JPH01310533A - 有機金属気相成長装置 - Google Patents

有機金属気相成長装置

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JPH01310533A
JPH01310533A JP14219388A JP14219388A JPH01310533A JP H01310533 A JPH01310533 A JP H01310533A JP 14219388 A JP14219388 A JP 14219388A JP 14219388 A JP14219388 A JP 14219388A JP H01310533 A JPH01310533 A JP H01310533A
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JP
Japan
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crystal substrate
vapor phase
crystal
nozzles
raw material
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JP14219388A
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English (en)
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Susumu Yamazaki
進 山崎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概 要〕 気相成長法によって半導体デバイスを製造する有機金属
気相成長装置に関し、 複数の結晶基板上に同時に且つ均一なエピタキシャル層
を形成することを目的とし、 加熱された結晶基板にノズルから噴出する原料ガスを吹
きつけて、該結晶基板上にエピタキシャル層を気相成長
させる有機金属気相成長装置であって、平面的移動手段
を備えた結晶基板加熱用サセプタ上面の複数箇所の所定
位置それぞれに裁置する結晶基板の各所定位置に対応し
て、流量調節器を備えた原料ガス噴出用ノズルを配設し
て構成する。
(卒業上の利用分野〕 本発明は気相成長方法による半導体デバイスの製造¥置
に係り、特に複数の結晶基板上に同時に汀つ均一なエピ
タキシャル層を形成して生産性の向上を図った有機金属
気相成長装置に関する。
チャンバ内の加熱された結晶基板上に原料成分を含むガ
ス体(以下原料ガスとする)を吹き付けて該基板上にエ
ピタキシャル層を形成する場合、基板上の結晶層に到達
する原料成分の景は該基板トを流れる原料ガスの流量に
大きく左右される。
従って基板の全面に均一なエピタキシャル層を形成する
には、原料ガスを全面に亙って均一な量で且つ均一な流
速分布になるように吹き付けることが必要となる。
〔従来の技術〕
第3図は従来の気相成長装置の一例を説明する図であり
、(八)は全体の構成図を示しくB)および(C)は主
要部を拡大してガスの流れを説明する図である。
図(八)で、チャンバ1には図示されていない外部回転
機構部に連結して例えば図示R方向に回転する回転軸2
が装着されており、該回転軸2の上部フランジ面2aに
は上記チャンバ1の外部に設けたコイル3によって加熱
されるカーボン(炭素)よりなるサセプタ4が固定され
ている。
また表面(図では上面)にエピタキシャル層を形成する
結晶基板5は、上記サセプタ4の回転中心に合致するよ
うに中心を合わせて載置されている。
一方ガス供給系6から送出される原料ガス7は、配管8
を経由した後上記チャンバ1の上部近傍に装着されてい
る複数のノズル9がら上記結晶基板50表面に噴出する
が、この際ノズルの位置によって噴出する原料ガス7の
流量を変えると良好なエピタキシャル層が得られること
からノズル9の直前部分にIOで示す流量調節部を設は
ノズル毎の流量が調節できるようにしている。
なお図の11は、結晶基板50表面で反応が終了シタ後
の原料ガス7を排出するための排気ポンプである。
ここでチャンバ1内を0.1気圧程度に減圧し、結晶基
板5をサセプタ4で650°cyi′i7後に加熱した
状態で回転軸2を6Orpm程度に回転させながら1、
例えばトリメチル・インジウム(TMT)、 l−リエ
チル・ガリウム(TEG)、アルシン(ASI+3 )
を原料とし水素ガス[12をキャリアとした原料ガス7
を2〜3m/secの流速で図示りの如く該結晶基板5
の表面に吹き付けて、例えばインジウム・ガリウム・砒
素rnGaAsのエピタキシャル層を均一な厚さで形成
するようにしている。
ノズル9の部分を拡大した図(B)で、上記ノズル9は
ノズル9a、9b、9c、9dの4個が一列に整列した
状態で構成されており、この整列した4個のノズルが直
径方向に並ぶ位置で且つ該ノズルの原料ガス噴出口から
約10〜20+nm程度離した位置に上記結晶基板5を
配置している。
この状態で各ノズルから原料ガスを噴出させると、例え
ば9bおよび9cのノズルから噴出する原料ガス7b、
7cは結晶基板5の表面で熱分解されながら図の■1■
の二方向に進む。
一方両端にある9aおよび9dのノズルから噴出する原
料ガス7aおよび7dは図示の如く■、■5■の三方向
に進む。
従って両端にあるノズル9aと9dの流量を中央部に位
置するノズル9b、9cよりも増やす(例えば約1.3
倍とする)ことによって均一なエピタキシャル層の形成
を可能としている。
すなわち、結晶基板5を回転させない状態での原料ガス
の膜厚分布を示す図(C)で、X方向は図(II)のX
方向に、またX方向は図(B)のX方向にそれぞれ対応
している。
この場合、X方向の膜厚分布は両端に位置するノズルか
らのガス流量を図(B)で説明した如く中央部に比べて
多くしているためその分布面″eAcには図示c’、c
”の2個の山が形成される。
一方Y方向の膜厚分布はガスが吹き付けられるX線上を
最大の山とする分布面b’lc+が形成されることにな
る。
ここで該結晶基板5を前述の如く回転させて時間的に平
均化された膜厚分布を示すガス層によって該結晶基板5
上に均一化されたエピタキシャル層の形成が実現できる
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の構成になる気相成長装置では、複数個の結晶基板
に同時に作用させることができないと云う問題があった
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点は、加熱された結晶基板にノズルから噴出す
る原料ガスを吹きつけて、該結晶基板上にエピタキシャ
ル層を気相成長させる有機金属気相成長装置であって、 平面的移動手段を備えた結晶基板加熱用サセプタ上面の
複数箇所の所定位置それぞれに載置する結晶基板の各所
定位置に対応して、流量調節器を備えた原料ガス噴出用
ノズルを配設してなる有機金属気相成長装置によって解
決される。
〔作 用〕
1個の結晶基板に同時に複数個のノズルから原料ガスを
噴出させて該結晶基板全面をカバーする従来の構成を、
結晶基板に対する相対的位置で少しずつ噴出位置がずれ
ているノズルを複数個所定位置に配置し、更に所定位置
に整列した複数の結晶基板を移動して原料ガスの吹きつ
け領域を順次増加させて全面をカバーする構成に代える
ことによって、多数枚の高均一成長を可能としている。
本発明になる気相成長装置は、円周上に整列載置L7た
複数の結晶基板と該結晶基板と対応する所定の位置に配
置した複数のノズルとで構成し、該結晶基板を上記円周
の中心軸で水平方向に回転させながら複数のノズルから
原料ガスを噴出させて順次該原料ガスの吹きつけ領域を
増やすことによって全面をカバーするようにしている。
〔実施例〕
第1図は本発明を説明する図であり(A)は概念を示し
くIt)は成長結晶の厚さを説明する図である。
また第2図は本発明の実施例を示す構成図であり、(八
)は側面図を(ロ)は各ノズルの位置を説明する図であ
る。
第1図(八)で、サセプタ12上には一列に整列した複
数の結晶基板5 (図の場合には5a、5b、5c、5
dの4個である)が1Yi12置されており、該結晶基
板5の上面対応位置にはノズル13(図では1.3a、
 13b、 13c、 13d)がそれぞれの所定位置
に配置されている。
すなわち図では、サセプタ12を図示Fの方向に移動さ
せながら原料ガス7 (図では7a、 7b、 7c、
 7d)を噴出すると、ノズルL3aは結晶基板5aの
Aの令頁域を、またノズル13bは結晶基板5hの3の
領域を。
ノズル13cは結晶基板5CのCの領域を更にノズル1
3dは結晶基tff5dのDの領域をそれぞれ吹き付け
て該結晶基板5の全面をカバーするように構成している
この場合、結晶基板5上の位置と成長結晶の膜厚分布の
関係を示す図(B)で、横軸Xには図(八)における結
晶基板5のX方間断面をその中心を0として表示し縦軸
Yには成長結晶の厚さをとると、例えばノズル13aか
らの原料ガス7aによる膜厚は図示■の如くA領域が最
も厚くその外側に裾を引く分布を示す。
同様にノズル131)からの膜厚分布は■を、ノズル1
3cからの分布は■をまたノズル13dからの分布は■
をそれぞれ示す。
ここで前記のサセプタ12のF方向への移動速度と各ノ
ズルから噴出させる原料ガスの流速を適当に選ぶことに
よって、時間平均をとったときの成長結晶の膜厚分布を
点線で示す■のようにほぼ平坦にすることができる。
構成例を示す第2図(A) 、 (B)で、チャンバ1
4には第3図同様に図示されていない外部回転機構部に
連結して例えば図示R方向に回転する回転軸15が装着
されており、該回転軸15の上部フランジ面15aには
−IL記チャンバ14の外部に設けたコイル3によって
加熱されるカーボン(炭素)よりなるサセプタ16が固
定されている。
また該サセプタ16の表面上側には回転中心をセンタと
する円周」二に複数個(図の場合には8個)の結晶基板
5が等間隔に載置されている。
一方ガス供給系6から送出される原料ガス7は、配管8
を経由した後上記ヂャンバ14の上部近傍に装着されて
いる複数のノズル17から上記結晶基板5の表面に噴出
するが、この際ノズルの位置によ量調節器13を設けて
いる。
なお、図の11は第3図同様の排気ポンプであり、各ノ
ズル17から噴出する原料ガス7は結晶基板5の表面を
流れた後にサセプタ16に設けられている複数の貫通孔
16aおよび回転軸15のフランジ面15aに設けられ
ている複数の貫通孔15bを通って図示■の如く該排気
ポンプ11から排出するように構成されている。
ここで各ノズル17の結晶基板5に対する位置を説明す
ると、例えば結晶基板5の直径をdとした場合、結晶基
板5aに対するノズル17aの位置は該結晶基板5aの
サセプタ16の回転中心に向かう直径上で該基板5aの
外側の点Paから1/8X(1の位置にあり、基板5b
に対しては同様に点pbから3/3xdの位置にノズル
17hを、また基板5cに対しては同様に点Pcから5
/8Xdの位置にノズル17cを、更に基板5dに対し
ては点I’dから7/3xdの位置にノズル17dをそ
れぞれ配置するようにしている。
そこで、原料ガス7を噴出しながらサセプタ16を図示
R1方向に回転させると、図の場合にはサセプタ16が
172回転する間に結晶基板5の全面に原料ガス7を吹
き付けることができる。
実験結果によれば、第3図で説明した条件すなわら、チ
ャンバ14内を0.1気圧程度に減圧し、結晶基板5を
650°C@後に加熱した状態でサセプタ16を60r
pm程度に回転させながら、第3図同様の原料ガス7を
2〜3 m/secの流速で結晶基板5の表面に吹き付
けて、所要のエピタキシャル層を均一な厚さで形成でき
ることを確認している。
なおこの場合結晶基板5に対して両端にあるノズル17
a と17dは原料ガス7の噴出量を中央部に位置する
ノズル17bと17Cよりも杓1.3倍に増やすことは
前述の通りである。
〔発明の効果〕
本発明により、複数個の結晶基板に同時に均一なエピタ
キシャル層が形成できる有機金属気相成長装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明する図、 第2図は本発明の実施例を示す構成図、第3図は従来の
気相成長装置の一例を説明する図、 である。図において、 3はコイル、    5,58〜5dは結晶基板、6は
ガス供給系、  7,78〜7dは原料ガス、8は配管
、    11は排気ポンプ、12、16はサセプタ、
16aは貫通孔、13、13a〜13d、 17.17
a〜17dはノズル、14はチャンバ、  15は回転
軸、 15aはフランジ面、15bは貫通孔、18は流量調節
器、 をそれぞれ表わす。 °  本衾e升を言え明すう図 L 1 図 本イ仁e月の実力aイクj2示すお1戚図第 2 区 (A) 嗟来n気相戚長襄腎を説明する図 勇 3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  加熱された結晶基板にノズルから噴出する原料ガスを
    吹きつけて、該結晶基板上にエピタキシャル層を気相成
    長させる有機金属気相成長装置であって、 平面的移動手段を備えた結晶基板加熱用サセプタ上面の
    複数箇所の所定位置それぞれに載置する結晶基板の各所
    定位置に対応して、流量調節器を備えた原料ガス噴出用
    ノズルを配設してなることを特徴とする有機金属気相成
    長装置。
JP14219388A 1988-06-09 1988-06-09 有機金属気相成長装置 Pending JPH01310533A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101831632A (zh) * 2009-03-13 2010-09-15 东京毅力科创株式会社 成膜装置
WO2017014179A1 (ja) * 2015-07-17 2017-01-26 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、及びプログラム

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