JPH0258325A - 半導体薄膜気相成長装置 - Google Patents
半導体薄膜気相成長装置Info
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- JPH0258325A JPH0258325A JP21023488A JP21023488A JPH0258325A JP H0258325 A JPH0258325 A JP H0258325A JP 21023488 A JP21023488 A JP 21023488A JP 21023488 A JP21023488 A JP 21023488A JP H0258325 A JPH0258325 A JP H0258325A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
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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。
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
本発明は半導体薄膜気相成長装置に関し、特に気相成長
時にサセプタに付着した反応生成物が半導体薄膜中へ混
入するのを低減するものである。
時にサセプタに付着した反応生成物が半導体薄膜中へ混
入するのを低減するものである。
従来の技術
近年、半導体薄膜、特にＡｌを含む混晶であるＡｄＧａ
Ａｓ、ＡｅＧａＩｎＰやＡｅＩｎＡｓ 模の気相成長に
おいては装置内の残留酸素による結晶品質の劣化が問題
であり、気相成長装置の反応室を外ｔ（にさらさないで
基板の交換ができるように予（＜ｉｉ室を設ける事が多
い。第３図に従来用いられている予備室を設けた有機金
属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）による半導体ｌ−ダ膜気相
成長装置の構成図を示す。
Ａｓ、ＡｅＧａＩｎＰやＡｅＩｎＡｓ 模の気相成長に
おいては装置内の残留酸素による結晶品質の劣化が問題
であり、気相成長装置の反応室を外ｔ（にさらさないで
基板の交換ができるように予（＜ｉｉ室を設ける事が多
い。第３図に従来用いられている予備室を設けた有機金
属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）による半導体ｌ−ダ膜気相
成長装置の構成図を示す。
反応室１と予備室２はゲートバルブ３ａで隔てられてお
り基板の搬送は次のように行われる。予１イ１１室２の
基板保持ｆ４：４に基板５ａを設置し、予備室２内を＋
Ｉｙに真空引きした後、ゲートバルブ３ａを開け、ｈ（
板の移送機構６により基板５ａを反応室１内へ搬送し、
カーボン製のサセプタ７ａ上に設置する。ついで移送機
構６を予ｑ１１室２内へ戻し、ゲートバルブ３を閉じた
状Ｉルでサセプタ７ａを支持寸已移動可能なサセプタ支
持（へ８により→たセブ：７ａ″−−衡Ｌ）法青まで：
′トｚぐさせて・、に；ハパ之長と行う５、結晶成長は
次のように行われる。すなわち基板４を設置したサセプ
タ７ａを反応室１の外部よりＲＦコイル９によって、高
周波誘導加熱し、所定の温度に保つ。ガス４人口１０よ
り導入された原料ガスは基板５ｂ近傍で熱分解され半導
体簿膜を堆積させる。フｊ（板５ｂの取り出し、交換は
、搬入の逆の手順で行う。
り基板の搬送は次のように行われる。予１イ１１室２の
基板保持ｆ４：４に基板５ａを設置し、予備室２内を＋
Ｉｙに真空引きした後、ゲートバルブ３ａを開け、ｈ（
板の移送機構６により基板５ａを反応室１内へ搬送し、
カーボン製のサセプタ７ａ上に設置する。ついで移送機
構６を予ｑ１１室２内へ戻し、ゲートバルブ３を閉じた
状Ｉルでサセプタ７ａを支持寸已移動可能なサセプタ支
持（へ８により→たセブ：７ａ″−−衡Ｌ）法青まで：
′トｚぐさせて・、に；ハパ之長と行う５、結晶成長は
次のように行われる。すなわち基板４を設置したサセプ
タ７ａを反応室１の外部よりＲＦコイル９によって、高
周波誘導加熱し、所定の温度に保つ。ガス４人口１０よ
り導入された原料ガスは基板５ｂ近傍で熱分解され半導
体簿膜を堆積させる。フｊ（板５ｂの取り出し、交換は
、搬入の逆の手順で行う。
発明が解決しようとする課題
ところが第３図に示した従来の半導体薄膜気相成長装置
においては、結晶成長を数回以上行うとサセプタに反応
生成物が付着するだめ次の結晶戎長時に再蒸発し、半導
