JPH0587015B2 - - Google Patents
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- JPH0587015B2 JPH0587015B2 JP61078765A JP7876586A JPH0587015B2 JP H0587015 B2 JPH0587015 B2 JP H0587015B2 JP 61078765 A JP61078765 A JP 61078765A JP 7876586 A JP7876586 A JP 7876586A JP H0587015 B2 JPH0587015 B2 JP H0587015B2
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- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 19
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、MOCVD（Metal Organic
Chemical Vaper Deposition）装置に関し、特
に均一性の良いエピタキシヤル層を得るのに適し
たMOCVD装置の改良に係るものである。
Chemical Vaper Deposition）装置に関し、特
に均一性の良いエピタキシヤル層を得るのに適し
たMOCVD装置の改良に係るものである。
従来例によるこの種のMOCVD装置の概要構
成を第４図に示す。
成を第４図に示す。
すなわち、この第４図構成において、符号１１
はMOCVD装置の反応管、１２は反応管１１内
に配置されるピラミツド型をしたサセプタ、１３
はサセプタ１２を軸方向回転作動可能に保持する
と共に、反応管１１の底部中心から回転軸封部１
４を介して下方外部に取出したサセプタホルダ
で、図示省略した外部駆動源によつて、サセプタ
１２を軸方向回転させ得るようになつており、ま
た１６は反応管１１の外周囲に配置された高周波
加熱用コイル、１７はサセプタ１２上に設定配置
した被反応処理物としての半導体基板、１８は反
応管１１の頂部中心に設けられて管内に反応ガス
を導入するガス導入管、１９は同反応管１１の底
部に設けられて管内の処理済ガスを排出するガス
排出管である。
はMOCVD装置の反応管、１２は反応管１１内
に配置されるピラミツド型をしたサセプタ、１３
はサセプタ１２を軸方向回転作動可能に保持する
と共に、反応管１１の底部中心から回転軸封部１
４を介して下方外部に取出したサセプタホルダ
で、図示省略した外部駆動源によつて、サセプタ
１２を軸方向回転させ得るようになつており、ま
た１６は反応管１１の外周囲に配置された高周波
加熱用コイル、１７はサセプタ１２上に設定配置
した被反応処理物としての半導体基板、１８は反
応管１１の頂部中心に設けられて管内に反応ガス
を導入するガス導入管、１９は同反応管１１の底
部に設けられて管内の処理済ガスを排出するガス
排出管である。
そして、前記構成による、MOCVD装置を用
いて、GaAs基板上にAlGaAs層をエピタキシヤ
ル成長させる場合にあつては、まずサセプタ１２
上にGaAs基板１７を設定したのち、このサセプ
タ１２をサセプタホルダ１３により外部から１分
間に数回転の割合で軸方向に回転させると共に、
高周波加熱用コイル１６により加熱しておき、こ
の状態でトリメチルアルミニウム（TMA），ト
リメチルガリウム（TMG），およびアルシン
（AsH4）を、H2キヤリアガスにより反応管１１
内に導入することによつて、次の反応式により
GaAs基板１７に、目的とするAlGaAs層を熱分
解成長させ得るのである。
いて、GaAs基板上にAlGaAs層をエピタキシヤ
ル成長させる場合にあつては、まずサセプタ１２
上にGaAs基板１７を設定したのち、このサセプ
タ１２をサセプタホルダ１３により外部から１分
間に数回転の割合で軸方向に回転させると共に、
高周波加熱用コイル１６により加熱しておき、こ
の状態でトリメチルアルミニウム（TMA），ト
リメチルガリウム（TMG），およびアルシン
（AsH4）を、H2キヤリアガスにより反応管１１
内に導入することによつて、次の反応式により
GaAs基板１７に、目的とするAlGaAs層を熱分
解成長させ得るのである。
Al（CH3）3＋Ga（CH3）3＋AsH3＋３／2H2
＝AlGaAs＋6CH4
〔発明が解決しようとする問題点〕
こゝで第５図には、前記従来例でのMOCVD
装置により、GaAs基板１７の面上にＡGaAs
層をエピタキシヤル成長させた場合の，２インチ
ウエハにおける水平方向ａおよび垂直方向ｂのそ
れぞれ膜厚分布状態を示してあるが、この第５図
から明らかなように、水平方向ａでの膜厚分布が
ほゞ均等であるのに対し、垂直方向ｂでの膜厚分
布に大きな差を生じている。
装置により、GaAs基板１７の面上にＡGaAs
層をエピタキシヤル成長させた場合の，２インチ
ウエハにおける水平方向ａおよび垂直方向ｂのそ
れぞれ膜厚分布状態を示してあるが、この第５図
から明らかなように、水平方向ａでの膜厚分布が
ほゞ均等であるのに対し、垂直方向ｂでの膜厚分
