JPS62128517A - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
- Publication number
- JPS62128517A JPS62128517A JP60269708A JP26970885A JPS62128517A JP S62128517 A JPS62128517 A JP S62128517A JP 60269708 A JP60269708 A JP 60269708A JP 26970885 A JP26970885 A JP 26970885A JP S62128517 A JPS62128517 A JP S62128517A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- carbon
- heated
- vapor phase
- heating
- 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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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
本発明は化合物半導体等を基板上に結晶成長す。
る場合に用いられる気相成長方法に関するものである。
従来の技術
近年、■−■族および■−■族等化合物および混晶半導
体の気相エピタキシャル成長法、特に有機金属気相成長
法（Ｍ ＯＯＶ Ｄ ： Ｍｅｔａｌ Ｄｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
法）が、大面積にわたる均一性、量産性、膜厚や組成の
制御性等の点から注目を集め、各所で研究開発が活発に
行なわれている。
体の気相エピタキシャル成長法、特に有機金属気相成長
法（Ｍ ＯＯＶ Ｄ ： Ｍｅｔａｌ Ｄｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
法）が、大面積にわたる均一性、量産性、膜厚や組成の
制御性等の点から注目を集め、各所で研究開発が活発に
行なわれている。
一般に、この種の気相成長法に用いられる装置は、結晶
成長室内の気体の圧力によって、常圧（大気＋１）ＭＯ
ＣＶＤ装置オヨヒ減１′ＥＭＯｃＶＤ装置に大別される
。常圧（大気圧）ＭＯＣＶＤ装置の方が、装置の構造が
簡単であり、原料ガスの切り変え等による結晶成長室内
の圧力変動も少ない。しかし、エピタキシャル成長する
材料によっては、結晶成長室内の圧力が大気圧よりも低
い方が好ましい場合がある。特にＺｎＰ系の場合顕著で
ある。Ｉｎの原料ガス材料である例えばトリエチルイン
ジウムＴ Ｅ Ｘ （（Ｃ，、Ｈ５）、Ｉｎ″ｌは、低
温で分解し易く不安定であるために、サセプタからの熱
によって基板に達するまでに分解し、成長に全く寄与し
なくなる場合がある。そこで、ＴＥＩが結晶成長室内に
入るとすみやかに基板上に達するようにする方法として
減圧下でｒｎＰ系の結晶成長を行なう試みがなされてい
る。減圧下で行なう気相成長法では、ＴｌＣｌのガス分
子のモ均自由行程が長くでき、基板表面へすみやかに輸
送できる。
成長室内の気体の圧力によって、常圧（大気＋１）ＭＯ
ＣＶＤ装置オヨヒ減１′ＥＭＯｃＶＤ装置に大別される
。常圧（大気圧）ＭＯＣＶＤ装置の方が、装置の構造が
簡単であり、原料ガスの切り変え等による結晶成長室内
の圧力変動も少ない。しかし、エピタキシャル成長する
材料によっては、結晶成長室内の圧力が大気圧よりも低
い方が好ましい場合がある。特にＺｎＰ系の場合顕著で
ある。Ｉｎの原料ガス材料である例えばトリエチルイン
ジウムＴ Ｅ Ｘ （（Ｃ，、Ｈ５）、Ｉｎ″ｌは、低
温で分解し易く不安定であるために、サセプタからの熱
によって基板に達するまでに分解し、成長に全く寄与し
なくなる場合がある。そこで、ＴＥＩが結晶成長室内に
入るとすみやかに基板上に達するようにする方法として
減圧下でｒｎＰ系の結晶成長を行なう試みがなされてい
る。減圧下で行なう気相成長法では、ＴｌＣｌのガス分
子のモ均自由行程が長くでき、基板表面へすみやかに輸
送できる。
第２図に減圧下で気相成長を行う際に用いられる代表的
な気相装置の構成を示す。同図中の１は有機Ｉｎ化合物
ＴＥＩ（）リエチルインジウム（０２Ｈ５） ５Ｉｎ
）、２はＴＦＬＩの蒸気圧を制御するための恒温槽、３
は■族元素の水素化物ＰＨ，（ホスフィン）を各々示す
。結晶成長室６内の排気はロータリポンプ１０’ｉ５用
いて行なわれる。納品成長室ｅ内の圧力はゲートバルブ
９の開閉の度合いと制菌して行なう。ロータリボング１
０の排気ラインは原料ガスベントライン５と接続されて
有害物質除去用排ガス処理装置１１に導ひかれている。
な気相装置の構成を示す。同図中の１は有機Ｉｎ化合物
ＴＥＩ（）リエチルインジウム（０２Ｈ５） ５Ｉｎ
）、２はＴＦＬＩの蒸気圧を制御するための恒温槽、３
は■族元素の水素化物ＰＨ，（ホスフィン）を各々示す
。結晶成長室６内の排気はロータリポンプ１０’ｉ５用
いて行なわれる。納品成長室ｅ内の圧力はゲートバルブ
９の開閉の度合いと制菌して行なう。ロータリボング１
０の排気ラインは原料ガスベントライン５と接続されて
有害物質除去用排ガス処理装置１１に導ひかれている。
半導体基板１３はカーボン製サセプタ１２上に載置し、
高周波誘導によってカーボン製サセプタ１２を加熱して
その熱によって半導体基板１３を加熱するようになって
いた。
高周波誘導によってカーボン製サセプタ１２を加熱して
