JPS63318733A - 気相成長反応管 - Google Patents
気相成長反応管Info
- Publication number
- JPS63318733A JPS63318733A JP62154684A JP15468487A JPS63318733A JP S63318733 A JPS63318733 A JP S63318733A JP 62154684 A JP62154684 A JP 62154684A JP 15468487 A JP15468487 A JP 15468487A JP S63318733 A JPS63318733 A JP S63318733A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- material gas
- raw material
- preheating
- substrate
- reaction tube
- 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
本発明は半導体デバイスの製造に用いることができる気
相成長反応管に関するものである。
相成長反応管に関するものである。
従来の技術
近年、化合物半導体を用いた高速デバイス、光デバイス
の市場は急速に拡大しており、それに伴ないデバイス製
造工程の一つである化合物半導体結晶成長技術に関する
研究も非常に重要視されている。結晶成長技術の中でも
、気相成長法（特に、有機金属を利用した気相成長法；
通常ＭＯＣＶＤ法と呼ばれている。以下ＭＯＣＶＤ法と
呼ぶ）は装置の構造が他のＬＰＥ法やＭＢＥ法と比較し
て簡単で、Ｓｉ のＣＶＤの類似性から大面積の結晶成
長に適しているという特徴を有し、現在特に注目を集め
ている。
の市場は急速に拡大しており、それに伴ないデバイス製
造工程の一つである化合物半導体結晶成長技術に関する
研究も非常に重要視されている。結晶成長技術の中でも
、気相成長法（特に、有機金属を利用した気相成長法；
通常ＭＯＣＶＤ法と呼ばれている。以下ＭＯＣＶＤ法と
呼ぶ）は装置の構造が他のＬＰＥ法やＭＢＥ法と比較し
て簡単で、Ｓｉ のＣＶＤの類似性から大面積の結晶成
長に適しているという特徴を有し、現在特に注目を集め
ている。
ＭＯＣＶＤ法は気相成長法の一種であり、通常化合物半
導体結晶の構成元素を含んだ原料ガスを石英等の材料で
できた気相成長反応管中で熱分解し基板上に結晶成長さ
せる技術である。しかしながら原料ガスが熱分解しにく
い場合結晶成長がほとんど生じないということが起こっ
たり、成長速度が著しく低下したりするため、原料ガス
の熱分解の効率を高めるため気相成長反応管の上流側に
熱分解炉が設けられている。（福井孝志・堀越佳治 応
用物理 第５１巻 第８号（１９８２）Ｐ２Ｓ５ ） 以下、図面を参照しながら上述したような従来の気相成
長法について説明する。
導体結晶の構成元素を含んだ原料ガスを石英等の材料で
できた気相成長反応管中で熱分解し基板上に結晶成長さ
せる技術である。しかしながら原料ガスが熱分解しにく
い場合結晶成長がほとんど生じないということが起こっ
たり、成長速度が著しく低下したりするため、原料ガス
の熱分解の効率を高めるため気相成長反応管の上流側に
熱分解炉が設けられている。（福井孝志・堀越佳治 応
用物理 第５１巻 第８号（１９８２）Ｐ２Ｓ５ ） 以下、図面を参照しながら上述したような従来の気相成
長法について説明する。
第３図は従来の気相成長法の反応管および予備加熱炉の
例を示すものである。
例を示すものである。
第３図において１は原料ガスの熱分解効率を高めるため
の予備加熱炉である。２は気相成長反応管でこの内部で
結晶成長させる。３は原料ガス導入口、４は結晶成長を
行なう基板、６はグラファイト、カーボンなどでできて
いるサセプタ、６は高周波加熱用コイル、７はサセプタ
支持棒、８はガス排気口である。
の予備加熱炉である。２は気相成長反応管でこの内部で
結晶成長させる。３は原料ガス導入口、４は結晶成長を
行なう基板、６はグラファイト、カーボンなどでできて
いるサセプタ、６は高周波加熱用コイル、７はサセプタ
支持棒、８はガス排気口である。
以上のような構成によりＭＯＣＶＤ法では基板表面上に
半導体結晶を成長させる。以下にその詳細を説明する。
半導体結晶を成長させる。以下にその詳細を説明する。
まず、原料ガスはキャリアガス（通常水素ガス）に希釈
されて運ばれ、原料ガスは気相成長反応管２に導入され
る前に予備加熱炉である程度加熱され、一部は分解する
。一方、サセプタ６は高周波加熱用コイル６により加熱
され、基板４はサセプタ５からの熱伝導により原料ガス
が熱分解し結晶成長が生じる温度まで昇温されている。
