JPH0661146A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH0661146A JPH0661146A JP20929892A JP20929892A JPH0661146A JP H0661146 A JPH0661146 A JP H0661146A JP 20929892 A JP20929892 A JP 20929892A JP 20929892 A JP20929892 A JP 20929892A JP H0661146 A JPH0661146 A JP H0661146A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原料ガスを均一に再現よく光励起できる気相
成長装置を提供する。 【構成】 気相成長装置において、フローチャンネルに
設けられた光導入窓を加熱することにより、大面積の基
板を用いた場合でも、原料ガスの気流を乱すことがな
く、かつ昇華した材料が付着して光導入窓を曇らせるこ
とがないため、原料ガスを均一に再現よく光励起でき
る。
成長装置を提供する。 【構成】 気相成長装置において、フローチャンネルに
設けられた光導入窓を加熱することにより、大面積の基
板を用いた場合でも、原料ガスの気流を乱すことがな
く、かつ昇華した材料が付着して光導入窓を曇らせるこ
とがないため、原料ガスを均一に再現よく光励起でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相成長装置、特に半
導体の成長に使われる有機金属気相成長装置、プラズマ
気相成長装置などの気相成長装置に関する。
導体の成長に使われる有機金属気相成長装置、プラズマ
気相成長装置などの気相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、化合物半導体をエピタキシャル成
長させる方法として、有機金属熱分解気相成長（ＭＯＣ
ＶＤ）法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法などがよく
知られている。また、半導体の気相成長における光照射
効果が提案され、各種レーザの普及もあいまって、半導
体の気相エピタキシャル成長における光励起プロセスが
注目されている。
長させる方法として、有機金属熱分解気相成長（ＭＯＣ
ＶＤ）法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法などがよく
知られている。また、半導体の気相成長における光照射
効果が提案され、各種レーザの普及もあいまって、半導
体の気相エピタキシャル成長における光励起プロセスが
注目されている。
【０００３】特に、上記ＭＯＣＶＤ法においては、成長
材料であるIII族有機金属ガス、V属ハイドライドガスま
たはドーパントガスの分解効率を制御するため、外部か
ら光励起することが盛んに行われている。光励起型ＭＯ
ＣＶＤ装置は、外部から光を導入するために、通常のＭ
ＯＣＶＤ装置を幾つかの点で改良したものである。従来
の光励起型ＭＯＣＶＤ装置を図８に示す。このＭＯＣＶ
Ｄ装置は、半導体の成長速度やドーピング濃度を選択的
に上げるために光励起する導入窓を設けたリアクタ構造
になっている。リアクタ81は二重水冷管87を有してお
り、冷却水が流されている。リアクタ81内には原料ガス
が流れ、基板上で原料ガスを層流にするためのフローチ
ャンネル85が設けられている。フローチャンネル85の下
側は、カーボン製のサセプタ82と向かい合っており、基
板上で気流が乱れないように工夫されている。フローチ
ャンネル85の上側には、リアクタ内が汚れないように配
管814を通して、キャリアガスＨ2が流されている。原料
ガスIII族有機金属ガス、V族ハイドライドガスおよびキ
ャリアガスＨ2は、配管84を通してフローチャンネル85
の下側に流される。成長基板88は、サセプタ82の上に設
けられ、サセプタホルダ83で支えられている。成長基板
88は、ＲＦコイル86によって誘導加熱される。その状態
で、エキシマレーザやアークランプなどの光源810から
励起光89を発振し、ミラー811を通してリアクタ81内に
導入する。この時、光のパターンや位相が乱れないよう
にするため、光が通る部分だけリアクタ81を一重にし
て、石英製の光導入口813を設けている。また、フロー
チャンネル85の下側に、昇華した材料が付着して曇るの
を避けるため、フローチャンネル85の光が通る部分に穴
812を設けている。
材料であるIII族有機金属ガス、V属ハイドライドガスま
たはドーパントガスの分解効率を制御するため、外部か
ら光励起することが盛んに行われている。光励起型ＭＯ
ＣＶＤ装置は、外部から光を導入するために、通常のＭ
ＯＣＶＤ装置を幾つかの点で改良したものである。従来
の光励起型ＭＯＣＶＤ装置を図８に示す。このＭＯＣＶ
Ｄ装置は、半導体の成長速度やドーピング濃度を選択的
に上げるために光励起する導入窓を設けたリアクタ構造
になっている。リアクタ81は二重水冷管87を有してお
り、冷却水が流されている。リアクタ81内には原料ガス
が流れ、基板上で原料ガスを層流にするためのフローチ
ャンネル85が設けられている。フローチャンネル85の下
側は、カーボン製のサセプタ82と向かい合っており、基
板上で気流が乱れないように工夫されている。フローチ
ャンネル85の上側には、リアクタ内が汚れないように配
管814を通して、キャリアガスＨ2が流されている。原料
ガスIII族有機金属ガス、V族ハイドライドガスおよびキ
ャリアガスＨ2は、配管84を通してフローチャンネル85
の下側に流される。成長基板88は、サセプタ82の上に設
けられ、サセプタホルダ83で支えられている。成長基板
88は、ＲＦコイル86によって誘導加熱される。その状態
で、エキシマレーザやアークランプなどの光源810から
励起光89を発振し、ミラー811を通してリアクタ81内に
導入する。この時、光のパターンや位相が乱れないよう
にするため、光が通る部分だけリアクタ81を一重にし
て、石英製の光導入口813を設けている。また、フロー
チャンネル85の下側に、昇華した材料が付着して曇るの
を避けるため、フローチャンネル85の光が通る部分に穴
812を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
フローチャンネル85に穴812を開けると、フローチャン
ネル85の下側の層流が乱れる恐れがある。特に、穴812
の径が大きい場合、成長用基板88上の気流が乱れてエピ
タキシャル成長に影響を与える。また、昇華した材料が
リアクタ81の光導入口813にまで付着し、光が導入でき
なくなる恐れもある。従って、上記のように光導入のた
めにフローチャンネル85に穴812を開ける方法は、成長
用基板が小さい場合、つまり穴812の径が小さい場合は
用いることができるが、大きい成長用基板の場合には用
いることができない。
フローチャンネル85に穴812を開けると、フローチャン
ネル85の下側の層流が乱れる恐れがある。特に、穴812
の径が大きい場合、成長用基板88上の気流が乱れてエピ
タキシャル成長に影響を与える。また、昇華した材料が
リアクタ81の光導入口813にまで付着し、光が導入でき
なくなる恐れもある。従って、上記のように光導入のた
めにフローチャンネル85に穴812を開ける方法は、成長
用基板が小さい場合、つまり穴812の径が小さい場合は
用いることができるが、大きい成長用基板の場合には用
いることができない。
【０００５】本発明は、上記欠点を解決しようとするも
ので、その目的は大面積の基板を用いた場合でも、原料
ガスの気流を乱すことがなく、かつ昇華した材料が付着
して光導入窓を曇らせることがないため、原料ガスを均
一に再現よく光励起できる気相成長装置を提供すること
にある。
ので、その目的は大面積の基板を用いた場合でも、原料
ガスの気流を乱すことがなく、かつ昇華した材料が付着
して光導入窓を曇らせることがないため、原料ガスを均
一に再現よく光励起できる気相成長装置を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の気相成長装置
は、励起光を発生する光源と、光源から発生した励起光
が、内部に導入されると共に内部に配置された気相成長
用基板に向けて照射され、外部が冷却されているリアク
タと、該リアクタの内部に設けられ、該基板に励起光が
到達するように光導入窓を有し、外部から原料ガスを内
部に導入して該基板上を通流させるフローチャンネル
と、該光導入窓を加熱する加熱手段とを備え、そのこと
により上記目的が達成される。
は、励起光を発生する光源と、光源から発生した励起光
が、内部に導入されると共に内部に配置された気相成長
用基板に向けて照射され、外部が冷却されているリアク
タと、該リアクタの内部に設けられ、該基板に励起光が
到達するように光導入窓を有し、外部から原料ガスを内
部に導入して該基板上を通流させるフローチャンネル
