JPH01230227A - 半導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空室内、特に真空化学エピタキシー（Ｖ
ＣＥ）系において、化合物半導体層を成長させる半導体
の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、化合物半導体、特に■−Ｖ族化合物（例えばＧａ
Ａｓ）が、従来の珪素半導体よりも優れた性能を有する
としてその需要が増大している。

このような化合物半導体の製造方法として、超高真空中
で、エピタキシャル成長させる化合物に必要な原子を固
体材料からヒートガンによって蒸発させ、これを分子線
の形で基板に衝突させ、基板上に膜を成長させる分子線
エピタキシャル（〔ＭＢ　Ｅ　）　Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ
　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ）法や金属のメチルまたは
エチル化合物の薄気をＨ２等のキャリアガスで送って常
圧ないし減圧の反応室に導入し、そこで■族の水素化合
物と混合したのち、加熱した基板上で反応させ結晶を成
長させる有機金属ＣＶ　Ｄ　（（ＭＯＣＶ　Ｄ　）　Ｍ
ｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ　ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ
　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｃｎ）法等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のうち、分子線エピタキシャル法は
、大量生産が難しく市場の需要に見合うだけの供給をす
ることが困難であるという問題点を有している。また、
有機金属ＣＶＤ法は、生産能力は上記分子線エピタキシ
ャル法よりも高いが、使用する反応ガスが高価で、かつ
、その成長機構のために反応ガスの利用効率が悪くなる
という問題を有している。そのため、高価格を問題とし
ないような特殊用途以外に使用することは困難である。

また、上記有機金属ＣＶＤ法は、上記のように反応ガス
の利用効率が悪いことから大量の未反応ガス（毒性ガス
）を生じるうえ、蒸気圧の低い■族化合物をガス化し搬
送する目的で、大量に用いるＨ２等のキャリアガスが、
上記未反応ガスに加わるため大量の毒性廃ガスを生じ、
これの廃棄等に大きな問題を有している。このような有
機金属ＣＶ　Ｄ法による従来の装置は、第１１図に示す
ようになっている。すなわち、真空室１内に配設された
ヒータ２の上に基板３を載置し、この基板３に向けて真
空室１内の上部側に配設されたノズル４から半導体成長
用のガス状化合物を矢印へのように吐出するようになっ
ている。この装置は、基板３をヒータ２の上に載せ基板
３を下側から加熱するため、基板３の上方で矢印Ｂのよ
うな熱対流が生じるとともに、ヒータ２によって加熱さ
れた基板３から放散される熱が基板３の上面近傍で矢印
Ｃのように生じる。その結果、ノズル４から吐出される
ガス状化合物が上記矢印Ｂの熱対流、矢印Ｃの放散熱に
より押し上げられてその流れが乱されるため、基板３の
上面に均一な膜成長が行われなくなる。したがって、上
記装置には、得られる半導体膜（半導体層）の表面を平
滑に仕上げることが困難であるという大きな欠点がある
。

この欠点は、上記矢印Ｂの熱対流によって基板３面に到
達しえず空中で接触反応して生成したＧａ・Ａｓ粒子フ
ラッグが空間を浮遊しランダムに半導体膜に付着すると
いうことにより助長される。

さらに、上記装置は、製造がバッチ式であり生産効率が
悪く、また供給するガスの種類を変える場合は、上記ノ
ズル４に連結された複数のガス供給管のバルブ５，６．
７を切り替えるようになっているため、ノズル４内に、
直前に使用した化合物が残留しこれが不純物となり良質
の半導体を得にくいという問題も有している。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上
記ＭＢＥとＭＯＣＶＤの長所を組み合わせることにより
、半導体層表面が平滑で良質の半導体を、効率よく生産
できる半導体の製造方法の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の半導体の製造方
法は、真空化学エピタキシー系の真空室内に配設された
基板の表面に半導体層を成長させる半導体の製造方法で
あって、上記真空室を高真空状態にするとともに複数の
独立した帯域に分割し、上記複数の独立帯域に、表面を
下向きにした状態の基板を順次移動させ、第１の独立帯
域で基板を予熱し、第１の独立帯域に続く所定数の独立
帯域で基板に対して上方から加熱を施すとともに下方か
ら反応ガスを吐出して半導体層を成長させ、この独立帯
域に続く独立帯域で基板を冷却し取り出すという構成を
とる。

