JPH05326404A - 分子線エピタキシャル結晶成長装置 - Google Patents
分子線エピタキシャル結晶成長装置Info
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- JPH05326404A JPH05326404A JP14868192A JP14868192A JPH05326404A JP H05326404 A JPH05326404 A JP H05326404A JP 14868192 A JP14868192 A JP 14868192A JP 14868192 A JP14868192 A JP 14868192A JP H05326404 A JPH05326404 A JP H05326404A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板面方向に分布を有するエピタキシャル成
長ができるエピタキシャル結晶成長装置を得ることを目
的とする。 【構成】 基板ホルダ２の前面に所定の形状を有する外
周部シャッタ１１を設け、必要に応じてこれを作動させ
て分子線５を遮蔽し、基板１に到達する分子線の分布を
変化させることにより、基板１面方向に分布を有するエ
ピタキシャル成長を行う。
長ができるエピタキシャル結晶成長装置を得ることを目
的とする。 【構成】 基板ホルダ２の前面に所定の形状を有する外
周部シャッタ１１を設け、必要に応じてこれを作動させ
て分子線５を遮蔽し、基板１に到達する分子線の分布を
変化させることにより、基板１面方向に分布を有するエ
ピタキシャル成長を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板上に半導
体エピタキシャル層を形成する分子線エピタキシャル成
長装置に関するものである。
体エピタキシャル層を形成する分子線エピタキシャル成
長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、従来の分子線エピタキシャル
装置を示す断面図であり、図において、１は半導体基板
（ウェハ）、２はこの半導体基板１を保持するための基
板ホルダであり、ウェハ１を保持した状態で図示しない
駆動装置により一定速度で回転することができる。３ａ
〜３ｃはそれぞれ各種の元素を収納する分子線源、４ａ
〜４ｃは分子線源３ａ〜３ｃからそれぞれ放出する分子
線を必要に応じて遮蔽する分子線シャッタ、５はこの分
子線源４ａより放出される分子線、６はこの分子線５が
基板１に到達するのを必要に応じて遮蔽するための基板
シャッタである。
装置を示す断面図であり、図において、１は半導体基板
（ウェハ）、２はこの半導体基板１を保持するための基
板ホルダであり、ウェハ１を保持した状態で図示しない
駆動装置により一定速度で回転することができる。３ａ
〜３ｃはそれぞれ各種の元素を収納する分子線源、４ａ
〜４ｃは分子線源３ａ〜３ｃからそれぞれ放出する分子
線を必要に応じて遮蔽する分子線シャッタ、５はこの分
子線源４ａより放出される分子線、６はこの分子線５が
基板１に到達するのを必要に応じて遮蔽するための基板
シャッタである。
【０００３】また、図１２は図１１に示す従来の分子線
エピタキシャル装置を用いて形成したＨＥＭＴ構造エピ
タキシャル・ウェハの断面図であり、図において、１は
ＧａＡｓ半導体基板、７はＧａＡｓ半導体基板１上に形
成したＧａＡｓバッファ層、８はバッファ層７上に形成
したＩｎＧａＡｓチャネル層、９はチャネル層８上に形
成したＡｌＧａＡｓ電子供給層、１０は電子供給層９上
に形成したＧａＡｓコンタクト層である。
エピタキシャル装置を用いて形成したＨＥＭＴ構造エピ
タキシャル・ウェハの断面図であり、図において、１は
ＧａＡｓ半導体基板、７はＧａＡｓ半導体基板１上に形
成したＧａＡｓバッファ層、８はバッファ層７上に形成
したＩｎＧａＡｓチャネル層、９はチャネル層８上に形
成したＡｌＧａＡｓ電子供給層、１０は電子供給層９上
に形成したＧａＡｓコンタクト層である。
【０００４】次に図１１の分子線エピタキシャル装置を
用いて図１２のＨＥＭＴ構造のエピタキシャル・ウェハ
を作成する際の動作について説明する。いま図示しない
２組の分子線源からＧａ，Ａｓの分子接線の照射によ
り、基板ホルダ２に保持されて一定速度で回転している
ＧａＡｓ基板１上に、ＧａＡｓバッファ層７が形成さ
れ、次いで、Ｉｎ原料の入った分子線源３ａの分子線シ
ャッタ４ａを開放し、ＩｎＧａＡｓチャネル層８を形成
する。次いで、Ｉｎ原料の入った分子線源３ａの分子線
シャッタ４ａを閉鎖し、Ａｌ原料の入った分子線源３ｂ
の分子線シャッタ４ｂおよびＳｉ原料の入った分子線源
３ｃの分子線シャッタ４ｃを開放し、ＡｌＧａＡｓ電子
供給層９を形成する。次いで、Ａｌ原料の入った分子線
