JPS6242517A - Semiconductor vapor processing - Google Patents

Semiconductor vapor processing

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JPS6242517A
JPS6242517A JP18227585A JP18227585A JPS6242517A JP S6242517 A JPS6242517 A JP S6242517A JP 18227585 A JP18227585 A JP 18227585A JP 18227585 A JP18227585 A JP 18227585A JP S6242517 A JPS6242517 A JP S6242517A
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JP
Japan
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vapor
compound
reaction tube
semiconductor
oxygen
Prior art date
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Pending
Application number
JP18227585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenya Nakai
中井 建弥
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 酸素を含む化合物をドーパントとする半導体気相処理法
において、熱分解による目的不純物の析出に伴う効率の
低下、酸素の混入による結晶品質劣化を防止するために
、ドーパントとともにハロゲン化合物およびアルミニウ
ムを利用する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] In a semiconductor vapor phase processing method using an oxygen-containing compound as a dopant, in order to prevent a decrease in efficiency due to the precipitation of target impurities due to thermal decomposition and a deterioration in crystal quality due to the contamination of oxygen. , utilizes halogen compounds and aluminum along with dopants.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は半導体気相処理方法に解するもので、さらに詳
しく言えば、半導体結晶の気相エピタキシャル成長法に
おける不純物のドーピング方法の改善に関するものであ
る。
The present invention relates to a semiconductor vapor phase processing method, and more specifically, to an improvement in an impurity doping method in a semiconductor crystal vapor phase epitaxial growth method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

II−V族化合物半導体の製造工程における薄膜結晶の
形成に気相エピタキシャル成長法が利用され、密閉管方
式ではハロゲンが用いられ、蒸気圧の小さい■族元素の
輸送に使用する。多重薄膜層形成や所定の厚さの結晶層
を得るには開放管方式が利用される。
Vapor phase epitaxial growth is used to form thin film crystals in the manufacturing process of II-V group compound semiconductors, and halogen is used in the closed tube method to transport group (I) elements with low vapor pressure. An open tube method is used to form multiple thin film layers or to obtain a crystal layer of a predetermined thickness.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

化合物半導体の気相成長に用いるドーパントとしては種
々の物質の蒸気が利用されているが、Fe(CO)5 
、 Cr<C0)6.(Cry、) CJ!zなど酸素
を含むドーパントの使用においては、■酸素の混入によ
って特性が劣化する(Ga AβAs+ In AlA
sなどの場合)、■ドーピング中に熱分解が進行し、目
的不純物が半導体内に導入されない、というような制限
があり、良質な結晶が得られない問題がある。
Vapors of various substances are used as dopants for the vapor phase growth of compound semiconductors, but Fe(CO)5
, Cr<C0)6. (Cry,) CJ! When using dopants containing oxygen such as
s), (2) thermal decomposition progresses during doping, and target impurities are not introduced into the semiconductor, which poses the problem of not being able to obtain high-quality crystals.

例えばFe(Co)5をドーパントとして用いる場合に
、Feが熱分解してドーパント導入管(ドーパントライ
ン)上に堆積したり、または酸素が11□0となって結
晶に入り結晶の形態(morphology)を劣化さ
せる。
For example, when Fe(Co)5 is used as a dopant, Fe thermally decomposes and deposits on the dopant introduction tube (dopant line), or oxygen becomes 11□0 and enters the crystal, changing its morphology. deteriorate.

本発明はこのような点に鑑みて創作されたちので、酸素
を含む物質を源(ソース)とする半導体への不純物を効
果的に利用する方法を提供するものである。
The present invention was created in view of these points, and therefore provides a method for effectively utilizing impurities in semiconductors whose source is a substance containing oxygen.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図と第2図は本発明実施例に用いる装置の断面図で
ある。
1 and 2 are cross-sectional views of an apparatus used in an embodiment of the present invention.

第1図と第2図において、11は反応管、12はガス導
入管、13はドーピングライン、工4は基板ホルダ、1
5はInP基板、16はインジウムソースを含むボート
、17はヒータ、18はキャップ、19は排気管、20
は八(1,Ga合金、21は補助ヒータ、22はソース
インジウムである。
1 and 2, 11 is a reaction tube, 12 is a gas introduction tube, 13 is a doping line, 4 is a substrate holder, 1
5 is an InP substrate, 16 is a boat containing an indium source, 17 is a heater, 18 is a cap, 19 is an exhaust pipe, 20
8 (1, Ga alloy, 21 is the auxiliary heater, 22 is the source indium.

本発明の方法においては、気相を通じて不純物を半導体
結晶内に導入するに際し、不純物のソースとして酸素原
子を含む化合物の蒸気を用いる場合に、該化合物の蒸気
に加え、IIcβ、 AsCe 3 。
In the method of the present invention, when a vapor of a compound containing oxygen atoms is used as a source of impurities when introducing impurities into a semiconductor crystal through the gas phase, in addition to the vapor of the compound, IIcβ, AsCe 3 .

