JPS6131393A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS6131393A JPS6131393A JP15435284A JP15435284A JPS6131393A JP S6131393 A JPS6131393 A JP S6131393A JP 15435284 A JP15435284 A JP 15435284A JP 15435284 A JP15435284 A JP 15435284A JP S6131393 A JPS6131393 A JP S6131393A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- gas
- group
- introducing pipe
- vapor phase
- Prior art date
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
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
本発明は化合物半導体等を基板上に薄膜状に結晶成長す
る場合に用いる気相結晶成長装置に関するものである。
る場合に用いる気相結晶成長装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、有機化合物、特に■族あるいは用族有機金属化合
物や■族有機化合物、Ｖ族水素化物等を用いる気相成長
方法（ＭＯＣＶＤ法）が大面積エピタキシャル、量産性
、膜厚や組成の制御性等の点から注目を集め、各所で研
究開発が活発に行なわれている。
物や■族有機化合物、Ｖ族水素化物等を用いる気相成長
方法（ＭＯＣＶＤ法）が大面積エピタキシャル、量産性
、膜厚や組成の制御性等の点から注目を集め、各所で研
究開発が活発に行なわれている。
以下に従来の有機化合物を用いる気相成長装置について
説明する。
説明する。
第１図は従来の有機化合物を用いる気相成長装置の結晶
成長室である。１は石英製炉芯管、２は石英製炉芯管冷
却用水導入部、３は結晶成長室入口フランジ部、４は結
晶成長家出ロス９フジ部、６は高周波コイル、６は水素
ガスおよび熱分解効率の良い■族あるいは■施水素化物
ガス導入管、７は■族あるいは■族有機金属化合物導入
管、８は熱分解効率の悪い■族あるいは■施水素化物ガ
ス導入管、９は排出口、１０は基板、１１はカーボン製
サセプター、１２は石英製サセプタ一台、１３は熱電対
である。第１図に示すように従来の有機化合物を用いる
気相成長装置では、熱分解効率の悪い■族あるいは■族
水素化物ガスの予備加熱をカーボンサセプターの熱を利
用して行なうために、それらのガス導入管８がカーボン
サセプター１１付近を通過していたが、その導入管８に
は単なる石英製の管が用いられていた。
成長室である。１は石英製炉芯管、２は石英製炉芯管冷
却用水導入部、３は結晶成長室入口フランジ部、４は結
晶成長家出ロス９フジ部、６は高周波コイル、６は水素
ガスおよび熱分解効率の良い■族あるいは■施水素化物
ガス導入管、７は■族あるいは■族有機金属化合物導入
管、８は熱分解効率の悪い■族あるいは■施水素化物ガ
ス導入管、９は排出口、１０は基板、１１はカーボン製
サセプター、１２は石英製サセプタ一台、１３は熱電対
である。第１図に示すように従来の有機化合物を用いる
気相成長装置では、熱分解効率の悪い■族あるいは■族
水素化物ガスの予備加熱をカーボンサセプターの熱を利
用して行なうために、それらのガス導入管８がカーボン
サセプター１１付近を通過していたが、その導入管８に
は単なる石英製の管が用いられていた。
しかしながら上記の様な構造では、熱分解効率の悪い■
族あるいは■族水素化物ガス導入管８の一部のみが、結
晶成長時には成長温度にあるカーボン製サセプターから
の熱を受け、その他の部分は熱を受けない。特に石英製
炉芯管８側の部分は、石英製炉芯管が冷却水により冷却
されているために、むしろ冷却される傾向にある。その
ため、その導入管８内での予備加熱の効率が悪く、また
カーボン製サセプターからの熱で分解した■族あるいは
■族水素化物ガスも、その導入管８の出口に到るまでに
、その内壁に付着してしまうという問題点を有していた
。その結果、熱分解効率の悪い■族あるいは■族水素化
物ガスの絶対供給量を増加させなければならない問題点
も有していた。
族あるいは■族水素化物ガス導入管８の一部のみが、結
晶成長時には成長温度にあるカーボン製サセプターから
の熱を受け、その他の部分は熱を受けない。特に石英製
