JP2600469B2 - 気相エピタキシャル成長における基板温度制御法 - Google Patents
気相エピタキシャル成長における基板温度制御法Info
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- JP2600469B2 JP2600469B2 JP27918990A JP27918990A JP2600469B2 JP 2600469 B2 JP2600469 B2 JP 2600469B2 JP 27918990 A JP27918990 A JP 27918990A JP 27918990 A JP27918990 A JP 27918990A JP 2600469 B2 JP2600469 B2 JP 2600469B2
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- substrate temperature
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、HgCdTe結晶の気相エピタキシャル成長にお
ける基板温度制御法に関するものである。
ける基板温度制御法に関するものである。
［従来の技術］ 従来用いられてきた気相エピタキシャル成長装置の基
板温度制御システムの一例を第２図に示す。基板保持部
２の裏側に取り付けた熱電対３により温度をモニタし、
この温度をPIDコントローラ６を用いて直流電源９を介
して基板加熱用ヒータ５にフィードバックを行うことに
より基板温度制御が行われている。この方法は基板保持
部２の温度を一定とする方法であり、できるだけ正確な
基板保持部２の温度を測定するために、基板保持部２に
熱電対３の先を一定の圧力で接触させたり、加熱用ヒー
タ５の熱線が直接当たらないように熱電対３の接触部に
円筒状の覆いつけたりするなどの工夫がこらされてい
る。
板温度制御システムの一例を第２図に示す。基板保持部
２の裏側に取り付けた熱電対３により温度をモニタし、
この温度をPIDコントローラ６を用いて直流電源９を介
して基板加熱用ヒータ５にフィードバックを行うことに
より基板温度制御が行われている。この方法は基板保持
部２の温度を一定とする方法であり、できるだけ正確な
基板保持部２の温度を測定するために、基板保持部２に
熱電対３の先を一定の圧力で接触させたり、加熱用ヒー
タ５の熱線が直接当たらないように熱電対３の接触部に
円筒状の覆いつけたりするなどの工夫がこらされてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ HgCdTe結晶を単結晶で成長させられる温度範囲は極め
て狭い。例えばCdTe（111）Ｂ上に成長させる場合、双
晶を発生させないためには成長中の基板温度を±１℃の
範囲内に抑える必要がある（K.A.Harris et al.,J.Vac.
Sci.Technol.A8（２）（1990）1013）。しかし従来の方
法では基板保持部の温度をモニタするため、成長が行わ
れる基板表面の温度を一定に保つことは非常に困難であ
る。実際、MBE成長の場合、熱電対の表示温度を一定に
したとしても、基板の表面温度は成長とともに10℃以上
低下する。また熱電対を基板保持部に接触させているた
め、基板回転を行うと熱電対の出力電圧のノイズが大き
くなるという欠点もある。
て狭い。例えばCdTe（111）Ｂ上に成長させる場合、双
晶を発生させないためには成長中の基板温度を±１℃の
範囲内に抑える必要がある（K.A.Harris et al.,J.Vac.
Sci.Technol.A8（２）（1990）1013）。しかし従来の方
法では基板保持部の温度をモニタするため、成長が行わ
れる基板表面の温度を一定に保つことは非常に困難であ
る。実際、MBE成長の場合、熱電対の表示温度を一定に
したとしても、基板の表面温度は成長とともに10℃以上
低下する。また熱電対を基板保持部に接触させているた
め、基板回転を行うと熱電対の出力電圧のノイズが大き
くなるという欠点もある。
基板表面温度を測定するためには放射温度計を用いる
のが有効である。しかしHgCdTe成長はほとんどの場合、
CdTe、GaAs等のヘテロ基板を用いて行われるため、成長
所は熱輻射のエピ層での干渉効果により正確な温度を測
定できない。
のが有効である。しかしHgCdTe成長はほとんどの場合、
CdTe、GaAs等のヘテロ基板を用いて行われるため、成長
所は熱輻射のエピ層での干渉効果により正確な温度を測
定できない。
本発明はこのような従来の事情に鑑みてなされたもの
で、成長温度を成長中、常に一定に保つことができ、深
さ方向に均質な結晶を得ることのできる基板温度制御法
を提供することを目的とする。
で、成長温度を成長中、常に一定に保つことができ、深
さ方向に均質な結晶を得ることのできる基板温度制御法
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、HgCdTe結晶の気相エピタキシャル成長にお
ける基板温度制御法であって、結晶成長前および成長初
期には熱電対を温度モニタとして基板温度を制御し、そ
の後は、その後は、放射温度計を温度モニタとして基板
温度を制御することを特徴とする気相エピタキシャル成
長における基板温度制御法である。
ける基板温度制御法であって、結晶成長前および成長初
期には熱電対を温度モニタとして基板温度を制御し、そ
の後は、その後は、放射温度計を温度モニタとして基板
温度を制御することを特徴とする気相エピタキシャル成
長における基板温度制御法である。
［作用］ このような手段を備えた本発明の方法では、成長前お
よび成長初期には熱電対で温度をモニタし、エピ層の干
渉による影響が無視できるようになった時点で放射温度
計に切り変える。このように、結晶成長段階に応じて２
種類の温度モニタを使い分けることにより、成長開始か
ら終了まで最適基板温度に保つことができ、エピ層の深
さ方向での特性の変わらない良質の結晶を成長させるこ
とができる。また、放射温度計による制御に切り替えて
からは基板回転を行うことができ、組成の基板面内分布
を均一にすることができる。
よび成長初期には熱電対で温度をモニタし、エピ層の干
渉による影響が無視できるようになった時点で放射温度
計に切り変える。このように、結晶成長段階に応じて２
種類の温度モニタを使い分けることにより、成長開始か
ら終了まで最適基板温度に保つことができ、エピ層の深
さ方向での特性の変わらない良質の結晶を成長させるこ
とができる。また、放射温度計による制御に切り替えて
からは基板回転を行うことができ、組成の基板面内分布
を均一にすることができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。
する。
第１図は、本発明の方法に用いられる温度制御装置の
一例の構成を示したもので、基板１は基板保持部２に接
着されており、熱電対３は基板保持部２の裏面にバネに
より押し当てられている。一方、放射温度計４は基板１
に対向して配置され、基板加熱用ヒータ５は基板保持部
２の裏側すぐ近くに配置される。
一例の構成を示したもので、基板１は基板保持部２に接
着されており、熱電対３は基板保持部２の裏面にバネに
より押し当てられている。一方、放射温度計４は基板１
に対向して配置され、基板加熱用ヒータ５は基板保持部
２の裏側すぐ近くに配置される。
熱電対３と放射温度計４はそれぞれ別のPIDコントロ
ーラ6a、6bに接続されている。これらのPIDコントロー
ラ6a、6bの出力は切替スイッチ８によりどちらか一方が
直流電源９に接続される。直流電源９の出力はヒータ５
に接続され、基板１を加熱する。
ーラ6a、6bに接続されている。これらのPIDコントロー
ラ6a、6bの出力は切替スイッチ８によりどちらか一方が
直流電源９に接続される。直流電源９の出力はヒータ５
に接続され、基板１を加熱する。
成長前および成長初期の温度制御は熱電対３より行
う。MBEによるHgCdTe成長の場合、熱電体３の表示温度
を一定に制御して成長を行うと基板表面温度が低下す
る。従って成長開始後は熱電対３の表示温度が一定の割
合で上昇するように制御する。基板表面温度が一定かど
うかはRHEEDパターンの変化を見たり、基板表面に別の
熱電対を接触させて直接温度を測定することにより確認
できる。
う。MBEによるHgCdTe成長の場合、熱電体３の表示温度
を一定に制御して成長を行うと基板表面温度が低下す
る。従って成長開始後は熱電対３の表示温度が一定の割
合で上昇するように制御する。基板表面温度が一定かど
うかはRHEEDパターンの変化を見たり、基板表面に別の
熱電対を接触させて直接温度を測定することにより確認
できる。
放射温度計４への切り替えは、エピ層の干渉による影
響が無視できるようになった時点で行う。測定波長２μ
ｍ帯の放射温度計を用いたとき、干渉の影響がほぼなく
なるエピ層の膜厚は、成長面が鏡面である場合、２μｍ
程度である。切り替えを行った直後はPID制御がうまく
働かないのでヒータの電流をマニュアルで制御する必要
がある。温度制御を放射温度計４に切り替えてからは基
板回転を行うことは自由である。基板回転により基板面
内組成分布を一桁向上させることができる。
響が無視できるようになった時点で行う。測定波長２μ
ｍ帯の放射温度計を用いたとき、干渉の影響がほぼなく
なるエピ層の膜厚は、成長面が鏡面である場合、２μｍ
程度である。切り替えを行った直後はPID制御がうまく
働かないのでヒータの電流をマニュアルで制御する必要
がある。温度制御を放射温度計４に切り替えてからは基
板回転を行うことは自由である。基板回転により基板面
内組成分布を一桁向上させることができる。
［発明の効果］ 本発明の方法により成長初期と後期で成長温度を一定
に保つことができるため、深さ方向に均質な結晶が成長
可能である。例えば従来の方法ではストイキオメトリー
ドーピングにおいてｐ型の膜を成長することができず、
ｐ型とｎ型が混在したような結晶が得られたが、この方
法ではｐ型・ｎ型どちらの結晶成長も可能である。また
深さ方向の組成分布も一様な結晶を成長させることがで
きる。
に保つことができるため、深さ方向に均質な結晶が成長
可能である。例えば従来の方法ではストイキオメトリー
ドーピングにおいてｐ型の膜を成長することができず、
ｐ型とｎ型が混在したような結晶が得られたが、この方
法ではｐ型・ｎ型どちらの結晶成長も可能である。また
深さ方向の組成分布も一様な結晶を成長させることがで
きる。
第１図は本発明の方法に用いられる温度制御システムの
一例の構成図、第２図は従来の温度制御システムの一例
の構成図である。 １……基板、２……基板保持部 ３……熱電対、４……放射温度計 ５……基板加熱用ヒータ 6,6a,6b……PIDコントローラ ８……切替スイッチ ９……直流電源
一例の構成図、第２図は従来の温度制御システムの一例
の構成図である。 １……基板、２……基板保持部 ３……熱電対、４……放射温度計 ５……基板加熱用ヒータ 6,6a,6b……PIDコントローラ ８……切替スイッチ ９……直流電源
Claims (1)
- 【請求項１】HgCdTe結晶の気相エピタキシャル成長にお
ける基板温度制御法であって、結晶成長前および成長初
期には熱電対を温度モニタとして基板温度を制御し、そ
の後は、放射温度計を温度モニタとして基板温度を制御
することを特徴とする気相エピタキシャル成長における
基板温度制御法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27918990A JP2600469B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 気相エピタキシャル成長における基板温度制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27918990A JP2600469B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 気相エピタキシャル成長における基板温度制御法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04155818A JPH04155818A (ja) | 1992-05-28 |
| JP2600469B2 true JP2600469B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=17607677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27918990A Expired - Lifetime JP2600469B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 気相エピタキシャル成長における基板温度制御法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600469B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191399B1 (en) * | 2000-02-01 | 2001-02-20 | Asm America, Inc. | System of controlling the temperature of a processing chamber |
| JP4692143B2 (ja) * | 2005-08-12 | 2011-06-01 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
| JP6279396B2 (ja) * | 2014-05-12 | 2018-02-14 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長方法及び気相成長装置 |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP27918990A patent/JP2600469B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04155818A (ja) | 1992-05-28 |
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