〔作用効果〕

すなわち、この発明の半導体の製造方法は、真空室を高
度に真空にして反応ガス分子の平均自由行程を大きくし
ガス分子を分子線として基板に効率よく衝突させるよう
しているため、反応ガスの利用効率が大幅に向上するよ
うになる。また、この発明は、基板に対して、上方から
加熱を施し、下方から反応ガスを吐出させるため、熱対
流ば゛基板の上側で生じ基板の下側では生じない。した
がって、基板の下側から吐出された反応ガスは、熱対流
によって影客を受けることなく基板面に到達し、基板面
に極めて表面平滑性に富んだ半導体層を形成するように
なる。また、真空室を複数の独立した帯域に区分し、各
帯域で基板の処理をしうるようにしているため、所定の
帯域で基板に対し加熱・冷却を施し、次の帯域で基板に
対して反応ガスを吐出させるようにすることができ、そ
れによって半導体の連続生産が可能になり生産効率の大
幅な向上を実現できるようになる。また、真空室を複数
の独立した帯域に区分しているため、各独立帯域ごとで
異なる種類の反応ガスの使用ができる。そのため、異種
反応ガスが混入して不純分となり、得られる半導体の品
質の低下が生じるということがない。そのうえ、この発
明は、真空室を高度に真空にしていて蒸気圧の低い■族
化合物でもそのままガス化して使用できるため、■族化
合物のガス化ならびに搬送用のキャリアガスが不要にな
る。そのため使用後のガスの廃棄処理も少量ですむよう
になる。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明する
。

〔実施例〕

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例に用いる半導
体製造装置を示している。これらの図において２００は
真空化学エピタキシー（ＶａｃｕｕｍＣｈｅｍｉｃａｌ
　Ｅｐｉｔａｘｙ）系における円形の真空室であり、そ
の内部が３個の独立帯域１００ａ、１００ｂ、１００ｃ
に区分され、各帯域１００ａ、１００ｂ、１００ｃにそ
れぞれ反応室１０が設けられている。上記各反応室１０
の作用は、基板着脱室５０に近い帯域１００ａの反応室
１０が基板３００の予熱、冷却用で、帯域ｔｏｏｂの反
応室１０が無ドープ層成長用で、帯域１００ｃの反応室
１０がｎ型活性層の成長用である。このような各反応室
１０は、第３図および第４図に示すように、四角板状の
床板１２と、その四角板状の床板１２の四方の周縁部か
ら上方に向かって延びる周壁１６と、回転円板６１の切
欠部に装着された上板１８とから構成されている。上記
回転円板６１は、真空室２００よりも少し寸法が小さく
設定され、１回の作業終了ごとに、真空室２００の中心
に設けられた回転軸４００を中心にゆっくり回転し、各
反応室１０の上板１８を回転方向側に位置する次の反応
室１０に移動させるようになっている。

そして、上記回転円板６１の各反応室１０に対応する部
分には、第５図に示すようにアーチ状の切欠部６０が形
成され、そこに上記上板工８が着脱自在に装着される。

１８ａは、上板１日の上面の４隅部に設けられたフック
であり、アーチ状切欠部６０に対する上板１８の装着に
利用される。３００は、上記上板１８に形成された穴部
に、表面を下側にして着脱自在に装着された基板であり
、穴部の周縁に設けられた段部に支受されている。

