JPS63103894A - 窒化ガリウム結晶の成長方法 - Google Patents
窒化ガリウム結晶の成長方法Info
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- JPS63103894A JPS63103894A JP24849286A JP24849286A JPS63103894A JP S63103894 A JPS63103894 A JP S63103894A JP 24849286 A JP24849286 A JP 24849286A JP 24849286 A JP24849286 A JP 24849286A JP S63103894 A JPS63103894 A JP S63103894A
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Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は窒化ガリウム結晶の成長方法、更に詳しくは成
長の低温化に関する。
長の低温化に関する。
［従来の技術］
従来、窒化ガリウム（ＧａＮ）結晶を有機金属気相成長
法（ＭＯＣＶＤ法）で作成する場合、窒素原料にはアン
モニア（ＮＨ３）、ガリウム原料にはトリメチルガリウ
ム（Ｇａ （ＣＨ３）３．以下ＴＭＧと略す）が主に用
いられて来た。しかし、ＮＨ３は低温での分解効率が低
く窒素の供給効率が悪いので、ＮＨ３に代え、分解効率
の高いヒドラジン（Ｎ２ Ｈ４）を用いてＧａＮの成長
を低温化する試み−がなされている（アプライド・フィ
ツクス・レターズ４８．１４４９−１４５１ （１９８
６））。
法（ＭＯＣＶＤ法）で作成する場合、窒素原料にはアン
モニア（ＮＨ３）、ガリウム原料にはトリメチルガリウ
ム（Ｇａ （ＣＨ３）３．以下ＴＭＧと略す）が主に用
いられて来た。しかし、ＮＨ３は低温での分解効率が低
く窒素の供給効率が悪いので、ＮＨ３に代え、分解効率
の高いヒドラジン（Ｎ２ Ｈ４）を用いてＧａＮの成長
を低温化する試み−がなされている（アプライド・フィ
ツクス・レターズ４８．１４４９−１４５１ （１９８
６））。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、Ｎ２ Ｈ４を用いることにより低Ｖ族元素／■
族元素（Ｖ’／ＩＩＩ）化生、すなわち、窒素原料の供
給を少なくすることは可能であるが、低温化の面での効
果は以下に述べるように小さい。すなわち、ＴＭＧ−Ｎ
Ｈ３、ＴＭＧ−Ｎ２ Ｈ４系原料でのＧａＮの成長速度
の温度依存性はそれぞれ第２図の（ａ）および（ｂ）で
示され、はぼ同じと見なすことができる。これはＧａＮ
の成長にとっては、窒素原料の分解以上にＱａ原料有機
金属（この場合ＴＭＧ）の分解が重要であることを示し
ていると考えられる。
族元素（Ｖ’／ＩＩＩ）化生、すなわち、窒素原料の供
給を少なくすることは可能であるが、低温化の面での効
果は以下に述べるように小さい。すなわち、ＴＭＧ−Ｎ
Ｈ３、ＴＭＧ−Ｎ２ Ｈ４系原料でのＧａＮの成長速度
の温度依存性はそれぞれ第２図の（ａ）および（ｂ）で
示され、はぼ同じと見なすことができる。これはＧａＮ
の成長にとっては、窒素原料の分解以上にＱａ原料有機
金属（この場合ＴＭＧ）の分解が重要であることを示し
ていると考えられる。
なお第２図において、ＴＭＧ流量は０．２ｃｃ／ｍｉｎ
、ＮＨ３流量は３００ｃｃ／ｍｉｎ 、 Ｎ２ Ｈ４流
量は２ｃｃ／ｍｉｎ 、仝流量は３．Ｑ／ｍｉｎ、圧力
は１００丁ｏｒｒ 、平均流速は１５ｃｍ／ｍｉｎとし
た。
、ＮＨ３流量は３００ｃｃ／ｍｉｎ 、 Ｎ２ Ｈ４流
量は２ｃｃ／ｍｉｎ 、仝流量は３．Ｑ／ｍｉｎ、圧力
は１００丁ｏｒｒ 、平均流速は１５ｃｍ／ｍｉｎとし
た。
本発明の目的は、上記の系を原料として用いた場合には
不可能であった低ＶＺＩＩＩ比で、かつ低温下でのＧａ
Ｎ結晶の成長方法を１２供することにある。
不可能であった低ＶＺＩＩＩ比で、かつ低温下でのＧａ
Ｎ結晶の成長方法を１２供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、窒素原料としてヒドラジンを、ガリウム原料
としてトリエチルカリウム（Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３ 、以
下ＴＥＧとＩＩＨ”）を用いることを特徴とする窒化ガ
リウム結晶の成長方法である。
としてトリエチルカリウム（Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３ 、以
下ＴＥＧとＩＩＨ”）を用いることを特徴とする窒化ガ
リウム結晶の成長方法である。
［作 用］
従来のＮＨ３に代えＮ２ Ｈ４を用い、かつ、Ｔ Ｍ
Ｇに代え分ＶＩ一温度の低いＴＥＧを用いることにより
、低Ｖ／ｎｌ比、かつ低温でのＧａＮ結晶成長が可能に
なる。
Ｇに代え分ＶＩ一温度の低いＴＥＧを用いることにより
、低Ｖ／ｎｌ比、かつ低温でのＧａＮ結晶成長が可能に
なる。
［実施例］
次に本発明を実施例によって説明する。
本実施例では、（１１１）Ｂ面ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ
）基板上に縦型減圧ＭＯＣＶＤ装置てＧａＮを成長させ
た。第１図はその装置の概略図を示したものでおる。有
機洗浄および化学的エツチングを行なったＧａＡｓ基板
７を第１図のカーボンサセプタ１上に載せる。Ｔ Ｅ
Ｇ ２およびＮ２ Ｈ４３はともに２０℃に保温して飽
和蒸気圧を一定に保持し、ト］２でバブルし、Ｈ２をキ
ャリアガスとして反応管４内に供給した。ＴＥＧ流量０
．２ｃｃ／ｍｉ眠Ｎ２ Ｈ４流量は２．０ＣＣ／ｍｉｎ
とし、全流量８．ＩＬ’ｍｉｎ、圧力１００Ｔｏｒｒ
、平均流速１５ｃｍ／ｓｅｃとした。なお、反応管から
排出されるガスは図示しないロータリーポンプから排カ
ス処理装置へ送られろ。また図中６は高周波発振器、Ｆ
１〜１６は流量調節器、■１〜ｖ７はバルブ、Ｒは減圧
弁、ＮＶＩおよびＮＶ２は調圧弁を示す。成長に先立ち
、アルシン（ＡＳＨ３）ボンベ５よりＡＳＨ３を流しな
がら６５０℃で１０分間アニールしてＧａＡＳ表面酸化
膜を除去し、続けて３００ ’Ｃから９００ ’Ｃの間
の幾つかの温度で成長を行なった。成長速度は、■リプ
ツメトリから求めたＧａＮ膜厚と成長時間の比から求め
た。
）基板上に縦型減圧ＭＯＣＶＤ装置てＧａＮを成長させ
た。第１図はその装置の概略図を示したものでおる。有
機洗浄および化学的エツチングを行なったＧａＡｓ基板
７を第１図のカーボンサセプタ１上に載せる。Ｔ Ｅ
Ｇ ２およびＮ２ Ｈ４３はともに２０℃に保温して飽
和蒸気圧を一定に保持し、ト］２でバブルし、Ｈ２をキ
ャリアガスとして反応管４内に供給した。ＴＥＧ流量０
．２ｃｃ／ｍｉ眠Ｎ２ Ｈ４流量は２．０ＣＣ／ｍｉｎ
とし、全流量８．ＩＬ’ｍｉｎ、圧力１００Ｔｏｒｒ
、平均流速１５ｃｍ／ｓｅｃとした。なお、反応管から
排出されるガスは図示しないロータリーポンプから排カ
ス処理装置へ送られろ。また図中６は高周波発振器、Ｆ
１〜１６は流量調節器、■１〜ｖ７はバルブ、Ｒは減圧
弁、ＮＶＩおよびＮＶ２は調圧弁を示す。成長に先立ち
、アルシン（ＡＳＨ３）ボンベ５よりＡＳＨ３を流しな
がら６５０℃で１０分間アニールしてＧａＡＳ表面酸化
膜を除去し、続けて３００ ’Ｃから９００ ’Ｃの間
の幾つかの温度で成長を行なった。成長速度は、■リプ
ツメトリから求めたＧａＮ膜厚と成長時間の比から求め
た。
第３図にＴＥＧ−Ｎ２ Ｈ４系原料を用いた場合のＧａ
Ｎ成長速度の温度依存性を示す。比較のため第２図に示
した丁ＭＧ−Ｎ２Ｈ４系の場合を加えた。図中（ａ）は
ＴＥＧ−Ｎ２ Ｈ４系の場合を、（ｂ）はＴＭＧ−Ｎ２
Ｈ４系の場合を示す。同図より、明らかに１００ ’Ｃ
程度成長が低温化されている。また本実施例のＶ１ｍ比
は１０であり、従来のＮＨ３を用いた成長でのＶ１ｍ比
（１０００以上）に対し２桁低下しても十分に成長する
ことがわかる。
Ｎ成長速度の温度依存性を示す。比較のため第２図に示
した丁ＭＧ−Ｎ２Ｈ４系の場合を加えた。図中（ａ）は
ＴＥＧ−Ｎ２ Ｈ４系の場合を、（ｂ）はＴＭＧ−Ｎ２
Ｈ４系の場合を示す。同図より、明らかに１００ ’Ｃ
程度成長が低温化されている。また本実施例のＶ１ｍ比
は１０であり、従来のＮＨ３を用いた成長でのＶ１ｍ比
（１０００以上）に対し２桁低下しても十分に成長する
ことがわかる。
［発明の効果］
本発明によればＧａＮ成長において低Ｖ１ｍ比化および
低温化が実現可能であり、表面弁ｖｆ４温度の低い■−
■化合物半導体上にも損傷を与えずに成長を行なうこと
ができる。
低温化が実現可能であり、表面弁ｖｆ４温度の低い■−
■化合物半導体上にも損傷を与えずに成長を行なうこと
ができる。
第１図は本発明の成長方法を説明するための一実施例に
用いた装置の概念図、第２図は従来のＴＭＧ−ＮＨ３系
およびＴＭＧ−Ｎ２Ｈ４系を用いた場合の成長速度の温
度依存性を表す図、第３図は本発明によるＴＥＧ−Ｎ２
Ｈ４系のＧａＮ成長速度の温度依存性を表す図でおる
。 １・・・カーボンサセプタ ２・・・ＴＥＧ３・・・Ｎ
２１」４ ４・・・反応管５・・・ＡＳＨ３ボン
ベ ６・・・高周波発振器７・・・ＧａＡｓ基板
Ｆ１〜Ｆ６・・・流量調節器Ｖ１〜ｖ７・・・バルブ
Ｒ・・・減圧弁ＮＶＩ 、 ＮＶ２ ・ｌ［Ｅ
弁 代理人弁理士 舘 野 千恵子 退歿Ｔ（’Ｃ） 第２図
用いた装置の概念図、第２図は従来のＴＭＧ−ＮＨ３系
およびＴＭＧ−Ｎ２Ｈ４系を用いた場合の成長速度の温
度依存性を表す図、第３図は本発明によるＴＥＧ−Ｎ２
Ｈ４系のＧａＮ成長速度の温度依存性を表す図でおる
。 １・・・カーボンサセプタ ２・・・ＴＥＧ３・・・Ｎ
２１」４ ４・・・反応管５・・・ＡＳＨ３ボン
ベ ６・・・高周波発振器７・・・ＧａＡｓ基板
Ｆ１〜Ｆ６・・・流量調節器Ｖ１〜ｖ７・・・バルブ
Ｒ・・・減圧弁ＮＶＩ 、 ＮＶ２ ・ｌ［Ｅ
弁 代理人弁理士 舘 野 千恵子 退歿Ｔ（’Ｃ） 第２図
Claims (1)
- （１）窒素原料としてヒドラジンを、ガリウム原料とし
てトリエチルガリウムを用いることを特徴とする窒化ガ