炉芯管８側の部分は、石英製炉芯管が冷却水により冷却
されているために、むしろ冷却される傾向にある。その
ため、その導入管８内での予備加熱の効率が悪く、また
カーボン製サセプターからの熱で分解した■族あるいは
■族水素化物ガスも、その導入管８の出口に到るまでに
、その内壁に付着してしまうという問題点を有していた
。その結果、熱分解効率の悪い■族あるいは■族水素化
物ガスの絶対供給量を増加させなければならない問題点
も有していた。
発明の目的
本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、熱分解
効率の悪い■族あるいは■族水素化物ガスとなく、所望
の結晶を再現性よく成長できる気相成長装置を提供する
ことを目的とする。
効率の悪い■族あるいは■族水素化物ガスとなく、所望
の結晶を再現性よく成長できる気相成長装置を提供する
ことを目的とする。
発明の構成
本発明にかかる気相成長装置は、結晶成長室内で結晶成
長温度にあるサセプターからの熱を利用して原料ガス、
特に熱分解効率の悪いＶ族あるいは■族水素化物ガスの
予備加熱を行なうだめの導入管に断熱装置を備えたもの
である。従って、サセプターからの熱を受ける部分以外
は冷却されることがなくなるので、予備加熱の効率が増
加し、また、熱分解した原料ガスが、その導入管内壁に
付着することもなくなる。その結果、原料ガスの絶対供
給量もそれほど多くなくてよく、甘た混晶成長の場合の
組成制御も再現性よく行なうことができる。
長温度にあるサセプターからの熱を利用して原料ガス、
特に熱分解効率の悪いＶ族あるいは■族水素化物ガスの
予備加熱を行なうだめの導入管に断熱装置を備えたもの
である。従って、サセプターからの熱を受ける部分以外
は冷却されることがなくなるので、予備加熱の効率が増
加し、また、熱分解した原料ガスが、その導入管内壁に
付着することもなくなる。その結果、原料ガスの絶対供
給量もそれほど多くなくてよく、甘た混晶成長の場合の
組成制御も再現性よく行なうことができる。
実施例の説明
本発明による有機化合物を用いる化合物半導体の気相成
長装置の具体的な結晶成長室を第２図に示す。第２図に
おいて、第１図と同一部分には同一番号を付す。図に示
すように、この場合は、熱分解効率の悪い■族あるいは
■族水素化物ガス導入管８のカーボン製サセプターから
の熱を受ける部分以外ＶＣ１真空壁１４を備えた。なお
他の部分は従来の有機化合物を用いる気相成長装置と同
じ構造である。
長装置の具体的な結晶成長室を第２図に示す。第２図に
おいて、第１図と同一部分には同一番号を付す。図に示
すように、この場合は、熱分解効率の悪い■族あるいは
■族水素化物ガス導入管８のカーボン製サセプターから
の熱を受ける部分以外ＶＣ１真空壁１４を備えた。なお
他の部分は従来の有機化合物を用いる気相成長装置と同
じ構造である。
この本発明による気相成長装置を用いて、１．３μｍ帯
半導体レーザーの一構造であるＺｎ ドープＩ ｎ
Ｐ／ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ／ Ｉ ｎ Ｐ／
Ｉ ｎ Ｐ基板というダブルへテロ構造作成の場合につ
いて以下に述べる。
半導体レーザーの一構造であるＺｎ ドープＩ ｎ
Ｐ／ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ／ Ｉ ｎ Ｐ／
Ｉ ｎ Ｐ基板というダブルへテロ構造作成の場合につ
いて以下に述べる。
この場合Ｉｎのソース材料としてＩｎ（Ｃ２Ｈ６）３゜
Ｇａ のソース材料としてＧ ａ （Ｃ２Ｈ５）ｓ 、
Ｚ ｎのソース拐料としてＺｎ（Ｃ２Ｈ５）２を用い
た・またＰのソース桐料としてＰ Ｈｓ 、 Ａ ｓの
ソース材料としてＡ ｓ Ｈ３を、上記した各ソース材
料を結晶成長室まで運ぶキャリアーガスとしてＨ２を用
いた。最初、結晶成長室内のカーボン製サセプター１１
上に設置されたＩｎＰ 基板１ｏの温度を高周波加熱に
より成長温度６００℃まで上昇させる。なおこの際Ｉｎ
Ｐ 基板表面のサーマルダメージを防ぐためにＰＨ３を
４ｃｃ／ｍｉｎ供給した。そして、その抜工の表に示す
成長条件により順次成長を行なった。
Ｇａ のソース材料としてＧ ａ （Ｃ２Ｈ５）ｓ 、
Ｚ ｎのソース拐料としてＺｎ（Ｃ２Ｈ５）２を用い
た・またＰのソース桐料としてＰ Ｈｓ 、 Ａ ｓの
ソース材料としてＡ ｓ Ｈ３を、上記した各ソース材
料を結晶成長室まで運ぶキャリアーガスとしてＨ２を用
いた。最初、結晶成長室内のカーボン製サセプター１１
上に設置されたＩｎＰ 基板１ｏの温度を高周波加熱に
より成長温度６００℃まで上昇させる。なおこの際Ｉｎ
Ｐ 基板表面のサーマルダメージを防ぐためにＰＨ３を
４ｃｃ／ｍｉｎ供給した。そして、その抜工の表に示す
成長条件により順次成長を行なった。
以 下 余 白
なお上記した表中のＩｎ（Ｃ２Ｈ５）３．Ｇａ（Ｃ２Ｈ
６）３゜Ｚｎ（Ｃ２Ｈ６）２の供給量については、それ
ぞれ４５℃に保温したＩｎ（Ｃ２Ｈ６）３バブラーに供
給するＨ２の流量、０℃に保温したＧａ（Ｃ２Ｈ５）３
バブラーに供給するＨ２ の流量、０℃に保温したＺ
ｎ（Ｃ２Ｈ６）５バブラーに供給するＨ２の流量を表わ
している。
６）３゜Ｚｎ（Ｃ２Ｈ６）２の供給量については、それ
ぞれ４５℃に保温したＩｎ（Ｃ２Ｈ６）３バブラーに供
給するＨ２の流量、０℃に保温したＧａ（Ｃ２Ｈ５）３
バブラーに供給するＨ２ の流量、０℃に保温したＺ
ｎ（Ｃ２Ｈ６）５バブラーに供給するＨ２の流量を表わ
している。
捷だ全流量としては５１／ｒｓｍ、成長時の結晶成長室
内圧としては７６０〜１０ ｔｐａｎ Ｈ？ である０
そしてこの場合、ＰＨ３のみを、熱分解効率の悪い■族
あるいは■施水素化物ガス導入管８により供給し、予備
加熱を行なった。
内圧としては７６０〜１０ ｔｐａｎ Ｈ？ である０
そしてこの場合、ＰＨ３のみを、熱分解効率の悪い■族
あるいは■施水素化物ガス導入管８により供給し、予備
加熱を行なった。
以上のように本実施例によれば、熱分解効率の悪い■族
あるいは■施水素化物ガス導入管が冷却−されることな
く、その外壁に備えた真空壁１４により、カーボン製サ
セプター１１から受けた熱を保温することができ、その
中を通過するＰＨ３の予備加熱効率が増加し、筐だ熱分
解した後その導入管８内壁に付着することもなか−）だ
。その結果、ＰＨ３の絶対供給量も従来に比べて約３０
％減少させることが可能となり、かつＩｎＧａＡｓＰ成
長の場合の相成制御も再現性よく行なえた。
あるいは■施水素化物ガス導入管が冷却−されることな
く、その外壁に備えた真空壁１４により、カーボン製サ
セプター１１から受けた熱を保温することができ、その
中を通過するＰＨ３の予備加熱効率が増加し、筐だ熱分
解した後その導入管８内壁に付着することもなか−）だ
。その結果、ＰＨ３の絶対供給量も従来に比べて約３０
％減少させることが可能となり、かつＩｎＧａＡｓＰ成
長の場合の相成制御も再現性よく行なえた。
以上述べた実施例においては、断熱装置として真空壁１
４を用いた導入管について説明したが、断熱装置として
、真空壁以外のもの他えは厚い石英壁等を用いても本発
明は実現可能である。また結晶成長室として横型を用い
て説明したが、縦型の結晶成長室を用いた場合でも、本
発明は実現可能である。
４を用いた導入管について説明したが、断熱装置として
、真空壁以外のもの他えは厚い石英壁等を用いても本発
明は実現可能である。また結晶成長室として横型を用い
て説明したが、縦型の結晶成長室を用いた場合でも、本
発明は実現可能である。
また以上述べた実施例では、Ｉ ｎＰ−１ｎＧａＡｓ系
の結晶成長について説明したが、本発明による気相成長
装置はＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ系、 ＧａＡｓ −Ａｌ
Ｇａ Ｉ ｎＰ系等の他の［［Ｉ−Ｖ族半導体結晶の成
長に用いることができるばかりでなく、更にＺｎ５ｅ、
ＺｎＳ等のｎ−ｖｔ族化合物半導体結晶、■−■族とｍ
−ｖ族の混晶半導体等の成長に用いることが可能である
。
の結晶成長について説明したが、本発明による気相成長
装置はＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ系、 ＧａＡｓ −Ａｌ
Ｇａ Ｉ ｎＰ系等の他の［［Ｉ−Ｖ族半導体結晶の成
長に用いることができるばかりでなく、更にＺｎ５ｅ、
ＺｎＳ等のｎ−ｖｔ族化合物半導体結晶、■−■族とｍ
−ｖ族の混晶半導体等の成長に用いることが可能である
。
発明の効果
本発明にかかる、熱分解効率の悪いＶ族あるいは■放水
素化物ガスの予備加熱を結晶成長室内で行なう気相成長
装置は、その導入管の、カーボン製サセプターからの熱
を受ける部分以外に、真空壁等の簡単な断熱機構を備え
ることにより、熱分解効率の悪い■族あるいは■放水素
化物ガスの予備加熱効率を増加させ、そのとりこ廿れ率
を増加させることが可能となる。壕だこの結果、絶対供
給量を減少させることが可能となって、混晶成長の場合
の組成制御も精密に再現性よく行なうことができて、非
常にその実用的効果は大なるものである。
素化物ガスの予備加熱を結晶成長室内で行なう気相成長
装置は、その導入管の、カーボン製サセプターからの熱
を受ける部分以外に、真空壁等の簡単な断熱機構を備え
ることにより、熱分解効率の悪い■族あるいは■放水素
化物ガスの予備加熱効率を増加させ、そのとりこ廿れ率
を増加させることが可能となる。壕だこの結果、絶対供
給量を減少させることが可能となって、混晶成長の場合
の組成制御も精密に再現性よく行なうことができて、非
常にその実用的効果は大なるものである。
第１図は従来の有機化合物を用いる気相成長装置の結晶
成長室の模式断面図、第２図は本発明の実施例における
有機化合物を用いる気相成長装置の結晶成長室の模式断
面図である。 １・・・・石英製炉芯管、６・・・水素ガスおよび熱分
解効率の良い■族あるいは■施水素化物ガス導入管、了
・・・・・・■族あるいは■族有機化合物導入管、８・
・・・・熱分解効率の悪い■族あるいは■施水素化物ガ
ス導入管、９・・・・・・排出口、１ｏ・・・・基板、
１４・・・・・・熱分解効率の悪いＶ族あるいは■施水
素化物ガス導入管の外壁に備えた真空壁。
成長室の模式断面図、第２図は本発明の実施例における
有機化合物を用いる気相成長装置の結晶成長室の模式断
面図である。 １・・・・石英製炉芯管、６・・・水素ガスおよび熱分
解効率の良い■族あるいは■施水素化物ガス導入管、了
・・・・・・■族あるいは■族有機化合物導入管、８・
・・・・熱分解効率の悪い■族あるいは■施水素化物ガ
ス導入管、９・・・・・・排出口、１ｏ・・・・基板、
１４・・・・・・熱分解効率の悪いＶ族あるいは■施水
素化物ガス導入管の外壁に備えた真空壁。
Claims (3)
- （１）結晶成長室内でサセプターからの熱を利用して原
料ガスの予備加熱を行なうための原料ガス導入管に、断
熱装置を備えたことを特徴とする気相成長装置。 - （２）予備加熱を施す原料ガスとして、Ｖ族水素化物を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
気相成長装置。 - （３）原料ガスとして、有機金属化合物を用いることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の気相成長装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15435284A JPS6131393A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15435284A JPS6131393A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131393A true JPS6131393A (ja) | 1986-02-13 |
Family
ID=15582282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15435284A Pending JPS6131393A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131393A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62283883A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-09 | イビデン株式会社 | 半導体製造設備用の断熱材 |
| JPH01133999A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-26 | Tel Sagami Ltd | 反応管 |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15435284A patent/JPS6131393A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62283883A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-09 | イビデン株式会社 | 半導体製造設備用の断熱材 |
| JPH01133999A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-26 | Tel Sagami Ltd | 反応管 |
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