JPS5856964B2 - 化合物半導体液相成長法 - Google Patents
化合物半導体液相成長法Info
- Publication number
- JPS5856964B2 JPS5856964B2 JP51055122A JP5512276A JPS5856964B2 JP S5856964 B2 JPS5856964 B2 JP S5856964B2 JP 51055122 A JP51055122 A JP 51055122A JP 5512276 A JP5512276 A JP 5512276A JP S5856964 B2 JPS5856964 B2 JP S5856964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid phase
- impurity
- compound semiconductor
- solution
- ethylzinc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は不純物としてZnをドーピングした化合物半導
体の液相成長法に関するものである。
体の液相成長法に関するものである。
例えば、Ga溶液からGaPを液相エピタキシャル成長
させる場合に於いてP形不純物のZnをドーピングする
方法として、金属Znを直接Ga溶液に添加する方法と
、Znを気相からGa溶液中に導入する方法が既に知ら
れている。
させる場合に於いてP形不純物のZnをドーピングする
方法として、金属Znを直接Ga溶液に添加する方法と
、Znを気相からGa溶液中に導入する方法が既に知ら
れている。
前者の方法は、比較的簡便な方法である反面、Znの蒸
発および偏析係数の温度依存性に起因して、成長層の厚
さ方向に濃度変化が生じ、均一なZn濃度分布をもった
成長層が得られない欠点があった。
発および偏析係数の温度依存性に起因して、成長層の厚
さ方向に濃度変化が生じ、均一なZn濃度分布をもった
成長層が得られない欠点があった。
後者の方法は、不純物源として金属Znあるいは固体の
Zn化合物を容器に入れ、これを加熱してZn蒸気を発
生させ、このZn蒸気な液相エピタキシャル成長を行う
エピタキシャル炉に輸送してZnをGa溶液中に溶解さ
せるために、Zn蒸気圧を一定にして液相エピタキシャ
ル成長を行えば、成長層中のZn濃度はほぼ均一となる
という長所を有する反面、所望のZn蒸気圧を得るため
にエピタキシャル炉のほかに補助炉が必要であり、容器
に入れたZn不純物源の温度制御しなげればならず、そ
れだけ装置が複雑かつコスト高になるという欠点及び、
不純物源および容器の熱容量のために、不純物源および
容器を補助炉に入れてから所望のZn蒸気圧が得られる
までに5分以上かかり、液相成長の量産性が悪いという
欠点があった。
Zn化合物を容器に入れ、これを加熱してZn蒸気を発
生させ、このZn蒸気な液相エピタキシャル成長を行う
エピタキシャル炉に輸送してZnをGa溶液中に溶解さ
せるために、Zn蒸気圧を一定にして液相エピタキシャ
ル成長を行えば、成長層中のZn濃度はほぼ均一となる
という長所を有する反面、所望のZn蒸気圧を得るため
にエピタキシャル炉のほかに補助炉が必要であり、容器
に入れたZn不純物源の温度制御しなげればならず、そ
れだけ装置が複雑かつコスト高になるという欠点及び、
不純物源および容器の熱容量のために、不純物源および
容器を補助炉に入れてから所望のZn蒸気圧が得られる
までに5分以上かかり、液相成長の量産性が悪いという
欠点があった。
そこで、本発明の目的は上述の如き欠点を解決した化合
物半導体液相成長法を提供することにある。
物半導体液相成長法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明(ち不純物源としてジ
・エチル亜鉛[I(C2H5)2Z n) を使用し
て亜鉛(Zn)を含む気相不純物雰囲気を作り、該亜鉛
を含む気相不純物雰囲気中にガリウム(Ga)化合物半
導体を含むガリウム溶液を置いて該ガリウム溶液中に不
純物としての亜鉛を溶解させ、前記亜鉛を溶解させたガ
リウム溶液によって不純物として亜鉛を含むガリウム化
合物半導体を液相成長させることを特徴とするガリウム
化合物半導体液相成長法に係わるものである。
・エチル亜鉛[I(C2H5)2Z n) を使用し
て亜鉛(Zn)を含む気相不純物雰囲気を作り、該亜鉛
を含む気相不純物雰囲気中にガリウム(Ga)化合物半
導体を含むガリウム溶液を置いて該ガリウム溶液中に不
純物としての亜鉛を溶解させ、前記亜鉛を溶解させたガ
リウム溶液によって不純物として亜鉛を含むガリウム化
合物半導体を液相成長させることを特徴とするガリウム
化合物半導体液相成長法に係わるものである。
この方法によれは、不純物源がジ・エチル亜鉛であるの
で、成長層中のZn濃度が制御しやすくなり均−又は所
望の濃度を高い精度で得ることが出来る。
で、成長層中のZn濃度が制御しやすくなり均−又は所
望の濃度を高い精度で得ることが出来る。
また所望のZn蒸気圧を極く短時間で得ることが可能と
なり、量産性が向上する。
なり、量産性が向上する。
次に図面を参照して本発明の実施例に付いて述べる。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる液相成長装置を
説明的に示すものである。
説明的に示すものである。
この図面に於いて、1はエピタキシャル炉のヒータであ
って、ここに接続されたプログラマと温度制御装置(図
示せず)による制御で液相エピタキシャル成長に必要な
温度を設定するものである。
って、ここに接続されたプログラマと温度制御装置(図
示せず)による制御で液相エピタキシャル成長に必要な
温度を設定するものである。
2は石英製の反応管であって、この中の均熱部にグラフ
ァイト製の液相エピタキシャル成長用ボート3が配置さ
れている。
ァイト製の液相エピタキシャル成長用ボート3が配置さ
れている。
ボート3の中にはGaP多結晶を溶質として溶解させた
Ga溶液4とn形GaP単結晶基板5とが分離して収容
されている。
Ga溶液4とn形GaP単結晶基板5とが分離して収容
されている。
反応管2にはガス流入口6とガス流出ロアとが設けられ
ていると共に不純物ガス輸送管8が結合されている。
ていると共に不純物ガス輸送管8が結合されている。
ガス流入口6には水素ガス供給源9かもバルブ10と流
量計11とを介して液相エピタキシャル成長に必要な雰
囲気をつくるために400CC/!#1で水素ガスが送
り込まれる。
量計11とを介して液相エピタキシャル成長に必要な雰
囲気をつくるために400CC/!#1で水素ガスが送
り込まれる。
流出ロアには排気装置12が接続されており、ここを通
して流入されたガスの排出が行われる。
して流入されたガスの排出が行われる。
輸送管8は液相成長用ボート30手前10(mの所から
ジ・エチル亜鉛が気相で吹き出されるように配設されそ
の入口側はバルブ13を介してジ・エテル亜鉛14を収
容したボンベ15に接続されている。
ジ・エチル亜鉛が気相で吹き出されるように配設されそ
の入口側はバルブ13を介してジ・エテル亜鉛14を収
容したボンベ15に接続されている。
ボンベ15中のジ・エチル亜鉛14はボンベ15を囲む
温度調整器16によって5℃〜30℃の範囲の一定温度
に制御されると共に、水素ガスによってバブリングされ
る。
温度調整器16によって5℃〜30℃の範囲の一定温度
に制御されると共に、水素ガスによってバブリングされ
る。
このため、水素ガス供給源9とボンベ15との間にバル
ブ17と流量計18とか設けられ、ここを介して水素ガ
スが所定量送り込まれる。
ブ17と流量計18とか設けられ、ここを介して水素ガ
スが所定量送り込まれる。
水素ガス供給源9と輸送管8との間にはボンベ15を介
さないで、バルブ19と流量計20とから成る水素ガス
流路も設けられており、この流路の水素ガスとボンベ1
5から得られるジ・エチル亜鉛の蒸気を含むガスとから
成る混合ガスが反応管2に100CC/yninで送り
込まれるようになっている。
さないで、バルブ19と流量計20とから成る水素ガス
流路も設けられており、この流路の水素ガスとボンベ1
5から得られるジ・エチル亜鉛の蒸気を含むガスとから
成る混合ガスが反応管2に100CC/yninで送り
込まれるようになっている。
バルブ13には分岐した排気通路21が結合され、ジ・
エチル亜鉛ガスを反応管2に送る必要のない時に反応管
2を通さずに窒素ガスで強制的に排出するようになって
いる。
