JP2514359Y2 - サセプタ浄化用真空ベ―キング装置 - Google Patents
サセプタ浄化用真空ベ―キング装置Info
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- JP2514359Y2 JP2514359Y2 JP1990083173U JP8317390U JP2514359Y2 JP 2514359 Y2 JP2514359 Y2 JP 2514359Y2 JP 1990083173 U JP1990083173 U JP 1990083173U JP 8317390 U JP8317390 U JP 8317390U JP 2514359 Y2 JP2514359 Y2 JP 2514359Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機金属気相成長（Metal Organic Vapor Ph
ase Epitaxy:以下MOVPE）法に用いたカーボン製サセプ
タの表面に成長したIII−Ｖ結晶を除去するサセプタ浄
化用真空ベーキング装置に関するものである。
ase Epitaxy:以下MOVPE）法に用いたカーボン製サセプ
タの表面に成長したIII−Ｖ結晶を除去するサセプタ浄
化用真空ベーキング装置に関するものである。
一般にMOVPE法に用いられる反応炉の概略図を第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。（ａ）は横型、（ｂ）
はパンケーキ型、（ｃ）はバレル型と呼ばれるもので、
何れも真空排気可能な透明石英ガラス反応容器（12）の
外側にヒータ（13）を設け、該ガラス容器（12）内のサ
セプタ（５）上に基板（14）を設けたもので、図におい
て（15）は原料供給口、（16）は排気口を示す。
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。（ａ）は横型、（ｂ）
はパンケーキ型、（ｃ）はバレル型と呼ばれるもので、
何れも真空排気可能な透明石英ガラス反応容器（12）の
外側にヒータ（13）を設け、該ガラス容器（12）内のサ
セプタ（５）上に基板（14）を設けたもので、図におい
て（15）は原料供給口、（16）は排気口を示す。
何れの型式もIII−Ｖ族化合物半導体薄膜の成長は下
記のようにして行なわれる。基板はカーボン製のサセプ
タ上に設置され、容器外側に設けられたヒータ（RFコイ
ルによる高周波誘導加熱）により、所定の温度に加熱さ
れる。原料ガスはキャリアガスと共に供給口より容器内
（反応炉内）へ導入され、基板付近で熱分解反応を行
い、基板上に薄膜を成長させた後、排気口より排出され
る。使用される原料ガスは成長する結晶により異なる。
第１表にその一例を示す。
記のようにして行なわれる。基板はカーボン製のサセプ
タ上に設置され、容器外側に設けられたヒータ（RFコイ
ルによる高周波誘導加熱）により、所定の温度に加熱さ
れる。原料ガスはキャリアガスと共に供給口より容器内
（反応炉内）へ導入され、基板付近で熱分解反応を行
い、基板上に薄膜を成長させた後、排気口より排出され
る。使用される原料ガスは成長する結晶により異なる。
第１表にその一例を示す。
またキャリア濃度の高い薄膜結晶（1017〜1019cm-3程
度）を得るためにSiH4,H2S,H2Se等のドーピングガスを
成長中に添加する場合もある。これ等の結晶は基板ばか
りでなく、基板を設置したカーボンサセプタ上にも多結
晶の形で成長する。この結晶の除去を行なわずに成長し
つづけると剥離を起しやすくなり、反応炉内のパーティ
クルを増す原因になる。
度）を得るためにSiH4,H2S,H2Se等のドーピングガスを
成長中に添加する場合もある。これ等の結晶は基板ばか
りでなく、基板を設置したカーボンサセプタ上にも多結
晶の形で成長する。この結晶の除去を行なわずに成長し
つづけると剥離を起しやすくなり、反応炉内のパーティ
クルを増す原因になる。
GaAs,FET用エピタキシアルウェーハの構造は第３図に
示すように、GaAs基板（14）上に高純度GaAsからなるキ
ャリア濃度1014cm-3以下、膜厚２〜３μｍのバッファー
層（17）を形成し、その上にS,Si,Se等をドーブしたキ
ャリア濃度１〜３×1017cm-3、膜厚0.5μｍ以下の活性
層（18）を形成したもので、FET用として使用する場
合、上記の如くバッファー層（17）は高純度である必要
