JP2000252214A - 半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置

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JP2000252214A
JP2000252214A JP11055189A JP5518999A JP2000252214A JP 2000252214 A JP2000252214 A JP 2000252214A JP 11055189 A JP11055189 A JP 11055189A JP 5518999 A JP5518999 A JP 5518999A JP 2000252214 A JP2000252214 A JP 2000252214A
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JP
Japan
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susceptor
semiconductor manufacturing
revolves
manufacturing apparatus
opposing plate
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JP11055189A
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English (en)
Inventor
Takashi Ae
敬 阿江
Tomoji Terakado
知二 寺門
Seiki Tsuruoka
清貴 鶴岡
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 急峻なガス切換が可能なリアクタを備えた半
導体製造装置を提供することにある。 【解決手段】 基板サセプタが自公転する多数枚半導体
気相成長(MOVPE)装置であって、公転サセプタの
回転方向に対して、対向板を同一方向に回転させ、もし
くはキャリアガスの導入口に導入フィンを公転方向と同
一方向に設置する、もしくは公転サセプタ12周辺に多
数の排気フィンを公転方向と同一方向に設置することに
より、急峻なガスの切換が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザの製造
装置に関し、特に自公転する多数枚気相成長装置のパッ
ケージからの放熱性を高めた半導体製造装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電話や携帯端末等の普及による
光アクセス系光源の需要増やデジタルバーサティルディ
スク等の高密度記憶媒体の普及によるピックアップ用光
源の需要増に伴い、低価格で高品質な半導体レーザの大
量生産技術が要求されてきている。この為、有機金属気
相成長(MOVPE)法を用いた大面積、多数枚成長技
術は不可欠となっている。
【0003】これまでに自公転する多数枚気相成長装置
を用いた、高均一多数枚気相成長技術について、P.M.Fr
ijlink et al,J.Cryst.Growth 115(1991)203-210らや、
D.schmitz et al.,J.Cryst.Growth 124(1992)278-285ら
によって、計算と実験の両面から検討されている。しか
しながら、高品質のレーザ結晶を得るためにはリアクタ
内の均一かつ急峻なガス切換が要求されるが、サセプタ
回転によるリアクタ内のガスの排気バランスの影響まで
は考慮されていない。
【0004】例えば、図10,11に示すように従来の
半導体製造装置のリアクタ5は、公転サセプタ7が公転
すると共に、自転サセプタ8が自転する。また、公転サ
セプタ7と対向配置された対向板4は、逆方向に回転し
ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述のよ
うな従来の半導体製造装置では、それぞれ問題点を有し
ている。例えば、サセプタが自公転する多数枚気相成長
装置では組成及び膜厚分布はサセプタの自公転により高
均一化している。しかしながら、キャリアガス排気時間
は、自転及び公転サセプタの回転によるキャリアガスの
巻き込みで長くなると共に、巻き込みの大きさにより排
気時間はばらついてしまう。この為、原料ガス切換の
際、ガス切換が悪くかつばらつきが生じ、均一で急峻な
成長界面を形成することは困難であった。またサセプタ
が大きくなり、リアクタが大型化する為、原料利用効率
が低下する問題があった。
【0006】即ち、上記の多数枚気相成長装置はサセプ
タを自公転させる為、サセプタの巻き込みによるキャリ
アガスの滞留が生じ、原料ガス切換時にガスの切れが悪
くなる。またリアクタの大型化による原料利用効率が低
下するという問題があった。
【0007】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
を改良し、自転及び公転サセプタの巻き込みによるキャ
リアガスの滞留を低減すると共に原料利用効率を上げる
ことにより、半導体レーザの均一かつ急峻な界面形成を
容易にすると共に低コスト化が可能となる、半導体製造
装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成する為、以下に示す様な基本的な技術構成を採用す
るものである。即ち、本発明に係る第1の態様として
は、基板サセプタが自転及び公転する多数枚気相成長装
置であって、対向板を公転サセプタの回転方向と同一方
向に回転させる構造としたことを特徴とするものであ
る。
【0009】また、第2の態様としては、自公転する多
数枚気相成長装置であって、対向板と公転サセプタとの
回転速度比を0〜2倍の範囲で制御することを特徴とす
るものである。また、第3の態様としては、自公転する
多数枚気相成長装置であって、キャリアガスの導入方向
が公転サセプタの回転方向と同一方向になるように、キ
ャリアガス導入口に導入フィンを有することを特徴とす
るものである。
【0010】第4の態様としては、前記自公転する多数
枚気相成長装置であって、キャリアガスが公転サセプタ
の回転方向と同一方向に排気されるように、公転サセプ
タ周辺部に多数の排気フィンを有することを特徴とする
ものである。第5の態様としては、前記自公転する多数
枚気相成長装置であって、対向板を温度制御可能な加熱
装置及び冷却装置を有する半導体製造装置である。第6
の態様としては、前記多数枚気相成長装置であって、対
向板の上流から下流に向けて高温になるように温度勾配
をつけることを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の半導体製造装置は、上記
した様な従来技術における問題点を解決する為に、第1
の実施例では対向板を公転サセプタと同一方向に回転す
ることにより、リアクタ内のガスは公転サセプタに対し
て滞留することなく層状に流れ、自転サセプタに対して
も対向板から受ける遠心力により巻き込みの影響が抑制
され、均一かつ急峻なガスの切換が可能になる。
【0012】また、第2の実施例はキャリアガスの導入
口に導入フィンを公転サセプタの回転方向と同一方向に
設置することにより、キャリアガスがリアクタ内に導入
されてからリアクタ外へ排気されるまでの時間(ガス排
気時間)はより短縮される。第3の実施例ではリアクタ
周辺に多数の排気フィンを公転サセプタの回転方向と同
一方向に設置することにより、リアクタ内の排気バラン
スを一定にし、リアクタ周辺部でのガスの滞留を防止で
きる。
【0013】第4の実施例では対向板温度を上流側から
下流側へ向けて同心円状に高くすることにより、均一に
原料分解が制御されると共に、サセプタからの輻射熱に
よる原料ガスの熱拡散を対向板からの輻射熱により抑制
し、原料ガスが基板側を流れやすくなり、原料利用効率
が向上される。
【0014】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体製造装置の具体
的構成を図面を用いながら説明する。図1は、本発明の
一実施例である半導体製造装置のリアクタを示す平面図
ある。ここで、半導体製造装置10は、基板サセプタが
自転サセプタ13及び公転サセプタ12を有する多数枚
気相成長装置であって、対向板15を公転サセプタ12
の回転方向と同一方向に回転させる構造を有するもので
ある。
【0015】図1,2に示すように、公転サセプタ12
を4−30回転/分で時計方向に回転させ、自転サセプ
タ13は公転サセプタの回転方向とは逆方向に公転サセ
プタの2−4倍の速度で回転させながら、対向板15を
公転サセプタ12と同一方向に公転サセプタの0−2倍
の速度で回転させる。また、この時略中央に配設された
キャリアガス導入口11から導入されたキャリアガスは
リアクタ内を下降した後、放射状に流れる。放射状に流
れたキャリアガスは、自転サセプタ13に取り付けられ
た基板上に薄膜を成長させる。また、残りのガスは、キ
ャリアガス排気口9から排出される。
【0016】図3に模式的に示すようにサセプタ12,
13を回転させた場合のキャリアガスの出射角をθとす
ると、この時のガス排気時間(キャリアガスがリアクタ
周辺へ到達する時間)を第4図に示す。一般に、ガス排
気時間はサセプタ12,13の回転によるガスの巻き込
みの影響を受けるため、出射角によってばらつきが生じ
る。この時、本実施例に示すように、対向板15が回転
