JPH0629226A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0629226A JPH0629226A JP20622892A JP20622892A JPH0629226A JP H0629226 A JPH0629226 A JP H0629226A JP 20622892 A JP20622892 A JP 20622892A JP 20622892 A JP20622892 A JP 20622892A JP H0629226 A JPH0629226 A JP H0629226A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- reaction tube
- susceptor
- vapor phase
- growth apparatus
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成長層の膜厚の均一性が高く、急峻なヘテロ
界面を有するヘテロ構造素子を得ることが可能な気相成
長装置を提供する。 【構成】 それ自身が外部の動力によって回転する回転
テーブル１０１を反応管内に設置する。回転テーブル１
０１は、基板１５、あるいは基板１５を載置したサセプ
タ１４を保持する。さらに、赤外線放射ランプ１６を反
応管１３の外部に設置し、赤外線によって基板１５を直
接加熱するか、あるいはサセプタ１４を介して基板１５
を加熱する。
界面を有するヘテロ構造素子を得ることが可能な気相成
長装置を提供する。 【構成】 それ自身が外部の動力によって回転する回転
テーブル１０１を反応管内に設置する。回転テーブル１
０１は、基板１５、あるいは基板１５を載置したサセプ
タ１４を保持する。さらに、赤外線放射ランプ１６を反
応管１３の外部に設置し、赤外線によって基板１５を直
接加熱するか、あるいはサセプタ１４を介して基板１５
を加熱する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体や化合物などの
成長層を基板上に結晶成長するための気相成長装置に関
する。
成長層を基板上に結晶成長するための気相成長装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】気相成長装置は、半導体や酸化物超伝導
薄膜を基板上に成長させるために広く用いられている。
その中でも、化合物半導体を成長するのに適した有機金
属気相成長方法は広く利用され、多くの化合物が成長さ
れている。従来の気相成長装置としては、例えばジャー
ナル・オブ・クリスタル・グロース（Journal of Cryst
al Growth）第69巻，1984年，10頁〜14頁に詳述されて
いるものがある。図２は従来の気相成長装置の一例の概
略構成図である。ガス流量制御装置２１から供給される
複数種の成長ガスが、複数の配管２２によって独立に輸
送され、反応管２３に接続されている。反応管２３内の
サセプタ２４上には基板２５が配置されており、基板加
熱用として高周波コイル２６が反応管２３の周りに配置
されている。反応管２３と基板待機室２７は、ゲートバ
ルブ２８によって隔離されている。基板２５を反応管２
３に設置させるためには、まずサセプタ２４を搬送棒２
９によって基板待機室２７に搬送する。ゲートバルブ２
８を閉め、基板待機室２７を隔離した後、基板待機室２
７内を真空排気とＮ2充填を繰り返し、汚染ガスを除去
する。基板２５をサセプタ２４に設置した後、基板待機
室２７内を真空排気とＮ2充填を繰り返し、大気を除去
する。ゲートバルブ２８を開け、搬送棒２９により反応
管２３内の所定の位置にサセプタ２４を搬送する。続け
て、搬送棒２９を反応管２３内から取り去り、ゲートバ
ルブ２８を閉める。
薄膜を基板上に成長させるために広く用いられている。
その中でも、化合物半導体を成長するのに適した有機金
属気相成長方法は広く利用され、多くの化合物が成長さ
れている。従来の気相成長装置としては、例えばジャー
ナル・オブ・クリスタル・グロース（Journal of Cryst
al Growth）第69巻，1984年，10頁〜14頁に詳述されて
いるものがある。図２は従来の気相成長装置の一例の概
略構成図である。ガス流量制御装置２１から供給される
複数種の成長ガスが、複数の配管２２によって独立に輸
送され、反応管２３に接続されている。反応管２３内の
サセプタ２４上には基板２５が配置されており、基板加
熱用として高周波コイル２６が反応管２３の周りに配置
されている。反応管２３と基板待機室２７は、ゲートバ
ルブ２８によって隔離されている。基板２５を反応管２
３に設置させるためには、まずサセプタ２４を搬送棒２
９によって基板待機室２７に搬送する。ゲートバルブ２
８を閉め、基板待機室２７を隔離した後、基板待機室２
７内を真空排気とＮ2充填を繰り返し、汚染ガスを除去
する。基板２５をサセプタ２４に設置した後、基板待機
室２７内を真空排気とＮ2充填を繰り返し、大気を除去
する。ゲートバルブ２８を開け、搬送棒２９により反応
管２３内の所定の位置にサセプタ２４を搬送する。続け
て、搬送棒２９を反応管２３内から取り去り、ゲートバ
