JPH06216033A - Chemical vapor growth device for semiconductor - Google Patents

Chemical vapor growth device for semiconductor

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Publication number
JPH06216033A
JPH06216033A JP9172293A JP9172293A JPH06216033A JP H06216033 A JPH06216033 A JP H06216033A JP 9172293 A JP9172293 A JP 9172293A JP 9172293 A JP9172293 A JP 9172293A JP H06216033 A JPH06216033 A JP H06216033A
Authority
JP
Japan
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susceptor
reaction tube
temperature
wafer
chemical vapor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9172293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Sato
満雄 佐藤
Kiyoshi Yoshikawa
清 吉川
Tomio Minohoshi
富夫 蓑星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH06216033A publication Critical patent/JPH06216033A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor chemical vapor growth device which is able to form an excellent multilayered thin film high in productivity. CONSTITUTION:A baffle plate 20 where through-holes 23 are bored is provided inside a vertical cylindrical reaction pipe 12 so as to divide a space inside the reaction pipe 12 into two sub-spaces, an upper sub-space 21 on a material gas feed nozzle 17 side and a lower sub-space 22 on the side of a suscepter 14 where a GaAs wafer 15 is placed. By this setup, even if the suscepter 14 is enlarged in area so as to enhance a vapor growth device of this design in throughput without increasing the device in height, material gas fed through the feed nozzles 17 and 17 is rectified in flow as it passes through the through- holes 23 provided to the baffle plate 20 to flow uniformly over the upper surfaces of a large number of the GaAs wafers 15 placed on the suscepter 14, and as the feed nozzles 17 are not distant from the suscepter 14, material gas can be quickly switched in a short time, so that the device can be improved in productivity, and an excellent multilayered thin film can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体化学気相成長装
置に関し、特に化合物半導体基板を作成する有機金属化
学気相成長法に好適するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor chemical vapor deposition apparatus, and is particularly suitable for a metal organic chemical vapor deposition method for producing a compound semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の通り、ひ化ガリウム(GaAs)
の半絶縁性結晶によって形成されたGaAsウェーハの
表面に、有機金属化合物を気相エピタキシャル成長させ
る有機金属化学気相成長法(MOCVD法)によってG
aAs、InGaAlPなどの薄膜を積層して化合物半
導体基板を作成する。このGaAsウェーハの表面への
薄膜の積層は、有機金属気相成長装置(MOCVD装
置)によって原料ガスを切り換えながら行われる。
As is well known, gallium arsenide (GaAs)
By a metalorganic chemical vapor deposition method (MOCVD method) in which a metalorganic compound is vapor-phase epitaxially grown on the surface of a GaAs wafer formed by the semi-insulating crystal of
A compound semiconductor substrate is prepared by laminating thin films such as aAs and InGaAlP. The lamination of the thin film on the surface of the GaAs wafer is performed by switching the source gas by a metal organic chemical vapor deposition apparatus (MOCVD apparatus).

【0003】以下、従来のMOCVD装置について図6
乃至図9を参照して説明する。図6は構成の概略を示す
縦断面図であり、図7はサセプタ上へのGaAsウェー
ハの載置状態を示す平面図であり、図8はGaAsウェ
ーハを加熱した状態を示す要部縦断面図であり、図9は
サセプタの温度分布図である。
Hereinafter, a conventional MOCVD apparatus is shown in FIG.
It will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the outline of the configuration, FIG. 7 is a plan view showing a mounting state of a GaAs wafer on a susceptor, and FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing a state where a GaAs wafer is heated. FIG. 9 is a temperature distribution diagram of the susceptor.

【0004】図6乃至図8において、1はMOCVD装
置であって、これは下方向に向かって拡径する高さ約5
50〜600mmの略円錐状縦形の反応管2と、この下
部に気密に取り付けられる下部ケース3を設けて構成さ
れる。下部ケース3には直径2インチの3枚のGaAs
ウェーハ4を所定の位置に載置でき、回転可能に構成し
たサセプタ5が設けられ、反応管2の上部には水平方向
に原料ガスを送出する供給ノズル6が、反応管2内に開
口するように取着されている。なお原料ガスは、図示し
ない原料ガス供給源からバルブが挿入された配管等を
経、供給ノズル6を介して反応管2内に供給され、排ガ
スは下部ケース3に形成されたガス排気口7から排出さ
れる。
In FIGS. 6 to 8, 1 is a MOCVD apparatus, which has a height of about 5 which expands downward.
The reaction tube 2 has a substantially conical vertical shape of 50 to 600 mm, and a lower case 3 which is hermetically attached to the lower portion of the reaction tube 2 is provided. The lower case 3 has three GaAs wafers with a diameter of 2 inches.
A susceptor 5 that can place the wafer 4 at a predetermined position and is configured to be rotatable is provided, and a supply nozzle 6 that horizontally discharges the raw material gas is provided above the reaction tube 2 so as to open in the reaction tube 2. Is attached to. The raw material gas is supplied from a raw material gas supply source (not shown) to the reaction tube 2 through a supply nozzle 6 and a pipe in which a valve is inserted, and exhaust gas is discharged from a gas exhaust port 7 formed in the lower case 3. Is discharged.

【0005】また、サセプタ5は図示しない駆動装置に
よって回転駆動されると共に、内部に組み込んだ加熱ヒ
ータ8によって載置したGaAsウェーハ4を加熱する
ようになっている。加熱ヒータ8には近傍に熱電対9が
併設され、この熱電対9の測定温度は制御部10に入力
されるようになっていて、測定温度が予め制御部10に
設定された制御温度となるように加熱ヒータ8への通電
が制御部10で制御される。 MOCVD装置1には、
さらに図示しないものとして反応管2の上方に設けられ
たクリーンベンチ、及び反応管2を上下させるための駆
動装置や制御装置等が設けられている。
The susceptor 5 is rotationally driven by a driving device (not shown) and heats the mounted GaAs wafer 4 by a heater 8 incorporated therein. A thermocouple 9 is provided adjacent to the heater 8 and the measured temperature of the thermocouple 9 is input to the control unit 10. The measured temperature becomes the control temperature preset in the control unit 10. Thus, the energization of the heater 8 is controlled by the controller 10. The MOCVD apparatus 1 has
Further, as not shown, a clean bench provided above the reaction tube 2 and a driving device and a control device for moving the reaction tube 2 up and down are provided.

【0006】そしてGaAsウェーハ4の表面への薄膜
の積層は、先ず反応管2を持ち上げサセプタ5上の所定
の位置にGaAsウェーハ4を載置し、再び反応管2内
を密閉状態にし、続いて反応管2内を減圧した状態でサ
セプタ5上に載置したGaAsウェーハ4を加熱ヒータ
8を制御部10で所定の温度となるように制御しながら
加熱し、供給ノズル6を介して反応管2内に原料ガスを
導入して行われる。なお積層する薄膜の種類によって原
料ガスの切り換えが、配管に挿入されたバルブを操作す
ることによって行われる。
In order to deposit a thin film on the surface of the GaAs wafer 4, first, the reaction tube 2 is lifted, the GaAs wafer 4 is placed at a predetermined position on the susceptor 5, and the inside of the reaction tube 2 is sealed again. The GaAs wafer 4 placed on the susceptor 5 in a depressurized state inside the reaction tube 2 is heated while the heater 8 is controlled to a predetermined temperature by the control unit 10, and the reaction tube 2 is fed through the supply nozzle 6. It is carried out by introducing a raw material gas into the inside. The source gas is switched according to the type of thin film to be laminated by operating a valve inserted in the pipe.

