JP2967372B2 - 液相エピタキシャル成長法にて使用される基板ホルダー - Google Patents
液相エピタキシャル成長法にて使用される基板ホルダーInfo
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Description
相エピタキシャル成長法にて使用する場合に使用する基
板ホルダーに関し、特にフラックスの振り切り性と溶融
体の攪拌特性に優れた基板ホルダーに関する。
性を有する導波路を得るべく、各種光学薄膜の研究がな
されている。光学薄膜は、スパッタ法、拡散法、化学輸
送法などの方法で製造されているが、特に液相エピタキ
シャル成長法(以下LPE法)にて製造することが、高
結晶性の薄膜が得られることから有利とされている。L
PE法では、薄膜として析出させたい成分をフラックス
の中に溶融させ、フラックスを過冷却状態とし、このフ
ラックスに基板を接触させて、光学薄膜を析出成長させ
る。基板は、通常基板ホルダーに保持されており、基板
ホルダーを回転させながら、フラックスに基板を接触さ
せLPE成長を行なう。このような基板ホルダーとして
は、IBMテクニカルレポート vol .17 No.8 Ja
nuary ,1975に記載されているような形状が提案されて
いる。 即ち、図1に示すように、3本の基板保持用ア
ームを有してなり、それぞれの基板保持用アームには基
板をはめこむ溝が形成されてなる基板ホルダーである。
ところで、薄膜育成直後のウェハにフラックスが付着し
たまま冷却させた場合、フラックスから結晶が析出し、
膜厚が不均一になったり、薄膜の結晶性が劣化したり、
あるいは、残留融液跡等の欠陥が発生するなどの問題が
生じるため、結晶成長後、基板を溶融体から引き上げ、
基板を高速で回転させ、フラックスを振り切る方法が行
なわれている。
した基板ホルダーを使用すると、基板を高速回転させる
際、遠心力により基板保持用アームが開いて、基板がホ
ルダーから外れ、フラックス中に落下してしまうという
問題が見られた。また、応用物理学会 第44巻 第8
号 (1975)P902に記載の方法によれば、基板
を基板ホルダーに白金線でくくりつけ固定する方法が用
いられているが、基板を高速で回転させ、フラックスを
振り切っても、白金線でくくった部分にフラックスが残
留し、薄膜の膜厚さに不均一が生じてしまう。また、液
相エピタキシャル成長法では、結晶性のよい薄膜を得る
ためには、溶融体の組成が均一でなければならないが、
結晶成長とともに溶融体の組成が変化してしまう。これ
を防止すべく、溶融体中に攪拌などにより対流を生起せ
しむる手段がとられているが、攪拌などによる対流では
基板近傍の組成を均一にすることができないという問題
が見られた。
如き問題点を解決すべく種々研究した結果、基板ホルダ
ーの基板保持用アームの少なくとも内側部分に突起部を
設けることにより、この問題を解決できることを見出し
た。本発明は、少なくとも3本の基板保持用アームを有
してなり、それぞれの基板保持用アームには基板をはめ
こむ溝が形成されてなる液相エピタキシャル成長法にて
使用される基板ホルダーであって、前記基板保持用アー
ムの少なくとも内側には、突起部が設けられてなること
を特徴とする液相エピタキシャル成長法にて使用される
基板ホルダーである。前記突起部は、基板保持用アーム
の先端の少なくとも内側に形成されていることが望まし
い。
なくとも3本の基板保持用アームを有してなり、それぞ
れの基板保持用アームには基板をはめこむ溝が形成さ
れ、その基板保持用アームの内側には、突起部が設けら
れてなることが必要である。このような構成が必要な理
由は、基板を高速で回転させ、フラックスを振り切る
際、基板が基板保持用アームの溝から外れた場合でも、
基板ホルダーから外れて落下しないからである。また、
白金線でくくりつけた場合のように、フラックス残留が
なく、薄膜表面を鏡面とすることができるからである。
また、液相エピタキシャル成長では、基板を回転させな
がら行なうため、基板ホルダーの突起部の攪拌作用によ
り、対流が基板近傍で発生し、基板近傍での溶融体組成