ルブ２８を閉める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の気相成長装置を
用いて成長を行う場合には、基板回転がないために成長
層の膜厚の均一性が悪いという問題があった。均一性の
悪さは、基板面積が大きいほど顕著であった。また、一
般に反応管内圧力を減圧にすると、成長層の膜厚の均一
性が向上することが知られている。同時にガス流速が高
速化することによって急峻なヘテロ界面が形成できるこ
とが知られている。しかしながら、従来の気相成長装置
では、基板が乗せられたサセプタを高周波コイルの誘導
加熱によって加熱しているため、高周波電力にもよる
が、一般に反応管圧力が５０Ｔｏｒｒ以下になると反応
管内にプラズマ放電が発生する問題があった。他方、II
−VI族化合物半導体の結晶成長によく用いられる基板に
光を照射しながら成長を行う方法に対しても、従来の気
相成長装置では高周波コイルが光照射の邪魔をするため
不向きであった。
用いて成長を行う場合には、基板回転がないために成長
層の膜厚の均一性が悪いという問題があった。均一性の
悪さは、基板面積が大きいほど顕著であった。また、一
般に反応管内圧力を減圧にすると、成長層の膜厚の均一
性が向上することが知られている。同時にガス流速が高
速化することによって急峻なヘテロ界面が形成できるこ
とが知られている。しかしながら、従来の気相成長装置
では、基板が乗せられたサセプタを高周波コイルの誘導
加熱によって加熱しているため、高周波電力にもよる
が、一般に反応管圧力が５０Ｔｏｒｒ以下になると反応
管内にプラズマ放電が発生する問題があった。他方、II
−VI族化合物半導体の結晶成長によく用いられる基板に
光を照射しながら成長を行う方法に対しても、従来の気
相成長装置では高周波コイルが光照射の邪魔をするため
不向きであった。
【０００４】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解決して、膜厚の均一性に優れ、急峻なヘテロ界面を
有する結晶が得られる気相成長装置を提供することにあ
る。
を解決して、膜厚の均一性に優れ、急峻なヘテロ界面を
有する結晶が得られる気相成長装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、基板、またはサセプタ上に支持された
基板を挿脱自在に収納し、前記基板に成長ガスを接触さ
せながら加熱して該基板上に結晶成長を行う気密性の反
応管と、該反応管にゲートバルブを介して連結された気
密性の基板待機室とを備えた気相成長装置であって、前
記反応管内に前記基板を直接または前記サセプタと共に
回転自在に支持する回転テーブルを設置すると共に、前
記反応管外に前記基板を加熱する赤外線放射ランプを設
けてなる気相成長装置を構成するものである。
達成するために、基板、またはサセプタ上に支持された
基板を挿脱自在に収納し、前記基板に成長ガスを接触さ
せながら加熱して該基板上に結晶成長を行う気密性の反
応管と、該反応管にゲートバルブを介して連結された気
密性の基板待機室とを備えた気相成長装置であって、前
記反応管内に前記基板を直接または前記サセプタと共に
回転自在に支持する回転テーブルを設置すると共に、前
記反応管外に前記基板を加熱する赤外線放射ランプを設
けてなる気相成長装置を構成するものである。
【０００６】
【作用】本発明の気相成長装置は、回転テーブルに乗せ
られた基板等が成長中に回転するために、膜厚の均一性
は非常に高い。さらに、基板の加熱に赤外線放射ランプ
を用いているために、反応管圧力を大気圧から真空まで
変化させてもなんら問題を生じることはない。他方、赤
外線放射ランプは、電気炉や高周波コイルと異なり、反
応管を覆うことなく配置させることができることから、
基板表面への光照射や様々な成長中の表面評価測定など
を行うことが容易である。同時に赤外線放射ランプは高
周波誘導による危険性もなく極めて安全である。
られた基板等が成長中に回転するために、膜厚の均一性
は非常に高い。さらに、基板の加熱に赤外線放射ランプ
を用いているために、反応管圧力を大気圧から真空まで
変化させてもなんら問題を生じることはない。他方、赤
外線放射ランプは、電気炉や高周波コイルと異なり、反
応管を覆うことなく配置させることができることから、
基板表面への光照射や様々な成長中の表面評価測定など
を行うことが容易である。同時に赤外線放射ランプは高
周波誘導による危険性もなく極めて安全である。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図１は本実施例の気相成長装置の概略構成図であ
る。真空排気機構（図略）を有する筒体状の反応管１３
の内部には回転テーブル１０１が設置される。また、反
応管１３には気密性に優れた開閉機構部品等から構成さ
れるゲートバルブ１８を介して基板待機室１７が隣接し
て連結される。基板待機室１７は基板１５またはサセプ
タ１４上に搭載される基板１５を反応管１３に挿脱する
ための準備室で、密閉室から形成される。また、反応管
１３にはガス流量制御装置１１が隣接して配置される。
成長原料ガスは、ガス流量制御装置１１に一端側を連結
