METHOD AND APPARATUS FOR THE CHEMICAL VAPOR DEPOSITION OF III-V SEMICONDUCTORS UTILIZING ORGANOMETALLIC AND ELEMENTAL PNICTIDE SOURCES

• Main Authors: GERSTEN, SUSAN, W, BAUMANN, JOHN, A, KUCK, MARK, A
• Format: Patent
• Language: English
• Published: 12.02.1987
• Edition: 4
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; CHEMISTRY; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATIONOR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY IONIMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; COATING METALLIC MATERIAL; CRYSTAL GROWTH; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION INGENERAL; METALLURGY; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SEMICONDUCTOR DEVICES; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THESURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

The arsine, phosphine and trimethyl triethyl, or trialkyl arsine or trialkyl phosphine adducts of triethyl or trimethyl indium sources of the prior art are replaced by one or more pnictide (Group V) bubblers; that is, heated sources of elemental pnictides through which a carrier gas is allowed to flow. The elemental pnictide gas and the carrier gas are supplied in a stream as are a group III organometallic gas, a carrier gas, and hydrogen to a chemical vapor deposition reactor where they react to form III-V semiconductors surface layers on a substrate. The carrier gas may be nitrogen, or a noble gas such as argon. Alternatively hydrogen may be used as the carrier gas so that the reaction is carried out in an exclusive hydrogen atmosphere. At least some of this hydrogen may be monoatomic hydrogen. The substrate may be a III-V semiconductor or glass. Products include layers of gallium arsenide, indium phosphide and alloys thereof, including gallium indium arsenide and gallium aluminum arsenide. Other ternary and quaternary III-V simiconductors are produced using appropriate combinations of sources of group III organometallic gases and group V elemental gases produded by bubblers. The products may be used in semiconductor devices including solar cells. Les produits d'addition d'arsine, phosphine et triméthyle triéthyle, ou de trialkyle arsine ou trialkyle phosphine et des sources de triméthyle indium caractéristiques de l'état antérieur de l'art sont remplacés par un ou plusieurs barboteurs pnictides (groupe V); c'est-à-dire par des sources chauffées de pnictides élementaires à travers lesquelles on laisse s'écouler un gaz porteur. Le gaz pnictide élémentaire et le gaz porteur sont fournis à un courant, ainsi qu'un gaz organo-métallique du groupe III, un gaz porteur et de l'hydrogène à un réacteur de déposition chimique de la phase de vapeur où ils entrent en réaction pour former des couches superficielles de semi-conducteurs III-V sur un substrat. Le gaz porteur peut être de l'azote ou un gaz noble tel que l'argone. Alternativement, l'hydrogène peut être utilisé comme gaz porteur, pour que la réaction ait lieu dans une atmosphère exclusivement hydrogénée. Cet hydrogène peut être au moins en partie de l'hydrogène mono-atomique. Le substrat peut être un semi-conducteur III-V ou du verre. Les produits comprennent des couches d'arséniure de gallium, de phosphure d'indium et leurs alliages, y compris de l'arséniure d'indium de gallium et de l'arséniure d'aluminium de gallium. D'autres semi-conducteurs ternaires et quaternaires III-V sont produits en utilisant des combinaisons appropriées de sources de gaz organo-métalliques du groupe III et de gaz élémentaires du groupe V produites par des barboteurs. Ces produits peuvent être utilisés dans des dispositifs à semi-conducteurs, y compris des cellules solaires.