JPH065525A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH065525A JPH065525A JP16248292A JP16248292A JPH065525A JP H065525 A JPH065525 A JP H065525A JP 16248292 A JP16248292 A JP 16248292A JP 16248292 A JP16248292 A JP 16248292A JP H065525 A JPH065525 A JP H065525A
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- JP
- Japan
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- gas
- reaction
- gas flow
- phase growth
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の基板上に同時に均一なエピタキシャル
膜の形成を可能とし、その生産性の向上を図る。 【構成】 気相成長装置の反応室1は、ガス導入ライン
2と、ガス流路変更手段である複数のガス導入穴3、導
入された反応ガスをガス流の進行方向に断面が拡大する
ガス拡散部4、反応ガスを分解して結晶基板上に薄膜形
成する反応部5、ガス排気ライン6から構成されてい
る。ガス導入穴3はガス流をその進行方向に対して直角
な4方向に強制的に曲げるように形成してある。このよ
うな構成によって、反応ガスをガス導入ライン2からガ
ス拡散部4に導くときにガスの導入方向を強制的に変え
ることによって反応管の中央での流速を低下させ手、ガ
ス流速を均一にする。
膜の形成を可能とし、その生産性の向上を図る。 【構成】 気相成長装置の反応室1は、ガス導入ライン
2と、ガス流路変更手段である複数のガス導入穴3、導
入された反応ガスをガス流の進行方向に断面が拡大する
ガス拡散部4、反応ガスを分解して結晶基板上に薄膜形
成する反応部5、ガス排気ライン6から構成されてい
る。ガス導入穴3はガス流をその進行方向に対して直角
な4方向に強制的に曲げるように形成してある。このよ
うな構成によって、反応ガスをガス導入ライン2からガ
ス拡散部4に導くときにガスの導入方向を強制的に変え
ることによって反応管の中央での流速を低下させ手、ガ
ス流速を均一にする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有機金属や水素化物を用
いた気相成長法による半導体デバイスの製造装置に係わ
り、特に複数の基板上に同時に且つ均一なエピタキシャ
ル層を形成して、その生産性の向上を図った気相成長装
置に関する。
いた気相成長法による半導体デバイスの製造装置に係わ
り、特に複数の基板上に同時に且つ均一なエピタキシャ
ル層を形成して、その生産性の向上を図った気相成長装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の製造プロセスにおい
て、基板結晶表面上にエピタキシャル膜を形成する技術
として有機金属気相成長法(MOVPE法)が知られて
いる。特に最近AlGaInP系の600nm帯の半導
体レーザを製造する手法として用いられてきている。
て、基板結晶表面上にエピタキシャル膜を形成する技術
として有機金属気相成長法(MOVPE法)が知られて
いる。特に最近AlGaInP系の600nm帯の半導
体レーザを製造する手法として用いられてきている。
【0003】従来のMOVPE法によるエピタキシャル
膜の形成は、例えば次のような装置により実施された。
図5、図6はそれぞれ従来のMOVPE装置の反応室1
内部断面図、および反応室内部の詳細な構成図を示した
ものである。反応室1内部は、ガス導入ライン2、ガス
流の進行方向に断面が拡大するガス拡散部4、反応ガス
を分解して結晶基板上にエピタキシャル膜を形成する反
応部5と、ガス排気ライン6から構成されていた。ガス
導入ライン2から導入された反応ガスは、ガス拡散部4
でガス流の進行方向とは直交する方向に広がりながら反
応部5に導かれる。結晶基板を例えば700度に加熱す
ると、反応ガスは分解し、結晶基板上にエピタキシャル
膜が形成される。このとき、ガス流の進行方向とは直交
する方向において、反応ガスの流速は、反応部5の中心
において最大値となり、側面近傍においては粘性抵抗に
より零となるため、反応ガス濃度は同じであっても、大
きな反応ガスの流速分布ができ、図3の従来例に示すよ
うに形成されたエピタキシャル膜の膜厚は中央において
厚く、周辺部で薄くなる傾向が顕著で、±10%の膜厚
分布を生じた。
膜の形成は、例えば次のような装置により実施された。
図5、図6はそれぞれ従来のMOVPE装置の反応室1
内部断面図、および反応室内部の詳細な構成図を示した
ものである。反応室1内部は、ガス導入ライン2、ガス
流の進行方向に断面が拡大するガス拡散部4、反応ガス
を分解して結晶基板上にエピタキシャル膜を形成する反
応部5と、ガス排気ライン6から構成されていた。ガス
導入ライン2から導入された反応ガスは、ガス拡散部4
でガス流の進行方向とは直交する方向に広がりながら反
応部5に導かれる。結晶基板を例えば700度に加熱す
ると、反応ガスは分解し、結晶基板上にエピタキシャル
膜が形成される。このとき、ガス流の進行方向とは直交
する方向において、反応ガスの流速は、反応部5の中心
において最大値となり、側面近傍においては粘性抵抗に
より零となるため、反応ガス濃度は同じであっても、大
きな反応ガスの流速分布ができ、図3の従来例に示すよ
