JP2505777B2 - 半導体物質のエピタキシャル層堆積法 - Google Patents
半導体物質のエピタキシャル層堆積法Info
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、化学物質蒸気相から、半導体基板の表面上
に、半導体物質のエピタキシャル層を堆積させる方法に
関し、当該方法は、 管形状の反応器チャンバの下壁部の内部表面に位置す
るサセプター上に基板を設置し、該チャンバは更に上記
下壁部に対向する上壁部及び２つの対向する端部を備
え、 基板上に、単一結晶層の半導体物質の上記化学蒸着を
生ぜしめるに適切な圧力で、ガス状化合物流を該反応器
チャンバの開口一端部から他端部へ供給することを含む
ものである。
に、半導体物質のエピタキシャル層を堆積させる方法に
関し、当該方法は、 管形状の反応器チャンバの下壁部の内部表面に位置す
るサセプター上に基板を設置し、該チャンバは更に上記
下壁部に対向する上壁部及び２つの対向する端部を備
え、 基板上に、単一結晶層の半導体物質の上記化学蒸着を
生ぜしめるに適切な圧力で、ガス状化合物流を該反応器
チャンバの開口一端部から他端部へ供給することを含む
ものである。
本方法は、半導体レーザー、フォトダイオード、光電
陰極、電界効果トランジスタ、バイポーラヘテロ接合ト
ランジスタのような個別な素子の製造に、１種の型また
は数種の型の素子をいっしょに接合する集積回路の形成
に用いられる。
陰極、電界効果トランジスタ、バイポーラヘテロ接合ト
ランジスタのような個別な素子の製造に、１種の型また
は数種の型の素子をいっしょに接合する集積回路の形成
に用いられる。
第III−Ｖ族の物質の気相からのエピタキシャル層の
製造は雑誌ACTA ELECTRONICA 21,2,1978に開示されてい
る。エル・ホラン（L.Hollan）の題名“La croissance
pitaxiale de GaAs en phasevapeur"p.117-127という
論文及びジェー・ピー・ハライス（J.P.Halais）の題名
“Croissance pitaxiale de semiconducteurs III−V
partir de composs organomtalliques et d'hy
drures"p.129-138という論文には、第１には塩化物の気
相からGaAsの基板上へのエピタキシャル層の形成が、第
２には有機金属化合物の気相からGaAsの基板への層の形
成が開示されている。同じ雑誌内の他の論文にリン化イ
ンジウム及び窒化ガリウムの使用が記載されている。
製造は雑誌ACTA ELECTRONICA 21,2,1978に開示されてい
る。エル・ホラン（L.Hollan）の題名“La croissance
pitaxiale de GaAs en phasevapeur"p.117-127という
論文及びジェー・ピー・ハライス（J.P.Halais）の題名
“Croissance pitaxiale de semiconducteurs III−V
partir de composs organomtalliques et d'hy
drures"p.129-138という論文には、第１には塩化物の気
相からGaAsの基板上へのエピタキシャル層の形成が、第
２には有機金属化合物の気相からGaAsの基板への層の形
成が開示されている。同じ雑誌内の他の論文にリン化イ
ンジウム及び窒化ガリウムの使用が記載されている。
一般的に用いられる方法は、共通に、ガス状化合物を
反応器に導入して気相からの成長が行われる。かかる反
応器は一般的に石英管の形態を有している。基板を、管
内のサンプルキャリア又はサセプター上に配置する。単
一結晶層は、ガス状化合物の流路中の基板上に成長す
る。上記従来の文献（p.132）に、堆積速度は主にガス
流組成に左右され、堆積温度には左右されないことが示
されている。有機金属化合物を用いる方法においては、
冷壁を有する反応器が推奨されていることを注意すべき
である（130°）。
反応器に導入して気相からの成長が行われる。かかる反