より詳しく述べると、上記上板１８は上記アーチ状切欠
部６０と略同形状をしていて、上記アーチ状切欠部６０
の内周縁に形成された段部により着脱自在に支持され装
着される。この上板１８のアーチ状切欠部に対する装着
は、第６図に示すように、真空室２００の外向部に連設
された基板着脱室５０において、基板３００が装着され
た上板１８のフック１８ａに、マジックハンド５１の棒
状アームを係合させて上板１８を持ち上げ、その状態で
マジックハンド５１を真空室２００内に延ばし上板１８
を回転円板６１のアーチ状切欠部６０の段部に載置する
ことにより行われる。上板１８の載置後、マジックハン
ド５１の棒状アームは、少し下降して上板Ｉ８のフック
１８．３との係合を解く。そして、その状態でマジック
ハンド５１が基板着脱室５０に後退する。上板１日の脱
着は上記と逆の手順で行われる。第６図において、５２
は基板着脱室５０と真空室２００とを区切る弁、５３は
弁５２を開く前に基板着脱室５０を真空室２００と同程
度の真空状態にする真空ポンプである。上記各反応室ｌ
Ｏの周壁には、外周に沿って所定間隙で排気口２０が設
けられ、反応室１０内の未反応ガスないし余剰反応ガス
を真空室２００に排出するようになっている。これら排
気口２０の全体の面積は反応室１０の上板１８の面積の
略４％に設定されている。１４はそれぞれ床板１２にお
ける上記基板３００の真下の位置に一定間隔（２５，４
ｍｍ）で、かつ上記基板３００に対して垂直になるよう
に穿設された直径３．２　ｍｎのノズル孔（下側から上
側にかけて逆向き円誰状になり、反応ガスを均一吐出す
るようになっている）であり、反応室１０の下側に配設
された第１の混合室２４の天井部に穿設されている孔２
６または３４に連通している。この孔２６および３４は
第７図に示すように、同数個が交互に配設されており、
孔２６は第１の混合室２４内に連通し、孔３４は第１の
混合室２４内を貫通しているダクト３２を介して混合室
２４の下側に設けられた第２の混合室３０に連通してい
る。第１の混合室２４内には第２図に示すように、側壁
を貫通して原料注入管２２が連通しており、この原料注
入管２２からトリメデルガリウム（ＴＭＧａ）やトリエ
チルガリウム（ＴＥＧａ）等の■族化合物（反応ガス）
が第１の混合室２４に送り込まれ、またｎ型ならびにｎ
型ドーパントが単独でもしくは上記■族化合物とともに
第１の混合室２４に送り込まれるようになっている。こ
の化合物等は、第１の混合室２４内で均一に混合された
のち孔２６およびノズル孔１４を通って、−ト方に配設
されている基板３００に向かって均一な分布状態で吐出
される。また、第２の混合室３０の側壁には、原料注入
管２８が連結されている。この原料注入管２８からｎ型
。

ｎ型［−バンドもしくはトリエチルアルミニウム（ＴＥ
Ａｆｆ）等のＩＩＩ族化合物等が第２の混合室３０に送
り込まれるようになっている。上記■族化合物は第２の
混合室３０およびダクト３２内で均一状態に混合された
のち、孔３４を介してノズル孔１４から基板３００に向
けて均一な分布状態で吐出される。なお、上記ダクト３
２は、第１の混合室２４内において、反応ガスの流通抵
抗になり撹拌作用を奏するため、第１の混合室２４内に
おける反応ガスの混合性の向上に寄与する。また、−ト
記真空室２００の全体３回転円板６１．上板１８、反応
室１０および第１．第２の混合室２４゜３０はステンレ
ス鋼でできており、ステンレス鋼製の支持体（図示せず
）で支持されている。４２はＡ　ｓ　Ｈ’＋、等のＶ族
化合物を反応室ｌｏ内に供給するための供給管であり、
第７図のように床板１２上の、孔２６．３４を左右同数
に２分割する位置に配設されている。そして、この供給
管４２には複数個の孔４２ａおよび孔４２ｂがそれぞれ
一定間隔を保った状態で左右２列に穿設されている。こ
れにより、上記Ｖ族化合物が反応室１０（第２図参照）
内に均一な分布状態で供給される。第２図において、４
４は反応室ＩＯの上板１８の上方に配設されたヒータ、
４４ｃは均熱板であり、基板３００を上方から主として
輻射熱で加熱することにより、基板３００を、その表面
で半導体化合物が成長できる温度まで加熱すると同時に
、その加熱により、熱対流等の影響を受けることなく半
導体層が基板３００の表面に均一に成長しうるようにし
ている。上記ヒータ４４は第８図に示すように板状カー
ボングラファイトに筋状切り込み４４ａを交互に設け、
両端に電極４４ｂを取り付けて構成されている。このヒ
ータ４４は面状に均一加熱可能であるが、ヒータ４４の
下側に設けられた均熱板４４ｃにより、面状加熱の一層
の均一化がなされるようになる。

