JPH04171944A - 気相エピタキシャル成長装置 - 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〕 気相エピタキシャル最長装置に関し、 気相エピタキシャル最長膜の組成の均一化を可能とする
ことを目的とし、 縦長の反応容器と、該反応器内の下部に設けられ、上面
に基板を載置されて回動するサセプタと、上記反応容器
内の上部に設けられ、原料ガスを上記基板に向かって吹
き出す複数のノズルとよりなる気相エピタキシャル成長
装置において、上記複数のノズルが上記サセプタの径方
向に移動可能であるノズル装置を設けてなり、気相エピ
タキシャル成長を、上記サセプタを回動させつつ且つ上
記ノズルを往復移動させつつ行うよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は気相エピタキシャル成長装置に関する。

赤外線検知素子の形成材料としてエネルギーバンドギャ
ップの狭い水銀・カドミウム・テルル（Ｈｇ＋−ｉ　Ｃ
ｄ、Ｔｅ）のような化合物半導体結晶が用いられている
。

このような化合物半導体結晶は、面全体に亘って組成変
化の少ないことが必要とされる。

この化合物半導体結晶は、一般に気相エピタキシャル成
長によって形成しており、気相エピタキシャル成長装置
としては、組成が均一である化合物半導体結晶を形成す
ることが出来るものであることが必要である。

（従来の技術〕 第６図は従来の気相エピタキシャル成長装置１を示す。

２は縦長の反応容器であり、その内部には、下部にサセ
プタ３か、上部に４つのノズル４，５゜６．７が設けで
ある。

サセプタ３は、軸８を中心に矢印Ａ方向に回動可能であ
る。

ノズル４〜７は、第７図に示すように、サセプタ３の径
方向に整列して配設しである。

気相エピタキシャル成長は、サセプタ３の上面にＣｄＴ
ｅ基板８をセットし、保温ヒータ９に通電し、サセプタ
３をＲＦコイル１０により高周波加熱した状態で矢印入
方向に回動させ、全部のノズル４〜７から原料ガス（Ｈ
！、ＤｉＰＴｅ、ＤＭＣｄ、Ｈｇの混合ガス）吹き出す
ことにより行われる。

サセプタ３によって加熱された状態で矢印入方向に回転
している基板８０表面に、上方原料ガスが吹き付けられ
、基板８の表面にＨｇＣｄＴｅの結晶が成長し、Ｈｇ　
＋　−ｘ　Ｃｄ　ｘ　Ｔ　６層１１が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記形成されたＨ　ｇ　＋　−ｘ　Ｃｄ　−Ｔ　６層１
１のＸ値についてみると、第８図ＰＪＩＩで示すように
、０．１程度の差があった。

このため、組成が十分に均一化された Ｈ　ｇ　、−ヨＣｄ　ｗ　Ｔ　ｅ層を形成することが出
来なかった。

本発明者は、Ｘ値の変化の状態とノズル４〜７の位置と
の関係について考察した結果、ウェハ８のうち、ノズル
に対応する部位はＸ値が高く、隣合うノズルの間に対応
する部位はＸ値が低いことを見い出した。

本発明は、上記に鑑み、気相エピタキシャル成長膜の組
成の均一化を可能とした気相エピタキシャル成長装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明は、縦長の反応容器と、該反応器内の下
部に設けられ、上面に基板を載置されて回動するサセプ
タと、 上記反応容器内の上部に設けられ、原料ガスを上記基板
に向かって吹き出す複数のノズルとよりなる気相エピタ
キシャル成長装置において、上記複数のノズルが上記サ
セプタの径方向に移動可能であるノズル装置を設けてな
り、気相エピタキシャル成長を、上記サセプタを回動さ
せつつ且つ上記ノズルを往復移動させつつ行う構成とし
たものである。

請求項２の発明は、上記ノズル装置を、上記反応容器に
固定された固定ノズル部と、該固定ノズル部の先端に角
変位可能に設けられた可動ノズル部と、 該可動ノズル部を往復角運動させる機構とよりなる構成
としたものである。

〔作用〕

請求項１の発明において、複数のノズルをサセプタの径
方向に往復移動させる構成は、基板の表面の全部の部位
をもれなくノズルに対向させる。

請求項２の発明において、固定ノズル部の先端に可動ノ
ズル部を設け、この可動ノズル部を往復角運動させる構
成は、ノズル全体を移動させる場合に比べて構造を簡易
とする。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の気相エピタキシャルが成長
装置２０を示す。

第２図はノズルの基板に対する配置を示し、第３図は−
のノズルを拡大して示す。

各図中、第６図及び第７図に示す構成部分と対応する構
成部分には、同一符号を付す。

２１はノズル装置であり、筒状の本体２２に前記のノズ
ル４〜７と同様に配設された固定ノズル部２３〜２６と
、各固定ノズル部２３〜２６と接続されてこの先端に角
変位可能に設けられた可動ノズル部２７〜３０と、この
可動ノズル部２７〜３０を往復角運動させる往復角運動
機構３１とよりなる構成である。

往復角運転機ｌ１ｌＩ３１は、夫々の開口３２〜３５に
可動ノズル部２７〜３０を嵌合させた状態で、本体２２
の底部を塞いで矢印Ｂｌ、Ｂ！方向に変位可能に設けら
れた可動板３６と、下端を可動板３６に連結されて本体
２２上の軸３７に軸支された回動アーム３８と、本体２
２に取り付けられたモータ３９と、モータ３９と回動ア
ーム３８の上端との間に設けられたクランク機構４０と
よりなる構成である。

モータ３９が駆動すると、クランク機構４０及び回動ア
ーム３８を介して可動板３６が矢印ＢＩ＋Ｂ、方向に直
線的に往復変位し、可動ノズル部２７〜３０が矢印Ｃ１
，Ｃ！方向に往復角運動する。

クランク機構４０及び回動アーム３８の各部の寸法が適
宜定めてあり、可動ノズル部２７〜３０は、固定ノズル
部２３〜２６を中心に両方に等しい角度振れ、且つ先端
の変位寸法ａは隣合う固定ノズル部２３〜２６の間の寸
法すと等しい。

次に、上記構成の装置２０の操作について説明する。

気相エピタキシャル成長は、ノズル装置２１を継続的に
動作させた状態で原料ガスを吹き出し、且つサセプタ３
が継続的に回転した状態で行われる。

グラファイト製のサセプタ３は、ＲＦコイル１０によっ
て高層波誘導により加熱されて、３６０℃に保たれ、矢
印Ａ方向に３０Ｏｒｐｍで回転される。

ＣｄＴｅ基板８は、サセプタ３によって加熱された状態
で、サセプタ３と一体的に回転される。

また、往復角運動機構４０によって、可動ノズル部２７
〜３０が毎分１０往復の速度で継続的に往復角運動する
。

原料ガスは、Ｈ２がキャリアガスであり、Ｈｇ。

ＤｉＰＴｅ、ＤＭＣｄよりなる組成であり、濃度は、モ
ル分率で、Ｈｇが１　ｘ　１０−”、　Ｄ　１ＰＴｅが
２Ｘ１０−’、ＤＭＣｄが２Ｘ１０−’である。

原料ガスは、固定ノズル部２３〜２６を通して可動ノズ
ル部２７〜３０へ導かれ、各可動ノズル部２７〜３０の
先端からＩＬＭの流量で吹き出す。

上記の状態で、基板８の表面にＨｇＣｄＴｅが気相エピ
タキシャル成長され、Ｈｇ、−、Ｃｄ、Ｔｅ層５０が形
成される。

可動ノズル部２７が矢印Ｃ１（Ｂｔ）方向に変位すると
き、基板８のうち可動ノズル部２７の先端に対向する部
位６０は、第４図中、実線で示すように■呻■→■→■
→■と螺旋状となる。

可動ノズル部２７が逆に矢印ＣＩ（Ｂｌ）方向に変位す
るときには、基板８のうち可動ノズル部２７の先端に対
向する部位６１は、第４図中−点鎖線で示すように■→
０→０４［相］→［相］と螺旋状となる。

可動ノズル部２７が再び矢印Ｃ１方向に変位するときに
は、基板８のうち上記実線で示す部位に対してずれた部
位が可動ノズル部２７の先端に対向する。

可動ノズル部２７が再び矢印Ｃ３方向に変位するときに
は、基板８のうち上記−点鎖線で示す部位に対してずれ
た部位が可動ノズル部２７の先端に対向する。

これにより、従来例においては、基板８のうち、ノズル
には破線の円で示す部位６２が繰り返し対向するのに対
して、本実施例においては、輻Ｗの円環部６３がもれな
く対向する。

また前記のように、可動ノズル部２７〜３０の先端の変
位寸法ａが隣合う固定ノズル部２３〜２６の間の寸法す
と等しいため、上記の各可動ノズル部２７〜３０毎の円
環部６３は隙間なく隣接する。従って、基板８全面がも
れなく可動ノズル部２７〜３０の先端に対向する部位を
通過することになる。

これにより、気相エピタキシャル成長は、基板８の全面
がもれなく各可動ノズル２７〜３ｏより吹き出した原料
ガスに接触し、基板８の表面における原料ガスの濃度の
差の影響は緩和された状態で行われ、Ｈｇ＋−、Ｃｄ、
Ｔｅ層５ｏが形成される。

上記のようにして形成されたＨ　ｇ　＋　−ｘ　Ｃｄ　
Ｗ　Ｔｅ層５０のＨｇ　ｒ　−ｘ　Ｃｄ　ｗ　Ｔ　ｅの
組成のＸ値を、基板８の−の径方向に沿う各位置で測定
した結果、第５図中線■で表わされる結果が得られた。

同図の線■より、最大のＸ値と最小のＸ値との差は０．
５以下であり、Ｘ値のばらつきは、従来の場合に比べて
相当に小さいことか分かる。

なお、第１図中可動ノズル部２７〜３０を設けないで、
ノズル装置２１全体を本体２２に対して矢印Ｂ、、Ｂ、
方向に移動させる構成としてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１の発明によれば、基板の
表面の全部の部位がノズルに対向するため、基板の表面
のうち特定の部位だけがノズルに対向する従来の装置に
より形成したものに比べて、面方向上の組成の均一性が
改善された気相エピタキシャル成長膜を形成することが
出来る。

請求項２の発明によれば、移動させる部分か可動ノズル
部に限定されるため、構成を簡素化出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の気相エピタキシャル成長装
置を示す図、 第２図は第ｔＳ中、ノズルのサセプタに対する配置を示
す平面図、 第３図は１１図中、−のノズルを拡大して示す図、 第４図は気相エピタキシ中ルが成長膜の形成過程におい
て、基板のうち可動ノズル部に対向する部分を説明する
図、 第５図は第１図の装置によって形成したＨ　ｇ　ｒ　−
ＨＣｄ　ｘ　Ｔ　ｅ層の基板の直径方向の組成の分布を
示す図、 第６図は従来の１例の気相エピタキシャル成長装置を示
す図、 第７図は第６図中、ノズルのサセプタに対する配置を示
す図、 第８図は第６図の装置で得たＨ　ｇ　＋　−ｘ　Ｃｄ　
−Ｔｅ層の基板の直径方向の組成の分布を示す図である
。 図において、 ２は反応器、 ３はサセプタ、 ８は基板、 ９は保温ヒータ、 １０はＲＦコイル、 ２０は気相エピタキシャル成長装置、 ２１はノズル装置、 ２２は本体、 ２３〜２６は固定ノズル部、 ２７〜３０は可動ノズル部、。 ３１は往復角運動機構、 ３２〜３５は開口、 ３６は可動板、 ３７は軸、 ３８は回動アーム、 ３９はモータ、 ４０はクランク機構、 ５０はＨｇ、−、Ｃｄ、Ｔｅ層、 ６０は矢印Ｃｔ方向に変位する可動ノズル部（こ対向す
る部位、 ６１は矢印Ｃ１方向に変位する可動ノズル部（二対向す
る部位、 ６２は固定のノズルに対向する部位、 ６３は可動ノズル部に対向する円環部 を示す。 特許出願人　富　士　通　株式会社 第１図 第２図 ＃１讃ヤ試−の／ズをｔ増が１ｘ１賢す１第３図 第４図 第５図 第７− 中＊−「もの距１龜　（ｒｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕縦長の反応容器（２）と、 該反応器（２）内の下部に設けられ、上面に基板（８）
   を載置されて回動するサセプタ（３）と、上記反応容器
   （２）内の上部に設けられ、原料ガスを上記基板（８）
   に向かって吹き出す複数のノズル（４〜７）とよりなる
   気相エピタキシャル成長装置において、 上記複数のノズルが上記サセプタ（３）の径方向（Ｂ＿
   １、Ｂ＿２）に移動可能であるノズル装置（２１）を設
   けてなり、 気相エピタキシャル成長を、上記サセプタを回動させつ
   つ且つ上記ノズルを往復移動させつつ行う構成としたこ
   とを特徴とする気相エピタキシャル成長装置。 〔２〕上記ノズル装置は、 上記反応容器（２）に固定された固定ノズル部（２３〜
   ２６）と、 該固定ノズル部の先端に角変位可能に設けられた可能ノ
   ズル部（２７〜３０）と、 該可能ノズル部（２７〜３０）を往復角運動させる機構
   （３１）と よりなる構成であることを特徴とする請求項１記載の気
   相エピタキシャル成長装置。