【0007】しかし、上記の従来技術においては、生産
量の増大に対応できるようにサセプタ5の直径を大きく
して載置できるGaAsウェーハ4の数を増し、一度に
多量のGaAsウェーハ4に薄膜を積層しようとする場
合、クリーンベンチ等を含めて約2m程度の高さとなっ
ているMOCVD装置1の全体が、略円錐状の反応管2
の高さがその下部直径を大きくする必要から高くなるの
に合わせ、より高いものとなってしまい、既設の建屋等
が利用できなくなる。すなわち、例えばサセプタ5に載
置するGaAsウェーハ4を7枚に増やそうとすると、
MOCVD装置1の全体の高さが約3〜4m程度のもの
となってしまう。
However, in the above-mentioned prior art, the diameter of the susceptor 5 is increased so as to cope with the increase in the production amount, and the number of GaAs wafers 4 that can be mounted is increased, so that a large number of GaAs wafers 4 can be coated with a thin film at a time. When stacking, the entire MOCVD apparatus 1 including the clean bench and the like has a height of about 2 m, and the reaction tube 2 has a substantially conical shape.
As the height of the building becomes higher due to the need to increase the diameter of the lower part, it becomes higher and the existing building cannot be used. That is, for example, if the number of GaAs wafers 4 mounted on the susceptor 5 is increased to 7,
The overall height of the MOCVD apparatus 1 is about 3 to 4 m.

【0008】さらに、略円錐状の反応管2の高さが高く
なると、供給ノズル6とサセプタ5の間の距離が大きく
なり、複数の薄膜を順次積層していく際に原料ガスの切
り換えを行っても、サセプタ5の近傍での原料ガスの切
換え速度が緩慢なものとなり、形成された所定の薄膜の
界面に不純な薄膜ができてしまう。このため、これによ
って形成された化合物半導体基板によって半導体素子を
作成した場合、半導体素子の特性は良好ではなく、製造
歩留も低いものとなったしまう。またGaAsウェーハ
4に所定の薄膜を積層するに要する原料ガスの1枚当た
りのガス量も多くなってしまう。
Further, as the height of the substantially conical reaction tube 2 increases, the distance between the supply nozzle 6 and the susceptor 5 increases, and the source gas is switched when a plurality of thin films are sequentially laminated. However, the source gas switching speed in the vicinity of the susceptor 5 becomes slow, and an impure thin film is formed at the interface of the formed predetermined thin film. Therefore, when a semiconductor element is formed from the compound semiconductor substrate formed by this, the characteristics of the semiconductor element are not good and the manufacturing yield is low. Further, the amount of raw material gas required for laminating a predetermined thin film on the GaAs wafer 4 is also large.

【0009】一方、加熱してGaAsウェーハ4に複数
層の薄膜を連続的に積層して行く過程で、図8に示すよ
うにGaAsウェーハ4に反りが発生する。これにより
サセプタ5との間でGaAsウェーハ4には、接触して
いる部分の中央部と接触していない部分の外周縁部とで
温度分布が生じる。そして反りがさらに大きくなると共
に薄膜の成長にばらつきが多くなる。このため、このよ
うなGaAsウェーハ4によって形成された素子等の特
性も良好なものとはいえず、歩留も低いものとなってい
た。
On the other hand, in the process of continuously laminating a plurality of thin films on the GaAs wafer 4 by heating, the GaAs wafer 4 is warped as shown in FIG. As a result, a temperature distribution is generated between the susceptor 5 and the GaAs wafer 4 at the central portion of the contact portion and the outer peripheral portion of the non-contact portion. Further, the warp is further increased and the variation in the growth of the thin film is increased. Therefore, the characteristics of the element formed by the GaAs wafer 4 cannot be said to be good, and the yield is low.

【0010】また、GaAsウェーハ4が反ることによ
ってサセプタ5上での座りが悪くなり、サセプタ5が回
転することで、例えばサセプタ5上面に刻設された載置
凹部等の所定位置に嵌め込まれていたGaAsウェーハ
4が離脱し、反応管2や下部ケース3内に飛散する虞が
あり、Siウェーハに比較して高価なGaAsウェーハ
4を不良にし、損失を大きなものにしてしまうことにな
る。
Further, the warp of the GaAs wafer 4 causes the seating on the susceptor 5 to deteriorate, and the susceptor 5 rotates to be fitted into a predetermined position such as a mounting recess formed on the upper surface of the susceptor 5, for example. The GaAs wafer 4 that has been used may be detached and scattered in the reaction tube 2 and the lower case 3, which makes the GaAs wafer 4, which is more expensive than the Si wafer, defective and causes a large loss.

【0011】さらに、サセプタ5は制御部10で制御さ
れながら加熱ヒータ8によって加熱されるものの周囲に
は原料ガスが通流することになるため、図9に示すよう
にサセプタ5は中心部よりも周辺部のほうが熱を奪われ
て温度が低く、均一な温度分布となっていない。このた
めサセプタ5上に載置されるGaAsウェーハ4の温度
分布の均一性が悪く、歩留も上がらず、GaAsウェー
ハ4から採れるチップ数も増やせなかった。
Further, since the source gas flows around the susceptor 5 which is heated by the heater 8 while being controlled by the controller 10, as shown in FIG. The peripheral part is deprived of heat and the temperature is low, and the temperature distribution is not uniform. Therefore, the temperature distribution of the GaAs wafer 4 mounted on the susceptor 5 is not uniform, the yield is not increased, and the number of chips taken from the GaAs wafer 4 cannot be increased.

