JPH09165299A - 気相成長方法及び気相成長装置 - Google Patents
気相成長方法及び気相成長装置Info
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- JPH09165299A JPH09165299A JP7328492A JP32849295A JPH09165299A JP H09165299 A JPH09165299 A JP H09165299A JP 7328492 A JP7328492 A JP 7328492A JP 32849295 A JP32849295 A JP 32849295A JP H09165299 A JPH09165299 A JP H09165299A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気相成長方法及び気相成長装置に関し、長期
使用に耐えられ、且つ、安定したＡｓのｐ型ドーピング
を可能にする気相成長方法及び気相成長装置を提供す
る。 【解決手段】 Ｖ族元素を含む不純物原料を用いてＶ族
元素をアクセプタとしてドーピングすることによってＨ
ｇを構成元素として含むｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
をエピタキシャル成長させる際に、各原料ガス７，８，
９を複数のガス導入口を介して供給すると共に、ＩＩ族
元素とＶ元素とを少なくともガス導入口の直前まで混合
しない様にする。
使用に耐えられ、且つ、安定したＡｓのｐ型ドーピング
を可能にする気相成長方法及び気相成長装置を提供す
る。 【解決手段】 Ｖ族元素を含む不純物原料を用いてＶ族
元素をアクセプタとしてドーピングすることによってＨ
ｇを構成元素として含むｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
をエピタキシャル成長させる際に、各原料ガス７，８，
９を複数のガス導入口を介して供給すると共に、ＩＩ族
元素とＶ元素とを少なくともガス導入口の直前まで混合
しない様にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気相成長方法及び気
相成長装置に関するものであり、特に、水銀（Ｈｇ）を
構成元素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長層に
ｐ型不純物としてＡｓ等のＶ族元素をドープするための
気相成長方法及び気相成長装置に関するものである。
相成長装置に関するものであり、特に、水銀（Ｈｇ）を
構成元素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長層に
ｐ型不純物としてＡｓ等のＶ族元素をドープするための
気相成長方法及び気相成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、１０μｍ帯近傍の赤外線を検知す
る赤外線検知素子としては、Ｃｄ比が０．２近傍のＨｇ
ＣｄＴｅを用いたｐｎ接合ダイオードが用いられてお
り、このＨｇＣｄＴｅ結晶の成長方法としてはＴｅリッ
チの融液を用いた液相エピタキシャル成長法が多く用い
られていた。
る赤外線検知素子としては、Ｃｄ比が０．２近傍のＨｇ
ＣｄＴｅを用いたｐｎ接合ダイオードが用いられてお
り、このＨｇＣｄＴｅ結晶の成長方法としてはＴｅリッ
チの融液を用いた液相エピタキシャル成長法が多く用い
られていた。
【０００３】この場合、ＨｇＣｄＴｅをｐ型にするため
にはＨｇ空格子を用いるのが一般的であったが、最近
は、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）を用いて、成
長ガス雰囲気にＡｓ等の不純物ガスを導入して、導電型
決定不純物によって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅを成長させるこ
とが試みられている。
にはＨｇ空格子を用いるのが一般的であったが、最近
は、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）を用いて、成
長ガス雰囲気にＡｓ等の不純物ガスを導入して、導電型
決定不純物によって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅを成長させるこ
とが試みられている。
【０００４】ここで、図８を参照して、従来のＭＯＶＰ
Ｅ装置及び成長方法を説明する。 図８参照 まず、縦型反応室３１内に設けた基台３２上にＣｄＴｅ
等の半導体基板３３を載置し、この縦型反応室３１にガ
ス導入口３４、配管３５を介して、Ｈｇ供給系３６、Ｃ
ｄ供給系３７、Ｔｅ供給系３８、及び、Ａｓ供給系３９
を接続する。
Ｅ装置及び成長方法を説明する。 図８参照 まず、縦型反応室３１内に設けた基台３２上にＣｄＴｅ
等の半導体基板３３を載置し、この縦型反応室３１にガ
ス導入口３４、配管３５を介して、Ｈｇ供給系３６、Ｃ
ｄ供給系３７、Ｔｅ供給系３８、及び、Ａｓ供給系３９
を接続する。
【０００５】この内、Ｈｇ供給系３６は、液体Ｈｇ５１
を収容した容器５０、液体Ｈｇ５１をバブリングするた
めの水素ガスを供給するマスフローコントローラ（ＭＦ
Ｃ）５２、及び、気化したＨｇガスを搬送するための水
素ガスを流量を調整しながら供給するＭＦＣ５３からな
ると共に、これらの系においてＨｇが凝結するのを防止
するために、Ｈｇ凝結防止用ヒータ保温部５４を設け
る。
を収容した容器５０、液体Ｈｇ５１をバブリングするた
めの水素ガスを供給するマスフローコントローラ（ＭＦ
Ｃ）５２、及び、気化したＨｇガスを搬送するための水
素ガスを流量を調整しながら供給するＭＦＣ５３からな
ると共に、これらの系においてＨｇが凝結するのを防止
するために、Ｈｇ凝結防止用ヒータ保温部５４を設け
る。
【０００６】また、Ｃｄ供給系３７は、ＤＭＣｄ（ジメ
チルカドミウム）４１を収容した容器４０、ＤＭＣｄ４
１をバブリングするための水素ガスを供給するＭＦＣ４
３、気化したＤＭＣｄガスの圧力を圧力計４５で監視し
てその圧力を調整する圧力制御用バルブ４６、ＤＭＣｄ
ガスを搬送するための水素ガスを流量を調整しながら供
給するＭＦＣ４４、Ｃｄ供給系３７の配管内部をパージ
するために排気系（ｖｅｎｔ）に切り替える弁４７、Ｄ
ＭＣｄガスを用いないで成長させる場合、例えば、Ｈｇ
Ｔｅを成長させる場合に、全体の流量のバランスを調節
するための水素ガスを供給するＭＦＣ４９からなる。
チルカドミウム）４１を収容した容器４０、ＤＭＣｄ４
１をバブリングするための水素ガスを供給するＭＦＣ４
３、気化したＤＭＣｄガスの圧力を圧力計４５で監視し
てその圧力を調整する圧力制御用バルブ４６、ＤＭＣｄ
ガスを搬送するための水素ガスを流量を調整しながら供
給するＭＦＣ４４、Ｃｄ供給系３７の配管内部をパージ
するために排気系（ｖｅｎｔ）に切り替える弁４７、Ｄ
ＭＣｄガスを用いないで成長させる場合、例えば、Ｈｇ
Ｔｅを成長させる場合に、全体の流量のバランスを調節
するための水素ガスを供給するＭＦＣ４９からなる。
【０００７】また、Ｔｅ供給系３８及びＡｓ供給系３９
の構成も、Ｃｄ供給系３７の構成と実質的に同等であ
り、Ｃｄ供給系３７におけるＤＭＣｄ４１を、夫々ＤＩ
ＰＴｅ（ジイソプロピルテルル）及びＴＤＭＡ−Ａｓ
（トリスジメチルアミノアルシン）に置き換えたもので
ある。
の構成も、Ｃｄ供給系３７の構成と実質的に同等であ
り、Ｃｄ供給系３７におけるＤＭＣｄ４１を、夫々ＤＩ
ＰＴｅ（ジイソプロピルテルル）及びＴＤＭＡ−Ａｓ
（トリスジメチルアミノアルシン）に置き換えたもので
ある。
【０００８】これらのＨｇ供給系３６、Ｃｄ供給系３
７、Ｔｅ供給系３８、及び、Ａｓ供給系３９から、所定
比率のガスをガス導入口３４を介して縦型反応室３１に
