JP3210840B2 - Semiconductor liquid phase epitaxial equipment - Google Patents

Semiconductor liquid phase epitaxial equipment

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JP3210840B2
JP3210840B2 JP18542695A JP18542695A JP3210840B2 JP 3210840 B2 JP3210840 B2 JP 3210840B2 JP 18542695 A JP18542695 A JP 18542695A JP 18542695 A JP18542695 A JP 18542695A JP 3210840 B2 JP3210840 B2 JP 3210840B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、III−V族化合物
半導体の液相エピタキシャル装置に関し、特に基板縦置
き型半導体エピタキシャル装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid phase epitaxial device for a III-V compound semiconductor, and more particularly to a vertical semiconductor epitaxial device for a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来の基板縦置き型半導体液相エ
ピタキシャル装置及びその動作を説明するための図であ
り、(a)は結晶成長開始前の状態を示す縦断面図であ
り、(b)は結晶成長時の状態を示す縦断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional substrate vertical semiconductor liquid phase epitaxial apparatus and its operation. FIG. 6A is a longitudinal sectional view showing a state before the start of crystal growth. (b) is a longitudinal sectional view showing a state during crystal growth.

【0003】従来の基板縦置き型半導体液相エピタキシ
ャル装置(以下、単に「エピタキシャル装置」と称
す。)は、全体を支持する基台となる底板1の上に成長
室2が形成された成長用ボート3が一定方向(図の左右
方向)に往復移動可能に設けられ、この成長用ボート3
の上部に、結晶原料の融液4を貯溜する融液溜5が形成
された上部部材6が配置された構造となっている。これ
らの系は、図示しない電気炉内の石英管に収納され、温
度制御されるようになっている。
[0003] A conventional vertical semiconductor liquid-phase epitaxial device (hereinafter, simply referred to as "epitaxial device") is a growth type in which a growth chamber 2 is formed on a bottom plate 1 serving as a base for supporting the whole. A boat 3 is provided so as to be able to reciprocate in a fixed direction (left-right direction in the figure).
The upper member 6 in which the melt reservoir 5 for storing the melt 4 of the crystal raw material is formed is disposed on the upper portion. These systems are housed in a quartz tube in an electric furnace (not shown) and are controlled in temperature.

【0004】前記成長用ボート3には、その一端側に操
作棒7が形成されており、この操作棒7の操作により、
成長用ボート3を水平方向に移動させるようになってい
る。 前記成長用ボート3の成長室2内底面には、該成長用ボ
ート3の移動方向に一定の間隔を存じて複数の溝8が形
成された固定治具9が配置され、前記各溝8により表面
側が結晶成長される基板10と、該基板10の裏面と密
着し該裏面の結晶成長を防止する背面板11とが縦置き
保持されるようになっている。図7に、溝8にて基板1
0及び背面板11を縦置き保持してなる状態を示す。
[0004] An operating rod 7 is formed at one end of the growth boat 3.
The growth boat 3 is moved in the horizontal direction. A fixing jig 9 in which a plurality of grooves 8 are formed at predetermined intervals in the moving direction of the growth boat 3 is arranged on the bottom surface in the growth chamber 2 of the growth boat 3. A substrate 10 on which a crystal surface is grown on the front side, and a back plate 11 which is in close contact with the back surface of the substrate 10 and prevents crystal growth on the back surface, are held vertically. In FIG.
0 and a state in which the back plate 11 is held vertically.

【0005】前記上部部材6に形成された融液溜5に
は、融液落下口12が形成されている。該融液落下口1
2は、図6(a)に示す状態(結晶成長開始前の状態)
で、成長用ボート3の上面によって閉塞された状態とな
っている。そして、成長用ボート3を図6(b)に示す
位置まで移動させると、融液落下口12と成長室2とが
連通することから、この時点で融液溜5内の融液4が成
長室2内に落下して、結晶成長(エピタキシャル成長)
が行われるようになっている。
The melt reservoir 5 formed in the upper member 6 has a melt drop port 12 formed therein. Melt drop port 1
2 is a state shown in FIG. 6A (a state before the start of crystal growth).
Thus, the upper surface of the growth boat 3 is closed. When the growth boat 3 is moved to the position shown in FIG. 6B, the melt drop port 12 and the growth chamber 2 communicate with each other. At this point, the melt 4 in the melt reservoir 5 grows. Drop into chamber 2 for crystal growth (epitaxial growth)
Is performed.

