Brevet FR2582149A1 — publié le 19861121

Appareil pour la croissance d'un cristal semiconducteur La présente invention est relative à un appareil de croissance de cristal semiconducteur qui permet la formation de couches de croissances monocristallines de semiconducteur avec une précision aussi grande que dans le cas d'une seule couche moléculaire. Un procédé d'épitaxie en phase gazeuse de métal et de matière organique (ci-après appelé procédé M0-CVD), un procédé d'épitaxie par faisceau moléculaire (ci-après appelé procédé MBE), et un procédé épitaxial de couches atomiques (appelé ci-après procédé ALE) sont bien connus dans le métier en tant que techniques épitaxiales en phase vapeur pour former une mince pellicule cristalline de semiconducteur. Selon le procédé M0-CVD, des éléments des groupes III et V, constituant les sources, et de l'hydrogène gazeux ou composé similaire, en tant que porteur, sont introduits simultanément dans une chambre à réaction pour provoquer la croissance d'un cristal par décomposition thermique. Cependant, la décomposition thermique aboutit à une mauvaise qualité de la couche cristalline qui s'est formée. Le procédé M0-CVD est également défectueux dans la mesure o on rencontre des difficultés pour maîtriser l'épaisseur de la couche avec une précision atteignant celle d'une seule couche moléculaire. D'autre part, le procédé MBE est bien connu comme procédé de croissance ou de formation de cristaux recourant à un vide poussé. Cependant, ce procédé comporte au niveau de sa première étape une adsorption physique. La qualité du cristal est de ce fait inférieure à celle obtenue par le procédé CVD qui recourt à une réaction chimique. En outre, la croissance d'.un composé se mconducteur tel que GaAs à base d'éléments des groupes III et V, ces éléments des grou- pes III et V servant de sources, sont disposés dans des chambres de croissance. Il est donc difficile de maîtriser la quantité de gaz produite en chauffant les sources, de maltri- ser la vitesse de mise en phase vapeur des sources et de rem- placer les sources. De plus, il est difficile de maintenir 82149 pendant longtemps une vitesse de croissance constante. En outre, la construction du dispositif d'évacuation devient complexe. De plus, il est difficile de maîtriser avec précision la composition stoechiométrique du composé semi- conducteur. Par conséquent, le procédé MBE est défectueux, puisqu'on ne peut obtenir un cristal de grande qualité. Le procédé ALE présente une amélioration du procédé MBE. Dans ce procédé, des éléments constitutifs du composé semiconducteur sont fournis alternativement sous forme d'impulsions de façon que les couches monoatomiques sont déposées alternativement sur un substrat et produisent la croissance d'une mince pellicule composée de couches atomi- ques, comme décrite dans le brevet USA N 4 058 430 (1977) (T. Suntola et autres). Bien que ce procédé soit avantageux du fait que l'épaisseur de la pellicule peut être contr8lée avec une précision d'une couche atomique, il est en fait un prolongement du procédé MBE, et comme dans le cas du procédé MBE, la qualité du cristal n'est pas satisfaisante. De plus, son application est limitée à la croissance de minces pellicules de composés semiconducteurs, c'est-à-dire ceux des éléments des groupes II et IV tels que CdTe et ZnTe, et le procédé n'est pas applicable avec succès à Si ou GaAs, qui est la matière semiconductrice la plus importante actuellement utilisée pour la production de dispositifs semiconducteurs y compris des ultra LSI. On a essayé d'améliorer le procédé ALE de façon à absorber les molécules à la surface d'un cristal pour utiliser des réactions chimiques sur la surface du cristal. Cette approche, cependant, ne concerne que le tirage de polycristaux de ZnS ou de pellicules minces amorphes de Ta205, et n'est pas concernée avec la technique de croissance d'un monocristal. Avec tous les procédés de croissance de cristaux de l'art antérieur décrits ci-dessus, il a été difficile d'obtenir une pellicule cristalline de grande qualité et il n'était pas facile de contr8ler l'épaisseur de la pellicule cristalline pour obtenir une valeur désirée. En outre, dans la fabrication d'un dispositif 82149 semiconducteur, il est important de pouvoir évaluer au cours du procédé de fabrication si la croissance du cristal s'effectue ou non comme prévu, afin d'obtenir un dispositif semiconducteur de grande qualité. Selon l'art antérieur, l'évaluation a été faite en sortant le semiconducteur du récipient de croissance et en le contrôlant dans un analyseur. L'opération d'évaluation était pour cette raison trèslourde, l'efficacité de l'évaluation n'était pas très élevée et il en a résulté l'impossibilité de mettre au point un contr8le de qualité satisfaisant. De plus, lors- qu'un nouveau dispositif devait être fabriqué, l'évaluation a nécessité beaucoup de temps, ce qui avait pour conséquence de longs délais de fabrication. Du point de vue de l'aspect de la croissance d'une mince pellicule de cristal sur un substrat, l'état de la surface de ce dernier est très important. Si l'état de la surface n'est pas satisfaisant, le c.ristal formé aura des propriétés cristallines non satisfaisantes, et, dans le pire des cas, on n'obtient pas de croissance du cristal du tout. Dans le cas d'un substrat GaAs, par exemple, il faut prétraiter la surface avant la croissance du cristal au moyen d'attaque ou décapage en phase humide en utilisant un mélange corrosif liquide constitué de H2SO4, H202 et H20. Cependant, étant donné qu'après décapage la surface est très active, il s'y forme une couche de dép8t d'oxyde ou une couche similaire, si ladite surface est exposée à l'atmos- phère après décapage. La présente invention vise à réaliser un appareil ou un dispositif de croissance pour former un cristal semi- conducteur, qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur ci-dessus indiqués et qui permet de former auto- matiquement des couches monocristallines de grande qualité avec une précision aussi grande que dans le cas d'une seule couche moléculaire. -35 355 Selon un aspect de la présente invention, on dispose d'un appareil pour former un cristal semiconducteur, comprenant une euve de croissance renfermant le substrat, 82149 un moyen de chauffage pour chauffer le substrat, un moyen de mise en dépression pour faire le vide à l'intérieur de la cuve de tirage jusqu'à réaliser un vide poussé ou ultra- vide, des buses reliées à des sources extérieures de gaz pour introduire des molécules gazeuses contenant ceux des éléments constitutifs du cristal dans la cuve de Croissance, des valves disposées entre les buses et les sources des gaz, et des moyens de commande pour commander l'ouverture et la fermeture des valves suivant un diagramme d'ouverture et de fermeture en fonction du temps préétabli et un nombre de cycles d'ouverture et de fermeture des valves préétabli. Un appareil ayant une telle construction permet la croissance de couches moléculaires successives qui satisfont la composition stoechiométrique désirée, de façon qu'on peut obtenir un cristal de grande qualité. De plus, étant donné que les impuretés peuvent être dopées dans les couches désirées, il est possible d'obtenir une distribution très précise dans la concentration des impuretés. En outre, une couche de croissance épitaxiale ayant l'épaisseur désirée peut être automatiquement obtenue avec une aussi grande précision que dans le cas d'une seule couche moléculaire. L'invention a également pour objet un appareil de croissance de cristal semiconducteur qui permet la fabrication d'un semiconducteur avec une grande efficacité en suivant et en évaluant successivement le progrès de la croissance du cristal semiconducteur. L'invention a également pour objet un dispositif pour la croissance d'un cristal semiconducteur, comprenant une cuve de croissance renfermant un substrat, un moyen de chauffage pour chauffer le substrat, un moyen de mise en dépression pour faire le vide à l'intérieur de la cuve de croissance jusqu'à réaliser un vide poussé ou ultra-vide, des buses reliées à des sources extérieures de gaz pour introduire des molécules gazeuses contenant ceux des éléments constitutifs d'un cristal qui doivent s'accumuler sur le substrat disposé dans la cuve de croissance, et un analyseur de masse disposé en face du substrat. Avec cet appareil comprenant l'analyseur de masse disposé dans la cuve de croissance du cristal, le progrès de la croissance X cristal semiconducteur peut être évalué instantanément de façon qu'il est possible de fabriquer un dispositif semiconducteur avec une grande efficacité. L'invention a encore pour objet un appareil pour la croissance d'un cristal semiconducteur, qui permet la croissance d'une pellicule de monocristal de grande qualité sur un substrat, avec une précision dimensionnelle aussi grande que dans le cas d'une seule couche moléculaire, par attaque ou décapage chimique de la surface du substrat, sous vide, avant la croissance du cristal. Selon un autre aspect, l'invention a