供給してＣｄＴｅ等の半導体基板３３上にｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層をエピタキシャル成長させていた。
７、Ｔｅ供給系３８、及び、Ａｓ供給系３９から、所定
比率のガスをガス導入口３４を介して縦型反応室３１に
供給してＣｄＴｅ等の半導体基板３３上にｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層をエピタキシャル成長させていた。
【０００９】しかし、この図８の気相成長装置の場合に
は、ガス導入口３４が一つしかないため、ＨｇＣｄＴｅ
等の混晶成長させる場合、組成の均一なＨｇＣｄＴｅ層
を得ることが困難であり、それを解決するために、図９
及び図１０に示すようなガス導入口を複数個にした気相
成長装置が提案されている。
は、ガス導入口３４が一つしかないため、ＨｇＣｄＴｅ
等の混晶成長させる場合、組成の均一なＨｇＣｄＴｅ層
を得ることが困難であり、それを解決するために、図９
及び図１０に示すようなガス導入口を複数個にした気相
成長装置が提案されている。
【００１０】図９参照 図９に示す気相成長装置（特開平５−１３４７３号公報
参照）は、ガス導入口３４を複数個（図においては、４
個であるが、４個に限られるものではない）設け、各ガ
ス導入口３４に個別の配管３５を接続し、各配管３５の
各々にＨｇ供給系３６、Ｃｄ供給系３７、及び、Ｔｅ供
給系３８を接続したものである。なお、図においては、
不純物ドーピングを考慮していないので、Ａｓ供給源は
示していない。
参照）は、ガス導入口３４を複数個（図においては、４
個であるが、４個に限られるものではない）設け、各ガ
ス導入口３４に個別の配管３５を接続し、各配管３５の
各々にＨｇ供給系３６、Ｃｄ供給系３７、及び、Ｔｅ供
給系３８を接続したものである。なお、図においては、
不純物ドーピングを考慮していないので、Ａｓ供給源は
示していない。
【００１１】この場合、Ｈｇ供給系３６は、それ自体が
ガス導入口３４の個数に応じた個数に分割されており、
また、Ｃｄ供給系３７及びＴｅ供給系３８は、夫々ガス
導入口３４の個数に応じた個数ＭＦＣ５５，５７を介し
て配管３５に接続され、且つ、Ｃｄ供給系３７及びＴｅ
供給系３８は、コンダクタンス調整バルブ５６，５８を
介して排気系（ｖｅｎｔ）に接続されている。
ガス導入口３４の個数に応じた個数に分割されており、
また、Ｃｄ供給系３７及びＴｅ供給系３８は、夫々ガス
導入口３４の個数に応じた個数ＭＦＣ５５，５７を介し
て配管３５に接続され、且つ、Ｃｄ供給系３７及びＴｅ
供給系３８は、コンダクタンス調整バルブ５６，５８を
介して排気系（ｖｅｎｔ）に接続されている。
【００１２】この様にガス導入口３４を分散することに
よって、ＨｇＣｄＴｅエピタキシャル層の面内の組成を
均一にすることができる。
よって、ＨｇＣｄＴｅエピタキシャル層の面内の組成を
均一にすることができる。
【００１３】図１０参照 また、図１０に示す気相成長装置（特開平４−２８７３
１２号公報参照）は、横型反応室５９を用いた場合の構
成であり、Ｈｇ供給系３６、Ｃｄ供給系３７、及び、Ｔ
ｅ供給系３８からのガスは、原料ガス別に対応すると共
に、ＭＦＣ５５，５７の個数に対応する複数の開口部を
有するノズル６０，６１，６２を介して横型反応室５９
に供給するものであり、その他の構成は図９の構成と実
質的に同等である。
１２号公報参照）は、横型反応室５９を用いた場合の構
成であり、Ｈｇ供給系３６、Ｃｄ供給系３７、及び、Ｔ
ｅ供給系３８からのガスは、原料ガス別に対応すると共
に、ＭＦＣ５５，５７の個数に対応する複数の開口部を
有するノズル６０，６１，６２を介して横型反応室５９
に供給するものであり、その他の構成は図９の構成と実
質的に同等である。
【００１４】この場合も、原料ガスをノズル６０，６
１，６２により分散することによって、ＨｇＣｄＴｅエ
ピタキシャル層の面内の組成を均一にすることができ
る。
１，６２により分散することによって、ＨｇＣｄＴｅエ
ピタキシャル層の面内の組成を均一にすることができ
る。
【００１５】この図９及び図１０に示す気相成長装置を
用いてｐ型不純物としてのＡｓをドーピングする場合、
Ａｓ供給系をどの様に組み合わせるかについては、具体
的提案がなされていなかった。
用いてｐ型不純物としてのＡｓをドーピングする場合、
Ａｓ供給系をどの様に組み合わせるかについては、具体
的提案がなされていなかった。
【００１６】一方、ＭＯＶＰＥ法によってＡｓドープの
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層を成長させる場合、Ｃｄ源とＡｓ源
とがＤＭＣｄ−ＡｓＨ3 の形で供給された場合、半導体
基板表面でＣｄ−Ａｓに分解し、Ｃｄ−Ａｓの形でＨｇ
ＣｄＴｅ層中に取り込まれるので、ＡｓがＨｇＣｄＴｅ
層のＴｅサイトを優先的に置換して安定したｐ型結晶が
得られることが報告されている（必要ならば、Ｎ．Ｒ．
Ｔａｓｋａｒ，Ｉ．Ｂ．Ｂｈａｔ，Ｋ．Ｋ．Ｐａｒａ
ｔ，Ｓ．Ｋ．Ｇｈａｎｄｈｉ，Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ，ｖｏｌ．１１０，１９９
１，ｐｐ．６９２〜６９６参照）。
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層を成長させる場合、Ｃｄ源とＡｓ源
とがＤＭＣｄ−ＡｓＨ3 の形で供給された場合、半導体
基板表面でＣｄ−Ａｓに分解し、Ｃｄ−Ａｓの形でＨｇ
ＣｄＴｅ層中に取り込まれるので、ＡｓがＨｇＣｄＴｅ
層のＴｅサイトを優先的に置換して安定したｐ型結晶が
得られることが報告されている（必要ならば、Ｎ．Ｒ．
Ｔａｓｋａｒ，Ｉ．Ｂ．Ｂｈａｔ，Ｋ．Ｋ．Ｐａｒａ
ｔ，Ｓ．Ｋ．Ｇｈａｎｄｈｉ，Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ，ｖｏｌ．１１０，１９９
１，ｐｐ．６９２〜６９６参照）。
【００１７】そこで、本発明者等は、ＡｓをＣｄ−Ａｓ
複合体の形で供給することによって安定したｐ型結晶を
得るために、ＣｄとＡｓとをガス導入口３４に送り込む
前に混合することを試みた。
複合体の形で供給することによって安定したｐ型結晶を
得るために、ＣｄとＡｓとをガス導入口３４に送り込む
前に混合することを試みた。
【００１８】図１１（ａ）参照 図１１（ａ）に示す成長装置の基本構成は、図１０に示
す横型反応室を用いた気相成長装置と同じであり、図１
０の気相成長装置におけるＣｄ供給系３７をＣｄ−Ａｓ
供給系６３に置き換えたものである。
す横型反応室を用いた気相成長装置と同じであり、図１
０の気相成長装置におけるＣｄ供給系３７をＣｄ−Ａｓ
供給系６３に置き換えたものである。
【００１９】図１１（ｂ）参照 このＣｄ−Ａｓ供給系６３は、図８に示したＣｄ供給系
３７にＡｓ源を付加したものである。即ち、ＴＤＭＡ−
Ａｓ６６を収容した容器６５、ＴＤＭＡ−Ａｓ６６をバ
ブリングするための水素ガスを供給するＭＦＣ６４を付
加し、気化したＴＤＭＡ−Ａｓガスを搬送する配管を、
気化したＤＭＣｄガスを搬送する配管に接続したもので
ある。
３７にＡｓ源を付加したものである。即ち、ＴＤＭＡ−
Ａｓ６６を収容した容器６５、ＴＤＭＡ−Ａｓ６６をバ
ブリングするための水素ガスを供給するＭＦＣ６４を付
加し、気化したＴＤＭＡ−Ａｓガスを搬送する配管を、
気化したＤＭＣｄガスを搬送する配管に接続したもので
ある。
【００２０】この様な構成を採用することによって、Ａ
ｓによるＴｅサイトの置換を確実に行うことができ、且
つ、配管、ＭＦＣ、弁、或いは、圧力制御用バルブ等の
配管系の一部を省略することができ、気相成長装置の構
成が簡便となる。
ｓによるＴｅサイトの置換を確実に行うことができ、且
つ、配管、ＭＦＣ、弁、或いは、圧力制御用バルブ等の
配管系の一部を省略することができ、気相成長装置の構
成が簡便となる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な気相
成長装置においては、成長を繰り返すことによって、Ｄ
ＭＣｄとＴＤＭＡ−Ａｓとが、横型反応室５９へ至る前
の配管部、即ち、Ｃｄ−Ａｓ供給系６３内の配管部で反
応を起こして、その反応生成物が配管内等に付着し、例
えば、２回の結晶成長を行うことにより配管部の詰ま
り、或いは、圧力制御用バルブ及びＭＦＣの故障を引き
起こすため、長期使用に耐えられないと言う欠点があ
る。
成長装置においては、成長を繰り返すことによって、Ｄ
ＭＣｄとＴＤＭＡ−Ａｓとが、横型反応室５９へ至る前
の配管部、即ち、Ｃｄ−Ａｓ供給系６３内の配管部で反
応を起こして、その反応生成物が配管内等に付着し、例
えば、２回の結晶成長を行うことにより配管部の詰ま
り、或いは、圧力制御用バルブ及びＭＦＣの故障を引き
起こすため、長期使用に耐えられないと言う欠点があ
る。
【００２２】したがって、本発明は、長期使用に耐えら
れ、且つ、安定したＡｓのｐ型ドーピングを可能にする
気相成長方法及び気相成長装置を提供することを目的と
する。
れ、且つ、安定したＡｓのｐ型ドーピングを可能にする
気相成長方法及び気相成長装置を提供することを目的と
する。
【００２３】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、気相成長法において、Ｖ族元素を含む
不純物原料を用いてＶ族元素をアクセプタとしてドーピ
ングすることによってＨｇを構成元素として含むｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体をエピタキシャル成長させる際
に、各原料ガス７，８，９を複数のガス導入口を介して
供給すると共に、ＩＩ族元素とＶ族元素とを少なくとも
ガス導入口の直前まで混合しない様にしたことを特徴と
する。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、気相成長法において、Ｖ族元素を含む
不純物原料を用いてＶ族元素をアクセプタとしてドーピ
ングすることによってＨｇを構成元素として含むｐ型Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体をエピタキシャル成長させる際
に、各原料ガス７，８，９を複数のガス導入口を介して
供給すると共に、ＩＩ族元素とＶ族元素とを少なくとも
ガス導入口の直前まで混合しない様にしたことを特徴と
する。
【００２４】この様に、ＩＩ族元素とＶ族元素とを少な
くともガス導入口の直前まで混合しない様にすることに
よって、配管等がＩＩ族元素とＶ族元素との反応生成物
によって詰まったり、或いは、圧力制御用バルブ及びＭ
ＦＣが故障したりしなくなる。なお、本発明において、
ガス導入口の直前とは、ＩＩ族元素ガスとＶ族元素ガス
との混合による反応生成物が配管系等に悪影響を与えな
い程度の位置を意味する。
くともガス導入口の直前まで混合しない様にすることに
よって、配管等がＩＩ族元素とＶ族元素との反応生成物
によって詰まったり、或いは、圧力制御用バルブ及びＭ
ＦＣが故障したりしなくなる。なお、本発明において、
ガス導入口の直前とは、ＩＩ族元素ガスとＶ族元素ガス
との混合による反応生成物が配管系等に悪影響を与えな
い程度の位置を意味する。
【００２５】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用の原料、及び、不
純物としてのＶ族元素原料を、全て同時に供給して常に
混晶の成長を進行させることを特徴とする。
て、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用の原料、及び、不
純物としてのＶ族元素原料を、全て同時に供給して常に
混晶の成長を進行させることを特徴とする。
【００２６】各原料ガス７，８，９を間欠供給ではな
く、同時に連続して供給することによって、組成が均一
なＨｇを構成元素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
エピタキシャル層を成長させることができる。
く、同時に連続して供給することによって、組成が均一
なＨｇを構成元素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
エピタキシャル層を成長させることができる。
【００２７】（３）また、本発明は、上記（２）におい
て、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体がＨｇＣｄＴｅであり、
ＨｇＣｄＴｅ成長用の原料として、金属水銀、ジメチル
カドミウム、及び、ジエチルテルル或いはジイソプロピ
ルテルルの一方を用いると共に、Ｖ族元素原料として有
機砒素化合物を用いることを特徴とする。
て、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体がＨｇＣｄＴｅであり、
ＨｇＣｄＴｅ成長用の原料として、金属水銀、ジメチル
カドミウム、及び、ジエチルテルル或いはジイソプロピ
ルテルルの一方を用いると共に、Ｖ族元素原料として有
機砒素化合物を用いることを特徴とする。
【００２８】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体としてＨｇＣｄ
Ｔｅを成長させる場合、金属水銀、ジメチルカドミウム
（ＤＭＣｄ）、及び、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）或い
はジイソプロピルテルル（ＤＩＰＴｅ）の一方を用いる
ことにより、結晶性の良好なＨｇＣｄＴｅ層を得ること
ができる。
Ｔｅを成長させる場合、金属水銀、ジメチルカドミウム
（ＤＭＣｄ）、及び、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）或い
はジイソプロピルテルル（ＤＩＰＴｅ）の一方を用いる
ことにより、結晶性の良好なＨｇＣｄＴｅ層を得ること
ができる。
【００２９】（４）また、本発明は、Ｖ族元素を含む不
純物原料を用いてＶ族元素をアクセプタとしてドーピン
グすることによってＨｇを構成元素として含むｐ型ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体をエピタキシャル成長させる気相
成長装置において、各原料ガス７，８，９を供給するガ
ス導入口を複数個設けると共に、ＩＩ族元素とＶ族元素
とを少なくともガス導入口の直前まで混合しない様に配
管を設けたことを特徴とする。
純物原料を用いてＶ族元素をアクセプタとしてドーピン
グすることによってＨｇを構成元素として含むｐ型ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体をエピタキシャル成長させる気相
成長装置において、各原料ガス７，８，９を供給するガ
ス導入口を複数個設けると共に、ＩＩ族元素とＶ族元素
とを少なくともガス導入口の直前まで混合しない様に配
管を設けたことを特徴とする。
【００３０】（５）また、本発明は、上記（４）におい
て、複数のガス導入口が、複数の開口部を有し、且つ、
各原料ガス７，８，９毎に対応する複数のノズル４，
５，６からなることを特徴とする。
て、複数のガス導入口が、複数の開口部を有し、且つ、
各原料ガス７，８，９毎に対応する複数のノズル４，
５，６からなることを特徴とする。
【００３１】この様に、ガス導入口を複数の開口部を有
するノズル４，５，６によって構成し、且つ、この複数
のノズル４，５，６を夫々各原料ガス７，８，９毎に対
応させた横型反応装置によって、反応室１の上流の配管
系において不所望な反応を起こすことがなく、均一性の
優れた結晶を得ることができるものであり、後述する、
図２乃至図４に示す気相成長装置に対応する。
するノズル４，５，６によって構成し、且つ、この複数
のノズル４，５，６を夫々各原料ガス７，８，９毎に対
応させた横型反応装置によって、反応室１の上流の配管
系において不所望な反応を起こすことがなく、均一性の
優れた結晶を得ることができるものであり、後述する、
図２乃至図４に示す気相成長装置に対応する。
【００３２】（６）また、本発明は、上記（４）におい
て、複数のガス導入口の夫々に配管が接続され、各配管
の一つに全ての原料ガス供給系７，８，９を夫々接続
し、全ての原料ガスが混合された状態でガス導入口に供
給することを特徴とする。
て、複数のガス導入口の夫々に配管が接続され、各配管
の一つに全ての原料ガス供給系７，８，９を夫々接続
し、全ての原料ガスが混合された状態でガス導入口に供
給することを特徴とする。
【００３３】この様な複数のガス導入口を有する縦型反
応装置によっても、ガス導入口近傍より上流で不所望な
反応を起こすことがなく、均一性の優れた結晶を得るこ
とができるものであり、後述する、図５乃至図７に示す
気相成長装置に対応する。
応装置によっても、ガス導入口近傍より上流で不所望な
反応を起こすことがなく、均一性の優れた結晶を得るこ
とができるものであり、後述する、図５乃至図７に示す
気相成長装置に対応する。
【００３４】（７）また、本発明は、上記（５）または
（６）において、Ｖ族元素原料とＶＩ族元素原料を合流
させてＶ族−ＶＩ族元素供給系を構成し、このＶ族−Ｖ
Ｉ族元素供給系から複数の流量制御器を介してＶ族元素
原料とＶＩ族元素原料をガス導入口に供給することを特
徴とする。
（６）において、Ｖ族元素原料とＶＩ族元素原料を合流
させてＶ族−ＶＩ族元素供給系を構成し、このＶ族−Ｖ
Ｉ族元素供給系から複数の流量制御器を介してＶ族元素
原料とＶＩ族元素原料をガス導入口に供給することを特
徴とする。
【００３５】この様に、Ｖ族元素とＶＩ族元素とは問題
となる反応生成物を生じないので、Ｖ族元素原料とＶＩ
族元素原料を合流させてＶ族−ＶＩ族元素供給系を構成
することにより、圧力計、圧力制御用バルブ、流量制御
器、及び、配管の一部を省略し、装置の構成を大幅に簡
素化することができ、且つ、ＩＩ族元素は別個に供給す
るので配管の詰まり等の問題も生じないものであり、後
述する、図２及び図５に示す気相成長装置に対応する。
となる反応生成物を生じないので、Ｖ族元素原料とＶＩ
族元素原料を合流させてＶ族−ＶＩ族元素供給系を構成
することにより、圧力計、圧力制御用バルブ、流量制御
器、及び、配管の一部を省略し、装置の構成を大幅に簡
素化することができ、且つ、ＩＩ族元素は別個に供給す
るので配管の詰まり等の問題も生じないものであり、後
述する、図２及び図５に示す気相成長装置に対応する。
【００３６】（８）また、本発明は、上記（５）または
（６）において、Ｖ族元素原料に対して別個の圧力制御
器を設けて別個のＶ族元素供給系を設け、このＶ族元素
供給系とＶＩ族元素供給系を合流させたのち、複数の流
量制御器を介してＶ族元素原料及びＶＩ族元素原料をガ
ス導入口に供給することを特徴とする。
（６）において、Ｖ族元素原料に対して別個の圧力制御
器を設けて別個のＶ族元素供給系を設け、このＶ族元素
供給系とＶＩ族元素供給系を合流させたのち、複数の流
量制御器を介してＶ族元素原料及びＶＩ族元素原料をガ
ス導入口に供給することを特徴とする。
【００３７】この様に、複数の流量制御器の上流でＶ族
元素原料とＶＩ族元素原料を合流させることによって、
流量制御器、及び、配管の一部を省略し、装置の構成を
簡素化することができるものであり、後述する、図３及
び図６に示す気相成長装置に対応する。
元素原料とＶＩ族元素原料を合流させることによって、
流量制御器、及び、配管の一部を省略し、装置の構成を
簡素化することができるものであり、後述する、図３及
び図６に示す気相成長装置に対応する。
【００３８】（９）また、本発明は、上記（５）または
（６）において、Ｖ族元素原料に対して別個の圧力制御
器を設けて別個のＶ族元素供給系を設け、このＶ族元素
供給系を他の原料供給系とは別個に複数の流量制御器を
介してガス導入口に供給することを特徴とする。
（６）において、Ｖ族元素原料に対して別個の圧力制御
器を設けて別個のＶ族元素供給系を設け、このＶ族元素
供給系を他の原料供給系とは別個に複数の流量制御器を
介してガス導入口に供給することを特徴とする。
【００３９】この様に各原料ガスを別個に供給すること
により、配管の詰まり、或いは、圧力制御用バルブ及び
ＭＦＣの故障等を防止することができるものであり、後
述する、図４及び図７に示す気相成長装置に対応する。
により、配管の詰まり、或いは、圧力制御用バルブ及び
ＭＦＣの故障等を防止することができるものであり、後
述する、図４及び図７に示す気相成長装置に対応する。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の気相
成長装置及び気相成長方法を図２を参照して説明する。 図２（ａ）参照 図２（ａ）は本発明の第１の実施の形態である横型反応
室を用いた気相成長装置の概略的構成図であり、装置自
体の構成は図１１（ａ）に示した従来の気相成長装置と
同じであるが、ノズル６１に接続する原料ガス供給系と
してＤＭＣｄを原料ガスとするＣｄ供給系３７を用い、
また、不純物元素としてのＡｓをＶＩ族元素のＴｅと合
流させてＴｅ−Ａｓ供給系７０を構成し、このＴｅ−Ａ
ｓ供給系７０をノズル６２に接続した点で相違するもの
である。
成長装置及び気相成長方法を図２を参照して説明する。 図２（ａ）参照 図２（ａ）は本発明の第１の実施の形態である横型反応
室を用いた気相成長装置の概略的構成図であり、装置自
体の構成は図１１（ａ）に示した従来の気相成長装置と
同じであるが、ノズル６１に接続する原料ガス供給系と
してＤＭＣｄを原料ガスとするＣｄ供給系３７を用い、
また、不純物元素としてのＡｓをＶＩ族元素のＴｅと合
流させてＴｅ−Ａｓ供給系７０を構成し、このＴｅ−Ａ
ｓ供給系７０をノズル６２に接続した点で相違するもの
である。
【００４１】また、横型反応室５９の周囲には、横型反
応室５９、配管、及び、ノズル６０〜６２等の反応系の
内壁に付着した反応生成物を蒸発させる、反応系ベーキ
ング用ヒータ６９を設けておく。
応室５９、配管、及び、ノズル６０〜６２等の反応系の
内壁に付着した反応生成物を蒸発させる、反応系ベーキ
ング用ヒータ６９を設けておく。
【００４２】図２（ｂ）参照 この場合のＴｅ−Ａｓ供給系７０の配管構成等も、図１
１（ｂ）に示したＣｄ−Ａｓ供給系６３の構成と同様で
あり、Ｔｅ供給系３８を構成するＤＩＰＴｅ７１を収容
した容器４１と圧力制御用バルブ４６との間に、容器６
５に収容されたＴＤＭＡ−Ａｓ６６の気化成分を供給す
る配管を接続した構成になっている。
１（ｂ）に示したＣｄ−Ａｓ供給系６３の構成と同様で
あり、Ｔｅ供給系３８を構成するＤＩＰＴｅ７１を収容
した容器４１と圧力制御用バルブ４６との間に、容器６
５に収容されたＴＤＭＡ−Ａｓ６６の気化成分を供給す
る配管を接続した構成になっている。
【００４３】次に、ＨｇＣｄＴｅ層の気相成長方法を説
明すると、まず、横型反応室５９内の基台３２上に載置
した半導体基板３３の基板温度を３５０〜４５０℃、好
適には３９０℃とし、Ｃｄ供給系３７からノズル６１へ
ＤＭＣｄを０．５×１０-2〜２．０×１０-2モル％、好
適には１．０×１０-2モル％になるように、また、Ｔｅ
−Ａｓ供給系７０からノズル６２へＤＩＰＴｅ７１を
０．５×１０-2〜２．０×１０-1モル％、好適には８．
０×１０-2モル％になるように供給する。
明すると、まず、横型反応室５９内の基台３２上に載置
した半導体基板３３の基板温度を３５０〜４５０℃、好
適には３９０℃とし、Ｃｄ供給系３７からノズル６１へ
ＤＭＣｄを０．５×１０-2〜２．０×１０-2モル％、好
適には１．０×１０-2モル％になるように、また、Ｔｅ
−Ａｓ供給系７０からノズル６２へＤＩＰＴｅ７１を
０．５×１０-2〜２．０×１０-1モル％、好適には８．
０×１０-2モル％になるように供給する。
【００４４】この時の各種ガスを含む総供給量が４００
０〜８０００ｓｃｃｍ／分、好適には６０００ｓｃｃｍ
／分になるようにＨ2 ガスを供給し、横型反応室５９内
部の圧力を５０〜８００Ｔｏｒｒ、好適には１５０Ｔｏ
ｒｒとした状態で、２時間の成長を行い、３μｍのＣｄ
Ｔｅバッファ層を堆積させる。
０〜８０００ｓｃｃｍ／分、好適には６０００ｓｃｃｍ
／分になるようにＨ2 ガスを供給し、横型反応室５９内
部の圧力を５０〜８００Ｔｏｒｒ、好適には１５０Ｔｏ
ｒｒとした状態で、２時間の成長を行い、３μｍのＣｄ
Ｔｅバッファ層を堆積させる。
【００４５】なお、この場合の半導体基板３３として
は、成長層の平坦性に優れる（１１１）Ｂ面から２°オ
フしたＣｄＺｎＴｅ基板を用い、また、ＴＤＭＡ−Ａｓ
６６は供給しないので、ＭＦＣ４９及び弁４８を介して
Ｈ2 ガスを供給して総供給量のバランスを調整する。
は、成長層の平坦性に優れる（１１１）Ｂ面から２°オ
フしたＣｄＺｎＴｅ基板を用い、また、ＴＤＭＡ−Ａｓ
６６は供給しないので、ＭＦＣ４９及び弁４８を介して
Ｈ2 ガスを供給して総供給量のバランスを調整する。
【００４６】次いで、半導体基板３３の基板温度を３２
０〜４００℃、好適には３６０℃とし、Ｈｇ供給系３６
からノズル６０へＨｇを０．５〜４．０モル％、好適に
は２．０モル％になるように、Ｃｄ供給系３７からノズ
ル６１へＤＭＣｄを０．５×１０-2〜１．０×１０-1モ
ル％、好適には５．０×１０-2モル％になるように、ま
た、Ｔｅ−Ａｓ供給系７０からノズル６２へＤＩＰＴｅ
７１及びＴＤＭＡ−Ａｓ６６を夫々０．５×１０-1〜
２．０×１０-1モル％、好適には１．０×１０-1モル％
及び１．０×１０-3〜１．０×１０-1モル％、好適には
１．０×１０-2モル％になるように供給する。
０〜４００℃、好適には３６０℃とし、Ｈｇ供給系３６
からノズル６０へＨｇを０．５〜４．０モル％、好適に
は２．０モル％になるように、Ｃｄ供給系３７からノズ
ル６１へＤＭＣｄを０．５×１０-2〜１．０×１０-1モ
ル％、好適には５．０×１０-2モル％になるように、ま
た、Ｔｅ−Ａｓ供給系７０からノズル６２へＤＩＰＴｅ
７１及びＴＤＭＡ−Ａｓ６６を夫々０．５×１０-1〜
２．０×１０-1モル％、好適には１．０×１０-1モル％
及び１．０×１０-3〜１．０×１０-1モル％、好適には
１．０×１０-2モル％になるように供給する。
【００４７】この時の各種ガスを含む総供給量が４００
０〜１００００ｓｃｃｍ／分、好適には８０００ｓｃｃ
ｍ／分になるようにＨ2 ガスを供給し、横型反応室５９
内部の圧力を３００〜８００Ｔｏｒｒ、好適には７６０
Ｔｏｒｒとした状態で、２時間の成長を行い、６μｍの
Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル層を成長させる。
０〜１００００ｓｃｃｍ／分、好適には８０００ｓｃｃ
ｍ／分になるようにＨ2 ガスを供給し、横型反応室５９
内部の圧力を３００〜８００Ｔｏｒｒ、好適には７６０
Ｔｏｒｒとした状態で、２時間の成長を行い、６μｍの
Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル層を成長させる。
【００４８】次いで、Ｈｇ雰囲気中で、２００〜３００
℃、好適には２５０℃で、２４時間のアニールを行い、
Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル層においてアクセ
プタとなるＨｇ空格子濃度を低減させる。
℃、好適には２５０℃で、２４時間のアニールを行い、
Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル層においてアクセ
プタとなるＨｇ空格子濃度を低減させる。
【００４９】この様にして成長させたＨｇ0.78Ｃｄ0.22
Ｔｅエピタキシャル層のＨａｌｌ測定を行ってキャリア
濃度を評価すると、１×１０16ｃｍ-3のｐ型を示し、Ｓ
ＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐ
ｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ）によっても略同程度のＡｓが
Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル層から検出され
た。
Ｔｅエピタキシャル層のＨａｌｌ測定を行ってキャリア
濃度を評価すると、１×１０16ｃｍ-3のｐ型を示し、Ｓ
ＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐ
ｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ）によっても略同程度のＡｓが
Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル層から検出され
た。
【００５０】また、対照実験として行った、Ａｓをドー
プしない場合の、Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル
層のキャリア濃度は、〜１０14ｃｍ-3のｎ型であったの
で、成長過程でドープされたＡｓ原子がアクセプタとし
て作用し、ｐ型Ｈｇ0.78Ｃｄ 0.22Ｔｅエピタキシャル層
が得られたものと考えられる。
プしない場合の、Ｈｇ0.78Ｃｄ0.22Ｔｅエピタキシャル
層のキャリア濃度は、〜１０14ｃｍ-3のｎ型であったの
で、成長過程でドープされたＡｓ原子がアクセプタとし
て作用し、ｐ型Ｈｇ0.78Ｃｄ 0.22Ｔｅエピタキシャル層
が得られたものと考えられる。
【００５１】この場合には、ＤＩＰＴｅ７１とＴＤＭＡ
−Ａｓ６６は、配管系に悪影響を及ぼす反応生成物を発
生させないので、圧力制御用バルブ４６やＭＦＣ５５等
の部品に異常は発生しなかった。
−Ａｓ６６は、配管系に悪影響を及ぼす反応生成物を発
生させないので、圧力制御用バルブ４６やＭＦＣ５５等
の部品に異常は発生しなかった。
【００５２】また、ＤＭＣｄとＴＤＭＡ−Ａｓ６６との
反応生成物は、ノズル６１，６２近傍でしか発生しない
ので、成長終了後に反応系ベーキング用ヒータ６９によ
って周囲を８００℃程度に加熱し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成
物を蒸発させることによって反応系への悪影響を除くこ
とが可能になる。
反応生成物は、ノズル６１，６２近傍でしか発生しない
ので、成長終了後に反応系ベーキング用ヒータ６９によ
って周囲を８００℃程度に加熱し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成
物を蒸発させることによって反応系への悪影響を除くこ
とが可能になる。
【００５３】この第１の実施の形態においては、従来の
気相成長装置と同様に、複数のガス導入口、即ち、複数
の開口部を有する複数のノズル６０〜６２を用いている
ので、エピタキシャル層の組成の均一化を図ることがで
きると共に、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物による配管の詰ま
り、或いは、圧力制御用バルブ４６及びＭＦＣ５５の故
障を回避することができる。
気相成長装置と同様に、複数のガス導入口、即ち、複数
の開口部を有する複数のノズル６０〜６２を用いている
ので、エピタキシャル層の組成の均一化を図ることがで
きると共に、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物による配管の詰ま
り、或いは、圧力制御用バルブ４６及びＭＦＣ５５の故
障を回避することができる。
【００５４】また、Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力
制御用バルブ４６、弁４７，４８、ＭＦＣ４４，４９、
コンダクタンス調整バルブ、及び、ＭＦＣを省略するこ
とができるので、気相成長装置の構成を大幅に簡素化す
ることができる。
制御用バルブ４６、弁４７，４８、ＭＦＣ４４，４９、
コンダクタンス調整バルブ、及び、ＭＦＣを省略するこ
とができるので、気相成長装置の構成を大幅に簡素化す
ることができる。
【００５５】次に、図３を参照して、本願発明の第２の
実施の形態を説明する。 図３参照 この第２の実施の形態は、Ｔｅ供給系３８とＡｓ供給系
３９とをＭＦＣ５５近傍の上流で合流させたものであ
り、その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、ま
た、Ａｓ供給系３９自体の構成は図８に示した従来のＡ
ｓ供給系と同様である。
実施の形態を説明する。 図３参照 この第２の実施の形態は、Ｔｅ供給系３８とＡｓ供給系
３９とをＭＦＣ５５近傍の上流で合流させたものであ
り、その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、ま
た、Ａｓ供給系３９自体の構成は図８に示した従来のＡ
ｓ供給系と同様である。
【００５６】この第２の実施の形態においても、ＤＭＣ
ｄとＴＤＭＡ−Ａｓとの反応生成物は、ノズル６１，６
２近傍でしか発生しないので、成長終了後に反応系ベー
キング用ヒータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱
し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反
応系への悪影響を除くことが可能になる。
ｄとＴＤＭＡ−Ａｓとの反応生成物は、ノズル６１，６
２近傍でしか発生しないので、成長終了後に反応系ベー
キング用ヒータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱
し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反
応系への悪影響を除くことが可能になる。
【００５７】なお、この第２の実施の形態の場合には、
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、及び、ＭＦＣ４４，４９を必要とするの
で、第１の実施の形態よりも構成が大きくなるが、コン
ダクタンス調整バルブ、及び、ＭＦＣを省略することが
できるので、気相成長装置の構成をある程度簡素化する
ことができ、また、ＴＤＭＡ−Ａｓを制御性良く供給す
ることができる。
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、及び、ＭＦＣ４４，４９を必要とするの
で、第１の実施の形態よりも構成が大きくなるが、コン
ダクタンス調整バルブ、及び、ＭＦＣを省略することが
できるので、気相成長装置の構成をある程度簡素化する
ことができ、また、ＴＤＭＡ−Ａｓを制御性良く供給す
ることができる。
【００５８】次に、図４を参照して、本願発明の第３の
実施の形態を説明する。 図４参照 この第３の実施の形態は、Ｔｅ供給系３８とＡｓ供給系
３９とをノズル６２近傍の上流で合流させたものであ
り、その他の構成は第２の実施の形態と同様である。
実施の形態を説明する。 図４参照 この第３の実施の形態は、Ｔｅ供給系３８とＡｓ供給系
３９とをノズル６２近傍の上流で合流させたものであ
り、その他の構成は第２の実施の形態と同様である。
【００５９】この第３の実施の形態においても、ＤＭＣ
ｄとＴＤＭＡ−Ａｓとの反応生成物は、ノズル６１，６
２近傍でしか発生しないので、成長終了後に反応系ベー
キング用ヒータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱
し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反
応系への悪影響を除くことが可能になる。
ｄとＴＤＭＡ−Ａｓとの反応生成物は、ノズル６１，６
２近傍でしか発生しないので、成長終了後に反応系ベー
キング用ヒータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱
し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反
応系への悪影響を除くことが可能になる。
【００６０】なお、この第３の実施の形態の場合には、
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、ＭＦＣ４４，４９、コンダクタンス調整
バルブ６８、及び、ＭＦＣ６７を必要とするが、ＤＩＰ
ＴｅとＴＤＭＡ−Ａｓは配管系に悪影響を及ぼす反応生
成物を発生させないので、Ａｓ供給系専用のノズルを省
略することができ、また、ＤＩＰＴｅ及びＴＤＭＡ−Ａ
ｓを独立して制御性良く供給することができる。
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、ＭＦＣ４４，４９、コンダクタンス調整
バルブ６８、及び、ＭＦＣ６７を必要とするが、ＤＩＰ
ＴｅとＴＤＭＡ−Ａｓは配管系に悪影響を及ぼす反応生
成物を発生させないので、Ａｓ供給系専用のノズルを省
略することができ、また、ＤＩＰＴｅ及びＴＤＭＡ−Ａ
ｓを独立して制御性良く供給することができる。
【００６１】次に、図５を参照して、本願発明の第４の
実施の形態を説明する。図５は本発明の第４の実施の形
態である縦型反応室を用いた気相成長装置の概略的構成
図であり、装置自体の構成は図９に示した従来の複数ノ
ズル型気相成長装置と同じであるが、Ｔｅ供給系３８を
本発明の第１の実施の形態と同様のＴｅ−Ａｓ供給系７
０に置き換えたものである。
実施の形態を説明する。図５は本発明の第４の実施の形
態である縦型反応室を用いた気相成長装置の概略的構成
図であり、装置自体の構成は図９に示した従来の複数ノ
ズル型気相成長装置と同じであるが、Ｔｅ供給系３８を
本発明の第１の実施の形態と同様のＴｅ−Ａｓ供給系７
０に置き換えたものである。
【００６２】また、縦型反応室３１の周囲には、縦型反
応室３１、配管３５、及び、ガス導入口３４等の反応系
の内壁に付着した反応生成物を蒸発させる、反応系ベー
キング用ヒータ６９を設けておく。
応室３１、配管３５、及び、ガス導入口３４等の反応系
の内壁に付着した反応生成物を蒸発させる、反応系ベー
キング用ヒータ６９を設けておく。
【００６３】この場合にも、第１の実施の形態と同様
に、ＤＩＰＴｅとＴＤＭＡ−Ａｓは、配管系に悪影響を
及ぼす反応生成物を発生させないので、圧力制御用バル
ブやＭＦＣ５５等の部品に異常は発生しなかった。
に、ＤＩＰＴｅとＴＤＭＡ−Ａｓは、配管系に悪影響を
及ぼす反応生成物を発生させないので、圧力制御用バル
ブやＭＦＣ５５等の部品に異常は発生しなかった。
【００６４】また、ＤＭＣｄとＴＤＭＡ−Ａｓとの反応
生成物は、ガス導入口３４、或いは、その近傍の配管３
５でしか発生しないので、成長終了後に反応系ベーキン
グ用ヒータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱し、
Ｃｄ−Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反応系
への悪影響を除くことが可能になる。
生成物は、ガス導入口３４、或いは、その近傍の配管３
５でしか発生しないので、成長終了後に反応系ベーキン
グ用ヒータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱し、
Ｃｄ−Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反応系
への悪影響を除くことが可能になる。
【００６５】この第４の実施の形態においても、Ａｓ供
給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、弁４
７，４８、ＭＦＣ４４，４９、コンダクタンス調整バル
ブ、及び、ＭＦＣを省略することができるので、縦型の
気相成長装置の構成を大幅に簡素化することができる。
給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、弁４
７，４８、ＭＦＣ４４，４９、コンダクタンス調整バル
ブ、及び、ＭＦＣを省略することができるので、縦型の
気相成長装置の構成を大幅に簡素化することができる。
【００６６】次に、図６を参照して、本願発明の第５の
実施の形態を説明する。 図６参照 この第５の実施の形態は、第２の実施の形態に対応する
ものであり、Ｔｅ供給系３８とＡｓ供給系３９とをＭＦ
Ｃ５５近傍の上流で合流させたもので、その他の構成は
第４の実施の形態と同様であり、また、Ａｓ供給系３９
自体の構成は図８に示した従来のＡｓ供給系と同様であ
る。
実施の形態を説明する。 図６参照 この第５の実施の形態は、第２の実施の形態に対応する
ものであり、Ｔｅ供給系３８とＡｓ供給系３９とをＭＦ
Ｃ５５近傍の上流で合流させたもので、その他の構成は
第４の実施の形態と同様であり、また、Ａｓ供給系３９
自体の構成は図８に示した従来のＡｓ供給系と同様であ
る。
【００６７】この第５の実施の形態においても、ＤＭＣ
ｄとＴＤＭＡ−Ａｓとの反応生成物は、ガス導入口３
４、或いは、その近傍の配管３５でしか発生しないの
で、成長終了後に反応系ベーキング用ヒータ６９によっ
て周囲を８００℃程度に加熱し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物
を蒸発させることによって反応系への悪影響を除くこと
が可能になる。
ｄとＴＤＭＡ−Ａｓとの反応生成物は、ガス導入口３
４、或いは、その近傍の配管３５でしか発生しないの
で、成長終了後に反応系ベーキング用ヒータ６９によっ
て周囲を８００℃程度に加熱し、Ｃｄ−Ａｓ反応生成物
を蒸発させることによって反応系への悪影響を除くこと
が可能になる。
【００６８】なお、この第５の実施の形態の場合には、
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、及び、ＭＦＣ４４，４９を必要とするの
で、第４の実施の形態よりも構成が大きくなるが、コン
ダクタンス調整バルブ、及び、ＭＦＣを省略することが
できるので、縦型の気相成長装置の構成をある程度簡素
化することができ、また、ＴＤＭＡ−Ａｓを制御性良く
供給することができる。
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、及び、ＭＦＣ４４，４９を必要とするの
で、第４の実施の形態よりも構成が大きくなるが、コン
ダクタンス調整バルブ、及び、ＭＦＣを省略することが
できるので、縦型の気相成長装置の構成をある程度簡素
化することができ、また、ＴＤＭＡ−Ａｓを制御性良く
供給することができる。
【００６９】次に、図７を参照して、本願発明の第６の
実施の形態を説明する。 図７参照 この第６の実施の形態は、Ｈｇ供給系３６、Ｃｄ供給系
３７、Ｔｅ供給系３８、及び、Ａｓ供給系３９の全てを
独立に設けたものであり、その他の構成は第４の実施の
形態と同様である。
実施の形態を説明する。 図７参照 この第６の実施の形態は、Ｈｇ供給系３６、Ｃｄ供給系
３７、Ｔｅ供給系３８、及び、Ａｓ供給系３９の全てを
独立に設けたものであり、その他の構成は第４の実施の
形態と同様である。
【００７０】この第６の実施の形態においては、Ｃｄ供
給系３７及びＡｓ供給系３９を下流側に設けることによ
って、ＤＭＣｄとＴＤＭＡ−Ａｓ６６との反応生成物
は、ガス導入口３４、或いは、その近傍の配管３５でし
か発生しないので、成長終了後に反応系ベーキング用ヒ
ータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱し、Ｃｄ−
Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反応系への悪
影響を除くことが可能になる。
給系３７及びＡｓ供給系３９を下流側に設けることによ
って、ＤＭＣｄとＴＤＭＡ−Ａｓ６６との反応生成物
は、ガス導入口３４、或いは、その近傍の配管３５でし
か発生しないので、成長終了後に反応系ベーキング用ヒ
ータ６９によって周囲を８００℃程度に加熱し、Ｃｄ−
Ａｓ反応生成物を蒸発させることによって反応系への悪
影響を除くことが可能になる。
【００７１】なお、この第６の実施の形態の場合には、
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、ＭＦＣ４４，４９、コンダクタンス調整
バルブ６８、及び、ＭＦＣ６７を必要とするが、ＤＩＰ
Ｔｅ及びＴＤＭＡ−Ａｓを独立して制御性良く供給する
ことができる。
Ａｓ供給系専用の圧力計４５、圧力制御用バルブ４６、
弁４７，４８、ＭＦＣ４４，４９、コンダクタンス調整
バルブ６８、及び、ＭＦＣ６７を必要とするが、ＤＩＰ
Ｔｅ及びＴＤＭＡ−Ａｓを独立して制御性良く供給する
ことができる。
【００７２】なお、上記の第１の実施の形態において
は、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層の成長工程しか説明していない
が、Ｉｎ等のIII 族元素、或いは、Ｉ（沃素）等のＶII
族元素等のｎ型不純物供給系を設けて、不純物ガスを切
り替えることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層に引き続い
てｎ型ＨｇＣｄＴｅ層を成長させ、エピタキシャルｐｎ
接合によって赤外線検知素子を形成しても良いものであ
る。
は、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層の成長工程しか説明していない
が、Ｉｎ等のIII 族元素、或いは、Ｉ（沃素）等のＶII
族元素等のｎ型不純物供給系を設けて、不純物ガスを切
り替えることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層に引き続い
てｎ型ＨｇＣｄＴｅ層を成長させ、エピタキシャルｐｎ
接合によって赤外線検知素子を形成しても良いものであ
る。
【００７３】また、上記第１の実施の形態の説明におい
ては、Ｔｅ源としてＤＩＰＴｅを用いているが、ＤＥＴ
ｅ（ジエチルテルル）を用いても良いものである。
ては、Ｔｅ源としてＤＩＰＴｅを用いているが、ＤＥＴ
ｅ（ジエチルテルル）を用いても良いものである。
【００７４】また、上記の各実施の形態においては、Ｈ
ｇＣｄＴｅの成長工程として説明しているが、ＨｇＣｄ
Ｔｅに限られるものではなく、本発明は、ＨｇＺｎＴ
ｅ、ＨｇＭｎＴｅ、或いは、ＨｇＣｄＴｅとの混晶等の
Ｈｇ空格子がキャリア濃度に影響を与えるＨｇを構成元
素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を対象とするも
のである。
ｇＣｄＴｅの成長工程として説明しているが、ＨｇＣｄ
Ｔｅに限られるものではなく、本発明は、ＨｇＺｎＴ
ｅ、ＨｇＭｎＴｅ、或いは、ＨｇＣｄＴｅとの混晶等の
Ｈｇ空格子がキャリア濃度に影響を与えるＨｇを構成元
素として含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を対象とするも
のである。
【００７５】
【発明の効果】本発明によれば、組成の均一なＨｇ構成
元素として含むｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を成長さ
せる際に、複数のガス導入口を設けると共に、ＩＩ族元
素とＶ族元素の合流点をガス導入口近傍、或いは、その
下流に設定したので、気相成長装置の故障頻度を低減す
ることができ、且つ、安定なＶ族元素のドーピングが可
能になるので、赤外線検知素子等の半導体デバイスの性
能向上に寄与するところが大きい。
元素として含むｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を成長さ
せる際に、複数のガス導入口を設けると共に、ＩＩ族元
素とＶ族元素の合流点をガス導入口近傍、或いは、その
下流に設定したので、気相成長装置の故障頻度を低減す
ることができ、且つ、安定なＶ族元素のドーピングが可
能になるので、赤外線検知素子等の半導体デバイスの性
能向上に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の説明図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の説明図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の説明図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態の説明図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態の説明図である。
【図８】従来の気相成長装置の概略的構成図である。
【図９】従来の複数ノズル型気相成長装置の概略的構成
図である。
図である。
【図１０】従来の原料別ノズル型気相成長装置の概略的
構成図である。
構成図である。
【図１１】従来の不純物ドープ法の説明図である。
１ 反応室 ２ 基台 ３ 半導体基板 ４ ノズル ５ ノズル ６ ノズル ７ Ｈｇ供給系 ８ ＩＩ族元素供給系 ９ Ｖ族−ＶＩ族元素供給系 １０ ＭＦＣ １１ ＭＦＣ １２ Ｈｇ凝結防止用ヒータ保温部 ３１ 縦型反応室 ３２ 基台 ３３ 半導体基板 ３４ ガス導入口 ３５ 配管 ３６ Ｈｇ供給系 ３７ Ｃｄ供給系 ３８ Ｔｅ供給系 ３９ Ａｓ供給系 ４０ ＭＦＣ ４１ 容器 ４２ ＤＭＣｄ ４３ ＭＦＣ ４４ ＭＦＣ ４５ 圧力計 ４６ 圧力制御用バルブ ４７ 弁 ４８ 弁 ４９ ＭＦＣ ５０ 容器 ５１ Ｈｇ ５２ ＭＦＣ ５３ ＭＦＣ ５４ Ｈｇ凝結防止用ヒータ保温部 ５５ ＭＦＣ ５６ コンダクタンス調整バルブ ５７ ＭＦＣ ５８ コンダクタンス調整バルブ ５９ 横型反応室 ６０ ノズル ６１ ノズル ６２ ノズル ６３ Ｃｄ−Ａｓ供給系 ６４ ＭＦＣ ６５ 容器 ６６ ＴＤＭＡ−Ａｓ ６７ ＭＦＣ ６８ コンダクタンス調整バルブ ６９ 反応系ベーキング用ヒータ ７０ Ｔｅ−Ａｓ供給系 ７１ ＤＩＰＴｅ
Claims (9)
- 【請求項１】 Ｖ族元素を含む不純物原料を用いてＶ族
元素をアクセプタとしてドーピングすることによってＨ
ｇを構成元素として含むｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
をエピタキシャル成長させる際に、各原料ガスを複数の
ガス導入口を介して供給すると共に、ＩＩ族元素とＶ族
元素とを少なくとも前記ガス導入口の直前まで混合しな
い様にしたことを特徴とする気相成長方法。 - 【請求項２】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体成長用の
原料、及び、上記アクセプタとしてのＶ族元素原料を、
全て同時に供給して常に混晶の成長を進行させることを
特徴とする請求項１記載の気相成長方法。 - 【請求項３】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体がＨｇＣ
ｄＴｅであり、ＨｇＣｄＴｅ成長用の原料として、金属
水銀、ジメチルカドミウム、及び、ジエチルテルル或い
はジイソプロピルテルルの一方を用いると共に、上記Ｖ
族元素原料として有機砒素化合物を用いることを特徴と
する請求項２記載の気相成長方法。 - 【請求項４】 Ｖ族元素を含む不純物原料を用いてＶ族
元素をアクセプタとしてドーピングすることによってＨ
ｇを構成元素として含むｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
をエピタキシャル成長させる気相成長装置において、各
原料ガスを供給するガス導入口を複数個設けると共に、
ＩＩ族元素とＶ族元素とを少なくとも前記ガス導入口の
直前まで混合しない様に配管を設けたことを特徴とする
気相成長装置。 - 【請求項５】 上記複数のガス導入口が、複数の開口部
を有し、且つ、上記各原料ガス毎に対応する複数のノズ
ルからなることを特徴とする請求項４記載の気相成長装
置。 - 【請求項６】 上記複数のガス導入口の夫々に配管が接
続され、前記各配管の一つに全ての原料ガス供給系を夫
々接続し、全ての原料ガスが混合された状態で前記ガス
導入口に供給することを特徴とする請求項４記載の気相
成長装置。 - 【請求項７】 上記Ｖ族元素原料とＶＩ族元素原料を合
流させてＶ族−ＶＩ族元素供給系を構成し、前記Ｖ族−
ＶＩ族元素供給系から複数の流量制御器を介してＶ族元
素原料とＶＩ族元素原料を上記ガス導入口に供給するこ
とを特徴とする請求項５または６記載の気相成長装置。 - 【請求項８】 上記Ｖ族元素原料に対して別個の圧力制
御器を設けて別個のＶ族元素供給系を設け、前記Ｖ族元
素供給系とＶＩ族元素供給系を合流させたのち、複数の
流量制御器を介してＶ族元素原料及びＶＩ族元素原料を
上記ガス導入口に供給することを特徴とする請求項５ま
たは６記載の気相成長装置。 - 【請求項９】 上記Ｖ族元素原料に対して別個の圧力制
御器を設けて別個のＶ族元素供給系を設け、前記Ｖ族元
素供給系を他の原料供給系とは別個に複数の流量制御器
を介して上記ガス導入口に供給することを特徴とする請
求項５または６記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328492A JPH09165299A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328492A JPH09165299A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09165299A true JPH09165299A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18210892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7328492A Withdrawn JPH09165299A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 気相成長方法及び気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09165299A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008251946A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Nuflare Technology Inc | 気相成長装置及び気相成長方法 |
| JP2012009500A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Denso Corp | 半導体製造装置 |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP7328492A patent/JPH09165299A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008251946A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Nuflare Technology Inc | 気相成長装置及び気相成長方法 |
| JP2012009500A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Denso Corp | 半導体製造装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030304 |