応器は一般的に石英管の形態を有している。基板を、管
内のサンプルキャリア又はサセプター上に配置する。単
一結晶層は、ガス状化合物の流路中の基板上に成長す
る。上記従来の文献（p.132）に、堆積速度は主にガス
流組成に左右され、堆積温度には左右されないことが示
されている。有機金属化合物を用いる方法においては、
冷壁を有する反応器が推奨されていることを注意すべき
である（130°）。
第III−Ｖ族の化合物から製造される半導体装置の分
野において、エピタキシャル層の質は、高い製造効率を
得るのに極めて重要である。
野において、エピタキシャル層の質は、高い製造効率を
得るのに極めて重要である。
第III−Ｖ族の物質から製造される半導体装置は、将
来その関心が増大することが推定されるので、これらの
装置を製造する実現を容易にするため、層の質を改善す
る試みがなされていることは明らかである。
来その関心が増大することが推定されるので、これらの
装置を製造する実現を容易にするため、層の質を改善す
る試みがなされていることは明らかである。
従って、方法の１つには、エピタキシャル層の質を改
善することにある。
善することにある。
従来技術において、かかる層は一般的に不均一厚みで
あった。気相からのエピタキシーにより得られる層は、
反応器チャンバへガス流が入る側の方がかかるチャンバ
からガス流が出る側よりも厚いことを見い出した。更
に、成長速度がサンプルの全体の軸に沿って一定でない
のみならず、かかる速度の低下が直線的でない。ガス流
に平行なサンプル軸に沿って測定した距離の関数として
描かれた成長速度曲線は、その勾配が均一に降下する降
下曲線である。
あった。気相からのエピタキシーにより得られる層は、
反応器チャンバへガス流が入る側の方がかかるチャンバ
からガス流が出る側よりも厚いことを見い出した。更
に、成長速度がサンプルの全体の軸に沿って一定でない
のみならず、かかる速度の低下が直線的でない。ガス流
に平行なサンプル軸に沿って測定した距離の関数として
描かれた成長速度曲線は、その勾配が均一に降下する降
下曲線である。
従って、本発明は、気相から得られるエピタキシャル
層の均一性、及び従ってかかる層により得られる半導体
装置の質を改善することを可能にする方法を提供するも
のである。
層の均一性、及び従ってかかる層により得られる半導体
装置の質を改善することを可能にする方法を提供するも
のである。
かかる目的は、本発明の方法において達成され、当該
方法は最初に記載した 管形状の反応器チャンバの下壁部の内部表面に位置す
るサセプター上に基板を設置し、該チャンバは更に上記
下壁部に対向する上壁部及び２つの対向する端部を備
え、 基板上に、単一結晶層の半導体物質の上記化学蒸着を
生ぜしめるに適切な圧力で、ガス状化合物流を該反応器
チャンバの開口一端部から他端部へ供給することに加え
て更に、 基板上に単一結晶相の半導体物質を形成するために、
熱励起されるべき上記蒸着を生ぜしめるに適切な温度範
囲で、上記上壁部を上記サセプターとともに加熱し、 ガス状化合物流方向に平行する軸に沿って、基板が固
定された場合にエピタキシャル層の上記堆積プロフィル
が調整された変動を生ぜしめるために、上記上壁部の加
熱温度を調整し、 上記堆積間に、基板表面に対して直角に基板を軸に関
して回転させることを含む。
方法は最初に記載した 管形状の反応器チャンバの下壁部の内部表面に位置す
るサセプター上に基板を設置し、該チャンバは更に上記
下壁部に対向する上壁部及び２つの対向する端部を備
え、 基板上に、単一結晶層の半導体物質の上記化学蒸着を
生ぜしめるに適切な圧力で、ガス状化合物流を該反応器
チャンバの開口一端部から他端部へ供給することに加え
て更に、 基板上に単一結晶相の半導体物質を形成するために、
熱励起されるべき上記蒸着を生ぜしめるに適切な温度範
囲で、上記上壁部を上記サセプターとともに加熱し、 ガス状化合物流方向に平行する軸に沿って、基板が固
定された場合にエピタキシャル層の上記堆積プロフィル
が調整された変動を生ぜしめるために、上記上壁部の加