する場合、キャリアガスは公転サセプタ12に対して層
状に流れ、自転サセプタ13に対しても対向板15の回
転による遠心力によって巻き込みが抑制される。図4
は、自転サセプタ13が公転サセプタ12の3倍の速度
で回転し、対向板を設けない場合のキャリアガス出射角
度θとガス排気時間との関係を示す図である。ガス排気
時間は、サセプタの回転によるガスの巻き込みの影響を
受けるため、出射角度によってばらつきが生じる。した
がって、有効なガス排気時間の制御ができない。
【0017】そこで、図5示すように、対向板15も公
転サセプタ12に対向して回転させる。このように構成
した場合、ガス排気時間のばらつきは公転サセプタ回転
速度に対する対向板回転速度比が0−2倍の範囲におい
て特に良好に抑制される。更に図5に示すように、対向
板15との速度比が1の近傍でガス排気時間ばらつきが
最小となる。この範囲を過ぎると、速度比が大きくなっ
ても、小さくなってもバラツキ時間は増加する。
【0018】本発明の第2の実施例は図6に示す。本実
施例では、キャリアガスの導入方向が公転サセプタ12
の回転方向と同一方向になるように、キャリアガス導入
口11に導入フィン11aを設ける。このように構成し
た場合にも、キャリアガスの排気時間が短縮され、急峻
なガスの切換が可能になる。
【0019】本発明の第3の実施の形態は図7に示すよ
うに、公転サセプタ12の周辺に多数のキャリアガス排
気フィン16を公転サセプタ12の回転方向と同一方向
に傾けて設置し、排気口14の位置によるキャリアガス
の排気バランスの偏りを抑制する。キャリアガス排気フ
ィン16は、等間隔に複数枚設けられている。また、こ
のキャリアガス排気フィン16によってリアクタ周辺部
でのキャリアガスの滞留を防止できる。
【0020】また、本発明の第4の実施例を図8に示
す。ここで、対向板15の下面には、対向板ヒータ17
が配設されており、対向板の温度を第9図に示すように
同心円状に内側から外側に向けて高くなる様に制御す
る。更に、公転サセプタ12の上にも基板ヒータ19が
複数個配設されており、自転サセプタ13に取り付けら
れた基板18を背後から熱する。基板ヒータ19も対向
板ヒータ17と同様に同心円状に内側から外側に向けて
高くなる様に制御する。また、対向板ヒータ17とと共
に冷却装置を設けてもよい。冷却装置の例としては、水
冷、空冷、電子式のものがある。以上の様に構成した場
合、キャリアガスの下流においても対向板15からの輻
射熱により原料ガスが基板18側へ流れ易くなり、原料
利用効率が改善する事が出来る。
【0021】多数枚気相成長装置では、サセプタの自公
転により、排気時間差が生じる。均一かつ急峻なガス切
換を実現する為にはキャリアガスの排気時間差を低減す
る必要がある。
【0022】尚、本発明は以上の実施例に限ることなく
本発明の技術思想に基づいて種々の設計変更が可能であ
る。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に示したように、本発明によれ
ば、第1の効果は、サセプタが自公転する多数枚気相成
長装置であっても、急峻なガス切換により、半導体レー
ザのMQW活性層の界面急峻性が改善される為、低駆動
電流動作が可能な半導体レーザp が得られる。また第2
の効果は、原料利用効率の向上により、多数枚成長によ
る半導体レーザの製造コストの低減を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施例である半導体製造装
置のリアクタを示す平面図ある。
【図2】図2は、本発明の一実施例である半導体製造装
置のリアクタを示す斜視図である。
【図3】図3は、同リアクタに於けるサセプタとキャリ
アガス出射角の関係を示す説明図である。
【図4】図4は、同半導体製造装置に於けるキャリアガ
ス出射角とガス排出時間との関係を示す説明図である。
【図5】図5は、本発明の半導体製造装置に於けるガス
排気時間のばらつきを示す説明図である。
【図6】図6は、本発明の第2の実施例である半導体製
造装置のリアクタを示す平面図ある。
【図7】図7は、本発明の第3の実施例である半導体製
造装置のリアクタを示す平面図ある。
【図8】図8は、本発明の第4の実施例である半導体製
造装置のリアクタを示す平面図ある。
【図9】図9は、本発明の第4の実施例である半導体製
造装置の対向板温度プロファイルを示す説明図ある。
【図10】図10は、従来の半導体製造装置のリアクタ
の一例を示す平面図ある。
【図11】図11は、従来の半導体製造装置のリアクタ
を示す斜視図ある。
【符号の説明】
4 対向板 5 リアクタ 6 キャリアガス導入口 7 公転サセプタ 8 自転サセプタ 9 キャリアガス排気口 10 半導体製造装置 11 キャリアガス導入口 12 公転サセプタ 13 自転サセプタ 14 キャリアガス排気口 15 対向板 16 キャリアガス排気フィン 17 対向板ヒータ 18 基板 19 基板ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴岡 清貴 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5F045 AA04 BB05 CA12 DP14 EB02 EE20 EF14 EF20 EM10 GB15

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板サセプタが自転及び公転する多数枚
    気相成長装置であって、対向板を公転サセプタの回転方
    向と同一方向に回転させる構造を有することを特徴とす
    る半導体製造装置。
  2. 【請求項2】 基板サセプタが自転及び公転する多数枚
    気相成長装置であって、対向板の公転サセプタに対する
    回転速度比を0〜2倍の範囲で制御することを特徴とす
    る半導体製造装置。
  3. 【請求項3】 基板サセプタが自転及び公転する多数枚
    気相成長装置であって、キャリアガスの導入方向が公転
    サセプタの回転方向と同一方向になるように、キャリア
    ガス導入口に導入フィンを有することを特徴とする半導
    体製造装置。
  4. 【請求項4】 基板サセプタが自転及び公転する多数枚
    気相成長装置であって、キャリアガスの導入方向が公転
    サセプタの回転方向と同一方向になるように、キャリア
    ガス導入口に導入フィンを有すると共に、対向板を公転
    サセプタの回転方向と同一方向に回転させる構造を有す
    ることを特徴とする半導体製造装置。
  5. 【請求項5】 基板サセプタが自転及び公転する多数枚
    気相成長装置であって、キャリアガスが公転サセプタの
    回転方向と同一方向に排気されるように、公転サセプタ
    周辺部に多数の排気フィンを有することを特徴とする半
    導体製造装置。
  6. 【請求項6】 前記多数枚気相成長装置において、対向
    板の公転サセプタに対する回転速度比を0〜2倍の範囲
    で制御することを特徴とする請求項5記載の半導体製造
    装置。
  7. 【請求項7】 前記多数枚気相成長装置において、対向
    板を公転サセプタの回転方向と同一方向に回転させる構
    造を有することを特徴とする請求項5記載の半導体製造
    装置。
  8. 【請求項8】 基板サセプタが自転及び公転する多数枚
    気相成長装置であって、対向板を温度制御可能な加熱装
    置及び冷却装置を有する半導体製造装置。
  9. 【請求項9】 前記多数枚気相成長装置において、対向
    板を公転サセプタの回転方向と同一方向に回転させる構
    造を有することを特徴とする請求項8記載の半導体製造
    装置。
  10. 【請求項10】 前記多数枚気相成長装置において、対
    向板の公転サセプタに対する回転速度比を0〜2倍の範
    囲で制御することを特徴とする請求項8記載の半導体製
    造装置。
  11. 【請求項11】 基板サセプタが自転及び公転する多数
    枚気相成長装置であって、対向板の中央から周辺に向け
    て高温になるように温度勾配をつけることを特徴とする
    半導体製造装置。
  12. 【請求項12】 前記多数枚気相成長装置において、対
    向板の公転サセプタに対する回転速度比を0〜2倍の範
    囲で制御することを特徴とする請求項11記載の半導体
    製造装置。
  13. 【請求項13】 前記多数枚気相成長装置において、対
    向板を公転サセプタの回転方向と同一方向に回転させる
    構造を有することを特徴とする請求項11記載の半導体
    製造装置。
JP11055189A 1999-03-03 1999-03-03 半導体製造装置 Pending JP2000252214A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100674872B1 (ko) 2005-06-03 2007-01-30 삼성전기주식회사 다중 기판의 화학 기상 증착 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100674872B1 (ko) 2005-06-03 2007-01-30 삼성전기주식회사 다중 기판의 화학 기상 증착 장치

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