上記の装置を用いての半導体の製造はつぎのようにして
行われる。すなわち、各帯域１００ａ。

１００ｂ、１００ｃの上板１８にそれぞれ４個の基板３
００を表面を下側にした状態で配設し、１日２交替の作
業を行うことにより、１週間に１１５２個の半導体を製
造することができる。これを第９１のＭＥＳＦＥＴエピ
タキシー層の成長プロセスのチャートおよび第１図、第
２図を用いてより詳しく説明する。まず、真空室２００
内を、真空度カ月Ｏ−７トルの真空状態にするとともに
、ヒータ４４に電荷を負荷してヒータ４４を発熱させ雰
囲気温度を６５０°Ｃに加熱する。その状態で、基板３
００が取り付けられた上板１８を、基板着脱室５０から
マジックハンド５１を延ばして第１の帯域１００ａに対
応する回転円板６１のアーチ状切欠部６０に取付け、そ
こで略１５分間加熱する。ついで基板３００を上板１８
ごと回転させて第２の帯域１００ｂの反応室ｌＯに移動
させる。

この回転により、第１の帯域１００ａには、全ての処理
がなされた基板を存する上板１８が第３の帯域１００ｃ
から到来する。そこで、上記マジックハンド５１を用い
、これを回転円板６１がら取外したのち、空いたスペー
スに、上記マジックハンド５１を用い未処理の基板を有
する上板１８を装着することが行われる。一方、第２の
帯域１゜０ｂに移動した上板１８の基板３００に対して
は、つぎのようにして反応ガスによる処理がなされる。

すなわち、第２の帯域１００ｂの反応室１０と一組にな
っている第１の混合室２４内に、トリメチルガリウム（
ＴＭＧａ）やトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）等の■族
化合物を送り込み混合室２４内で均一状態に混合したの
ち、ノズル孔１４から、第２の帯域１００ｂの反応室１
０に位置する基板３００に向けて均一な分布状態で吐出
させる。これと同時に、供給管４２に、Ａ　ｓ　Ｈｙま
たはアルギルアルシン等の■族化合物、例えばトリエチ
ルアルシン（ＴＥＡｓ）を送り込み、これを孔４２ａお
よび孔４２ｂから上記反応室１０内に過剰に吐出させる
。その結果、上記反応室１０内に供給される■族化合物
は、上記■族化合物等とともに基板３００の表面を横切
って排気口２０の方へと拡散しながら流れていく。その
間に、ＡｓＨ３やＴＥＡｓは熱分解してＡｓｚになり、
基板３００の表面に、上記ガリウム化合物のガリウムと
ともに接触し、無ドープの砒化ガリウム（ＧａＡｓ）層
等として成長する。また、基板３００に接触しない未反
応の化合物は、上記反応室１０の排気口２０から外部に
排出され、真空室２００の側方に、排気手段によって吸
い込まれる。上記ＧａＡｓ層は、毎時路２μｍの成長速
度で成長させることが好ましく、厚みを略１０’人に形
成させることが好適である。この場合、上記無ドープＧ
ａＡｓ層内の不純分の濃度はｌ×１０′５原子／　ａ原
子下になるように設定することが好ましい。つぎに、上
記処理を終えた基板３００を、回転円板６１の回転によ
り上板１８ごと第２の帯域１００ｂから第３の帯域１０
０Ｃの反応室１０に移動させる。この回転により、第１
の帯域１００ａで加熱処理された基板３００が第２の帯
域１００ｂに到来する。一方、第３の帯域１００Ｃに移
動した基板３００に対しては、ドーピング処理がなされ
る。

すなわち、ｎ型ドーパントを、■族化合物とともに、第
１の混合室２４から第３の帯域１００Ｃの反応室ＩＯに
吐出させるか、または単独で第２の混合室３０から上記
反応室１０に吐出させることにより、上記基板３００の
無ドープＧａＡｓ層の表面にｎ型活性層が成長形成され
る。このｎ型活性層は、毎時路２μｍの成長速度で成長
させることが好ましく、その厚みが２Ｘ１０３人で、そ
の中のｎ型ドーパントの濃度が略２×１０′７原子／ｃ
ｆｆｌになるようにすることが好適である。そののち、
上記■族化合物等のガスの供給をすべて停止した状態で
略１５分保持する。そして、さらに、回転円板６１を回
転させて上記の処理を終えた基板３００を第１の帯域１
００ａの反応室１０に戻し、そこで冷却する。この回転
円板６１の回転により、第２の帯域１ｏｏｂで無ドープ
ＧａＡｓ層を形成された基板３００が第３の帯域１００
Ｃに到来し、ドーピング処理を受けるようになる。一方
、第１の帯域１００ａで冷却された基板３００は、上板
１８ごと基板着脱室５０ヘマジツクハンド５１により取
り出される。この装置では、上記の操作を繰返すことに
より連続的に半導体を製造することができる。この場合
、上記装置の各反応室１０では同時に各反応室に課され
た処理がなされることとなる。このような一連の処理に
要する時間は、第１帯域１００ａでの加熱、冷却にそれ
ぞれ略１５分、第２帯域１００ｂでの無ドープ層成長に
略３０分、第３帯域１００Ｃでのｎ型活性層の成長に略
１５分、無成長期間（ガス状化合物等の供給なし）に略
１５分かかり、合計で略１．５時間となる。したがって
、１２個の基板３００の製造に対して１．５時間を要し
、これを１日２交替で連続運転すると、１週間で１１５
２個の半導体を製造することができることになる。