し、他端側を反応管１３内に挿入される配管１２を介し
て反応管１３内に供給されるように構成される。反応管
１３の回転テーブル１０１の設置される近傍の外部側に
は赤外線放射ランプ１６が設置される。回転テーブル１
０１は反応管１３に付設されるモータ１０３により回転
駆動されるものである。一方、基板待機室１７内には真
空排気とＮ2ガスを充填させるための汚染ガス排出装置
（図略）が付設される。また、図示の搬送棒１９は基板
１５またはサセプタ１４上に搭載された基板１５を基板
待機室１７内から反応室１３内に挿入し、かつ成長済の
基板１５等を反応室１３内から脱出させるためのもので
ある。
する。図１は本実施例の気相成長装置の概略構成図であ
る。真空排気機構（図略）を有する筒体状の反応管１３
の内部には回転テーブル１０１が設置される。また、反
応管１３には気密性に優れた開閉機構部品等から構成さ
れるゲートバルブ１８を介して基板待機室１７が隣接し
て連結される。基板待機室１７は基板１５またはサセプ
タ１４上に搭載される基板１５を反応管１３に挿脱する
ための準備室で、密閉室から形成される。また、反応管
１３にはガス流量制御装置１１が隣接して配置される。
成長原料ガスは、ガス流量制御装置１１に一端側を連結
し、他端側を反応管１３内に挿入される配管１２を介し
て反応管１３内に供給されるように構成される。反応管
１３の回転テーブル１０１の設置される近傍の外部側に
は赤外線放射ランプ１６が設置される。回転テーブル１
０１は反応管１３に付設されるモータ１０３により回転
駆動されるものである。一方、基板待機室１７内には真
空排気とＮ2ガスを充填させるための汚染ガス排出装置
（図略）が付設される。また、図示の搬送棒１９は基板
１５またはサセプタ１４上に搭載された基板１５を基板
待機室１７内から反応室１３内に挿入し、かつ成長済の
基板１５等を反応室１３内から脱出させるためのもので
ある。
【０００８】次に、前記の装置を用いた気相成長方法を
説明する。基板１５を反応管１３に設置させるために
は、まずサセプタ１４を搬送棒１９によって基板待機室
１７に搬送させる。ゲートバルブ１８を閉め、基板待機
室１７を隔離した後、基板待機室１７内を真空排気とＮ
2充填を繰返し汚染ガスを除去させる。基板１５をサセ
プタ１４に設置させた後、基板待機室１７を真空排気と
Ｎ2充填を繰返し大気を除去させる。ゲートバルブ１８
を開け、サセプタ１４を回転テーブル１０１に設置す
る。続けて、搬送棒１９を反応管１３内から取り去り、
ゲートバルブ１８を閉め、反応管１３内を真空排気す
る。赤外線放射ランプ１６によりプラズマ放電を発生す
ることなく回転中の基板１５を均一に加熱する。次い
で、ガス流量制御装置１１から配管１２を介して成長原
料ガスを反応管１３内に供給し、基板１５に接触させ
る。同時にモータ１０３を駆動し、回転テーブル１０１
を回転し、基板１５を成長原料ガスに均一に接触させ
る。
説明する。基板１５を反応管１３に設置させるために
は、まずサセプタ１４を搬送棒１９によって基板待機室
１７に搬送させる。ゲートバルブ１８を閉め、基板待機
室１７を隔離した後、基板待機室１７内を真空排気とＮ
2充填を繰返し汚染ガスを除去させる。基板１５をサセ
プタ１４に設置させた後、基板待機室１７を真空排気と
Ｎ2充填を繰返し大気を除去させる。ゲートバルブ１８
を開け、サセプタ１４を回転テーブル１０１に設置す
る。続けて、搬送棒１９を反応管１３内から取り去り、
ゲートバルブ１８を閉め、反応管１３内を真空排気す
る。赤外線放射ランプ１６によりプラズマ放電を発生す
ることなく回転中の基板１５を均一に加熱する。次い
で、ガス流量制御装置１１から配管１２を介して成長原
料ガスを反応管１３内に供給し、基板１５に接触させ
る。同時にモータ１０３を駆動し、回転テーブル１０１
を回転し、基板１５を成長原料ガスに均一に接触させ
る。
【０００９】前記実施例では、基板１５の交換および基
板１５の搬送を基板待機室１７一室で行ったが、本発明
はこれに限定されず、新たに基板交換室を新たなゲート
バルブを介して基板待機室１７に隣接して設けてもよ
い。この場合では、基板１５の交換は、基板交換室で行
うことができ、基板待機室１７を大気にさらすことがな
い。その結果、サセプタ１４を大気にさらすことがなく
なり、実施例よりもより純度の高い結晶成長系を形成で
きる。前記実施例では、回転テーブル１０１の回転を反
応管１３の上流部からの回転導入棒１０２を介して行っ
たが、本発明は図に示したような位置関係に限定されな
いのは明らかである。
板１５の搬送を基板待機室１７一室で行ったが、本発明
はこれに限定されず、新たに基板交換室を新たなゲート
バルブを介して基板待機室１７に隣接して設けてもよ
い。この場合では、基板１５の交換は、基板交換室で行
うことができ、基板待機室１７を大気にさらすことがな
い。その結果、サセプタ１４を大気にさらすことがなく
なり、実施例よりもより純度の高い結晶成長系を形成で
きる。前記実施例では、回転テーブル１０１の回転を反
応管１３の上流部からの回転導入棒１０２を介して行っ
たが、本発明は図に示したような位置関係に限定されな
いのは明らかである。
【００１０】さらに、前記実施例では、基板１５ととも
