JP2850549B2 - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- JP2850549B2 JP2850549B2 JP3211591A JP3211591A JP2850549B2 JP 2850549 B2 JP2850549 B2 JP 2850549B2 JP 3211591 A JP3211591 A JP 3211591A JP 3211591 A JP3211591 A JP 3211591A JP 2850549 B2 JP2850549 B2 JP 2850549B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- growth method
- reaction tube
- carrier gas
- material inlet
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相成長方法に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】光デバイスや高速デバイス等の結晶成長
には、従来より用いられて来た液相成長法（ＬＰＥ法）
に変わって、原料成分をガス状物質で供給する気相成長
法が開発されている。その中でも特に有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法）は、結晶純度やヘテロ急峻性が良好
なために注目されており、活発に研究開発が各所で行わ
れている。一方、ＭＯＶＰＥ法は大面積高均一成長が可
能なこと、原料の交換が容易なこと等より工業化につい
ても各所で検討されている。特に大面積高均一成長や成
長結晶のゴミの低減については工業化の観点から大きな
期待がなされている。
には、従来より用いられて来た液相成長法（ＬＰＥ法）
に変わって、原料成分をガス状物質で供給する気相成長
法が開発されている。その中でも特に有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法）は、結晶純度やヘテロ急峻性が良好
なために注目されており、活発に研究開発が各所で行わ
れている。一方、ＭＯＶＰＥ法は大面積高均一成長が可
能なこと、原料の交換が容易なこと等より工業化につい
ても各所で検討されている。特に大面積高均一成長や成
長結晶のゴミの低減については工業化の観点から大きな
期待がなされている。
【０００３】一方、ＭＯＶＰＥ反応管内の成長メカニズ
ムについても、近年解析が行われつつあるが、未だ十分
な解明には至っていない。さらに、スーパーコンピュー
ターの発展に伴い、フローパターンや原料成分の拡散，
分解，吸着についても、シミュレーションが可能となっ
てきている（ジャーナル・オブ・クリスタル・グロース
（Ｊｏｕｒｎａｌ・ｏｆ・Ｃｒｙｓｔａｌ・Ｇｒｏｗｔ
ｈ）誌、第１００巻，５４５頁）。結晶成長のシミュレ
ーションについては、今後の成長メカニズムの解明の有
力手段となるものと期待されている。
ムについても、近年解析が行われつつあるが、未だ十分
な解明には至っていない。さらに、スーパーコンピュー
ターの発展に伴い、フローパターンや原料成分の拡散，
分解，吸着についても、シミュレーションが可能となっ
てきている（ジャーナル・オブ・クリスタル・グロース
（Ｊｏｕｒｎａｌ・ｏｆ・Ｃｒｙｓｔａｌ・Ｇｒｏｗｔ
ｈ）誌、第１００巻，５４５頁）。結晶成長のシミュレ
ーションについては、今後の成長メカニズムの解明の有
力手段となるものと期待されている。
【０００４】図２は従来より用いられてきた横型反応管
の気相成長装置を示すもので、１，２は原料導入口、４
は石英製反応管、５はカーボンサセプター、６は高周波
コイル、９は半導体結晶基板である。
の気相成長装置を示すもので、１，２は原料導入口、４
は石英製反応管、５はカーボンサセプター、６は高周波
コイル、９は半導体結晶基板である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図２に示す従来の装置
は、加熱された高温のキャリアガスが熱対流により上昇
し、サセプターの上部管壁が高温になることがフローシ
ミュレーションにより明かとなった。このため管壁に分
解した原料が付着しゴミの原因になっていた。
は、加熱された高温のキャリアガスが熱対流により上昇
し、サセプターの上部管壁が高温になることがフローシ
ミュレーションにより明かとなった。このため管壁に分
解した原料が付着しゴミの原因になっていた。
【０００６】本発明の目的は、この問題点を解決し、ゴ
ミが少なく表面欠陥の少ない結晶成長が可能な気相成長
方法を提供することにある。
ミが少なく表面欠陥の少ない結晶成長が可能な気相成長