その熱によって半導体基板１３を加熱するようになって
いた。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記の様な装置だと減圧下において、カー
ボン製サセプタ上に載置された半導体基板を均一に加熱
することは難しい。例えば基板裏面とサセプタ表面が密
着していないと均一加熱は難しいし、又、サセプタその
ものが不均一加熱されている場合がなく、ウェハーが２
インチ、３インチ と大きくなると基板の均一加熱は
非常に困難であった。
ボン製サセプタ上に載置された半導体基板を均一に加熱
することは難しい。例えば基板裏面とサセプタ表面が密
着していないと均一加熱は難しいし、又、サセプタその
ものが不均一加熱されている場合がなく、ウェハーが２
インチ、３インチ と大きくなると基板の均一加熱は
非常に困難であった。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、上記問題点を触決するため、基板裏面に炭素
を堆積し、高周波誘導により前記炭素を加熱し、加熱さ
れた炭素からの熱で前記基板全加熱して前記基板上に薄
膜全形成するものである。
を堆積し、高周波誘導により前記炭素を加熱し、加熱さ
れた炭素からの熱で前記基板全加熱して前記基板上に薄
膜全形成するものである。
作用
この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、基板裏面に炭素全堆積し、高周波誘導により
前記炭素を加熱し、加熱された炭素からの熱で前記基板
を加熱するので、基板と加熱体炭素との間にすき間がな
い。したがって、減圧下においても基板？均一に加熱す
ることができる〇実施例 本発明の一実施例における気相成長方法を実施する気相
成長装置の具体的な一例を第１図に示−ち２０は少し角
度を付けた石英製サセプタて、２１は基板１３の裏面に
ＣＶＤ法により堆積された例えば厚み３００μｍの炭素
である。
前記炭素を加熱し、加熱された炭素からの熱で前記基板
を加熱するので、基板と加熱体炭素との間にすき間がな
い。したがって、減圧下においても基板？均一に加熱す
ることができる〇実施例 本発明の一実施例における気相成長方法を実施する気相
成長装置の具体的な一例を第１図に示−ち２０は少し角
度を付けた石英製サセプタて、２１は基板１３の裏面に
ＣＶＤ法により堆積された例えば厚み３００μｍの炭素
である。
次に本発明の効果ケより明らかにするため、炭素が堆積
されたＸｎＰ基板上にＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系多重童
子井戸栴造を作製し、膜厚９組成の均一性および界面の
急峻性を調べた。
されたＸｎＰ基板上にＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系多重童
子井戸栴造を作製し、膜厚９組成の均一性および界面の
急峻性を調べた。
使用した■族原料有機金属はＴ Ｘ Ｉ （トＩＪエチ
ルインジウム（０２Ｈ５） 、Ｉｎ） ’）、Ｔ ＲＧ
（）リエチルガリウム（Ｃ２Ｈ３） 、Ｇａ ’：ｌ
で、■族原料ガスはＰＨ３（ホスフィン）と、ＡｓＨ３
（アルシン）である。
ルインジウム（０２Ｈ５） 、Ｉｎ） ’）、Ｔ ＲＧ
（）リエチルガリウム（Ｃ２Ｈ３） 、Ｇａ ’：ｌ
で、■族原料ガスはＰＨ３（ホスフィン）と、ＡｓＨ３
（アルシン）である。
キャリアガスはＰｄ拡散Ｉｌ！Ｉを通った水素で６１３
７ｍ１ｎである。基板温度は、基板裏面から赤外線温度
計により測定し、６アＯ’Ｃである。結晶成長室内圧力
は１６０丁ｏｒｒである。’！’ＥＩ、ＴＥＧ。
７ｍ１ｎである。基板温度は、基板裏面から赤外線温度
計により測定し、６アＯ’Ｃである。結晶成長室内圧力
は１６０丁ｏｒｒである。’！’ＥＩ、ＴＥＧ。
ＰＨ３，ＡｓＨ，の流量はそれぞれ３５ ｃｃ／ｗｉｎ
、 ｓ。
、 ｓ。
ＰＨ３（ｉ７予め流す。上記流量で成長された結晶はＩ
ｎＰ基板に格子整合した（１Δａ／ａ ｌ （１ｏ ’
）Ｉｎ、、ＧａｘＡｓ、、Ｐ、−ｙ（ｘ 〜０．２７．
ｙ 〜Ｏ−５７）４元混晶が得られる。膜厚のばら
つきは数チ以内にあり、又、組成のバラツキはフォトル
ミから、１ ｎｍ以内にある。
ｎＰ基板に格子整合した（１Δａ／ａ ｌ （１ｏ ’
）Ｉｎ、、ＧａｘＡｓ、、Ｐ、−ｙ（ｘ 〜０．２７．
ｙ 〜Ｏ−５７）４元混晶が得られる。膜厚のばら
つきは数チ以内にあり、又、組成のバラツキはフォトル
ミから、１ ｎｍ以内にある。
次［Ｔ Ｅ Ｇ トＡ、Ｈ５（Ｄ Ｏｎ−０ｆ’ｆ’カ
ら、１００八ＩｎＰ 、 １００ Ａ ＩｎＧａＡＳＰ
（７） １１：）へ７からなる超格子を作成しＳ ＩＭ
ＳでＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの厚さ方向の分布を分析した
。形成された積層構造で、いずれの元素もヘテロ界面に
おいて、遷移領域は１０八以下であり、界面の急峻性は
飛躍的に向上した。
ら、１００八ＩｎＰ 、 １００ Ａ ＩｎＧａＡＳＰ
（７） １１：）へ７からなる超格子を作成しＳ ＩＭ
ＳでＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの厚さ方向の分布を分析した
。形成された積層構造で、いずれの元素もヘテロ界面に
おいて、遷移領域は１０八以下であり、界面の急峻性は
飛躍的に向上した。
以上述べた実姐例において、ＩｎＰ ／ＩｎＧａＡｓＰ
系の結晶成長について説明したが、本発明による気相成
長方法は、ＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ系、 ＡｌＧａ
工ｎＰ ／ＧａＡｓ系は勿論のこと、他のＩＩ −Ｖ族
およびｎ−■族化合物半導体および混晶半導体の結晶成
長に用いることができる。さらに、以上述べた実悔例は
有機金属気相成長法の場合であったが、ハイドライド気
相エピタキシャル成長法やクロライド気相エピタキシャ
ル成長法等の他の気相成長法の場合にも適用できる。又
、化合物半導体の気相成長だけテナク、ＳｉＯ□ヤ８１
３Ｎ４等ノ各種Ｃ’１ＤｆＰ：にも用いることができる
のは言うまでもない。
系の結晶成長について説明したが、本発明による気相成
長方法は、ＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ系、 ＡｌＧａ
工ｎＰ ／ＧａＡｓ系は勿論のこと、他のＩＩ −Ｖ族
およびｎ−■族化合物半導体および混晶半導体の結晶成
長に用いることができる。さらに、以上述べた実悔例は
有機金属気相成長法の場合であったが、ハイドライド気
相エピタキシャル成長法やクロライド気相エピタキシャ
ル成長法等の他の気相成長法の場合にも適用できる。又
、化合物半導体の気相成長だけテナク、ＳｉＯ□ヤ８１
３Ｎ４等ノ各種Ｃ’１ＤｆＰ：にも用いることができる
のは言うまでもない。
発明の効果
本発明の気相成長方法は、基板裏面に炭素を堆積し、均
一に基板を加熱するので、高品質の結晶が大面積にわた
って均一性よく保たれ、組成、不純物濃度のばらつきも
少なく、ヘテロ界面の遷移層は１０Å以下で界面の急峻
性は飛躍的に向上した。その結果、その成長結晶により
作られるデバイスのコストも大幅に削減することが可能
とな枚非常に実用的効果は大きい。
一に基板を加熱するので、高品質の結晶が大面積にわた
って均一性よく保たれ、組成、不純物濃度のばらつきも
少なく、ヘテロ界面の遷移層は１０Å以下で界面の急峻
性は飛躍的に向上した。その結果、その成長結晶により
作られるデバイスのコストも大幅に削減することが可能
とな枚非常に実用的効果は大きい。
第１図は本発明の一実施例における気相成長方法に用い
る気相成長装置の概略溝底図、第２図は従来の気相成長
方法に用いる気相成長装置の概略構成図である。 ６・・・・・・結晶成長室、７・・・・・・高周波コイ
ル、１３・・・・・・基板、２１・・・・・・炭素、２
０・・・・・・石英ガラス製サセプタっ
る気相成長装置の概略溝底図、第２図は従来の気相成長
方法に用いる気相成長装置の概略構成図である。 ６・・・・・・結晶成長室、７・・・・・・高周波コイ
ル、１３・・・・・・基板、２１・・・・・・炭素、２
０・・・・・・石英ガラス製サセプタっ
Claims (1)
- 結晶成長室に反応ガスを導入し、前記結晶成長室内に載
置された基板に薄膜を形成する際、基板裏面に炭素を堆
積し、高周波誘導により前記炭素を加熱し、加熱された
炭素からの熱で前記基板を加熱して前記基板上に薄膜を
形成することを特徴とする気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269708A JPS62128517A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269708A JPS62128517A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128517A true JPS62128517A (ja) | 1987-06-10 |
Family
ID=17476072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60269708A Pending JPS62128517A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62128517A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8129284B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-03-06 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus for heating substrate by light irradiation |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP60269708A patent/JPS62128517A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8129284B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-03-06 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus for heating substrate by light irradiation |
| US8787741B2 (en) | 2009-04-28 | 2014-07-22 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Heat treatment method and heat treatment apparatus for heating substrate by light irradiation |
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