pour objet un appareil pour la croissance d'un cristal semiconducteur qui comprend une cuve de croissance du cristal pour y disposer le substrat, un moyen de chauffage pour chauffer le substrat disposé, un moyen de mise en dépression pour- faire le vide à l'intérieur de la cuve de tirage jusqu'à réaliser un ultra- vide, des buses pour introduire des gaz contenant les éléments constitutifs du cristal à croltre sur le substrat, et une autre buse pour introduire un gaz corrosif ou décapant. Avec cet appareil, le procédé d'attaque ou de décapage qui constitue un prétraitement qui précède la croissance épitaxiale peut également être exécuté dans la même cuve de croissance du cristal. La surface du substrat peut ainsi être prétraitée pour obtenir un état satisfaisant pour la croissance du cristal. Cela veut dire que la crois- sance d'un monocristal qui satisfasse la composition stoe- chiométrique désirée peut être obtenue de façon sûre. Il est ainsi possible d'obtenir un dispositif semiconducteur ayant des caractéristiques très satisfaisantes. D'autres objets et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention de 82149 formation de cristal semiconducteur; la figure 2 est un diagramme montrant la relation entre l'épaisseur du film en cours de formation et le nombre de cycles d'ouverture et de fermeture des valves dans l'appareil selon la figure 1; la figure 3 représente un schéma synoptique du fonctionnement de l'unité de commande de l'appareil selon la figure 1; la figure 4 représente le cadencement de l'intro- duction de gaz dans l'appareil selon la figure 1; la figure 5 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de l'appareil de formation de cristal semiconducteur conforme à l'invention; la figure 6 représente un diagramme montrant les niveaux des composés détectés par l'analyseur de masse de l'appareil illustré à la figure 5; la figure 7 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de l'appareil de formation de cristal semi- conducteur suivant l'invention; la figure 8 est une vue schématique d'encore un autre mode de réalisation de l'appareil de formation de cristal semiconducteur suivant l'invention; la figure 9A est un diagramme montrant la relation entre la vitesse de décapage du substrat GaAs à l'aide de GaOG13 et la température du substrat; la figure 9B est un diagramme montrant la relation entre la vitesse de décapage et le débit d'alimentation en GaC13; la figure 10 est une vue schématique d'encore un autre mode de réalisation de l'appareil de formation de cristal semiconducteur conforme à l'invention. Considérant la figure 1, une cuve 1 de croissance de cristaux est en métal tel que l'acier inoxydable. La cuve 1 est reliée par l'intermédiaire d'une vanne 2 à un groupe 3 de mise sous vide qui fait le vide dans l'intérieur de la cuve 1 pour créer un ultravide. Des buses 4 et 5 entrent dans la cuve 1 de tirage de cristaux pour introduire 82149 des composés gazeux contenant des éléments respectivement des groupes III et V, pour former un composé semiconducteur III-V sur un substrat 12 disposé dans la cuve 1 de tirage de cristaux. Les buses 4 et 5 sont pourvues de valves tout-ou-rien 6 et 7 qui commandent les quantités introduites de composés gazeux 8 et 9 contenant les éléments respecti- vement des groupes III et V. Un dispositif de chauffage 10 pour chauffer le substrat 12 est disposé dans la cuve 1 de croissance, et un thermocouple ll est associé au dispositif de chauffage 10 pour mesurer la température du substrat 12. Le dispositif de chauffage 10 comporte un filament de tungstène scellé dans un tube de verre quartzeux sur lequel est monté le substrat formé d'un composé semiconducteur. Une jauge 13 pour mesurer la valeur du vide interne est disposée sur la cuve 1 de croissance. La cuve 1 comporte, par ailleurs, une fenêtre optique 15 à travers laquelle est focalisée sur le substrat 12 une radiation émise avec une longueur d'onde spécifique par la source de radiation 14. Des valves électromagnétiques 16 et 17 sont prévues pour contr8ler le flux d'air comprimé qui est utilisé pour ouvrir et fermer les valves 6 et 7. Les valves électromagnétiques 16 et 17 sont contr8ôlées par tout-ou- rien par une unité de commande 18 utilisant un microcalculateur. Une unité d'affichage 19 est prévue pour afficher le nombre de cycles d'ouvertures et de fermetures des valves 6 et 7. Un mince film monocristallin d'un composé semi- conducteur est formé d'une manière décrite ci-après par le dispositif de formation de cristal ayant la structure décrite. On supposera, par exemple, le cas d'une croissance épitaxiale d'un monocristal de GaAs sur le substrat 12 en GaAs. Tout d'abord, on crée dans la cuve 1 de croissance un vide d'environ 10-7 à 10-8 Pascal (ci-après abrégé en Pa) en ouvrant la vanne 2 et en faisant fonctionner le groupe 3 de mise sous ultravide. On chauffe ensuite le substrat 12 en GaAs jusqu'à 300 à 800 C à l'aide du dispositif de chauffage 10. Du TMG (triméthyl-gallium) gazeux 8 est introduit, en tant que gaz contenant Ga, dans la cuve 1 de 82149 croissance en maintenant la valve 6 ouverte pendant 0,5 à secondes et en maintenant la pression interne de la cuve de croissance entre 10-1 et 107 Pa. Après la fermeture de la valve 6 et l'évacuation du gaz hors de la cuve 1 de croissance, de l'AsH3 (arsine) gazeux 9 est introduit, en tant que gaz contenant As, dans la cuve de croissance 1 en laissant la valve 7 ouverte pendant 2 à 200 secondes et en maintenant la pression interne de la cuve de croissance 1 entre 1o-1 et o10-7 Pa. De la sorte, au moins une couche moléculaire de GaAs se forme sur le substrat 12. Dans ce cas, lorsque le substrat 12 est irradié par des rayons ultraviolets émis par la source de radiation 14 pendant qu'il est chauffé, la température de croissance peut être réduite à 400 C ou moins, et la qualité du cristal peut être améliorée. Il est possible de former successivement des couches moléculaires de GaAs ayant la même épaisseur en procédant à la croissance épitaxiale, en établissant la pression interne de la cuve de croissance 1, la température du substrat 12, l'intensité de radiation de la source de radiation 4 et les durées d'ouverture - fermeture des valves 6 et 7 à des valeurs prédéterminées. Ainsi, la formation par croissance épitaxiale d'une couche de GaAs ayant l'épaisseur désirée peut être obtenue avec une précision correspondant à celle d'une couche moléculaire unique, par répétition du cycle de croissance de couche moléculaire pendant un nombre prédé- terminé de fois. La figure 2 illustre la relation, observée par voie expérimentale, entre l'épaisseur de la couche épitaxiale de GaAs et le nombre de cycles d'introduction alternée de TMG et AsH3 gazeux à une température de croissance de 500 C. Par exemple, des couches épitaxiales ayant une épaisseur de film de 1100 A, 0,57 um et 1,13,um ont été formées à la suite de 400, 2000 et 4000 cycles d'introduction alternée de gaz 8, 9, respectivement. Il est à noter que la relation entre l'épaisseur du film formé et le nombre de cycles d'intro- duction de gaz, c'est-à-dire le nombre de cycles d'ouverture et de fermeture des valves, est très linéaire. Cela confirme que l'épaisseur de film de la couche formée peut être contr8ôlée par commande du nombre de cycles d'ouverture et de fermeture des valves. Les valves électromagnétiques 16 et 17 et l'unité de commande 18 sont prévues pour commander l'épaisseur de film de la couche formée, par contr8le du nombre de cycles d'ouverture et de fermeture des valves. Les données indiquant le nombre de cycles d'ouverture et de fermeture des valves 6 et 7, la période i d'introduction du gaz 8, la période ?2 d'extraction du gaz 8, la période Z3 d'introduction du gaz 9 et la période 24 d'extraction du gaz 9, sont préréglées dans l'unité de contr8le 18 en fonction de l'épaisseur de la couche à former. L'unité de commande 18 comprend un générateur d'impulsions d'horloge, divers compteurs et registres. Lorsque le fonctionnement de l'unité de commande 18 est démarré, cette unité contr8le l'ouverture et la fermeture des valves 6 et 7 avec cadencement selon la figure 4, par déroulement d'une routine telle qu'illustrée par la figure 3. Comme le montre la figure 3, l'unité de commande 8 initialise d'abord les divers compteurs et registres inter- nes (phase 100). Ensuite, elle applique un signal "ouvert" à la valve électromagnétique 16, pour ouvrir la valve 6 à l'instant t1. L'unité de commande 18 remet à zéro un compteur de temps ( t) et ensuite redéảrre l'opération de comptage de temps par le compteur de temps (phase 101). Le gaz 8 est ensuite introduit pour la croissance du cristal sur le substrat 12. Lorsque l'unité de contrôle 18 détecte que le compte 2 du compteur de temps, c'est-à-dire la période d'introduction de gaz, atteint t 1 (phase 102), elle ferme la valve 6 à l'instant t2, provoquant ainsi l'extrac- tion du gaz 8 introduit. L'unité de commande 18 remet à zéro le compteur de temps () et fait redémarrer l'opéra- tion de comptage de temps du compteur de temps (phase 103). Après l'écoulement de la période d'extraction préréglée Z2 (phase 104), l'unité de commande 18 ouvre la valve 7 à 82149 l'instant t3, et fait redémarrer le compteur de temps de la manière décrite (phase 105). A ce moment, le gaz 9 est introduit pour la croissance du cristal sur le substrat 12. Lorsque la période d'introduction de gaz t atteint:3 phase (106), l'unité de commande 18 ferme la valve 7 à l'instant t4, provoquant ainsi l'extraction du gaz de la cuve 1 et le redémarrage du compteur de temps (phase 107). Après l'écoulement de la période d'extraction réglée t4 (phase 108), le compte N du compteur de cycles d'ouverture - fermeture des valves est incrémenté à N+l. Par la séquence ci-dessus d'opérations de l'unité de commande 18, une couche moléculaire de GaAs est formée sur le substrat 12, comme mentionné précédemment. L'unité de commande 18 vérifie ensuite si le compte N a atteint ou non le nombre préréglé No (phase 110). Si le nombre No préréglé n'a pas été atteint, l'unité de commande 18 répète la séquence d'opérations pour former une seconde couche moléculaire de GaAs. Lorsque les couches moléculaires successives prédéterminées de GaAs sont formées sur le substrat 12, l'opération de croissance est terminée. De cette manière, le film de GaAs ayant l'épaisseur recherchée est formé automatiquement sur le substrat 12 avec la même précision qu'une couche moléculaire simple. Pendant que l'unité de commande 18 effectue la séquence d'opérations de contrSle mentionnée ci-dessus, le nombre N de cycles d'ouverture - fermeture des valves exécutés est affiché sur l'unité d'affichage 19. L'opérateur surveillant la fabri- cation du semiconducteur peut ainsi contr8ler la progression de la croissanee du cristal. Le gaz contenant Ga peut être TMG, ZEGaCl, GaBr3, o30 GaI3 ou GaC13. L'irradiation à l'aide de radiation ultra- violette peut être effectuée en continu ou en intermittence durant le processus de croissance. La source de radiation peut être une lampe telle qu'une lampe à vapeur de mercure à haute pression ou une lampe à xenon ou un laser tel qu'un laser à excitation. Alors que le mode de réalisation décrit ci-dessus a été donné pour la formation d'un cristal semiconducteur de 82149 ill GaAs, l'invention est évidemment applicable également à d'autres composés des groupes III-V et des composés des groupes II-VI tels que InP, AlP, GaP, etc. En outre, il est possible de former par croissance des cristaux mixtes tels que Ga(1-x)AlxAs et Ga(l-x)AlxAs(ly)Py. Par ailleurs, la matière du substrat n'est pas limitée à GaAs, mais il est possible de procéder à une c oissance hétéroépitaxiale sur des substrats formés d'autres composés. De plus, le semiconducteur peut être un semiconducteur formé d'un seul élément, par exemple du groupe IV. Si l'élément semi- conducteur est Si, il est possible de procéder à la crois- sance du cristal en utilisant une combinaison d'un chlorure, par exemple SiC14, SiHC13 et SiH2C12, et de H2 gazeux. En outre, tandis que dans le mode de réalisation ci-dessus, la source de chaleur pour chauffer le substrat 12 est disposée à l'intérieur de la cuve 1, il est également possible de disposer une lampe infrarouge ou une source de chaleur analogue à l'extérieur de la cuve 1 de manière que le substrat 12 puisse être chauffé par des rayons de chaleur transmis à travers une fenêtre optique prévue sur la cuve 1, pour irradier le substrat 12. La figure 5 illustre un autre mode de réalisation d'un appareil de croissance de cristal semiconducteur conforme à l'invention. Sur la figure 5, les mêmes références numériques ont été utilisées pour désigner les éléments identiques ou équivalents apparaissant sur la figure 1. Cet appareil est notablement différent de celui de la-figure 1 dans la mesure o il comprend un analyseur de masse 24, une unité de commande d'analyseur de masse 25, un détecteur d'ions multiple 26 capable de détecter simultanément une pluralité de différents types de molécules, et un enre- gistreur multiple 25 pour enregistrer la sortie du détecteur d'ions multiple 26, tous ces éléments constituant des moyens d'évaluation du processus de croissance. Pour le reste, la structure de l'appareil est la même que celle du mode de réalisation illustré sur la figure 1 et ne sera pas décrite plus en détail. 