JPS6253933B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6253933B2 JPS6253933B2 JP12703378A JP12703378A JPS6253933B2 JP S6253933 B2 JPS6253933 B2 JP S6253933B2 JP 12703378 A JP12703378 A JP 12703378A JP 12703378 A JP12703378 A JP 12703378A JP S6253933 B2 JPS6253933 B2 JP S6253933B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- growth
- substrate
- gas
- gas supply
- crystal growth
- 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.)
- Expired
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は２元素成分以上の半導体結晶を気相
法で成長させる半導体結晶成長装置に関する。
法で成長させる半導体結晶成長装置に関する。
半導体結晶の成長方法の一つである気相法はSi
については既に一般によく用いられている。
については既に一般によく用いられている。
Si気相エピタキシヤル成長装置の一断面例を第
１図に示す。第１図でSi基板１は傾斜させた基板
設定板２上におかれ、石英管３内に設定されてい
る。結晶成長させるために、高周波を用いて基板
設定板２を昇温し、基板１を所定温度に制御す
る。図示していないが、成長用原料ガス、例えば
SiCl4は水素をキヤリアガスとして第１図の左側
（矢印４側）からSi基板１上に供給される。Si基
板は所望温度に加熱されているので、Si基板上に
Siが析出する。成長層の電気伝導度やその伝導形
を制御するためには、予め所定濃度の不純物ガ
ス、例えばPH3やB2H6等をSiCl4ガス中に先に混
合しておいてから、その混合ガスをSi基板１上に
供給することで行なわれている。この方法で第２
図に成長層の断面を示したようにSi基板５上に所
望電気伝導度の成長層Si６を成長させることがで
きる。
１図に示す。第１図でSi基板１は傾斜させた基板
設定板２上におかれ、石英管３内に設定されてい
る。結晶成長させるために、高周波を用いて基板
設定板２を昇温し、基板１を所定温度に制御す
る。図示していないが、成長用原料ガス、例えば
SiCl4は水素をキヤリアガスとして第１図の左側
（矢印４側）からSi基板１上に供給される。Si基
板は所望温度に加熱されているので、Si基板上に
Siが析出する。成長層の電気伝導度やその伝導形
を制御するためには、予め所定濃度の不純物ガ
ス、例えばPH3やB2H6等をSiCl4ガス中に先に混
合しておいてから、その混合ガスをSi基板１上に
供給することで行なわれている。この方法で第２
図に成長層の断面を示したようにSi基板５上に所
望電気伝導度の成長層Si６を成長させることがで
きる。
かかる場合において、基板５の不純物濃度が高
くて成長層６の不純物濃度が低い場合には、いわ
ゆるオートドーピングやその影響に寄与する停帯
層が存在するために、基板５と成長層６との界面
で急峻な濃度プロフアイルの結晶が得られ難い。
さらに、成長層６の伝導形をかえて成長層６の数
を増やした場合、供給ガスの切換場所から、基板
までの容積が大きいために、そのガス置換に時間
がかかり、成長層６で急峻な伝導形の変化が実現
されない欠点がある。
くて成長層６の不純物濃度が低い場合には、いわ
ゆるオートドーピングやその影響に寄与する停帯
層が存在するために、基板５と成長層６との界面
で急峻な濃度プロフアイルの結晶が得られ難い。
さらに、成長層６の伝導形をかえて成長層６の数
を増やした場合、供給ガスの切換場所から、基板
までの容積が大きいために、そのガス置換に時間
がかかり、成長層６で急峻な伝導形の変化が実現
されない欠点がある。
本発明はかかる欠点に鑑みてなされたもので、
成長用ガス供給部を基板に近接開口して設けるこ
とにより、またさらに該成長用ガス供給部に近接
してエツチング用ガス供給部又は掃気用ガス供給
部の少なくともいずれか一方を設けることによ
り、上記従来装置における濃度変化，伝導形変化
が小さいという欠点を除去し、最近急速に必要と
なつてきている―族化合物半導体結晶やその
混晶等にも有用に適用できる半導体結晶成長装置
を提供することを目的としている。
成長用ガス供給部を基板に近接開口して設けるこ
とにより、またさらに該成長用ガス供給部に近接
してエツチング用ガス供給部又は掃気用ガス供給
部の少なくともいずれか一方を設けることによ
り、上記従来装置における濃度変化，伝導形変化
が小さいという欠点を除去し、最近急速に必要と
なつてきている―族化合物半導体結晶やその
混晶等にも有用に適用できる半導体結晶成長装置
を提供することを目的としている。
この発明の一実施例を第３図に沿つて説明す
る。
る。
第３図ａは成長装置の概略断面図で、第３図ｂ
は第３図ａのAA′の断面図であり、ガス供給シス
テムや基板加熱用電源は図示されていない。
は第３図ａのAA′の断面図であり、ガス供給シス
テムや基板加熱用電源は図示されていない。
―族化合物半導体結晶の一つであるInPを
気相成長させるものを例にとつて実施例を説明す
る。
気相成長させるものを例にとつて実施例を説明す
る。
第３図ａに於て、７はInP基板、８は基板設定
加熱板で回転可能であり、９は加熱用高周波コイ
ルで、そのリード線１０は加熱用電源に導通して
いる。１２は４本の成長用ガス供給管で、これら
は各々上記基板７に近接して開口し、該基板７の
真上に各成長用ガスを供給するためのものであ
る。１１，１３は各々上記成長用ガス供給管１２
に近接して設けられたエツチング用ガス供給管，
掃気用ガス供給管、１４はガス排出口である。実
際に結晶を成長させる場合には次のようにして行
なわれる。予め処理を行なつたInP基板７を第３
図ａのように設定する。所望の雰囲気ガス中で所
定温度に昇温する。このときInP基板７よりＰが
蒸発していくのを防ぐためにPH3を流しておく。
結晶成長前にガス供給管１３より基板エツチング
用ガスを基板７上に供給してInP基板７表面を清
浄化する。次に掃気用ガスである水素ガスをガス
供給管１１より供給しエツチング用ガスを除去す
る。除去後直ちに水素ガスを停止し、ガス供給管
１２（４本ある）の１つより所定分圧の例えばIn
（C2H5）3を、その他の一つより所定分圧のPH3を
InP基板７上に供給する。所定時間ガスを供給す
ることにより、所望の成長層膜厚が得られる。こ
こで、上記In（C2H5）3とPH3とは、互いに反応可
能な物質であるものの、上記の如く構成されてい
る半導体結晶装置では結晶成長用のガス供給管１
２の開口部が上記基板７に近接して設けられてい
るので、上記In（C2H5）3とPH3とが基板７に到達
する以前に互いに反応し望ましくない物質を生成
することは、ほとんどない。成長を停止するとき
には、成長用ガスの供給を停止すると同時に管１
１より水素ガスを供給し、InP基板７上に残留し
ている成長用ガスを除去し、かつ温度を下げる。
加熱板で回転可能であり、９は加熱用高周波コイ
ルで、そのリード線１０は加熱用電源に導通して
いる。１２は４本の成長用ガス供給管で、これら
は各々上記基板７に近接して開口し、該基板７の
真上に各成長用ガスを供給するためのものであ
る。１１，１３は各々上記成長用ガス供給管１２
に近接して設けられたエツチング用ガス供給管，
掃気用ガス供給管、１４はガス排出口である。実
際に結晶を成長させる場合には次のようにして行
なわれる。予め処理を行なつたInP基板７を第３
図ａのように設定する。所望の雰囲気ガス中で所
定温度に昇温する。このときInP基板７よりＰが
蒸発していくのを防ぐためにPH3を流しておく。
結晶成長前にガス供給管１３より基板エツチング
用ガスを基板７上に供給してInP基板７表面を清
浄化する。次に掃気用ガスである水素ガスをガス
供給管１１より供給しエツチング用ガスを除去す
る。除去後直ちに水素ガスを停止し、ガス供給管
１２（４本ある）の１つより所定分圧の例えばIn
（C2H5）3を、その他の一つより所定分圧のPH3を
InP基板７上に供給する。所定時間ガスを供給す
ることにより、所望の成長層膜厚が得られる。こ
こで、上記In（C2H5）3とPH3とは、互いに反応可
能な物質であるものの、上記の如く構成されてい
る半導体結晶装置では結晶成長用のガス供給管１
２の開口部が上記基板７に近接して設けられてい
るので、上記In（C2H5）3とPH3とが基板７に到達
する以前に互いに反応し望ましくない物質を生成
することは、ほとんどない。成長を停止するとき
には、成長用ガスの供給を停止すると同時に管１
１より水素ガスを供給し、InP基板７上に残留し
ている成長用ガスを除去し、かつ温度を下げる。
このようにしてInP基板７上にInPを成長させ
ることができる。尚、均一な成長層を得るために
InP基板７を基板設定加熱板８により回転させて
おく。成長層への不純物の添加が必要なときに
は、ガス供給管１２のその他の一つを使用して不
純物のドーピングを行なうことができる。
ることができる。尚、均一な成長層を得るために
InP基板７を基板設定加熱板８により回転させて
おく。成長層への不純物の添加が必要なときに
は、ガス供給管１２のその他の一つを使用して不
純物のドーピングを行なうことができる。
ガス供給管１２の独立な４つのそれぞれに例え
ば所定分圧のIn（C2H5）3，Ga（C2H5）3，AsH3，
PH3をInP基板７上に供給することによつて所定
組成の４元化合物半導体結晶InxGa1―xAs1―yPy
を成長させることができる。この場合特に組成を
階段状にかえてかつ２層以上成長させるためには
これら供給成分ガスの分圧比を階段状にかえて、
基板７上に供給しなければならない。
ば所定分圧のIn（C2H5）3，Ga（C2H5）3，AsH3，
PH3をInP基板７上に供給することによつて所定
組成の４元化合物半導体結晶InxGa1―xAs1―yPy
を成長させることができる。この場合特に組成を
階段状にかえてかつ２層以上成長させるためには
これら供給成分ガスの分圧比を階段状にかえて、
基板７上に供給しなければならない。
本装置によると、成長用ガス供給管から基板ま
での容積が小さく、かつ残留ガス除去用のガス供
給管が近接して具備してあるために、成長用のガ
スと残留ガス除去用ガスを所望の流速，時間に設
定することにより、成長層の組成をかえて階段状
に成長させることができる。尚、成長層の組成を
階段状に制御できれば組成を徐々にかえて成長で
きることは自明である。またこの４元化合物で不
純物のドーピングを行なうにはガス供給管を独立
なガス供給管として必要な数、すなわち１ケか２
ケ増やすことによつて容易に行なえる。また、ガ
ス供給管１１〜１３は管状でなくても、ガス供給
通路を有するガス供給部分であればよい。
での容積が小さく、かつ残留ガス除去用のガス供
給管が近接して具備してあるために、成長用のガ
スと残留ガス除去用ガスを所望の流速，時間に設
定することにより、成長層の組成をかえて階段状
に成長させることができる。尚、成長層の組成を
階段状に制御できれば組成を徐々にかえて成長で
きることは自明である。またこの４元化合物で不
純物のドーピングを行なうにはガス供給管を独立
なガス供給管として必要な数、すなわち１ケか２
ケ増やすことによつて容易に行なえる。また、ガ
ス供給管１１〜１３は管状でなくても、ガス供給
通路を有するガス供給部分であればよい。
以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば、成長用ガス供給部を基板に近接して設けた
ので、互いに反応可能な複数種類の結晶成長用ガ
スを上記成長用ガス供給部から供給しても上記基
板に到達する前に上記結晶成長用ガスが互いに反
応してしまうことを防止し、品質の良い成長結晶
が行られるという効果がある。
れば、成長用ガス供給部を基板に近接して設けた
ので、互いに反応可能な複数種類の結晶成長用ガ
スを上記成長用ガス供給部から供給しても上記基
板に到達する前に上記結晶成長用ガスが互いに反
応してしまうことを防止し、品質の良い成長結晶
が行られるという効果がある。
第１図は従来のSi気相成長装置の断面図、第２
図は第１図装置によるSi成長層の断面図、第３図
はこの発明による気相成長装置の一実施例を示す
断面図である。 図中、７はInP基板、８は基板設定加熱板、９
は加熱用高周波コイル、１１〜１３はガス供給管
を示す。
図は第１図装置によるSi成長層の断面図、第３図
はこの発明による気相成長装置の一実施例を示す
断面図である。 図中、７はInP基板、８は基板設定加熱板、９
は加熱用高周波コイル、１１〜１３はガス供給管
を示す。
Claims (1)
- １ ２元素成分以上の半導体結晶を気相成長させ
る半導体結晶成長装置において、各々加熱板上の
成長用基板に近接して開口し、成長元素もしくは
その組成物質からなり、互いに反応可能な複数種
類の結晶成長用ガスをキヤリアガスによつて上記
成長用基板の真上に各々独立に供給する複数の結
晶成長用ガス供給部を備えたことを特徴とする半
導体結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12703378A JPS5553414A (en) | 1978-10-16 | 1978-10-16 | Semiconductor crystal growing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12703378A JPS5553414A (en) | 1978-10-16 | 1978-10-16 | Semiconductor crystal growing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5553414A JPS5553414A (en) | 1980-04-18 |
| JPS6253933B2 true JPS6253933B2 (ja) | 1987-11-12 |
Family
ID=14949991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12703378A Granted JPS5553414A (en) | 1978-10-16 | 1978-10-16 | Semiconductor crystal growing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5553414A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0795546B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1995-10-11 | 工業技術院長 | シリコン表面の処理方法 |
-
1978
- 1978-10-16 JP JP12703378A patent/JPS5553414A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5553414A (en) | 1980-04-18 |
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