DE2928206C2

DE2928206C2 - Vertikale Dampfphasen-Aufwachsvorrichtung

Info

Publication number: DE2928206C2
Application number: DE19792928206
Authority: DE
Inventors: Takatosi Hachioji Nakanisi; Atsushi Tanaka; Takashi Yokohama Udagawa
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1979-07-12
Publication date: 1983-03-24
Also published as: DE2928206A1

Description

. Die Erfindung betrifft eine vertikale Dampfphasen-Aufwachsvorrichtung mit Reaktor, Gaszuleitung.Gasab- so leitung und Probenträger, wobei der Reaktor einen oberen und einen dazu konzentrischen unteren Abschnitt mit einer im Vergleich zu derjenigen des oberen Abschnitts größeren Querschnittsfläche aufweist und wobei der in dem unteren Abschnitt nahe dem oberen angeordnete Probenträger einen größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des oberen Abschnitts besitzt.

Für das Dampfphastn-Aufwachsen einer Verbindungs-Halbleiterschicht aus z. B. Galliumarsenid (GaAs) ist ein Verfahren bekannt, das mit der thermischen Crackung von Trimethylgallium (TMG) und Arsenwasserstoff (AsH₃) arbeitet. Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird in neuerer Zeit anstelle eines horizontaler. Reaktors ein vertikaler Dampfphasen-Aufwachsreaktor verwendet, weil dabei keine größere Menge an Zufuhr- oder Quellengas erforderlich ist. Bei diesem Vertikalreaktor wird ein Quellengas praktisch lotrecht auf die Proben, & h, Kristallsubstrate, herabgeführt, und da die Zufuhrrichtung des Quellengases mit der Richtung übereinstimmt, in welcher das Dampfphasen-Aufwachsen stattfindet kann dieses Aufwachsen mit einer kleineren Menge an Quellengas erfolgen. Da beim Vertikalreaktor ein etwas größerer Abscand zwischen dem Kristallsubstrat und einer oberhalb seines Trägers angeordneten Gaseinlaßöffnung erforderlich ist, steigt ein Teil des in der Nähe des Substrats erwärmten Gases hoch, wobei eine Konvektionserscheinung entsteht und sich die folgenden Probleme ergeben:

1. Es tritt eine Dickenänderung in der gezüchteten bzw. aufgewachsenen Schicht auf, weil eine gleichmäßige Strömung des Gases im Reaktor verhindert wird.

2. Ein Tei! des verbrauchten Gases strömt zum stromaufseitigen Teil des Reaktors und führt dabei zu einer Verunreinigung des Quellengases.

3. Die thermische Crackung des frischen Quellengases erfolgt durch einen Teil des zum oberen Teil des Reaktor strömenden, erwärmten Gases, so daß andere Produkte als das gewünschte Galliumarsenid entstehen. Infolgedessen verringert sich die Aufwachsgeschwindigkeit der aus der Dampfphase gezüchteten Schicht.

Wenn eine solche Konvektion im Reaktor auftritt, wird die Dickengleichmäßigkeit der gezüchteten Schicht beeinträchtigt; außerdem bildet sich die Schicht nur mit niedrigerer Geschwindigkeit und mit geringerem Reinheitsgrad. Die Auswirkungen der Konvektion sind besonders bei größerem Durchmesser des Reaktors auffällig, weshalb üblicherweise ein Reaktor mit einem Innendurchmesser von etwa 6 cm benutzt wird. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, mehrere Aufwachsschichten gleichzeitig herzustellen und damit eine gute Produktionsleistung zu erreichen; dies bedeutet, daß der theoretische Vorteil des Dampfphasen-Aufwachsverfahrens mit thermischer Crackung mit dem bisherigen Vertikalreaktor nicht realisiert werden kann.

Eine vertikale Dampfphasen-Aufwachsvorrichtung der eingangs definierten Art ist aus der Literaturstelle »IBM-Technical Disclosure Bulletin«, Band 14, 1971, S. 539-541, bekannt. Bei dieser bekannten Aufwachsvorrichtung werden in eine obere Mischkammer verschiedene Gase eingeleitet und gemischt, wobei sich dann an die obere Mischkammer eine mittlere Strömungs- oder Pulsierkammer anschließt, die — gemessen an dem Querschnitt der oberen Mischkammer oder der unteren Reaktionskammer — einen sehr kleinen Querschnitt aufweist. Die bekannte Aufwachsvorrichtung umfaßt schließlich auch eine untere Reaktionskammer, in der ein Probenträger angeordnet ist. Bei dieser bekannten Konstruktion ist das Verhältnis der Querschnittsfläche von der genannten Pulsierkammer zur Querschnittsfläche der unteren Reaktionskammer vergleichsweise sehr groß.

Nimmt man bei der bekannten Konstruktion an, daß die Pulsierkammer den oberen Reaktorabschnitt darstellt, so ergibt sich dabei der folgende Nachteil. Wenn das Gas durch den schmalen Raum der Pulsierkammer strömt, entsteht zwangsläufig am Randbereich der Pulsierkammer eine Reibung. Daraus folgt jedoch, daß das Gas an der Auslaßöffnung der Pulsierkammer eine äußerst ungünstige Strömungsgeschwindigkeitsvertei-

lung hat, d. h. also, im zentralen Bereich ist dann die Strömung am schnellsten und nimmt zum Randbereich hin kontinuierlich ab. Wenn das Gas mit dieser Geschwindigtceitsverteilung auf die Probe auftrifft, so wird die im mittleren Bereich der Probe gezüchtete Schicht am dicksten, während sie zum Randbereich hin allmählich dünner wird. Mit anderen Worten wird es bei der bekannten Konstruktion unmöglich, eine Aufwachsschicht auf einem Halbleitersubstrat mit einheitlicher und diTchgehend konstanter Dicke zu züchten.

Ferner ist aus der US-FS 35 11 723 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung vcn Halbleitermaterialien bzw. zur! lerstellung von epitaktischen Schichten auf Einkristallen bekannt Gemäß einer Ausführungsform dieser bekannten Konstruktion ist eine Aufwachs- vorrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus einem Gefäß besteht, welches in drei Zonen aufgeteilt ist Die oberste Zone dient zur Herstellung der Reaktionssubstanz, die zweite Zone dient als Mischkammer, und es werden in dieser Mischkammer die erzeugten Reaktionsgase miteinander vermischt, während die unterste Zone den Probenträger mit den Proben enthält, so daß in dieser dritten Zone die Reaktion stattfindet Diese bekannte Aufwachsvorrichtung besteht daher aus einem dreiteiligen Gefäß, wobei die Aufteilung in die 2s verschiedenen Kammern durch Zwischenwände erfolgt Diese bekannte Konstruktion ist daher vergleichsweise aufwendig und ermöglicht darüber hinaus auch nur einen geringen Gasdurchsatz.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine vertikale Dampfphasen-Aufwachsvorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, mit der hochreine Aufwachsschichten mit durchgehend gleichmäßiger Dicke bei Verwendung einer kleinen Quellengasmenge und mit hohem Wirkungsgrad auf einem Halbleitersubstrat gezüchtet werden können.

Ausgehend von der vertikalen Dampfphasen-Aufwachsvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese AufgaDe erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Querschnittsfläche des oberen Abschnitts weniger als 200 cm² und die Querschnittsfläche des unteren Abschnitts weniger als das Vierfache des oberen betragen und die Fläche des Spaltes zwischen Probenträger und Innenwand des unteren Abschnitts der Querschnittsfläche des oberen Abschnitts entspricht oder kleiner als diese ist daß die Innenhöhe des oberen Abschnitts 1,5- bis 2,5mal so groß ist als der Innendurchmesser und zwischen oberem und unterem Abschnitt ein Übergangsabschnitt vorgesehen ist.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ist die so vertikale Dampfphasen-Aufwachsvorrichtung den bekannten Konstruktionen insbesondere hinsichtlich der erzielbaren Produktionsgeschwindigkeit und hinsichtlich der erzielbaren Güte der hergestellten Aufwachsschichten überlegen.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer vertikalen Dampfphasen-Aufwachsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

F i g. 2 eine teilweise weggebrochene Schnittansicht eines Hauptteils der Vorrichtung nach F i g. 1,

Fig.2A eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform des bei der Vorrichtung nach

F i g. 1 verwendeten Probenträgers,

Fig.3A und 3B graphische Darstellungen der Beziehung zwischen einer Änderung der Elektronenkonzentrationen und einer Änderung der Dicke der gezüchteten Galliumarsenidschichten in Abhängigkeit von der Position in der Vorrichtung nach F i g. 1,

F i g. 4A und 4B den F i g. 3A und 3B entsprechende, graphische Darstellungen, die für eine bisherige Vorrichtung gelten,

F i g. 5 eine graphische Darstellung des Hall-Widerstandes von Hall-Elementen, die einmal mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zum anderen mittels einer bisherigen Vorrichtung hergestellt wurden, Fig.6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Änderung der Elektronenkonzentration einer gezüchteten Schicht und der Änderung der Trimethylgallium-Konzentration in einem Gasgemisch und

Fig.7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Änderung der Beweglichkeit in einer gezüchteten Schicht bei Raumtemperatur und der Änderung der Strömungsgeschwindigkeit eines Gasgemisches.

Im folgenden ist anhand der Figuren ein Galliumarsenid-Dampfphasen-Aufwachsverfahren in Verbindung mit einer vertikalen Dampfhasen-Aufwachsvorrichtung erläutert

Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Dampfphasen-Aufwachsreaktor 10 weist einen zylindrischen, oberen Abschnitt 11 kleineren Durchmessers, einen zylindrischen unteren Abschnitt 12 größeren Durchmessers und einen diese beiden Abschnitte konzentrisch miteinander verbindenden, sich verjüngenden bzw. konischen Übergangsabschnitt 13 auf. Der obere Reaktorabschnitt 11 enthält eine zylindrische obere Kammer 11a mit einem Innendurchmesser D\ von etwa 10 cm und einer Querschnittsfläche von 10² χ π/4 cm², während der untere Reaktorabschnitt 12 eine zylindrische untere Kammer 12a mit einem Innendurchmesser Z)₂ von etwas 15 cm und einer Querschnittsfläche von 15² χ π/4 cm² festlegt. In der unteren Kammer 12a und nahe der oberen Kammer Ha ist ein Probenträger 14 angeordnet, der auf einer durch einen Motor 16 antreibbaren Drehwelle 15 montiert und durch diese in Drehung versetzbar ist Bei der dargestellten Ausführungsform sind auf dem Probenträger 14 mehrere Proben bzw. Werkstücke, z. B. Galliumarsenid-Substrate, angeordnet Der Probenträger 14 besteht aus einem Körper 17 aus Graphit, einer die Außenfläche des Körpers 17 bedeckenden Schutzschicht 18 aus Siliziumkarbid und einer auf die Schutzschicht 18 aufgebrachten, abnehmbaren Siliziumplatte oder -scheibe 19. Das Aufdampfen erfolgt mit auf er Siliziumplatte 19 befindlichen Substraten. Der Probenträger 14 kann aus einem Säulenkörper bestehen, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der oberen Kammer 11a, aber kleiner ist als der Innendurchmesser der unteren Kammer 12a. Der Probenträger 14 ist konzentrisch zum unteren Reaktorabschnitt angeordnet so daß seine Außenfläche an allen Stellen gleich weit von der Innenfläche der unteren Kammer 12a entfernt ist. Im Mittelteil der Oberseite des oberen Abschnitts 11 ist ein Gaseinlaß 20 vorgesehen, an den eine Gaszufuhrleitung 21 angeschlossen ist In der oberen Kammer 11a ist in einem vorbestimmten Abstand von der Innenfläche der Oberseite des oberen Reaktorabschnitts U eine aus durchsichtigem Quarz bestehende Verteilerscheibe 22 angeordnet, die konzen-

trisch zum Gaseinlaß 20 liegt, so daß ihre Außenumfangsfläche an allen Stellen mit einem kleinen Abstand gleich weit von der Innenfläche der oberen Kammer 11 a angeordnet ist Die Verteilerscheibe 22 bewirkt eine Streuung bzw. Verteilung des aus dem Gaseinlaß zuströmenden Gases. Mit dem Unterteil des unteren Reaktorabschnitts 12 ist eine Gasauslaßleitung 22A verbunden. Das über die Gasleitung 21 zugeführte Gas durchströmt den Reaktor in Abwärtsrichtung und wird über die Auslaßleitung 22A abgeführt. An die Gaszufuhrleitung ist über ein Durchsatzmengen-Regelventil ein Gasvorrat angeschlossen, der bei der dargestellten Ausführungsform einen Vorrat 23 für Schwefelwasserstoffgas (H₂S) als mit Wasserstoff verdünntes Dotierungsgas, einen Vorrat 24 für Arsenwasserstoffgas (ASH3), mit Wasserstoff verdünnt, einen Vorrat 25 "für gasförmigen Wasserstoff (H₂) und einen Vorrat 26 für Trimethylgallium (TMG), mittels des gasförmigen Wasserstoffes vom Wasserstoff-Vorrat 25 verdampft, umfaßt. Schwefelwasserstoff (H₂S) und Trimethylgallium (TMG) werden im Reaktor thermisch gecrackt, um das Aufdampfen von Galliumarsenid zu ermöglichen. Dabei dient der gasförmige Wasserstoff als Trägergas. Gemäß F i g. 1 ist eine Hochfrequenzspule 33 zur Erwärmung der Probe über den Probenträger 14 auf Aufwachstemperatur vorgesehen.

Obgleich bei der dargestellten Ausführungsform die Oberseite des Probenträgers 14 flach ist, kann sie gemäß Fig.2A auch dreidimensional geformt sein, so daß mehrere Proben gleichzeitig behandelt werden können. Gemäß F i g. 2A wird ein Probenträger 14 in Form einer vierseitigen Pyramide mit vier schrägen Seitenflächen 14a verwendet, auf welche Proben, d. h. Werkstücke, auflegbar sind. An jeder Grundlinienkante dieser Pyramide ist jeweils eine Rippe 146 angeformt, durch welche ein Herabrutschen der Probe verhindert wird. Die Spitze der vierseitigen Pyramide ist abgerundet, damit sich das Gasgemisch gleichmäßig über die Seitenflächen der Pyramide verteilen kann.

Im folgenden ist die Bildung einer Galliumarsenid-Aufwachsschicht mittels des beschreibenen Reaktors erläutert.

Galliumarsenid-Substrate mit hohem Widerstand, die jeweils eine 10 cm² große, hochglanzpolierte Oberfläche mit einer Flächenorientierung (100) besitzen, werden mit einem organischen Lösungsmittel gewaschen und mit einer Ätzlösung auf Schwefelsäurebasis chemisch geätzt Vorzugsweise wird ein Galliumarsenid-Substrat mit einer Flächenorientierung (100) ±5° benutzt Mehrere derartige Substrate werden auf den Probenträger 14 aufgelegt und mittels der Hochfrequenzspule 33 auf eine Temperatur von etwa 700⁰C erwärmt Das Dampfphasen-Aufwachsen erfolgt dabei in der Weise, daß über den Gaseinlaß 20 in den Reaktor ein Gasgemisch in Abwärtsrichtung eingeführt wird, dessen Gesamtmenge 15 l/min beträgt und das 4,62% . Trimethylgallium, mit Wasserstoff vom betreffenden Vorrat verdünnt, 5% Arsenwasserstoffgas (600 ml/min), mit Wasserstoff verdünnt, und gasförmigen Wasserstoff (Trägergas) vom betreffenden Vorrat enthält Die Aufwachszeit wird auf 60 min eingestellt so daß entsprechende Galliumarsenidschichten mit einer Dicke von etw 10 μπι erhalten werden.

Die Ergebnisse von Messungen der Dickenänderung der gezüchteten Schichten, vom Reaktorzentrum aus gemessen, und der Änderung oder Schwankung der Elektronenkonzentration finden sich in den F i g. 3A und 3B. Zu Vergleichszrwecken wurden Versuche unter identischen Bedingungen durchgeführt, jedoch unte Verwendung eines herkömmlichen Reaktors mit gleich bleibendem Innendurchmesser, d. h, ohne Trennunj zwischen oberem und unterem Abschnitt. Die entspre chenden Ergebnisse finden sich in den F i g. 4A und 4B Ein Vergleich zwischen F i g. 3A und F i g. 4A zeigt, dal die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezüchtet« Schicht eine Dicke von 10 μπι ±0,5 μπι besitzt. Di« Dicke der mit der bisherigen Vorrichtung erhaltener Schicht beträgt maximal 7 μπι mit einer Tendenz zui Abnahme der Dicke mit zunehmender Entfernung vorr Reaktorzentrum. Aus diesem Grund ist für die Bildung der gewünschten ΙΟμπι dicken Schicht eine längere Zeitspanne nötig, wobei in diesem Fall auch nur die im Bereich des Zentrums des Reaktors entstandener Schichten brauchbar sind. Weiterhin lassen die F i g. 3A und 4A erkennen, daß im erfindungsgemäßen Fall die Elektronenkonzentration im Zentrum 8 χ lO'Vcm³ mit einer Abweichung von ±11% beträgt während bei der bisherigen Vorrichtung eine sehr große Abweichung der Elektronenkonzentration zu beobachten ist und die gezüchtete Schicht im Bereich des Reaktorzentrums vom p-Typ ist

Die vorteilhaften Ergebnisse lassen sich mit dem Reaktor mit Merkmalen nach der Erfindung erzielen, wenn die Querschnittsfläche der oberen Kammer weniger als 200 cm² beträgt und die Querschnittsfläche der unteren Kammer weniger als das Vierfache derjenigen der oberen Kammer beträgt. Wenn die Seitenquerschnittsfläche der oberen Kammer bei mehr als 200 cm² liegt, tritt eine betonte Konvektion des Gases auf, wobei die Dickengleichmäßigkeit der gezüchteten Schicht sowie die Elektronen-Verteilungskonzentration die Tendenz gemäß den F i g. 4A und 4B zeigen. Diese Tendenz ist auch dann zu beobachten, wenn die Seitenquerschnittsfläche der unteren Kammer mehr als das Vierfache derjenigen der oberen Kammer beträgt

Versuche haben gezeigt, daß zur Erzielung einer einwandfreien Aufwac'nsschicht die folgenden Punkte zu beachten sind:

1. Die Fläche eines Spaltes zwischen der Innenfläche des Reaktors und der Außenumfangsfläche des Probenträgers, in Richtung des kleinsten Querschnittes des Spaltes gesehen, muß genauso groß oder kleiner sein als die Querschnittsfläche der oberen Kammer. Wenn diese Spaltfläche größer ist als die Querschnittsfläche der oberen Kammer, kann Konvektion auftreten, so daß sich keine guten Ergebnisse erzielen lassen. Die genannte Spielfläche ist eine integrierte Größe, in Richtung des kleinsten Querschnitts des Spaltes ermittelt
Fig.5 veranschaulicht die Änderung des Hall-Widerstandes Rd(Q) von Hall-Elementen, vom Reaktorzentrum aus gemessen, wobei diese Elemente durch Bildung von Dampfphasen-Aufwachsschichten nach demselben Verfahren und mittels eines Reaktors, dessen obere Kammer eine Querschnittsfläche entsprechend der genannten Spaltfläche zwischen der Außenumfangsfläche des Probenträgers und der Innenfläche des Reaktors besitzt, sowie eines Reaktors erhalten wurden, dessen obere Kammer eine Querschnittsfläche entsprechend der Hälfte der genannten Spaltfläche besitzt. In Fig.5 gelten die Kurve A für den ersteren und die Kurve Biür den letzteren Fall. Aus Fig.5 geht hervor, daß der Hall-Widerstand im

erstgenannten Fall unabhängig von der Entfernung vom Reaktorzentrum im wesentlichen gleichmäßig ist.

An der Innenfläche der Oberseite der oberen Kammer muß ein Mittel, etwa eine Verteilerscheibe, zur Einführung des Gasgemisches nach unten in den Reaktor vorgesehen sein.
Die Höhe der oberen Kammer muß das 1,5- bis 2,5fache ihres Durchmessers betragen.
Beim Aufwachsen des Galliumarsenids beträgt die ι ο Konzentration an organischem Gallium in dem in den Reaktor eingeführten Gasgemisch 0,005 bis 0,05 Vol.-%, bezogen auf gasförmigen Wasserstoff. Bei einer Konzentration von unter 0,005 Vol.-% ergibt sich eine große Schwankung der Elektronen- ι s konzentration in der gezüchteten Schicht Wenn die Konzentration mehr als 0,05 Vol.-% beträgt, treten Schwankungen oder Abweichungen der Elektronenkonzentration auf, und der Kristallzustand an der Oberfläche der gezüchteten Schicht wird verschlechtert

Unter Änderung der TMG-Konzentration wurde ein Dampfphasen-Aufwachsen unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

i) Aufwachstemperatur

ii) AsHa/TMG-Molverhältnis

iii) H₂S/TMG-Molverhä)tnis

iv) Trägergas

ν) Strömungsgeschwindigkeit
des Gasgemisches

720⁰C

15

0,001

gasförmiger

Wasserstoff

1 cm/s

25

30

F i g. 6 zeigt die Verteilung der Elektronenkonzentration in der bei diesem Versuch gebildeten Aufwachsschicht.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches beträgt 0,5-4 cm/s. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit außerhalb dieses Bereiches liegt, verschlechtert sich die Kristallinität, und es tritt eine Tendenz zu verringerter Beweglichkeit auf. *o F i g. 6 veranschaulicht die Beweglichkeit bei einer Schicht, die durch Dampfphasen-Aufwachsen von Galliumarsenid bei Änderung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches unter folgenden Bedingungen hergestellt wurde:

i) Aufwachstemperatur 720⁰C

ii) TMG-Konzentration 0,02%

iii) AsHs/TMG-Molverhältnis 15

iv) H₂S/TMG-Molverhältnis 0,001

6. Das Gasgemisch wird im Reaktor auf einem Druck von unter 100 mm Hg gehalten.
Das Innere des Aufwachsreaktors ist in den oberen Abschnitt mit einer Querschnittsfläche von weniger als 200 cm² und in den unteren Abschnitt mit einer Querschnittsfläche unterteilt, die größer ist als diejenige der oberen Kammer, aber weniger als das Vierfache der Querschnittsfläche des oberen Abschnitts beträgt, wobei innerhalb des unteren Reaktorabschnitts durch das den Reaktor in Abwärtsrichtung durchströmende Gasgemisch ein Dampfphasen-Wachstum auf der auf dem Probenträger befindlichen Probe erfolgt Dabei tritt kaum eine Konvektion des Gasgemisches auf, und es können hochreine Aufwachsschichten mit gleichmäßiger Dicke bei Einspeisung einer kleineren Gasmenge hergestellt werden. Da der untere Reaktorabschnitt eine größere Querschnittsfläche besitzt kann eine größere Zahl solcher Schichten gleichzeitig hergestellt werden, wodurch als besonderer Vorteil des Dampfphasenverfahrens mit thermischer Crackung eine Massenfertigung ermöglicht wird.

Obgleich die Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung in Anwendung auf das Galliumarsenid-Dampfphasen-Aufwachsverfahren unter Verwendung von organischem Gallium und Arsenwasserstoff beschrieben ist, ist die Erfindung auch auf das Galliumarsenid-Aufwachsverfahren unter Verwendung des anderen Materials anwendbar. Ebenso eignet sich die Vorrichtung eines Verbindungs-Halbleiters aus einem andern Material als Galliumarsenid.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

Ί. Vertikale Dampf phasen-Aufwachs vorrichtung mit Reaktor, Gaszuleitung, Gasableitung und Probenträger, wobei der Reaktor einen oberen und einen dazu konzentrischen unteren Abschnitt mit einer im Vergleich zu derjenigen des oberen Abschnitts größeren Querschnittsfläche aufweist und wobei der in dem unteren Abschnitt nahe dem oberen angeordneten Probenträger einen größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des oberen Abschnitts besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des oberen Abschnitts (11) weniger als 200 cm² und die Querschnittsfläche des unteren Abschnitts (12) weniger als das Vierfache des oberen betragen und die Fläche des Spaltes zwischen Probenträger (14) und innenwand des unteren Abschnitts der Querschnittsfläche des oberen Abschnitts entspricht oder kleiner als diese ist, daß die Innenhöhe des oberen Abschnitts 1.5- bis 2,5mal so groß ist, als der Innendurchmesser und zwischen oberem und unterem Abschnitt ein Übergangsabschnitt (13) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Gaseinlaß (20) eine Verteilerscheibe (22) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenträger (14) die Form einer vierseitigen Pyramide mit abgerundeter Spitze aufweist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenträger (14) mit einer Drehwelle (15) versehen ist.
5. Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 zum Aufwachsen einer Galliumarsenid-Schicht auf einem Galliumarsenid-Substrat, wobei der obere Abschnitt des Reaktors mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,5 bis « 4 cm/s mit einem Gemisch aus Wasserstoff, Arsenwasserstoff und 0,005 bis 0,05 Vol.-% (bezogen auf den Wasserstoff) einer organischen Galliumverbindung beschickt wird.

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