JPH0388325A - 気相成長装置 - 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】 〔概要〕 半導体基板上に気相成長法により結晶を成長させるチム
ニ−型の気相成長装置に関し、ダストの付着による不良
の発生を無くすることを目的とし、 装置の下側に設けたガス導入口α力より反応ガスを供給
し、該装置の上部に設けたガス排気口０３１より排気す
るチムニ−型の気相成長装置において、半導体基板（６
）を装着するサセプタ０の両側で反応管ＯＤと直交する
方向にガス排気口０３１を設けたことを特徴として気相
成長装置を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はダストの影響が少ないチムニ−型気相成長装置
に関する。

高電子移動度トランジスタや半導体レーザなと半導体デ
バイスの形成には半導体基板（以下略してウェハ）上に
電導型の異なる半導体層や真性半導体層を積層すること
が必要であり、この形成には気相成長装置（略称ＣＶＤ
装置）が使用されている。

〔従来の技術〕

ＣＶＤ装置には横型と縦型とがあり、後者はチムニ−型
と呼ばれている。

こ＼で、一般に使用されているＣＶＤ装置は横型であり
、反応管のガス排気口側より複数のウエハを挿入して気
相成長を行うことができるので量産に適しているが、反
応管の外側から高周波コイルやランプヒータを用いてウ
ェハの加熱を行う際に加熱された反応ガスは上昇するた
め、反応管内に対流を生じ、これにより排気口の近傍に
まで流れた使用済みの反応ガスが再び戻ってくるため、
エピタキシャル成長膜の特性に変動を生ずると云う問題
がある。

一方、チムニ−型は第２図に示すように石英管からなる
反応管１の下側にガス導入口２が、また上側にはガス排
気口３があり、また反応管１の中にはグラファイトから
なるサセプタ４がウェハ支え治具５により保持されてお
り、このサセプタ４の上にグラファイトからなる爪によ
りウェハ６が固定され、反応管ｌの外側から誘導コイル
（ＲＦコイル）に通電してサセプタ４を加熱する構造が
とられている。

こ＼で、チムニ−型には反応ガスを上から下に流す方式
と、同図に示すように下から上に流す方式とがある。

この両方式を比較すると、反応ガスをガス排気口３より
供給し、ガス導入口２より排気する方法では、分解が終
わった反応ガスは高温に加熱されているために上昇する
傾向があり、それにより反応ガスの組成比が変わり、ｃ
ｖｏ　ｇ組成の変動が大きくなると云う問題がある。

一方、反応ガスを下から上に流す場合はこのような問題
はないが、ウェハ６の上に析出せず、ウェハ６の近傍で
分解し、反応管１の内壁に吸着されるものがあり、か＼
る反応生成物はある大きさに達すると反応ガス流によっ
て剥がれ、ダストとなって落下し、反応ガス流によって
再び舞い上がってウェハ６の上に付着すると云う問題が
ある。

そして、−度ダストの付着が起こると、そのウェハは不
良となることから改良が必要であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

反応ガス−をチムニ−型反応管の下側から上側に流して
結晶成長を行うＣＶＯ法は横型のＣＶＤ装置を使用する
場合に生ずるような熱対流がないために、超格子の作成
なと細かく制御された結晶成長を行うに適している。

然し、結晶成長を繰り返すとダストの落下が生じるよう
になり、これが結晶成長中のウェハの表面に付着すると
ウェハを不良とすることから対策が必要であった。

〔課題を解決するたやの手段〕

上記の課題は装置の下側に設けたガス導入口より反応ガ
スを供給し、装置の上部に設けたガス排気口より排気す
るチムニ−型の気相成長装置において、ウェハを装着す
るサセプタの両側で、このチムニ−と直交する方向に、
ガス排気口を設けたことを特徴として気相成長装置を構
成することにより解決することができる。

〔作用〕

反応管の内壁に付着したダストは重力により降下し、ガ
ス導入口から供給されてくる反応ガスとキャリアガスに
より吹上げられてウェハに付着するのが不良発生の原因
であることから、本発明は分解物が反応管の内部側壁に
析出して落下しても、ガス導入口にまで落下しないよう
な構造をとるものである。

すなわち、今まで反応ガスは加熱されているサセプタお
よびサセプタの下側に装着されているウェハに触れて分
解し、一部は加熱されている周辺部で分解して微結晶と
なり、ガス流により舞い上がり、反応管の内壁に付着す
るのが原因である。

そこで、サセプタ両側に水平方向のガス排気口を設け、
分解が終わった反応ガスはサセプタの横から直ちに排気
するようにしたものである。

このようにすると、サセプタの周辺部で分解した微結晶
が反応管の内壁に付着した後、剥がれて落下しても、そ
の部分は反応管であることから、ガス導入口まで落下す
ることは少ない。

次に、このような構造とすると誘導加熱が行いにくい場
合も生ずるが、か−る場合にはサセプタ内にヒータを内
蔵させて、抵抗加熱によりウェハを加熱すればよい。

このような構造とすることによりダストによる不良の発
生を抑制することができる。

〔実施例〕

実施例１：　（装置横１１） 第１図は本発明を実施したチムニ−型ＣＶＤ装置の構成
を示すもので、同図（Ａ）は縦断面図、また同図（Ｂ）
は下からの透視図である。

すなわち、従来のチムニ−型と異なり、サセプタ１４を
保持するウェハ支え治具１５は短く構成されており、サ
セプタ１４の横に直ちに二つのガス排気口１３が水平方
向に設けられている。

そのため、反応管１１の長さは従来よりも大分短くなる
。

なお、サセプタ１４の加熱は従来のように誘導コイルを
用いて行うことができるが、この図のように反応管１１
の長さが短い場合はサセプタ１４にヒータを内蔵させ、
抵抗加熱によりサセプタを加熱するのが適当である。

実施例２　：　（Ａｊ！ＧａＡｓ膜の形成例）第１図に
示すチムニ−型ＣＶＤ装置を用いてガリウム・砒素（Ｇ
ａＡｓ）ウェハ上にアルミニウム・ガリウム・砒素（Ａ
　ｊ！　ＧａＡｓ）のエピタキシャル成長を行った。

すなわち、直径が２インチのＧａＡｓウェハ６をサセプ
タ１４の上に固定し、サセプタ１４に内蔵しであるヒー
タにより加熱してウェハ６の温度を５５０℃に保った状
態で、ガス導入口１２より反応ガスとして、 トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨｓ）ｓ）を　　４０　
ｃｃ／分アルシン（Ａｓｈｓ）を　　　　　　　　　５
００ｃｃ／分トリメチルアルミニウム（ＡＩ　（ＣＨｓ
）　ｓ　）を２０ｃｃ／分また、キャリアとして水素（
Ｈ８）を　　２１２／分の流量で供給し、約１００人／
分の成長速度で厚さ約５００人のＡ　Ｉ　ＧａＡｓ膜を
形成した。

従来はこのような成長を繰り返し行う場合、３〜１０回
の成長でウェハ上にダストの付着が認められたが、本発
明に係るＣＶＤ装置の使用による場合はダストの付着が
認められなかった。

〔発明の効果〕

本発明に係るチムニ−型ＣＶＤ 装置の使用により

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチムニ−型ＣＶＤ装置の構成図、 第２図は従来のチムニ−型ＣＶＤ装置の構成図、である
。 図において、 １．１１は反応管、　　　２．１２はガス導入口、３．
１３はガス排気口、　４，１４はサセプタ、５．１５は
ウェハ支え治具、 ６はウェハ、 である。 （Ｂ） 木登」月にイ糸る÷ムニー型（１，ＶＤ装置の構成図晃 日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 装置の下側に設けたガス導入口（１２）より反応ガスを
   供給し、該装置の上部に設けたガス排気口（１３）より
   排気するチムニー型の気相成長装置において、半導体基
   板（６）を装着するサセプタ（１４）の両側で反応管（
   １１）と直交する方向にガス排気口（１３）を設けたこ
   とを特徴とする気相成長装置。