JP3257398B2 - 横型気相成長方法 - Google Patents
横型気相成長方法Info
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- JP3257398B2 JP3257398B2 JP11636796A JP11636796A JP3257398B2 JP 3257398 B2 JP3257398 B2 JP 3257398B2 JP 11636796 A JP11636796 A JP 11636796A JP 11636796 A JP11636796 A JP 11636796A JP 3257398 B2 JP3257398 B2 JP 3257398B2
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- Japan
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- vapor phase
- phase growth
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガスを基板と
平行に流して基板上に薄膜を気相成長させる横型気相成
長方法に係り、特に本成長に先立って行われる予備成長
などの際に、原料ガスを効率よく使用できるように改善
した横型気相成長方法に関する。
平行に流して基板上に薄膜を気相成長させる横型気相成
長方法に係り、特に本成長に先立って行われる予備成長
などの際に、原料ガスを効率よく使用できるように改善
した横型気相成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】気相成長炉に円形横型の気相成長炉があ
る。これは、円形炉の中心に原料ガスの吹出し口があ
り、これより放射状に吹出したガスを円周部に配置した
排気口より排出する構造で、吹出し口の周囲に複数枚の
基板を置いて、複数枚の基板を同時に成長可能とした成
長炉である。このような多数枚同時成長炉は、同時に複
数の枚数の基板上に同じ膜を成長できる。しかし、ある
膜を成長する際には、通常、事前に成長条件を確認する
ために予備的な成長が必要となる。特に、多くの種類の
膜を順に同じ基板上に成長する場合等では、あらかじめ
各層の成長条件を個々に確認することが必要となる場合
があり、多数回の予備成長が必要となる。極端な場合、
予備成長の回数は２０回以上にも及ぶことがある。
る。これは、円形炉の中心に原料ガスの吹出し口があ
り、これより放射状に吹出したガスを円周部に配置した
排気口より排出する構造で、吹出し口の周囲に複数枚の
基板を置いて、複数枚の基板を同時に成長可能とした成
長炉である。このような多数枚同時成長炉は、同時に複
数の枚数の基板上に同じ膜を成長できる。しかし、ある
膜を成長する際には、通常、事前に成長条件を確認する
ために予備的な成長が必要となる。特に、多くの種類の
膜を順に同じ基板上に成長する場合等では、あらかじめ
各層の成長条件を個々に確認することが必要となる場合
があり、多数回の予備成長が必要となる。極端な場合、
予備成長の回数は２０回以上にも及ぶことがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通常、予備成長では必
ずしも炉の能力一杯の枚数の基板をセットする必要はな
く、むしろ１枚でよい場合の方が多い。しかし、従来は
炉の構造上、原料ガスは常に多数枚同時成長と同じだけ
流す必要があり、予備成長に使用する原料の量が不必要
に増えた状態となっている。これにより浪費される原料
代の分だけ、製造コストが増加してしまう。また、予備
成長は原料ロット毎に必要となる場合があり、この場合
には予備成長に使用した分だけ製品製造に使用できる原
料が減少してしまうので、１原料ロットで製造できる製
品数が減少し、原料ロットの交換頻度も増し、これがま
た製造コストの増加につながる。その他、頻繁に原料ロ
ットが変る場合等では、品質の不安定要因ともなる。
ずしも炉の能力一杯の枚数の基板をセットする必要はな
く、むしろ１枚でよい場合の方が多い。しかし、従来は
炉の構造上、原料ガスは常に多数枚同時成長と同じだけ
流す必要があり、予備成長に使用する原料の量が不必要
に増えた状態となっている。これにより浪費される原料
代の分だけ、製造コストが増加してしまう。また、予備
成長は原料ロット毎に必要となる場合があり、この場合
には予備成長に使用した分だけ製品製造に使用できる原
料が減少してしまうので、１原料ロットで製造できる製
品数が減少し、原料ロットの交換頻度も増し、これがま
た製造コストの増加につながる。その他、頻繁に原料ロ
ットが変る場合等では、品質の不安定要因ともなる。
【０００４】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消するために、予備成長などにおいて、原料の節約
を図れるようにした横型気相成長方法を提供することに
ある。
を解消するために、予備成長などにおいて、原料の節約