PCR3、CE2+ Br2などのハロゲン化合物蒸気
を用いるものであり、第1図において、成長ガス(PC
e 3 +  112 )は成長ガス導入管12を通し
、ドーパント (Fe(CO)s +  )12 )ガ
スはドーピングライン13を通しそれぞれ反応管11内
に供給され、上記方法の実施に際して成長ガスはAl 
、 Ga、 Inなどの液体金属に接触せしめられた後
に半導体の処理に適用される。
It uses halogen compound vapor such as PCR3, CE2+ Br2, etc. In Fig. 1, the growth gas (PC
e 3 + 112 ) is supplied into the reaction tube 11 through the growth gas introduction tube 12, and dopant (Fe(CO)s + ) 12 ) gas is supplied into the reaction tube 11 through the doping line 13. When carrying out the above method, the growth gas is
, Ga, In, etc. after being brought into contact with liquid metals.

〔作用〕[Effect]

例えばFe(CO)5の場合、それは熱分解のためにF
eとCOガスとになる。Feの蒸気圧は半導体製造温度
では十分に低く、ドーピングライン上に析出するのであ
るが、この析出を防止するために、FeをFeff2 
、 Feα3の如きハロゲン化合物にする。その手段と
してハロゲン元素源を不純物ソースと同時に使用する。
For example, in the case of Fe(CO)5, it is F
e and CO gas. The vapor pressure of Fe is low enough at the semiconductor manufacturing temperature that it precipitates on the doping line, but in order to prevent this precipitation, Fe is
, to a halogen compound such as Feα3. As a means of achieving this, a halogen element source is used simultaneously with an impurity source.

また熱分解で生成したCOは、酸素と結合しやすい物質
例えばlと接触させ、Al1203とC(炭素)として
析出せしめる。
Further, CO generated by thermal decomposition is brought into contact with a substance that easily combines with oxygen, such as 1, and is precipitated as Al1203 and C (carbon).

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

InPの気相成長を第2図を参照して説明すると、高抵
抗なInPをエピタキシャル成長するために、Fe(C
o、>sをドーパントとして用いた。Fe(CO)5 
+!12をドーピングライン12を通して反応管11内
に供給した場合、基板15上のInPの結晶はノンドー
プの場合に比べて高抵抗のInPという目的に反し、p
形の結晶となった(成長温度690℃、Inソース温度
800℃、Pα3モル比2 X 10−2モル、ガス流
速500 ml! 7分、ドーパントガス流m 100
 m127分)。このことは、Feがドーピングライン
13上に析出し、COが反応管11内に導入され、この
COから炭素がInP内にドープされたためと解される
To explain the vapor phase growth of InP with reference to FIG. 2, in order to epitaxially grow high-resistance InP, Fe(C
o,>s was used as a dopant. Fe(CO)5
+! When InP 12 is supplied into the reaction tube 11 through the doping line 12, the InP crystal on the substrate 15 becomes p
(growth temperature 690 °C, In source temperature 800 °C, Pα3 molar ratio 2 × 10−2 mol, gas flow rate 500 ml! 7 min, dopant gas flow m 100
m127 minutes). This is understood to be because Fe was deposited on the doping line 13, CO was introduced into the reaction tube 11, and carbon was doped into InP from this CO.

なお、成長結晶の表面は凹凸となった。Note that the surface of the grown crystal became uneven.

そこで、Fe (CO)5に加えガス導入管12を通し
てpC,e3蒸気(PCe3+H2)をガス導入管12
を通して反応管11内に供給した場合、ドーピングライ
ン13上のFeの析出は認められなかったが、結晶の特
性はp形で上記した場合とあまり違わなかった。
Therefore, in addition to Fe(CO)5, pC, e3 vapor (PCe3+H2) is passed through the gas introduction pipe 12.
When Fe was supplied into the reaction tube 11 through the doping line 13, no precipitation of Fe was observed on the doping line 13, but the characteristics of the crystal were not much different from those of the p-type case described above.

さらに、第1図に示されるように、Fe(CO)5とP
C)ea蒸気を含むガス(Fe(CO)s + PCJ
! 3 + H2)を、ドーピングライン12内に配置
され補助ヒータ21で加熱されるGaとAffの1:1
合金(符号20で示す)上を通過させて反応管11に供
給したところ(ガス導入管12からはPαa+11zガ
スが供給される状態で)、lO69cm以上の抵抗値の
fnP結晶が基板15上に気相成長された。なお、Ga
・ iの合金の代りに、またはそれと共に、酸素と結合
し、結合生成物の蒸気圧が十分に低い元素または化合物
を用いてもよく、その代表的なものはトリメチルアルミ
ニウム、トリメチルガリウムなどである。
Furthermore, as shown in Fig. 1, Fe(CO)5 and P
C) Gas containing ea vapor (Fe(CO)s + PCJ
! 3 + H2) with a 1:1 ratio of Ga and Aff placed in the doping line 12 and heated by the auxiliary heater 21.
When the alloy (indicated by reference numeral 20) was passed over and supplied to the reaction tube 11 (with Pαa+11z gas being supplied from the gas introduction tube 12), fnP crystals with a resistance value of 1O69 cm or more were vaporized on the substrate 15. phase-grown. In addition, Ga
- Instead of or together with the alloy i, an element or compound that combines with oxygen and whose combined product has a sufficiently low vapor pressure may be used, typical examples of which are trimethylaluminum, trimethylgallium, etc. .

