JPH04221820A - 有機金属気相成長方法 - Google Patents
有機金属気相成長方法Info
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- JPH04221820A JPH04221820A JP41270590A JP41270590A JPH04221820A JP H04221820 A JPH04221820 A JP H04221820A JP 41270590 A JP41270590 A JP 41270590A JP 41270590 A JP41270590 A JP 41270590A JP H04221820 A JPH04221820 A JP H04221820A
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Landscapes
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機金属気相成長方法
、特に、多数枚の基板に、表面欠陥のない半導体結晶を
均一に、再現性よく成長する方法に関する。
、特に、多数枚の基板に、表面欠陥のない半導体結晶を
均一に、再現性よく成長する方法に関する。
【０００２】近年、ＩＩＩ・Ｖ族をはじめとする化合物
半導体結晶は、電界効果トランジスタ等の電子デバイス
やレーザ等の光デバイスの材料として広く活用されてい
る。そのため、工業的量産化を目指して、多数枚の基板
上に表面欠陥のない半導体結晶を均一に再現性よく成長
する技術が強く望まれている。
半導体結晶は、電界効果トランジスタ等の電子デバイス
やレーザ等の光デバイスの材料として広く活用されてい
る。そのため、工業的量産化を目指して、多数枚の基板
上に表面欠陥のない半導体結晶を均一に再現性よく成長
する技術が強く望まれている。
【０００３】
【従来の技術】従来の有機金属気相成長方法に使用され
る装置の模式図を図６に示す。同図（ａ）には装置の断
面図を示し、同図（ｂ）には同図（ａ）のＢ−Ｂ´断面
を示す。
る装置の模式図を図６に示す。同図（ａ）には装置の断
面図を示し、同図（ｂ）には同図（ａ）のＢ−Ｂ´断面
を示す。
【０００４】図において、１は成長ガス導入部であり、
２は反応管であり、５はガス排気口であり、６は排気ポ
ンプであり、４は基板保持手段であり、３は基板である
。
２は反応管であり、５はガス排気口であり、６は排気ポ
ンプであり、４は基板保持手段であり、３は基板である
。
【０００５】古くは、成長ガス導入部１は一つのガス導
入口よりなっていたが、基板３上に供給される成長ガス
の流速分布を均一にして結晶を均一に成長するために、
図６に示すように、成長ガス導入部１を１列に配置され
た複数のガス導入口１１をもって構成し、それぞれのガ
ス導入口１１に供給される成長ガス量を制御する方法が
使用されるようになった。
入口よりなっていたが、基板３上に供給される成長ガス
の流速分布を均一にして結晶を均一に成長するために、
図６に示すように、成長ガス導入部１を１列に配置され
た複数のガス導入口１１をもって構成し、それぞれのガ
ス導入口１１に供給される成長ガス量を制御する方法が
使用されるようになった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】基板３上に均一に結晶
を成長するには、成長ガスの流速分布を均一にすること
が必要である。従来の方法では、基板保持手段４上に多
数枚の基板３を保持してその上に半導体結晶を成長する
場合に、すべての基板に対して成長ガスの流速分布を均
一にすることは難しく、結晶が均一に成長しないという
欠点がある。
を成長するには、成長ガスの流速分布を均一にすること
が必要である。従来の方法では、基板保持手段４上に多
数枚の基板３を保持してその上に半導体結晶を成長する
場合に、すべての基板に対して成長ガスの流速分布を均
一にすることは難しく、結晶が均一に成長しないという
欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、複数の基板上に表面欠陥のない半導体結晶を均
一に成長する有機金属気相成長方法を提供することにあ
る。
にあり、複数の基板上に表面欠陥のない半導体結晶を均
一に成長する有機金属気相成長方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記いず
れの手段によっても達成される。第１の手段は、複数の
基板（３）を放射状に保持する基板保持手段（４）を有
し、この基板保持手段（４）に対向して複数のガス導入
口（１１）が配設されてなる有機金属気相成長装置を使
用して、前記の基板保持手段（４）の少なくとも中心部
に対向して配設される前記のガス導入口（１１）からは
成長に寄与する原料ガスを含まないガスを供給し、残余
の前記のガス導入口（１１）からは成長ガスを供給して
半導体結晶を成長する有機金属気相成長方法である。
れの手段によっても達成される。第１の手段は、複数の
基板（３）を放射状に保持する基板保持手段（４）を有
し、この基板保持手段（４）に対向して複数のガス導入
口（１１）が配設されてなる有機金属気相成長装置を使
用して、前記の基板保持手段（４）の少なくとも中心部
に対向して配設される前記のガス導入口（１１）からは
成長に寄与する原料ガスを含まないガスを供給し、残余
の前記のガス導入口（１１）からは成長ガスを供給して
半導体結晶を成長する有機金属気相成長方法である。
【０００９】第２の手段は、複数の基板（３）を放射状
に保持する基板保持手段（４）を有し、この基板保持手
段（４）に対向して複数のガス導入口（１１）が配設さ
れてなる有機金属気相成長装置を使用して、前記の基板
保持手段（４）の少なくとも中心部にダミー基板（１０
）を配置し、前記のガス導入口（１１）から成長ガスを
供給して半導体結晶を成長する有機金属気相成長方法で
ある。
に保持する基板保持手段（４）を有し、この基板保持手
段（４）に対向して複数のガス導入口（１１）が配設さ
れてなる有機金属気相成長装置を使用して、前記の基板
保持手段（４）の少なくとも中心部にダミー基板（１０
）を配置し、前記のガス導入口（１１）から成長ガスを
供給して半導体結晶を成長する有機金属気相成長方法で
ある。
【００１０】
【作用】先ず、複数のガス導入口１１を従来例のように
１列に配置するのではなく、図１に示すように、基板保
持手段４を覆う面内に分布して配置し、基板保持手段４
に保持された複数の基板３を自公転させながら半導体結
晶を成長すれば、すべての基板３上に均一に結晶成長す
ることが可能であるとの着想を得た。
１列に配置するのではなく、図１に示すように、基板保
持手段４を覆う面内に分布して配置し、基板保持手段４
に保持された複数の基板３を自公転させながら半導体結
晶を成長すれば、すべての基板３上に均一に結晶成長す
ることが可能であるとの着想を得た。
【００１１】一方、工業的にはできるだけ装置を小さく
することが必要であり、そのためには、複数枚の基板３
は図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、基板保持手
段４上に放射状に最密に配置されなければならない。基
板３の枚数が７枚の場合には基板保持手段４の中心部に
基板３が配置されるが、６枚以下の場合には基板保持手
段４の中心部には基板３が存在しないことになる。
することが必要であり、そのためには、複数枚の基板３
は図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、基板保持手
段４上に放射状に最密に配置されなければならない。基
板３の枚数が７枚の場合には基板保持手段４の中心部に
基板３が配置されるが、６枚以下の場合には基板保持手
段４の中心部には基板３が存在しないことになる。
【００１２】そのため、結晶成長中に基板保持手段４の
中心部に供給される成長ガスは、分解して基板保持手段
４に付着し、これが剥離して結晶面に飛来し、結晶の表
面欠陥を形成したり、付着物の影響で組成が成長毎にば
らつくという新たな課題が発生した。
中心部に供給される成長ガスは、分解して基板保持手段
４に付着し、これが剥離して結晶面に飛来し、結晶の表
面欠陥を形成したり、付着物の影響で組成が成長毎にば
らつくという新たな課題が発生した。
【００１３】そこで、基板保持手段４の中心部に対向す
るガス導入口からは成長ガスを含まないガスを導入して
基板保持手段４の中心部に分解生成物が付着するのを防
ぐか、または、図４に示すように、基板保持手段４の中
心部にダミー基板１０を配置し、これに分解生成物を付
着させて基板保持手段４への付着を防止することによっ
てこの課題を解決し、表面欠陥のない結晶を複数の基板
上に均一に、しかも再現性よく成長することを可能にし
た。
るガス導入口からは成長ガスを含まないガスを導入して
基板保持手段４の中心部に分解生成物が付着するのを防
ぐか、または、図４に示すように、基板保持手段４の中
心部にダミー基板１０を配置し、これに分解生成物を付
着させて基板保持手段４への付着を防止することによっ
てこの課題を解決し、表面欠陥のない結晶を複数の基板
上に均一に、しかも再現性よく成長することを可能にし
た。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の二つの実施
例に係る有機金属気相成長方法について説明する。
例に係る有機金属気相成長方法について説明する。
【００１５】第１例
図１に本発明に係る有機金属気相成長方法に使用される
装置の構成図を示す。同図（ａ）において、１は成長ガ
ス導入部であり、複数のガス導入口１１からなっている
。 ２は石英製の反応管であり、３は基板であり、４は基板
を保持する基板保持手段であり、５はガス排気口であり
、６は排気ポンプであり、７は基板保持手段４を加熱す
る高周波加熱コイルである。
装置の構成図を示す。同図（ａ）において、１は成長ガ
ス導入部であり、複数のガス導入口１１からなっている
。 ２は石英製の反応管であり、３は基板であり、４は基板
を保持する基板保持手段であり、５はガス排気口であり
、６は排気ポンプであり、７は基板保持手段４を加熱す
る高周波加熱コイルである。
【００１６】同図（ｂ）に同図（ａ）のＡ−Ａ´断面を
示す。成長ガス導入口１１は基板保持手段４に対向して
基板保持手段４を覆うように設けられており、中心のガ
ス導入口ａとそれを取り囲んで配設されるガス導入口ｂ
とさらにそれを取り囲んで配設されるガス導入口ｃとか
らなっている。
示す。成長ガス導入口１１は基板保持手段４に対向して
基板保持手段４を覆うように設けられており、中心のガ
ス導入口ａとそれを取り囲んで配設されるガス導入口ｂ
とさらにそれを取り囲んで配設されるガス導入口ｃとか
らなっている。
【００１７】基板保持手段４は、図２の（ａ）（ｂ）（
ｃ）に示すように、３、４、または、５枚の２インチ基
板が放射状に配置される構成になっている。
ｃ）に示すように、３、４、または、５枚の２インチ基
板が放射状に配置される構成になっている。
【００１８】図３に、各ガス導入口ａ・ｂ・ｃに導入さ
れるガス流量を制御するガスフロー制御図を示す。図に
おいて、８はガス流量を制御するマスフローコントロー
ラ（ＭＦＣ）（１）〜（１０）であり、９はマニホール
ドであり、こゝで結晶成長に使用される原料を含んだ原
料ガスとキャリヤガスとが混合して成長ガスが作製され
る。
れるガス流量を制御するガスフロー制御図を示す。図に
おいて、８はガス流量を制御するマスフローコントロー
ラ（ＭＦＣ）（１）〜（１０）であり、９はマニホール
ドであり、こゝで結晶成長に使用される原料を含んだ原
料ガスとキャリヤガスとが混合して成長ガスが作製され
る。
【００１９】基板保持手段４上に保持された基板３上に
結晶成長するには、先ず原料ガスとキャリヤガスとをマ
ニホールド９において混合して成長ガスを作製する。こ
の成長ガスをマスフローコントローラ（２）〜（４）を
介してそれぞれ２分流して反応管２のガス導入口ｂに供
給し、また、マスフローコントローラ（５）〜（１０）
を介してそれぞれ２分流してガス導入口ｃに供給する。 ガス導入口ａにはマスフローコントローラ（１）を介し
てキャリヤガスのみを供給する。
結晶成長するには、先ず原料ガスとキャリヤガスとをマ
ニホールド９において混合して成長ガスを作製する。こ
の成長ガスをマスフローコントローラ（２）〜（４）を
介してそれぞれ２分流して反応管２のガス導入口ｂに供
給し、また、マスフローコントローラ（５）〜（１０）
を介してそれぞれ２分流してガス導入口ｃに供給する。 ガス導入口ａにはマスフローコントローラ（１）を介し
てキャリヤガスのみを供給する。
【００２０】ガス導入口ａ・ｂ・ｃにマスフローコント
ローラを介して所望の流量に制御されて供給されたガス
は、基板保持手段４上に保持されている基板３上に均一
な流速分布をもって供給されて基板３上に結晶が均一に
成長し、しかも、基板の存在しない基板保持手段４の中
心部には原料ガスが供給されないので付着物が形成され
ることはない。
ローラを介して所望の流量に制御されて供給されたガス
は、基板保持手段４上に保持されている基板３上に均一
な流速分布をもって供給されて基板３上に結晶が均一に
成長し、しかも、基板の存在しない基板保持手段４の中
心部には原料ガスが供給されないので付着物が形成され
ることはない。
【００２１】基板保持手段４に保持された３枚の２イン
チのＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓＰ層を成長した後、フ
ォトルミネッセンス波長を測定したところ、１枚の基板
内の標準偏差は±３ｎｍであり、従来の±６〜８ｎｍに
比べて大幅に改善され、また、３枚の基板の平均値に対
する差は±５ｎｍであって、極めて均一で、表面欠陥の
少ない結晶が得られた。また、１０ランの成長における
標準偏差は±６ｎｍであり、従来の±１０〜２０ｎｍに
比べて大幅に改善されて再現性も極めて良好であった。 なお、結晶成長の条件は、 成長温度 ５７０℃ 成長圧力 ５０Ｔｏｒｒ ガス全流量 ２３ｌ／ｍｉｎ 成長速度 １μｍ／ｍｉｎ 成長原料 トリメチルインジュウムトリエチ
ルガリウム アルシン フォスフィン キャリヤガス 水素 である。
チのＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓＰ層を成長した後、フ
ォトルミネッセンス波長を測定したところ、１枚の基板
内の標準偏差は±３ｎｍであり、従来の±６〜８ｎｍに
比べて大幅に改善され、また、３枚の基板の平均値に対
する差は±５ｎｍであって、極めて均一で、表面欠陥の
少ない結晶が得られた。また、１０ランの成長における
標準偏差は±６ｎｍであり、従来の±１０〜２０ｎｍに
比べて大幅に改善されて再現性も極めて良好であった。 なお、結晶成長の条件は、 成長温度 ５７０℃ 成長圧力 ５０Ｔｏｒｒ ガス全流量 ２３ｌ／ｍｉｎ 成長速度 １μｍ／ｍｉｎ 成長原料 トリメチルインジュウムトリエチ
ルガリウム アルシン フォスフィン キャリヤガス 水素 である。
【００２２】第２例
図４に示すように、基板保持手段４の基板３の配置され
ていない中心部にダミー基板１０を配置して結晶成長す
る。この場合には、図５に示すようにガス導入口ａを含
むすべてのガス導入口に原料ガスとキャリヤガスとから
なる成長ガスを供給する。第１例と同一条件で結晶成長
した結果、第１例と同様に良好な結果が得られた。
ていない中心部にダミー基板１０を配置して結晶成長す
る。この場合には、図５に示すようにガス導入口ａを含
むすべてのガス導入口に原料ガスとキャリヤガスとから
なる成長ガスを供給する。第１例と同一条件で結晶成長
した結果、第１例と同様に良好な結果が得られた。
【００２３】
【発明の効果】以上説明せるとおり、本発明に係る有機
金属気相成長方法においては、複数の基板が放射状に配
置される基板保持手段を有し、この基板保持手段に対向
して複数のガス導入口が配設されている有機金属気相成
長装置を使用して、基板保持手段の基板を保持しない中
心部に対向するガス導入口からは成長ガスを含まないガ
スを供給するか、または、基板保持手段の中心部にダミ
ー基板を配置して結晶成長するので、成長ガスの流速分
布は均一化し、しかも、基板保持手段の中心部に成長ガ
スの分解生成物が付着することがなくなり、表面欠陥の
ない均一な結晶を再現性よく成長することができる。
金属気相成長方法においては、複数の基板が放射状に配
置される基板保持手段を有し、この基板保持手段に対向
して複数のガス導入口が配設されている有機金属気相成
長装置を使用して、基板保持手段の基板を保持しない中
心部に対向するガス導入口からは成長ガスを含まないガ
スを供給するか、または、基板保持手段の中心部にダミ
ー基板を配置して結晶成長するので、成長ガスの流速分
布は均一化し、しかも、基板保持手段の中心部に成長ガ
スの分解生成物が付着することがなくなり、表面欠陥の
ない均一な結晶を再現性よく成長することができる。
【図１】本発明の有機金属気相成長方法に使用される装
置の模式図である。
置の模式図である。
【図２】基板保持手段に保持される基板の配置図である
。
。
【図３】ダミー基板を配置しない場合のガスフロー制御
図である。
図である。
【図４】ダミー基板の配置図である。
【図５】ダミー基板を配置する場合のガスフロー制御図
である。
である。
【図６】従来技術の有機金属気相成長方法に使用される
装置の模式図である。
装置の模式図である。
１ 成長ガス導入部
１１ ガス導入口
２ 反応管
３ 基板
４ 基板保持手段
５ ガス排気口
６ 排気ポンプ
７ 高周波加熱コイル
８ マスフローコントローラ
９ マニホールド
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の基板（３）を放射状に保持する
基板保持手段（４）を有し、該基板保持手段（４）に対
向して複数のガス導入口（１１）が配設されてなる有機
金属気相成長装置を使用して、前記基板保持手段（４）
の少なくとも中心部に対向して配設される前記ガス導入
口（１１）からは成長に寄与する原料ガスを含まないガ
スを供給し、残余の前記ガス導入口（１１）からは成長
ガスを供給して半導体結晶を成長することを特徴とする
有機金属気相成長方法。 - 【請求項２】 複数の基板（３）を放射状に保持する
基板保持手段（４）を有し、該基板保持手段（４）に対
向して複数のガス導入口（１１）が配設されてなる有機
金属気相成長装置を使用して、前記基板保持手段（４）
の少なくとも中心部にダミー基板（１０）を配置し、前
記ガス導入口（１１）から成長ガスを供給して半導体結
晶を成長することを特徴とする有機金属気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41270590A JPH04221820A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 有機金属気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41270590A JPH04221820A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 有機金属気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04221820A true JPH04221820A (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=18521494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41270590A Withdrawn JPH04221820A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 有機金属気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04221820A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010528466A (ja) * | 2007-05-23 | 2010-08-19 | アイクストロン、アーゲー | サセプタ上に最密集して配置された複数の基板をコーティグするための装置 |
| CN106252268A (zh) * | 2015-06-15 | 2016-12-21 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理方法以及基板处理装置 |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP41270590A patent/JPH04221820A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010528466A (ja) * | 2007-05-23 | 2010-08-19 | アイクストロン、アーゲー | サセプタ上に最密集して配置された複数の基板をコーティグするための装置 |
| CN106252268A (zh) * | 2015-06-15 | 2016-12-21 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理方法以及基板处理装置 |
| KR20160147669A (ko) * | 2015-06-15 | 2016-12-23 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 |
| JP2017005184A (ja) * | 2015-06-15 | 2017-01-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
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