と、該光導入窓を加熱する加熱手段とを備え、そのこと
により上記目的が達成される。
【０００７】上記加熱手段は、前記リアクタの外部に設
けたコイルと、前記光導入窓に混入された強磁性体の微
粒子とで構成されていてもよい。その場合、該光導入窓
は該コイルの磁場内に設けられる。
けたコイルと、前記光導入窓に混入された強磁性体の微
粒子とで構成されていてもよい。その場合、該光導入窓
は該コイルの磁場内に設けられる。
【０００８】前記加熱手段は、前記光導入窓に貼着され
た熱線吸収フィルターからなっていてもよい。
た熱線吸収フィルターからなっていてもよい。
【０００９】
【作用】本発明の気相成長装置は、フローチャンネルに
設けられた光導入窓を加熱することによって、フローチ
ャンネルの下側を流れる原料ガスが該光導入窓に付着す
るのを防ぎ、原料ガスの付着によるフローチャンネルに
設けられた光導入窓の曇りを防止することができる。従
って、励起光の導入を妨げることがなく、原料ガスの励
起を再現よく行うことができる。
設けられた光導入窓を加熱することによって、フローチ
ャンネルの下側を流れる原料ガスが該光導入窓に付着す
るのを防ぎ、原料ガスの付着によるフローチャンネルに
設けられた光導入窓の曇りを防止することができる。従
って、励起光の導入を妨げることがなく、原料ガスの励
起を再現よく行うことができる。
【００１０】上記ＭＯＣＶＤ法では、Ｇａ、Ａｌおよび
ＩｎのようなIII族元素のソースとしてＴＭＧ、ＴＭ
Ａ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用い、また、Ｐおよび
ＡｓなどのV族元素のソースとして、ＰＨ3、ＡｓＨ3な
どのハイドライドガスを用いる。上記ＭＯＣＶＤ法で
は、上記V族ハイドライドガス量は、上記III族有機金属
ガス量に対して数十〜数百倍に設定されるため、リアク
タ内を流れるガスは、ほとんどV族ハイドライドガスと
キャリアガスＨ2である。従って、リアクタ内壁に付着
するのは、ほとんどV族ハイドライドガスであると考え
られる。図９に各元素の蒸気圧−温度曲線を示す。この
図において、V族元素であるＰおよびＡｓは、エピタキ
シャル成長で用いられる500℃〜900℃の温度範囲で蒸気
圧が高く、逆にIII元素であるＧａ、ＡｌおよびＩｎは
上記温度範囲で上気圧が低い。例えば、V族元素のソー
スとしてＰＨ3を用いた場合、ＰＨ3はリアクタ内で分解
して気体Ｐになる。リアクタ内の圧力がＰの蒸気圧より
高い場合には、固体Ｐ4が析出してフローチャンネルの
下側に付着する。Ｐ系のエピタキシャル成長は通常76Ｔ
ｏｒｒで行われる。図10に示すように、76Ｔｏｒｒでは
白リンの昇華点は約180℃である。通常、リアクタは石
英製の水冷コールドウォールであるため、フローチャン
ネルは100℃以下になっている。そのため、通常のＭＯ
ＣＶＤ装置では、固体Ｐが析出してフローチャンネルに
付着する。また、従来の光励起型ＭＯＣＶＤ装置では、
フローチャンネルに穴が開いているため、フローチャン
ネルの下側の層流が乱れ、または、昇華した材料がリア
クタ内壁まで付着し、光が導入できなくなる。それに対
して、この実施例のＭＯＣＶＤ装置は、フローチャンネ
ルの光導入窓の温度をＰの昇華点より上げることができ
るので、光導入窓には固体Ｐが析出せず、光導入窓は曇
らない。
ＩｎのようなIII族元素のソースとしてＴＭＧ、ＴＭ
Ａ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用い、また、Ｐおよび
ＡｓなどのV族元素のソースとして、ＰＨ3、ＡｓＨ3な
どのハイドライドガスを用いる。上記ＭＯＣＶＤ法で
は、上記V族ハイドライドガス量は、上記III族有機金属
ガス量に対して数十〜数百倍に設定されるため、リアク
タ内を流れるガスは、ほとんどV族ハイドライドガスと
キャリアガスＨ2である。従って、リアクタ内壁に付着
するのは、ほとんどV族ハイドライドガスであると考え
られる。図９に各元素の蒸気圧−温度曲線を示す。この
図において、V族元素であるＰおよびＡｓは、エピタキ
シャル成長で用いられる500℃〜900℃の温度範囲で蒸気
圧が高く、逆にIII元素であるＧａ、ＡｌおよびＩｎは
上記温度範囲で上気圧が低い。例えば、V族元素のソー
スとしてＰＨ3を用いた場合、ＰＨ3はリアクタ内で分解
して気体Ｐになる。リアクタ内の圧力がＰの蒸気圧より
高い場合には、固体Ｐ4が析出してフローチャンネルの
下側に付着する。Ｐ系のエピタキシャル成長は通常76Ｔ
ｏｒｒで行われる。図10に示すように、76Ｔｏｒｒでは
白リンの昇華点は約180℃である。通常、リアクタは石
英製の水冷コールドウォールであるため、フローチャン
ネルは100℃以下になっている。そのため、通常のＭＯ
ＣＶＤ装置では、固体Ｐが析出してフローチャンネルに
付着する。また、従来の光励起型ＭＯＣＶＤ装置では、
フローチャンネルに穴が開いているため、フローチャン
ネルの下側の層流が乱れ、または、昇華した材料がリア
クタ内壁まで付着し、光が導入できなくなる。それに対
して、この実施例のＭＯＣＶＤ装置は、フローチャンネ
ルの光導入窓の温度をＰの昇華点より上げることができ
るので、光導入窓には固体Ｐが析出せず、光導入窓は曇
らない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】（実施例１）図１は、本発明の実施例１の
気相成長装置を示す縦断面図である。
気相成長装置を示す縦断面図である。
【００１３】この気相成長装置において、リアクタ１は
従来の光励起型ＭＯＣＶＤ装置と同様、二重水冷管７を
有しており、冷却水が流されている。リアクタ１内はリ
アクタになっており、原料ガスが流れ、基板上で反応ガ
スを層流にするためのフローチャンネル５が設けられて
いる。フローチャンネル５の下側は、カーボン製のサセ
プタ２と向かい合っており、基板上で気流が乱れないよ
うに工夫されている。フローチャンネル５の上側には、
リアクタが汚れないように配管14を通して、キャリアガ
スＨ2が流されている。原料ガスIII族有機金属ガス、V
族ハイドライドガスおよびキャリアガスＨ2は、配管４
を通してフローチャンネル５の下側に流される。成長基
板８は、サセプタ２の上に設けられ、サセプタホルダ３
で支えられている。成長基板８は、ＲＦコイル６によっ
て誘導加熱される。その状態で、エキシマレーザやアー
クランプなどの光源10からミラー11を通して励起光９を
リアクタ内に導入する。この際、光のパターンや位相が
乱れないようにするため、光が通る部分だけリアクタ１
を一重にして、石英製の光導入口13を設けている。ま
た、フローチャンネル５の光導入窓15を選択的に加熱し
てフローチャンネル５の下側に原料ガスが付着して曇る
のを避けるため、図２に示すように、フローチャンネル
５の光導入窓15には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの強磁性体
微粒子が混入された石英を用いている。
従来の光励起型ＭＯＣＶＤ装置と同様、二重水冷管７を
有しており、冷却水が流されている。リアクタ１内はリ
アクタになっており、原料ガスが流れ、基板上で反応ガ
スを層流にするためのフローチャンネル５が設けられて
いる。フローチャンネル５の下側は、カーボン製のサセ
プタ２と向かい合っており、基板上で気流が乱れないよ
うに工夫されている。フローチャンネル５の上側には、
リアクタが汚れないように配管14を通して、キャリアガ
スＨ2が流されている。原料ガスIII族有機金属ガス、V
族ハイドライドガスおよびキャリアガスＨ2は、配管４
を通してフローチャンネル５の下側に流される。成長基
板８は、サセプタ２の上に設けられ、サセプタホルダ３
で支えられている。成長基板８は、ＲＦコイル６によっ
て誘導加熱される。その状態で、エキシマレーザやアー
クランプなどの光源10からミラー11を通して励起光９を
リアクタ内に導入する。この際、光のパターンや位相が
乱れないようにするため、光が通る部分だけリアクタ１
を一重にして、石英製の光導入口13を設けている。ま
た、フローチャンネル５の光導入窓15を選択的に加熱し
てフローチャンネル５の下側に原料ガスが付着して曇る
のを避けるため、図２に示すように、フローチャンネル
５の光導入窓15には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの強磁性体
微粒子が混入された石英を用いている。
【００１４】この実施例において、光導入窓15は以下の
ようにして加熱される。ＲＦコイル６により導体である
グラファイトカーボンに渦電流を発生させて、カーボン
製サセプタ２を加熱する。光導入窓15に混入された上記
強磁性体微粒子は、渦電流による加熱以外に、図３に示
すような強磁性体のヒステリシス損失によっても加熱さ
れ、グラファイトカーボン以上に加熱することができ
る。従って、少量の強磁性体の混入でも、光導入窓15を
充分高温にすることができる。上記強磁性体は、外部か