リウム結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24849286A JPS63103894A (ja) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | 窒化ガリウム結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24849286A JPS63103894A (ja) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | 窒化ガリウム結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103894A true JPS63103894A (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=17178969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24849286A Pending JPS63103894A (ja) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | 窒化ガリウム結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63103894A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100319389B1 (ko) * | 1999-06-15 | 2002-01-09 | 김충섭 | 유기갈륨 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 질화갈륨 박막의 제조 방법 |
| EP2086003A2 (en) | 2008-02-01 | 2009-08-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of growing group III-V compound semiconductor, and method of manufacturing light-emitting device and electronic device |
| CN102560633A (zh) * | 2007-10-05 | 2012-07-11 | 应用材料公司 | 用于沉积ⅲ/ⅴ族化合物的方法 |
| US8236103B2 (en) | 2002-02-15 | 2012-08-07 | Showa Denko K.K. | Group III nitride semiconductor crystal, production method thereof and group III nitride semiconductor epitaxial wafer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5623957A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-06 | Stork Amsterdam | Transporting apparatus for heat treatment |
-
1986
- 1986-10-21 JP JP24849286A patent/JPS63103894A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5623957A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-06 | Stork Amsterdam | Transporting apparatus for heat treatment |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100319389B1 (ko) * | 1999-06-15 | 2002-01-09 | 김충섭 | 유기갈륨 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 질화갈륨 박막의 제조 방법 |
| US8236103B2 (en) | 2002-02-15 | 2012-08-07 | Showa Denko K.K. | Group III nitride semiconductor crystal, production method thereof and group III nitride semiconductor epitaxial wafer |
| CN102560633A (zh) * | 2007-10-05 | 2012-07-11 | 应用材料公司 | 用于沉积ⅲ/ⅴ族化合物的方法 |
| CN102560633B (zh) * | 2007-10-05 | 2015-11-25 | 应用材料公司 | 用于沉积ⅲ/ⅴ族化合物的方法 |
| EP2086003A2 (en) | 2008-02-01 | 2009-08-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of growing group III-V compound semiconductor, and method of manufacturing light-emitting device and electronic device |
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