があり、逆に活性層（18）はドーピングガスを添加する
ことにより、高キャリア濃度である必要がある。
示すように、GaAs基板（14）上に高純度GaAsからなるキ
ャリア濃度1014cm-3以下、膜厚２〜３μｍのバッファー
層（17）を形成し、その上にS,Si,Se等をドーブしたキ
ャリア濃度１〜３×1017cm-3、膜厚0.5μｍ以下の活性
層（18）を形成したもので、FET用として使用する場
合、上記の如くバッファー層（17）は高純度である必要
があり、逆に活性層（18）はドーピングガスを添加する
ことにより、高キャリア濃度である必要がある。
このような構造をもつ薄膜層を繰返し成長させると、
高キャリア濃度の結晶がサセプタ上に堆積し、この結晶
の厚さが増すに伴い、サセプタ上の結晶に含まれる不純
物が増加し、高純度のバッファー層を成長する場合、サ
セプタ上についた結晶内の不純物が気化し、純度を低下
させる一因となっている。
高キャリア濃度の結晶がサセプタ上に堆積し、この結晶
の厚さが増すに伴い、サセプタ上の結晶に含まれる不純
物が増加し、高純度のバッファー層を成長する場合、サ
セプタ上についた結晶内の不純物が気化し、純度を低下
させる一因となっている。
このような理由により、サセプタ表面の薄膜結晶を除
去する必要があり、従来はこの除去方法として次の方法
が用いられている。
去する必要があり、従来はこの除去方法として次の方法
が用いられている。
ガスエッチングによる除去方法 玉水等による酸洗浄方法 高真空，高温度で気化させて除去する方法 上記の方法はHClを用いるもので、フランジャ配管
に用いられるSUSよりCr等の汚染が問題となりはウェ
ットな処理であるためサセプタ不純物が付着しやすい問
題がある。またの方法は最も優れた方法として知られ
ている。
に用いられるSUSよりCr等の汚染が問題となりはウェ
ットな処理であるためサセプタ不純物が付着しやすい問
題がある。またの方法は最も優れた方法として知られ
ている。
このの方法による従来装置としては、第４図に示す
ようにサセプタ（５）を設置する透明石英ガラス容器
（１）と下チャンバー（２）で構成されており、この容
器（１）内に上下移動可能なサセプタ受台（４）を設
け、この上にサセプタ（５）を設置する。サセプタ
（５）の設置はサセプタ受台（４）を下チャンバー
（２）内におろし、下チャンバー（２）の扉（３）より
サセプタ（５）を入れ、サセプタ受台（４）上に設置す
る。容器（１）の外側にはカンタル等の抵抗線ヒータ
（６）を設け、下チャンバー（２）には排気管（７）を
設け、真空ポンプ（８）により炉内を減圧できるように
している。
ようにサセプタ（５）を設置する透明石英ガラス容器
（１）と下チャンバー（２）で構成されており、この容
器（１）内に上下移動可能なサセプタ受台（４）を設
け、この上にサセプタ（５）を設置する。サセプタ
（５）の設置はサセプタ受台（４）を下チャンバー
（２）内におろし、下チャンバー（２）の扉（３）より
サセプタ（５）を入れ、サセプタ受台（４）上に設置す
る。容器（１）の外側にはカンタル等の抵抗線ヒータ
（６）を設け、下チャンバー（２）には排気管（７）を
設け、真空ポンプ（８）により炉内を減圧できるように
している。
サセプタの結晶を除去する時は、下チャンバー内でサ
セプタをサセプタ受台に設置した後、容器内に上昇さ
せ、真空ポンプにより容器内を10-6 torr以下にし、ヒー
タにより加熱して行なう。
セプタをサセプタ受台に設置した後、容器内に上昇さ
せ、真空ポンプにより容器内を10-6 torr以下にし、ヒー
タにより加熱して行なう。
蒸気圧Ｐと温度Ｔとの関係式は、一般に で表わすことができ、この式より圧力10-6 torrでの蒸発
温度を計算すると、 Ga 709℃（C1＝34933,C2＝21.6） Al 702℃（C1＝31203,C2＝20.0） As 139℃（C1＝15878,C2＝24.7） となり、GaAsやAlAsは1000℃程度に加熱することによ
り、十分に除去が可能である。例えばサセプタ上にMOVP
E法によりAlGaAs結晶を50μｍの厚さに成長させ、容器
内真空度10-6 torr以下、ヒータ温度1000℃という条件下
で３時間保持したところ、サセプタ上のAlGaAs結晶は除
去された。
温度を計算すると、 Ga 709℃（C1＝34933,C2＝21.6） Al 702℃（C1＝31203,C2＝20.0） As 139℃（C1＝15878,C2＝24.7） となり、GaAsやAlAsは1000℃程度に加熱することによ
