JP2001085343A - 横型気相エピタキシャル成長方法 - Google Patents

横型気相エピタキシャル成長方法

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JP2001085343A
JP2001085343A JP26406599A JP26406599A JP2001085343A JP 2001085343 A JP2001085343 A JP 2001085343A JP 26406599 A JP26406599 A JP 26406599A JP 26406599 A JP26406599 A JP 26406599A JP 2001085343 A JP2001085343 A JP 2001085343A
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JP
Japan
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gas
susceptor
tube
substrate
pipe
Prior art date
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JP26406599A
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English (en)
Inventor
Shunichi Minagawa
俊一 皆川
Takeshi Meguro
健 目黒
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス整流管の異常を早期に発見することがで
き、しかも成長室を開けずにガス整流管の交換ができる
横型気相エピタキシャル成長方法を提供する。 【解決手段】 基板を保持したサセプタ12と、ツメ付
ガス整流管11とを、水平な原料ガスの管路2、3内に
挿入した後、管路2、3を介してガス整流管11内に原
料ガスを流すと共に、ツメ付ガス整流管11上に配置さ
れたヒータ9の熱で原料ガスを分解し、基板上に薄膜を
形成するエピタキシャル装置の基板設定時及び薄膜形成
後にサセプタ12をツメ付ガス整流管11ごと同時に移
動させることにより、成長室1を開けることなく、ツメ
付ガス整流管11の異常を早期に発見することができ、
異常を発見した場合にはそのままツメ付ガス整流管1を
交換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
に用いられる横型気相エピタキシャル成長方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、横型気相エピタキシャル成長方
法は、横型気相エピタキシャル成長装置を用いて、アル
シン等を原料ガスとして基板上にGaAs層又はAlG
aAs層等を有機金属化合物(TMG、TMA)を形成
する方法として知られている。
【0003】図4は従来の横型気相エピタキシャル成長
方法を適用したエピタキシャル装置の正面断面図であ
る。
【0004】このエピタキシャル装置は、装置内部に流
した原料ガスが外部に漏出することが無いようにSUS
(スチールステンレス)によって覆われた成長室1を具
備する。
【0005】成長室1の一方(図では左側)の側壁に
は、成長室1の内部に原料ガスを流すための石英製のガ
ス導入管2が水平に設けられている。成長室1の他方
(図では右側)の側壁には不要なガスを排出するための
石英製のガス排出管3がガス導入管2の延長線上に設け
られている。
【0006】ガス導入管2とガス排出管3との間には、
ガス整流管昇降台5が昇降自在に配置されている。この
ガス整流管昇降台5の上にはガス導入管2から導入され
た原料ガスを整流するためのガス整流管4が水平に配置
されている。ガス整流管4の上側には開口部4aが形成
されており、この開口部4aは後述するサセプタ6で閉
じられるようになっている。
【0007】成長室1の天板にはモータ8が設けられて
いる。モータ8の回転軸には支持軸7が回転自在かつ昇
降自在に設けられている。支持軸7の下端には円板13
が取り付けられている。この円板13には、図には示さ
れていない複数の基板を表面が下側になるように保持す
るグラファイト製のサセプタ6が、サセプタ6に形成さ
れたツメ6aで吊り下げられている。
【0008】サセプタ6の上側にはガス整流管4内を流
れる原料ガスを加熱するためのヒータ9が設けられてい
る。
【0009】次にこのエピタキシャル装置の動作につい
て説明する。
【0010】図5は図4に示したエピタキシャル装置の
ガス整流管が下降してアームが成長室に入った状態を示
す図である。図6は図4に示したエピタキシャル装置の
ガス整流管がアームに載った状態を示す図である。
【0011】図4に示すようにガス導入管2とガス排出
管3からなる管路内に、ガス整流管4と、基板を保持し
たサセプタ6とが挿入された後、エピタキシャル装置が
作動すると、モータ8により、支持軸7が矢印a方向
(逆方向でもよい)に回転し、原料ガスの有機金属(T
MG、TMA)、アルシンガス等が矢印b方向にガス導
入管2からガス整流管4内に導入され、ガス整流管4に
原料ガスが流れる際、ヒータ9の熱で熱分解され、サセ
プタ6に保持された基板上にエピタキシャル層が形成さ
れ、余分なガスはガス排気管を矢印d方向に通って排気
される。
【0012】次にこのエピタキシャル装置により基板上
にエピタキシャル成長させた後の基板の取り出し動作手
順について図4〜図6を参照して説明する。
【0013】ガス整流管昇降台5がガス整流管4と共に
矢印e方向に下降する。次にアーム10はサセプタ6を
基板取り出しセット室(図示せず)に移動させるため、
サセプタ6の真下に移動する(図5)。
【0014】サセプタ6は、支持軸7が矢印f方向に下
降することによりアーム10の上に載る(図6)。
【0015】アーム10はサセプタ6を載せたまま基板
取り出しセット室に移動する。基板取り出しセット室で
は、サセプタ6の上にセットされた基板が取り出される
か、新たな基板がセットされる。
【0016】成長室内に基板を載せたサセプタ6を成長
室1にセットする場合は、上記基板取り出し動作の逆の
手順で操作される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のエピタキシャル装置を用いて、GaAs層又はAl
GaAs層等のエピタキシャル成長を連続して行うと、
あるエピタキシャル成長回数以上で石英製のガス整流管
が割れてしまう。
【0018】ガス整流管に付着したGaAs層又はAl
GaAs層の積算膜厚を調査した結果、積算膜厚がほぼ
130nmの厚さになると割れることが判明した。
【0019】ガス整流管に付着した薄膜の積算膜厚が1
30nmで割れる理由は、石英とガス整流管とに付着す
る薄膜(GaAsとAlGaAs等)の熱膨張係数の違
いによるものであると考えられる。
【0020】そこで、ガス整流管に付着したGaAs又
はAlGaAs等の膜厚が130nmに成長した時点
で、ガス整流管を交換することを試みたが、付着膜厚が
130nmに達しない場合においても、ガス整流管が突
然に割れることがあり、非常に生産性が悪かった。
【0021】しかも、ガス整流管の交換作業は、成長室
を開けなければ行えず、成長室を開けると内部に不純物
が多量に付着してしまう。この不純物を除去するには、
成長室内部を数時間加熱する等の処理が行われるが、元
の雰囲気を戻すには約2日間(約48時間)必要である
という問題があった。
【0022】そこで上記課題を解決するため、本発明の
目的は、ガス整流管の異常を早期に発見することがで
き、しかも成長室を開けずにガス整流管の交換ができる
横型気相エピタキシャル成長方法を提供することにあ
る。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の横型気相エピタキシャル成長方法は、基板を
保持したサセプタと、ガス整流管とを、水平な原料ガス
の管路内に挿入した後、ガス整流管内に原料ガスを流す
と共に、ガス整流管上に配置されたヒータの熱で原料ガ
スを分解し、基板上に薄膜を形成する横型気相エピタキ
シャル成長方法において、基板設定時及び薄膜形成後に
サセプタをガス整流管ごと同時に移動させるものであ
る。
【0024】上記構成に加え本発明の横型気相エピタキ
シャル成長方法は、サセプタが少なくとも1か所のツメ
でガス整流管に吊り下がることにより、サセプタがガス
整流管ごと同時に移動するようにしてもよい。
【0025】上記構成に加え本発明の横型気相エピタキ
シャル成長方法は、サセプタに少なくとも1か所の保持
治具によりツメを保持するようにしてもよい。
【0026】本発明によれば、基板設定時及び薄膜形成
後にサセプタをガス整流管ごと同時に移動させることに
より、成長室を開けることなく、ガス整流管の異常を早
期に発見することができ、異常を発見した場合にはその
ままガス整流管を交換することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。
【0028】図1は、本発明の横型気相エピタキシャル
成長方法を適用した一実施の形態を示す正面断面図であ
る。なお、図4に示した従来例と同様の部材には共通の
符号を用いた。
【0029】成長室1の一方(図では左側)の側壁に
は、成長室1の内部に原料ガスを流すための石英製のガ
ス導入管2が水平に設けられている。成長室1の他方
(図では右側)の側壁には不要なガスを排出するための
石英製のガス排出管3がガス導入管2の延長線上に設け
られている。
【0030】ガス導入管2とガス排出管3との間には、
ガス整流管昇降台5が昇降自在に配置されている。この
ガス整流管昇降台5の上にはガス導入管2から導入され
た原料ガスを整流するためのツメ付ガス整流管11が水
平に配置されている。ツメ付ガス整流管11の上側には
開口部11aが形成されており、この開口部11aは後
述するガス整流管保持治具付サセプタ(以下「サセプ
タ」という。)12で閉じられるようになっている。ツ
メ付ガス整流管11の両端(図では左右両側)の上部に
はサセプタ12に吊り下げられるためのツメ11bが設
けられている。
【0031】成長室1の天板にはモータ8が設けられて
いる。モータ8の回転軸には支持軸7が回転自在かつ昇
降自在に設けられている。支持軸7の下端には円板13
が取り付けられている。この円板13には、図には示さ
れていない複数の基板を表面が下側になるように保持す
るグラファイト製のサセプタ12が、サセプタ12に形
成されたツメ12aで吊り下げられている。
【0032】サセプタ12にはツメ付ガス整流管11の
ツメを保持するための保持具12bが取り付けられてい
る。
【0033】サセプタ6の上側にはツメ付ガス整流管1
1内を流れる原料ガスを加熱するためのヒータ9が設け
られている。
【0034】次にこのエピタキシャル装置の動作につい
て説明する。
【0035】図2は図1に示したエピタキシャル装置の
ガス整流管が下降してアームが成長室に入った状態を示
す図である。図3は図1に示したエピタキシャル装置の
ガス整流管がアームに載った状態を示す図である。
【0036】図1に示すようにガス導入管2とガス排出
管3からなる管路内に、ツメ付ガス整流管11と、基板
を保持したサセプタ12とが挿入された後、エピタキシ
ャル装置が作動すると、図4に示したエピタキシャル装
置と同様に、モータ8により、支持軸7が矢印a方向
(逆方向でもよい)に回転し、原料ガスの有機金属(T
MG、TMA)、アルシンガス等が矢印b方向にガス導
入管2からツメ付ガス整流管11内に導入され、ツメ付
ガス整流管11に原料ガスが流れる際、ヒータ9の熱で
熱分解され、サセプタ12に保持された基板上にエピタ
キシャル層が形成され、余分なガスはガス排気管を矢印
d方向に通って排気される。
【0037】次にこのエピタキシャル装置により基板上
にエピタキシャル成長させた後の基板の取り出し動作手
順について図1〜図3を参照して説明する。
【0038】ガス整流管昇降台5が矢印g方向に下降す
ると、ツメ付ガス整流管11は、ツメ付ガス整流管11
のツメ11bが引っ掛かるように加工された保持治具1
2bをもつサセプタ12にぶら下がるように設置される
(図1)。
【0039】次にアーム10でサセプタ12及びツメ付
ガス整流管11を共に、基板取り出しセット室に移動さ
せるためにサセプタ12及びツメ付きガス整流管11の
真下に移動する(図2)。
【0040】サセプタ12及びツメ付きガス整流管11
は、支持軸7が矢印h方向に下降することによりアーム
10の上に載る(図3)。
【0041】アーム10はサセプタ12及びツメ付きガ
ス整流管11を載せたまま基板取り出しセット室に移動
する。基板取り出しセット室では、サセプタ12上にセ
ットされた基板が取り出されるか、新たな基板がセット
される。その際、ツメ付きガス整流管11に割れや傷等
を発見した場合にはその場で交換可能である。また、ツ
メ付きガス整流管11に堆積したGaAs層やAlGa
As層の積算膜厚が130nmを超えた時点で、ツメ付
きガス整流管11を交換することで成長室1をその都度
開ける必要がない。
【0042】なお、基板を載せたサセプタ12とツメ付
きガス整流管11とを成長室1へ移動させる場合は、上
記の基板取り出し動作の逆の手順で操作すればよい。
【0043】ここで、エピタキシャル装置が大型化する
と、ガス整流管も大きくなる。そのため、サセプタで大
きなガス整流管を吊り下げると非常に不安定になってし
まう。そこで、ガス整流管の最も割れる箇所は、ヒータ
に近いガス整流管の上面であるため、ガス整流管を上面
だけ分割型にして、上面ツメを、上付け上面だけがサセ
プタに吊り下がるようにしてもよい。
【0044】以上において本発明によれば、サセプタを
ガス整流管ごと同時に移動させるようにしたので、ガス
整流管の異常を早期に発見することができ、成長室を開
けることなくガス整流管を交換できるので、生産性が大
幅に向上した。
【0045】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0046】ガス整流管の異常を早期に発見することが
でき、しかも成長室を開けずにガス整流管の交換ができ
る横型気相エピタキシャル成長方法の提供を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の横型気相エピタキシャル成長
方法を適用した一実施の形態を示す正面断面図である。
【図2】図1に示したエピタキシャル装置のガス整流管
が下降してアームが成長室に入った状態を示す図であ
る。
【図3】図1に示したエピタキシャル装置のガス整流管
がアームに載った状態を示す図である。
【図4】従来の横型気相エピタキシャル成長方法を適用
したエピタキシャル装置の正面断面図である。
【図5】図4に示したエピタキシャル装置のガス整流管
が下降してアームが成長室に入った状態を示す図であ
る。
【図6】図4に示したエピタキシャル装置のガス整流管
がアームに載った状態を示す図である。
【符号の説明】
1 成長室 2 ガス導入管 3 ガス排出管 5 ガス整流管昇降台 7 支持軸 8 モータ 9 ヒータ 10 アーム 11 ツメ付ガス整流管 12 ガス整流管保持治具付サセプタ(サセプタ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA05 AA11 BA02 BA08 BA25 BA35 BB02 GA02 GA12 KA02 LA12 LA15 5F045 AB10 AB17 AC01 AC08 BB20 DQ06 EF13 EN08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板を保持したサセプタと、ガス整流管
    とを、水平な原料ガスの管路内に挿入した後、該管路を
    介して上記ガス整流管内に原料ガスを流すと共に、上記
    ガス整流管上に配置されたヒータの熱で上記原料ガスを
    分解し、上記基板上に薄膜を形成する横型気相エピタキ
    シャル成長方法において、基板設定時及び薄膜形成後に
    上記サセプタを上記ガス整流管ごと同時に移動させるこ
    とを特徴とする横型気相エピタキシャル成長方法。
  2. 【請求項2】 上記サセプタが少なくとも1か所のツメ
    で上記ガス整流管に吊り下がることにより、上記サセプ
    タが上記ガス整流管ごと同時に移動する請求項1に記載
    の横型気相エピタキシャル成長方法。
  3. 【請求項3】 上記サセプタに少なくとも1か所の保持
    治具により上記ツメを保持する請求項2に記載の横型気
    相エピタキシャル成長方法。
JP26406599A 1999-09-17 1999-09-17 横型気相エピタキシャル成長方法 Pending JP2001085343A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060292A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Furukawa Co Ltd 気相成長装置
JP2008280617A (ja) * 2008-07-30 2008-11-20 Shimadzu Corp 複合成膜装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060292A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Furukawa Co Ltd 気相成長装置
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