JPH03171719A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH03171719A JPH03171719A JP31091489A JP31091489A JPH03171719A JP H03171719 A JPH03171719 A JP H03171719A JP 31091489 A JP31091489 A JP 31091489A JP 31091489 A JP31091489 A JP 31091489A JP H03171719 A JPH03171719 A JP H03171719A
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- Japan
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- substrate
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- vapor phase
- carrier gas
- heat insulating
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- Pending
Links
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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）
本発明は有機金属気相成長法によるＩ［−Ｖ族化合物半
導体の成長等に用いられる気相或長装置に関する． （従来の技術） 結晶成長用基板および基板保持部のみを加熱するいわゆ
るコールドウォールタイプの加熱方法はＳ１の気相成長
や■−ｖ族化合物半導体の有機金属気相成長法（ＭＯＶ
ＰＥ）などに広く用いられている．コールドウォールの
加熱方法の中ではランプ加熱に比べて反応管の汚れの影
響を受けないこと、抵抗加熱に比べて加熱速度の速いこ
とからカーボンサセプターと高周波コイルを用いた誘導
加熱が一般的に用いられている． ところでＩ−Ｖ族化合物半導体の有機金属気相成長法に
おいては、成長基板の面内均一性の観点から、また成長
層上に発生するゴミの問題等により結晶基板を下向きに
して成長を行なうことがＮ．Ｐｕｅｔｚ等によって試み
られている（ジャーナルエレクトロマテリアル（Ｊ．Ｅ
Ｉｅｃ．Ｈａｔｅｒ．１７ １９８８３８１）） ． （発明が解決しようとする課題） 従来の誘導加熱用カーボンサセブターを用いて加熱を行
なうと上面からの放熱量は下面からの放熱量より数倍大
きいことを見出した．このような放熱量の分布では、気
相成長を行なうに当たり、基板結晶をサセプタ一下面に
設置する場合には誘導加熱エネルギーの大半が基板結晶
に与えられることなく無駄に放散されてしまう． 第２図に従来型のカーボンサセプターを備えた気相成長
装置を示す．カーボンサセプターをキャリアガス気流中
で加熱すると上面からの放熱量は下面からの放熱量より
数倍大きいのは、加熱されたキャリアガスが下面では浮
力の影響で基板近傍を流れるのに対し、上面では浮力に
よる上昇流により基板から離れてしまうからである．こ
のことはヌセルト数が上面の方が下面より数倍大きいこ
とからもわかる． 気相成長装置の基板保持部でエネルギーが無駄に放散さ
れることは、誘導加熱カーボンサセ１ターで基板保持部
を構成する場合だけに起る問題ではなく誘導加熱を採用
する成長装置では面内温度分布を意図的に変化すること
が比較的難しいから、基板保持部の上面からの無駄なエ
ネルギーの放射は従来の気相装置では抑制できなかった
。
導体の成長等に用いられる気相或長装置に関する． （従来の技術） 結晶成長用基板および基板保持部のみを加熱するいわゆ
るコールドウォールタイプの加熱方法はＳ１の気相成長
や■−ｖ族化合物半導体の有機金属気相成長法（ＭＯＶ
ＰＥ）などに広く用いられている．コールドウォールの
加熱方法の中ではランプ加熱に比べて反応管の汚れの影
響を受けないこと、抵抗加熱に比べて加熱速度の速いこ
とからカーボンサセプターと高周波コイルを用いた誘導
加熱が一般的に用いられている． ところでＩ−Ｖ族化合物半導体の有機金属気相成長法に
おいては、成長基板の面内均一性の観点から、また成長
層上に発生するゴミの問題等により結晶基板を下向きに
して成長を行なうことがＮ．Ｐｕｅｔｚ等によって試み
られている（ジャーナルエレクトロマテリアル（Ｊ．Ｅ
Ｉｅｃ．Ｈａｔｅｒ．１７ １９８８３８１）） ． （発明が解決しようとする課題） 従来の誘導加熱用カーボンサセブターを用いて加熱を行
なうと上面からの放熱量は下面からの放熱量より数倍大
きいことを見出した．このような放熱量の分布では、気
相成長を行なうに当たり、基板結晶をサセプタ一下面に
設置する場合には誘導加熱エネルギーの大半が基板結晶
に与えられることなく無駄に放散されてしまう． 第２図に従来型のカーボンサセプターを備えた気相成長
装置を示す．カーボンサセプターをキャリアガス気流中
で加熱すると上面からの放熱量は下面からの放熱量より
数倍大きいのは、加熱されたキャリアガスが下面では浮
力の影響で基板近傍を流れるのに対し、上面では浮力に
よる上昇流により基板から離れてしまうからである．こ
のことはヌセルト数が上面の方が下面より数倍大きいこ
とからもわかる． 気相成長装置の基板保持部でエネルギーが無駄に放散さ
れることは、誘導加熱カーボンサセ１ターで基板保持部
を構成する場合だけに起る問題ではなく誘導加熱を採用
する成長装置では面内温度分布を意図的に変化すること
が比較的難しいから、基板保持部の上面からの無駄なエ
ネルギーの放射は従来の気相装置では抑制できなかった
。
またカーボンサセブター上面で生じたキャリアガスの上
昇流の一部は、反応管の上部で管壁成長を起こし、或長
廃棄物を反応管壁に付着させていた．この成長廃棄物は
、基板の反応管への搬入出時に基板表面に付着し、ヒル
ロック等の悪影響を及ぼしていた． またカーボンサセプター上面で生じたキャリアガスの上
昇流の一部は渦となってガス切り替えの急峻性の低下を
生じさせていた．このように、従来の気相成長装置には
解決すべき課題があった．本発明の目的は、これらの課
題を解決し、加熱効率が高く、かつ良好な結晶成長が可
能な気相成長装置を提供することにある． （課題を解決するための手段） 本発明によれば、結晶成長用基板および基板保持部を加
熱し、かつ該結晶成長用基板を重力に対し下向きに設置
する気相成長装置であって、前記基板保持部の表面のう
ちで前記基板と接触する領域以外の部分の主要部が断熱
板でなることを特徴とする気相或長装置が得られる． （作用） 本発明では、結晶成長に寄与しない放熱面を断熱材で遮
蔽することにより、キャリアガス気流中に無効なエネル
ギーを放出することを防ぐと共に、無効エネルギーの放
出の低減によりキャリアガスの温度上昇を抑制し、キャ
リアガス気流の浮力による上昇流を少なくしている。
昇流の一部は、反応管の上部で管壁成長を起こし、或長
廃棄物を反応管壁に付着させていた．この成長廃棄物は
、基板の反応管への搬入出時に基板表面に付着し、ヒル
ロック等の悪影響を及ぼしていた． またカーボンサセプター上面で生じたキャリアガスの上
昇流の一部は渦となってガス切り替えの急峻性の低下を
生じさせていた．このように、従来の気相成長装置には
解決すべき課題があった．本発明の目的は、これらの課
題を解決し、加熱効率が高く、かつ良好な結晶成長が可
能な気相成長装置を提供することにある． （課題を解決するための手段） 本発明によれば、結晶成長用基板および基板保持部を加
熱し、かつ該結晶成長用基板を重力に対し下向きに設置
する気相成長装置であって、前記基板保持部の表面のう
ちで前記基板と接触する領域以外の部分の主要部が断熱
板でなることを特徴とする気相或長装置が得られる． （作用） 本発明では、結晶成長に寄与しない放熱面を断熱材で遮
蔽することにより、キャリアガス気流中に無効なエネル
ギーを放出することを防ぐと共に、無効エネルギーの放
出の低減によりキャリアガスの温度上昇を抑制し、キャ
リアガス気流の浮力による上昇流を少なくしている。
〈実施例）
第１図に本発明によるカーボンサセグターの一実施例の
構成図を示す．成長基板１１はカーボンサセプタ−１２
の下部に設置され、上面および側面は板厚５閣の石英製
の断熱板１３で被覆されている．石英の６００℃におけ
る熱伝導係数は２．１Ｗ／ｍＫであり、カーボンの６０
０℃における熱伝導係数８７．２Ｗ／ｍＫと比べて約１
／４０と小さく、５ｍ＋程度の板厚で十分な断熱効果が
得られる． 本気相成長装置にてＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ積層構遣の成
長を６００℃の威長湯度に行なったところ、高周波コイ
ルの入力パワーは第２図に示す従来型気相成長装置にお
いて要する入力パワーの約６０％で足りた． また従来型気相成長装置を用いて成長を行なった場合に
は成長に寄与しない茶褐色の成長廃棄物がデボゾーン２
１付近に大量に付着するが、この気相成長装置を用いて
成長を行なった場合には戊長廃棄物は従来型の１／１０
以下とはるかに少ないことが確認された． この成長廃棄物が反応管の壁にあると、成長基板の搬入
出時にその成長廃棄物が基板上に付着し、ヒルロック等
の悪影響を及ぼすことが多いが、本実施例の気相成長装
置を用いれば、この影響を大幅に削減することが可能と
なる． またＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ積層楕遣を成長する際のガス
切り替えの為の切り替え時間も従来の５秒から１秒と短
縮することが可能であった．（発明の効果） 本発明によれば、結晶成長用基板および基板保持部をの
みを加熱し、かつ結晶成長用基板を重力に対し下向きに
設置する気相成長装置において、基板保持部の基板と接
触する領域以外に断熱板を設けたことにより基板加熱効
率の向上、管壁成長の低減、ゴミを核とするしルロック
の減少およびガス切り替えの急峻化等の効果が有る．そ
こで本発明の装置により結晶を或長ずれば特性の優れた
結晶を得ることができる．
構成図を示す．成長基板１１はカーボンサセプタ−１２
の下部に設置され、上面および側面は板厚５閣の石英製
の断熱板１３で被覆されている．石英の６００℃におけ
る熱伝導係数は２．１Ｗ／ｍＫであり、カーボンの６０
０℃における熱伝導係数８７．２Ｗ／ｍＫと比べて約１
／４０と小さく、５ｍ＋程度の板厚で十分な断熱効果が
得られる． 本気相成長装置にてＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ積層構遣の成
長を６００℃の威長湯度に行なったところ、高周波コイ
ルの入力パワーは第２図に示す従来型気相成長装置にお
いて要する入力パワーの約６０％で足りた． また従来型気相成長装置を用いて成長を行なった場合に
は成長に寄与しない茶褐色の成長廃棄物がデボゾーン２
１付近に大量に付着するが、この気相成長装置を用いて
成長を行なった場合には戊長廃棄物は従来型の１／１０
以下とはるかに少ないことが確認された． この成長廃棄物が反応管の壁にあると、成長基板の搬入
出時にその成長廃棄物が基板上に付着し、ヒルロック等
の悪影響を及ぼすことが多いが、本実施例の気相成長装
置を用いれば、この影響を大幅に削減することが可能と
なる． またＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ積層楕遣を成長する際のガス
切り替えの為の切り替え時間も従来の５秒から１秒と短
縮することが可能であった．（発明の効果） 本発明によれば、結晶成長用基板および基板保持部をの
みを加熱し、かつ結晶成長用基板を重力に対し下向きに
設置する気相成長装置において、基板保持部の基板と接
触する領域以外に断熱板を設けたことにより基板加熱効
率の向上、管壁成長の低減、ゴミを核とするしルロック
の減少およびガス切り替えの急峻化等の効果が有る．そ
こで本発明の装置により結晶を或長ずれば特性の優れた
結晶を得ることができる．
第１図は本発明による気相或長装置の断面構造およびガ
スフローを示す模式図、第２図は従来の気相或長装置の
断面構造およびガスフローを示す模式図である．
スフローを示す模式図、第２図は従来の気相或長装置の
断面構造およびガスフローを示す模式図である．
Claims (1)
- 結晶成長用基板および基板保持部を加熱し、かつ該結晶
成長用基板を重力に対し下向きに設置する気相成長装置
において、前記基板保持部の表面のうちで前記基板と接
触する領域以外の部分の主要部が断熱板でなることを特
徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31091489A JPH03171719A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31091489A JPH03171719A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03171719A true JPH03171719A (ja) | 1991-07-25 |
Family
ID=18010904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31091489A Pending JPH03171719A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03171719A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003087430A1 (fr) * | 2002-04-16 | 2003-10-23 | Tokyo Electron Limited | Systeme de traitement, procede de traitement et element de montage |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149728A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-16 | Fujitsu Ltd | Vapor growing device |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP31091489A patent/JPH03171719A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149728A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-16 | Fujitsu Ltd | Vapor growing device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003087430A1 (fr) * | 2002-04-16 | 2003-10-23 | Tokyo Electron Limited | Systeme de traitement, procede de traitement et element de montage |
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