布に大きな差を生じている。
このように従来例構成によるMOCVD装置に
おいては、サセプタ１２を軸方向にのみ回転させ
ながら、エピタキシヤル層を成長させるようにし
ているために、水平方向ａでの膜厚分布について
は、ほゞ均等であるのに、垂直方向ｂでの膜厚分
布に大きな差を生じて了い、このようなエピタキ
シヤルウエハを用いて、所期の半導体デバイスを
製造するときは、その装置特性のバラツキが非常
に大きくなると云う問題点があつた。
おいては、サセプタ１２を軸方向にのみ回転させ
ながら、エピタキシヤル層を成長させるようにし
ているために、水平方向ａでの膜厚分布について
は、ほゞ均等であるのに、垂直方向ｂでの膜厚分
布に大きな差を生じて了い、このようなエピタキ
シヤルウエハを用いて、所期の半導体デバイスを
製造するときは、その装置特性のバラツキが非常
に大きくなると云う問題点があつた。
従つてこの発明の目的とするところは、従来の
このような問題点を改善して、エピタキシヤル層
の膜厚分布，特にサセプタ上での上下方向に該当
する膜厚分布の差を可及的に小さくし得るように
改良したMOCVD装置を提供することである。
このような問題点を改善して、エピタキシヤル層
の膜厚分布，特にサセプタ上での上下方向に該当
する膜厚分布の差を可及的に小さくし得るように
改良したMOCVD装置を提供することである。
前記目的を達成させるために、この発明に係る
MOCVD装置は、反応管に上下伸縮自在なベロ
ーズを介して回転軸封部を設け、反応管内のサセ
プタを保持するサセプタホルダを回転軸封部から
外部に取出し、このサセプタホルダにより、サセ
プタを軸方向回転，ならびに上下方向往復作動し
得るようにしたものである。
MOCVD装置は、反応管に上下伸縮自在なベロ
ーズを介して回転軸封部を設け、反応管内のサセ
プタを保持するサセプタホルダを回転軸封部から
外部に取出し、このサセプタホルダにより、サセ
プタを軸方向回転，ならびに上下方向往復作動し
得るようにしたものである。
すなわち、この発明においては、外周面上に被
処理半導体基板を設定したサセプタを、エピタキ
シヤル成長中にあつて、反応管内で軸方向回転，
ならびに上下方向往復作動させるようにしたゝめ
に、基板面内の温度分布の均一化と、反応ガスの
層流，乱流の繰り返しによる熱分解効率の向上と
を実現し得て、基板面に成長されるエピタキシヤ
ル層の面内膜厚の平均化を達成できる。
処理半導体基板を設定したサセプタを、エピタキ
シヤル成長中にあつて、反応管内で軸方向回転，
ならびに上下方向往復作動させるようにしたゝめ
に、基板面内の温度分布の均一化と、反応ガスの
層流，乱流の繰り返しによる熱分解効率の向上と
を実現し得て、基板面に成長されるエピタキシヤ
ル層の面内膜厚の平均化を達成できる。
以下この発明に係るMOCVD装置の一実施例
につき、第１図ないし第３図を参照して詳細に説
明する。
につき、第１図ないし第３図を参照して詳細に説
明する。
第１図はこの実施例を適用したMOCVD装置
の概要を示す断面構成図である。
の概要を示す断面構成図である。
この第１図実施例構成において前記第４図従来
例構成と同一符号は同一または相当部分を示して
おり、この実施例では、前記反応管１１の底部側
と回転軸封部１４との間に伸縮自在なベローズ１
５を介在させた上で、反応管１１内でのピラミツ
ド型のサセプタ１２を保持するサセプタホルダ１
３を回転軸封部１４から下方外部に取出すように
し、こゝでは前記と同様に図示省略した外部駆動
源によつて、前記サセプタ１２に対し、軸方向回
転作動，ならびに上下方向往復作動を得るように
したものである。
例構成と同一符号は同一または相当部分を示して
おり、この実施例では、前記反応管１１の底部側
と回転軸封部１４との間に伸縮自在なベローズ１
５を介在させた上で、反応管１１内でのピラミツ
ド型のサセプタ１２を保持するサセプタホルダ１
３を回転軸封部１４から下方外部に取出すように
し、こゝでは前記と同様に図示省略した外部駆動
源によつて、前記サセプタ１２に対し、軸方向回
転作動，ならびに上下方向往復作動を得るように
したものである。
従つてこの実施例構成にあつて、例えばGaAs
基板１７の面上にAlGaAs層をエピタキシヤル成
長させる場合には、まずサセプタ１２の外周面上
にこのGaAs基板１７を設定した上で、反応管１
１の外部から高周波加熱用コイル１６により加熱
させると共に、外部駆動源によつて、サセプタホ
ルダ１３を介し、このサセプタ１２を１分間に数
回の割合で、軸方向に回転作動させ、かつ上下方
向に往復作動させておき、ついで従来と同様に、
この状態でトリメチルアルミニウム（TMA），
トリメチルガリウム（TMG），およびアルシン
（AsH4）を、H2キヤリアガスにより反応管１１
内に導入する。
基板１７の面上にAlGaAs層をエピタキシヤル成
長させる場合には、まずサセプタ１２の外周面上
にこのGaAs基板１７を設定した上で、反応管１
１の外部から高周波加熱用コイル１６により加熱
させると共に、外部駆動源によつて、サセプタホ
ルダ１３を介し、このサセプタ１２を１分間に数
回の割合で、軸方向に回転作動させ、かつ上下方
向に往復作動させておき、ついで従来と同様に、
この状態でトリメチルアルミニウム（TMA），
トリメチルガリウム（TMG），およびアルシン
（AsH4）を、H2キヤリアガスにより反応管１１
内に導入する。
すなわち、このように操作することにより、前
記サセプタ１２の温度分布，ひいてはGaAs基板
１７の被成長面内での温度分布が均一化され、か
つまた導入される反応ガスの流れは、第２図ａな
いしｃに見られるように、層流と乱流とが繰り返
し生起されて、同反応ガスの熱分布効率が良好と
なり、GaAs基板１７面上に目的とするAlGaAs
層を、平均した膜厚で成長させ得るのである。
記サセプタ１２の温度分布，ひいてはGaAs基板
１７の被成長面内での温度分布が均一化され、か
つまた導入される反応ガスの流れは、第２図ａな
いしｃに見られるように、層流と乱流とが繰り返
し生起されて、同反応ガスの熱分布効率が良好と
なり、GaAs基板１７面上に目的とするAlGaAs
層を、平均した膜厚で成長させ得るのである。
第３図には、前記のようにサセプタ１２に回
転，ならびに上下作動を与えながら成長させた場
合での，２インチウエハにおける水平方向ａおよ
び垂直方向ｂのエピタキシヤル層の膜厚分布状態
を示しており、この第３図から明らかなように、
水平方向ａおよび垂直方向ｂ共に、膜厚分布が
ほゞ平均化され、その差を５％以内に抑制でき
た。
転，ならびに上下作動を与えながら成長させた場
合での，２インチウエハにおける水平方向ａおよ
び垂直方向ｂのエピタキシヤル層の膜厚分布状態
を示しており、この第３図から明らかなように、
水平方向ａおよび垂直方向ｂ共に、膜厚分布が
ほゞ平均化され、その差を５％以内に抑制でき
た。
なお、前記実施例においては、縦型構成による
MOCVD装置について述べたが、横型構成の場
合にも、あるいはMOCVD装置以外の他のCVD
装置に対しても同様に適用して、同等の作用，効
果を得られることは勿論である。
MOCVD装置について述べたが、横型構成の場
合にも、あるいはMOCVD装置以外の他のCVD
装置に対しても同様に適用して、同等の作用，効
果を得られることは勿論である。
以上詳述したようにこの発明によれば、サセプ
タを内部に配置させた反応管を設け、かつ外部加
熱手段により加熱された反応管内に反応ガスを導
入して、サセプタの外周面上に設定した反動体基
板面に対し、エピタキシヤル層を熱分解成長させ
るMOCVD装置において、反応管に上下伸縮自
在なベローズを介して回転軸封部を設けると共
に、サセプタを保持するサセプタホルダを回転軸
封部から外部に取出し、このサセプタホルダによ
り、サセプタを軸方向回転，ならびに上下方向往
復作動させ得るようにしたから、基板面内での温
度分布を均一化できると共に、反応ガスの層流，
乱流の繰り返しによる熱分解効率の向上を図り得
て、基板面に成長されるエピタキシヤル層の面内
膜厚の平均化が可能となり、このようにしてエピ
キシヤル成長された基板を用いて半導体デバイス
を製造するときは、その装置特性ならびに信頼性
を各段に向上できるものである。
タを内部に配置させた反応管を設け、かつ外部加
熱手段により加熱された反応管内に反応ガスを導
入して、サセプタの外周面上に設定した反動体基
板面に対し、エピタキシヤル層を熱分解成長させ
るMOCVD装置において、反応管に上下伸縮自
在なベローズを介して回転軸封部を設けると共
に、サセプタを保持するサセプタホルダを回転軸
封部から外部に取出し、このサセプタホルダによ
り、サセプタを軸方向回転，ならびに上下方向往
復作動させ得るようにしたから、基板面内での温
度分布を均一化できると共に、反応ガスの層流，
乱流の繰り返しによる熱分解効率の向上を図り得
て、基板面に成長されるエピタキシヤル層の面内
膜厚の平均化が可能となり、このようにしてエピ
キシヤル成長された基板を用いて半導体デバイス
を製造するときは、その装置特性ならびに信頼性
を各段に向上できるものである。
第１図はこの発明に係るMOCVD装置の一実
施例による概要を示す断面構成図、第２図ａない
しｃは同上エピタキシヤル成長時の反応ガス流の
状態を順次に示す説明図、第３図は同上実施例装
置によつて得た基板面エピタキシヤル層の膜厚分
布図であり、また第４図は従来例による
MOCVD装置の概要を示す断面構成図、第５図
は同上従来例装置によつて得た基板面エピタキシ
ヤル層の膜厚分布図である。 １１……反応管、１２……サセプタ、１３……
サセプタホルダ、１４……回転軸封部、１５……
ベローズ、１６……高周波加熱用コイル、１７…
…半導体基板、１８……ガス導入管、１９……ガ
ス排出管。
施例による概要を示す断面構成図、第２図ａない
しｃは同上エピタキシヤル成長時の反応ガス流の
状態を順次に示す説明図、第３図は同上実施例装
置によつて得た基板面エピタキシヤル層の膜厚分
布図であり、また第４図は従来例による
MOCVD装置の概要を示す断面構成図、第５図
は同上従来例装置によつて得た基板面エピタキシ
ヤル層の膜厚分布図である。 １１……反応管、１２……サセプタ、１３……
サセプタホルダ、１４……回転軸封部、１５……
ベローズ、１６……高周波加熱用コイル、１７…
…半導体基板、１８……ガス導入管、１９……ガ
