JP3073870B2 - 半導体液相エピタキシャル装置 - Google Patents
半導体液相エピタキシャル装置Info
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- JP3073870B2 JP3073870B2 JP05302926A JP30292693A JP3073870B2 JP 3073870 B2 JP3073870 B2 JP 3073870B2 JP 05302926 A JP05302926 A JP 05302926A JP 30292693 A JP30292693 A JP 30292693A JP 3073870 B2 JP3073870 B2 JP 3073870B2
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はIII−Ｖ族化合物半導体
の液相エピタキシャル装置に関し、特に、複数枚の基板
を一度に結晶成長させる量産用の半導体液相エピタキシ
ャル装置に適用される。
の液相エピタキシャル装置に関し、特に、複数枚の基板
を一度に結晶成長させる量産用の半導体液相エピタキシ
ャル装置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】量産用の半導体液相エピタキシャル装置
では、成長用ボートの形成にカーボンを使用し、その形
状は、基板を多数枚セット可能な基板立て置き型が一般
に知られている。
では、成長用ボートの形成にカーボンを使用し、その形
状は、基板を多数枚セット可能な基板立て置き型が一般
に知られている。
【０００３】このような従来の半導体液相エピタキシャ
ル装置の構造を図３及び図４に示す。
ル装置の構造を図３及び図４に示す。
【０００４】この半導体液相エピタキシャル装置は、全
体を支持する基台となる底板３１の上に、成長室３３が
形成された成長用ボート３２が一定方向に往復移動可能
（矢符Ａにより示す）に設けられ、この成長用ボート３
２の上部に、結晶原料の融液３７を貯溜する融液溜３８
が形成された上部部材３６が配置された構造となってい
る。これらの系は、図示しない電気炉内の石英管に収納
され、温度制御されるようになっている。
体を支持する基台となる底板３１の上に、成長室３３が
形成された成長用ボート３２が一定方向に往復移動可能
（矢符Ａにより示す）に設けられ、この成長用ボート３
２の上部に、結晶原料の融液３７を貯溜する融液溜３８
が形成された上部部材３６が配置された構造となってい
る。これらの系は、図示しない電気炉内の石英管に収納
され、温度制御されるようになっている。
【０００５】成長用ボート３２には、その一側部に操作
棒３５が形成されており、この操作棒３５の操作によ
り、成長用ボート３２を矢符Ａ方向に移動させるように
なっている。また、成長用ボート３２の成長室３３内に
は、移動方向（矢符Ａ方向）に一定の間隔を存して基板
支持用板３４，３４・・・が配置されており、結晶成長
時にはこの基板支持用板３４，３４・・・のそれぞれの
両側に、基板４１，４１・・・が立て置き支持されるよ
うになっている。
棒３５が形成されており、この操作棒３５の操作によ
り、成長用ボート３２を矢符Ａ方向に移動させるように
なっている。また、成長用ボート３２の成長室３３内に
は、移動方向（矢符Ａ方向）に一定の間隔を存して基板
支持用板３４，３４・・・が配置されており、結晶成長
時にはこの基板支持用板３４，３４・・・のそれぞれの
両側に、基板４１，４１・・・が立て置き支持されるよ
うになっている。
【０００６】上部部材３６に形成された融液溜３８に
は、融液落下口３９が形成されている。この融液落下口
３９は、結晶成長開始前の成長用ボート３２を一方向の
端部まで移動させた状態（図３に示す状態）では、成長
用ボート３２の上面によって閉塞された状態となってい
る。そして、成長用ボート３２を図４に示す位置まで移
動させると、融液落下口３９と成長室３３とが連通する
ことから、この時点で融液溜３８内の溶融液３７が成長
室３３内に落下して、結晶成長が行われるようになって
いる。
は、融液落下口３９が形成されている。この融液落下口
３９は、結晶成長開始前の成長用ボート３２を一方向の
端部まで移動させた状態（図３に示す状態）では、成長
用ボート３２の上面によって閉塞された状態となってい
る。そして、成長用ボート３２を図４に示す位置まで移
動させると、融液落下口３９と成長室３３とが連通する
ことから、この時点で融液溜３８内の溶融液３７が成長
室３３内に落下して、結晶成長が行われるようになって
いる。
【０００７】次に、上記構成の半導体液相エピタキシャ
ル装置による結晶成長の手順について、ＧａＡｓの結晶
成長を例に挙げて説明する。
ル装置による結晶成長の手順について、ＧａＡｓの結晶
成長を例に挙げて説明する。
【０００８】結晶成長開始前では、成長用ボート３２の
位置は図３に示す位置となっている。この状態におい
て、上部部材３６の融液溜３８に成長させる結晶原料
（ここでは、Ｇａ，Ａｓ，Ｓｉ）を収容し、これらの系
をＨ2 雰囲気中で特定の温度（摂氏９２０度）まで昇温
し、融液溜３８に収容した結晶原料を十分に溶融する。
次に、操作棒３５を押して成長用ボート３２を図中左へ
移動させ、図４に示す状態として、融液溜３８内の融液
（Ｇａ，Ａｓ，Ｓｉの混合融液）３７を融液落下口３９
から成長室３３内へ落下させ、この後降温してＧａＡｓ
の結晶を基板４１，４１・・・の表面に成長させるもの
である。
位置は図３に示す位置となっている。この状態におい
て、上部部材３６の融液溜３８に成長させる結晶原料
（ここでは、Ｇａ，Ａｓ，Ｓｉ）を収容し、これらの系
をＨ2 雰囲気中で特定の温度（摂氏９２０度）まで昇温
し、融液溜３８に収容した結晶原料を十分に溶融する。
次に、操作棒３５を押して成長用ボート３２を図中左へ
移動させ、図４に示す状態として、融液溜３８内の融液
（Ｇａ，Ａｓ，Ｓｉの混合融液）３７を融液落下口３９
から成長室３３内へ落下させ、この後降温してＧａＡｓ
の結晶を基板４１，４１・・・の表面に成長させるもの
である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の徐冷法を用いた半導体液相エピタキシャル装
置では、成長室３３内の水平方向で成長膜が不均一とな
り、左右両端に位置する基板ほど成長膜厚が厚くなると
いった問題があった。
うな従来の徐冷法を用いた半導体液相エピタキシャル装
置では、成長室３３内の水平方向で成長膜が不均一とな
り、左右両端に位置する基板ほど成長膜厚が厚くなると
いった問題があった。
【００１０】この理由は、成長室３３内に落下した融液
３７の水平方向の温度分布が不均一であることに起因し
ている。つまり、融液３７は、成長室３３の左右両端で
成長室３３の側壁３３ａに接している。成長用ボート３
２は、融液（主にＧａ）３７より熱容量の小さい例えば
カーボン等で形成されているため、その側壁３３ａ部分
で融液３７が冷却される結果、部分的に温度差を生じる
ことになる。
３７の水平方向の温度分布が不均一であることに起因し
ている。つまり、融液３７は、成長室３３の左右両端で
成長室３３の側壁３３ａに接している。成長用ボート３
２は、融液（主にＧａ）３７より熱容量の小さい例えば
カーボン等で形成されているため、その側壁３３ａ部分
で融液３７が冷却される結果、部分的に温度差を生じる
ことになる。
【００１１】この温度差により、結晶成長が成長室３３
内の左右両端部で速く進む結果、融液３７中の特に成長
を律速する原子（Ａｓ）濃度の不均衡を生じ、そのため
融液３７中で原子濃度を平衡に保つべく、中心部から左
右端部への原子の移動が起こる。その結果、成長室３３
の中心部に位置する基板と、左右両端に位置する基板と
において、成長膜厚に差が生じることになる。この成長
膜厚の差は、成長膜厚の平均０．１４mmに対し最大で
０．４mmに及ぶことがある。
内の左右両端部で速く進む結果、融液３７中の特に成長
を律速する原子（Ａｓ）濃度の不均衡を生じ、そのため
融液３７中で原子濃度を平衡に保つべく、中心部から左
右端部への原子の移動が起こる。その結果、成長室３３
の中心部に位置する基板と、左右両端に位置する基板と
において、成長膜厚に差が生じることになる。この成長
膜厚の差は、成長膜厚の平均０．１４mmに対し最大で
０．４mmに及ぶことがある。
【００１２】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、成長室内での水平方向の
成長膜厚を均一に保つことのできる半導体液相エピタキ
シャル装置を提供することにある。
案されたもので、その目的は、成長室内での水平方向の
成長膜厚を均一に保つことのできる半導体液相エピタキ
シャル装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体液相エピタキシャル装置は、結晶原
料の融液を貯溜する融液溜が形成された上部部材と、複
数枚の基板を一定間隔を存して収容する成長室が形成さ
れた成長用ボートとを備え、一定温度に昇温された電気
炉内で、前記融液溜内に貯溜されている融液を前記成長
室内に落下させ、その後降温して基板表面に結晶を成長
させる徐冷法を用いた半導体液相エピタキシャル装置に
おいて、前記成長用ボートに形成された前記成長室の側
壁に隣接して溶媒槽が形成されたものである。
め、本発明の半導体液相エピタキシャル装置は、結晶原
料の融液を貯溜する融液溜が形成された上部部材と、複
数枚の基板を一定間隔を存して収容する成長室が形成さ
れた成長用ボートとを備え、一定温度に昇温された電気
炉内で、前記融液溜内に貯溜されている融液を前記成長
室内に落下させ、その後降温して基板表面に結晶を成長
させる徐冷法を用いた半導体液相エピタキシャル装置に
おいて、前記成長用ボートに形成された前記成長室の側
