JPH01320292A - 結晶成長用サセプタ - 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、結晶成長を施すウェハを載置する結晶成長
用サセプタに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、化合物半導体結晶成長法の分野においては、従来
の液相成長法に代わり層厚１組成の制御性・均一性に優
れているＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ　
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
　　；有機金属熱分解法）が実用化されつつある。

第７図に従来のＭＯＣＶＤ装置の結晶成長部の概略を示
す。

この図において、１はカーボン製のサセプタ、２はこの
サセプタ１を支える支持部、３は前記サセプタ１上に載
置されるウェハ、４は石英製の反応管、５はＲＦコイル
、６は原料ガス導入部、７はガス排出部、８は原料ガス
の流れである。

次に、ＭＯＣＶＤ装置の動作について説明する。

まず、ＲＦコイル５による高周波誘導加熱によりサセプ
タ１を加熱することによって、ウェハ３を成長温度まで
昇温させる。次に、マスフローコントローラによって精
密に流量制御された原料ガスを、キャリアガスとともに
ガス導入部６から反応管４内部へ導入する。反応管４内
に導入された原料ガスは、加熱されたウェハ３表面で熱
分解して結晶成長が進行する。

ところで、ＭＯＣＶＤ法による多層成長において、清浄
で、かつ急峻な成長界面を得るためには、原料ガスを層
流としてウェハ３表面に供給するとともに、反応後のガ
スはすみやかに排気することにより、ウェハ３表面部で
のガスの対流や残留ガスをなくすことが重要である。

まず、ガスの流れ８を層流にするための方策としては、
ガス導入部６からウェハ３の表面に到達するまでの反応
管４の形状を角度８°という鋭いテーバ状にしている。

これにより、ガス導入部６からウェハ３表面に至るまで
の反応管４の水平方向の断面積が小さくなるので、ガス
の流れ８の速度を早く保てるとともに、テーバの角度が
鋭いので原料ガスは反応管壁に沿って流れる。ガスの流
れ８の速度が速いことと、ガスが反応管壁に沿って流れ
るという２つの効果によって、原料ガスは対流や乱流を
生じず、層流としてウェハ３表面に供給される。

次に、反応後のガスをすみやかに排気するための方策と
しては、反応管４とサセプタ１の間のすき間りを約１．
５ｃｍと狭くすることにより、反応後のガスの流れ８を
高速にし、クエへ表面部で対流や乱流を生じることなく
横方向に逃がし、反応管４外に排気されるようにしてい
る。

このように、従来のＭＯＣＶＤ装置においては、サセプ
タ１と反応管４との位置関係が、特に反応後のガスの流
れ８に大きく影響を及ぼす。すなわち、反応管４の交換
やサセプタ１の交換の都度、サセプタ１が偏心したり、
サセプタ１と反応管４との間隔りが変わったりすると、
ガスの流れ８に乱れが生じ、成長層の均一性、再現性に
問題が生じる。

第８図は従来のＭＯＣＶＤ装置の結晶成長部において、
サセプタ１と反応管４との間隔が広くなった場合を示す
図である。この図のように、サセプタ１と反応管４との
間隔ｈ′が所定の値より広いと、ウェハ３表面で反応し
た後のガスの流れ８は充分速い速度を得ることができな
いため、ウェハ３表面での対流を抑制しきれず乱流が発
生する。

第９図は従来のＭＯＣＶＤ装置の結晶成長部において、
サセプタ１が偏心した場合を示す図である。この図のよ
うに、サセプタ１の中心線と反応管４の中心線がずれて
いると、原料ガスがウェハ３に均一に供給されないばか
りでなく、反応後のガスが排気される際にもガスの流れ
９が乱れ、ウェハ３表面で乱流が生じる原因となる。

第１０図は従来のＭＯＣＶＤ装置の結晶成長部において
、サセプタ１と反応管４との間隔が狭くなった場合を示
す図である。この図のように、サセプタ１と反応管４と
の間隔ｈ＃が所定値より狭くなりすぎると、反応後のガ
スが横方向にスムーズに逃げることができないため、反
応ガスはウェハ３表面に衝突するように吹き付けられて
反射し、ウェハ３表面で乱流が発生する。

これらの例からもわかるように、清浄で、かつ急峻な成
長界面を均一性、再現性良く得るためには、反応管４の
交換やサセプタ１の交換の前後でサセプタ１と反応管４
との位置関係を精度良く再現させる必要がある。

（発明が解決しようとする課題〕 従来のＭＯＣＶＤ装置における結晶成長用のサセプタ１
は、サセプタ１の支持部２のみによりサセプタ１の位置
が決められていたため、サセプタ１を支持部２に取り付
ける際の僅かな取付誤差や、あるいは支持部２の偏心に
よりサセプタ１と反応管４との位置関係が変わり、その
結果、ガスの流れ８が乱れてウェハ３表面付近で乱流が
生じ、清浄で、かつ急峻な成長界面が再現性良く得られ
ないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、反応管の交換やサセプタの交換の前後にお
いても、サセプタと反応管との位置関係を精度良く再現
できる結晶成長用サセプタを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る結晶成長用サセプタは、サセプタの上面
または側面にサセプタと反応管との位置関係を一定に保
つための位置決め用支持部を設けたものである。

〔作用〕

この発明における結晶成長用サセプタは、サセプタの側
面または上面に設けた位置決め用支持部が反応管のテー
バ部分の内壁に接触することによリ、サセプタと反応管
との位置関係が一定に保たれる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図、第２図について説
明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す位置決め用支持部を
備えたサセプタの斜視図、第２図は、第１図に示したこ
の発明によるサセプタを用いたＭＯＣＶＤ装置の概略構
成図である。

これらの図において、１〜８は第７図と同一または相当
部分を示し、９はセラミック等の絶縁物からなる位置決
め用支持部である。この位置決め用支持部９は所定の高
さを有し、かつ周囲からのガスの流れ８を妨げないよう
に所要の大きさの開口部９ａが多数形成されている。こ
の位置決め用支持部９は第１図に示すように、カーボン
製のサセプタ１の上面に取り付けられている。

次に第２図をもとにしてこの発明の動作について説明す
る。

まず、ウェハ３をサセプタ１の上に載置した後、サセプ
タ１を反応管４内の所定の位置に設置する。この際、サ
セプタ１の上面に設けられた位置決め用支持部９が反応
管４のテーパ部の内壁にちょうど接触する位置にサセプ
タ１を設置する。

このように、サセプタ１の上面に設けられた位置決め用
支持部９を反応管４のテーパ部の内壁にちょうど接触さ
せることにより、サセプタ１が偏心することもなくなり
、また、サセプタ１と反応管４との間隔りも精度良く再
現させることがで仕る。

次に、ＲＦコイル５による高周波誘導加熱によりサセプ
タ１を加熱することによって、ウェハ３を成長温度まで
昇温させる。この際、サセプタ１の上面に設けられた位
置決め用支持部９はセラミック等の絶縁物からなるので
、ＲＦコイル５による高周波誘導加熱によって位置決め
用支持部９が高温になることはない。次に、マスフロー
コントローラによって、精密に流量制御された原料ガス
をキャリアガスとともにガス導入部６から反応管４内部
へ導入する。反応管４内に導入された原料ガスは加熱さ
れたウェハ３表面で熱分解して結晶成長が進行する。

このように、この発明によるサセプタ１を用いたＭ　Ｏ
ＣＶ　Ｄ装置では、サセプタ１の上面に設けられた位置
決め用支持部９を反応管４のテーパ部の内壁にちょうど
接触させることにより、サセプタ１と反応管４との位置
関係がガスの流れ８にとって望まｌノい位置、すなわち
サセプタ１が反応管４の中心線から信心せず、かつサセ
プタ１と反応管４との間隔が所定値りであるような位置
に精度良く再現される。

なお、上記実施例では位置決め用支持部９をサセプタ１
の上面に設けたが、位置決め用支持部９を設ける位置は
、サセプタ１の側面であってもよい。

第３図はこの発明の他の実施例を示すサセプタの斜視図
、第４図は、第３図に示したこの発明によるサセプタを
用いたＭＯＣＶＤ装置の概略構成図である。

第３図に示すように、サセプタ１の側面に位置決め用支
持部９が設けられている。このように、サセプタ１の側
面に位置決め用支持部９が設けられている場合にも、サ
セプタ１の上面に位置決め用支持部９が設けられている
場合と同様、第４図に示すように、位置決め用支持部９
を反応管４のテーパ部の内壁にちょうど接触させること
により、サセプタ１が偏心することもなく、サセプタ１
と反応管４との位置関係を精度良く再現させることがで
きる。

第５図はこの発明のさらに他の実施例を示すサセプタの
斜視図、第６図は、第５図に示したサセプタを用いたＭ
ＯＣＶＤ装置の概略構成図である。第５図の実施例では
、サセプタ１の側面に突起状の位置決め用支持部９を複
数形成したものである。第５図に示すような簡単な位置
決め用支持部９であっても、第６図に示すようにサセプ
タ１と反応管４との位置関係を精度良く再現させるとい
うこの発明の目的は充分に達成される。

なお、第４図および第６図に示したサセプタ１と反応管
４との位置関係では、第２図で示したのと異なり、サセ
プタ１が反応管４のテーパ部の内側に位置しているが、
これは反応ガスのガスの流れ８に乱れを生じさせるもの
ではないから、この発明の効果を何ら損なうものではな
い。

また、位置決め用支持部９の形状は、上記各実施例に示
したものに限らず、この発明の効果が得られるものであ
ればどのような形状でもよい。

〔発明の効果） 以上説明したように、この発明は、サセプタの上面また
は側面にサセプタと反応管との位置関係を一定に保つた
めの位置決め用支持部を設けたので、サセプタを反応管
内に設置する際には、位置決め用支持部を反応管のテー
パ部の内壁にちょうど接触させることで、反応管の交換
やサセプタの交換の前後においてもサセプタと反応管と
の位置関係を一定に保つことができ、その結果、ガスの
流れが乱れたりウェハ表面付近で対流や乱流等が生じる
ことがなくなり、清浄で、かつ急峻な成長界面が再現性
良く得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すサセプタの斜視図、
第２図は、第１図に示したこの発明によるサセプタを用
いたＭＯＣＶＤ装置の概略構成図、第３図はこの発明の
他の実施例を示すサセプタの斜視図、第４図は、第３図
に示したサセプタを用いたＭＯＣＶＤ装置の概略構成図
、第５図はこの発明のさらに他の実施例を示すサセプタ
の斜視図、第６図は、第５図に示したサセプタを用いた
ＭＯＣＶＤ装置の概略構成図、第７図は従来のサセプタ
を用いたＭＯＣＶＤ装置の概略構成図、第８図は従来の
サセプタを用いたＭＯＣＶＤ装置の結晶成長部において
、サセプタと反応管との間隔が広くなった場合の概略構
成図、第９図は従来のサセプタを用いたＭＯＣＶＤ装置
の結晶成長部において、サセプタが偏心した場合の概略
構成図、第１０図は従来のサセプタを用いたＭＯＣＶＤ
装置の結晶成長部において、サセプタと反応管との間隔
が狭くなフた場合の概略構成図である。 図において、１はサセプタ、３はウェハ、４は反応管、
９は位置決め用支持部である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　　　　（外２名）第１図 第３図 第５図 第９図 ６、 手続補正書（自発） １、事件の表示　　　特願昭６３−１５５８４０号２、
発明の名称　　結晶成長用サセプタ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内置丁目２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内置丁目２番３号５
、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６　、　？１１１正の内容 （１）明細ざ第１頁１９行の１“熱分解法」を、１気相
成長法」と補正する。 （２）　　同じく第２頁５行の「６は原料ガス導入部」
を、「６は原料ガスを導入するガス導入部」と補正する
。 （３）　　同じく第５頁２行の「ガスの流゛れ９　、ｌ
を、１ガスの流れ８」と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　サセプタ上に載置されたウェハを反応管内で結晶成長
   させる装置において、前記サセプタの上面または側面に
   前記サセプタと反応管との位置関係を一定に保つための
   位置決め用支持部を設けたことを特徴とする結晶成長用
   サセプタ。