源３ｂの分子線シャッタ４ｂを閉鎖し、ＧａＡｓコンタ
クト層１０を形成する。
用いて図１２のＨＥＭＴ構造のエピタキシャル・ウェハ
を作成する際の動作について説明する。いま図示しない
２組の分子線源からＧａ，Ａｓの分子接線の照射によ
り、基板ホルダ２に保持されて一定速度で回転している
ＧａＡｓ基板１上に、ＧａＡｓバッファ層７が形成さ
れ、次いで、Ｉｎ原料の入った分子線源３ａの分子線シ
ャッタ４ａを開放し、ＩｎＧａＡｓチャネル層８を形成
する。次いで、Ｉｎ原料の入った分子線源３ａの分子線
シャッタ４ａを閉鎖し、Ａｌ原料の入った分子線源３ｂ
の分子線シャッタ４ｂおよびＳｉ原料の入った分子線源
３ｃの分子線シャッタ４ｃを開放し、ＡｌＧａＡｓ電子
供給層９を形成する。次いで、Ａｌ原料の入った分子線
源３ｂの分子線シャッタ４ｂを閉鎖し、ＧａＡｓコンタ
クト層１０を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の分子線エピタキ
シャル結晶成長装置は以上のように構成されているの
で、基板面方向に分布が均一なエピタキシャル層しか成
長できず、例えば図１２のＨＥＭＴ構造において、ウェ
ハ状態でＡｌＧａＡｓ電子給電層９の特性を測定しよう
とした場合、下方のＩｎＧａＡｓチャネル層８の影響に
よりそのキャリア濃度等を正確に測定することができ
ず、実際には所定成長回数毎にＩｎＧａＡｓチャネル層
８を除いて結晶成長を行い、この状態でＡｌＧａＡｓ電
子給電層９の特性を測定し、その値をＨＥＭＴ構造のＡ
ｌＧａＡｓ電子給電層９の測定値としたり、またＩｎＧ
ａＡｓチャネル層８の特性を測定する場合には、エッチ
ング等により該層より上方の層を取り除いて直接その特
性を測定する等により行われており、ウェハ状態で所望
とするエピタキシャル層の特性を測定することが不可能
であるといった問題点があった。
シャル結晶成長装置は以上のように構成されているの
で、基板面方向に分布が均一なエピタキシャル層しか成
長できず、例えば図１２のＨＥＭＴ構造において、ウェ
ハ状態でＡｌＧａＡｓ電子給電層９の特性を測定しよう
とした場合、下方のＩｎＧａＡｓチャネル層８の影響に
よりそのキャリア濃度等を正確に測定することができ
ず、実際には所定成長回数毎にＩｎＧａＡｓチャネル層
８を除いて結晶成長を行い、この状態でＡｌＧａＡｓ電
子給電層９の特性を測定し、その値をＨＥＭＴ構造のＡ
ｌＧａＡｓ電子給電層９の測定値としたり、またＩｎＧ
ａＡｓチャネル層８の特性を測定する場合には、エッチ
ング等により該層より上方の層を取り除いて直接その特
性を測定する等により行われており、ウェハ状態で所望
とするエピタキシャル層の特性を測定することが不可能
であるといった問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、基板面方向に分布を有するエピ
タキシャル成長を成長させることができる分子線エピタ
キシャル結晶成長装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、基板面方向に分布を有するエピ
タキシャル成長を成長させることができる分子線エピタ
キシャル結晶成長装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る分子線エ
ピタキシャル結晶成長装置は、基板に到達する分子線の
一部を遮蔽する分子線遮蔽手段を備えたものである。
ピタキシャル結晶成長装置は、基板に到達する分子線の
一部を遮蔽する分子線遮蔽手段を備えたものである。
【０００８】
【作用】この発明においては、所定の形状を有する基板
シャッタ又は、基板ホルダに取り付けたマスク等の分子
線遮蔽手段により、基板に到達する分子線の一部を必要
に応じて遮蔽し、基板に到達する分子線の分布を変化さ
せることにより、基板面方向に分布を有するエピタキシ
ャル成長を行うことができる。
シャッタ又は、基板ホルダに取り付けたマスク等の分子
線遮蔽手段により、基板に到達する分子線の一部を必要
に応じて遮蔽し、基板に到達する分子線の分布を変化さ
せることにより、基板面方向に分布を有するエピタキシ
ャル成長を行うことができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例による分子線エピ
タキシャル結晶成長装置を図１に基づいて説明する。図
１において、図１１と同一符号は同一または相当部分を
示し、１１は基板シャッタ６と基板１との間に配置さ
れ、分子線５が基板１の外周部に到達するのを必要に応
じて遮蔽するための外周部シャッタである。
タキシャル結晶成長装置を図１に基づいて説明する。図
１において、図１１と同一符号は同一または相当部分を
示し、１１は基板シャッタ６と基板１との間に配置さ
れ、分子線５が基板１の外周部に到達するのを必要に応
じて遮蔽するための外周部シャッタである。
【００１０】また、図２は、図１に示す分子線エピタキ
シャル成長装置を用いて形成したＨＥＭＴ構造エピタキ
シャルウェハの断面図であり、図において、８はバッフ
ァ層７上に形成したＩｎＧａＡｓチャネル層、９はチャ
ネル層８上に形成したＡｌＧａＡｓ電子供給層、９ａは
本来チャネル層８が形成される領域に形成されたＡｌＧ
ａＡｓ電子供給層、１０は電子供給層９及び９ａ上に形
成したＧａＡｓコンタクト層である。
シャル成長装置を用いて形成したＨＥＭＴ構造エピタキ
シャルウェハの断面図であり、図において、８はバッフ
ァ層７上に形成したＩｎＧａＡｓチャネル層、９はチャ
ネル層８上に形成したＡｌＧａＡｓ電子供給層、９ａは
本来チャネル層８が形成される領域に形成されたＡｌＧ
ａＡｓ電子供給層、１０は電子供給層９及び９ａ上に形
成したＧａＡｓコンタクト層である。
【００１１】さらに図３は上記外周部シャッタ１１の平
面図を示し、図に示すように、シャッタ１１は、中心に
基板１よりも径の小さい円形の開口部１１ｂを有する円
環状の板１１ａを回転軸１１ｃを中心として矢印方法に
回動可能なように構成されている。
面図を示し、図に示すように、シャッタ１１は、中心に
基板１よりも径の小さい円形の開口部１１ｂを有する円
環状の板１１ａを回転軸１１ｃを中心として矢印方法に
回動可能なように構成されている。
【００１２】次に図１の分子線エピタキシャル装置を用
いて図２のＨＥＭＴ構造エピタキシャル・ウェハを作成
する際の動作について説明する。基板シャッタ６及び外
周部シャッタ１１を開放した後、図示しない２組の分子
線源からＧａ，Ａｓの分子接線の照射により、基板ホル
ダ２に保持されて一定速度で回転しているＧａＡｓ基板
１上にＧａＡｓバッファ層７を形成し、ここで一旦、各
分子線の供給を停止する。
いて図２のＨＥＭＴ構造エピタキシャル・ウェハを作成
する際の動作について説明する。基板シャッタ６及び外
周部シャッタ１１を開放した後、図示しない２組の分子
線源からＧａ，Ａｓの分子接線の照射により、基板ホル
ダ２に保持されて一定速度で回転しているＧａＡｓ基板
１上にＧａＡｓバッファ層７を形成し、ここで一旦、各
分子線の供給を停止する。
【００１３】次いで、外周部シャッタ１１を閉鎖すると
ともに、Ｉｎ原料の入った分子線源３ａの分子線シャッ
タ４ａを開放し、ウェハ１の外周部を除く領域に選択的
にＩｎＧａＡｓチャネル層８を形成する。次いで、Ｉｎ
原料の入った分子線源３ａの分子線シャッタ４ａを閉鎖
しここで再度各分子線の供給を停止する。
ともに、Ｉｎ原料の入った分子線源３ａの分子線シャッ
タ４ａを開放し、ウェハ１の外周部を除く領域に選択的
にＩｎＧａＡｓチャネル層８を形成する。次いで、Ｉｎ
原料の入った分子線源３ａの分子線シャッタ４ａを閉鎖
しここで再度各分子線の供給を停止する。
【００１４】そして遮蔽シャッタ１１を開放し、引き続
きＡｌ原料の入った分子線源３ｂの分子線シャッタ４ｂ
およびＳｉ原料の入った分子線源３ｃの分子線シャッタ
４ｃを開放し、ＡｌＧａＡｓ電子供給層を形成する。こ
のときＩｎＧａＡｓチャネル層８上及び上記ＩｎＧａＡ
ｓチャネル層８が形成されなかった基板１周辺のＧａＡ
ｓバッファ層７上にそれぞれＡｌＧａＡｓ電子給電層９
及び９ａが形成される。次いで、Ａｌ原料の入った分子
線源３ｂの分子線シャッタ４ｂを閉鎖し、ＧａＡｓコン
タクト層１０を形成する。
きＡｌ原料の入った分子線源３ｂの分子線シャッタ４ｂ
およびＳｉ原料の入った分子線源３ｃの分子線シャッタ
４ｃを開放し、ＡｌＧａＡｓ電子供給層を形成する。こ
のときＩｎＧａＡｓチャネル層８上及び上記ＩｎＧａＡ
ｓチャネル層８が形成されなかった基板１周辺のＧａＡ
ｓバッファ層７上にそれぞれＡｌＧａＡｓ電子給電層９
及び９ａが形成される。次いで、Ａｌ原料の入った分子
線源３ｂの分子線シャッタ４ｂを閉鎖し、ＧａＡｓコン
タクト層１０を形成する。
【００１５】このように本実施例によれば、基板シャッ
タ６と基板１との間に、基板１の外周部のみを覆う形状
の外周部シャッタ１１を設け、必要に応じてこれを作動
させて各分子線源からの分子線を遮るようにしたから、
基板面方向に分布を有するエピタキシャル成長を行うこ
とができ、例えば図２では、基板１の周辺部分におい
て、ＧａＡｓコンタクト層１０とＧａＡｓバッファ層７
に挟まれたＡｌＧａＡｓ電子給電層９ａを得ることがで
き、このＡｌＧａＡｓ電子給電層９ａのキャリア濃度等
を測定することで、ＩｎＧａＡｓチャネル層８の影響を
受けることなく正確にＡｌＧａＡｓ電子給電層９の特性
を知ることができる。
タ６と基板１との間に、基板１の外周部のみを覆う形状
の外周部シャッタ１１を設け、必要に応じてこれを作動
させて各分子線源からの分子線を遮るようにしたから、
基板面方向に分布を有するエピタキシャル成長を行うこ