壁に隣接して溶媒槽が形成されたものである。
【００１４】
【作用】成長室の側壁に隣接して溶媒槽を形成する。
【００１５】この溶媒槽に、融液に含まれる結晶原料と
同じ結晶原料を収納し、密閉して、徐冷法によるエピタ
キシャル成長を行う。
同じ結晶原料を収納し、密閉して、徐冷法によるエピタ
キシャル成長を行う。
【００１６】このとき、成長室の側壁が溶媒槽内の溶媒
によって暖められる結果、成長室内の融液の左右端部で
の冷却が回避され、成長室内の融液の温度分布は水平方
向において均一に保たれる。つまり、成長室内の各基板
の成長膜厚の均一化が可能となる。
によって暖められる結果、成長室内の融液の左右端部で
の冷却が回避され、成長室内の融液の温度分布は水平方
向において均一に保たれる。つまり、成長室内の各基板
の成長膜厚の均一化が可能となる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１８】図１及び図２は、本発明の徐冷法による半
導体液相エピタキシャル装置の構造を示す縦断面図であ
る。
導体液相エピタキシャル装置の構造を示す縦断面図であ
る。
【００１９】図において、１は底板、２は成長用ボー
ト、３は成長室、４は基板支持用板、５は操作棒、６は
上部部材、７は融液、８は融液溜、９は融液落下口であ
り、これらの構造は図３及び図４に示した従来の半導体
液相エピタキシャル装置の構造と同様である。また、１
１は基板である。
ト、３は成長室、４は基板支持用板、５は操作棒、６は
上部部材、７は融液、８は融液溜、９は融液落下口であ
り、これらの構造は図３及び図４に示した従来の半導体
液相エピタキシャル装置の構造と同様である。また、１
１は基板である。
【００２０】本発明の半導体液相エピタキシャル装置で
は、このような構成において、成長室３の左右両端の側
壁３ａ，３ａに隣接して、それぞれ溶媒槽１２，１２を
形成したものである。成長室３の側壁３ａから溶媒槽１
２の内壁１２ａまでの厚みは、できるだけ薄くする必要
があり、本実施例では４mm程度としている。
は、このような構成において、成長室３の左右両端の側
壁３ａ，３ａに隣接して、それぞれ溶媒槽１２，１２を
形成したものである。成長室３の側壁３ａから溶媒槽１
２の内壁１２ａまでの厚みは、できるだけ薄くする必要
があり、本実施例では４mm程度としている。
【００２１】次に、上記構成の半導体液相エピタキシャ
ル装置による結晶成長の手順について、上記した従来例
と同様、ＧａＡｓの結晶成長を例に挙げて説明する。
ル装置による結晶成長の手順について、上記した従来例
と同様、ＧａＡｓの結晶成長を例に挙げて説明する。
【００２２】この場合、溶媒槽１２には、結晶の主成分
であるＧａを溶媒１３として充填し、密閉する。
であるＧａを溶媒１３として充填し、密閉する。
【００２３】結晶成長開始前では、成長用ボート２の位
置は図１に示す位置となっている。この状態で、上部部
材６の融液溜８に成長させる結晶原料（ここでは、Ｇ
ａ，Ａｓ，Ｓｉ）を収容し、これらの系をＨ2 雰囲気中
で特定の温度（摂氏９２０度）まで昇温し、融液溜８に
収容した結晶原料を十分に溶融する。このとき、溶媒槽
１２に密閉された溶媒（Ｇａ）１３も溶融し、その熱に
よって成長室３の左右の側壁３ａ，３ａは暖められた状
態となっている。
置は図１に示す位置となっている。この状態で、上部部
材６の融液溜８に成長させる結晶原料（ここでは、Ｇ
ａ，Ａｓ，Ｓｉ）を収容し、これらの系をＨ2 雰囲気中
で特定の温度（摂氏９２０度）まで昇温し、融液溜８に
収容した結晶原料を十分に溶融する。このとき、溶媒槽
１２に密閉された溶媒（Ｇａ）１３も溶融し、その熱に
よって成長室３の左右の側壁３ａ，３ａは暖められた状
態となっている。
【００２４】この状態において、次に操作棒５を押して
成長用ボート２を図中左へ移動させ、図２に示す状態と
して、融液溜８内の融液（Ｇａ，Ａｓ，Ｓｉの融液）７
を融液落下口９から成長室３内へ落下させ、この後降温
してＧａＡｓの結晶を基板１１，１１・・・の表面に成
長させる。
成長用ボート２を図中左へ移動させ、図２に示す状態と
して、融液溜８内の融液（Ｇａ，Ａｓ，Ｓｉの融液）７
を融液落下口９から成長室３内へ落下させ、この後降温
してＧａＡｓの結晶を基板１１，１１・・・の表面に成
長させる。
【００２５】このとき、溶媒槽１２の溶媒１３によって
成長室３の左右の側壁３ａ，３ａが暖められていること
から、この側壁３ａと成長室３内の融液７との熱容量の
差が微小なものとなり、成長室３内の融液７の温度分布
は水平方向においてほぼ均一に保たれることになる。
成長室３の左右の側壁３ａ，３ａが暖められていること
から、この側壁３ａと成長室３内の融液７との熱容量の
差が微小なものとなり、成長室３内の融液７の温度分布
は水平方向においてほぼ均一に保たれることになる。
【００２６】そのため、結晶成長が成長室３内の水平方
向の全体にわたってほぼ均一に進む結果、融液７中の成