82149 A l'aide de cet appareil, la croissance épitaxiale de couches moléculaires est réalisée pendant que le processus de croissance du cristal est suivi et évalué à l'aide des moyens d'évaluation 24 à 27, comme suit. On va supposer, par exemple, que GaAs est un semiconducteur dont il s'agit de faire croltre le cristal sur le substrat 12; le gaz 8 à introduire est du triméthyl-gallium gazeux (TMG), qui est un composé du groupe III; le gaz 9 est de l'arsine gazeux (AsH3), qui est un composé du groupe V. Tout d'abord, le substrat 12 est placé dans la cuve de croissance 1, et la cuve 1 est mise sous vide à l'aide du groupe 3, sous un vide de 10-7 à lo0-8 Pa. Ensuite, le fonc- tionnement des moyens d'évaluation 24 à 27 est démarré. Le sélecteur de pics du détecteur d'ions multiple 26 est établi de manière à sélectionner les molécules de gaz introduites de AsH3 (M/e = 78), et TMG (M/e = 114) et pour sélectionner les molécules de produits de réaction de, par exemple, CH4 (M/e = 16). Ensuite, le substrat 12 de GaAs est chauffé à 300 à 800 C, par exemple, par le dispositif de chauffage 10. Du TMG gazeux 8 est ensuite introduit en tant que gaz contenant Ga, par le fait que la valve 6 est maintenue ouverte pendant 0,5 à 10 secondes et la pression interne de la cuve de croissance 1 maintenue à 10-1 à lo-7 Pa. Ensuite, la valve 6 est fermée et le gaz contenu dans la cuve 1 est extrait. Du AsH3 gazeux 9 est alors introduit en tant que gaz contenant As, par maintien de la valve 7 ouverte pendant 2 à 200 secondes et maintien de la pression interne de la cuve 0-1 à l- à 10-7 Pa. De cette manière, au moins une couche moléculaire de GaAs est formée par croissance sur le substrat 12. Il y a lieu de noter qu'une couche de cristal de GaAs ayant l'épaisseur désirée est formée par croissance avec la précision d'une couche moléculaire unique, par répétition de la séquence d'opérations décrites ci-dessus. Pendant le processus de croissance de cristal décrit ci-dessus, par introduction alternée de TMG et AsH3 gazeux, a peut détecter non seulement TMG et AsH3, mais également d méthane (CH4) qui est un produit de réaction, et le processus de croissance de cristal peut être suivi successi- vement par le détecteur d'ions multiple 26. La figure 6 montre les intensités relatives de AsH3 (M/e = 78), TMG (M/e = 114) et CH4 (M/e = 16) détectées par le détecteur d'ions multiple 26 lorsque TMG et AsH3 sont introduits en alternance de la manière décrite ci-dessus. De façon plus spéci fique, le diagramme montre les données obtenues lorsque l'étape d'introduction de TMG sous une pression de 10-13 Pa, par maintien de la valve 16 ouverte pendant 2 secondes, et l'étape d'introduction de AsH3 sous une pression de 10-2 Pa, par maintien de la valve 7 ouverte pendant 10 secondes, sont répétées en alternance. Si TMG ou GaC13 est utilisé comme composé contenant Ga, le gaz introduit se dépose sur la paroi de la cuve de croissance aussi bien que sur le substrat en raison de la grande interaction du gaz avec la paroi de la cuve, due à sa faible pression de vapeur à la température ambiante. En outre, le composé déposé est libéré au cours du temps, et il n'est pas possible de distinguer ce gaz libéré du gaz libéré par le substrat. La figure 7 illustre un autre mode de réalisation qui permet de résoudre le problème ci-dessus. Dans cet appareil, un bouclier ou écran 28 est prévu dans une position telle qu'il entoure les buses 4 et 5. L'écran 28 comporte des trous ou ouvertures alignés avec les buses respectives. Pour refroidir l'écran 28, il est prévu un réservoir de réfri- gérant 29 à une extrémité de l'écran, et un réfrigérant 31 est versé dans le réservoir 29 à travers une entrée 30 de ce dernier. De façon analogue, un autre bouclier ou écran 32 est prévu, cet écran 32 ayant une ouverture de détection qui est alignée avec l'extrémité de l'analyseur de masse 24, et un autre réservoir de réfrigérant 33 est prévu à une extrémité de l'écran 32 pour refroidir ce dernier avec un réfrigérant 31 versé dans le réservoir 33 par une entrée 34. Les moyens pour refroidir les écrans ne sont pas limités à un réfrigérant tel que l'azote liquéfié, et il est possible également d'utiliser un réfrigérateur miniature. 82149 Dans cet agencement, un excès de gaz introduit dans la cuve de croissance 1 est absorbé par les écrans 28 et 32, et seules les molécules qui sont libérées par le substrat 12 sont captées par l'analyseur de masse 24. Ainsi, il est possible d'obtenir une analyse précise de la couche en cours de croissance. Un dispositif semiconducteur de haute qualité peut être fabriqué d'une manière efficace par le suivi et l'évaluation continus de la progression de la croissance d'une couche moléculaire après l'autre d'un cristal semi- conducteur sur le substrat 12, par l'analyseur de masse monté sur la cuve de croissance 1. Il va de soi que le matériau du substrat 12 et du semiconducteur formé sur ce substrat n'est pas limité à GaAs. De plus, il est possible d'introduire plus de deux sortes différentes de gaz dans la cuve de croissance 1, par augmentation du nombre de buses pour le dopage à l'aide d'impuretés ou l'obtention de cristaux mixtes. Dans les modes de réalisation ci-dessus, la source de chaleur pour chauffer le substrat 12 est disposée dans la cuve de croissance 1, mais il est également possible de prévoir une lampe infrarouge ou analogue disposée à l'extérieur de la cuve de croissance 1. En outre, le substrat 12 peut être irradié à l'aide de lumière pendant qu'il est chauffé. De cette manière, il est possible de réduire la température du substrat et d'améliorer encore la qualité. La figure 8 illustre un autre mode de réalisation d'un appareil de croissance de cristal semiconducteur conforme à l'invention. Cet appaqeil est pourvu d'un mécanisme o30 qui permet une attaque ou un décapage en phase vapeur comme moyen pour traiter la surface du substrat. Sur la figure 8, les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner les éléments identiques ou équivalents apparaissant sur la figure 1. Cet appareil diffère de l'appareil de la figure 1 par le fait qu'il ne comprend pas de source de radiation 14 et de fenêtre optique 15 pour irradier le substrat 12 avec une rdiation provenant de l'extérieur de la cuve de 82149 croissance i et qu'il est pourvu, par contre, d'une buse pour introduire un composé gazeux 42 utilisé pour le décapage en phase vapeur, et d'une valve 41 pour ouvrir et fermer la buse 40 introduisant un composé gazeux 42 utilisé pour le décapage en phase vapeur. Les autres parties, excepté celles prévues pour introduire le gaz de décapage, sont les mêmes que décrites en relation avec la figure 1, de sorte qu'elles ne seront pas décrites ci-après. Dans cet appareil, le décapage en phase vapeur est effectué de la manière décrite ci-après. On suppose, par exemple, le cas o un substrat de GaAs est utilisé comme substrat de composé semiconducteur, et GaC13 est utilisé comme composé gazeux introduit pour le décapage. D'abord, le substrat 12 de GaAs est décapé de manière usuelle, est ensuite rincé et séché, et placé enfin sur le dispositif de chauffage 10. Ensuite, la cuve de croissance 1 est mise sous un vide d'environ o10-7 Pa à l'aide du groupe de mise sous vide 3. on introduit ensuite du GaC13 gazeux pour créer une pression interne d'environ 10-6 à 10-7 Pa, par ouverture de la valve 41. Le substrat de GaAs peut être décapé à une vitesse d'environ 1 à 1000 A/min par variation de la température du substrat. La figure 9A montre la relation entre la vitesse de décapage et la température du substrat lorsque la quantité d'alimentation en GaC13 est utilisée comme paramètre. La courbe A est obtenue lorsque la quantité de GaC13 introduite est un tiers de la quantité introduite dans le cas de la courbe B. La figure 9B montre la relation entre la vitesse de décapage et la quantité de GaC13 introduite, lorsque la température du substrat est utilisée comme paramètre. La courbe C est obtenue lorsque la température du substrat est de 350 C, tandis que la courbe D est obtenue lorsque la température du substrat est de 250 C. Il apparaît sur ces diagrammes que la vitesse de décapage est déterminée par la quantité de GaCl3 introduite lorsque la température du substrat est élevée, mais si la température du substrat est réduite, la vitesse de décapage 82149 est sensiblement indépendante de la quantité de GaC13 introduite et dépend uniquement de la température du substrat. Ainsi, une vitesse optimale de décapage peut être établie par un choix approprié de la température du substrat et de la quantité de GaCl3 introduite. La figure 10 représente un autre mode de réalisation de l'invention. Cet appareil qui est une variante de celui illustré sur la figure 8 est pourvu d'un mécanisme d'irra- diation du substrat 12, à savoir une source de radiation 14 O10 et une fenêtre optique 15 pour diriger la radiation pendant que le décapage en phase vapeur est effectué. Par l'irradiation, il est possible de réduire la température de décapage de 100 degrés ou davantage. L'irra- diation peut être effectuée en continu ou en intermittence pendant le processus de décapage en phase vapeur. Dans ce cas, non seulement le substrat 12 est irradié, mais le gaz de décapage peut également être irradié si la buse est réalisée en un matériau transparent. De cette manière, le gaz de décapage peut être activé pour intensifier le pro- cessus de décapage. La source de radiation n'est pas obli- gatoirement une lampe telle qu'une lampe à vapeur de mercure haute pression ou une lampe xenon; il est possible, par exemple, d'utiliser un laser à excitation ou un laser à faisceau multiple. L'activation du gaz de décapage peut être produite non seulement par irradiation comme mentionné ci-dessus, mais également par application d'une tension à une bobine ou des électrodes haute fréquence se trouvant au voisinage de la buse 41. -50 Tandis que les modes de réalisation ci-dessus se réfèrent principalement au plan (100) de GaAs utilisé comme substrat pour la croissance du cristal, l'invention est applicable à d'autres plans et n'est en aucune manière limitée par la concentration en impuretés du substrat. En outre, l'invention peut être appliquée de la meme manière à des composés des groupes II-VI, tels que InP, AlP, GaP, etc., et également à des semiconducteurs formés d'éléments du groupe IV, tels que Si, Ge, etc. Par ailleurs, l'invention est applicable à des cristaux mixtes, par exemple, Ga(l-x)AlxAs, Ga(l-x)AlxAs(l-y)Py, etc. De plus, le composé gazeux utilisé pour le décapage n'est pas forcément du GaC13, mais peut être par exemple également HC1, HBr, PC13, AsC13, C12, SF6, CC12F2, CF4, C3F8, CH3Br, etc. Enfin, une chambre de prétraitement du substrat peut être disposée de façon adjacente à la chambre de croissance du cristal, et le substrat peut être prétraité dans cette chambre de pré- traitement avant qu'il soit déplacé sous vide dans la chambre de croissance de cristal, en vue de la croissance du cristal dans cette dernière. 82149 REVENDICATIONS 1. Appareil pour former un cristal semiconducteur, caractérisé par le fait qu'il comprend une cuve de croissance renfermant un substrat, des moyens de chauffage pour chauffer ledit substrat, des moyens de mise en dépression pour faire le vide à l'intérieur de la cuve de croissance et créer un ultravide, des buses reliées à des sources extérieures de gaz pour introduire des gaz contenant des éléments constitutifs de cristal qui doivent se développer sur le substrat disposé dans la cuve de croissance, un analyseur de masse disposé en face dudit substrat, permettant de suivre et d'évaluer la progression du cristal en continu de façon qu'on obtienne la formation d'une couche épitaxiale ayant l'épaisseur désirée avec une précision aussi grande que dans le cas d'une couche moléculaire unique. 2. Appareil pour former un cristal semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de détection dudit analyseur de masse et l'ouverture des buses destinées à introduire les gaz sont entourées d'un écran pourvu de moyens de refroidissement. 3. Appareil pour former un cristal semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend également un mécanisme pour irradier le substrat avec une radiation provenant de l'extérieur de ladite cuve de croissance. 4. Appareil pour former un cristal semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des valves disposées entre les buses et les sources des gaz, et un moyen de comande pour commander l'ouverture et la fermeture desdites valves selon un diagramme d'ouverture et de fermeture en fonction du temps préétabli et selon un nombre de cycles d'ouverture et de fermeture des valves préétabli, permettant la formation d'une couche épitaxiale ayant une épaisseur prédéterminée, cette formation s'effectuant automatiquement avec une aussi grande précision que dans le cas d'une seule couche moléculaire. 5. Appareil pour former un cristal semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une 82149 autre buse pour introduire un gaz d'attaque ou de décapage, permettant le traitement de la surface dudit substrat par une attaque en phase vapeur préalable à la croissance épitaxiale du cristal. 6. Appareil pour former un cristal semiconducteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'une bobine de haute fréquence ou des électrodes de haute fréquence sont disposées au voisinage d'au moins une partie des buses servant à introduire le gaz décapant. 7. Appareil pour former un cristal semiconducteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de la buse d'introduction de gaz décapant est irradiée par une radiation. 8. Appareil pour former un cristal semiconducteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de la buse d'introduction du gaz décapant est optiquement transparente.