JPH02246321A - 気相結晶成長装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、反応炉を備え、リンを含む材料を気相にし
て基板の上にエピタキシャル成長させる気相結晶成長装
置に関するものであり、特に、反応炉内を大気開放する
ときに、リンが発火するのを防止することができるよう
に改良された気相結晶成長装置に関するものである。

〔従来の技術〕

材料を気相にして基板の上にエピタキシャル成長させる
方法を気相エピタキシャル法という。この気相エピタキ
シャル法には、堆積時に反応を伴わない物理蒸着法（Ｐ
ＶＤ法）と、反応を伴う化学堆積法（ＣＶＤ法）とがあ
る。このうち、ＣＶＤ法は、析出させようとする物質の
化合物のガスを、高温に加熱した基板上に輸送し、熱分
解もしくは他のガスや蒸気などと反応させて、基板上に
薄膜を形成させる方法である。

第２図は、従来の、リン系化合物半導体を作製するため
の気相結晶成長装置の概念図である。第２図を参照して
、１は反応炉である。反応炉１は、反応管２と排気部３
とからなる。反応管２には、該反応管２内に材料ガスを
導入するためのガス導入管４が設けられている。反応管
２内には、基板５を下から支持するサセプタ６が設けら
れている。

サセプタ６は固定台７に固定されている。反応管２のま
わりには、高周波コイル８が設けられ、高周波コイル８
は高周波電源９に接続されている。

高周波コイル８から発生する高周波は、原料ガスを加熱
分解するものである。

次に、インジウムリン（ＩｎＰ）の薄膜を基板５上に形
成する場合を例にとり、この装置の動作について説明す
る。原料ガスであるトリメチルインジウムとホスフィン
を、ガス導入管４より反応管２内に導入する。続いて、
高周波電源９をＯＮし、高周波コイル８より高周波を発
生させる。この高周波によって、反応管２内に導入され
た原料ガスは熱分解され、インジウムリンの薄膜が基板
５上に堆積される。反応は次のとおりである。

Ｉ　ｎ　（ＣＨ，）、＋ＰＨ，→Ｉ　ｎＰ＋３ｃＨ４〔
発明が解決しようとする課題〕 従来の、リン系化合物半導体を作製するための気相結晶
成長装置は以上のように構成されている。

しかしながら、従来の装置では、第２図を参照して、反
応管２の内壁、排気部３の内壁および固定台７の外壁に
リンが析出することがしばしば認められた。図中、Ｘ印
で表わされている部分に特にリンが集中して析出する。

したがって、反応炉１を大気開放して、結晶が成長した
基板５を取出すときに、析出したリンが発火するという
問題を引き起こしていた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、反応炉内を大気開放するときに、リンが発火
するのを防止することができる気相結晶成長装置を提供
することをｂ的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、反応炉を備え、リンを含む材料を気相にし
て基板の上にエピタキシャル成長させる気相結晶成長装
置に係るものである。そして、上記問題点を解決するた
めに、酸化性ガスを上記反応炉内に送り込む酸化性ガス
供給手段を備えている。

【作用〕

この発明に係る装置においては、酸化性ガスを反応炉内
に送り込む酸化性ガス供給手段を備えたので、反応炉内
にリンが析出しても、反応炉内にたとえば酸素を送り込
むことによって次式に示すように、リンを五酸化リンに
変えることができる。

この五酸化リンは、発火性を有しないものである。

４　Ｐ　＋　５０２→２Ｐ２０゜ ［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

ここでは、気相結晶成長法として、有機金属化学堆積法
の実施例について示す。この有機金属化学堆積法は、有
機金属化合物を基板付近で熱分解させて、基板上にエピ
タキシャル成長させる方法である。

第１図は、この発明の実施例に係る気相結晶成長装置の
概念図である。第１図を参照して、１は、反応炉である
。反応炉１は反応管２と排気部３とからなる。反応管２
と排気部３は分離可能に接続されている。反応管２は通
常石英で形成される。

反応管２は、該反応管２内に原料ガスを導入するガス導
入管路１０と、反応炉１内に酸素ガスを導入する酸素ガ
ス導入管路１１ａ、ｌｌｂが取付けられている。反応管
２内には、基板５を下から支持するサセプタ６が設けら
れている。サセプタ６は固定台７に固定されている。反
応管２のまわりには、高周波コイル８が設けられ、高周
波コイル８は高周波電源９に接続されている。高周波コ
イル８から発生する高周波は、原料ガスを加熱分解する
ものである。

排気部３内には、排気用管路１２が設けられている。排
気用管路１２には、酸素ガスが排気用管路１２内に導入
されるように、開口部１２ａが設けられている。排気部
３は、該排気部３内に酸素ガスを導入する酸素ガス導入
口１３を備えている。

次に、インジウムリンの薄膜を基板５上に形成する場合
を例に挙げて、この装置の動作について説明する。

原料ガスであるトリメチルインジウムとホスフィンをキ
ャリアガス（Ｈ２ガス）とともに反応管２内に導入する
。続いて、高周波電源９をＯＮＬ、、高周波コイル８よ
り高周波を発生させる。この高周波によって、反応管２
内に導入された原料ガスは熱分解され、インジウムリン
の薄膜が基板５上に堆積される。このとき、反応管２の
内壁、固定台７の外表面および排気用管路１２の内壁に
リンが析出する。気相結晶成長の完了後、キャリアガス
を水素から窒素ガスに切換え、酸素ガス導入管１１ａ、
ｌｌｂより反応管２内に酸素ガスを導入する。また、酸
素ガス導入口１３より、排気部３内に酸素ガスを導入す
る。酸素ガスの流量は１００８ＣＣＮであり、窒素と酸
素の体積比は１対１とした。酸素ガスは、約１時間導入
された。反応管２内に導入された酸素ガスによって、反
応管２内の内壁面に析出したリンは五酸化リンに変化し
、発火性のないものになった。また、排気用管路１２の
内壁に析出していたリンは、排気用管路１２の開口部１
２ａから導入された酸素によって五酸化リンに変えられ
、発火性のないものに変化した。

次に、結晶成長の完了後、反応管２と排気部３を分離し
、反応炉を大気開放した。このとき、発火性のリンは既
に発火性のない五酸化リンに変えられているので、何ら
発火は認められなかった。

なお、上記実施例では、トリメチルインジウムとホスフ
ィンを用いた有機金属化学堆積法について述べたが、こ
の発明はこれに限られるものでなく、リンを含む材料を
気相にして基板の上にエピタキシャル成長させる方法な
らば、いずれの方法にも適用できる。

また、上記実施例では、酸化性ガスとして酸素を用いた
場合を例示したが、この発明はこれに限られるものでな
く、オゾン等、他の酸化性ガスであっても、実施例と同
様の効果を実現する。

また、上記実施例では、反応管２と排気部３のそれぞれ
に、酸素ガス供給手段を備えた場合を例示したが、いず
れか一方に、このような酸化性ガス供給手段を備えても
、相当の効果を実現する。

以上、具体的な実施例を挙げて、この発明を説明したが
、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なもので
あり、限定的なものでない。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明に係る気相結晶成長装置
によれば、酸化性ガスを反応炉内に送り込む酸化性ガス
供給手段を備えているので、反応炉内にリンが析出して
も、反応炉内に酸化性ガスを送り込むことによって、該
リンを五酸化リンに麦えることができる。この五酸化リ
ンは、発火性のないものである。それゆえ、気相結晶成
長後、反応炉を大気開放しても、リンによる発火はなく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る、リン系化合物半導体の気相
結晶成長装置の概念図である。 第２図は、従来の、リン系化合物半導体の気相結晶成長
装置の概念図である。 図において、１は反応炉、２は反応管、３は排気部、５
は基板、８は高周波コイル、１０はガス導入管路、ｌｌ
ａ、ｌｌｂは酸素ガス導入管路、１２は排気用管路、１
２ａは開口部、１３は酸素ガス導入口である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１０ １１Ｉ＋１ 特許出願人　住友電気工業株式会社 １」孟°＃　２　Ｌ応’！’　　　３゛排気岬ｂ ＋ｏ、　＋＋ｂ　：　ｉＬ未ｔｆス４ｈ’ｔｋ　　　　
１２１２０ニア＋／１口郡　　　１３：　　酩ン木乃゛
入牙入ロ５゛基板 柑λ泪Ｙ路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 反応炉を備え、リンを含む材料を気相にして基板の上に
   エピタキシャル成長させる気相結晶成長装置において、 前記反応炉内に酸化性ガスを送り込む酸化性ガス供給手
   段を備えたことを特徴とする気相結晶成長装置。