にサセプタ１４を搬送して基板１５の交換を行い、かつ
赤外線放射ランプ１６はサセプタ１４を介して基板１５
を加熱していたが、本発明はこれに限定されず、それぞ
れ基板１５のみの搬送や、基板１５を直接加熱してもよ
い。本発明の気相成長装置は、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＺｎＳ
ｅといった半導体の結晶成長や、酸化物超伝導体といっ
た他の化合物に用いられ、その対象は特に限定されるこ
とはない。
にサセプタ１４を搬送して基板１５の交換を行い、かつ
赤外線放射ランプ１６はサセプタ１４を介して基板１５
を加熱していたが、本発明はこれに限定されず、それぞ
れ基板１５のみの搬送や、基板１５を直接加熱してもよ
い。本発明の気相成長装置は、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＺｎＳ
ｅといった半導体の結晶成長や、酸化物超伝導体といっ
た他の化合物に用いられ、その対象は特に限定されるこ
とはない。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
膜厚の均一性に優れ、急峻なヘテロ界面を有する結晶を
成長可能な気相成長装置が得られる。
膜厚の均一性に優れ、急峻なヘテロ界面を有する結晶を
成長可能な気相成長装置が得られる。
【図１】本発明の気相成長装置の一実施例の概略構成図
である。
である。
【図２】従来の気相成長装置の一例の概略構成図であ
る。
る。
１１ ガス流量制御装置 １２ 配管 １３ 反応管 １４ サセプタ １５ 基板 １６ 赤外線放射ランプ １７ 基板待機室 １８ ゲートバルブ １９ 搬送棒 ２１ ガス流量制御装置 ２２ 配管 ２３ 反応管 ２４ サセプタ ２５ 基板 ２６ 高周波コイル ２７ 基板待機室 ２８ ゲートバルブ ２９ 搬送棒 １０１ 回転テーブル １０２ 回転導入棒 １０３ モータ
Claims (1)
- 【請求項１】 基板、またはサセプタ上に支持された基
板を挿脱自在に収納し、前記基板に成長ガスを接触させ
ながら加熱して該基板上に結晶成長を行う気密性の反応
管と、該反応管にゲートバルブを介して連結された気密
性の基板待機室とを備えた気相成長装置であって、前記
反応管内に前記基板を直接または前記サセプタと共に回
転自在に支持する回転テーブルを設置すると共に、前記
反応管外に前記基板を加熱する赤外線放射ランプを設け
ることを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20622892A JPH0629226A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20622892A JPH0629226A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629226A true JPH0629226A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16519890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20622892A Pending JPH0629226A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629226A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1001835C2 (nl) * | 1995-12-06 | 1997-06-10 | Stork Alfra B V | Inrichting voor het gravimetrisch doseren van een mengsel. |
| JP2008063665A (ja) * | 2007-10-03 | 2008-03-21 | Canon Anelva Corp | 気相成長装置の異常生成物除去方法 |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP20622892A patent/JPH0629226A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1001835C2 (nl) * | 1995-12-06 | 1997-06-10 | Stork Alfra B V | Inrichting voor het gravimetrisch doseren van een mengsel. |
| EP0794476A1 (en) * | 1995-12-06 | 1997-09-10 | Stork Alfra B.V. | Device for gravimetric metering of a mixture |
| JP2008063665A (ja) * | 2007-10-03 | 2008-03-21 | Canon Anelva Corp | 気相成長装置の異常生成物除去方法 |
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