を図れるようにした横型気相成長方法を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、円形横型
の気相成長炉で、円の中心に原料ガスの吹出し口、円周
部に複数の排気口を備え、かつ上記吹出し口の周囲に複
数枚の基板を配して多数枚同時成長を可能とした成長炉
において、成長させようとする基板の存在する方向だけ
に限って原料ガスを吹出すようにしたものである。基板
の存在する方向だけに限って原料ガスを吹出すようにす
ると、原料の消費量を減らすことができる。
の気相成長炉で、円の中心に原料ガスの吹出し口、円周
部に複数の排気口を備え、かつ上記吹出し口の周囲に複
数枚の基板を配して多数枚同時成長を可能とした成長炉
において、成長させようとする基板の存在する方向だけ
に限って原料ガスを吹出すようにしたものである。基板
の存在する方向だけに限って原料ガスを吹出すようにす
ると、原料の消費量を減らすことができる。
【０００６】第２の発明は、第１の発明において、原料
ガスを吹出す以外の方向へは原料ガスを含まないガスを
吹出すようにしたものである。原料ガスを含まないガス
を吹出すと、炉内の圧力バランスが保てる。
ガスを吹出す以外の方向へは原料ガスを含まないガスを
吹出すようにしたものである。原料ガスを含まないガス
を吹出すと、炉内の圧力バランスが保てる。
【０００７】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、原料ガスを吹出す方向に応じてそれぞれ原料ガス
を流したり止めたりするようにしたものである。吹出す
方向に応じて原料ガスを流したり止めたりできると、予
備成長時の基板のセッティングが容易となる。
いて、原料ガスを吹出す方向に応じてそれぞれ原料ガス
を流したり止めたりするようにしたものである。吹出す
方向に応じて原料ガスを流したり止めたりできると、予
備成長時の基板のセッティングが容易となる。
【０００８】第４の発明は、第１ないし第３の発明にお
いて、原料ガスを吹出す方向の角度を、円形の炉の中心
から基板を見込む角以上としたものである。原料ガスの
吹出し角度を基板を見込む角以上としたのは、それ以下
では成膜速度が減少してしまうからである。
いて、原料ガスを吹出す方向の角度を、円形の炉の中心
から基板を見込む角以上としたものである。原料ガスの
吹出し角度を基板を見込む角以上としたのは、それ以下
では成膜速度が減少してしまうからである。
【０００９】第５の発明は、第４の発明において、原料
ガスを吹出す方向の角度を９０度としたものである。原
料ガスの吹出し角度を９０度としたのは、成長させよう
とする基板が１枚だけの場合、その角度だと、原料の消
費量と成膜速度が最適になるからである。
ガスを吹出す方向の角度を９０度としたものである。原
料ガスの吹出し角度を９０度としたのは、成長させよう
とする基板が１枚だけの場合、その角度だと、原料の消
費量と成膜速度が最適になるからである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。本実施の形態は、円形横型の気相成
長炉において、予備成長時に際しては、炉の構造、特に
ガス吹出し口の構造を変えることによって、成長炉内の
基板をセットした領域にだけ原料ガスを流し、基板の存
在しない領域には原料ガスを供給しないようにしたもの
である。
を用いて説明する。本実施の形態は、円形横型の気相成
長炉において、予備成長時に際しては、炉の構造、特に
ガス吹出し口の構造を変えることによって、成長炉内の
基板をセットした領域にだけ原料ガスを流し、基板の存
在しない領域には原料ガスを供給しないようにしたもの
である。
【００１１】例えば、円形横型の気相成長炉１は図１の
ような構成をしている。円の中心に原料ガス２を放射状
に吹出すガス吹出し口３、円周部を構成する炉壁４に使
用済みのガスを排気する複数の排気口５を一定間隔に備
え、かつガス吹出し口３の周囲に複数枚（図示例では８
枚）の基板６を水平に配し、ガス吹出し口３から吹き出
した原料ガス２を基板６と接触させて、複数枚の基板６
に同時に薄膜を成長させることが可能な成長炉である。
ような構成をしている。円の中心に原料ガス２を放射状
に吹出すガス吹出し口３、円周部を構成する炉壁４に使
用済みのガスを排気する複数の排気口５を一定間隔に備
え、かつガス吹出し口３の周囲に複数枚（図示例では８
枚）の基板６を水平に配し、ガス吹出し口３から吹き出
した原料ガス２を基板６と接触させて、複数枚の基板６
に同時に薄膜を成長させることが可能な成長炉である。
【００１２】予備成長時には、この成長炉１に、実線で
示すように１枚だけ基板６をセットする。そして仕切板
７によって円形のガス吹出し口３を径方向に分割して、
ショートケーキ状に切り出したＡ領域と残りのＢ領域と
に区画形成する。ショートケーキ状のＡ領域は、原料ガ
ス２を吹出す方向の角度が、円形横型の気相成長炉１の
中心から１枚だけセットされた基板６を見込む角度以上
の角度（４５度）をなし、それ以外のＢ領域は、原料ガ