つぎに、第１０図にＨＥＭＴエピタキシー層の成長プロ
セスのチャートを示す。すなわち、上記の方法と同様の
方法において、第２および第３の帯域１００ｂ、１００
ｃで、第２の混合室３０（第２図）からトリエチルアル
ミニウム（ＴＥＡ／２）等のＡｆｆを含有する■族化合
物を供給することによりＨＥＭＴエピタキシー層を成長
させることができる。この場合、まず、上記の方法と同
様、基板３００を、第１の帯域１００ａで加熱したのち
、第２の帯域１００ｂでガス状の■族および■族化合物
を用いて、ドーパントの濃度がｌＸｌ０”原子／　ｃｒ
Ａ以下で、厚みが略１０’人のＧａＡｓ層を成長させ、
さらに上記ガスに加えて、へ〇含有化合物を第２の混合
室３０から吐出させ、上記ＧａＡｓ層の表面に、厚みが
３０〜１００人で、無ドープのＡｆｆ、Ｇａ、−、Ａｓ
層を成長させる。さらに、第３の帯域１００Ｃで、上記
ガス等に加えてｎ型ドーパントを吐出させ、上記Ａ　ｌ
ｚ　Ｇ　ａ　１−ｚＡｓ層の表面に厚みが５００人のｎ
°型Ａ１ｚＧａ＋−ｚＡｓ層を成長させる。この場合、
上記の数Ｚは０．１〜０．９、好ましくは０．２〜０．
３である。

そののち、第２の混合室３０の原料供給管２８に設けら
れた排出弁（図示せず）を閉じることによって、上記ガ
ス等のうちのへ〇含を化合物の供給を止め、ｎ型ドーパ
ントを含有する厚みが略１０３人のｎ型ＧａＡｓ層を成
長させる。そして、上記と同様、表面に半導体層が形成
された基板３００を第１の帯域１００ａで冷却したのち
、半導体製造装置の外部に取り出し信号源電極等を付す
。このようにして、ＨＥＭＴ半導体を得ることができる
。この場合に要する時間も上記の方法の場合と同様であ
る。

なお、−１−記の装置において、ノズル孔１４から基板
３００までの距離を、その真空状態での■族化合物のガ
ス分子の平均自由行程（ガス分子が他の分子と衝突して
反応するまでに進む距離）よりも短く、かつ基板３００
の表面への化合物の分散状態が均一になるように設定し
ておく。これをより詳しく説明すると、各ノズル孔１４
から上方に逆向き円錐状に拡散していく■族化合物等の
先端に形成される名田が互いに交わる位置に基板３００
を配設してお（とともに、基板３００に到達するガス分
子の分布状態およびその衝突速度が、ガス分子が基板３
００の表面に適当な速度で成長するために充分であるよ
うに設定しておく。または、予め設定されたノズル孔１
４から基板３００までの距離に対応させて、真空室２０
０内の真空度やガス状化合物の吐出速度を調節したり、
孔２６．３４およびノズル孔１４の個数、直径等を調節
する。これにより、規定厚み±５％の範囲内の厚み、よ
り好ましくは規定厚み±１％の範囲の厚みを有する半導
体層を得るようにする。また、ＴＥＧａおよびＡＳＨ３
等からＧａＡｓを得る場合の反応速度は、一般に、基板
３００の温度が高いほど早く進行するようになっている
が、基Ｆｉ３００の温度があまり高すぎると層状に形成
されたものが再蒸発し層成長速度を低下させる。このた
め基板３００の温度は５００〜７００　’Ｃが好ましく
、特に好ましいのは６００〜６５０°Ｃである。また、
反応室１０内の真空状態は１０−”ｌ−ル以下が好まし
い。その外、ＴＥＧａおよびＡｓＨ，等の速度５基板３
００の温度等の種々の条件の関係を下記の式（１）、　
（２）、　（３）で表すことができる。

この式（１）において、ｆは横丁に示す化合物のビーム
流束、Ｆはその流量、Ａは成長域面積、ａは排気口２０
の面積である。この排気口２０の面積ａは、成長域面積
への４％程度であることが好ましく、４％を越すと■族
化合物が外部に過剰に排出され反応室１０内での分布状
態が均一でなくなる。そのため、得られる半導体層の均
一性が悪くなる。また、４％以下になると、■族化合物
の反応室１０内部から外部への流れが悪くなり■族化合
物の利用効率が低下し効果的な半導体層の成長が得られ
なくなる。この式（１）はＡ　ｓ　ｚ　とＧａの密度比
が、成長域面積Ａと排気口２０の面積ａの比およびＡＳ
Ｈ３とＴＥＧａの流量比との積に比例することを示して
いる。

λ−ｋＴｖｂ／πｄａ２ｖｈＰ、・・・・・・（２）こ
の式（２）において、λは■族化合物の平均自由行程、
ｄｌは基板３００に衝突する分子の平均直径、Ｔは温度
、■５はノズル孔１４から吐出される■族化合物の線分
子の速度、Ｖｈは基板３００の近傍で加熱された■族化
合物の分子の速度を示している。この式（２）により反
応室１０の形状を適正に設定することができ、ノズル孔
１４と基板３００との間の距離は、■族化合物の平均自
由行程λよりも小さ（、かつ基板３００の表面で■族化
合物が均一に分布されるような距離にしておくことが重
要である。

つぎに、反応室１０内の中央部から排気口２０までの間
の圧力低下は、排気口２０を挟んだ反応室１０内と室外
との圧力差に比較して小さくなるようにしなければなら
ない。例えば反応室１０の長さと幅が同じ場合であれば
、反応室１０内においてその中央部から側壁側までのコ
ンダクタンスＣａと、上記反応室１０の外部のコンダク
タンスＣｏとの比は下記の（３）式で表される。

ｃａ／ｃＯ”　４ｈ　／ａ　　　−・・・・（３）この
式において、ｈはノズル孔１４から基板３００までの距
離、ａは排気口２０の面積を示している。この関係にお
いて、Ｃａ　／　Ｃｏが４になることが好ましい。すな
わち、反応室ＩＯ内での圧力変動は略２５％以下である
ことが好ましい。さらに、この反応室１０内に吐出され
る・■族化合物は、この反応室１０内の圧力変動に影響
されないように過剰に供給することが好ましい。その場
合でも従来の有機金属ＣＶＤ法と比べてその使用量は１
／２０程度ですむ。

このように、この発明は、真空室２００内を３個の独立
帯域１００ａ、１００ｂ、１００ｃに区分し、その各独
立帯域１００ａ、１００ｂ、１００ｃに基板３００を順
次移動させながら連続的に異なる処理を行う。そのため
、効率のよい生産ができる。また、それぞれの帯域１０
０ａ、１００ｂ、１００ｃで基板３００の処理が独自に
なされるため、反応ガスを有効に使用できるうえ、各帯
域１００ａ、１００ｂ、１００ｃでそれぞれ異なる化合
物を使用することができる。したがって、反応ガスの利
用効率の向上を実現できるとともに、異種の化合物が他
の化合物に不純物となって混入することにより、半導体
層の品質が低下するという事態の発生が防止できる。そ
のうえ、この発明で用いる上記の装置では、未反応のガ
ス状化合物を排出口２０から反応室１０の外部に排出す
ることにより、反応室１０内に一定の流速の化合物の流
れを生じさせるようにしているとともに、混合室２４．
３０に連通ずる複数個のノズル孔１４を２分割する位置
に供給管４２を配設しているた　　゛め、基板３００の
表面に均一状態で■族化合物等を送ることができ■−ｖ
族化合物からなる半導体層を均一な状態で成長させるこ
とができる。さらに、キャリアガスを用いないため使用
ガスが少量になり、廃棄等の処理が容易になる。