の均一化を実現できるため、結晶性の良好な光学薄膜を
得ることができるからである。前記突起部は、基板保持
用アームの先端の少なくとも内側に形成されていること
が望ましい。この理由は、前記基板保持用アームの中程
に突起部を形成した場合、突起部および突起部から下の
基板保持用アームが溶融体を攪拌することになるため、
対流が大きく成りすぎ、薄膜の結晶性を低下させるから
である。
アームに形成された溝に基板をはめ込む。内側の突起部
は溝から外れた基板を受け止め、また溶融体を攪拌し、
基板近傍での対流を発生させる機能を有する。
ム、イリジウム、ニッケル、ロジウムから選ばれる少な
くとも1種の材料および合金で構成されることが望まし
い。
インチ基板の場合、アーム長さ50〜70mm、アーム周
囲長8〜20mm、回転外半径52〜100mm程度が望ま
しい。
形成されている部分のアーム周囲長が小さい方がよい。
これは基板と溝の接触面積を減らすことができるからで
ある。
斜面が形成されいることが望ましい。これは溶融体に対
流を起こしやすくし、薄膜の結晶性を向上させるためで
ある。
長法について説明する。薄膜として析出させたい成分を
フラックスに溶融させ、このフラックスを過冷却状態に
する。基板ホルダーの溝に基板をはめ込み、基板ホルダ
ーをLPE育成装置の駆動部にとりつける。この基板を
フラックスに接触させ、回転させながら薄膜を基板上に
育成する。LPE成長が終了した後、基板ホルダーを高
速で回転させ、フラックスを振り切る。基板ホルダーの
回転速度は、基板の大きさにより異なるが、2インチ基
板の場合、1200rpmまで高速回転が可能である。
説明する。
bO3 20モル%の割合で調製した混合物を白金ルツボ
に入れエピタキシャル成長装置中で空気雰囲気で、11
00℃まで加熱してルツボの内容物を溶解した。さらに
溶融体をプロペラを用い、100rpmの回転速度で1
2時間撹拌させた。2インチφ、厚さ1mmのタンタル
酸リチウム単結晶の(0001)面を光学研磨した後、
図2に示すアーム長さ60mm、アームの周囲長12m
m、回転外半径55mmなる基板ホルダーの基板固定溝
に研磨面を下向きに取り付けた。溶融体を1時間当りに
60℃の冷却速度で915℃まで徐冷した後、この基板
を915℃で予備加熱し、溶融体中に50rpmで回転
させながら8分間浸漬した。ニオブ酸リチウムの成長速
度は、1μm/分であった。 溶融体から基板材料を引
き上げ、回転数1200rpmで3分間溶融体上で溶融
体を振り切った後、1℃/分の速度で室温まで徐冷し、
基板材料上に約8μmで面内で膜厚の均一なニオブ酸リ
チウム単結晶薄膜を得た。 薄膜の結晶性も良好であ
り、2結晶法ロッキングカーブにてピーク半価幅を測定
したところ19secであった。
bO3 20モル%の割合で調製した混合物を白金ルツボ
に入れエピタキシャル成長装置中で空気雰囲気で、11
00℃まで加熱してルツボの内容物を溶解した。さらに
溶融体をプロペラを用い、100rpmの回転速度で1
2時間撹拌させた。2インチφ、厚さ1mm のタンタ
ル酸リチウム単結晶の(0001)面を光学研磨した
後、IBMテクニカルレポート vol .17 No.8 Jan
uary, 1975に記載されているような形状をした基板ホ
ルダーに研磨面を下向きに取り付けた。溶融体を1時間
当りに60℃の冷却速度で915℃まで徐冷した後、こ
の基板を915℃で予備加熱し、溶融体中に50rpm
で回転させながら8分間浸漬した。ニオブ酸リチウムの
成長速度は、1μm/分であった。溶融体から基板材料
を引き上げ、回転数1200rpmで3分間溶融体上で
溶融体を振り切ったところ、基板ホルダーは遠心力にて
変形し基板は溶融体中に落下した。
bO3 20モル%の割合で調製した混合物を白金ルツボ
に入れエピタキシャル成長装置中で空気雰囲気で、11
00℃まで加熱してルツボの内容物を溶解した。さらに
溶融体をプロペラを用い、100rpmの回転速度で1
2時間撹拌させた。2インチφ、厚さ1mmのタンタル
酸リチウム単結晶の(0001)面を光学研磨した後、
図1に示すIBMテクニカルレポート vol .17 No.
8 January, 1975 に記載されているような形状をした
基板ホルダーに研磨面を下向きに取り付けた。 溶融体
を1時間当りに60℃の冷却速度で915℃まで徐冷し
た後、この基板を915℃で予備加熱し、溶融体中に5
0rpmで回転させながら8分間浸漬した。ニオブ酸リ
チウムの成長速度は、1μm/分であった。 溶融体か
ら基板材料を引き上げ、基板ホルダーが遠心力で変形し
ない程度の回転数200rpmで3分間溶融体上で溶融
体を振り切った後、1℃/分の速度で室温まで徐冷し、
基板材料上にニオブ酸リチウム単結晶薄膜を得た。 し
かしながら得られた薄膜は、振り切られずに残留したフ
ラックスから結晶が析出し、膜厚が不均一であり、残留
融液後の欠陥が発生した。薄膜の結晶性も劣り、2結晶
法ロッキングカーブにてピーク半価幅を測定したところ
70secであった。
bO3 20モル%の割合で調製した混合物を白金ルツボ
に入れエピタキシャル成長装置中で空気雰囲気で、11
00℃まで加熱してルツボの内容物を溶解した。さらに
溶融体をプロペラを用い、100rpmの回転速度で1
2時間撹拌させた。2インチφ、厚さ1mm のタンタ
ル酸リチウム単結晶の(0001)面を光学研磨した
後、図1に示すアーム長さ60mm、アーム周囲長さ4
mm、回転外半径51mmなる基板ホルダーの基板固定
溝に研磨面を下向きに取り付けた。さらに遠心力で基板
ホルダーが変形して、基板が落下するのを防止するため
に、基板を基板ホルダーに白金線でくくりつけ固定し
た。溶融体を1時間当りに60℃の冷却速度で915℃
まで徐冷した後、この基板を915℃で予備加熱し、溶
融体中に50rpmで回転させながら8分間浸漬した。
ニオブ酸リチウムの成長速度は、1μm/分であった。
溶融体から基板材料を引き上げ、回転数1200rp
mで3分間溶融体上で溶融体を振り切った後、1℃/分
の速度で室温まで徐冷し、基板材料上にニオブ酸リチウ
ム単結晶薄膜を得た。しかしながら基板を高速で回転さ
せ、フラックスを振り切っても、白金線でくくった部分
にフラックスが残留し、薄膜の膜厚に不均一が生じた。
ーは、基板上に液相エピタキシャル成長法にて光学薄膜
を形成する場合に、特にフラックスの振り切り性、およ
び溶融体の攪拌特性に優れているため、膜厚の均一性、
および結晶性の優れた光学薄膜を得ることができ、産業
上寄与する効果は極めて大きい。
形成されている部分のアーム周囲長が小さい形態。
部の内側の突起部に斜面が形成されている形態。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも3本の基板保持用アームを有
してなり、それぞれの基板保持用アームには基板をはめ
こむ溝が形成されてなる液相エピタキシャル成長法にて
使用される基板ホルダーであって、 前記基板保持用アームの少なくとも内側には、突起部が
設けられてなることを特徴とする液相エピタキシャル成
長法にて使用される基板ホルダー。 - 【請求項2】 前記突起部は、基板保持用アームの先端
の少なくとも内側に設けられてなる請求項1に記載の液
相エピタキシャル成長法にて使用される基板ホルダー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24667891A JP2967372B2 (ja) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | 液相エピタキシャル成長法にて使用される基板ホルダー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24667891A JP2967372B2 (ja) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | 液相エピタキシャル成長法にて使用される基板ホルダー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0558773A JPH0558773A (ja) | 1993-03-09 |
JP2967372B2 true JP2967372B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24667891A Expired - Fee Related JP2967372B2 (ja) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | 液相エピタキシャル成長法にて使用される基板ホルダー |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2967372B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-31 JP JP24667891A patent/JP2967372B2/ja not_active Expired - Fee Related
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