【0012】またさらにサセプタ5の温度は、加熱ヒー
タ8の近傍の温度を埋め込まれた熱電対9で測定し制御
部10で制御しているので、GaAsウェーハ4の温度
が成膜に最適な温度となっているか否かは数枚のGaA
sウェーハ4について成膜を行い、それらの評価を行っ
てからとなるため、成膜のプロセス条件を設定するため
の加熱温度設定に時間を要するものとなっていた。
Further, since the temperature of the susceptor 5 is measured by the embedded thermocouple 9 near the heater 8 and controlled by the control unit 10, the temperature of the GaAs wafer 4 is the optimum temperature for film formation. Whether or not it is several GaA
Since the film formation is performed on the s-wafer 4 and the evaluation is performed, it takes time to set the heating temperature for setting the process conditions of the film formation.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記のように生産量の
増大に対応すべくサセプタを大きくし載置できるウェー
ハの枚数を増そうとすると、装置全体の高さが高くなり
既設の建屋等では納まらず、また供給ノズルとサセプタ
の間の距離が大きいために原料ガスの切換え速度が緩慢
なものとなり、形成された所定薄膜の界面に不純な薄膜
ができてしまったりし、さらにサセプタ上のウェーハは
反りが生じたり、通流する原料ガスの影響等によって温
度分布がついたりし、これによって作成された半導体素
子の特性は良好でなく、製造歩留も低い。このような状
況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とすると
ころは生産性を向上させながらも装置全体の高さが高く
ならず、既設の建屋等にも納めることができ、また急俊
な原料ガスの切換えが行えウェーハでの不純な薄膜の形
成が抑制でき、均一な温度分布が得られ良好な所定薄膜
が形成できる半導体化学気相成長装置を提供することに
ある。
As described above, if the size of the susceptor is increased and the number of wafers that can be placed is increased in order to cope with the increase in the production amount, the height of the entire apparatus becomes high and the existing building is Since the distance between the supply nozzle and the susceptor is large, the source gas switching speed becomes slow, and an impure thin film may form at the interface of the formed thin film. Is warped or has a temperature distribution due to the influence of the flowing raw material gas, etc., and the characteristics of the semiconductor device produced thereby are not good, and the manufacturing yield is low. The present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is that the height of the entire device does not increase while improving productivity, and the device can be installed in an existing building or the like. An object of the present invention is to provide a semiconductor chemical vapor deposition apparatus capable of rapidly changing raw material gases, suppressing formation of an impure thin film on a wafer, obtaining a uniform temperature distribution, and forming an excellent predetermined thin film.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体化学気相
成長装置は、上端部が閉塞された縦形円筒状の反応管
と、この反応管の側壁上部に取着され該反応管の内部に
原料ガスを送出する供給ノズルと、この供給ノズルの取
着部位より下方に位置して反応管内を上下に二分するよ
うに設けられた複数の貫通孔が穿設された整流板と、こ
の整流板の下方側に配置されたサセプタと、このサセプ
タ上に載置されたウェーハを加熱する加熱部とを備えた
ことを特徴とするものであり、さらに、供給ノズルは少
なくとも2つ設けられ、且つ該供給ノズルからは原料ガ
スが反応管の側壁内周面に沿った同一方向に送出される
ものであることを特徴とし、さらに、貫通孔が穿設され
た整流板の開口率が5乃至15%であることを特徴と
し、さらに、加熱部が複数のヒータ部分からなる加熱ヒ
ータを備えてなり、且つ各ヒータ部分は発熱量がそれぞ
れ調節可能に設けられているものであることを特徴とす
るものであり、また、反応管の下方に上面にウェーハを
載置するサセプタを設け、且つサセプタを下方側から加
熱する加熱部を設け、ウェーハの上面に所定の膜成長を
行わせるようにした半導体化学気相成長装置において、
サセプタ上面に載置されたウェーハの上方近傍の温度を
走査しながら測定する温度測定部が設けられていると共
に、加熱部が複数のヒータ部分からなる加熱ヒータを備
え、温度測定部の測定温度に基づき各ヒータ部分の発熱
量をそれぞれ調節するようにしたことを特徴とするもの
であり、さらに、サセプタが、載置されたウェーハの下
面との間に空隙を有するものであることを特徴とするも
のである。
A semiconductor chemical vapor deposition apparatus of the present invention comprises a vertical cylindrical reaction tube whose upper end is closed, and a reaction tube which is attached to the upper side wall of the reaction tube inside the reaction tube. A supply nozzle for delivering the raw material gas, a straightening plate having a plurality of through holes provided below the attachment part of the supply nozzle and vertically dividing the inside of the reaction tube, and the straightening plate. Is provided on the lower side of the susceptor, and a heating unit for heating a wafer placed on the susceptor, and further, at least two supply nozzles are provided, and The raw material gas is delivered from the supply nozzle in the same direction along the inner peripheral surface of the side wall of the reaction tube. Further, the opening ratio of the straightening plate having the through holes is 5 to 15%. In addition, the heating part is It is characterized in that it comprises a heating heater consisting of a number of heater portions, and that each heater portion is provided so that the calorific value can be adjusted individually. In the semiconductor chemical vapor deposition apparatus, which is provided with a susceptor on which a wafer is placed, and which is provided with a heating unit for heating the susceptor from the lower side, so that a predetermined film is grown on the upper surface of the wafer,
A temperature measuring unit for measuring the temperature near the upper part of the wafer placed on the upper surface of the susceptor is provided while scanning, and the heating unit is equipped with a heating heater composed of a plurality of heater parts. It is characterized in that the heat generation amount of each heater portion is adjusted based on the above, and further, the susceptor has a gap between the susceptor and the lower surface of the mounted wafer. It is a thing.

【0015】[0015]

【作用】上記のように構成された半導体化学気相成長装
置は、縦形円筒状の反応管内を原料ガスの供給ノズル側
とウェーハを載置するサセプタ側との上下に二分するよ
うに複数の貫通孔が穿設された整流板を設けるようにし
ており、これによって装置の高さを高くすることなく一
回に処理するウェーハの数量を多くするようサセプタの
大きさを大きくしても、供給ノズルから供給された原料
ガスは整流板の貫通孔を通過することによって整流さ
れ、サセプタ上に載置された多数のウェーハの上表面に
均等に流れ、均一な薄膜の形成が行える。また供給ノズ
ルとサセプタ間の距離が長くならないために原料ガスの
切換えが短時間の内に行える。このため生産性を向上さ
せながらも装置全体の高さが高くならず、また急俊な原
料ガスの切換えが行えることによって不純な薄膜の形成
が抑制でき、良好な薄膜を形成することができる。
In the semiconductor chemical vapor deposition apparatus constructed as described above, a vertical cylindrical reaction tube is divided into a plurality of penetrating holes, which are divided into a source gas supply nozzle side and a wafer susceptor side. Even if the size of the susceptor is increased so as to increase the number of wafers to be processed at a time without increasing the height of the equipment, the supply nozzle is provided by providing the straightening plate with holes. The raw material gas supplied from is rectified by passing through the through holes of the rectifying plate, and evenly flows on the upper surfaces of many wafers mounted on the susceptor, so that a uniform thin film can be formed. Further, since the distance between the supply nozzle and the susceptor does not become long, the source gas can be switched within a short time. Therefore, the height of the entire apparatus is not increased while productivity is improved, and the formation of an impure thin film can be suppressed by rapid switching of the source gas, and a good thin film can be formed.

【0016】また、上記のように構成された半導体化学
気相成長装置は、サセプタ上面に載置されたウェーハの
上方近傍の温度を走査しながら測定する温度測定部が設
けられていると共に、加熱部が複数のヒータ部分からな
る加熱ヒータを備え、温度測定部の測定温度に基づき各
ヒータ部分の発熱量をそれぞれ調節するようにしてお
り、この結果、ウェーハの上方近傍の温度を、複数に分
割された加熱ヒータのヒータ部分の発熱量をそれぞれ調
節することによって所望の温度分布、例えばサセプタ上
面に複数載置された各ウェーハの上方近傍の温度が均一
なものとすることができる。このため、均一で特性良好
な薄膜の形成を行うことができる。
Further, the semiconductor chemical vapor deposition apparatus configured as described above is provided with a temperature measuring unit for measuring the temperature near the upper part of the wafer placed on the upper surface of the susceptor while scanning, and heating The heater is composed of a plurality of heater parts, and the heat generation amount of each heater part is adjusted based on the temperature measured by the temperature measurement part. As a result, the temperature near the upper part of the wafer is divided into a plurality of parts. A desired temperature distribution, for example, the temperature in the upper vicinity of each wafer mounted on the upper surface of the susceptor can be made uniform by adjusting the heat generation amount of the heater portion of the heating heater. Therefore, it is possible to form a uniform thin film having excellent characteristics.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例であるMOCVD装
置について図1乃至図5を参照して説明する。図1は構
成の概略を示す縦断面図であり、図2は反応管上部の横
断面図であり、図3はサセプタ上へのGaAsウェーハ
の載置状態を示す平面図であり、図4は加熱ヒータの平
面図であり、図5は温度制御に係る接続図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An MOCVD apparatus which is an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a vertical cross-sectional view showing the outline of the configuration, FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view of the upper portion of the reaction tube, FIG. 3 is a plan view showing a mounting state of a GaAs wafer on a susceptor, and FIG. FIG. 6 is a plan view of the heater, and FIG. 5 is a connection diagram related to temperature control.

【0018】図1乃至図5において、11はMOCVD
装置であって、これは上端部が閉塞された縦形円筒状の
ステンレス製の反応管12と、この反応管12の下部開
口に気密に取り付けられた下部ケース13とを設けて構
成される。そして下部ケース13には反応管12の下部
開口に臨むようにして直径185mmのサセプタ14が
設けられており、このサセプタ14の上面には直径2イ
ンチの7枚のGaAsウェーハ15が水平に載置される
ようになっている。
In FIGS. 1 to 5, 11 is MOCVD.
The apparatus is provided with a vertical cylindrical reaction tube 12 made of stainless steel, the upper end of which is closed, and a lower case 13 which is hermetically attached to the lower opening of the reaction tube 12. The lower case 13 is provided with a susceptor 14 having a diameter of 185 mm so as to face the lower opening of the reaction tube 12. On the upper surface of the susceptor 14, seven GaAs wafers 15 having a diameter of 2 inches are horizontally mounted. It is like this.

【0019】反応管12の円筒状の側壁16の上部に
は、反応管12の中心軸に対して対称な位置に、側壁1
6内周面に沿って同一回転方向となるように原料ガスを
送出する一対の供給ノズル17,17が取着されてい
る。そして供給ノズル17,17には、例えばInGa
Pの発光ダイオードの半導体素子を形成するための化合
物半導体基板を製造するAsH3 、PH3 、(CH3
3 Ga、(CH3 3 Al、(CH3 3 In等の原料
ガスが、図示しない原料ガス供給源からバルブが挿入さ
れた配管18等を経て分配され供給されるようになって
いる。また下部ケース13の底部には、気相成長が行わ
れた後の排ガスを排出するためのガス排気口19が設け
られている。
On the upper portion of the cylindrical side wall 16 of the reaction tube 12, the side wall 1 is provided at a position symmetrical with respect to the central axis of the reaction tube 12.
A pair of supply nozzles 17, 17 for delivering the raw material gas are attached so as to be in the same rotation direction along the inner peripheral surface of the nozzle 6. Then, for example, InGa is supplied to the supply nozzles 17 and 17.
AsH 3 , PH 3 , (CH 3 ) for manufacturing a compound semiconductor substrate for forming a semiconductor device of a P light emitting diode
A raw material gas such as 3 Ga, (CH 3 ) 3 Al, (CH 3 ) 3 In or the like is distributed and supplied from a raw material gas supply source (not shown) through a pipe 18 in which a valve is inserted. Further, at the bottom of the lower case 13, a gas exhaust port 19 for exhausting exhaust gas after vapor phase growth is provided.

【0020】さらに反応管12内には、供給ノズル1
7,17が開口する部分の下方近傍に、厚さ5mmの金
属製の整流板20が内部を径方向に横断するように設け
られていて、これによって反応管12内は上下に二分さ
れて供給ノズル17,17開口側に上部空間21が、ま
たサセプタ14側に下部空間22が区分されている。そ
して整流板20には、開口率が10%となるように、サ
セプタ14の上表面に直交する方向に貫通する直径3m
mの貫通孔23が略均等に多数穿設されている。なお2
4は反応管12内を冷却するために外側壁に設けられた
冷却機構である。
Further, in the reaction tube 12, the supply nozzle 1
A metal straightening plate 20 having a thickness of 5 mm is provided so as to traverse the inside in the radial direction in the vicinity of the lower part of the opening of the holes 7 and 17, whereby the inside of the reaction tube 12 is divided into upper and lower parts and supplied. The upper space 21 is divided into the nozzles 17 and 17 opening side, and the lower space 22 is divided into the susceptor 14 side. The rectifying plate 20 has a diameter of 3 m which penetrates in a direction orthogonal to the upper surface of the susceptor 14 so that the aperture ratio is 10%.
A large number of m through holes 23 are formed substantially evenly. 2
Reference numeral 4 is a cooling mechanism provided on the outer wall for cooling the inside of the reaction tube 12.

【0021】一方、サセプタ14はGaAsウェーハ1
5を載置する上面部分に、GaAsウェーハ15と略同
形状で、GaAsウェーハ15の厚さと同程度の深さに
棚25を有する凹部26が形成されていて、この凹部2
6の棚25に全外周縁部が約3mm程度載るようにして
GaAsウェーハ15が載置される。そして凹部26と
載置されたGaAsウェーハ15の下面との間には約1
〜2mm程度の空隙27が形成されるようになってい
る。
On the other hand, the susceptor 14 is a GaAs wafer 1.
On the upper surface portion on which the 5 is placed, a recess 26 having a shelf 25 having substantially the same shape as the GaAs wafer 15 and having a depth similar to the thickness of the GaAs wafer 15 is formed.
The GaAs wafer 15 is placed on the shelf 25 of No. 6 so that the entire outer peripheral edge portion is placed about 3 mm. Then, between the recess 26 and the lower surface of the GaAs wafer 15 placed on the recess 26, about 1
A space 27 of about 2 mm is formed.

【0022】また、サセプタ14は下部をサセプタホル
ダ28の筒状部によって支持され、図示しない駆動装置
によって回転駆動されるようになっている。そしてサセ
プタホルダ28の内部にはサセプタ14の下部に近接し
て加熱部29が固定されており、この加熱部29には内
側ヒータ部分30と外側ヒータ部分31に分割された平
円板状の加熱ヒータ32がサセプタ14の上面に平行と
なるように組み込まれ、制御部33によって給電端子3
0a,30b,31a,31bへの給電量を調節し加熱
ヒータ32の発熱量を制御しながら上面に載置したGa
Asウェーハ15を加熱できるようになっている。なお
加熱部29内には加熱ヒータ32の両ヒータ部分30,
31の近傍に熱電対34,35が埋め込まれていて、各
ヒータ部分30,31近傍の温度の測定ができるように
なっている。
The lower portion of the susceptor 14 is supported by the cylindrical portion of the susceptor holder 28, and is rotationally driven by a driving device (not shown). A heating portion 29 is fixed inside the susceptor holder 28 in the vicinity of the lower portion of the susceptor 14, and the heating portion 29 is divided into an inner heater portion 30 and an outer heater portion 31 and is heated in the shape of a flat disc. The heater 32 is installed so as to be parallel to the upper surface of the susceptor 14, and the power supply terminal 3 is controlled by the control unit 33.
Ga placed on the upper surface while controlling the heat generation amount of the heater 32 by adjusting the power supply amount to 0a, 30b, 31a, 31b.
The As wafer 15 can be heated. In addition, in the heating part 29, both heater parts 30 of the heater 32,
Thermocouples 34 and 35 are embedded in the vicinity of 31 so that the temperature in the vicinity of the heater portions 30 and 31 can be measured.

【0023】さらに下部ケース13の側壁上部には、駆
動機構36により駆動される石英管等で形成された温度
測定管37を、Oリング38等を装着して気密にGaA
sウェーハ15の上方に出入させる挿入部39が設けら
れている。この挿入部39を介して挿入される温度測定
管37は、先端部に熱電対40を収納しており、温度測
定管37が駆動機構36によりサセプタ14の上面と平
行な面内で半径方向Aに、サセプタ14の上方中央部分
から外周部分にかけて進退しながら走査することによ
り、GaAsウェーハ15の直上面近傍の温度が測定で
きるようになっている。
Further, on the upper side wall of the lower case 13, a temperature measuring tube 37 formed of a quartz tube or the like driven by a driving mechanism 36 is attached to an O-ring 38 or the like in a gas-tight manner by GaA.
An insertion portion 39 is provided above and below the wafer 15. The temperature measuring tube 37 inserted through the inserting portion 39 has a thermocouple 40 housed in the tip thereof, and the temperature measuring tube 37 is radially moved in the radial direction A in a plane parallel to the upper surface of the susceptor 14 by the drive mechanism 36. Further, the temperature in the vicinity of the upper surface of the GaAs wafer 15 can be measured by scanning while moving forward and backward from the upper central portion of the susceptor 14 to the outer peripheral portion.

【0024】また制御部33はGaAsウェーハ15の
直上面近傍の温度を予め設定可能にした制御器41が備
えられている。さらに制御器41には温度測定器42が
接続されており、温度測定器42から制御器41に、温
度測定管37に収納された熱電対40が測定した温度に
対応する温度信号と、駆動機構36からの温度測定管3
7の出入量を算出することによって得られる熱電対40
が温度測定した位置に対応する測定位置信号とが出力さ
れる。
The control unit 33 is also provided with a controller 41 capable of presetting the temperature in the vicinity of the upper surface of the GaAs wafer 15. Further, a temperature measuring device 42 is connected to the controller 41. From the temperature measuring device 42 to the controller 41, a temperature signal corresponding to the temperature measured by the thermocouple 40 housed in the temperature measuring tube 37 and a driving mechanism. Temperature measuring tube 3 from 36
Thermocouple 40 obtained by calculating the amount of input and output of 7
A measurement position signal corresponding to the position where the temperature is measured is output.

【0025】さらに制御部33には、加熱部29の加熱
ヒータ32の内側ヒータ部分30及び外側ヒータ部分3
1の発熱量を夫々調節する加熱調節器43,44と、熱
電対34,35が接続されこれらにより測定した両ヒー
タ部分30,31の近傍の測定温度が入力されると共
に、制御器41からの信号によって加熱調節器43,4
4の加熱調節量を出力する温度調節器45,46とが備
えられている。
Further, the control unit 33 includes an inner heater portion 30 and an outer heater portion 3 of the heater 32 of the heating unit 29.
The heating regulators 43 and 44 for respectively controlling the heat generation amount of 1 and the thermocouples 34 and 35 are connected, and the measured temperatures in the vicinity of both the heater portions 30 and 31 measured by these are input and the controller 41 from the controller 41 Heating controller 43,4 by signal
The temperature controllers 45 and 46 for outputting the heating control amount of No. 4 are provided.

【0026】そして制御器41からは、制御器41に予
め設定されたGaAsウェーハ15の直上面近傍の温度
と、熱電対40の測定温度との温度差に対応する温度差
信号が、測定位置信号と共に温度調節器45,46に出
力されるようになっている。
From the controller 41, a temperature difference signal corresponding to the temperature difference between the temperature near the upper surface of the GaAs wafer 15 preset in the controller 41 and the measurement temperature of the thermocouple 40 is measured position signal. Together with this, the temperature is output to the temperature controllers 45 and 46.

【0027】この他さらに図示しないものとして、MO
CVD装置11には、反応管12の上方に設けられたク
リーンベンチ、及びサセプタ14にGaAsウェーハ1
5を載置する時、あるいは反応管12の内部を清掃する
時に反応管12を上下させるための駆動装置や制御装置
等が設けられている。
Further, as not shown, MO
The CVD apparatus 11 has a clean bench provided above the reaction tube 12, and the susceptor 14 has a GaAs wafer 1
A driving device, a control device, and the like for moving the reaction tube 12 up and down when the reaction tube 5 is placed or when the inside of the reaction tube 12 is cleaned are provided.

【0028】このように構成されたものでGaAsウェ
ーハ15の表面に多層の薄膜を積層するには、先ず反応
管12を上方に持ち上げておいてサセプタ14上面の凹
部26に7枚のGaAsウェーハ15を載置し、再び反
応管12を下部ケース13とを気密に組み合わせて反応
管12内を密閉状態にする。続いて反応管12内を数十
Torr程度に減圧した状態にし、サセプタ14を回転
させながら内部に組み込まれた加熱ヒータ32によって
上面に載置したGaAsウェーハ15を600〜800
℃程度の所定温度に加熱する。
In order to stack a multi-layered thin film on the surface of the GaAs wafer 15 having the above-described structure, first, the reaction tube 12 is lifted up, and the seven GaAs wafers 15 are placed in the recess 26 on the upper surface of the susceptor 14. Then, the reaction tube 12 and the lower case 13 are airtightly combined again to make the inside of the reaction tube 12 hermetically sealed. Then, the inside of the reaction tube 12 is depressurized to about several tens Torr, and the GaAs wafer 15 placed on the upper surface of the susceptor 14 is rotated by 600 to 800 by the heater 32 incorporated therein while rotating the susceptor 14.
Heat to a predetermined temperature of about ° C.

【0029】このGaAsウェーハ15の加熱に際し、
制御部33の制御器41に予めGaAsウェーハ15の
直上面近傍の温度を設定する。そして駆動機構36によ
って温度測定管37の先端部がサセプタ14の中央部分
のGaAsウェーハ15の直上面近傍に位置するように
駆動し、この位置での温度測定を熱電対40で行い、測
定温度信号と位置信号を温度測定器42を介して制御器
41に入力する。
When heating the GaAs wafer 15,
The temperature in the vicinity of the directly upper surface of the GaAs wafer 15 is set in advance in the controller 41 of the controller 33. Then, the driving mechanism 36 drives the temperature measuring tube 37 so that the tip of the temperature measuring tube 37 is positioned in the vicinity of the upper surface of the GaAs wafer 15 in the central portion of the susceptor 14, and the temperature at this position is measured by the thermocouple 40. And a position signal are input to the controller 41 via the temperature measuring device 42.

【0030】このとき測定温度と設定温度との間に差が
ある場合には、その差に基づいて温度調節器45から加
熱調節量が出力され、加熱調節器43で加熱ヒータ32
の内側ヒータ部分30の発熱量が調節される。この調節
によってサセプタ14の中央部分に載置されたGaAs
ウェーハ15の直上面近傍の温度が設定温度となる。
At this time, if there is a difference between the measured temperature and the set temperature, the temperature controller 45 outputs a heating adjustment amount based on the difference, and the heating controller 43 causes the heater 32 to heat.
The calorific value of the inner heater portion 30 is adjusted. By this adjustment, the GaAs mounted on the central portion of the susceptor 14
The temperature near the upper surface of the wafer 15 becomes the set temperature.

【0031】さらに、駆動機構36によって温度測定管
37の先端部がサセプタ14の外側部分のGaAsウェ
ーハ15の直上面近傍に位置するように駆動し、同じく
熱電対40でこの位置の温度測定を行う。ここでも測定
温度信号と位置信号を温度測定器42を介して制御器4
1に入力し、測定温度と設定温度との間に差がある場合
には、同様にその差に基づいて温度調節器46から加熱
調節量が出力され、加熱調節器44で外側ヒータ部分3
1の発熱量が調節される。
Further, the driving mechanism 36 drives so that the tip of the temperature measuring tube 37 is positioned near the surface of the GaAs wafer 15 outside the susceptor 14, and the thermocouple 40 also measures the temperature at this position. . Here again, the measured temperature signal and the position signal are sent to the controller 4 via the temperature measuring device 42.
If there is a difference between the measured temperature and the set temperature, the heating controller 46 outputs the heating adjustment amount based on the difference, and the heating controller 44 outputs the heating adjustment amount.
The heating value of 1 is adjusted.

【0032】この調節によってサセプタ14の外側部分
に載置されたGaAsウェーハ15の直上面近傍の温度
が設定温度となる。このようにしてサセプタ14の中央
部分から外周部分にかけての温度が均熱化されたものと
なる。なおGaAsウェーハ15の直上面近傍の温度が
設定温度となった時の各ヒータ部分30,31近傍の温
度は、熱電対34,35により測定され温度調節器4
5,46に記憶される。
By this adjustment, the temperature in the vicinity of the directly upper surface of the GaAs wafer 15 placed on the outer portion of the susceptor 14 becomes the set temperature. In this way, the temperature from the central portion to the outer peripheral portion of the susceptor 14 is equalized. The temperature near the heater portions 30 and 31 when the temperature near the upper surface of the GaAs wafer 15 reaches the set temperature is measured by the thermocouples 34 and 35 and the temperature controller 4
5, 46 are stored.

【0033】続いて、GaAsウェーハ15の直上面近
傍の温度が設定温度となった時点で、温度測定管37を
駆動機構36によって退行させ、下部ケース13の内側
壁から突出しないようにして原料ガスの内部での通流を
妨げないようにする。そして以後は、熱電対34,35
により加熱ヒータ32の各ヒータ部分30,31近傍の
温度を測定し、この測定温度と温度調節器45,46に
記憶された温度を基にして、各ヒータ部分30,31で
の発熱量を加熱調節器43,44で調節し、GaAsウ
ェーハ15の直上面近傍の温度が設定温度となるように
する。
Then, when the temperature in the vicinity of the upper surface of the GaAs wafer 15 reaches the set temperature, the temperature measuring tube 37 is retracted by the driving mechanism 36 so that it does not project from the inner wall of the lower case 13 and the source gas Do not block the flow of air inside the. After that, the thermocouples 34, 35
The temperature in the vicinity of each heater portion 30 and 31 of the heater 32 is measured by, and the amount of heat generated in each heater portion 30 and 31 is heated based on the measured temperature and the temperature stored in the temperature controllers 45 and 46. The temperature is adjusted by the adjusters 43 and 44 so that the temperature in the vicinity of the upper surface of the GaAs wafer 15 becomes the set temperature.

【0034】次いでGaAsウェーハ15の表面に1層
目のn型GaAsの薄膜を形成するために、対応する原
料ガスのバルブが開かれ、配管18を通じ供給ノズル1
7,17から反応管12内部に流れ方向が内周円の略接
線方向となるようにして原料ガスが所定流量で供給され
る。そして反応管12内に供給された原料ガスは整流板
20の上部空間21で反応管12の内周面に沿って同一
方向に回転しながら流れると共に混合され、整流板20
の貫通孔23を通過し流れ方向を反応管12の軸方向と
なるように整流されて下部空間22をサセプタ14方向
に均等に流れる。
Next, in order to form a first layer of n-type GaAs thin film on the surface of the GaAs wafer 15, the corresponding source gas valve is opened and the supply nozzle 1 is supplied through the pipe 18.
The raw material gas is supplied at a predetermined flow rate from 7 and 17 into the reaction tube 12 such that the flow direction is substantially tangential to the inner circumferential circle. The raw material gas supplied into the reaction tube 12 flows in the upper space 21 of the straightening plate 20 while rotating in the same direction along the inner peripheral surface of the reaction tube 12, and is mixed with the straightening plate 20.
Through the through hole 23, the flow is rectified so that the flow direction is the axial direction of the reaction tube 12, and evenly flows through the lower space 22 toward the susceptor 14.

【0035】供給された原料ガスは、高温となっている
各GaAsウェーハ15の上表面に均等に供給され熱分
解反応を起こし、それによりGaAsの薄膜を形成す
る。そして所定膜厚となるまで原料ガスの供給が行わ
れ、反応後の排ガスはガス排気口19から連続して排出
され回収される。
The supplied source gas is evenly supplied to the upper surface of each GaAs wafer 15 having a high temperature to cause a thermal decomposition reaction, thereby forming a GaAs thin film. Then, the raw material gas is supplied until a predetermined film thickness is obtained, and the exhaust gas after the reaction is continuously discharged and recovered from the gas exhaust port 19.

【0036】さらに、続けて1層目のn型GaAsの薄
膜上面に2層目のInGaAlPの薄膜を形成するため
に、1層目の薄膜を形成するに要した原料ガスのバルブ
が閉じられ、次いで2層目を形成するために要する原料
ガスのバルブが開かれる。
Further, subsequently, in order to form the second layer of InGaAlP thin film on the upper surface of the first layer of n-type GaAs, the source gas valve required for forming the first layer of thin film is closed, Then, the valve for the source gas required to form the second layer is opened.

【0037】そして配管18を通じ同様に供給ノズル1
7,17から反応管12内部に対応する原料ガスが供給
される。供給された原料ガスは整流板20で整流され、
サセプタ14上に均等に流れ、熱分解反応によりGaA
sの薄膜の上表面にInGaAlPの薄膜を形成する。
所定膜厚となるまで原料ガスの供給が行われ、反応後の
排ガスはガス排気口19から連続して排出され回収され
る。この時、供給ノズル17,17とサセプタ14との
間の距離が長くなっていないため反応管12内の原料ガ
スの切り換えが短時間の内に行われ、1層目の薄膜と2
層目の薄膜の界面での不純な薄膜の形成が抑制されたも
のとなる。
Then, the supply nozzle 1 is similarly supplied through the pipe 18.
A raw material gas corresponding to the inside of the reaction tube 12 is supplied from 7, 17. The supplied source gas is rectified by the rectifying plate 20,
It flows evenly on the susceptor 14, and GaA is generated by the thermal decomposition reaction.
A thin film of InGaAlP is formed on the upper surface of the thin film of s.
The raw material gas is supplied until a predetermined film thickness is obtained, and the exhaust gas after the reaction is continuously discharged and collected from the gas exhaust port 19. At this time, since the distance between the supply nozzles 17 and 17 and the susceptor 14 is not long, the source gas in the reaction tube 12 is switched in a short time, and the first thin film and
The formation of an impure thin film at the interface of the thin film of the layer is suppressed.

【0038】同様にバルブの開閉を行うことで反応管1
2内に供給される原料ガスが制御され、さらにInGa
Pの薄膜、InGaAlPの薄膜、p型GaAsの薄膜
が多層に亘って積層され、化合物半導体基板が製造され
る。これらの積層を行う過程においても原料ガスの切り
換えが短時間の内に行われ、各薄膜の界面でも不純な薄
膜の形成が抑制されたものとなる。なお各薄膜の形成に
当たっては反応管内の圧力やサセプタの回転速度、ある
いは成長時間、GaAsウェーハ温度、さらに原料ガス
種及び原料ガス量が適正に選定されて行われる。
Similarly, by opening and closing the valve, the reaction tube 1
The source gas supplied to the inside of 2 is controlled,
A compound semiconductor substrate is manufactured by laminating a P thin film, an InGaAlP thin film, and a p-type GaAs thin film in multiple layers. In the process of stacking these layers, the source gas is switched within a short time, and the formation of an impure thin film is suppressed even at the interface between the thin films. In forming each thin film, the pressure in the reaction tube, the rotation speed of the susceptor, the growth time, the GaAs wafer temperature, the raw material gas species and the raw material gas amount are properly selected.

【0039】以上説明した通り本実施例によれば、反応
管12の高さを高くしなくてすむために、MOCVD装
置11及びクリーンベンチ等を含む装置全体の高さが高
くならず、この状態でサセプタに載置できるGaAsウ
ェーハの枚数が増し、これにより1バッチ当たりの処理
数が増加して生産性が向上する。
As described above, according to this embodiment, since the height of the reaction tube 12 does not have to be increased, the height of the entire apparatus including the MOCVD apparatus 11 and the clean bench is not increased. The number of GaAs wafers that can be placed on the susceptor is increased, which increases the number of processes per batch and improves the productivity.

【0040】また原料ガスが同方向に回転するように一
対の供給ノズル17,17を設け、さらに反応管12内
を供給ノズル17,17側の上部空間21と、GaAs
ウェーハ15を載置するサセプタ14側の下部空間22
の上下に二分するように複数の貫通孔23が穿設された
整流板20を設けているので、サセプタ14上への原料
ガスの流れが均等なものとなり、各GaAsウェーハ1
5に積層される薄膜は均一性、組成等が良好なものとな
る。なお整流板20の開口率については、5%〜15%
において均一性、組成等が良好な薄膜が得られ、5%未
満であると原料ガスの送出圧力が増す等して、また15
%を超えると下部空間22での原料ガスの流れが乱流と
なってサセプタ14上への原料ガスの流れが均等なもの
とならず、形成される薄膜は均一性、組成等が良好なも
のではなかった。
Further, a pair of supply nozzles 17 and 17 are provided so that the raw material gas rotates in the same direction, and the inside of the reaction tube 12 further includes an upper space 21 on the side of the supply nozzles 17 and 17 and GaAs.
Lower space 22 on the susceptor 14 side on which the wafer 15 is placed
Since the rectifying plate 20 having a plurality of through holes 23 is provided so as to be divided into upper and lower parts, the flow of the raw material gas onto the susceptor 14 becomes uniform, and each GaAs wafer 1
The thin film laminated on No. 5 has good uniformity and composition. The opening ratio of the straightening plate 20 is 5% to 15%.
In this case, a thin film having good uniformity and composition is obtained, and if it is less than 5%, the delivery pressure of the raw material gas is increased.
%, The flow of the raw material gas in the lower space 22 becomes turbulent and the flow of the raw material gas onto the susceptor 14 is not uniform, and the thin film to be formed has good uniformity and composition. Was not.

【0041】さらに、反応管12の高さが高くならず、
供給ノズル17,17とサセプタ14との間の距離が長
くならないために反応管12内の原料ガスの切り換えが
短時間の内に行われる。この急俊性に富む原料ガスの切
換えによって各薄膜の成長が行え、このため各薄膜の界
面での不純な薄膜の形成が抑制された化合物半導体基板
が製造でき、このウェーハによって作成された半導体素
子の特性は良好なものとなり、製造歩留も向上した。ま
たGaAsウェーハ15に所定の薄膜を積層するに要す
る原料ガスの1枚当たりのガス量も多くなることがなか
った。
Furthermore, the height of the reaction tube 12 does not increase,
Since the distance between the supply nozzles 17 and 17 and the susceptor 14 does not become long, the source gas in the reaction tube 12 is switched within a short time. The thin film can be grown by switching the source gas with high agility, and thus a compound semiconductor substrate in which the formation of an impure thin film at the interface of each thin film is suppressed can be manufactured. The characteristics of No. 2 were good and the manufacturing yield was also improved. Further, the amount of raw material gas required for laminating a predetermined thin film on the GaAs wafer 15 did not increase.

【0042】またさらに、GaAsウェーハ15は、サ
セプタ14上面に形成された凹部26の棚25に外周縁
部を載せるようにして置かれ、下面側でサセプタ14と
の間に空隙27が形成された状態となるため、サセプタ
14と接触することによる影響を受け難くなって熱放射
を均一に受けるようになる。
Furthermore, the GaAs wafer 15 is placed so that the outer peripheral edge portion is placed on the shelf 25 of the recess 26 formed on the upper surface of the susceptor 14, and a gap 27 is formed between the GaAs wafer 15 and the susceptor 14 on the lower surface side. As a result, the contact with the susceptor 14 is less likely to be affected and the heat radiation is uniformly received.

【0043】これにより、反りの発生が抑制されると共
に、GaAsウェーハ15の面内で数10℃有った温度
のばらつきが数℃以下となり、均熱性が向上したものと
なる。そして成長膜の膜厚のばらつきも数10%から数
%以下となり、このウェーハにより製作される素子、例
えば半導体レーザでは発振波長のばらつきが±5nmか
ら±2nm以下となるなど特性も向上し、歩留も向上す
る。また成膜過程でサセプタ14の凹部26に載置され
たGaAsウェーハ15の飛び散りもなくなる。
As a result, the occurrence of warpage is suppressed, and the temperature variation of several tens of degrees Celsius in the surface of the GaAs wafer 15 is reduced to several degrees Celsius or less, so that the thermal uniformity is improved. The variation in the thickness of the growth film is also from several tens% to several% or less, and in the element manufactured by this wafer, for example, the semiconductor laser, the variation in the oscillation wavelength is from ± 5 nm to ± 2 nm or less, and the characteristics are improved. The stay is also improved. Further, the GaAs wafer 15 placed in the recess 26 of the susceptor 14 during the film formation process is also prevented from scattering.

【0044】さらに、加熱部29が個々に温度調節可能
なヒータ部分に分割された加熱ヒータ32によって構成
され、GaAsウェーハ15の直上面近傍の温度が所定
温度となるよう夫々制御されるので、GaAsウェーハ
15の載置数量を増したサセプタ14でも、その中央部
分と外周部分での温度のばらつきが±5℃から±1℃以
下と温度分布が均一化したものとなる。そして成膜もサ
セプタ14の中央部分と外側部分とで均一に行えること
となって、一度に成膜できるGaAsウェーハ15の数
が増し生産性が向上したものとなる。また成膜に際して
のプロセス条件の設定確認も、GaAsウェーハ15の
直上面近傍の温度が容易に求められ短時間のうちに行う
ことができる。
Further, the heating unit 29 is composed of heating heaters 32 which are divided into heaters whose temperature can be adjusted individually, and the temperature in the vicinity of the upper surface of the GaAs wafer 15 is controlled to a predetermined temperature. Even in the susceptor 14 in which the number of wafers 15 mounted is increased, the temperature distribution between the central portion and the outer peripheral portion is ± 5 ° C. to ± 1 ° C. or less, and the temperature distribution is uniform. Further, since the film formation can be performed uniformly in the central portion and the outer portion of the susceptor 14, the number of GaAs wafers 15 that can be formed at one time is increased and the productivity is improved. The setting of process conditions for film formation can be confirmed in a short time because the temperature near the immediate upper surface of the GaAs wafer 15 is easily obtained.

【0045】尚、上記の実施例においては、化合物半導
体基板に係るMOCVD装置について説明したが、これ
に限定されるものではなく他の半導体基板を製造するた
めの化学気相成長装置(CVD装置)にも適用できるも
のであり、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施
し得るものである。
Although the MOCVD apparatus relating to the compound semiconductor substrate has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this and a chemical vapor deposition apparatus (CVD apparatus) for manufacturing another semiconductor substrate. The present invention can also be applied to any of the above, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、縦形円筒状の反応管内を原料ガスの供給ノズル側と
ウェーハを載置するサセプタ側とに上下に二分するよう
に複数の貫通孔が穿設された整流板を設ける構成とした
ことにより、生産性を向上させながらも装置全体の高さ
が高くならず、また急俊な原料ガスの切換えが行えるこ
とによって不純な薄膜の形成が抑制でき、良好な薄膜を
形成することができる等の効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a plurality of through holes are formed so as to vertically divide the inside of the vertical cylindrical reaction tube into the source gas supply nozzle side and the wafer susceptor side. By providing the straightening plate with the holes, the height of the entire device is not increased while productivity is improved, and an impure thin film can be formed by abrupt switching of the raw material gas. It is possible to obtain effects such as suppression and formation of a good thin film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の概略構成を示す縦断平面図
である。
FIG. 1 is a vertical plan view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における反応管上部の横断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an upper portion of a reaction tube according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例におけるサセプタ上へのGa
Asウェーハの載置状態を示す平面図である。
FIG. 3 shows Ga on a susceptor according to an embodiment of the present invention.
It is a top view which shows the mounting state of an As wafer.

【図4】本発明の一実施例における加熱ヒータを示す平
面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a heater according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における温度制御に係る接続
図である。
FIG. 5 is a connection diagram relating to temperature control in one embodiment of the present invention.

【図6】従来例の概略構成を示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of a conventional example.

【図7】従来例におけるサセプタ上へのGaAsウェー
ハの載置状態を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a mounting state of a GaAs wafer on a susceptor in a conventional example.

【図8】従来例における成膜時のGaAsウェーハの状
態を示す要部縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a state of a GaAs wafer at the time of film formation in a conventional example.

【図9】従来例におけるサセプタの温度分布図である。FIG. 9 is a temperature distribution diagram of a susceptor in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…反応管 13…下部ケース 14…サセプタ 15…GaAsウェーハ 16…側壁 17…供給ノズル 20…整流板 21…上部空間 22…下部空間 23…貫通孔 29…加熱部 12 ... Reaction tube 13 ... Lower case 14 ... Susceptor 15 ... GaAs wafer 16 ... Side wall 17 ... Supply nozzle 20 ... Rectifier plate 21 ... Upper space 22 ... Lower space 23 ... Through hole 29 ... Heating part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蓑星 富夫 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomio Minohoshi 25-1, Ekimaehonmachi, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Microelectronics Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上端部が閉塞された縦形円筒状の反応管
と、この反応管の側壁上部に取着され該反応管の内部に
原料ガスを送出する供給ノズルと、この供給ノズルの取
着部位より下方に位置して前記反応管内を上下に二分す
るように設けられた複数の貫通孔が穿設された整流板
と、この整流板の下方側に配置されたサセプタと、この
サセプタ上に載置されたウェーハを加熱する加熱部とを
備えたことを特徴とする半導体化学気相成長装置。
1. A vertical cylindrical reaction tube having a closed upper end, a supply nozzle attached to an upper portion of a side wall of the reaction tube to deliver a raw material gas into the reaction tube, and an attachment of the supply nozzle. A rectifying plate having a plurality of through-holes provided below the site so as to divide the inside of the reaction tube into upper and lower parts, a susceptor arranged below the rectifying plate, and a susceptor on the susceptor. A semiconductor chemical vapor deposition apparatus comprising: a heating unit for heating a mounted wafer.
【請求項2】 供給ノズルは少なくとも2つ設けられ、
且つ該供給ノズルからは原料ガスが反応管の側壁内周面
に沿った同一方向に送出されるものであることを特徴と
する請求項1記載の半導体化学気相成長装置。
2. At least two supply nozzles are provided,
2. The semiconductor chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the source gas is delivered from the supply nozzle in the same direction along the inner peripheral surface of the side wall of the reaction tube.
【請求項3】 貫通孔が穿設された整流板の開口率が5
乃至15%であることを特徴とする請求項1記載の半導
体化学気相成長装置。
3. The opening ratio of the current plate having the through holes is 5
2. The chemical vapor deposition apparatus for semiconductors according to claim 1, wherein
【請求項4】 加熱部が複数のヒータ部分からなる加熱
ヒータを備えてなり、且つ前記各ヒータ部分は発熱量が
それぞれ調節可能に設けられているものであることを特
徴とする請求項1記載の半導体化学気相成長装置。
4. The heating unit comprises a heating heater including a plurality of heater portions, and each of the heater portions is provided so that the amount of heat generated can be adjusted. Semiconductor chemical vapor deposition equipment.
【請求項5】 反応管の下方に上面にウェーハを載置す
るサセプタを設け、且つ前記サセプタを下方側から加熱
する加熱部を設け、前記ウェーハの上面に所定の膜成長
を行わせるようにした半導体化学気相成長装置におい
て、前記サセプタ上面に載置された前記ウェーハの上方
近傍の温度を走査しながら測定する温度測定部が設けら
れていると共に、前記加熱部が複数のヒータ部分からな
る加熱ヒータを備え、前記温度測定部の測定温度に基づ
き前記各ヒータ部分の発熱量をそれぞれ調節するように
したことを特徴とする半導体化学気相成長装置。
5. A susceptor for mounting a wafer on the upper surface of the reaction tube is provided below the reaction tube, and a heating unit for heating the susceptor from the lower side is provided so that predetermined film growth is performed on the upper surface of the wafer. In the semiconductor chemical vapor deposition apparatus, a temperature measuring unit for measuring the temperature of the upper portion of the wafer placed on the upper surface of the susceptor while scanning is provided, and the heating unit includes a heating unit including a plurality of heater units. A semiconductor chemical vapor deposition apparatus comprising a heater, wherein the calorific value of each heater portion is adjusted based on the temperature measured by the temperature measuring unit.
【請求項6】 サセプタが、載置されたウェーハの下面
との間に空隙を有するものであることを特徴とする請求
項1及び請求項5記載の半導体化学気相成長装置。
6. The semiconductor chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the susceptor has a gap between the susceptor and the lower surface of the mounted wafer.
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