体薄膜には表面欠陥の発生。
においては、結晶成長を数回以上行うとサセプタに反応
生成物が付着するだめ次の結晶戎長時に再蒸発し、半導
体薄膜には表面欠陥の発生。
不純物の混入や不必要な結晶組成の混入という問題点が
あった。
あった。
これを回避するためには結晶成長ｉびにサセプタを交換
するか、反応室内でサセプタを成長温度以上に上げて空
焼きをしていた。しかし、＋ｎ１者の場合、化学反応性
の強いＡｄを含む混晶系を結晶成長するに際し水分など
の吸着性が強い多孔質・つ′Ｉ＋セプタ全臼晶式長苺：
こ外′、り、＝さら寸＝’−”＞王；５全一・のとは言
えない。又、後者の場合、ある程度の幼果が認められた
が完全に付着物は除去できず、又結晶膜長の回数が空焼
き工程Ｓｔだけ減ること（ζなり生産性が上がらなかっ
た。結晶成長する材（Ｆによっては結晶品質が劣化する
ことがあった。
するか、反応室内でサセプタを成長温度以上に上げて空
焼きをしていた。しかし、＋ｎ１者の場合、化学反応性
の強いＡｄを含む混晶系を結晶成長するに際し水分など
の吸着性が強い多孔質・つ′Ｉ＋セプタ全臼晶式長苺：
こ外′、り、＝さら寸＝’−”＞王；５全一・のとは言
えない。又、後者の場合、ある程度の幼果が認められた
が完全に付着物は除去できず、又結晶膜長の回数が空焼
き工程Ｓｔだけ減ること（ζなり生産性が上がらなかっ
た。結晶成長する材（Ｆによっては結晶品質が劣化する
ことがあった。
本発明は、以上のような従来装置の問題点を除き、良質
の半導体薄膜を再現性良く製造する半導体薄膜気相成長
装置を提供することを目的とする。
の半導体薄膜を再現性良く製造する半導体薄膜気相成長
装置を提供することを目的とする。
課２′＋Ｉを１解決するための手段
−１，記聞コθ点を解決するための本発明の技Ｈｉｉ的
手段は゛Ｖ導体薄ｑｔｓ −Ｃ４１１らＥｆ＜装置にお
・いて、反応室及びサセプタ舎外′］（にさらす事なく
清浄化処理された）３１１の→Ｊ−セブタと交換できる
構造をｒ丁することを１１）も−１：、要な特徴とする
。即ち、エアロツク式に連結されだ反応室とサセプタの
清浄化処理室を設け、清浄化処理室にはサセプタの加熱
手段、清浄化手１−ンを設けている１つ 作 用 」ユ記の溝成によれば、表面の清浄化処理した別のサセ
プタを外気にさらす事なく反応室に移送。
手段は゛Ｖ導体薄ｑｔｓ −Ｃ４１１らＥｆ＜装置にお
・いて、反応室及びサセプタ舎外′］（にさらす事なく
清浄化処理された）３１１の→Ｊ−セブタと交換できる
構造をｒ丁することを１１）も−１：、要な特徴とする
。即ち、エアロツク式に連結されだ反応室とサセプタの
清浄化処理室を設け、清浄化処理室にはサセプタの加熱
手段、清浄化手１−ンを設けている１つ 作 用 」ユ記の溝成によれば、表面の清浄化処理した別のサセ
プタを外気にさらす事なく反応室に移送。
交換できるので、半導体薄膜中への不純物の混入。
不必要な結晶組成の混入が無くなる。よって表面欠陥の
少ない、高純度の良質な半導体薄膜を再現性良く得るこ
とが出来る。又反応室内での結晶成長と清浄化処理室内
でのサセフリの清浄化が同時に処理できるので結晶成長
の効率化がはかれる。、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
少ない、高純度の良質な半導体薄膜を再現性良く得るこ
とが出来る。又反応室内での結晶成長と清浄化処理室内
でのサセフリの清浄化が同時に処理できるので結晶成長
の効率化がはかれる。、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１の実施例として、加熱手段とサセプタを直接導入で
きる手段を備えた清浄化処理室を何する半う体薄模気Ｉ
ｌｌ成長装置について説明する。
きる手段を備えた清浄化処理室を何する半う体薄模気Ｉ
ｌｌ成長装置について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を説明する図である。１
は反応室、１１はサセプタ清浄化処理室であり、ゲート
バルブ３ｂで互いに隔絶されている。５ｂは結晶成長に
（・た用したサセプタであり、６ａは清浄化処理された
別のサセプタである。サセプタ清浄化処理室１１にはサ
セプタの交換時にサセフリを昇降させうる移送機構６ｂ
とサセプタを加熱しうる加熱機構１２が設けられている
３、結晶成Ｒに使用したサセプタ７ａは基板５ｂを移送
機構６ａを用いて予備室２に搬出した後、ゲートバルブ
３ｂを開けて、サセプタ支持棒８より４Ｆセプタ７ｂを
はずし、清浄化処理されたサセプタ７ｂをサセプタ支持
棒に差し込み、次の結晶成長に使用する。使用したサセ
プタ７ａはゲートパルプ３ｂを閉じ清浄化処理室１１に
おいて加熱され、付着物を取り去られる。もしくは、清
浄化処理室１１から外部に取り出されて、外部で化学的
に洗浄された後再び清浄化処理室１１内で空焼きが行わ
れる。
は反応室、１１はサセプタ清浄化処理室であり、ゲート
バルブ３ｂで互いに隔絶されている。５ｂは結晶成長に
（・た用したサセプタであり、６ａは清浄化処理された
別のサセプタである。サセプタ清浄化処理室１１にはサ
セプタの交換時にサセフリを昇降させうる移送機構６ｂ
とサセプタを加熱しうる加熱機構１２が設けられている
３、結晶成Ｒに使用したサセプタ７ａは基板５ｂを移送
機構６ａを用いて予備室２に搬出した後、ゲートバルブ
３ｂを開けて、サセプタ支持棒８より４Ｆセプタ７ｂを
はずし、清浄化処理されたサセプタ７ｂをサセプタ支持
棒に差し込み、次の結晶成長に使用する。使用したサセ
プタ７ａはゲートパルプ３ｂを閉じ清浄化処理室１１に
おいて加熱され、付着物を取り去られる。もしくは、清
浄化処理室１１から外部に取り出されて、外部で化学的
に洗浄された後再び清浄化処理室１１内で空焼きが行わ
れる。
本実施例の装置を用いて（１００）ＩｎＰ基板上にＩｎ
Ｐ／ＧａＩｎＡｓ 多１否膜の結晶成長を試みた。ト
リメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルシン、
ホスフィンヲ原料ガスとした通常の成長方法である。そ
の、結果、２０ ｆｌＸ ２０１Ｍの基板内において鏡
面の結晶が得られるとともに表面欠陥密度が著しく減少
し、基板表面の清浄化の均一性の向−Ｌが認められ、さ
らには２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）で調べた結果
、不必要な結晶組成は現れず、結晶への不純物混入の軽
減化が確認できた。
Ｐ／ＧａＩｎＡｓ 多１否膜の結晶成長を試みた。ト
リメチルガリウム、トリメチルインジウム、アルシン、
ホスフィンヲ原料ガスとした通常の成長方法である。そ
の、結果、２０ ｆｌＸ ２０１Ｍの基板内において鏡
面の結晶が得られるとともに表面欠陥密度が著しく減少
し、基板表面の清浄化の均一性の向−Ｌが認められ、さ
らには２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）で調べた結果
、不必要な結晶組成は現れず、結晶への不純物混入の軽
減化が確認できた。
次に、第２の実施例として加熱手段とガス反応によりサ
セプタ表面の清浄化をする手段を備えた清浄化処理室に
有する半導体薄膜気イ”Ｄ成長装置について説明する。
セプタ表面の清浄化をする手段を備えた清浄化処理室に
有する半導体薄膜気イ”Ｄ成長装置について説明する。
９
第２図は本発明の第２の実施例を説明する図である。第
１図と対応部には同一の番号で指示している。１３はガ
ス供給口であり、例えばＨ（Ｊ’ガスを供給し、サセプ
タ７ａを加熱してサセプタ表面に付着した反応生成物を
ガスエツチングにより除去する。除去後、ＨＣｅ ガス
の供給を停止しさらに空焼きされる。
１図と対応部には同一の番号で指示している。１３はガ
ス供給口であり、例えばＨ（Ｊ’ガスを供給し、サセプ
タ７ａを加熱してサセプタ表面に付着した反応生成物を
ガスエツチングにより除去する。除去後、ＨＣｅ ガス
の供給を停止しさらに空焼きされる。
本実施例の装置を用いることによって第１の実施例と同
等以上の効果が認められた。
等以上の効果が認められた。
ここでは横型の有機金属気相成長装置について説明した
が、池の気（１１成長でも良い１３本発明ではサセプタ
の交換が行われるので、同一のサセプタで成長、ｌ古注
化処理ケ繰り返す場合より作業効率が著しく向上する。
が、池の気（１１成長でも良い１３本発明ではサセプタ
の交換が行われるので、同一のサセプタで成長、ｌ古注
化処理ケ繰り返す場合より作業効率が著しく向上する。
またサセプタ清浄化処理室には常時複数のサセプタを収
納しても良く、作業効率の向上が期待できる。
納しても良く、作業効率の向上が期待できる。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明の半４体薄膜気相成長装
置によれば、半導体薄膜の結晶性及び結晶組成の制御性
に大きく影響？及ぼすサセプタに付着した反応生成物の
再蒸発を無くすことができ、しかも気密状態下でサセプ
タの交換が実現可能であり、高純度の良質な半導体薄膜
を再現性良く得ることが出来実用上極めて有用である１
つ４、図σＭの面？）１な説明 第１図は本発明の４Ｓ１の実施例金示す半導体薄摸気■
１成長装置の１１ηｅ、図、第２［図は第２の実施例を
示す半心体薄膜″；ＣＩ′ｔ１成長装置の構成図、第３
図は従来の半４体薄嘆気相成畏装置の構成図である。
置によれば、半導体薄膜の結晶性及び結晶組成の制御性
に大きく影響？及ぼすサセプタに付着した反応生成物の
再蒸発を無くすことができ、しかも気密状態下でサセプ
タの交換が実現可能であり、高純度の良質な半導体薄膜
を再現性良く得ることが出来実用上極めて有用である１
つ４、図σＭの面？）１な説明 第１図は本発明の４Ｓ１の実施例金示す半導体薄摸気■
１成長装置の１１ηｅ、図、第２［図は第２の実施例を
示す半心体薄膜″；ＣＩ′ｔ１成長装置の構成図、第３
図は従来の半４体薄嘆気相成畏装置の構成図である。
１・・・・・・反応室、２・・・・・・予備室、３ａ、
３ｂ・・・・・デートバルブ、４・・・・・・爪板保持
、！’−１ｓａ、ｓｂ・・・・・基板、ｅａ、６ｂ・・
・・・・移送機構、７ａ 、７ｂ・・・・サセプタ、８
・・・・・・サセプタ支持棒、９・・・・・・ＲＦコイ
ル、１０・・・・・・ガス導入口、１１・・・・・・サ
セプタ清浄化処理室、１２・・・・・・加熱機構、１３
・・・・・・ガス供給口。
３ｂ・・・・・デートバルブ、４・・・・・・爪板保持
、！’−１ｓａ、ｓｂ・・・・・基板、ｅａ、６ｂ・・
・・・・移送機構、７ａ 、７ｂ・・・・サセプタ、８
・・・・・・サセプタ支持棒、９・・・・・・ＲＦコイ
ル、１０・・・・・・ガス導入口、１１・・・・・・サ
セプタ清浄化処理室、１２・・・・・・加熱機構、１３
・・・・・・ガス供給口。
Claims (3)
- （１）有機金属、水素化物もしくはハロゲン化物の気相
成長原料ガスが導入され、サセプタ上に搭載された基板
上に薄膜結晶を成長させる成長室と反応生成物が付着し
た前記サセプタ表面を清浄化する清浄化処理室を備え、
前記成長室と清浄化処理室とがエアロック機構によって
連結されていて、前記清浄化処理室にて清浄化された前
記サセプタが外気にさらされる事なく前記成長室に搬送
される構成の半導体薄膜気相成長装置であり、前記清浄
化処理室がサセプタの加熱手段と表面に付着した反応生
成物を前記半導体薄膜気相成長装置の外で除去したサセ
プタを直接導入できる手段とを具備することを特徴とす
る半導体薄膜気相成長装置。 - （２）有機金属、水素化物もしくはハロゲン化物の気相
成長原料ガスが導入され、サセプタ上に搭載された基板
上に薄膜結晶を成長させる成長室と反応生成物が付着し
た前記サセプタ表面を清浄化する清浄化処理室を備え、
前記成長室と清浄化処理室とがエアロック機構によって
連結されていて、前記清浄化処理室にて清浄化された前
記サセプタが外気にさらされる事なく前記成長室に搬送
される構成の半導体薄膜気相成長装置であり、前記清浄
化処理室がサセプタの加熱手段とガス反応により表面の
清浄化をする手段とを具備する事を特徴とする半導体薄
膜気相成長装置。 - （３）清浄化処理室は複数のサセプタを収納できること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半
導体薄膜気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21023488A JPH0258325A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21023488A JPH0258325A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0258325A true JPH0258325A (ja) | 1990-02-27 |
Family
ID=16586008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21023488A Pending JPH0258325A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0258325A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10135138A (ja) * | 1996-10-30 | 1998-05-22 | Sharp Corp | 有機金属気相成長装置 |
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