エチル亜鉛ガスを反応管2に送る必要のない時に反応管
2を通さずに窒素ガスで強制的に排出するようになって
いる。
この装置で基板5上にP形GaPエピタキシャル成長層
を形成する時には、ボート3の中のGa溶液4及び基板
5をヒータ1で所定温度に加熱し、且つZnを含む不純
物雰囲気を反応管2内に作る。
を形成する時には、ボート3の中のGa溶液4及び基板
5をヒータ1で所定温度に加熱し、且つZnを含む不純
物雰囲気を反応管2内に作る。
不純物雰囲気は、バルブ10と流量計11とを介して4
00 CC,/winで水素ガスを反応管2に送り込む
こと、バルブ17と流量計18を介してジ・エテル亜鉛
14に水素ガスを送り込んでバブリングしてその時の温
度に於げるジ・エチル亜鉛の飽和蒸気圧に相当するジ・
エチル亜鉛の蒸気を含んだ水素ガスを作り、流量計18
を通る水素ガスと流量計20を通る水素ガスとの合計で
100 cL/m+sとしてジ・エチル亜鉛を含む水素
ガス(混合ガス)を輸送管8から反応管2に送り込むこ
とによって作る。
00 CC,/winで水素ガスを反応管2に送り込む
こと、バルブ17と流量計18を介してジ・エテル亜鉛
14に水素ガスを送り込んでバブリングしてその時の温
度に於げるジ・エチル亜鉛の飽和蒸気圧に相当するジ・
エチル亜鉛の蒸気を含んだ水素ガスを作り、流量計18
を通る水素ガスと流量計20を通る水素ガスとの合計で
100 cL/m+sとしてジ・エチル亜鉛を含む水素
ガス(混合ガス)を輸送管8から反応管2に送り込むこ
とによって作る。
ジ・エチル亜鉛14は沸点118℃の無色の液体であり
、蒸気圧が15℃で1.63 X 10”−2気圧であ
るので、温度調整器16で5℃〜30℃の範囲の一定温
度に調整した状態で所望のジ・エチル亜鉛蒸気を得るこ
とが出来る。
、蒸気圧が15℃で1.63 X 10”−2気圧であ
るので、温度調整器16で5℃〜30℃の範囲の一定温
度に調整した状態で所望のジ・エチル亜鉛蒸気を得るこ
とが出来る。
反応管2内にジ・エチル亜鉛の蒸気と水素ガスとが送り
込まれルト、反応管2内は高温状態にあるので、ジ・エ
チル亜鉛が熱分解されて、反応管2内にほぼ均一にZn
蒸気を含む雰囲気が出来る。
込まれルト、反応管2内は高温状態にあるので、ジ・エ
チル亜鉛が熱分解されて、反応管2内にほぼ均一にZn
蒸気を含む雰囲気が出来る。
即ち、Zn蒸気と水素ガスとから成る不純物雰囲気が出
来る。
来る。
Ga溶液4はZn蒸気を含む不純物雰囲気中に置かれて
いるので、とのGa溶液4にZnが溶解する。
いるので、とのGa溶液4にZnが溶解する。
Znが溶解したGa溶液が得られたら、般的な液相エピ
タキシャル成長法によってGaP単結晶基板5上にZn
溶解Ga溶液を移動させ、エピタキシャル炉の温度を下
降させることによって基板5上にZnを不純物として含
んだP形GaPをエビメキシャル成長させる。
タキシャル成長法によってGaP単結晶基板5上にZn
溶解Ga溶液を移動させ、エピタキシャル炉の温度を下
降させることによって基板5上にZnを不純物として含
んだP形GaPをエビメキシャル成長させる。
尚ジ・エチル亜鉛蒸気の送り込みはエピタキシャル成長
ノ終了まで継続させる。
ノ終了まで継続させる。
またエピタキシャル成長層中のZn濃度はジ・エテル亜
鉛14の温度とジ・エチル亜鉛をバブリングする水素ガ
スの流量とによって制御する。
鉛14の温度とジ・エチル亜鉛をバブリングする水素ガ
スの流量とによって制御する。
好ましくはバルブ17の流量とバルブ19の流量との比
を変えることによって制御する。
を変えることによって制御する。
勿論、バルブ10を介して送り込まれる水素ガスを制御
することによってZn濃度を制御してもよい。
することによってZn濃度を制御してもよい。
第2図はこの実施例に於いて、Ga溶液温度を950℃
から800℃まで下降させたときに得られたGaP成長
層中のZn濃度(平均濃度)と、ジ・エチル亜鉛の反応
管2内での分圧昧応管2内に送り込まれた500CC,
7mの水素とジ・エチル亜鉛の混合ガス中に於げるジ・
エチル亜鉛の分圧〕との関係を示すものである。
から800℃まで下降させたときに得られたGaP成長
層中のZn濃度(平均濃度)と、ジ・エチル亜鉛の反応
管2内での分圧昧応管2内に送り込まれた500CC,
7mの水素とジ・エチル亜鉛の混合ガス中に於げるジ・
エチル亜鉛の分圧〕との関係を示すものである。
この第2図から明らかなように、ジ・エチル亜鉛の分圧
を2×10−4気圧からlXl0−2気圧まで変化させ
ることによってGaP成長層中のZn濃度を2×10−
”(1771−3から5 X 10”am−3までほぼ
直線的に変化させることが出来た。
を2×10−4気圧からlXl0−2気圧まで変化させ
ることによってGaP成長層中のZn濃度を2×10−
”(1771−3から5 X 10”am−3までほぼ
直線的に変化させることが出来た。
また上記範囲のZn濃度では成長層の結晶性の悪化は認
められなかった。
められなかった。
また成長層中のZn濃度分布は±10φ100精度であ
り、はぼ均一であった。
り、はぼ均一であった。
また同一条件で液相エピタキシャル成長させた成長層の
Zn濃度(平均濃度)は±5優以内の値となり、極めて
再現性が良かった。
Zn濃度(平均濃度)は±5優以内の値となり、極めて
再現性が良かった。
上述から明らかなように、本実施例の方法及び装置によ
れば、Zn濃度の制御を流量制御で行うことが出来るこ
と、及びジ・エチル亜鉛が不純物源として適した性質を
有することによって、成長層中のZn濃度を比較的高い
精度に制御することが可能となると共に、容易にZn濃
度を制御することが可能となる。
れば、Zn濃度の制御を流量制御で行うことが出来るこ
と、及びジ・エチル亜鉛が不純物源として適した性質を
有することによって、成長層中のZn濃度を比較的高い
精度に制御することが可能となると共に、容易にZn濃
度を制御することが可能となる。
また、エピタキシャル炉内が所望のZn蒸気圧になるま
での時間が約1分間以下と短かく、且つパルプの切り換
えや調整などガスフロラ系の操作によってエピタキシャ
ル炉内の雰囲気(Zn蒸気圧の高低、Zn蒸気の存否)
を簡単に変更出来るので、作業性良く液相成長結晶を量
産することが可能になる。
での時間が約1分間以下と短かく、且つパルプの切り換
えや調整などガスフロラ系の操作によってエピタキシャ
ル炉内の雰囲気(Zn蒸気圧の高低、Zn蒸気の存否)
を簡単に変更出来るので、作業性良く液相成長結晶を量
産することが可能になる。
また、補助炉を必要としないので、エピタキシャル炉の
付層装置を簡略化出来る。
付層装置を簡略化出来る。
以上、本発明の実施例に付いて述べたが、本発明は上述
の実施例に限定されるものではなく、更に変形可能なも
のである。
の実施例に限定されるものではなく、更に変形可能なも
のである。
例えば、Ga溶液を使用してGaAs 、GaSb等を
液相エピタキシャル成長させる場合にも適用可能である
。
液相エピタキシャル成長させる場合にも適用可能である
。
またボート3の構成及び操作を変えてもよい。
例えば、基板5をGa溶液4に浸漬させた状態でZnを
Ga溶液中に溶解させ、しかる後温度を下げて基板上に
結晶を成長させてもよい。
Ga溶液中に溶解させ、しかる後温度を下げて基板上に
結晶を成長させてもよい。
第1図は本発明の実施例に係わる液相成長装置の説明的
系統図、第2図はジ・エチル亜鉛の分圧と成長層中のZ
n濃度との関係図である。 尚図面に用いられている符号に於いて、2は反応管、3
はボート、4はGa溶液、5は基板、8は輸送管、14
はジ・エチル亜鉛、15はボンベ16は温度調整器、1
7はバルブ、18は流量計である。
系統図、第2図はジ・エチル亜鉛の分圧と成長層中のZ
n濃度との関係図である。 尚図面に用いられている符号に於いて、2は反応管、3
はボート、4はGa溶液、5は基板、8は輸送管、14
はジ・エチル亜鉛、15はボンベ16は温度調整器、1
7はバルブ、18は流量計である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 不純物源としてジ・エチル亜鉛 C(CtHs)2Zn、] を使用して亜鉛(Zn)
を含む気相不純物雰囲気を作り、該亜鉛を含む気相不純
物雰囲気中にガリウム(Ca)化合物半導体を含むガリ
ウム溶液を置いて該ガリウム溶液中に不純物としての亜
鉛を溶解させ、前記亜鉛を溶解させたガリウム溶液によ
って不純物として亜鉛を含むガリウム化合物半導体を液
相成長させることを特徴とするガリウム化合物半導体液