長を律速する原子（Ａｓ）濃度の均衡が保たれ、成長室
３内を水平方向にわたって一定の間隔を存して配置され
た複数枚の各基板１１，１１・・・に、それぞれ均一な
厚みの成長膜が形成されるものである。
向の全体にわたってほぼ均一に進む結果、融液７中の成
長を律速する原子（Ａｓ）濃度の均衡が保たれ、成長室
３内を水平方向にわたって一定の間隔を存して配置され
た複数枚の各基板１１，１１・・・に、それぞれ均一な
厚みの成長膜が形成されるものである。
【００２７】
【００２８】
【発明の効果】本発明の徐冷法を用いた半導体液相エピ
タキシャル装置は、成長用ボートに形成された成長室の
側壁に隣接して溶媒槽を形成したので、成長室の側壁が
溶媒槽内の溶媒によって暖められる結果、成長室内の融
液の側壁端部での冷却が回避され、成長室内の融液の温
度分布が水平方向において均一に保たれる。そのため、
結晶成長が成長室内の水平方向の全体にわたってほぼ均
一に進む結果、成長室内を水平方向にわたって一定の間
隔を存して配置された複数枚の各基板の成長膜厚をほぼ
均一化することができる。
タキシャル装置は、成長用ボートに形成された成長室の
側壁に隣接して溶媒槽を形成したので、成長室の側壁が
溶媒槽内の溶媒によって暖められる結果、成長室内の融
液の側壁端部での冷却が回避され、成長室内の融液の温
度分布が水平方向において均一に保たれる。そのため、
結晶成長が成長室内の水平方向の全体にわたってほぼ均
一に進む結果、成長室内を水平方向にわたって一定の間
隔を存して配置された複数枚の各基板の成長膜厚をほぼ
均一化することができる。
【図１】本発明の半導体液相エピタキシャル装置の構造
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図２】本発明の半導体液相エピタキシャル装置の構造
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図３】従来の液相エピタキシャル装置の構造を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図４】従来の液相エピタキシャル装置の構造を示す縦
断面図である。
断面図である。
２ 成長用ボート ３ 成長室 ６ 上部部材 ７ 融液 ８ 融液溜 １１ 基板 １２ 溶媒槽
Claims (1)
- 【請求項１】 結晶原料の融液を貯溜する融液溜が形成
された上部部材と、複数枚の基板を一定間隔を存して収
容する成長室が形成された成長用ボートとを備え、一定
温度に昇温された電気炉内で、前記融液溜内に貯溜され
ている融液を前記成長室内に落下させ、その後降温して
基板表面に結晶を成長させる徐冷法を用いた半導体液相
エピタキシャル装置において、前記成長用ボートに形成
された前記成長室の側壁に隣接して溶媒槽が形成された
ことを特徴とする半導体液相エピタキシャル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05302926A JP3073870B2 (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 半導体液相エピタキシャル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05302926A JP3073870B2 (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 半導体液相エピタキシャル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07161650A JPH07161650A (ja) | 1995-06-23 |
| JP3073870B2 true JP3073870B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=17914795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05302926A Expired - Fee Related JP3073870B2 (ja) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | 半導体液相エピタキシャル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073870B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-02 JP JP05302926A patent/JP3073870B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07161650A (ja) | 1995-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |