JPH04104989A - 液相エピタキシャル成長方法および装置 - Google Patents
液相エピタキシャル成長方法および装置Info
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- JPH04104989A JPH04104989A JP22350890A JP22350890A JPH04104989A JP H04104989 A JPH04104989 A JP H04104989A JP 22350890 A JP22350890 A JP 22350890A JP 22350890 A JP22350890 A JP 22350890A JP H04104989 A JPH04104989 A JP H04104989A
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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〕
本発明は化合物半導体などの液相エピタキシャル成長の
方法および装置に関するものである。
方法および装置に関するものである。
スライド法による液相エピタキシャル成長は、第１３図
に断面を示すようなスライド式カーボンボートを用いて
行われている。（例えば特開平１−９３４９６号公報） 〔発明が解決しようとする課題〕 スライド式カーボンボートを用いてエピタキシャル成長
を行うと、第５図に断面を示すとおり基板ウェハ７の周
辺部に異常成長部１２が生じる。
に断面を示すようなスライド式カーボンボートを用いて
行われている。（例えば特開平１−９３４９６号公報） 〔発明が解決しようとする課題〕 スライド式カーボンボートを用いてエピタキシャル成長
を行うと、第５図に断面を示すとおり基板ウェハ７の周
辺部に異常成長部１２が生じる。
エピタキシャル成長層の厚みが比較的薄い場合にはこの
ような異常成長部も小さいので問題はない。
ような異常成長部も小さいので問題はない。
基板７の上面と溶液溜２の下面との間の隙間を適当に明
けることによって、異常成長部１２がスライド操作の障
害にならないようにすることが出来るからである。
けることによって、異常成長部１２がスライド操作の障
害にならないようにすることが出来るからである。
しかし成長すべきエピタキシャル層の厚みが大きい場合
には、異常成長部も大きくなるために基板と溶液溜の間
の隙間を調節することが極めて難しくなる。すなわち、
隙間が小さいと異常成長部が基板支持台１と溶液溜２の
間につかえてスライド操作の障害となり、また異常成長
部が基板支持台１と溶液溜２の間で粉砕されてできた結
晶の破片でウェハ表面が傷つけられる。一方隙間を大き
くするとスライド操作のとき溶液が基板上に残ってしま
い所望の厚みのエピタキシャル層が得られない。
には、異常成長部も大きくなるために基板と溶液溜の間
の隙間を調節することが極めて難しくなる。すなわち、
隙間が小さいと異常成長部が基板支持台１と溶液溜２の
間につかえてスライド操作の障害となり、また異常成長
部が基板支持台１と溶液溜２の間で粉砕されてできた結
晶の破片でウェハ表面が傷つけられる。一方隙間を大き
くするとスライド操作のとき溶液が基板上に残ってしま
い所望の厚みのエピタキシャル層が得られない。
この発明は上記のような異常成長部を、エピタキシャル
成長後に除去するための方法および装置を提供すること
を目的とする。
成長後に除去するための方法および装置を提供すること
を目的とする。
本発明のエピタキシャル成長の方法は、エピタキシャル
成長後に基板中央部の溶液の厚みを周辺部よりも薄くし
た状態でメルトバックすることを特徴とする。また基板
中央部の溶液の厚みを薄くするために、成長後溶液中に
挿入した部材で基板中央部を覆う。
成長後に基板中央部の溶液の厚みを周辺部よりも薄くし
た状態でメルトバックすることを特徴とする。また基板
中央部の溶液の厚みを薄くするために、成長後溶液中に
挿入した部材で基板中央部を覆う。
上記の方法を実施する液相エピタキシャル成長装置は、
溶液溜の中に昇降自在に設けられ基板中央部を覆うピス
トンと、ピストン頂部に接する傾斜面を有するスライダ
と、スライダに接続された操作棒とから構成される。
溶液溜の中に昇降自在に設けられ基板中央部を覆うピス
トンと、ピストン頂部に接する傾斜面を有するスライダ
と、スライダに接続された操作棒とから構成される。
また上記の方法を実施する別の液相エピタキシャル成長
装置は、溶液溜の中に昇降自在に設けられ基板中央部を
覆うピストンと、ピストン頂部に接するカムと、カムを
回転させるカム軸とから構成される。
装置は、溶液溜の中に昇降自在に設けられ基板中央部を
覆うピストンと、ピストン頂部に接するカムと、カムを
回転させるカム軸とから構成される。
エピタキシャル成長後に、基板中央部の溶液の厚みを周
辺部の溶液の厚みよりも薄くした状態でメルトバックす
るので、中央部に比べて周辺部のメルトバック量が大き
い。したがって、基板中央部が僅かにメルトバックされ
る間に周辺部の異常成長部が溶解し除去される。
辺部の溶液の厚みよりも薄くした状態でメルトバックす
るので、中央部に比べて周辺部のメルトバック量が大き
い。したがって、基板中央部が僅かにメルトバックされ
る間に周辺部の異常成長部が溶解し除去される。
具体的には、エピタキシャル成長後に基板中央部を覆う
部材を溶液中に挿入し、これによって基板中央部の溶液
の厚みを基板周辺部よりも薄くする。この状態でメルト
バックを行い基板周辺の異常成長部を除去する。
部材を溶液中に挿入し、これによって基板中央部の溶液
の厚みを基板周辺部よりも薄くする。この状態でメルト
バックを行い基板周辺の異常成長部を除去する。
第１図に示す高純度グラファイト製スライドボートを用
いて、以下のようにＧａＡｓ基板の上にＧａＡｓを液相
エピタキシャル成長させた。
いて、以下のようにＧａＡｓ基板の上にＧａＡｓを液相
エピタキシャル成長させた。
溶液溜２の開口部９にＧａ１５ｇと多結晶ＧａＡｓ２．
２５ｇからなる溶液８を収容し、基板支持台１にはＧａ
Ａｓ基板７を置いた。ピストン４はピストンガイド３に
よって支持され開口部９の中を昇降できるようになって
いる。ピストン４の頂部はスライダ５の下面に接してい
る。開口部９の平面寸法は２０ｍｍＸ２０ｍｍとし、ピ
ストン４の下面の寸法は１４ｍｍＸ１４ｍｍとした。ピ
ストンおよびピストンガイドの材質はスライドボート本
体と同一にした。
２５ｇからなる溶液８を収容し、基板支持台１にはＧａ
Ａｓ基板７を置いた。ピストン４はピストンガイド３に
よって支持され開口部９の中を昇降できるようになって
いる。ピストン４の頂部はスライダ５の下面に接してい
る。開口部９の平面寸法は２０ｍｍＸ２０ｍｍとし、ピ
ストン４の下面の寸法は１４ｍｍＸ１４ｍｍとした。ピ
ストンおよびピストンガイドの材質はスライドボート本
体と同一にした。
開口部９に収容した溶液８の上にピストン４を置くと、
ピストン４は溶液８の表面張力により第１図に示すよう
に溶液８の上に浮いた状態に保たれる。この状態でボー
トを水素雰囲気中で９００℃まで加熱し２時間保持した
。その後溶液溜２をピストン４およびスライダ５ととも
に図の右方向に移動させて溶液８と基板７とを接触させ
（第２図の状態）、毎分０．１℃の割合で８００℃まで
冷却してエピタキシャル層を成長させた。
ピストン４は溶液８の表面張力により第１図に示すよう
に溶液８の上に浮いた状態に保たれる。この状態でボー
トを水素雰囲気中で９００℃まで加熱し２時間保持した
。その後溶液溜２をピストン４およびスライダ５ととも
に図の右方向に移動させて溶液８と基板７とを接触させ
（第２図の状態）、毎分０．１℃の割合で８００℃まで
冷却してエピタキシャル層を成長させた。
続いてスライダ５に接続された操作棒１５を動かすこと
により、スライダ５のみを図面の右方向に動かしてスラ
イダ５の傾斜面でピストン４を溶液８の中に押し下げて
いき、ピストン４の下面で基板７の中央部を覆った（第
３図の状態）。ここで温度を８１０℃まで上げてメルト
バックを行った。このとき基板７の表面の中央部だけが
ビストン４によって覆われ周辺部は覆われていないので
、基板上の溶液の厚みは周辺部が厚く中央部が薄くなっ
ている。したがって溶液の厚みが薄い中央部に比べて、
厚い周辺部がより多くメルトバックされ、この結果成長
時第５図のように基板周辺部に発生した異常成長部１２
は第６図に示すようにメルトバックによって溶解除去で
きた。
により、スライダ５のみを図面の右方向に動かしてスラ
イダ５の傾斜面でピストン４を溶液８の中に押し下げて
いき、ピストン４の下面で基板７の中央部を覆った（第
３図の状態）。ここで温度を８１０℃まで上げてメルト
バックを行った。このとき基板７の表面の中央部だけが
ビストン４によって覆われ周辺部は覆われていないので
、基板上の溶液の厚みは周辺部が厚く中央部が薄くなっ
ている。したがって溶液の厚みが薄い中央部に比べて、
厚い周辺部がより多くメルトバックされ、この結果成長
時第５図のように基板周辺部に発生した異常成長部１２
は第６図に示すようにメルトバックによって溶解除去で
きた。
基板中央部の溶液の厚みに特に制限はないが、異常成長
部を除去するのに必要なメルトバック操作において、中
央部が実質的にメルトバックされない程度の溶液の厚み
を選ぶ。この実施例の場合は１ｍｍ程度の厚みとした。
部を除去するのに必要なメルトバック操作において、中
央部が実質的にメルトバックされない程度の溶液の厚み
を選ぶ。この実施例の場合は１ｍｍ程度の厚みとした。
成長したエピタキシャル層の表面が平坦性がよい場合に
は、ピストンを基板表面にほぼ密着させることも出来る
。
は、ピストンを基板表面にほぼ密着させることも出来る
。
また、エピタキシャル層の厚みが大きくて中央部が多少
メルトバックされても支障がない場合には、中央部の溶
液の厚みを２〜３ｍｍにしてもよい。
メルトバックされても支障がない場合には、中央部の溶
液の厚みを２〜３ｍｍにしてもよい。
この結果、得られた第１層目の厚みは１５０μｍであっ
た。
た。
続いて溶液溜２をピストン４およびスライダ５とともに
図の右方向に移動させて第２の溶液１０を基板７と接触
させ（第４図の状態）第２層目の成長を開始した。基板
７の周辺の異常成長部はメルトバックにより除去されて
いるので、異常成長部が基板支持台１と溶液溜２との隙
間につかえるなどの不具合がなく、スムーズにスライド
操作ができ、第２層目の成長は円滑に行われた。さらに
続いて第３の溶液１１を用いて第３層目の成長を行った
。
図の右方向に移動させて第２の溶液１０を基板７と接触
させ（第４図の状態）第２層目の成長を開始した。基板
７の周辺の異常成長部はメルトバックにより除去されて
いるので、異常成長部が基板支持台１と溶液溜２との隙
間につかえるなどの不具合がなく、スムーズにスライド
操作ができ、第２層目の成長は円滑に行われた。さらに
続いて第３の溶液１１を用いて第３層目の成長を行った
。
この実施例においては、第１層目の成長後のみ基板中央
部を覆ってメルトバックし異常成長部を除去した。実施
例の場合第２層目および第３層目で必要とするエピタキ
シャル層の厚みが小さく、異常成長の影響が少なかった
ためである。
部を覆ってメルトバックし異常成長部を除去した。実施
例の場合第２層目および第３層目で必要とするエピタキ
シャル層の厚みが小さく、異常成長の影響が少なかった
ためである。
必要が有れば第２層目以後においても、当然本発明の方
法を適用して異常成長部を除去することが出来る。
法を適用して異常成長部を除去することが出来る。
すなわち、第７図〜第９図に示す本発明の別の実施例に
おいて、３個のピストン４１．４２．４３はそれぞれ頂
部がカム１３に接していて、カム軸１４を回転すること
により、ピストンを溶液中に押し下げることができる。
おいて、３個のピストン４１．４２．４３はそれぞれ頂
部がカム１３に接していて、カム軸１４を回転すること
により、ピストンを溶液中に押し下げることができる。
カムとカム軸は第１０図に示すとおりの構造になってい
る。
る。
成長開始前の待機状態においては第７図に示すように３
個のピストンはすべて溶液の上部に保持した。第１層目
のエピタキシャル層を成長した後、カム軸を９０度回転
してピストン４１を溶液８の中に押し下げ、ピストンで
基板７の中央部を覆いメルトバックを行った（第８図の
状態）。続いて溶液溜２をスライドさせて第２層目の成
長を行った後、カム軸をさらに９０度回転して、カム４
２を第２の溶液１０の中に押し下げ、ピストンで基板７
の中央部を覆いメルトバックを行った（第９図の状態）
。同様の操作を繰り返して第３層目の成長およびメルト
バックを行った。（図示せず）なおこの実施例において
、基板中央部を覆うピストン、ピストンガイド、操作棒
その他の部材は高純度グラファイト製を使用した。しか
し部材の材質はこれに限らず、例えば高純度石英、ＰＢ
Ｎ（パイロリティック窒化硼素）その他のセラミックス
など、耐熱性を有しＧａなどの溶液と反応しないもので
あれば使用することが出来る。
個のピストンはすべて溶液の上部に保持した。第１層目
のエピタキシャル層を成長した後、カム軸を９０度回転
してピストン４１を溶液８の中に押し下げ、ピストンで
基板７の中央部を覆いメルトバックを行った（第８図の
状態）。続いて溶液溜２をスライドさせて第２層目の成
長を行った後、カム軸をさらに９０度回転して、カム４
２を第２の溶液１０の中に押し下げ、ピストンで基板７
の中央部を覆いメルトバックを行った（第９図の状態）
。同様の操作を繰り返して第３層目の成長およびメルト
バックを行った。（図示せず）なおこの実施例において
、基板中央部を覆うピストン、ピストンガイド、操作棒
その他の部材は高純度グラファイト製を使用した。しか
し部材の材質はこれに限らず、例えば高純度石英、ＰＢ
Ｎ（パイロリティック窒化硼素）その他のセラミックス
など、耐熱性を有しＧａなどの溶液と反応しないもので
あれば使用することが出来る。
またピストンを動かす手段は実施例の傾斜面を有するス
ライダやカム拳カム軸に限らず、例えばピストンの外周
にネジを設はラック・ピニオンを介して回転させること
によってピストンを昇降させてもよい。
ライダやカム拳カム軸に限らず、例えばピストンの外周
にネジを設はラック・ピニオンを介して回転させること
によってピストンを昇降させてもよい。
さらにピストンを使用する代わりに第１１図、第１２図
に示すように、溶液溜を２段に分割したボートを使用し
てもよい。すなわち上部溶液溜２１の開口部と下部溶液
溜２２の開口部とを第１１図のように一致させた状態で
エピタキシャル成長を行う。成長後上部溶液溜２１のみ
を図の左方向に移動し突起２３が基板７の中央部を覆う
状態（第１２図）にして、ここでメルトバック操作を行
う。
に示すように、溶液溜を２段に分割したボートを使用し
てもよい。すなわち上部溶液溜２１の開口部と下部溶液
溜２２の開口部とを第１１図のように一致させた状態で
エピタキシャル成長を行う。成長後上部溶液溜２１のみ
を図の左方向に移動し突起２３が基板７の中央部を覆う
状態（第１２図）にして、ここでメルトバック操作を行
う。
基板中央部の溶液の厚みは下部溶液溜２２の厚みとなる
のに対し、基板周辺部は突起２３の周囲に設けられた空
間のために溶液の厚みが中央部よりも大きい。したがっ
てメルトバック操作によって、基板中央部に実質的に影
響を与えることなく周辺の異常成長部を除去することが
できる。
のに対し、基板周辺部は突起２３の周囲に設けられた空
間のために溶液の厚みが中央部よりも大きい。したがっ
てメルトバック操作によって、基板中央部に実質的に影
響を与えることなく周辺の異常成長部を除去することが
できる。
本発明により、液相エピタキシャル成長後のウェハ周辺
の異常成長部を効果的に除去することができる。その結
果、次の層の成長のためのスライド操作がつかえること
なくスムーズに行える、またスライド操作を行ったとき
にウェハ表面が異常成長部の破片で傷つくことかないな
どの優れた効果が得られる。
の異常成長部を効果的に除去することができる。その結
果、次の層の成長のためのスライド操作がつかえること
なくスムーズに行える、またスライド操作を行ったとき
にウェハ表面が異常成長部の破片で傷つくことかないな
どの優れた効果が得られる。
第１図、第２図、第３図および第４図は本発明の液相エ
ピタキシャル成長装置を用いて本発明の方法を実施する
工程を説明する図である。第５図は液相エピタキシャル
成長の際基板周辺部に生じる異常成長部を示した断面図
、第６図は本発明の方法および装置により、異常成長部
をメルトバックによって除去した状態を示す断面図であ
る。第７図、第８図、第９図は本発明の別の実施例を示
す液相エピタキシャル成長装置、第１０図はカム軸の外
観図である。第１１図と第１２図は本発明の方法を実施
する他のスライドポートの構造を示す断面図である。第
１３図は従来のスライド法による液相エピタキシャル成
長用ボートである。 １・ ・基板支持台 ２・ ・溶液溜 ３・ ・ピストンガイド ４・・・ピストン ５・ ・スライダ ６・ ・傾斜面 ７・・・基板 ８・ ・溶液 ９・ ・開口部 １０・ ・第２の溶液 １１・ ・第３の溶液 １２・ ・異常成長部 １３・ ・カム １４・ ・カム軸 ２１・ ・上部溶液溜 ２２・ ・下部溶液溜 ２３・ ・突起 ４１．４２．４３・・ピストン 第５図 基板 第６図 第１１図 第１２図 第１３図
ピタキシャル成長装置を用いて本発明の方法を実施する
工程を説明する図である。第５図は液相エピタキシャル
成長の際基板周辺部に生じる異常成長部を示した断面図
、第６図は本発明の方法および装置により、異常成長部
をメルトバックによって除去した状態を示す断面図であ
る。第７図、第８図、第９図は本発明の別の実施例を示
す液相エピタキシャル成長装置、第１０図はカム軸の外
観図である。第１１図と第１２図は本発明の方法を実施
する他のスライドポートの構造を示す断面図である。第
１３図は従来のスライド法による液相エピタキシャル成
長用ボートである。 １・ ・基板支持台 ２・ ・溶液溜 ３・ ・ピストンガイド ４・・・ピストン ５・ ・スライダ ６・ ・傾斜面 ７・・・基板 ８・ ・溶液 ９・ ・開口部 １０・ ・第２の溶液 １１・ ・第３の溶液 １２・ ・異常成長部 １３・ ・カム １４・ ・カム軸 ２１・ ・上部溶液溜 ２２・ ・下部溶液溜 ２３・ ・突起 ４１．４２．４３・・ピストン 第５図 基板 第６図 第１１図 第１２図 第１３図
Claims (4)
- （１）エピタキシャル成長後、基板中央部の溶液の厚み
を基板周辺部の溶液の厚みよりも薄くした状態でメルト
バックを行うことを特徴とする液相エピタキシャル成長
方法。 - （２）エピタキシャル成長後、溶液中に挿入した部材で
基板中央部を覆ってメルトバックを行うことを特徴とす
る液相エピタキシャル成長方法。 - （３）スライド法による液相エピタキシャル成長装置に
おいて ［１］溶液溜の中に昇降自在に設けられた、基板中央部
を覆うピストン ［２］ピストン頂部に接する傾斜面を有するスライダ ［３］スライダに接続された操作棒 を備えたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置
。 - （４）スライド法による液相エピタキシャル成長装置に
おいて ［１］溶液溜の中に昇降自在に設けられた基板中央部を
覆うピストン ［２］ピストン頂部に接するカム ［３］カムを回転させるカム軸 を備えたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22350890A JPH04104989A (ja) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | 液相エピタキシャル成長方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22350890A JPH04104989A (ja) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | 液相エピタキシャル成長方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104989A true JPH04104989A (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16799249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22350890A Pending JPH04104989A (ja) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | 液相エピタキシャル成長方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04104989A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39778E1 (en) | 1996-04-26 | 2007-08-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing group III-V compound semiconductor crystal |
| USRE40662E1 (en) | 1998-03-25 | 2009-03-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing a compound semiconductor crystal |
| JP2012500172A (ja) * | 2008-08-15 | 2012-01-05 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | シートの厚み制御 |
-
1990
- 1990-08-25 JP JP22350890A patent/JPH04104989A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39778E1 (en) | 1996-04-26 | 2007-08-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing group III-V compound semiconductor crystal |
| USRE41551E1 (en) | 1996-04-26 | 2010-08-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing group III-V compound semiconductor crystal |
| USRE40662E1 (en) | 1998-03-25 | 2009-03-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing a compound semiconductor crystal |
| JP2012500172A (ja) * | 2008-08-15 | 2012-01-05 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | シートの厚み制御 |
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