ス排出管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応ガスを導入する導入管を頂部中央に設け
縦長で上部がピラミツド型の反応管と、前記反応
管内に配置され周面に半導体基板を載置するピラ
ミツド型のサセプタと、前記反応管の外周側面に
周設され前記反応管を加熱する高周波加熱コイル
とから構成され、前記高周波加熱コイルにより加
熱された前記反応管内に反応ガスを導入し、この
反応ガスを原料として前記サセプタの周面上に載
置した半導体基板面に対し、エピタキシヤル層を
熱分解成長させるMOCVD装置において、 前記反応管の下部に密着し前記反応管の気密性
を損なわず上下に伸縮自在なベローズと、 前記ベローズを介してその先端に前記サセプタ
の底部が取り付けられ他端は前記反応管外にあ
り、前記反応管内の前記反応ガスの流れる縦長の
方向に自在に移動し、かつこの移動方向を回転軸
として回転可能なサセプタホルダと、 前記反応管内の気密性を損なわずに前記サセプ
タホルダが回転自在になるように前記サセプタホ
ルダとベローズの接する部分に配置される回転軸
封部と、 前記反応管の底部に設けられ前記反応管内のガ
スを排出するための排出管と、 前記サセプタホルダの前記反応管外の先端に取
り付けられ、前記サセプタホルダを前記反応管内
の前記反応ガスの流れる縦長の方向に自在に移動
させ、かつこの移動方向を回転軸として回転させ
る駆動手段と から構成されたことを特徴とするMOCVD装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7876586A JPS62235724A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | Ｍｏｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7876586A JPS62235724A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | Ｍｏｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62235724A JPS62235724A (ja) | 1987-10-15 |
| JPH0587015B2 true JPH0587015B2 (ja) | 1993-12-15 |
Family
ID=13670997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7876586A Granted JPS62235724A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | Ｍｏｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62235724A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5002011A (en) * | 1987-04-14 | 1991-03-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vapor deposition apparatus |
| JPH0467619A (ja) * | 1990-07-09 | 1992-03-03 | Nec Kyushu Ltd | 半導体製造装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296865A (en) * | 1976-02-04 | 1977-08-15 | Nec Corp | Crystal grown unit for chemical compound semiconductor |
| JPS58148424A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-03 | Sony Corp | 気相成長法 |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP7876586A patent/JPS62235724A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296865A (en) * | 1976-02-04 | 1977-08-15 | Nec Corp | Crystal grown unit for chemical compound semiconductor |
| JPS58148424A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-03 | Sony Corp | 気相成長法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62235724A (ja) | 1987-10-15 |
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