本発明者の実験によると、Fe(Cす5の他に、Cr 
(CO) 6 、 Cr01梗2などのドーパントの場
合にも上記の方法は適用可能である。さらに、塩化物系
の気相成長法のみでなく、八βを含むGa i As。
According to the inventor's experiments, in addition to Fe (C5), Cr
The above method is also applicable to dopants such as (CO) 6 and Cr01-2. Furthermore, not only chloride-based vapor phase growth methods but also Ga i As containing octaβ.

In Aj! Asなどの化合物半導体の熱分解法(M
O−CVD法)にも適用可能であり、酸素のドーピング
によるのではなく、CrやFe等の深い準位の不純物の
導入による高抵抗結晶の成長が可能である。
In Aj! Thermal decomposition method of compound semiconductors such as As (M
It is also applicable to the O-CVD method), and it is possible to grow a high-resistance crystal not by doping oxygen but by introducing impurities at deep levels such as Cr and Fe.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べてきたように本発明によれば、酸素の混入のな
いモルホロジーの良好な結晶が得られ、しかも不純物の
ドーピングの効率が高くなる効果がある。
As described above, according to the present invention, a crystal with good morphology without oxygen contamination can be obtained, and the efficiency of doping with impurities can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図と第2図は本発明実施例の断面図である。 第1図と第2図において、 11は反応管、 12はガス導入管、 13はドーピングライン、 14は基板ホルダ、 15はInP基板、 16はボート、 17はヒータ、 18はキャップ、 19は排気管、 20はGa−Al!合金、 21は補助ヒータ、 22はソースインジウムである。 本発明S!党例灯面超 第1図 状來例折面圓 第2図 1 and 2 are cross-sectional views of embodiments of the present invention. In Figures 1 and 2, 11 is a reaction tube; 12 is a gas introduction pipe; 13 is the doping line, 14 is a substrate holder; 15 is an InP substrate; 16 is a boat, 17 is a heater; 18 is a cap, 19 is the exhaust pipe, 20 is Ga-Al! alloy, 21 is an auxiliary heater, 22 is source indium. This invention S! party example light side super Figure 1 The current situation is a folded circle. Figure 2

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)酸素原子を含む化合物の蒸気を不純物のソースと
しドーピングライン(13)を通し気相反応管(11)
内に配置された基板(15)上の半導体結晶内に導入す
るに際して、 ハロゲン化合物蒸気をガス導入管(13)を通し不純物
とともに反応管(11)内に導入することを特徴とする
半導体気相処理方法。
(1) The vapor of a compound containing oxygen atoms is passed through the doping line (13) to the gas phase reaction tube (11) as an impurity source.
A semiconductor vapor phase system characterized in that when introducing a halogen compound vapor into a semiconductor crystal on a substrate (15) disposed in a semiconductor crystal, a halogen compound vapor is introduced into a reaction tube (11) together with impurities through a gas introduction tube (13). Processing method.
(2)酸素原子を含む化合物の蒸気とハロゲン化合物蒸
気をドーピングライン(13)内の加熱された酸素と結
合する液体金属(20)に接触させた後反応管(11)
内に導入することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の方法。
(2) Reaction tube (11) after contacting the vapor of the compound containing oxygen atoms and the vapor of the halide compound with the liquid metal (20) that combines with the heated oxygen in the doping line (13)
2. A method as claimed in claim 1, characterized in that the method is implemented in a.
(3)酸素と結合し、結合生成物の蒸気圧が低い元素ま
たは化合物を前記液体金属とともにまたは液体金属に代
えて用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の方法。
(3) The method according to claim 1, characterized in that an element or compound that combines with oxygen and whose combined product has a low vapor pressure is used together with or in place of the liquid metal.
(4)前記物質がトリメチルアルミニウム、トリメチル
ガリウムまたはそれに類似の物質であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の方法。
(4) The method according to claim 1, wherein the substance is trimethylaluminum, trimethylgallium, or a similar substance.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01202829A (en) * 1987-12-22 1989-08-15 Philips Gloeilampenfab:Nv Manufature of electronic device and reaction vessel used for it
US5539146A (en) * 1993-04-09 1996-07-23 Yamaha Corporation Performance information analyzer and chord detection device associated therewith
USRE38477E1 (en) * 1993-04-09 2004-03-30 Yamaha Corporation Performance information analyzer and chord detection device associated therewith

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