JPH0455524B2 - - Google Patents
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- JPH0455524B2 JPH0455524B2 JP61090316A JP9031686A JPH0455524B2 JP H0455524 B2 JPH0455524 B2 JP H0455524B2 JP 61090316 A JP61090316 A JP 61090316A JP 9031686 A JP9031686 A JP 9031686A JP H0455524 B2 JPH0455524 B2 JP H0455524B2
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Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
この発明は、連続処理を目的とする気相処理装
置にかかり、 処理容器内に複数の処理室を画定する少なくと
も一部が移動可能な内壁と、被処理基体の該処理
室相互間の移動を行う手段とを備え、該被処理基
体の該処理室相互間の移動に際して該内壁を退避
させる構造により、 該処理室相互間の良好な分離と、該被処理基体
の迅速かつ容易な移動とを可能とするものであ
る。
置にかかり、 処理容器内に複数の処理室を画定する少なくと
も一部が移動可能な内壁と、被処理基体の該処理
室相互間の移動を行う手段とを備え、該被処理基
体の該処理室相互間の移動に際して該内壁を退避
させる構造により、 該処理室相互間の良好な分離と、該被処理基体
の迅速かつ容易な移動とを可能とするものであ
る。
本発明は連続処理を目的とする気相処理装置の
改善に関する。
改善に関する。
例えば半導体装置の製造プロセスにおいて、半
導体層のエピタキシヤル成長、絶縁膜、金属膜の
形成等に際し、気相の原材料物質を用いて所要の
組成の物質を析出する気相処理が多く適用されて
いるが、半導体装置等の特性向上、或いはスルー
プツトの増大などを目的として、連続処理の際に
原料ガス交換の迅速化が強く要望されている。
導体層のエピタキシヤル成長、絶縁膜、金属膜の
形成等に際し、気相の原材料物質を用いて所要の
組成の物質を析出する気相処理が多く適用されて
いるが、半導体装置等の特性向上、或いはスルー
プツトの増大などを目的として、連続処理の際に
原料ガス交換の迅速化が強く要望されている。
例えば半導体基板上に半導体層をエピタキシヤ
ル成長する方法として、気相成長方法、液相成長
方法、分子線エピタキシヤル成長方法等が目的に
応じて選択されているが、気相エピタキシヤル成
長方法（VPE法）は中でも長い歴史をもち、塩
化物を水素で還元する水素還元法、無機化合物の
熱分解法、有機化合物の熱分解法などが含まれ
る。
ル成長する方法として、気相成長方法、液相成長
方法、分子線エピタキシヤル成長方法等が目的に
応じて選択されているが、気相エピタキシヤル成
長方法（VPE法）は中でも長い歴史をもち、塩
化物を水素で還元する水素還元法、無機化合物の
熱分解法、有機化合物の熱分解法などが含まれ
る。
例えば有機金属熱分解気相成長法（MO−
CVD法）によるInP／InGaAs／InPダブルヘテ
ロ接合のエピタキシヤル成長は、例えばキヤリア
ガスを水素（H2）とし、Inはトリメチルインジ
ウム（（CH3）3In）又はトリエチルインジウム
（（C2H5）3In），Gaはトリメチルガリウム
（（CH3）3Ga）又はトリエチルガリウム
（（C2H5）3Ga），Ｐはホスフイン（PH3），6Asは
アルシン（AsH3）、不純物とするシリコン（Si）
はモノシラン（SiH4）を原材料として、 （CH3）3In＋PH3→InP＋3CH4 （CH3）3In＋AsH3→InAs＋3CH4 （CH3）3Ga＋AsH3→GaAs＋3CH4 SiH4→Si＋2H2 などの反応を利用している。
CVD法）によるInP／InGaAs／InPダブルヘテ
ロ接合のエピタキシヤル成長は、例えばキヤリア
ガスを水素（H2）とし、Inはトリメチルインジ
ウム（（CH3）3In）又はトリエチルインジウム
（（C2H5）3In），Gaはトリメチルガリウム
（（CH3）3Ga）又はトリエチルガリウム
（（C2H5）3Ga），Ｐはホスフイン（PH3），6Asは
アルシン（AsH3）、不純物とするシリコン（Si）
はモノシラン（SiH4）を原材料として、 （CH3）3In＋PH3→InP＋3CH4 （CH3）3In＋AsH3→InAs＋3CH4 （CH3）3Ga＋AsH3→GaAs＋3CH4 SiH4→Si＋2H2 などの反応を利用している。
このInP／InGaAs或いはInGaAs／InPなどの
ヘテロ接合界面を急峻にする方法としては、 反応ガス（原料ガス）の成分、組成を急激に
変化させる。
ヘテロ接合界面を急峻にする方法としては、 反応ガス（原料ガス）の成分、組成を急激に
変化させる。
異なる半導体組成に対しそれぞれ別個の処理
室を設け、被成長基体が処理室間を移動する。
室を設け、被成長基体が処理室間を移動する。
などの方法が従来行われている。
しかしながら、このの方法は処理室などのガ
ス交換速度に制約され、反応ガスの吸着性が強い
場合には目的達成が特に困難である。
ス交換速度に制約され、反応ガスの吸着性が強い
場合には目的達成が特に困難である。
またの方法には第２図に例示する如き気相処
理装置が従来用いられている。同図において、２
１は処理容器の外壁、２２は処理室２３Ａ，２３
Ｂを区画する内壁、２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ処
理室２３Ａ，２３Ｂに反応ガスを供給するガス導
入管、２５は底板、２６はガス排出管、２７は高
周波コイル、２８はサセプタ、２９は回転軸、３
１は被成長基体である。例えばこの気相処理装置
の処理室２３ＡをInP成長に、処理室２３Ｂを
InGaAs成長に使用し、回転軸２９によつてサセ
プタ２８を回転して、処理室２３Ａ内でInP層を
成長した被成長基体３１を処理室２３Ｂ内に移動
させる。
理装置が従来用いられている。同図において、２
１は処理容器の外壁、２２は処理室２３Ａ，２３
Ｂを区画する内壁、２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ処
理室２３Ａ，２３Ｂに反応ガスを供給するガス導
入管、２５は底板、２６はガス排出管、２７は高
周波コイル、２８はサセプタ、２９は回転軸、３
１は被成長基体である。例えばこの気相処理装置
の処理室２３ＡをInP成長に、処理室２３Ｂを
InGaAs成長に使用し、回転軸２９によつてサセ
プタ２８を回転して、処理室２３Ａ内でInP層を
成長した被成長基体３１を処理室２３Ｂ内に移動
させる。
第２図に例示した従来例では、処理室を区画す
る内壁２２とサセプタ２８との間を例えば擦り合
わせ仕上げとするなど両処理室の分離に努めてい
るが、反応ガスの廻り込み等により処理室相互間
の分離が不十分でなお急峻なヘテロ接合界面が得
難く、更に不純物等について特に重要な相互汚染
の問題など、不満足な場合が少なくない。
る内壁２２とサセプタ２８との間を例えば擦り合
わせ仕上げとするなど両処理室の分離に努めてい
るが、反応ガスの廻り込み等により処理室相互間
の分離が不十分でなお急峻なヘテロ接合界面が得
難く、更に不純物等について特に重要な相互汚染
の問題など、不満足な場合が少なくない。
MO−CVD以外の気相処理においてもこれに
類似する問題点があり、半導体装置等の特性、経
済性などの向上のために、従来より良好な原料ガ
ス分離が迅速に実現される気相処理装置が強く要
望されている。
類似する問題点があり、半導体装置等の特性、経
済性などの向上のために、従来より良好な原料ガ
ス分離が迅速に実現される気相処理装置が強く要
望されている。
上記問題点は本発明により、外壁及び底板より
なる処理容器内には、サセプタ、固定内壁及び可
動内壁を備え、被処理基板を載置するサセプタは
回転可能となつており、上下方向に移動可能な可
動内壁はサセプタの上部に位置し複数の処理室を
区画する壁より構成され、固定内壁は容器の上部
内面と可動内壁間に設けられ、可動内壁の各壁に
対応する壁の組合わせよりなり、さらに固定内壁
で区切られた外壁上部には夫々ガス導入管を、ま
た底板にはガス排出管を備え気相処理工程では可
動内壁の上部は固定内壁と嵌合され、下部はサセ
プタと結合し各分離された処理室を構成し、可動
内壁の上法への退避によつて可動内壁下部はサセ
プタとの結合が解かれ、サセプタは回転可能とな
ることを特徴とする気相処理装置によつて解決さ
れる。
なる処理容器内には、サセプタ、固定内壁及び可
動内壁を備え、被処理基板を載置するサセプタは
回転可能となつており、上下方向に移動可能な可
動内壁はサセプタの上部に位置し複数の処理室を
区画する壁より構成され、固定内壁は容器の上部
内面と可動内壁間に設けられ、可動内壁の各壁に