スを吹出さない方向の範囲で、残りの角度（３１５度）
をなしている。
示すように１枚だけ基板６をセットする。そして仕切板
７によって円形のガス吹出し口３を径方向に分割して、
ショートケーキ状に切り出したＡ領域と残りのＢ領域と
に区画形成する。ショートケーキ状のＡ領域は、原料ガ
ス２を吹出す方向の角度が、円形横型の気相成長炉１の
中心から１枚だけセットされた基板６を見込む角度以上
の角度（４５度）をなし、それ以外のＢ領域は、原料ガ
スを吹出さない方向の範囲で、残りの角度（３１５度）
をなしている。
【００１３】基板６をセットしている方に向いているＡ
の領域には原料ガス２を、それ以外のＢの領域には原料
ガスを流さないか、もしくは原料を含まないガス（例え
ば水素ガス、あるいは窒素等の不活性ガス）を流す。こ
れによって、従来、Ｂの領域に流していた原料の分を節
約できる。
の領域には原料ガス２を、それ以外のＢの領域には原料
ガスを流さないか、もしくは原料を含まないガス（例え
ば水素ガス、あるいは窒素等の不活性ガス）を流す。こ
れによって、従来、Ｂの領域に流していた原料の分を節
約できる。
【００１４】このように予備成長時の原料を節約できる
ので製品製造コストを低下できる。また、予備成長が原
料ロット毎に必要となる場合であっても、予備成長に使
用する原料が少なくて済むので、原料の不必要な使いす
ぎに起因する製品数の減少や、原料ロットの交換頻度の
増加がなくなる。
ので製品製造コストを低下できる。また、予備成長が原
料ロット毎に必要となる場合であっても、予備成長に使
用する原料が少なくて済むので、原料の不必要な使いす
ぎに起因する製品数の減少や、原料ロットの交換頻度の
増加がなくなる。
【００１５】なお、仕切板７はガス吹出し口３に着脱自
在に取り付けられるようにし、本成長のときは取り外
す。
在に取り付けられるようにし、本成長のときは取り外
す。
【００１６】また、本発明は円形横型気相成長装置（い
わゆるパンケーキ型、プラネタリ型）であれば、有機金
属気相成長装置、クロライド系気相成長装置、ハイドラ
イド系気相成長装置等、何れの装置でも可能である。
わゆるパンケーキ型、プラネタリ型）であれば、有機金
属気相成長装置、クロライド系気相成長装置、ハイドラ
イド系気相成長装置等、何れの装置でも可能である。
【００１７】
【実施例】有機金属気相成長法でガリウム・砒素基板上
にｎ型アルミニウム・ガリウム・砒素の薄膜を成膜し
た。使用した円形横型気相成長炉１１を上面から見た図
を図２に示す。なお、１８は排気整流板であり、排気口
はこの外側に配置されている。基板１６を同時に４枚成
長可能となっている。仕切板１７によってガス吹出し口
１３を９０度領域（Ａ）と２７０度領域（Ｂ）の２つに
分割しており、それぞれ、独立した配管１９、２０によ
って原料ガス１２を供給している。Ａ、Ｂ領域に対する
原料ガスの供給・停止は、配管１９、２０に設けたバル
ブ（図示省略）の操作によって、独立にできるようにな
っている。
にｎ型アルミニウム・ガリウム・砒素の薄膜を成膜し
た。使用した円形横型気相成長炉１１を上面から見た図
を図２に示す。なお、１８は排気整流板であり、排気口
はこの外側に配置されている。基板１６を同時に４枚成
長可能となっている。仕切板１７によってガス吹出し口
１３を９０度領域（Ａ）と２７０度領域（Ｂ）の２つに
分割しており、それぞれ、独立した配管１９、２０によ
って原料ガス１２を供給している。Ａ、Ｂ領域に対する
原料ガスの供給・停止は、配管１９、２０に設けたバル
ブ（図示省略）の操作によって、独立にできるようにな
っている。
【００１８】原料ガスの供給を停止した場合には代りに
水素ガスを供給し、成長炉１１内の圧力バランスを保つ
ようにしている。原料ガスとしてトリメチルガリウム、
トリメチルアルミニウム、ジシラン、アルシンを使用し
た。基板１６はプラネタリ型のグラファイトサセプタ２
１上に保持され、基板１６は自公転可能となっている。
ただし、本実施例でＡ領域のみに原料ガスを流した場合
には公転は停止し、自転のみのモードで基板１６を動か
している。
水素ガスを供給し、成長炉１１内の圧力バランスを保つ
ようにしている。原料ガスとしてトリメチルガリウム、
トリメチルアルミニウム、ジシラン、アルシンを使用し
た。基板１６はプラネタリ型のグラファイトサセプタ２
１上に保持され、基板１６は自公転可能となっている。
ただし、本実施例でＡ領域のみに原料ガスを流した場合
には公転は停止し、自転のみのモードで基板１６を動か
している。
【００１９】Ａ領域だけに原料を流した場合と、Ａ、Ｂ
の両方に原料を流した場合とで、原料の消費量と成膜速
度の違いを調べた。その結果、成膜速度は変らなかった
が、前者の原料の消費量を後者の２５％に抑えることが
できた。
の両方に原料を流した場合とで、原料の消費量と成膜速
度の違いを調べた。その結果、成膜速度は変らなかった
が、前者の原料の消費量を後者の２５％に抑えることが
できた。
【００２０】以上のように、本実施例によれば予備成長
時の原料消費を従来の２５％に抑えることが可能となっ
た。
時の原料消費を従来の２５％に抑えることが可能となっ
た。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、基板を予備成長するよ
うな場合に、原料ガスの節約が図れるので、製造コスト
を低減することができる。
うな場合に、原料ガスの節約が図れるので、製造コスト
を低減することができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す円形横型気相成長炉
の平面図である。
の平面図である。
【図２】本実施例で用いたプラネタリ型有機金属気相成
長炉の平面図である。
長炉の平面図である。
１ 気相成長炉 ２ 原料ガス ３ ガス吹出し口 ５ 排気口 ６ 基板 ７ 仕切板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−287912（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−221820（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−219925（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−209794（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−196120（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C30B 29/40 502 C30B 25/14
Claims (5)
- 【請求項１】円形横型の気相成長炉で、円の中心に原料
ガスの吹出し口、円周部に複数の排気口を備え、かつ上
記吹出し口の周囲に複数枚の基板を配して多数枚同時成
長を可能とした成長炉において、成長させようとする基
板の存在する方向だけに限って原料ガスを吹出すように
した横型気相成長方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の横型気相成長方法におい
て、原料ガスを吹出す以外の方向へは原料ガスを含まな
いガスを吹出すようにした横型気相成長方法。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の横型気相成長方
法において、原料ガスを吹出す方向に応じてそれぞれ原
料ガスを流したり止めたりするようにした横型気相成長
方法。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の横型
気相成長方法において、原料ガスを吹出す方向の角度
が、円形の炉の中心から基板を見込む角以上となってい
る横型気相成長方法。 - 【請求項５】請求項４に記載の横型気相成長方法におい
て、原料ガスを吹出す方向の角度が９０度である横型気
相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11636796A JP3257398B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 横型気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11636796A JP3257398B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 横型気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306845A JPH09306845A (ja) | 1997-11-28 |
| JP3257398B2 true JP3257398B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=14685222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11636796A Expired - Fee Related JP3257398B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 横型気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3257398B2 (ja) |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP11636796A patent/JP3257398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09306845A (ja) | 1997-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011106 |
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