JP2827736B2 - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- JP2827736B2 JP2827736B2 JP21721492A JP21721492A JP2827736B2 JP 2827736 B2 JP2827736 B2 JP 2827736B2 JP 21721492 A JP21721492 A JP 21721492A JP 21721492 A JP21721492 A JP 21721492A JP 2827736 B2 JP2827736 B2 JP 2827736B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はIII−V族化合物半導
体結晶の気相成長方法に関する。
体結晶の気相成長方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光デバイスや高速デバイスの作製に用い
られる有機金属気相成長方法(MOVPE法)において
は、良好な特性を有する結晶が大面積にわたって成長が
可能とされ、活発にその研究開発が進められてきた。
られる有機金属気相成長方法(MOVPE法)において
は、良好な特性を有する結晶が大面積にわたって成長が
可能とされ、活発にその研究開発が進められてきた。
【0003】近年、反応管内のキャリアガスの流れにつ
いては、シミュレーションにより解析が進められ(ジャ
ーナル・オブ・クリスタルグロース(Journal
ofCrystal Growth)誌、第100巻、
545頁参照)、減圧成長に限らず常圧成長においても
良好な結晶特性が得られるようになってきている(ジャ
ーナル・オブ・アプライト・フィジックス(Journ
al of Applied Physics)誌、第
67巻、第12号、7578頁参照)。
いては、シミュレーションにより解析が進められ(ジャ
ーナル・オブ・クリスタルグロース(Journal
ofCrystal Growth)誌、第100巻、
545頁参照)、減圧成長に限らず常圧成長においても
良好な結晶特性が得られるようになってきている(ジャ
ーナル・オブ・アプライト・フィジックス(Journ
al of Applied Physics)誌、第
67巻、第12号、7578頁参照)。
【0004】図2に一般的に用いられる反応管の形状を
示す。図2において、MOVPE法に用いられる原料
は、ルイス酸,ルイス塩基に相当する物質が多く、中間
生成物(アダクト)を形成し易い。特に常圧成長におい
ては、中間生成物の形成が顕著になる。そこで図2に示
すように、III族原料とV族原料との接触を少なくす
るために、原料導入口として第1の原料導入口1と第2
の原料導入口2とを別個に設け、各々の原料導入口1,
2を半導体結晶基板7の近傍まで至らしめ、第1の原料
導入口1よりV族原料を、第2の原料導入口2よりII
I族原料を別々に導入している(ジャーナル・オブ・ク
リスタルグロース(Journal ofCrysta
l Growth)誌、第107巻、192頁参照)。
なお図中、4はカーボンサセプター,6は高周波コイ
ル,3は石英製反応管である。
示す。図2において、MOVPE法に用いられる原料
は、ルイス酸,ルイス塩基に相当する物質が多く、中間
生成物(アダクト)を形成し易い。特に常圧成長におい
ては、中間生成物の形成が顕著になる。そこで図2に示
すように、III族原料とV族原料との接触を少なくす
るために、原料導入口として第1の原料導入口1と第2
の原料導入口2とを別個に設け、各々の原料導入口1,
2を半導体結晶基板7の近傍まで至らしめ、第1の原料
導入口1よりV族原料を、第2の原料導入口2よりII
I族原料を別々に導入している(ジャーナル・オブ・ク
リスタルグロース(Journal ofCrysta
l Growth)誌、第107巻、192頁参照)。
なお図中、4はカーボンサセプター,6は高周波コイ
ル,3は石英製反応管である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図2に示す横型反応管
を用いてSiをn型ドーパントとするIII−V族化合
物半導体の気相成長を行う場合に、結晶成長温度におけ
るドーパントガスの分解速度がIII族原料ガスの分解
速度と大幅に異なるために、結晶基板面内でドーピング
濃度の均一性を低下させていた。
を用いてSiをn型ドーパントとするIII−V族化合
物半導体の気相成長を行う場合に、結晶成長温度におけ
るドーパントガスの分解速度がIII族原料ガスの分解
速度と大幅に異なるために、結晶基板面内でドーピング
濃度の均一性を低下させていた。
【0006】本発明の目的は、この問題点を解決し、ド
ーピングの面内均一性に優れたIII−V族化合物半導
体の気相成長方法を提供することにある。
ーピングの面内均一性に優れたIII−V族化合物半導
体の気相成長方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による気相成長方法においては、上下に仕切
られた2つの原料導入口を有する横型反応管を用いてS
iをn型ドーパントとするIII−V族化合物半導体結
晶を成長する気相成長方法であって、Si2H6をサセプ
ターに近い原料導入口より導入し、SiH4を他の原料
導入口より導入するものである。
め、本発明による気相成長方法においては、上下に仕切
られた2つの原料導入口を有する横型反応管を用いてS
iをn型ドーパントとするIII−V族化合物半導体結
晶を成長する気相成長方法であって、Si2H6をサセプ
ターに近い原料導入口より導入し、SiH4を他の原料
導入口より導入するものである。
【0008】
【作用】図2に示す横型反応管を用いて、Siをn型ド
ーパントとするIII−V族化合物半導体の気相成長を
行う場合、Siの原料ガスとしてSiH4を用いたとき
には、基板面内の上流側でドーピング濃度が低下する。
これはSiH4ガスの分解速度が結晶成長温度におい
て、III族原料ガスよりも分解速度が遅いためである
と考えられる。
ーパントとするIII−V族化合物半導体の気相成長を
行う場合、Siの原料ガスとしてSiH4を用いたとき
には、基板面内の上流側でドーピング濃度が低下する。
これはSiH4ガスの分解速度が結晶成長温度におい
て、III族原料ガスよりも分解速度が遅いためである
と考えられる。
【0009】一方、Siの原料ガスとしてSi2H6を用
いたときには、基板面内の下流側でドーピング濃度が低
下する。これはSi2H6ガスの分解速度が結晶成長温度
において、III族原料ガスよりも分解速度が速いため
に原料ガス枯渇して濃度が低下することによるものと考
えられる。
いたときには、基板面内の下流側でドーピング濃度が低
下する。これはSi2H6ガスの分解速度が結晶成長温度
において、III族原料ガスよりも分解速度が速いため
に原料ガス枯渇して濃度が低下することによるものと考
えられる。
【0010】そこで、本発明では原料分解速度の速いS
i2H6ガスをサセプターに近い側の第1の原料導入口よ
り導入し、基板面内の上流側でドーピング濃度を高め、
一方、原料分解速度の遅いSiH4ガスをサセプターか
ら遠い側の第2の原料導入口より導入し、基板面内の下
流側でドーピング濃度を高め、さらにSi2H6ガスとS
iH4ガスとの流量比を調節することにより基板面内の
ドーピング濃度均一性の向上が可能となった。
i2H6ガスをサセプターに近い側の第1の原料導入口よ
り導入し、基板面内の上流側でドーピング濃度を高め、
一方、原料分解速度の遅いSiH4ガスをサセプターか
ら遠い側の第2の原料導入口より導入し、基板面内の下
流側でドーピング濃度を高め、さらにSi2H6ガスとS
iH4ガスとの流量比を調節することにより基板面内の
ドーピング濃度均一性の向上が可能となった。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図1に本発明による気相成長方法に用いた装置の構
成図を示す。図1において、石英製反応管3の中央部壁
にカーボンサセプター4が置かれており、その上に3イ
ンチのGaAs基板5が取り付けられている。
る。図1に本発明による気相成長方法に用いた装置の構
成図を示す。図1において、石英製反応管3の中央部壁
にカーボンサセプター4が置かれており、その上に3イ
ンチのGaAs基板5が取り付けられている。
【0012】原料導入口は、上下2つに別れており、カ
ーボンサセプター4に近い側から順に第1の原料導入口
1,第2の原料導入口2とする。キャリアガスをH2と
し、トリメチルインジウム(TMI),トリエチルガリ
ウム(TEG),トリメチルアルミニウム(TMA),
ホスフィン(PH3),トラン(SiH4),シジラン
(Si2H6)を原料ガスとして、GaAs基板に格子整
合するn型InGaAlP層を成長する。
ーボンサセプター4に近い側から順に第1の原料導入口
1,第2の原料導入口2とする。キャリアガスをH2と
し、トリメチルインジウム(TMI),トリエチルガリ
ウム(TEG),トリメチルアルミニウム(TMA),
ホスフィン(PH3),トラン(SiH4),シジラン
(Si2H6)を原料ガスとして、GaAs基板に格子整
合するn型InGaAlP層を成長する。
【0013】III族原料ガス及びSiH4ガスは、第
2の原料導入口2より導入し、V族原料ガス及びSi2
H6ガスは第1の原料導入口1より導入した。反応管圧
力を760Torrとし、キャリアガス流量を各々10
SLMとしてn型InGaAlP層を成長した。
2の原料導入口2より導入し、V族原料ガス及びSi2
H6ガスは第1の原料導入口1より導入した。反応管圧
力を760Torrとし、キャリアガス流量を各々10
SLMとしてn型InGaAlP層を成長した。
【0014】そこで第1の原料導入口1より導入するS
i2H6ガス濃度を増大させると、キャリア濃度の面内均
一性は、上流側のキャリア濃度が高くなり、一方、第2
の原料導入口2より導入するSiH4ガス濃度を増大さ
せると、下流側のキャリア濃度が高くなることが判っ
た。
i2H6ガス濃度を増大させると、キャリア濃度の面内均
一性は、上流側のキャリア濃度が高くなり、一方、第2
の原料導入口2より導入するSiH4ガス濃度を増大さ
せると、下流側のキャリア濃度が高くなることが判っ
た。
【0015】そこで、第1の原料導入口1より導入する
Si2H6ガスと、第2の原料導入口2より導入するSi
H4ガスの濃度を各々調節することにより、3インチ基
板上でキャリア濃度の面内均一性2%以下が達成され
た。これに反し、SiH4ガスあるいはSi2H6ガスの
どちらか一方のみを用いたドーピング実験では、3イン
チ基板上でキャリア濃度の面内均一性が10%程度であ
った。
Si2H6ガスと、第2の原料導入口2より導入するSi
H4ガスの濃度を各々調節することにより、3インチ基
板上でキャリア濃度の面内均一性2%以下が達成され
た。これに反し、SiH4ガスあるいはSi2H6ガスの
どちらか一方のみを用いたドーピング実験では、3イン
チ基板上でキャリア濃度の面内均一性が10%程度であ
った。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上下に
仕切られた2つの原料導入口を有する横型反応管を用い
てSiをn型ドーパントとするIII−V族化合物半導
体結晶を成長する気相成長方法において、Si2H6をサ
セプターに近い原料導入口より導入し、SiH4を他の
原料導入口より導入することにより、キャリア濃度の面
内均一性の高い結晶成長を実現できる効果を有する。
仕切られた2つの原料導入口を有する横型反応管を用い
てSiをn型ドーパントとするIII−V族化合物半導
体結晶を成長する気相成長方法において、Si2H6をサ
セプターに近い原料導入口より導入し、SiH4を他の
原料導入口より導入することにより、キャリア濃度の面
内均一性の高い結晶成長を実現できる効果を有する。
【図1】本発明による気相成長方法の実施例の構成を示
す図である。
す図である。
【図2】従来の気相成長方法を示す図である。
1 第1の原料導入口 2 第2の原料導入口 3 石英製反応管 4 カーボンサセプター 5 GaAs基板 6 高周波コイル 7 半導体結晶基板
Claims (1)
- 【請求項1】 上下に仕切られた2つの原料導入口を有
する横型反応管を用いてSiをn型ドーパントとするI
II−V族化合物半導体結晶を成長する気相成長方法で
あって、 Si2H6をサセプターに近い原料導入口より導入し、S
iH4を他の原料導入口より導入することを特徴とする
気相成長方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21721492A JP2827736B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21721492A JP2827736B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 気相成長方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0645264A JPH0645264A (ja) | 1994-02-18 |
JP2827736B2 true JP2827736B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=16700656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21721492A Expired - Fee Related JP2827736B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2827736B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3230029B2 (ja) * | 1994-05-30 | 2001-11-19 | 富士通株式会社 | Iii−v族化合物半導体結晶成長方法 |
JP4835666B2 (ja) * | 2008-09-10 | 2011-12-14 | 住友電気工業株式会社 | 気相成長方法 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP21721492A patent/JP2827736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0645264A (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
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