JPH0648829Y2 - 化合物半導体真空気相成長装置 - Google Patents
化合物半導体真空気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0648829Y2 JPH0648829Y2 JP3986389U JP3986389U JPH0648829Y2 JP H0648829 Y2 JPH0648829 Y2 JP H0648829Y2 JP 3986389 U JP3986389 U JP 3986389U JP 3986389 U JP3986389 U JP 3986389U JP H0648829 Y2 JPH0648829 Y2 JP H0648829Y2
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- reaction chamber
- discharge port
- compound
- baffle
- vacuum vapor
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、真空エピタキシー系において、基板の表面
に半導体層を成長させる化合物半導体真空気相成長装置
に関するものである。
に半導体層を成長させる化合物半導体真空気相成長装置
に関するものである。
近年、III−Ｖ族化合物（例えばGaAs等）半導体素子
が、従来の珪素半導体素子よりも優れた性能を有するこ
とを知られその需要が増大している。このようなIII−
Ｖ族化合物半導体素子の製造方法として、真空化学エピ
タキシー（VCE）がある。すなわち、このVCE法は、第３
図に示すような装置を用いて、III−Ｖ族化合物半導体
素子を製造するようになつており、図において、１は真
空状態に保持された成長室である。２は上記成長室１内
に配設された反応室であり、底面３に複数個のノズル孔
４が一定間隔で設けられ、その底面３の外周部に、縁部
に沿つて一定間隔で吐出口５が設けられている。そし
て、天井部６が反応室２の下部側に対して着脱自在にな
つているとともに、その中央部に複数の切り欠き穴７が
設けられており、この切り欠き穴７の縁部7aに基板８が
固定されている。９は反応室２の底面３中央部に配設さ
れた吐出孔9a付の配管であり、送られてくるＶ族化合物
を、吐出孔9aから反応室２内に吐出するようになつてい
る。10は反応室２の上方に設けられた基板８加熱用のヒ
ータであり、11はそのヒータ10と反応室２の間に設けら
れ上記ヒータ10の発熱を平面的な均一状態にするための
均熱板である。また、上記反応室２の下面には、天井部
に上記反応室２のノズル孔４と連通する複数のノズル孔
12が設けられた混合室13が連結されており、混合室13の
上部側と下部側にそれぞれ連結された２個の配管Ａおよ
びＢを介して内部に送られてくるIII族化合物およびド
ーパントを混合し、これをノズル孔12および４から反応
室２内の基板８に向けて吐出させるようになつている。
なお、上記混合室13の下部にはピストン部14が設けられ
ており、図示の矢印ａ方向に上下移動することにより、
下部側の配管Ｂから混合室13内に送られてくるガス状化
合物を、継続的に反応室２に供給できるようになつてい
る。また、成長室１の下部側には、真空ポンプ（図示せ
ず）が配設されており、吐出口５を介して反応室２内か
ら吐き出される未消費のガス状化合物を下方に吸引する
ようになつている。このように構成することにより、混
合室13から反応室２内に送り込まれるIII族化合物とド
ーパントの混合物および配管９から反応室２内に送り込
まれるＶ族化合物を基板８の下面に析出させて半導体層
を形成し、その未消費のガス状化合物を、図示の矢印ｂ
のように、吐出口５から成長室１の下部側に放出すると
いうものである。
が、従来の珪素半導体素子よりも優れた性能を有するこ
とを知られその需要が増大している。このようなIII−
Ｖ族化合物半導体素子の製造方法として、真空化学エピ
タキシー（VCE）がある。すなわち、このVCE法は、第３
図に示すような装置を用いて、III−Ｖ族化合物半導体
素子を製造するようになつており、図において、１は真
空状態に保持された成長室である。２は上記成長室１内
に配設された反応室であり、底面３に複数個のノズル孔
４が一定間隔で設けられ、その底面３の外周部に、縁部
に沿つて一定間隔で吐出口５が設けられている。そし
て、天井部６が反応室２の下部側に対して着脱自在にな
つているとともに、その中央部に複数の切り欠き穴７が
設けられており、この切り欠き穴７の縁部7aに基板８が
固定されている。９は反応室２の底面３中央部に配設さ
れた吐出孔9a付の配管であり、送られてくるＶ族化合物
を、吐出孔9aから反応室２内に吐出するようになつてい
る。10は反応室２の上方に設けられた基板８加熱用のヒ
ータであり、11はそのヒータ10と反応室２の間に設けら
れ上記ヒータ10の発熱を平面的な均一状態にするための
均熱板である。また、上記反応室２の下面には、天井部
に上記反応室２のノズル孔４と連通する複数のノズル孔
12が設けられた混合室13が連結されており、混合室13の
上部側と下部側にそれぞれ連結された２個の配管Ａおよ
びＢを介して内部に送られてくるIII族化合物およびド
ーパントを混合し、これをノズル孔12および４から反応