熱温度を調整し、 上記堆積間に、基板表面に対して直角に基板を軸に関
して回転させることを含む。
一例において、本方法は、循環ガス流のいわゆる縦方
向に平行して、基板が固定された場合に上記層の上記堆
積プロフィルの均一な直線状低下が得られるように、上
壁部の温度を調整することを特徴とする。
向に平行して、基板が固定された場合に上記層の上記堆
積プロフィルの均一な直線状低下が得られるように、上
壁部の温度を調整することを特徴とする。
他の例において、本方法は、原点とみなされる基板の
点に関して、基板が固定された場合に非対称的関数に従
う堆積プロフィルをエピタキシャル層が得るように、上
壁部の温度を調整することを特徴とする。
点に関して、基板が固定された場合に非対称的関数に従
う堆積プロフィルをエピタキシャル層が得るように、上
壁部の温度を調整することを特徴とする。
他の例において、本方法は、ガス流の直角方向におい
て、基板が固定された場合に凸状の堆積プロフィルをエ
ピタキシャル層が得るように、上壁部の温度を調整する
ことを特徴とする。
て、基板が固定された場合に凸状の堆積プロフィルをエ
ピタキシャル層が得るように、上壁部の温度を調整する
ことを特徴とする。
更に、本方法は、加熱抵抗体によりチャンバの上壁部
を加熱すること、及び上記抵抗体の温度を制御すること
により上記上壁部の温度制御を得ることを特徴とする。
を加熱すること、及び上記抵抗体の温度を制御すること
により上記上壁部の温度制御を得ることを特徴とする。
従って、従来技術により実施した実験において成長速
度は堆積温度に左右されず、また他方では２つの好適な
方法（有機金属化合物を使用）の１方法において好まし
くは反応器壁の加熱を避けるべきことを示したのとは逆
に、本発明においてシーリング温度の調整はエピタキシ
ャル層の堆積プロフィルに作用を及ぼす。このように、
本発明においては、均質な、又は一定厚みの層が得られ
る。
度は堆積温度に左右されず、また他方では２つの好適な
方法（有機金属化合物を使用）の１方法において好まし
くは反応器壁の加熱を避けるべきことを示したのとは逆
に、本発明においてシーリング温度の調整はエピタキシ
ャル層の堆積プロフィルに作用を及ぼす。このように、
本発明においては、均質な、又は一定厚みの層が得られ
る。
本発明を図面を参照にして次の実施例により説明す
る。
る。
第１図に示す如く、エピタキシャル層製造用反応器の
堆積チャンバ１は石英管により主として形成され、長方
形断面を有する。
堆積チャンバ１は石英管により主として形成され、長方
形断面を有する。
チャンバの下壁10と同じ高さに、サセプター11として
示される基板12のサンプルキャリアを設置した。チャン
バのシーリング20である上壁をサンプルに極めて接近し
て設定した。サンプル表面とシーリング間の測定距離は
ｄである。
示される基板12のサンプルキャリアを設置した。チャン
バのシーリング20である上壁をサンプルに極めて接近し
て設定した。サンプル表面とシーリング間の測定距離は
ｄである。
エピタキシャル成長に必要とされるガス状成分の流れ
φはサンプルの表面に対して平行であった。
φはサンプルの表面に対して平行であった。
ガスの入口及び出口はサンプルの各々の側に位置させ
た。流れφの方向でサンプルに沿って測定した距離はＤ
であった。
た。流れφの方向でサンプルに沿って測定した距離はＤ
であった。
ここで示すヒ化ガリウム（GaAs）又はリン化インジウ
ム（InP）の単結晶固体基板12上のエピタキシャル層の
製造例において、ガス状成分の流れφは、主要部分が水
素（Ｈ2）から構成され、これをアルシン（AsH3）及び
／又はホスフィン（PH3）及び／又は第３族元素の有機
金属化合物と混合させたものである。
ム（InP）の単結晶固体基板12上のエピタキシャル層の
製造例において、ガス状成分の流れφは、主要部分が水
素（Ｈ2）から構成され、これをアルシン（AsH3）及び
／又はホスフィン（PH3）及び／又は第３族元素の有機
金属化合物と混合させたものである。
事実、第Ｖ族元素が揮発分形態で容易に得られる場
合、これに対して成長温度で搬送するに有用な蒸気圧を
示さない第III族元素は塩化物又は有機金属化合物の形
態で導入しなくてはならない。水素ガスを矢印のガスと
して用いる。かかる出発元素から形成されるエピタキシ
ャル層の成長温度は、500〜850℃である。
合、これに対して成長温度で搬送するに有用な蒸気圧を
示さない第III族元素は塩化物又は有機金属化合物の形
態で導入しなくてはならない。水素ガスを矢印のガスと
して用いる。かかる出発元素から形成されるエピタキシ
ャル層の成長温度は、500〜850℃である。
ヒ化ガリウム（GaAs）の如き基板を備えるグラファイ
トのようなサンプルキャリアを上記範囲内の温度に導入
し、かかる温度を例えば熱電対により制御した。従来技
術が記載された刊行物には成長速度が500〜850℃の範囲
のエピタキシー温度に左右されないことが提示されてい
る。
トのようなサンプルキャリアを上記範囲内の温度に導入
し、かかる温度を例えば熱電対により制御した。従来技
術が記載された刊行物には成長速度が500〜850℃の範囲
のエピタキシー温度に左右されないことが提示されてい
る。
しかし、第２図の実線（ａ）で表された曲線で示され
る如く、ガス状成分の流れ方向に平行なサンプル軸に沿
って測定した距離Ｄ（cm）の関数として与えられた成長
速度Ｖ（nm/s）は一定でないことを見い出した。
る如く、ガス状成分の流れ方向に平行なサンプル軸に沿
って測定した距離Ｄ（cm）の関数として与えられた成長
速度Ｖ（nm/s）は一定でないことを見い出した。
かかる曲線は、成長速度がガス状成分が導入される側
で極めて高いこと、ガス流の出口に面しているサンプル
側で最初は急速に、次いでだんだんゆるやかに低下する
ことを示す。
で極めて高いこと、ガス流の出口に面しているサンプル
側で最初は急速に、次いでだんだんゆるやかに低下する
ことを示す。
従って、成長速度がガス流の入口から出口にかけて低
下するのみならず、かかる低下は線状ではなく、曲線
（ａ）はＤに沿って測定した距離の関数として降下する
勾配を呈する。
下するのみならず、かかる低下は線状ではなく、曲線
（ａ）はＤに沿って測定した距離の関数として降下する
勾配を呈する。
本発明において、壁20の温度制御装置30をサンプルサ
セプターと反対側のチャンバのシーリングに設置した。
セプターと反対側のチャンバのシーリングに設置した。
かかる装置は堆積チャンバのシーリングを加熱する加
熱抵抗体によって得られる装置により都合よく構成され
る。しかし、本発明において、チャンバのシーリングは
均一に加熱されない。チャンバのシーリングの温度は、
逆にかかるシーリング表面で不均一分布の温度が得られ
るようにかかる加熱装置を調整することにより制御され
る。
熱抵抗体によって得られる装置により都合よく構成され
る。しかし、本発明において、チャンバのシーリングは
均一に加熱されない。チャンバのシーリングの温度は、
逆にかかるシーリング表面で不均一分布の温度が得られ
るようにかかる加熱装置を調整することにより制御され
る。
チャンバのシーリングを加熱する装置の調整を変化さ
せ、従ってかかるシーリング温度の不均一分布が該制御
方法で得られた場合、目的とするもの、即ちガス流の循
環方向における層の成長速度の直線的で均一な低下が達
成される。従って、破線で示される第２図の曲線ｂ）
が、即ちサセプターの温度及びガスの圧力と同様の条件
下で得られた。
せ、従ってかかるシーリング温度の不均一分布が該制御
方法で得られた場合、目的とするもの、即ちガス流の循
環方向における層の成長速度の直線的で均一な低下が達
成される。従って、破線で示される第２図の曲線ｂ）
が、即ちサセプターの温度及びガスの圧力と同様の条件
下で得られた。
第３図はチャンバのシーリングの制御温度Ｔのプロフ
ィルが示され、これは特に直線状に降下する第２図の曲
線ｂ）を得るのに有利である。第３図のかかる曲線は、
流れ方向におけるサンプル軸に沿って測定される距離の
関数としてラフに降下する。有利にはＤに沿って測定し
た距離の関数として降下勾配を有する。
ィルが示され、これは特に直線状に降下する第２図の曲
線ｂ）を得るのに有利である。第３図のかかる曲線は、
流れ方向におけるサンプル軸に沿って測定される距離の
関数としてラフに降下する。有利にはＤに沿って測定し
た距離の関数として降下勾配を有する。
第３図において示されるシーリング温度曲線の理想的
なプロフィルの形成は主に、 −成長温度 −サセプター温度 −ガスの全圧 −ガスの分圧 −堆積される物質の型 −堆積チャンバの大きさ の関数であることは明らかである。
なプロフィルの形成は主に、 −成長温度 −サセプター温度 −ガスの全圧 −ガスの分圧 −堆積される物質の型 −堆積チャンバの大きさ の関数であることは明らかである。
多数のかかるパラメータにより、チャンバのシーリン
グの調節温度を制御する装置の段階操作を与えるか、又
はチャンバのシーリング加熱調節に対して温度を少しず
つ変化させるプログラム（small ordinate program）を
利用する必要性が生ずる。
グの調節温度を制御する装置の段階操作を与えるか、又
はチャンバのシーリング加熱調節に対して温度を少しず
つ変化させるプログラム（small ordinate program）を
利用する必要性が生ずる。
かかる技術は当業者には周知であり、直線状に降下す
る第２図の曲線ｂ）を得るまでは、該段階装置又は該プ
ログラム操作の他にいかなる操作をも要しない。
る第２図の曲線ｂ）を得るまでは、該段階装置又は該プ
ログラム操作の他にいかなる操作をも要しない。
成長速度の直線状低下が得られる場合に、第４図は、
サンプルの１回の回転により、サンプルの表面上に一定
厚みの層が成長することを明らかに示す。
サンプルの１回の回転により、サンプルの表面上に一定
厚みの層が成長することを明らかに示す。
事実、回転がないと、サンプル12はその中心Ｏでその
厚みｅの層を有するが、Ｏ位置から＋Δｘ処理、及びＯ
位置から−Δｘ距離に位置するサンプルの２点では各々
厚みｅ−Δｅ及びｅ＋Δｅの厚みを有する層が各々得ら
れる（第4a図）。
厚みｅの層を有するが、Ｏ位置から＋Δｘ処理、及びＯ
位置から−Δｘ距離に位置するサンプルの２点では各々
厚みｅ−Δｅ及びｅ＋Δｅの厚みを有する層が各々得ら
れる（第4a図）。
サンプル12をそのサセプター11によりその平面に対し
て軸のまわりを直角に回転させる場合、不足厚み−Δｅ
は過剰厚み＋Δｅにより補償され、サンプル上に成長す
る層の厚みは一定でｅに等しい。
て軸のまわりを直角に回転させる場合、不足厚み−Δｅ
は過剰厚み＋Δｅにより補償され、サンプル上に成長す
る層の厚みは一定でｅに等しい。
サンプルとシーリング20間の距離ｄが0.5cm、堆積温
度がＴ（℃）、有機化合物の分圧がｐ（Bar）、そして
Ｖが任意単位におけるガス速度である一例においえ、第
５図には、第１図の断面図における等温線の測定（第5a
図）、入力分圧に標準化した有機金属化合物の分圧の等
圧線（第5b図）、及び任意単位におけるガス速度分布
（第5c図）を示す。サンプルに沿って測定した距離Ｄは
加熱したサンプルキャリアの始点Ｏからのものを示す。
速度プロフィルは完全な放物線とは少し異なるものとな
る。ガス流は層流である。
度がＴ（℃）、有機化合物の分圧がｐ（Bar）、そして
Ｖが任意単位におけるガス速度である一例においえ、第
５図には、第１図の断面図における等温線の測定（第5a
図）、入力分圧に標準化した有機金属化合物の分圧の等
圧線（第5b図）、及び任意単位におけるガス速度分布
（第5c図）を示す。サンプルに沿って測定した距離Ｄは
加熱したサンプルキャリアの始点Ｏからのものを示す。
速度プロフィルは完全な放物線とは少し異なるものとな
る。ガス流は層流である。
しかしながら、他の例において、ガス流は乱流とする
ことができ、本発明を、完全に適用できる。
ことができ、本発明を、完全に適用できる。
本発明の第１の変形例において、シーリング温度の調
整による第2b図に示す如き直線的で且つ均一な成長速度
の低下曲線を得るような試みはなされなかった。
整による第2b図に示す如き直線的で且つ均一な成長速度
の低下曲線を得るような試みはなされなかった。