相成長法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51055122A JPS5856964B2 (ja) | 1976-05-14 | 1976-05-14 | 化合物半導体液相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51055122A JPS5856964B2 (ja) | 1976-05-14 | 1976-05-14 | 化合物半導体液相成長法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS52137980A JPS52137980A (en) | 1977-11-17 |
JPS5856964B2 true JPS5856964B2 (ja) | 1983-12-17 |
Family
ID=12989944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51055122A Expired JPS5856964B2 (ja) | 1976-05-14 | 1976-05-14 | 化合物半導体液相成長法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5856964B2 (ja) |
-
1976
- 1976-05-14 JP JP51055122A patent/JPS5856964B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52137980A (en) | 1977-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4404265A (en) | Epitaxial composite and method of making | |
JPS6255688B2 (ja) | ||
JPS5856964B2 (ja) | 化合物半導体液相成長法 | |
US20200255975A1 (en) | Method of manufacturing group-iii nitride crystal | |
US4238252A (en) | Process for growing indium phosphide of controlled purity | |
JP2813711B2 (ja) | ▲iii▼−▲v▼化合物半導体結晶への亜鉛拡散方法 | |
JP3052269B2 (ja) | 気相成長装置およびその成長方法 | |
JPH06679B2 (ja) | 有機金属熱分解結晶成長装置 | |
JPH0760800B2 (ja) | 化合物半導体の気相成長法 | |
JPS5622700A (en) | Mixed crystal growing method | |
JP2743970B2 (ja) | 化合物半導体の分子線エピタキシャル成長法 | |
JPS6278815A (ja) | 気相成長方法 | |
JPS6272116A (ja) | ド−ピング方法 | |
JPH03119721A (ja) | 結晶成長方法 | |
JPS6283400A (ja) | 有機金属気相成長用シリンダ−の改良法 | |
JPS5986215A (ja) | ヒ化ガリウム結晶の気相成長方法 | |
JPS63228713A (ja) | 気相成長方法 | |
JPH01262618A (ja) | 3‐5族化合物半導体の気相成長方法および気相成長装置 | |
JPS61242013A (ja) | 原料ガス発生・供給装置 | |
JPS6163599A (ja) | 気相成長装置 | |
JPH03297129A (ja) | 有機金属分子線エピタキシャル成長装置 | |
JPS60151298A (ja) | 有機金属気相結晶成長方法 | |
JPH04359509A (ja) | 三元系化合物半導体のエピタキシャル成長方法 | |
JPS5474672A (en) | Gaas vapor phase growth method | |
JPH0226017A (ja) | 有機金属気相成長法における有機金属化合物の飽和蒸気生成方法 |