ら導入する励起光が散乱しないように、粒径50μｍ、混
入量１％であるのが好ましい。本実施例では、粒径0.1
〜0.3ｍｍのＦｅ微粒子を約0.1％混入させた石英を光導
入窓15に用いたところ、通常のＲＦコイル６による加熱
で、サセプタ２温度800℃の時、光導入窓15の温度を約4
00℃にすることができた。この状態で基板として20ｍｍ
角のＧａＡｓ基板を、III族元素のソースとしてＴＭ
Ｇ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用い、また、
V族元素のソースとしてＰＨ3、ＡｓＨ3などのハイドラ
イドガスを用いて、半導体層を形成したところ、光導入
窓15に付着物は見られず、安定した光励起が得られた。
ようにして加熱される。ＲＦコイル６により導体である
グラファイトカーボンに渦電流を発生させて、カーボン
製サセプタ２を加熱する。光導入窓15に混入された上記
強磁性体微粒子は、渦電流による加熱以外に、図３に示
すような強磁性体のヒステリシス損失によっても加熱さ
れ、グラファイトカーボン以上に加熱することができ
る。従って、少量の強磁性体の混入でも、光導入窓15を
充分高温にすることができる。上記強磁性体は、外部か
ら導入する励起光が散乱しないように、粒径50μｍ、混
入量１％であるのが好ましい。本実施例では、粒径0.1
〜0.3ｍｍのＦｅ微粒子を約0.1％混入させた石英を光導
入窓15に用いたところ、通常のＲＦコイル６による加熱
で、サセプタ２温度800℃の時、光導入窓15の温度を約4
00℃にすることができた。この状態で基板として20ｍｍ
角のＧａＡｓ基板を、III族元素のソースとしてＴＭ
Ｇ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用い、また、
V族元素のソースとしてＰＨ3、ＡｓＨ3などのハイドラ
イドガスを用いて、半導体層を形成したところ、光導入
窓15に付着物は見られず、安定した光励起が得られた。
【００１５】（実施例２）図４は、本発明の実施例２の
要部拡大図である。
要部拡大図である。
【００１６】この気相成長装置においては、フローチャ
ンネル５の光導入窓15を選択的に加熱してフローチャン
ネル５の下側に原料ガスが付着して曇るのを避けるた
め、フローチャンネル５の光導入窓15のサセプタ２に向
かい合う側には、熱線吸収フィルター16が設けられてい
る。
ンネル５の光導入窓15を選択的に加熱してフローチャン
ネル５の下側に原料ガスが付着して曇るのを避けるた
め、フローチャンネル５の光導入窓15のサセプタ２に向
かい合う側には、熱線吸収フィルター16が設けられてい
る。
【００１７】この実施例において、光導入窓15は以下の
ようにして加熱される。ＲＦコイル６により導体である
グラファイトカーボンに渦電流を発生させて、カーボン
製サセプタ２を加熱する。このカーボン製サセプタ２は
黒体に近いため、その放射スペクトルはプランクの式に
従い、図５に示す分光放射強度曲線で表される。図５に
おいて、エピタキシャル成長に用いられる温度500℃〜9
00℃では、放射スペクトルは0.8μｍ〜８μｍの赤外域
波長であり、その大部分は石英製リアクタ１を通してリ
アクタ１の外部に放出される。熱線吸収フィルター16
は、図６に示すような透過スペクトルを有しており、上
記赤外域波長を吸収して加熱される。そのため、光導入
窓15を加熱することができる。この熱線吸収フィルター
16としては、熱線吸収ガラス、または誘電体膜を多層コ
ーティングした干渉型波長選択ミラーなどがあげられ
る。上記ＭＯＣＶＤ装置では、光励起するための波長と
して通常500ｎｍ以下の可視〜紫外線を用いるので、外
部からの導入光の熱線吸収フィルター16による損失はほ
とんどない。本実施例では、熱線吸収フィルター16とし
て燐酸塩ガラスを用いたところ、通常のＲＦコイル６に
よる加熱で、サセプタ２温度800℃の時、光導入窓15の
温度を350℃にすることができた。この状態で基板とし
て20ｍｍ角のＧａＡｓ基板を、III族元素のソースとし
てＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用い、
また、V族元素のソースとしてＰＨ3、ＡｓＨ3などのハ
イドライドガスを用いて、半導体層を形成したところ、
光導入窓15に付着物は見られず、安定した光励起が得ら
れた。
ようにして加熱される。ＲＦコイル６により導体である
グラファイトカーボンに渦電流を発生させて、カーボン
製サセプタ２を加熱する。このカーボン製サセプタ２は
黒体に近いため、その放射スペクトルはプランクの式に
従い、図５に示す分光放射強度曲線で表される。図５に
おいて、エピタキシャル成長に用いられる温度500℃〜9
00℃では、放射スペクトルは0.8μｍ〜８μｍの赤外域
波長であり、その大部分は石英製リアクタ１を通してリ
アクタ１の外部に放出される。熱線吸収フィルター16
は、図６に示すような透過スペクトルを有しており、上
記赤外域波長を吸収して加熱される。そのため、光導入
窓15を加熱することができる。この熱線吸収フィルター
16としては、熱線吸収ガラス、または誘電体膜を多層コ
ーティングした干渉型波長選択ミラーなどがあげられ
る。上記ＭＯＣＶＤ装置では、光励起するための波長と
して通常500ｎｍ以下の可視〜紫外線を用いるので、外
部からの導入光の熱線吸収フィルター16による損失はほ
とんどない。本実施例では、熱線吸収フィルター16とし
て燐酸塩ガラスを用いたところ、通常のＲＦコイル６に
よる加熱で、サセプタ２温度800℃の時、光導入窓15の
温度を350℃にすることができた。この状態で基板とし
て20ｍｍ角のＧａＡｓ基板を、III族元素のソースとし
てＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用い、
また、V族元素のソースとしてＰＨ3、ＡｓＨ3などのハ
イドライドガスを用いて、半導体層を形成したところ、
光導入窓15に付着物は見られず、安定した光励起が得ら
れた。
【００１８】（実施例３）図７は、本発明の実施例３の
気相成長装置を示す断面図である。
気相成長装置を示す断面図である。
【００１９】この気相成長装置においては、サセプタ２
からの輻射熱を利用せずに、ハロゲン、タングステンな
どの赤外線ランプ17を用いて外部から光導入窓15を加熱
している。集光レンズ18は赤外線19を集光し、２色性ミ
ラー20は赤外線19を反射する。この時、石英製リアクタ
１を通してリアクタ１の外部に放出される赤外線も同時
に反射される。集光または反射された赤外線19は、熱線
吸収フィルター16に吸収される。この場合、赤外線ラン
プ17は500ｎｍ以下の可視〜紫外線をほとんど出さない
ので光励起に対する悪影響はない。また、サセプタ２の
温度と関係なく、光導入窓15を任意の温度にコントロー
ルすることができる。本実施例では、赤外線ランプ17と
して、１ＫＷのタングステンランプを用いたところ、通
常のＲＦコイル６による加熱で、サセプタ２温度800℃
の時、光導入窓15の温度を500℃にすることができた。
この状態で基板として20ｍｍ角のＧａＡｓ基板を、III
族元素のソースとしてＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有
機金属ガスを用い、また、V族元素のソースとしてＰ
Ｈ3、ＡｓＨ3などのハイドライドガスを用いて、半導体
層を形成したところ、光導入窓15に付着物は見られず、
安定した光励起が得られた。状態でIII族元素のソース
としてＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用
い、また、V族元素のソースとしてＰＨ3、ＡｓＨ3など
のハイドライドガスを用いて、半導体層を形成したとこ
ろ、光導入窓15に付着物は見られず、安定した光励起が
得られた。
からの輻射熱を利用せずに、ハロゲン、タングステンな
どの赤外線ランプ17を用いて外部から光導入窓15を加熱
している。集光レンズ18は赤外線19を集光し、２色性ミ
ラー20は赤外線19を反射する。この時、石英製リアクタ
１を通してリアクタ１の外部に放出される赤外線も同時
に反射される。集光または反射された赤外線19は、熱線
吸収フィルター16に吸収される。この場合、赤外線ラン
プ17は500ｎｍ以下の可視〜紫外線をほとんど出さない
ので光励起に対する悪影響はない。また、サセプタ２の
温度と関係なく、光導入窓15を任意の温度にコントロー
ルすることができる。本実施例では、赤外線ランプ17と
して、１ＫＷのタングステンランプを用いたところ、通
常のＲＦコイル６による加熱で、サセプタ２温度800℃
の時、光導入窓15の温度を500℃にすることができた。
この状態で基板として20ｍｍ角のＧａＡｓ基板を、III
族元素のソースとしてＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有
機金属ガスを用い、また、V族元素のソースとしてＰ
Ｈ3、ＡｓＨ3などのハイドライドガスを用いて、半導体
層を形成したところ、光導入窓15に付着物は見られず、
安定した光励起が得られた。状態でIII族元素のソース
としてＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩなどの有機金属ガスを用
い、また、V族元素のソースとしてＰＨ3、ＡｓＨ3など
のハイドライドガスを用いて、半導体層を形成したとこ
ろ、光導入窓15に付着物は見られず、安定した光励起が
得られた。
【００２０】以上の実施例では、V族としてＰを用いた
場合の半導体の気相成長について述べたが、それだけに
限られず、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓなどのＡｓ系を
用いた半導体の気相成長にも、Ａｓの蒸気圧と昇華点に
合わせた条件で本発明を適用することができる。また、
他のIII-V族またはII-VI族化合物半導体やＳｉ、Ｇｅ、
Ｗ、Ａｌなどを用いた場合にも、減圧ＣＶＤ装置やプラ
ズマＣＶＤ装置に適用した場合にも同様の効果が得られ
る。また、強磁性体微粒子として、フェライトや希土類
元素を用いてもよい。さらに、光導入窓15を加熱する方
法として、上記方法以外に、直接光導入窓15を例えばニ
ッケルクロム細線を用いて抵抗加熱する方法を用いても
よい。
場合の半導体の気相成長について述べたが、それだけに
限られず、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓなどのＡｓ系を
用いた半導体の気相成長にも、Ａｓの蒸気圧と昇華点に
合わせた条件で本発明を適用することができる。また、
他のIII-V族またはII-VI族化合物半導体やＳｉ、Ｇｅ、
Ｗ、Ａｌなどを用いた場合にも、減圧ＣＶＤ装置やプラ
ズマＣＶＤ装置に適用した場合にも同様の効果が得られ
る。また、強磁性体微粒子として、フェライトや希土類
元素を用いてもよい。さらに、光導入窓15を加熱する方
法として、上記方法以外に、直接光導入窓15を例えばニ
ッケルクロム細線を用いて抵抗加熱する方法を用いても
よい。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、大面積の基板を用いた
場合でも、原料ガスの気流を乱すことがなく、かつ昇華
した材料が付着して光導入窓を曇らすことがないため、
原料ガスを均一に再現よく光励起できる。よって、半導
体層を効率よく形成することができる。
場合でも、原料ガスの気流を乱すことがなく、かつ昇華
した材料が付着して光導入窓を曇らすことがないため、
原料ガスを均一に再現よく光励起できる。よって、半導
体層を効率よく形成することができる。
【図１】実施例１の気相成長装置を示す縦断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１の気相成長装置の要部拡大図である。
【図３】強磁性体のヒステリシス損失を表す図である。
【図４】実施例２の気相成長装置の要部拡大図である。
【図５】黒体の分光放射強度曲線を表す図である。
【図６】熱線吸収フィルターの透過スペクトルを表す図
である。
である。
【図７】実施例３の気相成長装置を示す縦断面図であ
る。
る。
【図８】従来の光励起ＭＯＣＶＤ装置を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図９】各元素の蒸気圧−温度曲線を表す図である。
【図１０】リンの蒸気圧−温度曲線を表す図である。
１ リアクタ ２ サセプタ ３ サセプタホルダ ４ 原料ガス導入配管 ５ フローチャンネル ６ ＲＦコイル ７ 二重水冷管 ８ 成長基板 ９ 励起光 10 励起光源 11 光導入ミラー 13 リアクタ光導入口 14 キャリアガス導入配管 15 フローチャンネル光導入窓 16 熱線吸収フィルター 17 赤外線ランプ 18 集光レンズ 19 赤外線 20 二色性ミラー
Claims (3)
- 【請求項１】 励起光を発生する光源と、 光源から発生した励起光が、内部に導入されると共に内
部に配置された気相成長用基板に向けて照射され、外部
が冷却されているリアクタと、 該リアクタの内部に設けられ、該基板に励起光が到達す
るように光導入窓を有し、外部から原料ガスを内部に導
入して該基板上を通流させるフローチャンネルと、 該光導入窓を加熱する加熱手段と、 を備える気相成長装置。 - 【請求項２】 前記加熱手段が、前記リアクタの外部に
設けたコイルと、前記光導入窓に混入された強磁性体の
微粒子とで構成され、該光導入窓が該コイルの磁場内に
設けられた請求項１記載の気相成長装置。 - 【請求項３】 前記加熱手段が、前記光導入窓に貼着さ
れた熱線吸収フィルターからなる請求項１記載の気相成
長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209298A JP3068341B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209298A JP3068341B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661146A true JPH0661146A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3068341B2 JP3068341B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16570637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209298A Expired - Fee Related JP3068341B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3068341B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787787B1 (en) | 1998-01-23 | 2004-09-07 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Ultraviolet radiation producing apparatus |
| EP1630853A2 (en) | 2004-08-25 | 2006-03-01 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | An operating device for an excimer lamp |
| JP2008060417A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Tokyo Electron Ltd | 気化装置、フィルタ装置、成膜装置及び気化方法 |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP4209298A patent/JP3068341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787787B1 (en) | 1998-01-23 | 2004-09-07 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Ultraviolet radiation producing apparatus |
| EP1630853A2 (en) | 2004-08-25 | 2006-03-01 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | An operating device for an excimer lamp |
| EP1630853A3 (en) * | 2004-08-25 | 2006-12-27 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | An operating device for an excimer lamp |
| KR100879431B1 (ko) * | 2004-08-25 | 2009-01-20 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 엑시머 램프 점등 장치 |
| JP2008060417A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Tokyo Electron Ltd | 気化装置、フィルタ装置、成膜装置及び気化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3068341B2 (ja) | 2000-07-24 |
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