枚に限らず、ウェハホルダーを大きくする
ことにより多数枚装着も同様に実施できる。また実施例
としてＧａＡｓ／ＧａＡ Ｑ Ａｓ系についてのみ説明
したが他の材料系つまりｍ−ｖ族ではＩ ｎ Ｐ ／
ＩｎＧａ＋へｓＰ系、 工ｎＧａＰ ／ＩｎＧａＡ ｆ
ｌ Ｐ系等、ｎ−ｖ族ではＺ ｎ Ｓ 、 Ｚｎ５ｅ、
ＣｄＳｅ等にも出発原料や不純物種を代えることによ
り同様に実施できることは言うまでもない。
たが、例えばｎ型不純物原料であるシクロペンタマグネ
シウムやジエチル亜鉛等も同様に実施できる。また基板
装着枚数も１枚に限らず、ウェハホルダーを大きくする
ことにより多数枚装着も同様に実施できる。また実施例
としてＧａＡｓ／ＧａＡ Ｑ Ａｓ系についてのみ説明
したが他の材料系つまりｍ−ｖ族ではＩ ｎ Ｐ ／
ＩｎＧａ＋へｓＰ系、 工ｎＧａＰ ／ＩｎＧａＡ ｆ
ｌ Ｐ系等、ｎ−ｖ族ではＺ ｎ Ｓ 、 Ｚｎ５ｅ、
ＣｄＳｅ等にも出発原料や不純物種を代えることによ
り同様に実施できることは言うまでもない。
本発明の装置を用いることにより、アンドープの高純度
半導体層と不純物ドープ半導体層を積層する場合、また
この成長過程を繰返す場合など、トープされた不純物の
メモリ効果が現われず、常に安定したアンドープ７ＣＳ
純度層が得られる。また本装置を用いて作製したＦＥＴ
では安定したアンドープ不純物レベル（〜１０１４■−
３）が得られ、特性もｎ−ＧａＡｓ能動層移動度として
４，０００−４，５００ｃｉ ／ ｋ ｓ （３００
Ｋ ）が得られ、１２ Ｇ Ｈｚにおける雑音指数とし
て１．５ ｄＢ （デシベル）、利得１２ｄＢ （デ
シベル）が得られた。
半導体層と不純物ドープ半導体層を積層する場合、また
この成長過程を繰返す場合など、トープされた不純物の
メモリ効果が現われず、常に安定したアンドープ７ＣＳ
純度層が得られる。また本装置を用いて作製したＦＥＴ
では安定したアンドープ不純物レベル（〜１０１４■−
３）が得られ、特性もｎ−ＧａＡｓ能動層移動度として
４，０００−４，５００ｃｉ ／ ｋ ｓ （３００
Ｋ ）が得られ、１２ Ｇ Ｈｚにおける雑音指数とし
て１．５ ｄＢ （デシベル）、利得１２ｄＢ （デ
シベル）が得られた。
また２次元電子ガスＦＥＴにおいても７７に移動度とし
て７０．ＯＯＯ〜１００，０００ ａｊ／ ｖ−ｓの値
が安定して得られるので、アンドープ高純度エピタキシ
ャル成長層を得る手段として本発明の効果は大なるもの
がある６
て７０．ＯＯＯ〜１００，０００ ａｊ／ ｖ−ｓの値
が安定して得られるので、アンドープ高純度エピタキシ
ャル成長層を得る手段として本発明の効果は大なるもの
がある６
第１図は、本発明による装置を説明するための概念図、
第２図は本発明の成長方法を用いて作成した積層体の不
純物濃度分布を示した図である。
第２図は本発明の成長方法を用いて作成した積層体の不
純物濃度分布を示した図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、気相反応を行なわせる反応室に収容した基板上にエ
ピタキシャル成長層を形成する気相エピタキシャル成長
方法において、第１のエピタキシャル成長層のための第
１のガス導入系と、第２のエピタキシャル成長層のため
の第２のガス導入系とを少なくとも設け、前記各ガス導
入系に接続する独立した反応室を有し、前記各エピタキ
シャル成長層に添加する元素のためのガス導入系を前記
各反応室に必要に応じて設け、これら反応室間を所定基
板を移動せしめて複数のエピタキシャル成長層を積層す
ることを特徴とする気相エピタキシャル成長方法。 ２、前記第１および第２のガス導入系はＶ族元素のため
の水素化物とIII族元素のための有機金属化合物とのガ
ス導入系なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の気相エピタキシャル成長方法。 ３、第１のエピタキシャル成長のための第１のガス導入
系と、第２のエピタキシャル成長のための第２のガス導
入系と、これら各ガス導入系に接続される独立した反応
室とを少なくとも有し、前記各反応室には各エピタキシ
ャル成長層に添加する元素のためのガス導入系を必要に
応じて設け、前記各反応室間を基板を移動せしめる基板
搬送手段を少なくとも有することを特徴とする気相エピ
タキシャル成長装置。 ４、前記反応室の少なくともひとつは当該成長層への添
加元素のためのガス導入系を有さないことを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の気相エピタキシャル成長装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201658A JPS6183700A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 気相エピタキシヤル成長方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201658A JPS6183700A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 気相エピタキシヤル成長方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183700A true JPS6183700A (ja) | 1986-04-28 |
| JPH0566356B2 JPH0566356B2 (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=16444742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59201658A Granted JPS6183700A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 気相エピタキシヤル成長方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183700A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02106932A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Rohm Co Ltd | 半導体製造装置 |
| EP0682388A3 (en) * | 1994-05-02 | 1996-02-21 | At & T Corp | Vertical optical resonator semiconductor device. |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5825226A (ja) * | 1982-07-19 | 1983-02-15 | Shunpei Yamazaki | プラズマ気相反応装置 |
| JPS5988395A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体結晶気相成長装置 |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP59201658A patent/JPS6183700A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5825226A (ja) * | 1982-07-19 | 1983-02-15 | Shunpei Yamazaki | プラズマ気相反応装置 |
| JPS5988395A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体結晶気相成長装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02106932A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Rohm Co Ltd | 半導体製造装置 |
| EP0682388A3 (en) * | 1994-05-02 | 1996-02-21 | At & T Corp | Vertical optical resonator semiconductor device. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0566356B2 (ja) | 1993-09-21 |
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