方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る気相成長方法においては、横型反応管
で上下に区切られた複数の原料導入口から原料をガス状
物質で結晶基板上に供給する気相成長方法において、結
晶基板と反対側に位置する導入口から、原料を含まず、
かつその他の導入口から導入されるキャリアガスより熱
伝導率が小さいガスを導入するものである。
め、本発明に係る気相成長方法においては、横型反応管
で上下に区切られた複数の原料導入口から原料をガス状
物質で結晶基板上に供給する気相成長方法において、結
晶基板と反対側に位置する導入口から、原料を含まず、
かつその他の導入口から導入されるキャリアガスより熱
伝導率が小さいガスを導入するものである。
【０００８】
【作用】図２に示す従来より用いられてきた横型反応管
の気相成長装置を用いて成長する場合、サセプターで加
熱された高温のキャリアガスが上昇したサセプターの上
部管壁が高温になる。このため、管壁に分解した原料が
付着しゴミの原因になる。この原料の付着を少なくする
には管壁の温度を下げ原料が到達しないようにする必要
がある。そこで本発明として結晶基板と反対側に位置す
る反応管壁に近い原料導入口から、原料を含まず、かつ
その他の導入口から導入されるキャリアガスより熱伝導
率が小さいガスを導入することにより、管壁への熱伝導
を小さくし、ゴミが少なく表面欠陥の少ない結晶成長が
可能となる方法が得られた。
の気相成長装置を用いて成長する場合、サセプターで加
熱された高温のキャリアガスが上昇したサセプターの上
部管壁が高温になる。このため、管壁に分解した原料が
付着しゴミの原因になる。この原料の付着を少なくする
には管壁の温度を下げ原料が到達しないようにする必要
がある。そこで本発明として結晶基板と反対側に位置す
る反応管壁に近い原料導入口から、原料を含まず、かつ
その他の導入口から導入されるキャリアガスより熱伝導
率が小さいガスを導入することにより、管壁への熱伝導
を小さくし、ゴミが少なく表面欠陥の少ない結晶成長が
可能となる方法が得られた。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図により説明す
る。図１は、本発明による気相成長方法において用いた
装置を示す構成図である。実施例においてはＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の常圧成長の例を用いて説明する。
る。図１は、本発明による気相成長方法において用いた
装置を示す構成図である。実施例においてはＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の常圧成長の例を用いて説明する。
【００１０】図において、石英製反応管４の中央管壁に
カーボンサセプター５が置かれており、その上に２イン
チのガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板７が取り付けられ
ている。ＧａＡｓ基板７は高周波コイル６により６００
°Ｃに加熱される。原料導入口は上中下段の３つに分か
れており、カーボンサセプター５に近い側から原料導入
口１，原料導入口２，原料導入口３とする。キャリアガ
スを水素（Ｈ2）としたトリエチルガリウム（ＴＥＧ）
とアルシン（ＡｓＨ3）を原料としてＧａＡｓを成長さ
せる。Ｈ2は窒素（Ｎ2）よりも約７倍熱伝導率が大きい
ため、Ｎ2の方が温度上昇が遅く熱を伝えにくい。そこ
で、原料としてのＡｓＨ3をＨ2キャリアガスとともに原
料導入口１から、原料としてのＴＥＧをＨ2キャリアガ
スとともに原料導入口２から、Ｎ 2キャリアガスを原料
導入口３からそれぞれ導入し、反応管圧力７６０Ｔｏｒ
ｒ、キャリアガスの流量を各々５ＳＬＭとしてＧａＡｓ
を成長したところ、表面欠陥密度は５個／ｃｍ2以下で
あることが分かった。
カーボンサセプター５が置かれており、その上に２イン
チのガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板７が取り付けられ
ている。ＧａＡｓ基板７は高周波コイル６により６００
°Ｃに加熱される。原料導入口は上中下段の３つに分か
れており、カーボンサセプター５に近い側から原料導入
口１，原料導入口２，原料導入口３とする。キャリアガ
スを水素（Ｈ2）としたトリエチルガリウム（ＴＥＧ）
とアルシン（ＡｓＨ3）を原料としてＧａＡｓを成長さ
せる。Ｈ2は窒素（Ｎ2）よりも約７倍熱伝導率が大きい
ため、Ｎ2の方が温度上昇が遅く熱を伝えにくい。そこ
で、原料としてのＡｓＨ3をＨ2キャリアガスとともに原
料導入口１から、原料としてのＴＥＧをＨ2キャリアガ
スとともに原料導入口２から、Ｎ 2キャリアガスを原料
導入口３からそれぞれ導入し、反応管圧力７６０Ｔｏｒ
ｒ、キャリアガスの流量を各々５ＳＬＭとしてＧａＡｓ
を成長したところ、表面欠陥密度は５個／ｃｍ2以下で
あることが分かった。
【００１１】一方、原料導入口１からＡｓＨ3を、原料
導入口２からＴＥＧを、原料導入口３からキャリアガス
Ｈ2をそれぞれ導入し、同じ薄膜を成長したところ、表
面欠陥密度は２０個／ｃｍ2であった。
導入口２からＴＥＧを、原料導入口３からキャリアガス
Ｈ2をそれぞれ導入し、同じ薄膜を成長したところ、表
面欠陥密度は２０個／ｃｍ2であった。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、横
型反応管で上下に区切られた複数の原料導入口から２種
類以上の異なる原料をガス状物質で結晶基板上に供給す
る気相成長方法において、サセプターと反対側に位置す
る反応管壁に近い原料導入口から、原料を含まず、かつ
その他の導入口から導入されるキャリアガスより熱伝導
率が小さいガスを導入することにより、ゴミが少なく表
面欠陥が少ない結晶成長ができる効果がある。
型反応管で上下に区切られた複数の原料導入口から２種
類以上の異なる原料をガス状物質で結晶基板上に供給す
る気相成長方法において、サセプターと反対側に位置す
る反応管壁に近い原料導入口から、原料を含まず、かつ
その他の導入口から導入されるキャリアガスより熱伝導
率が小さいガスを導入することにより、ゴミが少なく表
面欠陥が少ない結晶成長ができる効果がある。
【図１】本発明による結晶成長方法の実施例１の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】従来の反応管形状を示す図である。
１ 原料導入口 ２ 原料導入口 ３ 原料導入口 ４ 石英製反応管 ５ カーボンサセプター ６ 高周波コイル ７ ＧａＡｓ基板 ９ 半導体結晶基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 25/14 C30B 28/00 - 35/00 H01L 21/205 H01L 21/365 H01L 21/31
Claims (1)
- 【請求項１】 横型反応管で上下に区切られた複数の原
料導入口から原料をガス状物質で結晶基板上に供給する
気相成長方法において、結晶基板と反対側に位置する導
入口から、原料を含まず、かつその他の導入口から導入
されるキャリアガスより熱伝導率が小さいガスを導入す
ることを特徴とする気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211591A JP2850549B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211591A JP2850549B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04254493A JPH04254493A (ja) | 1992-09-09 |
| JP2850549B2 true JP2850549B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=12349906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211591A Expired - Lifetime JP2850549B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850549B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0837495B1 (en) * | 1996-03-22 | 2003-05-14 | Nippon Sanso Corporation | Vapor phase growth apparatus |
| DE102004009130A1 (de) * | 2004-02-25 | 2005-09-15 | Aixtron Ag | Einlasssystem für einen MOCVD-Reaktor |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3211591A patent/JP2850549B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ，１９９０，Ｖｏｌ．１００，Ｎｏ．３，ｐ．５４５−５７６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04254493A (ja) | 1992-09-09 |
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