とができ、例えば図２では、基板１の周辺部分におい
て、ＧａＡｓコンタクト層１０とＧａＡｓバッファ層７
に挟まれたＡｌＧａＡｓ電子給電層９ａを得ることがで
き、このＡｌＧａＡｓ電子給電層９ａのキャリア濃度等
を測定することで、ＩｎＧａＡｓチャネル層８の影響を
受けることなく正確にＡｌＧａＡｓ電子給電層９の特性
を知ることができる。
【００１６】以下、本発明の第２の実施例による分子線
エピタキシャル装置を図４について説明する。図に示す
ように、この実施例では、外周部シャッタ１１を半円弧
の２つの部材を組み合わせて構成したものであり、部材
１１０ａ，１１０ｂはそれぞれ回転軸１１１ａ，１１１
ｂを中心として矢印方向に回動するようになっている。
エピタキシャル装置を図４について説明する。図に示す
ように、この実施例では、外周部シャッタ１１を半円弧
の２つの部材を組み合わせて構成したものであり、部材
１１０ａ，１１０ｂはそれぞれ回転軸１１１ａ，１１１
ｂを中心として矢印方向に回動するようになっている。
【００１７】このような構成とすることで、遮蔽シャッ
タ１１の開閉の際に、基板１の中央部を遮蔽シャッタ１
１が通過することが無く、上記第１の実施例のように遮
蔽シャッタ１１の開閉動作毎に結晶成長を停止せずに、
ＧａＡｓバッファ層７，ＩｎＧａＡｓチャネル層８，Ａ
ｌＧａＡｓ電子給電層９及び９ａ，ＧａＡｓコンタクト
層１０の各層を連続して成長させることができ、歩留り
向上を期待することができる。
タ１１の開閉の際に、基板１の中央部を遮蔽シャッタ１
１が通過することが無く、上記第１の実施例のように遮
蔽シャッタ１１の開閉動作毎に結晶成長を停止せずに、
ＧａＡｓバッファ層７，ＩｎＧａＡｓチャネル層８，Ａ
ｌＧａＡｓ電子給電層９及び９ａ，ＧａＡｓコンタクト
層１０の各層を連続して成長させることができ、歩留り
向上を期待することができる。
【００１８】以下、本発明の第３の実施例による分子線
エピタキシャル装置を図５について説明する。図５にお
いて、１２は半導体基板１を保持するための基板ホルダ
であり、その下方にマスク１５を支持するためのガイド
部材１３を有する。
エピタキシャル装置を図５について説明する。図５にお
いて、１２は半導体基板１を保持するための基板ホルダ
であり、その下方にマスク１５を支持するためのガイド
部材１３を有する。
【００１９】図６は上記基板ホルダ１２の詳細な構成図
であり、図において、１３はマスクを保持するためのガ
イド部材、１４はマスク装着時のマスクの位置決めを行
うためのストッパである。
であり、図において、１３はマスクを保持するためのガ
イド部材、１４はマスク装着時のマスクの位置決めを行
うためのストッパである。
【００２０】また図７は、図６の基板ホルダ１２のガイ
ド部材１３に装着され、基板１の外周部の一部を遮蔽す
るマスクであり、該マスク１５にはその中央部に、基板
ホルダ１２の開口部１２ａとほぼ同一な径の開口１５ａ
が形成されており、また開口１５ａの内側に向けて遮蔽
用の突起部１５ｂが形成されている。
ド部材１３に装着され、基板１の外周部の一部を遮蔽す
るマスクであり、該マスク１５にはその中央部に、基板
ホルダ１２の開口部１２ａとほぼ同一な径の開口１５ａ
が形成されており、また開口１５ａの内側に向けて遮蔽
用の突起部１５ｂが形成されている。
【００２１】次に上記第３の実施例による分子線エピタ
キシャル装置を用いてエピタキシャル成長を行う際の動
作について説明する。例えば図２に示した構造のエピタ
キシャル層を得ようとした場合、ＩｎＧａＡｓチャネル
層８を形成する際に、一旦各分子線の供給を停止し、基
板ホルダ１２にマスク１５を装着し、再度Ｇａ，Ａｓ，
Ｉｎの各分子線を基板１に供給する。このときマスク１
５は基板１とともに回転するため、マスク１５の突起部
１５ｂに覆われた領域を除いてＩｎＧａＡｓチャネル層
８が形成される。続いて、再度、各分子線の供給を停止
して基板ホルダ１２からマスク１５を取り除いた後、必
要な分子線を供給してＡｌＧａＡｓ電子給電層９，Ｇａ
Ａｓコンタクト層１０を形成する。
キシャル装置を用いてエピタキシャル成長を行う際の動
作について説明する。例えば図２に示した構造のエピタ
キシャル層を得ようとした場合、ＩｎＧａＡｓチャネル
層８を形成する際に、一旦各分子線の供給を停止し、基
板ホルダ１２にマスク１５を装着し、再度Ｇａ，Ａｓ，
Ｉｎの各分子線を基板１に供給する。このときマスク１
５は基板１とともに回転するため、マスク１５の突起部
１５ｂに覆われた領域を除いてＩｎＧａＡｓチャネル層
８が形成される。続いて、再度、各分子線の供給を停止
して基板ホルダ１２からマスク１５を取り除いた後、必
要な分子線を供給してＡｌＧａＡｓ電子給電層９，Ｇａ
Ａｓコンタクト層１０を形成する。
【００２２】このようにすることで、ウェハ上の小さい
領域において所望とするエピタキシャル層の特性を測定