室２内の基板８に向けて吐出させるようになつている。
なお、上記混合室13の下部にはピストン部14が設けられ
ており、図示の矢印ａ方向に上下移動することにより、
下部側の配管Ｂから混合室13内に送られてくるガス状化
合物を、継続的に反応室２に供給できるようになつてい
る。また、成長室１の下部側には、真空ポンプ（図示せ
ず）が配設されており、吐出口５を介して反応室２内か
ら吐き出される未消費のガス状化合物を下方に吸引する
ようになつている。このように構成することにより、混
合室13から反応室２内に送り込まれるIII族化合物とド
ーパントの混合物および配管９から反応室２内に送り込
まれるＶ族化合物を基板８の下面に析出させて半導体層
を形成し、その未消費のガス状化合物を、図示の矢印ｂ
のように、吐出口５から成長室１の下部側に放出すると
いうものである。
上記装置においては、反応室２内の真空度を10-2〜10-4
トル程度に設定しておき、ガス状化合物を、混合室13お
よび配管９から反応室２内に、分子流として供給するよ
うになつている。この場合、基板８の表面に精度のよい
良好な半導体装層を形成するためには、上記ガス状化合
物の分子流の分散状態および基板８への衝突速度等が適
正になるようにしておかなければならない。これを、配
管９の吐出孔9aから基板８までの距離およびノズル孔４
から基板８までの距離、ガス状化合物の吐出速度、反応
室２内の真空度，温度等で調節している。しかしなが
ら、例えばGaAsやInPからなる半導体層を形成する場
合、ガス状化合物中にAs,Pのような高蒸気圧の成分が含
まれており、半導体層形成時に、これらの成分が形成層
から解離して、形成される半導体層に結晶欠陥が発生す
るという問題が生じる恐れがある。そのため、例えば反
応室内の圧力をやや高くしたいという場合が生じる。そ
の際、従来では、これを成長室を排気している真空ポン
プの排気速度を下げることにより行つていた。しかしな
がら、この場合、成長室内全体の圧力が上昇してしまう
ことになり、それによって残留不純物成分ガスの影響が
大きくなり、成長した膜の膜質を低下させてしまう。
トル程度に設定しておき、ガス状化合物を、混合室13お
よび配管９から反応室２内に、分子流として供給するよ
うになつている。この場合、基板８の表面に精度のよい
良好な半導体装層を形成するためには、上記ガス状化合
物の分子流の分散状態および基板８への衝突速度等が適
正になるようにしておかなければならない。これを、配
管９の吐出孔9aから基板８までの距離およびノズル孔４
から基板８までの距離、ガス状化合物の吐出速度、反応
室２内の真空度，温度等で調節している。しかしなが
ら、例えばGaAsやInPからなる半導体層を形成する場
合、ガス状化合物中にAs,Pのような高蒸気圧の成分が含
まれており、半導体層形成時に、これらの成分が形成層
から解離して、形成される半導体層に結晶欠陥が発生す
るという問題が生じる恐れがある。そのため、例えば反
応室内の圧力をやや高くしたいという場合が生じる。そ
の際、従来では、これを成長室を排気している真空ポン
プの排気速度を下げることにより行つていた。しかしな
がら、この場合、成長室内全体の圧力が上昇してしまう
ことになり、それによって残留不純物成分ガスの影響が
大きくなり、成長した膜の膜質を低下させてしまう。
この考案は、成長室内の圧力を上げることなく反応室内
の蒸気圧を制御することにより、優れた半導体層を形成
することのできる化合物半導体真空気相成長装置の提供
をその目的とする。
の蒸気圧を制御することにより、優れた半導体層を形成
することのできる化合物半導体真空気相成長装置の提供
をその目的とする。
上記の目的を達成するため、この考案の化合物半導体真
空気相成長装置は、真空エピタキシー系の反応室内に配
設された基板の表面に、注入手段を介して上記反応室内
に供給される半導体層形成用のガス状化合物を吹き付け
ることにより半導体層を成長させ、未消費のガス状化合
物を、上記反応質の外周側に設けられた吐出口から排出
するようになつている化合物半導体真空気相成長装置で
あつて、上記反応室の吐出口から所定間隔を保つた状態
で、上記反応室の外周側に沿つてリング状のバツフルを
配設するとともに、このバツフルを上記吐出口に対して
進退させる移動機構を設け、上記バツフルを上記吐出口
に対して進退させることにより、上記未消費のガス状化
合物の排出流量を調節し、上記反応室内のガス圧を制御
するようになつているという構成をとる。
空気相成長装置は、真空エピタキシー系の反応室内に配
設された基板の表面に、注入手段を介して上記反応室内
に供給される半導体層形成用のガス状化合物を吹き付け
ることにより半導体層を成長させ、未消費のガス状化合
物を、上記反応質の外周側に設けられた吐出口から排出
するようになつている化合物半導体真空気相成長装置で
あつて、上記反応室の吐出口から所定間隔を保つた状態
で、上記反応室の外周側に沿つてリング状のバツフルを
配設するとともに、このバツフルを上記吐出口に対して
進退させる移動機構を設け、上記バツフルを上記吐出口
に対して進退させることにより、上記未消費のガス状化
合物の排出流量を調節し、上記反応室内のガス圧を制御
するようになつているという構成をとる。
すなわち、この考案の化合物半導体真空気相成長装置で
は、反応室の外周側に、吐出口から所定間隔を保つた状
態で、リング状のバツフルが配設されているとともに、
このバツフルを吐出口に対して進退させるための移動機
構が設けられている。したがつて、上記バツフルを吐出
口に対して進退させることにより、反応室から排出され
る未消費のガス状化合物の流路の広狭を調節することが
でき、これによつて上記ガス状化合物の排出流量を調節
することができるようになる。その結果、成長室内の圧
力を変化させることなく反応室内のガス圧を自在に制御
することができるようになり、通常は、バツフルを吐出
口から遠ざけて反応室内のガス圧を低くしておき、Asや
Ｐのような高蒸気圧の成分ガスを使用する場合には、バ
ツフルを吐出口に近づけて反応室内のガス圧を高めるこ
とにより、その化合物を形成層から解離させることなく
結晶性の優れた析出層に形成することができるようにな
る。
は、反応室の外周側に、吐出口から所定間隔を保つた状
態で、リング状のバツフルが配設されているとともに、
このバツフルを吐出口に対して進退させるための移動機
構が設けられている。したがつて、上記バツフルを吐出
口に対して進退させることにより、反応室から排出され
る未消費のガス状化合物の流路の広狭を調節することが
でき、これによつて上記ガス状化合物の排出流量を調節
することができるようになる。その結果、成長室内の圧
力を変化させることなく反応室内のガス圧を自在に制御
することができるようになり、通常は、バツフルを吐出
口から遠ざけて反応室内のガス圧を低くしておき、Asや
Ｐのような高蒸気圧の成分ガスを使用する場合には、バ
ツフルを吐出口に近づけて反応室内のガス圧を高めるこ
とにより、その化合物を形成層から解離させることなく
結晶性の優れた析出層に形成することができるようにな
る。
つぎに、この考案を実施例にもとづいて説明する。
第１図および第２図は、この考案の一実施例を示してい
る。図において、15は混合室13の外周面上端側に、混合
室13の外周面を囲つて設けられたリング板状のバツフル
であり、その上面で、反応室２の吐出口５を閉塞できる
ようになつている。このバツフル15は、一端が成長室１
の側部に設けられた移動機構16の支持板17に、連結棒18
を介して連結されており、移動機構16の作動により上下
にスライド移動するようになつている。このスライド移
動によつて、バツフル15が上記吐出口５から進退し、反
応室２から排出される未消費のガス状化合物の流量を調
節できるようになつている。また、上記移動機構16の外
周部はベローズ19で構成されており、これを左右方向に
伸縮させることにより、バツフル15の位置を適正位置に
調節できるようになつている。20は支持板17およびベロ
ーズ19を固定するための支軸である。その他の部分の構
成については、第３図の装置と同様であり、同一部分に
同一符号を記している。
る。図において、15は混合室13の外周面上端側に、混合
室13の外周面を囲つて設けられたリング板状のバツフル
であり、その上面で、反応室２の吐出口５を閉塞できる
ようになつている。このバツフル15は、一端が成長室１
の側部に設けられた移動機構16の支持板17に、連結棒18
を介して連結されており、移動機構16の作動により上下
にスライド移動するようになつている。このスライド移
動によつて、バツフル15が上記吐出口５から進退し、反
応室２から排出される未消費のガス状化合物の流量を調
節できるようになつている。また、上記移動機構16の外
周部はベローズ19で構成されており、これを左右方向に
伸縮させることにより、バツフル15の位置を適正位置に
調節できるようになつている。20は支持板17およびベロ
ーズ19を固定するための支軸である。その他の部分の構
成については、第３図の装置と同様であり、同一部分に
同一符号を記している。
この構成において、まず反応室２内を10-8トル程度まで
減圧し、ヒータ10を発熱させて基板８を適正温度（400
〜800℃）に加熱する。ついで、配管９にＶ族化合物を
送り込み、これを吐出孔9aから反応室２内に吐出させる
とともに、配管A,Bを通して混合室13内に、III族化合物
およびドーパントを供給し、その混合物をノズル孔12お
よび４から基板８の下面に向けて均一な分布状態で吐出
させる。その結果、上記化合物は反応室２内で混合し、
基板８の表面に半導体層として成長する。また、半導体
層の成長に消費されないガス状化合物は、第１図の矢印
ｃのように、吐出口５とバツフル15の間から吐出し、成
長室１の下部側に流れていく。この際、バツフル15を上
下移動させ、バツフル15と吐出口15との距離を適宜調節
することにより、反応室内を成長に最適な圧力に保持
し、どのような蒸気圧の化合物であつても、良好な半導
体層に形成することができる。すなわち、蒸気圧の高い
化合物の場合であれば、バツフル15を上方に移動させて
吐出口15に近づけ、ガス状化合物の排出流量を小さくす
ることにより、反応室２内のガス圧を高めて化合物が形
成層から解離することを防止し、蒸気圧の低い化合物で
あれば、バツフル15を下方に移動させて吐出口15から遠
ざけ、ガス状化合物の排出流量を大きくすることによ
り、反応室２内のガス圧を低くすることが行われる。こ
れによつて、精度の高い良好な半導体層の形成が可能に
なる。
減圧し、ヒータ10を発熱させて基板８を適正温度（400
〜800℃）に加熱する。ついで、配管９にＶ族化合物を
送り込み、これを吐出孔9aから反応室２内に吐出させる
とともに、配管A,Bを通して混合室13内に、III族化合物
およびドーパントを供給し、その混合物をノズル孔12お
よび４から基板８の下面に向けて均一な分布状態で吐出
させる。その結果、上記化合物は反応室２内で混合し、
基板８の表面に半導体層として成長する。また、半導体
層の成長に消費されないガス状化合物は、第１図の矢印
ｃのように、吐出口５とバツフル15の間から吐出し、成
長室１の下部側に流れていく。この際、バツフル15を上
下移動させ、バツフル15と吐出口15との距離を適宜調節
することにより、反応室内を成長に最適な圧力に保持
し、どのような蒸気圧の化合物であつても、良好な半導
体層に形成することができる。すなわち、蒸気圧の高い
化合物の場合であれば、バツフル15を上方に移動させて
吐出口15に近づけ、ガス状化合物の排出流量を小さくす
ることにより、反応室２内のガス圧を高めて化合物が形
成層から解離することを防止し、蒸気圧の低い化合物で
あれば、バツフル15を下方に移動させて吐出口15から遠
ざけ、ガス状化合物の排出流量を大きくすることによ
り、反応室２内のガス圧を低くすることが行われる。こ
れによつて、精度の高い良好な半導体層の形成が可能に
なる。
以上のように、この考案の化合物半導体真空気相成長装
置は構成されているため、バッフルを吐出口に対して進
退させることにより、反応室内の圧力を変化させること
なく反応室内のガス圧を制御することができるようにな
り、高蒸気圧の成分ガスでも形成層から解離させること
なく結晶性の優れた析出層に形成することができるよう
になる。
置は構成されているため、バッフルを吐出口に対して進
退させることにより、反応室内の圧力を変化させること
なく反応室内のガス圧を制御することができるようにな
り、高蒸気圧の成分ガスでも形成層から解離させること
なく結晶性の優れた析出層に形成することができるよう
になる。
第１図はこの考案の一実施例の縦断面図、第２図はその
横断面図、第３図は従来例の縦断面図である。 ２……反応室、５……吐出口、4,12……ノズル孔、８…
…基板、9a……吐出孔、15……バツフル、16……移動機
構
横断面図、第３図は従来例の縦断面図である。 ２……反応室、５……吐出口、4,12……ノズル孔、８…
…基板、9a……吐出孔、15……バツフル、16……移動機
構
Claims (1)
- 【請求項１】真空エピタキシー系の反応室内に配設され
た基板の表面に、注入手段を介して上記反応室内に供給
される半導体層形成用のガス状化合物を吹き付けること
により半導体層を成長させ、未消費のガス状化合物を、
上記反応室の外周側に設けられた吐出口から排出するよ
うになつている化合物半導体真空気相成長装置であつ
て、上記反応室の吐出口から所定間隔を保つた状態で、
上記反応室の外周側に沿つてリング状のバツフルを配設
するとともに、このバツフルを上記吐出口に対して進退
させる移動機構を設け、上記バツフルを上記吐出口に対
して進退させることにより、上記未消費のガス状化合物
の排出流量を調節し、上記反応室内のガス圧を制御する
ようになつていることを特徴とする化合物半導体真空気
相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3986389U JPH0648829Y2 (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 化合物半導体真空気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3986389U JPH0648829Y2 (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 化合物半導体真空気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02131336U JPH02131336U (ja) | 1990-10-31 |
| JPH0648829Y2 true JPH0648829Y2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=31549143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3986389U Expired - Fee Related JPH0648829Y2 (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 化合物半導体真空気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648829Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-03 JP JP3986389U patent/JPH0648829Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02131336U (ja) | 1990-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |