JPH0365590A - 分子線エピタキシー装置 - Google Patents
分子線エピタキシー装置Info
- Publication number
- JPH0365590A JPH0365590A JP19933989A JP19933989A JPH0365590A JP H0365590 A JPH0365590 A JP H0365590A JP 19933989 A JP19933989 A JP 19933989A JP 19933989 A JP19933989 A JP 19933989A JP H0365590 A JPH0365590 A JP H0365590A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- heat
- molecular beam
- plate
- beam epitaxy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 8
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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〕
本発明は分子線エピタキシー装置、特に成長を行う場合
の基板面内温度の均一性が向上する分子線エピタキシー
装置に関する。
の基板面内温度の均一性が向上する分子線エピタキシー
装置に関する。
分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）は、半導体装置を製
造する際、結晶基板上に半導体薄膜をエピタキシャル成
長する技術として広く用いられている。第２図には分子
線エピタキシー装置における結晶成長室の概要を示す。
造する際、結晶基板上に半導体薄膜をエピタキシャル成
長する技術として広く用いられている。第２図には分子
線エピタキシー装置における結晶成長室の概要を示す。
この分子線エピタキシー装置は、真空成長室１．液体窒
素シュラウド２、シャッター３２分子線セル４．ブロッ
クホルダー５．ヒーター６、ブロック７を備えている。
素シュラウド２、シャッター３２分子線セル４．ブロッ
クホルダー５．ヒーター６、ブロック７を備えている。
なお８は、半導体薄膜をエピタキシャル成長する基板で
ある。
ある。
分子線エピタキシー法において、例えば基板８がＧａＡ
ｓである場合には、通常、基板を６００〜？００″Ｃに
加熱して結晶成長を行う。ＭＢＥ法により成長した基板
をＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスに用いる場合、成長層の膜
質の均一性を得ることは不可欠であり、そのため成長時
における基板温度の均一性の確保は非常に重要である。
ｓである場合には、通常、基板を６００〜？００″Ｃに
加熱して結晶成長を行う。ＭＢＥ法により成長した基板
をＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスに用いる場合、成長層の膜
質の均一性を得ることは不可欠であり、そのため成長時
における基板温度の均一性の確保は非常に重要である。
なぜなら、基板温度は結晶層の成長速度、結晶状態、混
晶半導体の組成、不純物濃度等に大きい影響を与えるか
らであり、実用上成長温度は±５％程度以下の温度分布
とすることが必要である。
晶半導体の組成、不純物濃度等に大きい影響を与えるか
らであり、実用上成長温度は±５％程度以下の温度分布
とすることが必要である。
このため従来、第２図に示すごとく、基板８は、モリブ
デン等で作られたブロック７にインジウムで半田付けし
て、加熱する方法が用いられてきた。
デン等で作られたブロック７にインジウムで半田付けし
て、加熱する方法が用いられてきた。
確かに、この方法では基板加熱の均一性は得られるが、
半田付けする際に基板表面の汚染が起こりやずく、また
成長基板をデバイス製造プロセスにかける前に、Ｉｎと
合金化した基板裏面をラッピング等で処理する必要があ
り、その手間は非常に煩雑である。
半田付けする際に基板表面の汚染が起こりやずく、また
成長基板をデバイス製造プロセスにかける前に、Ｉｎと
合金化した基板裏面をラッピング等で処理する必要があ
り、その手間は非常に煩雑である。
従って、この問題を解決するため、第３図に示すような
、基板着脱が容易で、半田付けの必要がない加熱方法が
可能な分子線エピタキシー装置が考案されてきた。この
分子線エピタキシー装置では、円形のモリブデン板の真
中を円形にくり抜き、基板を支える張りを作った形のブ
ロック１０により基板８を保持する。また基板８の裏面
（ヒーター６側の面）には、例えばパイロリティックボ
ロンナイトライド（ＰＢＮ）、またはグラファイト製の
均熱板９を置き、ヒーター６からの熱輻射によりまずこ
の均熱板９を加熱し、これが充分に加熱された後、その
面からの輻射を主体とした熱伝導により基板８を加熱す
る。この分子線エピタキシー装置によれば、前記従来例
のインジウム半田から生しる問題は解決される。
、基板着脱が容易で、半田付けの必要がない加熱方法が
可能な分子線エピタキシー装置が考案されてきた。この
分子線エピタキシー装置では、円形のモリブデン板の真
中を円形にくり抜き、基板を支える張りを作った形のブ
ロック１０により基板８を保持する。また基板８の裏面
（ヒーター６側の面）には、例えばパイロリティックボ
ロンナイトライド（ＰＢＮ）、またはグラファイト製の
均熱板９を置き、ヒーター６からの熱輻射によりまずこ
の均熱板９を加熱し、これが充分に加熱された後、その
面からの輻射を主体とした熱伝導により基板８を加熱す
る。この分子線エピタキシー装置によれば、前記従来例
のインジウム半田から生しる問題は解決される。
しかしながら前記後者の従来例の場合、ヒーター６から
の熱輻射は、基板８を支えるモリブデンブロック１０を
も強く加熱し、これが基板８よりも高温となり、モリブ
デンブロック１０から基板８への熱伝導により、基板の
中心部よりも外周部分が高温になってしまうという問題
を生じる。
の熱輻射は、基板８を支えるモリブデンブロック１０を
も強く加熱し、これが基板８よりも高温となり、モリブ
デンブロック１０から基板８への熱伝導により、基板の
中心部よりも外周部分が高温になってしまうという問題
を生じる。
本発明の目的は、このような問題を解決した分子線エピ
タキシー装置を提供することにある。
タキシー装置を提供することにある。
本発明は、単結晶をエピタキシャル成長する基板を加熱
するヒーターと、前記基板と前記ヒーターとの間に前記
基板の加熱を均一に行うための均熱板とを備える分子線
エピタキシー装置において、前記均熱板は、第１の材料
からなる板の中心部に第２の材料を埋め込んだ構造を有
することを特徴としている。
するヒーターと、前記基板と前記ヒーターとの間に前記
基板の加熱を均一に行うための均熱板とを備える分子線
エピタキシー装置において、前記均熱板は、第１の材料
からなる板の中心部に第２の材料を埋め込んだ構造を有
することを特徴としている。
〔実施例］
以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例における基板加熱機構を説明
するための、構造断面図である。
するための、構造断面図である。
基板加熱機構は、円形のモリブデン板の真中を円形にく
り抜き、基板を支える張りを作った形のブロック１１と
、このブロックを保持するブロックホルダー５と、円形
の均熱板１４と、ヒーター６とから構成されている。
り抜き、基板を支える張りを作った形のブロック１１と
、このブロックを保持するブロックホルダー５と、円形
の均熱板１４と、ヒーター６とから構成されている。
ここで均熱板１４は、円形のパイロリティックボロンナ
イトライド（ＰＢＮ）製の板１３の中心部に、円形状に
パイロリティックグラファイト（ＰＣ）１２が埋め込ま
れた構造になっている。
イトライド（ＰＢＮ）製の板１３の中心部に、円形状に
パイロリティックグラファイト（ＰＣ）１２が埋め込ま
れた構造になっている。
以上のような基板加熱機構を有する分子線エピタキシー
装置において、基板８をモリブデンブロック１１に保持
し、基板８の裏面（ヒーター６側の面）に均熱板１４を
置（。ヒーター６によりまず均熱板１４が加熱され、こ
の均熱板からの熱輻射を主体として基板８が加熱される
。しかしこの場合、従来例と異なり、パイロリティック
グラファイトはパイロリティックボロンナイトライドよ
りもヒーター６からの輻射熱の吸収が高いため、均熱板
１４は中心部が外周部よりも高温になる。さらにパイロ
リティックグラファイトはパイロリティックボロンナイ
トライドよりも熱の輻射率が大きいため、均熱板１４か
ら基板８への熱輻射は、中心部からの方が外周部からよ
りもより強くなる。
装置において、基板８をモリブデンブロック１１に保持
し、基板８の裏面（ヒーター６側の面）に均熱板１４を
置（。ヒーター６によりまず均熱板１４が加熱され、こ
の均熱板からの熱輻射を主体として基板８が加熱される
。しかしこの場合、従来例と異なり、パイロリティック
グラファイトはパイロリティックボロンナイトライドよ
りもヒーター６からの輻射熱の吸収が高いため、均熱板
１４は中心部が外周部よりも高温になる。さらにパイロ
リティックグラファイトはパイロリティックボロンナイ
トライドよりも熱の輻射率が大きいため、均熱板１４か
ら基板８への熱輻射は、中心部からの方が外周部からよ
りもより強くなる。
したがって、この効果によりモリブデンブロック１１か
ら基板外周部への熱の流入による影響を打ち消すことが
可能となり、均一な基板加熱を行うことができる。
ら基板外周部への熱の流入による影響を打ち消すことが
可能となり、均一な基板加熱を行うことができる。
本実施例においては例えば直径７５ｍｍ、厚さ６００μ
ｍのＧａＡｓ基板を結晶成長に用いる場合、直径７５ｍ
ｍ、全体の厚さ３００μｍのパイロリティックボロンナ
イトライドの板１３の中心部分に、直径５０ｍｍ、厚さ
１５０μｍでパイロリティックグラファイト１２を埋め
込んだ構造の均熱板１４を使用した。
ｍのＧａＡｓ基板を結晶成長に用いる場合、直径７５ｍ
ｍ、全体の厚さ３００μｍのパイロリティックボロンナ
イトライドの板１３の中心部分に、直径５０ｍｍ、厚さ
１５０μｍでパイロリティックグラファイト１２を埋め
込んだ構造の均熱板１４を使用した。
この場合、基板温度の面内分布は±３°Ｃ以下となり、
非常に均一な加熱を行うことができた。
非常に均一な加熱を行うことができた。
また本発明によれば、成長に供する基板の形状、材料が
前記実施例と異なる場合においても、それに即して、均
熱板におけるパイロリティックボロンナイトライドより
なる板と、これに埋め込まれるパイロリティックグラフ
ァイトの面積比、それぞれの厚み等を自由に変えて均一
な加熱を達成することができる。
前記実施例と異なる場合においても、それに即して、均
熱板におけるパイロリティックボロンナイトライドより
なる板と、これに埋め込まれるパイロリティックグラフ
ァイトの面積比、それぞれの厚み等を自由に変えて均一
な加熱を達成することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明の分子線エピタ
キシー装置によれば、基板の着脱が容易でかつ高品質な
結晶層が均一に成長できて、半導体装置の品質を向上さ
せることができる。
キシー装置によれば、基板の着脱が容易でかつ高品質な
結晶層が均一に成長できて、半導体装置の品質を向上さ
せることができる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための基板加熱機
構の構造断面図、 第２図は従来の分子線エピタキシー装置を説明するため
の構造断面図、 第３図は他の従来の分子線エピタキシー装置の基板加熱
機構を説明するための構造断面図である。 １・・・・・真空成長室 ２・・・・・液体窒素シュラウド ３・・・・・シャッター ４・・・・・分子線セル ５・・・・・ブロックホルダー ６・・・・・ヒーター ７、１０．１１・・・モリブデンフロック８・・・・・
基板 ９．１４・・・均熱板 １２・・・・・パイロリティックグラファイト１３・・
・・・パイロリティックボロンナイトライド
構の構造断面図、 第２図は従来の分子線エピタキシー装置を説明するため
の構造断面図、 第３図は他の従来の分子線エピタキシー装置の基板加熱
機構を説明するための構造断面図である。 １・・・・・真空成長室 ２・・・・・液体窒素シュラウド ３・・・・・シャッター ４・・・・・分子線セル ５・・・・・ブロックホルダー ６・・・・・ヒーター ７、１０．１１・・・モリブデンフロック８・・・・・
基板 ９．１４・・・均熱板 １２・・・・・パイロリティックグラファイト１３・・
・・・パイロリティックボロンナイトライド
Claims (1)
- （１）単結晶をエピタキシャル成長する基板を加熱する
ヒーターと、前記基板と前記ヒーターとの間に前記基板
の加熱を均一に行うための均熱板とを備える分子線エピ
タキシー装置において、前記均熱板は、第１の材料から
なる板の中心部に第２の材料を埋め込んだ構造を有する
ことを特徴とする分子線エピタキシー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19933989A JPH0365590A (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | 分子線エピタキシー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19933989A JPH0365590A (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | 分子線エピタキシー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365590A true JPH0365590A (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=16406145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19933989A Pending JPH0365590A (ja) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | 分子線エピタキシー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0365590A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5329097A (en) * | 1993-05-19 | 1994-07-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Compact substrate heater for use in an oxidizing atmosphere |
| US8039823B2 (en) | 2005-01-19 | 2011-10-18 | W.F.N. Co., Ltd | Material activating device |
-
1989
- 1989-08-02 JP JP19933989A patent/JPH0365590A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5329097A (en) * | 1993-05-19 | 1994-07-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Compact substrate heater for use in an oxidizing atmosphere |
| US8039823B2 (en) | 2005-01-19 | 2011-10-18 | W.F.N. Co., Ltd | Material activating device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1533834B1 (en) | Vapor phase epitaxial apparatus and vapor phase epitaxial method | |
| JPH0365590A (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| JPH097953A (ja) | 単結晶薄膜の製造方法 | |
| JPS61101488A (ja) | 分子線結晶成長装置 | |
| JPH03271193A (ja) | 基板保持具 | |
| JPS5950095A (ja) | 化学反応器 | |
| JPS6358916A (ja) | 分子線エピタキシ−装置 | |
| JPS63226025A (ja) | 基板の表面処理方法 | |
| JPS62279624A (ja) | 分子線エピタキシ用基板ホルダ | |
| JPS62123093A (ja) | 分子線エピタキシヤル成長装置の基板装着方法 | |
| JPS62134924A (ja) | 基板加熱ホルダ | |
| JPS6287484A (ja) | 分子線エピタキシ装置用リングサセプタ | |
| JP3198971B2 (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| JPH01305889A (ja) | 分子線セル | |
| JPS62196814A (ja) | 分子線エピタキシ用基板ホルダ | |
| JPS61242999A (ja) | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 | |
| JPH0867596A (ja) | 分子線エピタキシー装置 | |
| JP3227626B2 (ja) | 半導体基板加熱装置 | |
| JPH03187994A (ja) | 分子線気相成長装置における基板保持装置 | |
| JPS60241215A (ja) | 気相成長用サセプタ | |
| JPS6193616A (ja) | 分子線エピタキシヤル結晶成長装置 | |
| JPS62241894A (ja) | ウエハホルダ− | |
| JPS587818A (ja) | シリコン半導体の気相成長方法及び気相成長用スペ−サ | |
| JPS6358915A (ja) | 分子線エピタキシ−装置 | |
| JPH0319693B2 (ja) |