うに形成されたエピタキシャル膜の膜厚は中央において
厚く、周辺部で薄くなる傾向が顕著で、±10%の膜厚
分布を生じた。
【0004】エピタキシャル膜の形成においては、製品
の歩留まり向上の観点から膜厚は均一であることが要求
される。従来、ガス流の進行方向における膜厚の均一化
は、例えば、基板の上流側の面上で消費された反応成分
の濃度が下流側において補償され膜厚の均一性が確保さ
れるように、図5に示すように反応部5において下流に
行くに従いガスの経路がせまくなるように、反応部5上
面を傾斜することで可能であった。 一方、ガス流の進
行方向とは直交する方向においては、例えば、反応部5
の断面積を大きくして、反応ガスの等流速領域を大きく
したり、機械的手段により基板を回転する方法がとられ
てきた。
の歩留まり向上の観点から膜厚は均一であることが要求
される。従来、ガス流の進行方向における膜厚の均一化
は、例えば、基板の上流側の面上で消費された反応成分
の濃度が下流側において補償され膜厚の均一性が確保さ
れるように、図5に示すように反応部5において下流に
行くに従いガスの経路がせまくなるように、反応部5上
面を傾斜することで可能であった。 一方、ガス流の進
行方向とは直交する方向においては、例えば、反応部5
の断面積を大きくして、反応ガスの等流速領域を大きく
したり、機械的手段により基板を回転する方法がとられ
てきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前者の方法では、装置
が大型化、大量の反応ガスを消費するため生産コストの
上昇につながる。一方、後者の場合、確かに確実な方法
ではあるが、用いる材料や気相成長条件上の制約から、
これだけでは十分な均一性は望めない。 このように、
従来の気相成長装置ではガスの流れの方向の膜厚分布は
比較的簡単に均一化できるが、ガス流と直交する方向で
は困難であった。特に複数枚の基板結晶を同時に処理す
る場合には深刻な問題となっていた。
が大型化、大量の反応ガスを消費するため生産コストの
上昇につながる。一方、後者の場合、確かに確実な方法
ではあるが、用いる材料や気相成長条件上の制約から、
これだけでは十分な均一性は望めない。 このように、
従来の気相成長装置ではガスの流れの方向の膜厚分布は
比較的簡単に均一化できるが、ガス流と直交する方向で
は困難であった。特に複数枚の基板結晶を同時に処理す
る場合には深刻な問題となっていた。
【0006】そこで、本発明はガスの流れと直交方向の
膜厚分布を均一とする気相成長装置を提供することにあ
る。
膜厚分布を均一とする気相成長装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の気相成長装置は、ガス導入ラインと、ガス流の
進行方向に断面が拡大するガス拡散部と、反応ガスを分
解ののち結晶基板上に薄膜形成する反応部とを少なくと
も具備する反応室を有するものであって、反応部におい
てガス流速がガス流の進行方向と直交する面において均
一化するように反応室のガス導入ライン端部に近接して
ガス流路変更手段を設けたことを特徴とする。
本発明の気相成長装置は、ガス導入ラインと、ガス流の
進行方向に断面が拡大するガス拡散部と、反応ガスを分
解ののち結晶基板上に薄膜形成する反応部とを少なくと
も具備する反応室を有するものであって、反応部におい
てガス流速がガス流の進行方向と直交する面において均
一化するように反応室のガス導入ライン端部に近接して
ガス流路変更手段を設けたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、ガス流路変更手段をガス導入
ライン端部に近接して所定の形状で配置することによ
り、ガス拡散部の中央でのガス流は一旦遮蔽されるた
め、反応部におけるガス流速が均一化され、ガス流の進
行方向と直交する方向において結晶基板上に均一なエピ
タキシャル膜が形成できる。更に基板回転手段を設ける
ことにより、より均一なエピタキシャル膜の形成が可能
となる。
ライン端部に近接して所定の形状で配置することによ
り、ガス拡散部の中央でのガス流は一旦遮蔽されるた
め、反応部におけるガス流速が均一化され、ガス流の進
行方向と直交する方向において結晶基板上に均一なエピ
タキシャル膜が形成できる。更に基板回転手段を設ける
ことにより、より均一なエピタキシャル膜の形成が可能
となる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。図1、図2はそれぞれ本発明の一実施例で
ある気相成長装置の反応室断面図、および反応室内部の
詳細な構成図である。図において、2はガス導入ライ
ン、4は導入された反応ガスを進行方向に断面が拡大す
るガス拡散部、5は反応ガスを分解して結晶基板上にエ
ピタキシャル膜を形成する反応部であり、石英で形成さ
れている。また、6はガス排気ラインである。3はガス
流路変更手段となるガス導入穴で、ガス流の進行方向に
対して垂直な4方向に設けてある。
て説明する。図1、図2はそれぞれ本発明の一実施例で
ある気相成長装置の反応室断面図、および反応室内部の
詳細な構成図である。図において、2はガス導入ライ
ン、4は導入された反応ガスを進行方向に断面が拡大す
るガス拡散部、5は反応ガスを分解して結晶基板上にエ
ピタキシャル膜を形成する反応部であり、石英で形成さ
れている。また、6はガス排気ラインである。3はガス
流路変更手段となるガス導入穴で、ガス流の進行方向に
対して垂直な4方向に設けてある。
【0010】ガス導入ライン2内で混合された反応ガス
は、ガス導入穴3よりガス拡散部4に導入される際、ガ
ス流の導入方向をガス流の進行方向に対して垂直な4方
向に強制的に曲げられる。このようにして導入された反
応ガスは、ガス拡散部4でガス流の進行方向とは直交す
る方向に広がり反応部5に導かれる。結晶基板を例えば
700度に加熱すると、反応ガスは分解し、結晶基板上
にエピタキシャル膜が形成される。成長されたエピタキ
シャル膜の基板内での膜厚分布は図3に示すように±2
%以内であり、従来例の±10%に比べ大幅に改善され
た。これは、ガス流の進行方向とは直交する方向におい
ては、ガス導入穴3を設けることでガス拡散部4中央で
の流速は抑制され、等流速領域が広くなったためであ
る。
は、ガス導入穴3よりガス拡散部4に導入される際、ガ
ス流の導入方向をガス流の進行方向に対して垂直な4方
向に強制的に曲げられる。このようにして導入された反
応ガスは、ガス拡散部4でガス流の進行方向とは直交す
る方向に広がり反応部5に導かれる。結晶基板を例えば
700度に加熱すると、反応ガスは分解し、結晶基板上
にエピタキシャル膜が形成される。成長されたエピタキ
シャル膜の基板内での膜厚分布は図3に示すように±2
%以内であり、従来例の±10%に比べ大幅に改善され
た。これは、ガス流の進行方向とは直交する方向におい
ては、ガス導入穴3を設けることでガス拡散部4中央で
の流速は抑制され、等流速領域が広くなったためであ
る。
【0011】なお、上記実施例ではガス流路変更手段が
ガス導入穴の場合について示したが、中央部での流速を
抑制するような構成であればよく、たとえば図4のよう
にガス導入ライン端部に近接して遮蔽球や遮蔽板を設け
ても良い。
ガス導入穴の場合について示したが、中央部での流速を
抑制するような構成であればよく、たとえば図4のよう
にガス導入ライン端部に近接して遮蔽球や遮蔽板を設け
ても良い。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、ガス流路変更手段をガ
ス導入ライン端部に近接して所定の形状で配置すること
により、反応部におけるガスの流速が均一化され、ガス
流の進行方向と直交する方向において結晶基板上に均一
なエピタキシャル膜が形成できる。よって半導体レーザ
等のデバイスの生産性の向上に極めて有効である。
ス導入ライン端部に近接して所定の形状で配置すること
により、反応部におけるガスの流速が均一化され、ガス
流の進行方向と直交する方向において結晶基板上に均一
なエピタキシャル膜が形成できる。よって半導体レーザ
等のデバイスの生産性の向上に極めて有効である。
【図1】本発明の一実施例のMOVPE装置の反応室断
面図
面図
【図2】本発明の一実施例のMOVPE装置の反応室内
の詳細な構成図
の詳細な構成図
【図3】形成したエピタキシャル膜の膜厚分布の比較例
を示す図
を示す図
【図4】本発明の実施例のMOVPE装置の反応室内の
詳細な構成図
詳細な構成図
【図5】従来のMOVPE装置の反応室断面図
【図6】従来のMOVPE装置の反応室内の詳細な構成
図
図
1 反応室 2 ガス導入ライン 3 ガス導入穴 4 ガス拡散部 5 反応部 6 ガス排気ライン
Claims (1)
- 【請求項1】ガス導入ラインと、ガス流の進行方向に断
面が拡大するガス拡散部と、反応ガスを分解ののち結晶
基板上に薄膜形成する反応部とを少なくとも具備する反
応室を有する気相成長装置であって、反応部においてガ
ス流速がガス流の進行方向と直交する面において均一化
するようにガス導入ライン端部に近接してガス流路変更
手段を設けたことを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16248292A JPH065525A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16248292A JPH065525A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 気相成長装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH065525A true JPH065525A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15755459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16248292A Pending JPH065525A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH065525A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07273036A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-20 | Uchu Kankyo Riyou Kenkyusho:Kk | 化合物半導体結晶の形成方法 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP16248292A patent/JPH065525A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07273036A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-20 | Uchu Kankyo Riyou Kenkyusho:Kk | 化合物半導体結晶の形成方法 |
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