り、十分に除去が可能である。例えばサセプタ上にMOVP
E法によりAlGaAs結晶を50μｍの厚さに成長させ、容器
内真空度10-6 torr以下、ヒータ温度1000℃という条件下
で３時間保持したところ、サセプタ上のAlGaAs結晶は除
去された。
上記装置によりサセプタの結晶除去を行なう場合、こ
の結晶を構成するIII族元素が容器内に残っている酸素
や水分と結合し、容器内壁面にアルミナ等の酸化物が付
着する。一方容器外側からのヒータ加熱であるため、サ
セプタの加熱は幅射による加熱となる。ところが上記の
ように容器内壁面にアルミナ等の付着物が付くと加熱効
果が減少し、サセプタの加熱が十分に行なわれず、結果
的にサセプタ上の結晶が除去しきれないことが起る。
の結晶を構成するIII族元素が容器内に残っている酸素
や水分と結合し、容器内壁面にアルミナ等の酸化物が付
着する。一方容器外側からのヒータ加熱であるため、サ
セプタの加熱は幅射による加熱となる。ところが上記の
ように容器内壁面にアルミナ等の付着物が付くと加熱効
果が減少し、サセプタの加熱が十分に行なわれず、結果
的にサセプタ上の結晶が除去しきれないことが起る。
実際、前述したようにMOVPE法により、AlGaAs結晶を5
0μｍ成長させたサセプタを上記の従来の装置を用いて
加熱した場合、第１回目の加熱処理ではサセプタ上のAl
−Ga合金は完全に除去できるが、次の第２回目の加熱処
理を行った後はサセプタ上にはAl−Ga合金が少量残り、
容器内壁面のアルミナの量は増加する。そしてこの加熱
処理を繰返し行なうと、容器内壁面のアルミナの付着量
は増加し、これに伴ってサセプタ上に残るAl−Ga合金の
量は増加する。
0μｍ成長させたサセプタを上記の従来の装置を用いて
加熱した場合、第１回目の加熱処理ではサセプタ上のAl
−Ga合金は完全に除去できるが、次の第２回目の加熱処
理を行った後はサセプタ上にはAl−Ga合金が少量残り、
容器内壁面のアルミナの量は増加する。そしてこの加熱
処理を繰返し行なうと、容器内壁面のアルミナの付着量
は増加し、これに伴ってサセプタ上に残るAl−Ga合金の
量は増加する。
これは明らかに容器内壁面に付いたアルミナによりヒ
ータからの幅射量が減少し、サセプタの加熱温度が低下
するためである。これを防止するために、容器内壁面に
付いた付着物を除去する必要があるが、一度付着した酸
化物は高温、高真空に保持しても除去できない。そこで
容器を洗浄等により内壁面に付いた付着物を落すことに
なるが、この洗浄は大がかりであり、これを容易にする
手段が求められている。
ータからの幅射量が減少し、サセプタの加熱温度が低下
するためである。これを防止するために、容器内壁面に
付いた付着物を除去する必要があるが、一度付着した酸
化物は高温、高真空に保持しても除去できない。そこで
容器を洗浄等により内壁面に付いた付着物を落すことに
なるが、この洗浄は大がかりであり、これを容易にする
手段が求められている。
〔課題を解決するための手段〕 本考案はこれに鑑み種々検討の結果、容器（炉）の分
解を行うことなしに、サセプタの付着物を除去し、容器
内壁面への付着を最小限に防ぎ、サセプタの加熱を十分
に行なうことができるサセプタ浄化用真空ベーキング装
置を開発したものである。
解を行うことなしに、サセプタの付着物を除去し、容器
内壁面への付着を最小限に防ぎ、サセプタの加熱を十分
に行なうことができるサセプタ浄化用真空ベーキング装
置を開発したものである。
即ち本考案は真空排気可能な透明石英ガラス容器の外
側にヒータを設け、該ガラス容器内にサセプタ受台を設
けて設置したサセプタを真空中で加熱浄化するベーキン
グ装置において、透明石英ガラス容器内のサセプタ受台
上にサセプタを覆う透明石英ガラス管を配置して加熱す
ることを特徴とするものである。
側にヒータを設け、該ガラス容器内にサセプタ受台を設
けて設置したサセプタを真空中で加熱浄化するベーキン
グ装置において、透明石英ガラス容器内のサセプタ受台
上にサセプタを覆う透明石英ガラス管を配置して加熱す
ることを特徴とするものである。
本考案は上記の如く容器内のサセプタ受台上に、サセ
プタを覆う透明石英ガラス管を配置することにより、付
着物が容器内壁面に付着するのを防止し、かつその付着
物をベーキング毎に容器外に除去することが容易とな
る。
プタを覆う透明石英ガラス管を配置することにより、付
着物が容器内壁面に付着するのを防止し、かつその付着
物をベーキング毎に容器外に除去することが容易とな
る。
サセプタを覆う石英ガラス管は容器に比べて小型で、
構造を簡単にすることができるため、洗浄等による付着
物の除去が容易である。
構造を簡単にすることができるため、洗浄等による付着
物の除去が容易である。
以下本考案を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本考案装置の一実施例を示すもので、内径20
0mmの透明石英ガラス容器（１）と下チャンバー（２）
で構成され、この容器（１）内に上下移動可能なサセプ
タ受台（４）を持ち、この上に外径170mm,高さ100mmの
バレル型サセプタ（５）を配置し、これを外径190mm,内
径182mm,高さ150mmの透明石英ガラス製内管（10）で覆
う。従来の装置では容器上部にも付着物がつくため、内
管（10）はこれを防ぐために上面も覆うようになってい
る。但し完全に上面を覆ってしまうと、内管（10）の内
部の真空が十分にならないため上部に図に示すように直
径100mmの穴を設け、また図には示してないがサセプタ
受台（４）にも直径30mmの穴を４ケ所に設け、内管（1
0）内部も高真空になるようにした。
0mmの透明石英ガラス容器（１）と下チャンバー（２）
で構成され、この容器（１）内に上下移動可能なサセプ
タ受台（４）を持ち、この上に外径170mm,高さ100mmの
バレル型サセプタ（５）を配置し、これを外径190mm,内
径182mm,高さ150mmの透明石英ガラス製内管（10）で覆
う。従来の装置では容器上部にも付着物がつくため、内
管（10）はこれを防ぐために上面も覆うようになってい
る。但し完全に上面を覆ってしまうと、内管（10）の内
部の真空が十分にならないため上部に図に示すように直
径100mmの穴を設け、また図には示してないがサセプタ
受台（４）にも直径30mmの穴を４ケ所に設け、内管（1
0）内部も高真空になるようにした。
容器（１）の外側にはカンタル線ヒータ（６）が設置
され、下チャンバー（２）に取付けた排気管（７）より
油回転ポンプ（８）と拡散ポンプ（９）により減圧が可
能となっている。尚（３）は扉、（11）はバルブを示
す。
され、下チャンバー（２）に取付けた排気管（７）より
油回転ポンプ（８）と拡散ポンプ（９）により減圧が可
能となっている。尚（３）は扉、（11）はバルブを示
す。
MOVPE法によりGaAs結晶を50μｍの厚さに成長させた
サセプタを用い、上記装置のサセプタ受台上に設置し
て、容器内真空度10-6 torr以下、ヒータ温度1000℃とい
う条件で３時間保持した結果、サセプタ上のGaAs結晶は
除去された。尚この内管の取付，取はずし，付着物の洗
浄は、容器に比べて小型で構造が単純であるため、格段
に容易で短時間で行なうことができた。
サセプタを用い、上記装置のサセプタ受台上に設置し
て、容器内真空度10-6 torr以下、ヒータ温度1000℃とい
う条件で３時間保持した結果、サセプタ上のGaAs結晶は
除去された。尚この内管の取付，取はずし，付着物の洗
浄は、容器に比べて小型で構造が単純であるため、格段
に容易で短時間で行なうことができた。
このように本考案によれば、容器内に透明石英製の内
管を設けることにより、容器の分解洗浄を行なうことな
しに、付着物の除去を行なうことができ、容器内壁面へ
の付着が最小限に防げるところからサセプタの加熱を十
分に行なうことができ、従来の装置に比べて除去効果を
増すことができる顕著な効果を奏するものである。
管を設けることにより、容器の分解洗浄を行なうことな
しに、付着物の除去を行なうことができ、容器内壁面へ
の付着が最小限に防げるところからサセプタの加熱を十
分に行なうことができ、従来の装置に比べて除去効果を
増すことができる顕著な効果を奏するものである。
第１図は本考案真空ベーキング装置の一実施例を示す側
断面図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）はMOVPE法に用
いられる反応炉を示すもので、（ａ）は横型、（ｂ）は
パンケーキ型、（ｃ）はバレル型の概略図、第３図はGa
As,FET用エピタキシャルウエハの構造を示す断面図、第
４図は従来の真空ベーキング装置の一例を示す側断面図
である。 １…透明石英ガラス容器 ２…下チャンバー ３…扉 ４…サセプタ受台 ５…サセプタ ６…ヒータ ７…排出管 ８…油回転ポンプ ９…拡散ポンプ 10…透明石英ガラス内管 11…バルブ 12…反応容器 13…ヒータ 14…基板 15…原料供給口 16…排気口 17…バッファ層 18…活性層
断面図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）はMOVPE法に用
いられる反応炉を示すもので、（ａ）は横型、（ｂ）は
パンケーキ型、（ｃ）はバレル型の概略図、第３図はGa
As,FET用エピタキシャルウエハの構造を示す断面図、第
４図は従来の真空ベーキング装置の一例を示す側断面図
である。 １…透明石英ガラス容器 ２…下チャンバー ３…扉 ４…サセプタ受台 ５…サセプタ ６…ヒータ ７…排出管 ８…油回転ポンプ ９…拡散ポンプ 10…透明石英ガラス内管 11…バルブ 12…反応容器 13…ヒータ 14…基板 15…原料供給口 16…排気口 17…バッファ層 18…活性層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−188934（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296319（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−137933（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】真空排気可能な透明石英ガラス容器の外側
にヒータを設け、該ガラス容器内にサセプタ受台を設け
て設置したサセプタを真空中で加熱浄化するベーキング
装置において、透明石英ガラス容器内のサセプタ受台上
にサセプタを覆う透明石英ガラス管を配置して加熱する
ことを特徴とするサセプタ浄化用真空ベーキング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990083173U JP2514359Y2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | サセプタ浄化用真空ベ―キング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990083173U JP2514359Y2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | サセプタ浄化用真空ベ―キング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0440529U JPH0440529U (ja) | 1992-04-07 |
| JP2514359Y2 true JP2514359Y2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=31630616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990083173U Expired - Fee Related JP2514359Y2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | サセプタ浄化用真空ベ―キング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2514359Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2525140B2 (ja) * | 1985-06-29 | 1996-08-14 | ヤマハ発動機株式会社 | 空気清浄器の吸気ダクト構造 |
| JPS63188934A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-04 | Toyoda Gosei Co Ltd | 気相成長装置 |
| JPH01117089A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Mitsumi Electric Co Ltd | Ｆｐｃ基板の製造法 |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP1990083173U patent/JP2514359Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0440529U (ja) | 1992-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |