JPH0474794A - 基板ホルダおよび基板の装着方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は分子線エピタキシー装置等に用いられる基板ホ
ルダおよび基板の装着方法に関する。

［従来の技術］ 近年、無機薄膜、特に半導体材料を中心とした薄膜材料
の製造において、大きな変化が生じている。従来の薄膜
の製造においては、真空蒸着法、スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法等が知られているが、近年、有機金属化合物をガ
スソースとし、常圧または減圧下で反応を行なう有機金
属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法や固体材料を原料とし、超
真空下で反応を行なう分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法
が重要視されている。さらに、これらの方法に加えて、
原料の一部または全部をガスソースとする気相分子線エ
ピタキシー（以下、気相ＭＢＥという）法が提案されて
いる。また、その中でも近年、ガスソースとしてトリエ
チルガリウム、トリエチルアルミニウム等の有機金属化
合物を用いるＭＢＥ（ＭＯＭＢＥ）法は、深い不純物レ
ベルが発生したり、オーバル欠陥等が生じることがなく
、・良好な結晶薄膜が得られることから、開発が進めら
れている。

このようなＭＢＣ装置等において、無機薄膜を表面に成
長させるために用いられる基板（ウェハ）は、裏面から
基板ホルダにより保持されている。

この基板ホルダに要求される最も大事なことは、基板面
内で±　１℃程度の均一性のよい温度分布を再現性よく
実現し、かつ、蒸着中は基板温度が所定温度に安定して
いることか良好かつ再現性のある無機薄膜を成長させる
ことである。

従来、この基板ホルダはモリブデン等の高融点金属ブロ
ックからなり、インジウム等の低融点金属を介して、基
板を貼り付けている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなモリブデン等の高融点金属か
らなる基板ホルダには次のような課題がある。

（１）基板をインジウムを介して基板ホルダに貼付ける
には、１８０℃程度に加熱し、インジウムを溶融させて
行なうが、その際に予め清浄化された基板に大気中の粉
塵等が付着または焼付き、その結果、基板が汚染する。

（２）基板は薄くて脆い材質なので、基板を基板ホルダ
に貼付ける際に、基板への押圧力の加え方が悪いと基板
が割れる恐れがあるので、大面積の基板を用いることが
できない。

（３）基板を基板ホルダから取り外す場合にも、１８０
℃程度に加熱し、インジウムを溶融させて行なうが、ハ
ンドリングか悪いと、基板の一部が破損したり、また溶
融したインジウムか基板表面に回り込み、無機薄膜か形
成された基板表面が汚染してしまう。

（４）基板や基板ホルダを再使用するには、付着したイ
ンジウムを除去する必要かあり、このために酸洗浄等の
工程か必要である。

従って、ＭＢＥ装置等に用いられる基板を装着する手段
として、さらなる改良が要求されていた。

本発明は、かかる従来技術の課題を解決すべくなされた
もので、基板の汚染か防止され、また基板の大面積化の
要求に対応でき、しかも良好かつ再現性のある無機薄膜
を形成し得る基板ホルダ、並びに簡便な基板の装着方法
を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、表面に基板保持用の凹部を有し、
かつ一定の材質からなる基板ホルダによって達成される
。

すなわち、本発明の基板ホルダは、表面に基板保持用の
凹部を有し、セラミックスからなるものである。

第１図に本発明の基板ホルダの斜視図を示す。

同図において、基板ホルダ１には、その表面に凹部２が
設けられている。この四部２は基板、特に半導体基板を
嵌入し、挾持するためのものである。

凹部２に挾持した基板を抑え板４で隙間の少ない状態に
固持する都合から、凹部２の深さは、基板の厚みよりも
若干小さいことが必要である。また、凹部２の形状は、
基板の形状と路間−であることが要求される。

この基板ホルダ１の材質は、赤外線透過性および熱伝導
性に優れたセラミックであれば特に制限されないが、そ
の中でも焼結窒化ホウ素（ＰＢＮ）は、熱に対する追随
性がよく、またガス吸着量が少ないことから、特に好ま
しく用いられる。

また、ここに用いられる基板も特に制限されず、例えば
ＧａＡｓ、Ｓｉ等が用いられる。

次に、本願発明の基板の装着方法は、上記した基板ホル
ダの凹部に基板を嵌入し、該基板を抑え板で保持するこ
とを特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づき具体的に説明する
。

第２図は、本発明の基板の装着方法の概略を示す断面図
である。

同図において、焼結窒化ホウ素からなる基板ホルダ１は
、深さ０．３ｍの凹部２を有し、この四部２に厚さ０．
３５ｍのＧａ　Ａｓ基板３を嵌入、把持した。

さらに、この基板３はモリブデンよりなる抑え板４によ
り保持されている。この抑え板４はモリブデンに限定さ
れず、例えばチタンよりなるものでもよいが、加工性や
純度等の観点からモリブデンからなるものが好ましい。

また、この抑え板４はリング５により支持され、このリ
ング５は保持板６で把持されている。このような構造を
採用することにより、抑え板４は、基板３を柔軟に、か
つ弾力性をもって保持することができる。

そして、基板ホルダ１の凹部２に嵌入され、かつ押え板
４で保持された基板３は、第２図に示されるように、基
板ホルダ２の裏面に設けられたヒータ７により加熱され
、一定温度になった時点で、電子銃や抵抗加熱等によっ
て蒸着金属やｐ型またはｎ型不純物か基板表面に放射さ
れ、無機薄膜か形成される。なお、この際の温度制御は
熱電対８により行なわれるが、この熱電対８に加えて、
赤外線放射温度計（図示せず）を用いて、基板表面温度
を直接ρＪ定してもよい。但し、この場合には、測定用
窓の汚れを防止すべく、測定窓にシャッターを設けるこ
とが肝要である。

なお、従来より用いられているモリブデン板にＧａ　Ａ
ｓ基板をインジウムで貼付した場合と本発明における焼
結窒化ホウ素からなる基板ホルダの凹部にＧａ　Ａｓを
嵌入した場合の基板温度（熱電対によるモニター温度お
よび放射温度計表示値）と無機薄膜成長時間との関係を
第３図（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す。

第３図（ａ）は、モリブデン板を基板ホルダとし、これ
にＧａ　Ａｓ基板をインジウムで貼付した従来より行な
われているものであるが、基板そのものの温度である放
射温度計表示値を一定とした場合に、基板ホルダの測定
温度である熱電対によるモニター温度は、放射温度計表
示値と最大１５０℃と大幅な差が生じる。

一方、第３図（ｂ）は、焼結窒化ホウ素からなる基板ホ
ルダの凹部にＧａ　Ａｓを嵌入し、保持した本発明に係
るものであるが、基板そのものの温度である放射温度計
表示値を一定とした場合に、基板ホルダの測定温度であ
る熱電対によるモニター温度は、放射温度計表示値と最
大でも１０℃の差が生じるに過ぎず、放射温度計表示値
と熱電対によるモニター温度が非常によく対応している
ことが判る。

［発明の効果］ 以上のような本発明においては、次の効果を和する。

（１）基板ホルダと基板の間にインジウム等の低融点金
属を介在させることがないので、基板の汚染や破損が生
じることがなく、また基板ホルダの洗浄も省略可能であ
り、洗浄処理も容易となる。

（２）基板を基板ホルダに貼付ける工程か不要であるこ
とから、基板の大面積化の要望に対応できる。

（３）基板の装着が極めて簡便に行なえる。

（４）基板ホルダに熱伝導率の良好なセラミックス材料
を用いているので、基板温度と熱電対の測定温度の対応
が良好であることから基板温度の制御が容易となり、良
好かつ再現性のある無機薄膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基板ホルダの斜視図、第２図は、本
発明の基板の装着方法の概略を示す断面図、そして、 第３図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ無機薄膜成長経
過時間と基板温度（熱電対によるモニター温度および放
射温度計表示値）の関係を示すグラフ。 １：基板ホルダ、　　２：凹部、 ３：基板、　　　　　　４：抑え板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に基板保持用の凹部を有し、セラミックスから
   なる基板ホルダ。 ２、前記セラミックスが焼結窒化ホウ素である請求項１
   に記載の基板ホルダ。 ３、請求項１または２に記載の基板ホルダの凹部に基板
   を嵌入し、該基板を抑え板で保持することを特徴とする
   基板の装着方法。