なお、上記実施例に用いる装置において、反応室１０を
円筒形にするとともに、各上板１８もそれに合わせて円
形にして独自に各反応室１０に移動できるようにし、か
つ各上板１８をその反応室１０の中心を軸としてゆっく
り回転させるようにするようにしてもよい。これにより
、半導体層を一層均一状態に形成しやすくなる。また、
上記の実施例に用いる装置では、反応室１０として、同
形の装置を３個用いるようにしているが、これに限定す
るものではなく、さらに多くの反応室を加え処理工程を
増加させて多層状の半導体を製造したり、加熱と冷却を
別の装置で行ってもよい。また、基板３００の各反応室
１０への移動は、上記実施例に用いる装置のように、回
転円板６１の回転により上板１日を回転させて行うこと
に限定するものでなく、上板１８および混合室は固定し
ておき、底板１２を供給管４２および周壁１６ごと、次
の反応室へ移動させて行うようにしてもよい。さらに、
第１の帯域１００ａで用いる反応室１０は、ノズル等を
設けなく、単に加熱および冷却ができる室として構成し
てもよいし、他の帯域１００ｂ、１ｏＯｃの反応室１０
もそこで行われる処理に対応して混合室を１個にしたり
、さらに下方に追加して３個にするなど変形させてもよ
い。

また、上記の実施例に用いる装置では反応室１０の周壁
１６に排気口２０を設けているが、周壁１６に排気口２
０を設けず、周壁１６と上板１８との隙間を排気路にす
るようにしてもよい。また、上記実施例に用いる装置で
は、混合室２４と３０を隔離した室とし、それぞれの混
合室に連通したノズル孔１４から異なる原料ガスを反応
室１０に送るようになっているが、混合室２４および３
０を孔等により連通させ、それぞれの原料注入管２２．
２８から送られてくる原料ガスを混合室２４内で混合し
たのち反応室ｌＯに送るようにしてもよい。さらに混合
室に冷却用のジャケット等を設けてそれに冷却水等を送
ることにより、ガス状化合物を適正温度に冷却できるよ
うにしてもよい。

これにより、ガス状化合物の温度が過剰に高くなること
を防止し、ガス状化合物の早期反応を防止できるように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の平面図、第２図はそのＡ
−Ａ’における縦断面図、第３図はさらにその反応室ブ
ロックの断面図、第４図は上板を除いた状態の反応室の
斜視図、第５図は回転円板ブロックの平面図、第６図は
基板供給装置を含めた平面断面図、第７図は反応室のノ
ズル孔および供給管の分布状態を示す平面図、第８図は
ヒータの平面図、第９図はＭＥＳＦＥＴエピタキシー層
の成長プロセスのチャート図、第１Ｏ図はＨＥＭＴエピ
タキシー層の成長プロセスのチャート図、第１１図は従
来例の断面図である。 １０・・・反応室　１２・・・床ｖｉ　１４・・・ノズ
ル孔１６・・・周壁　１８・・・上板　２０・・・排気
口　２２゜２８・・・原料注入管　２４．３０・・・混
合室　３２・・・ダクト　４２・・・供給管　４４・・
・ヒータ　４４ｃ・・・均熱板　６１−・・回転円＋Ｊ
ｉ　　１００ａ、１００ｂ。 １００Ｃ・・・帯域　２００・・・真空室　３００・・
・基板４００・・・回転軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空化学エピタキシー系の真空室内に配設された
   基板の表面に半導体層を成長させる半導体の製造方法で
   あって、上記真空室を高真空状態にするとともに複数の
   独立した帯域に分割し、上記複数の独立帯域に、表面を
   下向きにした状態の基板を順次移動させ、第１の独立帯
   域で基板を予熱し、第１の独立帯域に続く所定数の独立
   帯域で基板に対して上方から加熱を施すとともに下方か
   ら反応ガスを吐出して半導体層を成長させ、この独立帯
   域に続く独立帯域で基板を冷却し取り出すことを特徴と
   する半導体の製造方法。
2. （２）第１の独立帯域およびこの第１の独立帯域に続く
   所定数の独立帯域ならびにこの所定数の独立帯域に続く
   独立帯域が、真空室内で円形に配設されている請求項（
   １）記載の半導体の製造方法。