することができ、ウェハ外周部全面にわたって測定領域
を形成する第１及び第２の実施例に比べ、１枚のウェハ
からとれるチップ数を多く確保することができる。
領域において所望とするエピタキシャル層の特性を測定
することができ、ウェハ外周部全面にわたって測定領域
を形成する第１及び第２の実施例に比べ、１枚のウェハ
からとれるチップ数を多く確保することができる。
【００２３】以下、本発明の第４の実施例による分子線
エピタキシャル装置を図８について説明する。図８にお
いて、１６は基板ホルダであり、その下方には基板表面
の一部を遮蔽可能な遮蔽板１７が設けられている。図９
及び図１０は上記基板ホルダ１６の詳細な構成を示す図
であり、遮蔽板１７が作動していない時は図９に示すよ
うに、遮蔽板１７は基板ホルダ１６に形成された係止部
１８ａによって係止され、基板ホルダ１６の開口領域を
遮らないように配置されており、また作動時には、図１
０に示すように、遮蔽板１７は軸１７ａを中心として回
動し、係止部１８によって決まる位置に係止され、基板
表面の一部を覆うようになる。なお１７ｂ，１７ｃは遮
蔽板１７を回動させる際の応力を与えるための凸部であ
り、矢印方向に回転する基板ホルダ１６に対して、図示
しない棒状の操作部材を高い方の凸部１７ｂに接触させ
ると遮蔽板１７は軸１７ａを中心として係止部１８ｂに
当接するまで回動し、この位置に係止される。また低い
方の凸部１７ｃに操作部材を接触させると遮蔽位置１７
は係止部材１８ａに当接するまで回動し該位置に係止さ
れるようになる。なお、軸１７ａと遮蔽板１７との嵌合
部は、基板ホルダ１６の回転により発生する遠心力では
遮蔽板１７の位置が変化しないように設計されているも
のとする。このようにすることで上記第３の実施例と同
様の効果を期待することができる。
エピタキシャル装置を図８について説明する。図８にお
いて、１６は基板ホルダであり、その下方には基板表面
の一部を遮蔽可能な遮蔽板１７が設けられている。図９
及び図１０は上記基板ホルダ１６の詳細な構成を示す図
であり、遮蔽板１７が作動していない時は図９に示すよ
うに、遮蔽板１７は基板ホルダ１６に形成された係止部
１８ａによって係止され、基板ホルダ１６の開口領域を
遮らないように配置されており、また作動時には、図１
０に示すように、遮蔽板１７は軸１７ａを中心として回
動し、係止部１８によって決まる位置に係止され、基板
表面の一部を覆うようになる。なお１７ｂ，１７ｃは遮
蔽板１７を回動させる際の応力を与えるための凸部であ
り、矢印方向に回転する基板ホルダ１６に対して、図示
しない棒状の操作部材を高い方の凸部１７ｂに接触させ
ると遮蔽板１７は軸１７ａを中心として係止部１８ｂに
当接するまで回動し、この位置に係止される。また低い
方の凸部１７ｃに操作部材を接触させると遮蔽位置１７
は係止部材１８ａに当接するまで回動し該位置に係止さ
れるようになる。なお、軸１７ａと遮蔽板１７との嵌合
部は、基板ホルダ１６の回転により発生する遠心力では
遮蔽板１７の位置が変化しないように設計されているも
のとする。このようにすることで上記第３の実施例と同
様の効果を期待することができる。
【００２４】なお上記第１及び第２の実施例では、外周
部シャッタ１１を基板シャッタ１１と基板ホルダ２との
間に配置するようにしたが、外周部シャッタ１１の開口
から入射する分子線の廻り込み等の影響が少なければ基
板シャッタ６の前面等に配置するようにしてもよい。ま
た上記第２の実施例では、外周部シャッタ１１を２つの
円弧状部材を用いて構成したが、３つ以上の複数の円弧
状部材を組み合わせて構成してもよい。
部シャッタ１１を基板シャッタ１１と基板ホルダ２との
間に配置するようにしたが、外周部シャッタ１１の開口
から入射する分子線の廻り込み等の影響が少なければ基
板シャッタ６の前面等に配置するようにしてもよい。ま
た上記第２の実施例では、外周部シャッタ１１を２つの
円弧状部材を用いて構成したが、３つ以上の複数の円弧
状部材を組み合わせて構成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る分子線エ
ピタキシャル結晶成長装置によれば、所定の形状を有す
る基板シャッタ又は、基板ホルダに取り付けたマスク等
の分子線遮蔽手段により、基板に到達する分子線の一部
を必要に応じて遮蔽し、基板に到達する分子線の分布を
変化させるようにしたので、基板面方向に分布を有する
エピタキシャル成長が可能となり、エピタキシャル成長
層中の任意の層の特性を非破壊で測定することができ、
さらに同一ウェハ上に他の部分とは異なる素子パターン
を形成できるなどの効果がある。
ピタキシャル結晶成長装置によれば、所定の形状を有す
る基板シャッタ又は、基板ホルダに取り付けたマスク等
の分子線遮蔽手段により、基板に到達する分子線の一部
を必要に応じて遮蔽し、基板に到達する分子線の分布を
変化させるようにしたので、基板面方向に分布を有する
エピタキシャル成長が可能となり、エピタキシャル成長
層中の任意の層の特性を非破壊で測定することができ、
さらに同一ウェハ上に他の部分とは異なる素子パターン
を形成できるなどの効果がある。
【図１】この発明の一実施例による半導体製造装置（分
子線エピタキシャル結晶成長装置）の構成を示す断面
図。
子線エピタキシャル結晶成長装置）の構成を示す断面
図。
【図２】上記分子線エピタキシャル結晶成長装置を用い
て製造されたエピタキシャルウェハの断面図。
て製造されたエピタキシャルウェハの断面図。
【図３】上記分子線エピタキシャル結晶成長装置のシャ
ッタの構成図。
ッタの構成図。
【図４】本発明の第２の実施例による分子線エピタキシ
ャル結晶成長装置の分割されたシャッタの構成図。
ャル結晶成長装置の分割されたシャッタの構成図。
【図５】本発明の第３の実施例による分子線エピタキシ
ャル結晶成長装置の構成を示す断面図。
ャル結晶成長装置の構成を示す断面図。
【図６】上記実施例における分子線エピタキシャル結晶
成長装置の基板ホルダの構成を示す図。
成長装置の基板ホルダの構成を示す図。
【図７】上記基板ホルダに装着されるマスクの構成図。
【図８】本発明の第４の実施例による分子線エピタキシ
ャル結晶成長装置の構成を示す断面図。
ャル結晶成長装置の構成を示す断面図。
【図９】上記実施例における分子線エピタキシャル結晶
成長装置の遮蔽板を備えた基板ホルダの非動作時の構成
図。
成長装置の遮蔽板を備えた基板ホルダの非動作時の構成
図。
【図１０】上記実施例における分子線エピタキシャル結
晶成長装置の遮蔽板を備えた基板ホルダの動作時の構成
図。
晶成長装置の遮蔽板を備えた基板ホルダの動作時の構成
図。
【図１１】従来の分子線エピタキシャル結晶成長装置の
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
【図１２】従来の分子線エピタキシャル結晶成長装置に
よるエピタキシャルウェハの断面図。
よるエピタキシャルウェハの断面図。
１ 半導体基板 ２ 基板ホルダ ３ａ〜３ｃ 分子線源 ４ａ〜３ｃ 分子線シャッタ ５ 分子線 ６ 基板シャッタ １１ 外周部シャッタ １１ａ 円環状の板 １１ｂ 開口部 １１ｃ 回転軸 １２ 基板ホルダ １２ａ 開口部 １３ ガイド部材 １４ ストッパ １５ マスク １５ａ 開口 １５ｂ 突起部 １６ 基板ホルダ １７ 遮蔽板 １７ａ 軸 １７ｂ 凸部 １７ｃ 凸部 １８ａ，１８ｂ 係止部
【手続補正書】
【提出日】平成４年８月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の分子線エピタキ
シャル結晶成長装置は以上のように構成されているの
で、基板面方向に分布が均一なエピタキシャル層しか成
長できず、例えば図１２のＨＥＭＴ構造において、ウェ
ハ状態でＡｌＧａＡｓ電子供給層９の特性を測定しよう
とした場合、下方のＩｎＧａＡｓチャネル層８の影響に
よりそのキャリア濃度，Ａｌ組成等を正確に測定するこ
とができず、実際には所定成長回数毎にＩｎＧａＡｓチ
ャネル層８を除いて結晶成長を行い、この状態でＡｌＧ
ａＡｓ電子供給層９の特性を測定し、その値をＨＥＭＴ
構造のＡｌＧａＡｓ電子供給層９の測定値としたり、ま
たＩｎＧａＡｓチャネル層８の特性を測定する場合に
は、エッチング等により該層より上方の層を取り除いて
直接その特性を測定する等により行われており、ウェハ
状態で所望とするエピタキシャル層の特性を測定するこ
とが不可能であるといった問題点があった。
シャル結晶成長装置は以上のように構成されているの
で、基板面方向に分布が均一なエピタキシャル層しか成
長できず、例えば図１２のＨＥＭＴ構造において、ウェ
ハ状態でＡｌＧａＡｓ電子供給層９の特性を測定しよう
とした場合、下方のＩｎＧａＡｓチャネル層８の影響に
よりそのキャリア濃度，Ａｌ組成等を正確に測定するこ
とができず、実際には所定成長回数毎にＩｎＧａＡｓチ
ャネル層８を除いて結晶成長を行い、この状態でＡｌＧ
ａＡｓ電子供給層９の特性を測定し、その値をＨＥＭＴ
構造のＡｌＧａＡｓ電子供給層９の測定値としたり、ま
たＩｎＧａＡｓチャネル層８の特性を測定する場合に
は、エッチング等により該層より上方の層を取り除いて
直接その特性を測定する等により行われており、ウェハ
状態で所望とするエピタキシャル層の特性を測定するこ
とが不可能であるといった問題点があった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】そして遮蔽シャッタ１１を開放し、引き続
きＡｌ原料の入った分子線源３ｂの分子線シャッタ４ｂ
およびＳｉ原料の入った分子線源３ｃの分子線シャッタ
４ｃを開放し、ＡｌＧａＡｓ電子供給層を形成する。こ
のときＩｎＧａＡｓチャネル層８上及び上記ＩｎＧａＡ
ｓチャネル層８が形成されなかった基板１周辺のＧａＡ
ｓバッファ層７上にそれぞれＡｌＧａＡｓ電子供給層９
及び９ａが形成される。次いで、Ａｌ原料の入った分子
線源３ｂの分子線シャッタ４ｂを閉鎖し、ＧａＡｓコン
タクト層１０を形成する。
きＡｌ原料の入った分子線源３ｂの分子線シャッタ４ｂ
およびＳｉ原料の入った分子線源３ｃの分子線シャッタ
４ｃを開放し、ＡｌＧａＡｓ電子供給層を形成する。こ
のときＩｎＧａＡｓチャネル層８上及び上記ＩｎＧａＡ
ｓチャネル層８が形成されなかった基板１周辺のＧａＡ
ｓバッファ層７上にそれぞれＡｌＧａＡｓ電子供給層９
及び９ａが形成される。次いで、Ａｌ原料の入った分子
線源３ｂの分子線シャッタ４ｂを閉鎖し、ＧａＡｓコン
タクト層１０を形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】このように本実施例によれば、基板シャッ
タ６と基板１との間に、基板１の外周部のみを覆う形状
の外周部シャッタ１１を設け、必要に応じてこれを作動
させて各分子線源からの分子線を遮るようにしたから、
基板面方向に分布を有するエピタキシャル成長を行うこ
とができ、例えば図２では、基板１の周辺部分におい
て、ＧａＡｓコンタクト層１０とＧａＡｓバッファ層７
に挟まれたＡｌＧａＡｓ電子供給層９ａを得ることがで
き、このＡｌＧａＡｓ電子供給層９ａのキャリア濃度，
Ａｌ組成等を測定することで、ＩｎＧａＡｓチャネル層
８の影響を受けることなく正確にＡｌＧａＡｓ電子供給
層９の特性を知ることができる。
タ６と基板１との間に、基板１の外周部のみを覆う形状
の外周部シャッタ１１を設け、必要に応じてこれを作動
させて各分子線源からの分子線を遮るようにしたから、
基板面方向に分布を有するエピタキシャル成長を行うこ
とができ、例えば図２では、基板１の周辺部分におい
て、ＧａＡｓコンタクト層１０とＧａＡｓバッファ層７
に挟まれたＡｌＧａＡｓ電子供給層９ａを得ることがで
き、このＡｌＧａＡｓ電子供給層９ａのキャリア濃度，
Ａｌ組成等を測定することで、ＩｎＧａＡｓチャネル層
８の影響を受けることなく正確にＡｌＧａＡｓ電子供給
層９の特性を知ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】このような構成とすることで、遮蔽シャッ
タ１１の開閉の際に、基板１の中央部を遮蔽シャッタ１
１が通過することが無く、上記第１の実施例のように遮
蔽シャッタ１１の開閉動作毎に結晶成長を停止せずに、
ＧａＡｓバッファ層７，ＩｎＧａＡｓチャネル層８，Ａ
ｌＧａＡｓ電子供給層９及び９ａ，ＧａＡｓコンタクト
層１０の各層を連続して成長させることができ、歩留り
向上を期待することができる。
タ１１の開閉の際に、基板１の中央部を遮蔽シャッタ１
１が通過することが無く、上記第１の実施例のように遮
蔽シャッタ１１の開閉動作毎に結晶成長を停止せずに、
ＧａＡｓバッファ層７，ＩｎＧａＡｓチャネル層８，Ａ
ｌＧａＡｓ電子供給層９及び９ａ，ＧａＡｓコンタクト
層１０の各層を連続して成長させることができ、歩留り
向上を期待することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】次に上記第３の実施例による分子線エピタ
キシャル装置を用いてエピタキシャル成長を行う際の動
作について説明する。例えば図２に示した構造のエピタ
キシャル層を得ようとした場合、ＩｎＧａＡｓチャネル
層８を形成する際に、一旦各分子線の供給を停止し、基
板ホルダ１２にマスク１５を装着し、再度Ｇａ，Ａｓ，
Ｉｎの各分子線を基板１に供給する。このときマスク１
５は基板１とともに回転するため、マスク１５の突起部
１５ｂに覆われた領域を除いてＩｎＧａＡｓチャネル層
８が形成される。続いて、再度、各分子線の供給を停止
して基板ホルダ１２からマスク１５を取り除いた後、必
要な分子線を供給してＡｌＧａＡｓ電子供給層９，Ｇａ
Ａｓコンタクト層１０を形成する。
キシャル装置を用いてエピタキシャル成長を行う際の動
作について説明する。例えば図２に示した構造のエピタ
キシャル層を得ようとした場合、ＩｎＧａＡｓチャネル
層８を形成する際に、一旦各分子線の供給を停止し、基
板ホルダ１２にマスク１５を装着し、再度Ｇａ，Ａｓ，
Ｉｎの各分子線を基板１に供給する。このときマスク１
５は基板１とともに回転するため、マスク１５の突起部
１５ｂに覆われた領域を除いてＩｎＧａＡｓチャネル層
８が形成される。続いて、再度、各分子線の供給を停止
して基板ホルダ１２からマスク１５を取り除いた後、必
要な分子線を供給してＡｌＧａＡｓ電子供給層９，Ｇａ
Ａｓコンタクト層１０を形成する。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/812
Claims (5)
- 【請求項１】 セルに収容した分子線原料を加熱して分
子線を射出し、基板ホルダに保持された半導体基板表面
に結晶成長を行なう分子線エピタキシャル結晶成長装置
において、 上記半導体基板に入射する分子線の一部を遮蔽する分子
線遮蔽手段を設けたことを特徴とする分子線エピタキシ
ャル結晶装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の分子線エピタキシャル結
晶成長装置において、 上記分子線遮蔽手段は、 上記半導体基板の外周部に入射する分子線を遮蔽する円
環状の可動シャッタであることを特徴とする分子線エピ
タキシャル結晶成長装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の分子線エピタキシャル結
晶成長装置において、 上記円環状の可動シャッタは、複数の領域に分割されて
いることを特徴とする分子線エピタキシャル結晶装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の分子線エピタキシャル結
晶成長装置において、 上記分子線遮蔽手段は、 上記基板ホルダに取り付けられ、上記半導体基板の外周
部の一部に入射する分子線を遮蔽可能なマスク部材であ
ることを特徴とする分子線エピタキシャル結晶成長装
置。 - 【請求項５】 請求項１記載の分子線エピタキシャル結
晶成長装置において、 上記分子線遮蔽手段は、 上記基板ホルダに取り付けられ、上記半導体基板の外周
部の一部に入射する分子線を遮蔽可能な可動シャッタで
あることを特徴とする分子線エピタキシャル結晶成長装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14868192A JPH05326404A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 分子線エピタキシャル結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14868192A JPH05326404A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 分子線エピタキシャル結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326404A true JPH05326404A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15458227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14868192A Pending JPH05326404A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 分子線エピタキシャル結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05326404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100388424C (zh) * | 2003-08-25 | 2008-05-14 | 夏普株式会社 | 分子束外延生长设备和控制它的方法 |
| JP2009293074A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Canon Anelva Corp | マスク、該マスクを用いた成膜装置、及び、該マスクを用いた成膜方法 |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP14868192A patent/JPH05326404A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100388424C (zh) * | 2003-08-25 | 2008-05-14 | 夏普株式会社 | 分子束外延生长设备和控制它的方法 |
| JP2009293074A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Canon Anelva Corp | マスク、該マスクを用いた成膜装置、及び、該マスクを用いた成膜方法 |
| JP4700714B2 (ja) * | 2008-06-04 | 2011-06-15 | キヤノンアネルバ株式会社 | マスク、該マスクを用いた成膜装置、及び、該マスクを用いた成膜方法 |
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