【0006】次に、上記構成のエピタキシャル装置によ
る結晶成長の手順について、GaAsの結晶成長を例に
あげて説明する。ここで、前記基板10として、例え
ば、ガリウム砒素(GaAs)基板を用いる。
Next, the procedure of crystal growth using the epitaxial device having the above-described structure will be described with reference to the example of crystal growth of GaAs. Here, for example, a gallium arsenide (GaAs) substrate is used as the substrate 10.

【0007】まず、成長用ボート3の成長室2内に、固
定治具9及び基板10並びに背面板11を配置する。こ
こで、該固定治具9の各溝8にて一枚背面板11を二枚
の基板10の裏面にて挟持した一端側が嵌合保持され
る。
First, a fixing jig 9, a substrate 10, and a back plate 11 are arranged in the growth chamber 2 of the growth boat 3. Here, one end of one back plate 11 sandwiched between the back surfaces of two substrates 10 is fitted and held in each groove 8 of the fixing jig 9.

【0008】結晶成長開始前では、成長用ボート3の位
置は図6(a)に示す位置となっている。この状態にお
いて、上部部材6の融液溜5に成長させる結晶原料(G
a,GaAs多結晶,Si等のドーパント等)を収容
し、これらの系をH2 雰囲気中で特定の温度(摂氏90
0〜1000度)まで昇温し、融液溜5に収容した結晶
原料を十分に溶融する。
Before starting the crystal growth, the position of the growth boat 3 is as shown in FIG. In this state, the crystal raw material (G) to be grown in the melt reservoir 5 of the upper member 6
a, GaAs polycrystal, dopants such as Si, etc.), and these systems are heated to a specific temperature (90 degrees Celsius) in an H 2 atmosphere.
(0 to 1000 ° C.) to sufficiently melt the crystal raw material contained in the melt reservoir 5.

【0009】次に、操作棒7によって成長用ボート3を
図6(b)に示す状態まで移動させ、融液溜5内の結晶
原料が溶融してなる融液(Ga,GaAs多結晶,Si
等のドーパント等の混合融液)4を融液落下口12から
成長室2内へ落下させ、この後徐々に降温してGaAs
の結晶を基板10の表面に成長させるものである。
Next, the growth boat 3 is moved by the operating rod 7 to the state shown in FIG. 6B, and a melt (Ga, GaAs polycrystal, Si) obtained by melting the crystal raw material in the melt reservoir 5 is obtained.
, Etc.) is dropped into the growth chamber 2 from the melt drop port 12, and then the temperature is gradually lowered to make GaAs.
Is grown on the surface of the substrate 10.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8に
示すように、上記エピタキシャル装置にて製造されるエ
ピタキシャル成長ウェハー、即ち表面にエピタキシャル
成長層13が形成されてなる基板10は、固定治具9表
面と基板10表面の接触部近傍14(図7参照)で突起
状の異常成長部13aが発生し、また、固定治具9の溝
8で保持されている部分に未成長部10aが発生してい
た。
However, as shown in FIG. 8, the epitaxial growth wafer manufactured by the above-described epitaxial apparatus, that is, the substrate 10 having the epitaxial growth layer 13 formed on the surface, A protruding abnormal growth portion 13a occurred near the contact portion 14 (see FIG. 7) on the surface of the substrate 10, and an ungrown portion 10a occurred in a portion of the fixing jig 9 held by the groove 8. .

【0011】前記異常成長部13aが発生する理由は、
徐冷法による結晶成長中に基板10表面に固定治具9が
接触していることにある。
The reason for the occurrence of the abnormal growth portion 13a is as follows.
The fixing jig 9 is in contact with the surface of the substrate 10 during the crystal growth by the slow cooling method.

【0012】前記基板10と固定治具9とは、材質(基
板:ガリウムリン,ガリウム砒素、固定治具:グラファ
イト)が異なり、これにより熱伝導率も大きく異なる。
このような熱伝導率の大きな違いから結晶成長中の冷却
速度が微妙に異なる。即ち、固定治具9の熱伝導率が基
板10の熱伝導率よりも高いため、固定治具9が基板1
0に対して冷却媒体として作用し、接触部近傍14の基
板部分が他の部分(正常な結晶成長が行われる基板部
分)に比べて結晶成長が速くなっている。これによっ
て、異常成長が突起状に発生する。
The material of the substrate 10 and the fixing jig 9 (substrate: gallium phosphide, gallium arsenide, fixing jig: graphite) are different from each other.
The cooling rate during crystal growth is slightly different due to such a large difference in thermal conductivity. That is, since the thermal conductivity of the fixing jig 9 is higher than the thermal conductivity of the substrate 10, the fixing jig 9 is
With respect to 0, it acts as a cooling medium, and the crystal growth of the substrate portion near the contact portion 14 is faster than other portions (the substrate portion where normal crystal growth is performed). As a result, abnormal growth occurs in a protruding manner.

【0013】また、前記固定治具9は、融液(主にガリ
ウムGa)4に対しても冷却媒体として作用し、その接
触部分で融液4が冷却され、部分的に温度差を生じる。
これによって、前記接触部近傍14の基板部分が他の基
板部分に比べて結晶成長が速くなり、異常成長が突起状
発生する原因となっている。図9に、ガリウムとグラフ
ァイトとの熱伝導率特性を示す。
The fixing jig 9 also acts as a cooling medium for the molten liquid (mainly gallium Ga) 4, and the molten liquid 4 is cooled at a contact portion thereof, thereby causing a partial temperature difference.
As a result, the crystal growth of the substrate portion near the contact portion 14 becomes faster than that of the other substrate portions, which causes abnormal growth to form a projection. FIG. 9 shows the thermal conductivity characteristics of gallium and graphite.

【0014】前記未成長部10aが発生する理由は、結
晶成長時に基板10を固定治具9の溝8におさめること
にある。このため、溝8におさめられた基板部分は融液
4に浸されずに結晶成長が行われる。
The reason why the ungrown portion 10a occurs is that the substrate 10 is placed in the groove 8 of the fixing jig 9 during crystal growth. Therefore, the crystal portion is grown without immersing the substrate portion in the groove 8 in the melt 4.

【0015】即ち、固定治具9の溝8で基板10の保持
される部分をマスクする形となり、結晶成長できずに未
成長部10aとなる。
That is, the portion where the substrate 10 is held is masked by the groove 8 of the fixing jig 9, so that the crystal cannot be grown and the ungrown portion 10a is formed.

【0016】このような異常成長部13a及び未成長部
10aは、後工程においてウェハー割れ、クラック、か
け等の不具合の原因となっている。
The abnormally grown portion 13a and the ungrown portion 10a cause problems such as wafer cracking, cracking, and cracking in a later process.

【0017】即ち、前記エピタキシャル成長ウェハーの
表面(エピタキシャル成長層側)が後工程の研磨工程に
より研磨されるが、図10に示すように、該研磨工程に
おいてエピタキシャル成長ウェハーの基板10側を上に
し、間に研磨板17を介して上方より圧力15をかけて
ウェハー表面を研磨する際、前記異常成長部13aによ
りエピタキシャル成長ウェハーにかかる圧力が不均一
(異常成長部13aに圧力が加わる)となり、ウェハー
割れの原因となった。
That is, the surface (epitaxially grown layer side) of the epitaxially grown wafer is polished by a polishing step in a later step, and as shown in FIG. When the wafer surface is polished by applying a pressure 15 from above through the polishing plate 17, the pressure applied to the epitaxially grown wafer by the abnormally grown portion 13a becomes non-uniform (pressure is applied to the abnormally grown portion 13a), causing the wafer to crack. It became.

【0018】また、未成長部10aのエピタキシャル成
長層13bの層厚が他の正常なエピタキシャル成長層厚
が形成されている部分より薄いため、研磨工程において
常盤16に接触せず、上方からの圧力15に極度に弱く
なり、ウェハーのクラック、かけの原因となった。この
クラック、かけはさらなる後工程の作業時において、ウ
ェハー割れのきっかけとなる。
Further, since the thickness of the epitaxial growth layer 13b of the ungrown portion 10a is thinner than the portion where other normal epitaxial growth layer thickness is formed, it does not contact the normal plate 16 in the polishing step, and It became extremely weak, causing cracks and cracking of the wafer. These cracks and cracks may cause cracks in the wafer during further post-process operations.

【0019】上述したウェハー割れは、ウェハー加工工
程の作業上で手間のかかる要因の一つとなっており、作
業効率を低下させることになる。即ち、ウェハーが割れ
ることによって1ピースが2ピース,3ピースとなり、
処理回数が増えることになる。
The above-described wafer cracking is one of the troublesome factors in the work of the wafer processing step, and lowers the work efficiency. That is, one piece becomes two pieces or three pieces by breaking the wafer,
The number of times of processing increases.

【0020】本発明は、上記課題に鑑み、ウェハー割れ
の原因となる異常成長部及び未成長部を有しないエピタ
キシャル成長ウェハーを製造することのできるエピタキ
シャル成長装置の提供を目的とするものである。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an epitaxial growth apparatus capable of manufacturing an epitaxially grown wafer having no abnormally grown portion and an ungrown portion which cause a wafer crack.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
半導体液相エピタキシャル装置は、結晶原料の融液を貯
溜する融液溜が形成された上部部材と、基板を収納する
成長室が形成された成長用ボートと、前記成長室内に配
置され前記基板裏面と密着して該裏面の結晶成長を防止
する背面板と、該背面板を縦置き保持する溝を備え前記
基板の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する治具とを
具備し、一定温度に昇温された電気炉内で、前記融液溜
内に貯溜されている融液を前記成長室内に落下させ、そ
の後降温して基板表面に結晶を成長させる半導体液相エ
ピタキシャル装置において、前記背面板が前記治具の溝
と嵌合する嵌合部と前記基板を保持する保持部とを備え
てなることを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor liquid phase epitaxial apparatus comprising: an upper member having a melt reservoir for storing a melt of a crystal raw material; and a growth chamber for accommodating a substrate. A formed growth boat, a back plate disposed in the growth chamber and in close contact with the back surface of the substrate to prevent crystal growth on the back surface, and a groove for vertically holding the back plate and having a thermal conductivity of the substrate. A jig having a larger thermal conductivity, and in an electric furnace heated to a constant temperature, the melt stored in the melt reservoir is dropped into the growth chamber, and then cooled. A semiconductor liquid phase epitaxy apparatus for growing crystals on a substrate surface, wherein the back plate includes a fitting portion that fits into a groove of the jig, and a holding portion that holds the substrate. It is.

【0022】また、本発明の請求項2記載の半導体液相
エピタキシャル装置は、前記治具が融液の熱伝導率より
も大きな熱伝導率を有してなり、前記保持部が前記嵌合
部を治具の溝に嵌合させた状態で前記治具表面より離れ
た位置となるよう配置されてなることを特徴とするもの
である。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor liquid phase epitaxy apparatus, the jig has a thermal conductivity larger than a thermal conductivity of the melt, and the holding portion is connected to the fitting portion. Are arranged at a position apart from the surface of the jig in a state of being fitted into a groove of the jig.

【0023】さらに、本発明の請求項3記載の半導体液
相エピタキシャル装置は、前記保持部が基板表面の角部
及び又は基板側面を保持してなることを特徴とするもの
である。
Further, in the semiconductor liquid phase epitaxy apparatus according to a third aspect of the present invention, the holding portion holds a corner of a substrate surface and / or a side surface of the substrate.

【0024】上記構成によれば、本発明の請求項1記載
の半導体液相エピタキシャル装置は、背面板が治具の溝
と嵌合する嵌合部と、基板を保持する保持部とを備えて
なる構成なので、基板が治具に直接接触することがなく
なり、熱伝導率の違いから結晶成長中に前記治具によっ
て基板が冷却され、異常成長することを防止することが
できる。
According to the above configuration, the semiconductor liquid phase epitaxial apparatus according to the first aspect of the present invention includes the fitting portion in which the back plate fits into the groove of the jig, and the holding portion for holding the substrate. With this configuration, the substrate does not come into direct contact with the jig, and the substrate is cooled by the jig during crystal growth due to the difference in thermal conductivity, thereby preventing abnormal growth.

【0025】また、本発明の請求項2記載の半導体液相
エピタキシャル装置は、前記治具が融液の熱伝導率より
も大きな熱伝導率を有してなり、前記保持部が前記嵌合
部を治具の溝に嵌合させた状態で前記治具表面より離れ
た位置となるよう配置されてなる構成なので、熱伝導率
の違いから治具表面にて冷却された融液によって結晶成
長が行われることを防止でき、異常成長を防止すること
ができる。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor liquid phase epitaxy apparatus, the jig has a thermal conductivity greater than a thermal conductivity of the melt, and the holding portion is connected to the fitting portion. Is fitted to the groove of the jig and is arranged so as to be located at a position away from the jig surface, so that crystal growth is caused by the melt cooled on the jig surface due to the difference in thermal conductivity. Can be prevented, and abnormal growth can be prevented.

【0026】さらに、本発明の請求項3記載の半導体液
相エピタキシャル装置は、前記保持部が基板表面の角部
及び又は基板側面を保持してなる構成なので、基板表面
全体がマスクされることなく結晶成長でき、結晶成長さ
れる基板表面に未成長部の形成を防止することができ
る。
Furthermore, in the semiconductor liquid phase epitaxy apparatus according to the third aspect of the present invention, the holding portion holds the corner portion of the substrate surface and / or the side surface of the substrate, so that the entire substrate surface is not masked. The crystal can be grown, and the formation of an ungrown portion on the surface of the substrate on which the crystal is grown can be prevented.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】図1は本発明の基板縦置き型半導
体液相エピタキシャル装置及びその動作を説明するため
の図であり、(a)は結晶成長開始前の状態を示す縦断
面図であり、(b)は結晶成長時の状態を示す縦断面図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a view for explaining a semiconductor liquid-phase epitaxial apparatus of a vertical substrate type according to the present invention and its operation. FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view showing a state before the start of crystal growth. FIG. 2B is a longitudinal sectional view showing a state during crystal growth.

【0028】本実施例の基板縦置き型半導体液相エピタ
キシャル装置(以下、単に「エピタキシャル装置」と称
す。)は、全体を支持する基台となる底板21の上に成
長室22が形成された成長用ボート23が一定方向(図
の左右方向)に往復移動可能に設けられ、この成長用ボ
ート23の上部に、結晶原料の融液24を貯溜する融液
溜25が形成された上部部材26が配置された構造とな
っている。これらの系は、図示しない電気炉内の石英管
に収納され、温度制御されるようになっている。
In the present embodiment, the vertical growth type semiconductor liquid phase epitaxial apparatus (hereinafter simply referred to as "epitaxial apparatus") has a growth chamber 22 formed on a bottom plate 21 serving as a base for supporting the whole. An upper member 26 in which a growth boat 23 is provided so as to be reciprocally movable in a fixed direction (left-right direction in the figure), and a melt reservoir 25 for storing a melt 24 of a crystal raw material is formed above the growth boat 23. Are arranged. These systems are housed in a quartz tube in an electric furnace (not shown) and are controlled in temperature.

【0029】前記成長用ボート23には、その一端側に
操作棒27が形成されており、この操作棒27の操作に
より、成長用ボート23を水平方向に移動させるように
なっている。
An operation rod 27 is formed on one end of the growth boat 23, and the operation of the operation rod 27 causes the growth boat 23 to move in the horizontal direction.

【0030】前記成長用ボート23の成長室22内底面
には、該成長用ボート23の移動方向に一定の間隔を存
じて複数の溝28が形成された固定治具29が配置さ
れ、前記各溝28には、該溝28にて嵌合保持される嵌
合部31aと表面側が結晶成長される基板30の裏面側
を密着させた状態で保持する保持部31bとを備えた背
面板(基板保持板)31が縦置き保持されるようになっ
ている。図2に、溝28に背面板31の嵌合部31aを
嵌合保持させて、背面板31を縦置き保持してなる状態
を示す。なお、前記固定治具29は、従来同様、融液2
4及び基板30の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有す
るグラファイト等からなる。
A fixing jig 29 in which a plurality of grooves 28 are formed at predetermined intervals in the moving direction of the growth boat 23 is disposed on the inner bottom surface of the growth chamber 22 of the growth boat 23. The groove 28 has a back plate (substrate) provided with a fitting portion 31a fitted and held in the groove 28 and a holding portion 31b for holding the back surface of the substrate 30 on which the front surface is crystal-grown in close contact. The holding plate 31 is vertically held. FIG. 2 shows a state in which the fitting portion 31a of the back plate 31 is fitted and held in the groove 28, and the back plate 31 is vertically placed and held. It should be noted that the fixing jig 29 is, as in the prior art,
4 and a graphite having a thermal conductivity larger than that of the substrate 30.

【0031】前記保持部31bは、例えば背面板31の
表裏面に形成され、基板30裏面と密着する面と鋭角を
なし成長室22底面側に位置する基板30表面の角部を
保持する傾斜面から構成され、さらに前記嵌合部31a
を溝28に嵌合保持した状態において固定治具29表面
より上方に離れた位置に設けられている。なお、前記保
持部31bは、基板30表面を保持しない構成であれば
何でも良い。しかしながら、基板倒れの対策として基板
30表面の角部を保持することが望ましい。
The holding portion 31b is formed, for example, on the front and back surfaces of the back plate 31, forms an acute angle with the surface which is in close contact with the back surface of the substrate 30, and holds a slope of the surface of the substrate 30 located on the bottom side of the growth chamber 22. And the fitting portion 31a
Are provided above the surface of the fixing jig 29 in a state of being fitted and held in the groove 28. The holding portion 31b may be of any configuration as long as it does not hold the surface of the substrate 30. However, it is desirable to hold the corners of the surface of the substrate 30 as a measure against the substrate falling.

【0032】前記上部部材26に形成された融液溜25
には、融液落下口32が形成されている。該融液落下口
32は、図1(a)に示す状態(結晶成長開始前の状
態)で、成長用ボート23の上面によって閉塞された状
態となっている。そして、成長用ボート23を図1
(b)に示す位置まで移動させると、融液落下口32と
成長室22とが連通することから、この時点で融液溜2
5内の融液24が成長室22内に落下して、結晶成長
(エピタキシャル成長)が行われるようになっている。
The melt reservoir 25 formed on the upper member 26
Has a melt drop port 32 formed therein. The melt drop port 32 is closed by the upper surface of the growth boat 23 in the state shown in FIG. 1A (before the start of crystal growth). Then, the growth boat 23 is
When it is moved to the position shown in (b), the melt drop port 32 and the growth chamber 22 communicate with each other.
The melt 24 in 5 falls into the growth chamber 22, and crystal growth (epitaxial growth) is performed.

【0033】次に、上記構成のエピタキシャル装置によ
る結晶成長の手順について、GaAsの結晶成長を例に
あげて説明する。ここで、前記基板30として、例え
ば、ガリウム砒素(GaAs)基板等を用いる。
Next, the procedure of crystal growth using the epitaxial device having the above-described configuration will be described with reference to an example of crystal growth of GaAs. Here, as the substrate 30, for example, a gallium arsenide (GaAs) substrate or the like is used.

【0034】まず、成長用ボート23の成長室22内に
固定治具29及び基板30並びに背面板31を配置す
る。
First, the fixing jig 29, the substrate 30, and the back plate 31 are arranged in the growth chamber 22 of the growth boat 23.

【0035】結晶成長開始前では、成長用ボート23の
位置は図1(a)に示す位置となっている。この状態に
おいて、上部部材26の融液溜25に成長させる結晶原
料(Ga,GaAs多結晶,Si等のドーパント等)を
収容し、これらの系をH2 雰囲気中で特定の温度(摂氏
900〜1000度)まで昇温し、融液溜25に収容し
た結晶原料を十分に溶融する。
Before the start of crystal growth, the position of the growth boat 23 is as shown in FIG. In this state, crystal raw materials (such as dopants such as Ga, GaAs polycrystal, and Si) to be grown are accommodated in the melt reservoir 25 of the upper member 26, and these systems are placed in a H 2 atmosphere at a specific temperature (900 ° C. (1000 ° C.) to sufficiently melt the crystal raw material contained in the melt reservoir 25.

【0036】次に、操作棒27によって成長用ボート3
を図1(b)に示す状態まで移動させ、融液溜25内の
結晶原料が溶融してなる融液(Ga,GaAs多結晶,
Si等のドーパント等の混合融液)24を融液落下口3
2から成長室22内へ落下させ、この後徐々に降温して
GaAsの結晶を基板30の表面に成長させるものであ
る。
Next, the growth boat 3 is operated by the operation rod 27.
Is moved to the state shown in FIG. 1B, and the melt (Ga, GaAs polycrystal,
A melt (mixed melt of a dopant such as Si) 24 is supplied to the melt drop port 3
2 is dropped into the growth chamber 22, and then the temperature is gradually lowered to grow a GaAs crystal on the surface of the substrate 30.

【0037】図3に、本実施例よりなる半導体エピタキ
シャル装置にて結晶成長してなるエピタキシャル成長ウ
ェハーを示す。図中、30は基板であり、33はエピタ
キシャル成長層である。
FIG. 3 shows an epitaxial growth wafer formed by crystal growth using the semiconductor epitaxial device of this embodiment. In the figure, 30 is a substrate, and 33 is an epitaxial growth layer.

【0038】このように、本実施例の半導体液相エピタ
キシャル装置は、背面板31が固定治具29の溝28と
嵌合する嵌合部31aと、基板30を保持する保持部3
1bとを備えてなる構成なので、基板30が固定治具2
9に直接接触することがなくなり、熱伝導率の違いから
結晶成長中に前記固定治具29によって基板30が冷却
され、これによる異常成長を防止することができる。し
たがって、基板冷却による異常成長部の有しないエピタ
キシャル成長ウェハーを提供することができる。 また、前記保持部31bは、前記嵌合部31aを固定
治具29の溝28に嵌合させた状態において前記固定治
具29表面より離れた位置となるよう配置されてなる構
成なので、固定治具29表面にて冷却された融液24に
て結晶成長が行われることを防止でき、これによる異常
成長を防止することができる。したがって、融液冷却に
よる異常成長部の有しないエピタキシャル成長ウェハー
を提供することができる。
As described above, in the semiconductor liquid phase epitaxy apparatus of this embodiment, the fitting portion 31 a in which the back plate 31 fits into the groove 28 of the fixing jig 29, and the holding portion 3 for holding the substrate 30.
1b, the substrate 30 is fixed to the fixing jig 2
Thus, the substrate 30 is cooled by the fixing jig 29 during crystal growth due to the difference in thermal conductivity, thereby preventing abnormal growth. Therefore, it is possible to provide an epitaxial growth wafer having no abnormal growth portion due to substrate cooling. Further, since the holding portion 31b is arranged so as to be located away from the surface of the fixing jig 29 in a state where the fitting portion 31a is fitted in the groove 28 of the fixing jig 29, the fixing jig is fixed. Crystal growth can be prevented from being performed in the melt 24 cooled on the surface of the tool 29, and thereby abnormal growth can be prevented. Therefore, it is possible to provide an epitaxially grown wafer having no abnormally grown portion by cooling the melt.

【0039】さらに、前記保持部31bが、基板30裏
面と密着する面と鋭角をなし基板30表面の角部を保持
する傾斜面からなる構成なので、基板30表面全体がマ
スクされることなく結晶成長でき、結晶成長される基板
表面に未成長部の形成を防止することができる。したが
って、未成長部の有しないエピタキシャル成長ウェハー
を提供することができる。
Further, since the holding portion 31b is formed of an inclined surface which forms an acute angle with a surface which is in close contact with the back surface of the substrate 30 and which holds a corner portion of the surface of the substrate 30, crystal growth is performed without masking the entire surface of the substrate 30. As a result, the formation of an ungrown portion on the surface of the substrate on which the crystal is grown can be prevented. Therefore, it is possible to provide an epitaxial growth wafer having no ungrown portion.

【0040】この結果、異常成長部及び未成長部が原因
で起こる後工程でのウェハー割れが無くなり、後工程で
の作業効率を向上することができる。
As a result, the wafer cracking in the subsequent process caused by the abnormally grown portion and the ungrown portion is eliminated, and the work efficiency in the subsequent process can be improved.

【0041】なお、上記実施例において、図4に示すよ
うに、背面板31から基板30が前倒れする可能性が懸
念される。しかしながら、結晶成長時はこれらが融液に
て浸されているため、図5に示すように、融液が基板3
0を背面板31側に押す形になり、基板30は背面板3
1に固定される。これにより、回転式エピタキシャル装
置にも応用することが可能である。
In the above embodiment, there is a concern that the substrate 30 may fall forward from the back plate 31, as shown in FIG. However, since these are immersed in the melt during crystal growth, as shown in FIG.
0 is pushed to the back plate 31 side, and the substrate 30 is
Fixed to 1. Thereby, it can be applied to a rotary epitaxial device.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載の半導体液相エピタキシャル装置によれば、結晶成
長される基板が治具に直接接触することなく配置され、
熱伝導率の違いから結晶成長中に前記治具によって基板
が冷却されて異常成長することが防止される。したがっ
て、基板冷却による異常成長部の有しないエピタキシャ
ル成長ウェハーを提供することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
According to the described semiconductor liquid phase epitaxial apparatus, the substrate on which the crystal is grown is arranged without directly contacting the jig,
The jig prevents the substrate from being abnormally grown during the crystal growth due to the difference in thermal conductivity. Therefore, it is possible to provide an epitaxial growth wafer having no abnormal growth portion due to substrate cooling.

【0043】また、本発明の請求項2記載の半導体液相
エピタキシャル装置によれば、前記保持部が前記嵌合部
を治具の溝に嵌合させた状態で前記治具表面より離れた
位置となるよう配置されてなる構成なので、治具表面に
て冷却された融液により異常成長が行われることが防止
される。したがって、融液冷却による異常成長部の有し
ないエピタキシャル成長ウェハーを提供することができ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor liquid phase epitaxy apparatus, the holding portion is located away from the jig surface in a state where the fitting portion is fitted into the groove of the jig. Therefore, abnormal growth due to the melt cooled on the jig surface is prevented. Therefore, it is possible to provide an epitaxially grown wafer having no abnormally grown portion by cooling the melt.

【0044】さらに、本発明の請求項3記載の半導体液
相エピタキシャル装置は、前記保持部が基板表面の角部
及び又は基板側面を保持してなる構成なので、基板表面
全体がマスクされることなく結晶成長される。したがっ
て、未成長部の有しないエピタキシャル成長ウェハーを
提供することができる。 この結果、異常成長部及び未成長部が原因で起こる後工
程でのウェハー割れが無くなり、後工程での作業効率が
向上する。
Furthermore, in the semiconductor liquid phase epitaxy apparatus according to claim 3 of the present invention, since the holding portion holds the corners of the substrate surface and / or the side surfaces of the substrate, the entire substrate surface is not masked. The crystal is grown. Therefore, it is possible to provide an epitaxial growth wafer having no ungrown portion. As a result, a wafer crack in a post-process caused by the abnormally grown portion and the ungrown portion is eliminated, and work efficiency in the post-process is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例よりなる半導体液相エピタキ
シャル装置及びその動作を説明するための縦断面図であ
り、(a)は結晶成長開始前の状態を示す図であり、
(b)は結晶成長時の状態を示す図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a semiconductor liquid phase epitaxial device and an operation thereof according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a diagram showing a state before the start of crystal growth;
(B) is a diagram showing a state during crystal growth.

【図2】図1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】図1に示す半導体液相エピタキシャル装置にて
結晶成長してなるエピタキシャル成長ウェハーを示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an epitaxial growth wafer formed by crystal growth using the semiconductor liquid phase epitaxial apparatus shown in FIG. 1;

【図4】基板の前倒れ状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate has fallen forward.

【図5】結晶成長時の基板の状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state of a substrate during crystal growth.

【図6】従来の半導体液相エピタキシャル装置及びその
動作を説明するための縦断面図であり、(a)は結晶成
長開始前の状態を示す図であり、(b)は結晶成長時の
状態を示す図である。
FIGS. 6A and 6B are longitudinal sectional views for explaining a conventional semiconductor liquid phase epitaxial apparatus and its operation, wherein FIG. 6A is a view showing a state before the start of crystal growth, and FIG. FIG.

【図7】図6の要部拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. 6;

【図8】図6に示す半導体液相エピタキシャル装置にて
結晶成長してなるエピタキシャル成長ウェハーを示す断
面図である。
8 is a sectional view showing an epitaxial growth wafer formed by crystal growth using the semiconductor liquid phase epitaxial apparatus shown in FIG. 6;

【図9】ガリウムとグラファイトとの熱伝導率特性を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing thermal conductivity characteristics of gallium and graphite.

【図10】研磨工程を説明するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a polishing step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 底板 22 成長室 23 成長用ボート 24 融液 25 融液溜 26 上部部材 28 溝 29 固定治具 30 基板 31 背面板 31a 嵌合部 31b 保持部(傾斜面) Reference Signs List 21 bottom plate 22 growth chamber 23 growth boat 24 melt 25 melt reservoir 26 upper member 28 groove 29 fixing jig 30 substrate 31 back plate 31a fitting portion 31b holding portion (inclined surface)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 結晶原料の融液を貯溜する融液溜が形成
された上部部材と、基板を収納する成長室が形成された
成長用ボートと、前記成長室内に配置され前記基板裏面
と密着して該裏面の結晶成長を防止する背面板と、該背
面板を縦置き保持する溝を備え前記基板の熱伝導率より
も大きな熱伝導率を有する治具とを具備し、一定温度に
昇温された電気炉内で、前記融液溜内に貯溜されている
融液を前記成長室内に落下させ、その後降温して基板表
面に結晶を成長させる半導体液相エピタキシャル装置に
おいて、 前記背面板は前記治具の溝と嵌合する嵌合部と前記基板
を保持する保持部とを備えてなることを特徴とする半導
体液相エピタキシャル装置。
An upper member in which a melt reservoir for storing a melt of a crystal raw material is formed; a growth boat in which a growth chamber for accommodating a substrate is formed; and a growth boat disposed in the growth chamber and in close contact with the back surface of the substrate. A back plate for preventing crystal growth on the back surface, and a jig provided with a groove for vertically holding the back plate and having a thermal conductivity larger than that of the substrate, and the temperature is raised to a constant temperature. In a heated electric furnace, in a semiconductor liquid phase epitaxy apparatus in which a melt stored in the melt pool is dropped into the growth chamber and then cooled to grow crystals on a substrate surface, A semiconductor liquid phase epitaxial apparatus comprising: a fitting portion that fits into a groove of the jig; and a holding portion that holds the substrate.
【請求項2】 前記治具は融液の熱伝導率よりも大きな
熱伝導率を有してなり、前記保持部は前記嵌合部を治具
の溝に嵌合させた状態で前記治具表面より離れた位置と
なるよう配置されてなることを特徴とする請求項1記載
の半導体液相エピタキシャル装置。
2. The jig has a thermal conductivity larger than the thermal conductivity of the melt, and the holding portion is configured such that the fitting portion is fitted in a groove of the jig. 2. The semiconductor liquid phase epitaxial apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor liquid phase epitaxial apparatus is arranged at a position apart from the surface.
【請求項3】 前記保持部は基板表面の角部及び又は基
板側面を保持してなること特徴とする請求項1又は2記
載の半導体液相エピタキシャル装置。
3. The semiconductor liquid phase epitaxial apparatus according to claim 1, wherein the holding portion holds a corner of a substrate surface and / or a side surface of the substrate.
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