逆に、回転の中心に対しての成長速度の偏差は非対称
関数で、その原点は回転中心を示す。かかる関数は、例
えば第６図の曲線により示される。シーリングを加熱す
ることにより、第６図に示すような成長速度が得られた
場合、Ｏに設置された軸９のまわりにサンプルを回転さ
せることにより均一な厚みの層が得られる。
関数で、その原点は回転中心を示す。かかる関数は、例
えば第６図の曲線により示される。シーリングを加熱す
ることにより、第６図に示すような成長速度が得られた
場合、Ｏに設置された軸９のまわりにサンプルを回転さ
せることにより均一な厚みの層が得られる。
本発明の第２の変形例において、サンプル上に堆積す
る層はシーリング温度が調整されない場合、凹形厚みプ
ロフィルを有し、その凹形は、サンプルが回転する場
合、層の中央よりも端部の方が厚くなるようにサンプル
キャリアの方向に湾曲するという第2a図の曲線からの見
解から単に出発する。
る層はシーリング温度が調整されない場合、凹形厚みプ
ロフィルを有し、その凹形は、サンプルが回転する場
合、層の中央よりも端部の方が厚くなるようにサンプル
キャリアの方向に湾曲するという第2a図の曲線からの見
解から単に出発する。
チャンバのシーリング温度を調整することにより、横
方向、即ちガス流方向に対して直角方向における層の凸
状厚みプロフィルを提供する目的を達成する試みがなさ
れた。このことは、例えばチャンバのシーリング付近に
熱抵抗体を、シーリングでの等温線が流れφに平行に向
くような方法で設置することにより得られる。
方向、即ちガス流方向に対して直角方向における層の凸
状厚みプロフィルを提供する目的を達成する試みがなさ
れた。このことは、例えばチャンバのシーリング付近に
熱抵抗体を、シーリングでの等温線が流れφに平行に向
くような方法で設置することにより得られる。
サンプルの回転により、かかる新規の層厚みプロフィ
ルが得られる場合には、堆積厚みの補償及びその結果と
して生ずる均一層が得られる。
ルが得られる場合には、堆積厚みの補償及びその結果と
して生ずる均一層が得られる。
提案されたかかる異種の方法は、シーリングの熱プロ
フィルが実験条件及び堆積されるべき物質の性質に適合
することができるという利点を有する。
フィルが実験条件及び堆積されるべき物質の性質に適合
することができるという利点を有する。
かかる方法において、均質な組成又は均質なドーピン
グを有する均一厚み層を異なる反応器を用いないが、反
応器チャンバのシーリングの加熱に対する電気的調整を
単に変化させることにより得ることができる。
グを有する均一厚み層を異なる反応器を用いないが、反
応器チャンバのシーリングの加熱に対する電気的調整を
単に変化させることにより得ることができる。
第１図は、気相エピタキシー反応器の堆積チャンバの側
面図、 第２図は、基板上のエピタキシャル堆積速度をガス流に
平行なサンプルに沿って測定した距離の関数として示し
た線図、 第３図は、本発明における制御装置を備えたチャンバ内
の、ガス流方向に平行に測定した距離の関数としてシー
リング温度の変化を示した線図、 第4a図は、サセプターを回転することがない堆積速度の
直線性を示した概略図、 第4b図は、本発明におけるエピタキシーチャンバ内のサ
セプターを回転した際の堆積速度の一定性を示した概略
図、 第5a図は、加熱したサンプルに沿って測定した距離の関
数とする等温線、 第5b図は、加熱したサンプルに沿って測定した距離の関
数とする等圧線、 第5c図は、加熱したサンプルに沿って測定した距離の関
数とする速度分布図、 第６図は、成長速度の一例を示した線図である。 １……堆積チャンバ、９……軸 10……下壁、11……サセプター 12……基板、20……シーリング 30……温度制御装置
面図、 第２図は、基板上のエピタキシャル堆積速度をガス流に
平行なサンプルに沿って測定した距離の関数として示し
た線図、 第３図は、本発明における制御装置を備えたチャンバ内
の、ガス流方向に平行に測定した距離の関数としてシー
リング温度の変化を示した線図、 第4a図は、サセプターを回転することがない堆積速度の
直線性を示した概略図、 第4b図は、本発明におけるエピタキシーチャンバ内のサ
セプターを回転した際の堆積速度の一定性を示した概略
図、 第5a図は、加熱したサンプルに沿って測定した距離の関
数とする等温線、 第5b図は、加熱したサンプルに沿って測定した距離の関
数とする等圧線、 第5c図は、加熱したサンプルに沿って測定した距離の関
数とする速度分布図、 第６図は、成長速度の一例を示した線図である。 １……堆積チャンバ、９……軸 10……下壁、11……サセプター 12……基板、20……シーリング 30……温度制御装置
Claims (6)
- 【請求項１】化学物質蒸気相から、半導体基板の表面上
に、半導体物質のエピタキシャル層を堆積させるにあた
り、 管形状の反応器チャンバの下壁部の内部表面に位置する
サセプター上に基板を設置し、該チャンバは更に上記下
壁部に対向する上壁部及び２つの対向する端部を備え、 基板上に、単一結晶層の半導体物質の上記化学蒸着を生
ぜしめるに適切な圧力で、ガス状化合物流を該反応器チ
ャンバの開口一端部から他端部へ供給し、 基板上に単一結晶相の半導体物質を形成するために、熱
励起されるべき上記蒸着を生ぜしめるに適切な温度範囲
で、上記上壁部を上記サセプターとともに加熱し、 ガス状化合物流方向に平行する軸に沿って、基板が固定
された場合にエピタキシャル層の上記堆積プロフィル
が、調整された変動を生ぜしめるために、上記上壁部の
加熱温度を調整し、 上記堆積間に、基板表面に対して直角に基板を軸に関し
て回転させることを特徴とする半導体物質のエピタキシ
ャル堆積法。 - 【請求項２】循環ガス流のいわゆる縦方向に平行して、
基板が固定された場合に上記層の上記堆積プロフィルの
均一な直線状低下が得られるように、上壁部の温度を調
整することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体物質のエピタキシャル堆積法。 - 【請求項３】原点とみなされる基板の点に関しては、基
板が固定された場合に非対称的関数に従う堆積プロフィ
ルをエピタキシャル層が得るように、上壁部の温度を調
整することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体物質のエピタキシャル堆積法。 - 【請求項４】ガス流の直角方向において、基板が固定さ
れた場合に凸状の堆積プロフィルをエピタキシャル層が
得るように、上壁部の温度を調整することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体物質のエピタキシャ
ル堆積法。 - 【請求項５】加熱抵抗体によりチャンバの上壁部を加熱
すること、及び上記抵抗体の温度を制御することにより
上記上壁部の温度制御を得ることを特徴とする特許請求
の範囲第１〜４項いずれか１つの項記載の半導体物質の
エピタキシャル堆積法。 - 【請求項６】有機金属化合物を用いる方法により第III
−Ｖ族の基板上に第III−Ｖ族の物質のエピタキシャル
層を製造することに用いて、均一特性若しくは均一厚み
を有する層を得ることを特徴とする特許請求の範囲第１
〜４項いずれか１つの項記載の半導体物質のエピタキシ
ャル堆積法。
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-
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- 1985-12-17 FR FR8518677A patent/FR2591616A1/fr not_active Withdrawn
-
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- 1986-12-10 DE DE8686202229T patent/DE3669900D1/de not_active Expired - Lifetime
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