されて運ばれ、原料ガスは気相成長反応管２に導入され
る前に予備加熱炉である程度加熱され、一部は分解する
。一方、サセプタ６は高周波加熱用コイル６により加熱
され、基板４はサセプタ５からの熱伝導により原料ガス
が熱分解し結晶成長が生じる温度まで昇温されている。
そのため、原料ガスが基板上に到達すると、予備加熱炉
１である程度加熱されているため効率よく熱分解し、基
板４上に結晶が成長する。
１である程度加熱されているため効率よく熱分解し、基
板４上に結晶が成長する。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のような構成では気相成長反応管の
上流側に予備加熱炉を設けているために予備加熱炉用の
スペース、加熱用電源等が必要になり、装置が大型化、
複雑化するという問題点を有していた。
上流側に予備加熱炉を設けているために予備加熱炉用の
スペース、加熱用電源等が必要になり、装置が大型化、
複雑化するという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、予備加熱炉を設けず構造が
簡単で熱分解しにくい原料ガスを用いても効率よく結晶
成長することが可能な気相成長反応管を提供するもので
ある。
簡単で熱分解しにくい原料ガスを用いても効率よく結晶
成長することが可能な気相成長反応管を提供するもので
ある。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために、気相成長反応管は予備加
熱炉の代りにグラファイト等により作製された孔を有す
る原料ガス予備加熱板を気相成長反応管内の原料ガス導
入口と基板との間に設置している。そして、予備加熱板
の加熱はサセプタの加熱に用いている高周波加熱用コイ
ルをそのまま使用する。
熱炉の代りにグラファイト等により作製された孔を有す
る原料ガス予備加熱板を気相成長反応管内の原料ガス導
入口と基板との間に設置している。そして、予備加熱板
の加熱はサセプタの加熱に用いている高周波加熱用コイ
ルをそのまま使用する。
作 用
この構成によって、従来の装置のような予備加熱炉のた
めのスペースおよび加熱用電源等が不必要になり、気相
成長反応管内に構成部分を１つ増やすだけで、予備加熱
炉を用いた場合と同様、またはそれ以上に熱分解しにく
い原料ガスを効率よく分解し、その結果基板上に結晶成
長させることが可能となる。
めのスペースおよび加熱用電源等が不必要になり、気相
成長反応管内に構成部分を１つ増やすだけで、予備加熱
炉を用いた場合と同様、またはそれ以上に熱分解しにく
い原料ガスを効率よく分解し、その結果基板上に結晶成
長させることが可能となる。
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。 ゛ 第１図は本発明の実施例における気相成長反応管を示す
ものである。
説明する。 ゛ 第１図は本発明の実施例における気相成長反応管を示す
ものである。
第１図において参照番号２〜８は第３図について説明し
た参照番号のものと同一である。９は第２図で示してい
るグラファイト等により作製した原料ガス予備加熱板で
あシ１本実施例では、多数の孔を有する円筒形状のもの
を使用した。
た参照番号のものと同一である。９は第２図で示してい
るグラファイト等により作製した原料ガス予備加熱板で
あシ１本実施例では、多数の孔を有する円筒形状のもの
を使用した。
以上のように構成された気相成長反応管について以下に
その詳細を説明する。本実施例では、原料ガスとしてＰ
Ｈ３［ホスフィン］と（ＣＨ３）３Ｉｎ〔トリメチルイ
ンジウム〕を用いてＩｎＰ基板上にＩｎＰのエピタキシ
ャル成長を行なった。結晶成長条件は、基板４の温度が
ｅｓｏ℃、ＰＨ３と（ＣＨ３）３Ｉｎの供給モル比（Ｐ
Ｈ３）／ｌ： （０Ｍ３）３Ｉｎ’） ＝ ４０、キャ
リアガスであるもの総流量は８１／ｍｉｘであり、予備
加熱板９の温度は基板温度よりも少し高めである。まず
、高周波加熱用コイル６に電流を流し、サセプタ６と予
備加熱板９を成長条件まで加熱する。基板４はサセプタ
６からの熱伝導によシ結晶成長温度まで昇温される。次
にキャリアガスＨ２により希釈されたＰＨａ’： （Ｃ
Ｈ３）３ｘｎ を原料ガス導入口から気相成長反応管
内へ導入する。ＰＨ３は熱分解しにくいガスで結晶成長
温度６５０’Ｃ程度では丹−の熱分解率は小さい。丹−
は基板に到達する前に予備加熱板９を通過する。そのた
め、ＰＨ３が基板に到達した時にはその熱分解率は犬き
くなっており、従来例の熱分解炉を用いた場合と同様Ｉ
ｎＰのエピタキシャル成長においてＰＨ３を効率よく利
用できる。本実施例では、成長速度１Ａｒｍ／ ｇｉｎ
、成長効率４Ｘ１０３μｎ／ｍｏｌ（Ｉｎ）、室温にお
ける移動度は、μ＝ ３２ｏｏ、７／Ｖ−８その時のキ
ャリア濃度ｎ ＝ ２ Ｘ １０ ｃｍ のｎ型Ｉ
ｎＰエピタキシャル結晶が得られた。これらの値は熱分
解炉を用いたＩｎＰエピタキシャル結晶の成長結果（成
長効率ｓｘ １０３μｍ／ｍｏ １ 、 ｐ ＝ ３ｔ
ｓｏｏ（ｙｄ／Ｖ−８、ｎ＝１．５Ｘ１０ ｃｍ
）と比べ遜色のないものである。
その詳細を説明する。本実施例では、原料ガスとしてＰ
Ｈ３［ホスフィン］と（ＣＨ３）３Ｉｎ〔トリメチルイ
ンジウム〕を用いてＩｎＰ基板上にＩｎＰのエピタキシ
ャル成長を行なった。結晶成長条件は、基板４の温度が
ｅｓｏ℃、ＰＨ３と（ＣＨ３）３Ｉｎの供給モル比（Ｐ
Ｈ３）／ｌ： （０Ｍ３）３Ｉｎ’） ＝ ４０、キャ
リアガスであるもの総流量は８１／ｍｉｘであり、予備
加熱板９の温度は基板温度よりも少し高めである。まず
、高周波加熱用コイル６に電流を流し、サセプタ６と予
備加熱板９を成長条件まで加熱する。基板４はサセプタ
６からの熱伝導によシ結晶成長温度まで昇温される。次
にキャリアガスＨ２により希釈されたＰＨａ’： （Ｃ
Ｈ３）３ｘｎ を原料ガス導入口から気相成長反応管
内へ導入する。ＰＨ３は熱分解しにくいガスで結晶成長
温度６５０’Ｃ程度では丹−の熱分解率は小さい。丹−
は基板に到達する前に予備加熱板９を通過する。そのた
め、ＰＨ３が基板に到達した時にはその熱分解率は犬き
くなっており、従来例の熱分解炉を用いた場合と同様Ｉ
ｎＰのエピタキシャル成長においてＰＨ３を効率よく利
用できる。本実施例では、成長速度１Ａｒｍ／ ｇｉｎ
、成長効率４Ｘ１０３μｎ／ｍｏｌ（Ｉｎ）、室温にお
ける移動度は、μ＝ ３２ｏｏ、７／Ｖ−８その時のキ
ャリア濃度ｎ ＝ ２ Ｘ １０ ｃｍ のｎ型Ｉ
ｎＰエピタキシャル結晶が得られた。これらの値は熱分
解炉を用いたＩｎＰエピタキシャル結晶の成長結果（成
長効率ｓｘ １０３μｍ／ｍｏ １ 、 ｐ ＝ ３ｔ
ｓｏｏ（ｙｄ／Ｖ−８、ｎ＝１．５Ｘ１０ ｃｍ
）と比べ遜色のないものである。
以上のように本実施例によれば、気相成長反応管上流側
の予備加熱炉１の代りに、気相成長反応管内の原料ガス
導入口３と基板４との間に予備加熱板８を設けることに
よシ熱分解しにくいＰＨ３を用いたＩｎＰエピタキシャ
ル結晶成長において、装置の構造が簡単化できしかもＰ
Ｈ３を結晶成長において効率よく利用できる。
の予備加熱炉１の代りに、気相成長反応管内の原料ガス
導入口３と基板４との間に予備加熱板８を設けることに
よシ熱分解しにくいＰＨ３を用いたＩｎＰエピタキシャ
ル結晶成長において、装置の構造が簡単化できしかもＰ
Ｈ３を結晶成長において効率よく利用できる。
なお、本実施例では気相成長反応管を縦型のものとした
が、気相成長反応管は縦型のものに限定されるものでは
なく横型のものでもよい。さらに、本実施例では原料ガ
ス予備加熱板として孔のあいた円板状のものを用いたが
、反応管内部で原料ガスが基板に到達する前に予備加熱
するものであればどのような形状のものであってもよい
。
が、気相成長反応管は縦型のものに限定されるものでは
なく横型のものでもよい。さらに、本実施例では原料ガ
ス予備加熱板として孔のあいた円板状のものを用いたが
、反応管内部で原料ガスが基板に到達する前に予備加熱
するものであればどのような形状のものであってもよい
。
発明の効果
以上のように本発明は、熱分解しにぐい原料ガスを用い
た結晶成長において予備加熱板を気相成長反応管内に設
けることにより、構造が簡単でしかも効率よく結晶成長
ができ、その実用的効果は大なるものがある。
た結晶成長において予備加熱板を気相成長反応管内に設
けることにより、構造が簡単でしかも効率よく結晶成長
ができ、その実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の一実施例における気相成長反応管の概
略構造図、第２図は本発明の一実施例に用いた予備加熱
板を示す図、第３図は従来の予備加熱炉を有する気相成
長反応管の概略構造図である。 １・・・・・・予備加熱炉、２・・・・・・気相成長反
応管、３・・・・・・原料ガス導入口、４・・・・・・
基板、５・・・・・・サセプタ、６・・・・・高周波加
熱用コイル、７・・・・・・サセプタ支持棒、８・・・
・・・ガス排気口、９・・・・・・予備加熱板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２−
ＮｉＸ長反爬１ ３−、原Ｐｒが又４人口 斗−基板
略構造図、第２図は本発明の一実施例に用いた予備加熱
板を示す図、第３図は従来の予備加熱炉を有する気相成
長反応管の概略構造図である。 １・・・・・・予備加熱炉、２・・・・・・気相成長反
応管、３・・・・・・原料ガス導入口、４・・・・・・
基板、５・・・・・・サセプタ、６・・・・・高周波加
熱用コイル、７・・・・・・サセプタ支持棒、８・・・
・・・ガス排気口、９・・・・・・予備加熱板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２−
ＮｉＸ長反爬１ ３−、原Ｐｒが又４人口 斗−基板
Claims (3)
- （１）反応管内部の原料ガスの導入口と基板の配置位置
との間に前記原料ガスの予備加熱分解部分を有すること
を特徴とする気相成長反応管。 - （２）原料ガスの予備加熱分解部分が孔を有するグラフ
ァイト製予備加熱板が基板上部に取り付けられ、高周波
加熱により加熱されてなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の気相成長反応管。 - （３）１つの高周波加熱用コイルにより、基板保持板と
予備加熱板が加熱されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の気相成長反応管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154684A JPS63318733A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 気相成長反応管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154684A JPS63318733A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 気相成長反応管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318733A true JPS63318733A (ja) | 1988-12-27 |
Family
ID=15589659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62154684A Pending JPS63318733A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 気相成長反応管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63318733A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6218212B1 (en) | 1991-03-18 | 2001-04-17 | Fujitsu Limited | Apparatus for growing mixed compound semiconductor and growth method using the same |
| JP2007081315A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 半導体薄膜成長装置 |
| WO2020170808A1 (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置および成膜方法 |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62154684A patent/JPS63318733A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6218212B1 (en) | 1991-03-18 | 2001-04-17 | Fujitsu Limited | Apparatus for growing mixed compound semiconductor and growth method using the same |
| JP2007081315A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 半導体薄膜成長装置 |
| WO2020170808A1 (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置および成膜方法 |
| JP2020132942A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置および成膜方法 |
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