対応する壁の組合わせよりなり、さらに固定内壁
で区切られた外壁上部には夫々ガス導入管を、ま
た底板にはガス排出管を備え気相処理工程では可
動内壁の上部は固定内壁と嵌合され、下部はサセ
プタと結合し各分離された処理室を構成し、可動
内壁の上法への退避によつて可動内壁下部はサセ
プタとの結合が解かれ、サセプタは回転可能とな
ることを特徴とする気相処理装置によつて解決さ
れる。
本発明による気相処理装置では、処理容器内で
複数の処理室が相互間で原料ガスがよく分離され
る様に固定内壁、可動内壁及びサセプタが組合わ
され各処理室を完全に分離し、被処理基板の移動
の場合可動内壁を上法に退避させるとサセプタと
の結合が解かれ、サセペタは回転可能となり、被
処理基板を速やかに他の処理室に移すことが可能
となる。
複数の処理室が相互間で原料ガスがよく分離され
る様に固定内壁、可動内壁及びサセプタが組合わ
され各処理室を完全に分離し、被処理基板の移動
の場合可動内壁を上法に退避させるとサセプタと
の結合が解かれ、サセペタは回転可能となり、被
処理基板を速やかに他の処理室に移すことが可能
となる。
この構造により、被処理基体に作用する原料ガ
スの交換が良く分離して迅速に行われ、例えばエ
ピタキシヤル成長において急峻なへヘテロ接合界
面が得られ、残留不純物等による汚染が防止され
るなど、従来の問題点が解決される。
スの交換が良く分離して迅速に行われ、例えばエ
ピタキシヤル成長において急峻なへヘテロ接合界
面が得られ、残留不純物等による汚染が防止され
るなど、従来の問題点が解決される。
以下本発明を第１図に模式側断面図を示す実施
例により具体的に説明する。
例により具体的に説明する。
同図において、１は処理容器の外壁、２Ｍは処
理室３Ａ，３Ｂを区画する内壁の可動部分、２Ｆ
はこの内壁の固定部分、４Ａ，４Ｂはそれぞれ処
理室３Ａ，３Ｂに反応ガスを供給するガス導入
管、５は底板、６はガス排出管、７は高周波コイ
ル、８はサセプタ、９は回転軸、１０は処理室の
可動内壁２Ｍの上下駆動軸、１１は被成長基体で
あり、処理容器の外壁１、処理室の内壁２Ｍ，２
Ｆには例えば石英、サセプタ８には例えばカーボ
ン、底板５、回転軸９、上下駆動軸１０等には例
えばセラミツク等が用いられている。
理室３Ａ，３Ｂを区画する内壁の可動部分、２Ｆ
はこの内壁の固定部分、４Ａ，４Ｂはそれぞれ処
理室３Ａ，３Ｂに反応ガスを供給するガス導入
管、５は底板、６はガス排出管、７は高周波コイ
ル、８はサセプタ、９は回転軸、１０は処理室の
可動内壁２Ｍの上下駆動軸、１１は被成長基体で
あり、処理容器の外壁１、処理室の内壁２Ｍ，２
Ｆには例えば石英、サセプタ８には例えばカーボ
ン、底板５、回転軸９、上下駆動軸１０等には例
えばセラミツク等が用いられている。
この図では、処理室の可動内壁２Ｍは下方に下
げられた気相処理を行う位置にあり、この位置で
可動内壁２Ｍは、その先端がサセプタ８に設けら
れた溝に嵌合し、またその中央上部では固定内壁
２Ｆの先端との嵌合が保たれて、処理室３Ａ，３
Ｂ相互間が気密に分離されている。
げられた気相処理を行う位置にあり、この位置で
可動内壁２Ｍは、その先端がサセプタ８に設けら
れた溝に嵌合し、またその中央上部では固定内壁
２Ｆの先端との嵌合が保たれて、処理室３Ａ，３
Ｂ相互間が気密に分離されている。
可動内壁２Ｍはこの図示の位置より上方に例え
ば数cm程度移動することが可能であり、この上下
移動は例えば上下駆動軸１０によるが、上方に上
げられた位置ではその先端とサセプタ８の溝との
嵌合が外れ、サセプタ８を従来例と同様に回転軸
９により回転させ、サセプタ上で１処理室で処理
された被処理基板を速やかに他の処理室に移すこ
とが出来る。
ば数cm程度移動することが可能であり、この上下
移動は例えば上下駆動軸１０によるが、上方に上
げられた位置ではその先端とサセプタ８の溝との
嵌合が外れ、サセプタ８を従来例と同様に回転軸
９により回転させ、サセプタ上で１処理室で処理
された被処理基板を速やかに他の処理室に移すこ
とが出来る。
例えば半導体受光装置用に、ｎ型InP基板上
に、不純物濃度２×1018cm-3、厚さ2μmのｎ型
InP層、厚さ0.2μmのノンドープのInGaAs層、不
純物濃度１×1018cm-3、厚さ0.5μmのｎ型InP層を
順次エピタキシヤル成長するに際して、本実施例
の気相処理装置の処理室３Ａをｎ型InP層の成長
に、処理室３ＢをノンドープのInGaAs層の成長
に用いることとし、ｎ他InP基板を被成長基体１
１としてサセプタ８に装着し、これを先ず処理室
３Ａ内に置いて温度を600℃とし、ガス導入管４
Ａから例えばPH3を１×10-2、（C2H5）3Inを３×
10-5、SiH4を1.0×10-8含むH2キヤリアガスを流
量20l／分で供給して第１のｎ型InP層を成長し、
次いで上述の如く処理室３Ｂに被成長基体１１を
移動し、同一温度でガス導入管４Ｂから例えば
AsH3を１×10-2、（C2H5）3In及び（C2H5）3Gaを
それぞれ２×10-5含むH2ガスを流量20l／分で供
給してInGaAs層を成長し、再び処理室３Ａ内に
戻して同一条件で第２のｎ型InP層を成長した。
に、不純物濃度２×1018cm-3、厚さ2μmのｎ型
InP層、厚さ0.2μmのノンドープのInGaAs層、不
純物濃度１×1018cm-3、厚さ0.5μmのｎ型InP層を
順次エピタキシヤル成長するに際して、本実施例
の気相処理装置の処理室３Ａをｎ型InP層の成長
に、処理室３ＢをノンドープのInGaAs層の成長
に用いることとし、ｎ他InP基板を被成長基体１
１としてサセプタ８に装着し、これを先ず処理室
３Ａ内に置いて温度を600℃とし、ガス導入管４
Ａから例えばPH3を１×10-2、（C2H5）3Inを３×
10-5、SiH4を1.0×10-8含むH2キヤリアガスを流
量20l／分で供給して第１のｎ型InP層を成長し、
次いで上述の如く処理室３Ｂに被成長基体１１を
移動し、同一温度でガス導入管４Ｂから例えば
AsH3を１×10-2、（C2H5）3In及び（C2H5）3Gaを
それぞれ２×10-5含むH2ガスを流量20l／分で供
給してInGaAs層を成長し、再び処理室３Ａ内に
戻して同一条件で第２のｎ型InP層を成長した。
このエピタキシヤル成長において、InP層及び
InGaAs層の成長速度はそれぞれ約400nm／分で
あるが、ヘテロ接合界面の組成遷移領域の厚さは
3nm以下であり、従来の同一処理室内で原料ガス
成分を変更する成長法によればこの組成遷移領域
の厚さは6nm程度、第２図に示す如き装置により
被成長基体を移動する成長法によればこの組成遷
移領域の厚さ5nm程度であるのに対して、ヘテロ
接合界面の急峻性が向上し本発明の効果が実証さ
れた。
InGaAs層の成長速度はそれぞれ約400nm／分で
あるが、ヘテロ接合界面の組成遷移領域の厚さは
3nm以下であり、従来の同一処理室内で原料ガス
成分を変更する成長法によればこの組成遷移領域
の厚さは6nm程度、第２図に示す如き装置により
被成長基体を移動する成長法によればこの組成遷
移領域の厚さ5nm程度であるのに対して、ヘテロ
接合界面の急峻性が向上し本発明の効果が実証さ
れた。
上述の説明は効果判定が最も明確であるエピタ
キシヤル成長を引例しているが、例えば組成の異
なる絶縁膜を積層形成するなど種々の気相処理に
ついて同様の効果を得ることができる。また本発
明は縦型気相処理装置に限られず、横（水平）型
気相処理装置に適用することも可能である。
キシヤル成長を引例しているが、例えば組成の異
なる絶縁膜を積層形成するなど種々の気相処理に
ついて同様の効果を得ることができる。また本発
明は縦型気相処理装置に限られず、横（水平）型
気相処理装置に適用することも可能である。
以上説明した如く本発明による気相処理装置
は、エピタキシヤル成長、絶縁膜、金属膜形成等
の気相処理を連結して実施するに際して複数の処
理室の分離が完全に行なわれ、接合界面の如き処
理界面の急峻性と相互汚染の問題を解決し、また
被処理基板の移動も速やかに行なわれ、構造、操
作も簡明であり、半導体装置等の製造プロセスに
利用して特性向上、及びスループツトの増大など
の大きい効果が得られる。
は、エピタキシヤル成長、絶縁膜、金属膜形成等
の気相処理を連結して実施するに際して複数の処
理室の分離が完全に行なわれ、接合界面の如き処
理界面の急峻性と相互汚染の問題を解決し、また
被処理基板の移動も速やかに行なわれ、構造、操
作も簡明であり、半導体装置等の製造プロセスに
利用して特性向上、及びスループツトの増大など
の大きい効果が得られる。
第１図は本発明の実施例の模式側断面図、第２
図は従来例の模式側断面図である。 図において、１は処理容器の外壁、２Ｍは処理
室を区画する内壁の可動部分、２Ｆは内壁の固定
部分、３Ａ及び３Ｂは処理室、４Ａ及び４Ｂはガ
ス導入管、５は底板、６はガス排出管、７は高周
波コイル、８はサセプタ、９は回転軸、１０は可
動内壁２Ｍの上下駆動軸、１１は被成長基体を示
す。
図は従来例の模式側断面図である。 図において、１は処理容器の外壁、２Ｍは処理
室を区画する内壁の可動部分、２Ｆは内壁の固定
部分、３Ａ及び３Ｂは処理室、４Ａ及び４Ｂはガ
ス導入管、５は底板、６はガス排出管、７は高周
波コイル、８はサセプタ、９は回転軸、１０は可
動内壁２Ｍの上下駆動軸、１１は被成長基体を示
す。
Claims (1)
- １ 外壁及び底板よりなる処理容器内には、サセ
プタ、固定内壁及び可動内壁を備え、被処理基板
を載置するサセプタは回転可能となつており、上
下方向に移動可能な可動内壁はサセプタの上部に
位置し複数の処理室を区画する壁より構成され、
固定内壁は容器の上部内面と可動内壁間に設けら
れ可動内壁の各壁に対応する壁の組合わせよりな
り、さらに固定内壁で区切られた外壁上部には
夫々ガス導入管を、また底板にはガス排出管を備
え気相処理工程では可動内壁の上部は固定内壁と
嵌合され、下部はサセプタと結合し各分離された
処理室を構成し、可動内壁の上方への退避によつ
て可動内壁下部はサセプタとの結合が解かれ、サ
セプタは回転可能となることを特徴とする気相処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9031686A JPS62247520A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 気相処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9031686A JPS62247520A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 気相処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62247520A JPS62247520A (ja) | 1987-10-28 |
| JPH0455524B2 true JPH0455524B2 (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=13995122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9031686A Granted JPS62247520A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | 気相処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62247520A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6425521A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vapor phase epitaxy method for compound semiconductor |
| JP2658213B2 (ja) * | 1988-07-15 | 1997-09-30 | 富士通株式会社 | 気相エピタキシャル成長方法 |
| JPH0455391A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-02-24 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 気相成長装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162221A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus for vapor growth |
-
1986
- 1986-04-18 JP JP9031686A patent/JPS62247520A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162221A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus for vapor growth |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62247520A (ja) | 1987-10-28 |
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