JPH0737809A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH0737809A JPH0737809A JP18032793A JP18032793A JPH0737809A JP H0737809 A JPH0737809 A JP H0737809A JP 18032793 A JP18032793 A JP 18032793A JP 18032793 A JP18032793 A JP 18032793A JP H0737809 A JPH0737809 A JP H0737809A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡潔な装置構造により、原料ガスの高効率利
用化をはかり、取扱の簡便化、コストの低減化をはかる
ことのでき、更に成膜の膜質の向上をはかる。 【構成】 キャリアガス一般には水素ガスを、１０Torr
〜６０Torrの真空度で、対向電極１及び２間に７０Ｖ〜
１１０Ｖの電圧を印加して放電させて活性化して原料ガ
スと共に、被気相成長基体４上に送り込んで、この被気
相成長基体４上に原料ガスの分解による目的とする薄膜
の気相成長を行う。
用化をはかり、取扱の簡便化、コストの低減化をはかる
ことのでき、更に成膜の膜質の向上をはかる。 【構成】 キャリアガス一般には水素ガスを、１０Torr
〜６０Torrの真空度で、対向電極１及び２間に７０Ｖ〜
１１０Ｖの電圧を印加して放電させて活性化して原料ガ
スと共に、被気相成長基体４上に送り込んで、この被気
相成長基体４上に原料ガスの分解による目的とする薄膜
の気相成長を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＩＩ−Ｖ族，ＩＩ−
ＶＩ族等の化合物半導体や、Ｓｉ等の薄膜を気相成長さ
せる気相成長装置に係わる。
ＶＩ族等の化合物半導体や、Ｓｉ等の薄膜を気相成長さ
せる気相成長装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＩＩ−Ｖ族，ＩＩ−ＶＩ族等の
化合物半導体や、Ｓｉ等の薄膜を化合物半導体基体、Ｓ
ｉ基体等の被気相成長基体上に気相成長させる気相成長
装置としては、放電現象を利用するプラズマＣＶＤ（化
学的気相成長）装置がある。
化合物半導体や、Ｓｉ等の薄膜を化合物半導体基体、Ｓ
ｉ基体等の被気相成長基体上に気相成長させる気相成長
装置としては、放電現象を利用するプラズマＣＶＤ（化
学的気相成長）装置がある。
【０００３】このプラズマＣＶＤ装置として、平行平板
電極および誘電コイル方式が広く用いられているが、高
い基板温度、高真空度、高周波パワーを必要とし、電極
配置構造等装置の複雑さなどが問題となる。
電極および誘電コイル方式が広く用いられているが、高
い基板温度、高真空度、高周波パワーを必要とし、電極
配置構造等装置の複雑さなどが問題となる。
【０００４】また、原料ガスとしてＡｓＨ3 等を用いる
場合、比較的その利用効率が低いことから消費原料ガス
量が大となって、気相成長装置からの排出ガスに有毒な
Ａｓが多量に含まれていることから、これを取り除くた
めの大掛かりな排気ガス処理装置を必要とし、また、そ
の有毒ガスを吸着排除する吸着剤の交換等を頻繁に行う
必要があって、メンテナンスが面倒でこれがコストアッ
プを招来する。
場合、比較的その利用効率が低いことから消費原料ガス
量が大となって、気相成長装置からの排出ガスに有毒な
Ａｓが多量に含まれていることから、これを取り除くた
めの大掛かりな排気ガス処理装置を必要とし、また、そ
の有毒ガスを吸着排除する吸着剤の交換等を頻繁に行う
必要があって、メンテナンスが面倒でこれがコストアッ
プを招来する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡潔な装置
構造により、低電圧、低消費電力、原料ガスの高効率利
用化をはかり、取扱の簡便化、コストの低減化をはかる
ことのでき、更に成膜の膜質の向上をはかることのでき
るようにした気相成長装置を提供するものである。
構造により、低電圧、低消費電力、原料ガスの高効率利
用化をはかり、取扱の簡便化、コストの低減化をはかる
ことのでき、更に成膜の膜質の向上をはかることのでき
るようにした気相成長装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明装置においては、
キャリアガス一般には水素ガスを、１０Torr〜６０Torr
の真空度で、対向電極間に７０Ｖ〜１１０Ｖの電圧を印
加して放電させて活性化して原料ガスと共に、被気相成
長基体上に送り込んで、該被気相成長基体上に上記原料
ガスの分解による目的とする薄膜の気相成長を行う。
キャリアガス一般には水素ガスを、１０Torr〜６０Torr
の真空度で、対向電極間に７０Ｖ〜１１０Ｖの電圧を印
加して放電させて活性化して原料ガスと共に、被気相成
長基体上に送り込んで、該被気相成長基体上に上記原料
ガスの分解による目的とする薄膜の気相成長を行う。
【０００７】また、本発明装置は、図１にその一例の構
成図を示すように、対向電極１および２を有するプリチ
ャンバー３と、被気相成長基体４が配置されたメインチ
ャンバー５と、プリチャンバー３とメインチャンバー５
とを上記真空度に排気する排気装置６とを具備する。
成図を示すように、対向電極１および２を有するプリチ
ャンバー３と、被気相成長基体４が配置されたメインチ
ャンバー５と、プリチャンバー３とメインチャンバー５
とを上記真空度に排気する排気装置６とを具備する。
【０００８】
【作用】本発明ではキャリアガスの放電による活性化を
行ったことにより、膜質の向上、特に水素ガスの活性化
により炭素の汚染を減少できる。
行ったことにより、膜質の向上、特に水素ガスの活性化
により炭素の汚染を減少できる。
【０００９】また、成膜の原料ガスの分解効率が高めら
れること事から消費するガス流量を少なくすることがで
き、排気ガス処理の負担、ガス吸着剤の回収、交換等の
メンテナンス回数の減少をはかることができる。更に成
長温度すなわち被成長基体温度の低減化をはかることが
できることから、例えば被成長基体４が、半導体基体で
あるとか、これの上に成膜する成膜層が半導体層である
場合等において、半導体基体に不純物がドープされてい
る領域が存在する場合、成膜層に不純物がドープされる
場合等において、互いに、あるいは半導体基体側におい
て、不安定に不要な拡散が生じることを回避ないしは減
少させることができる。
れること事から消費するガス流量を少なくすることがで
き、排気ガス処理の負担、ガス吸着剤の回収、交換等の
メンテナンス回数の減少をはかることができる。更に成
長温度すなわち被成長基体温度の低減化をはかることが
できることから、例えば被成長基体４が、半導体基体で
あるとか、これの上に成膜する成膜層が半導体層である
場合等において、半導体基体に不純物がドープされてい
る領域が存在する場合、成膜層に不純物がドープされる
場合等において、互いに、あるいは半導体基体側におい
て、不安定に不要な拡散が生じることを回避ないしは減
少させることができる。
【００１０】
【実施例】図面を参照して本発明の一例を説明する。
【００１１】図１にその概略構成図を示すように、プリ
チャンバー３と、メインチャンバー５と、排気装置６例
えばロータリーポンプと、排気ガス処理装置７を設け
る。
チャンバー３と、メインチャンバー５と、排気装置６例
えばロータリーポンプと、排気ガス処理装置７を設け
る。
【００１２】プリチャンバー３内には、対の放電電極す
なわち対向電極１および２を設ける。この電極１および
２は、図２にその斜視図を示すように、それぞれ例えば
ステンレスＳＵＳ３１６からなる直径５ｍｍ、長さ３０
ｍｍの柱状放電電極素子１０および２０が電極板１１お
よび１２上に植立された構成とした。
なわち対向電極１および２を設ける。この電極１および
２は、図２にその斜視図を示すように、それぞれ例えば
ステンレスＳＵＳ３１６からなる直径５ｍｍ、長さ３０
ｍｍの柱状放電電極素子１０および２０が電極板１１お
よび１２上に植立された構成とした。
【００１３】両電極１および２の電極素子１０および２
０の間隔ｄは３０ｍｍとし、両電極１および２間に数Ω
例えば３Ωの抵抗Ｒを接続した。
０の間隔ｄは３０ｍｍとし、両電極１および２間に数Ω
例えば３Ωの抵抗Ｒを接続した。
【００１４】そして、電極１および２に、電源Ｓから、
商用電源電圧を変圧器によって７０〜１１０Ｖとして印
加した。
商用電源電圧を変圧器によって７０〜１１０Ｖとして印
加した。
【００１５】プリチャンバー３には、ガス供給口３１が
設けられる。そして、このプリチャンバー３はメインチ
ャンバー５と連結される。
設けられる。そして、このプリチャンバー３はメインチ
ャンバー５と連結される。
【００１６】メインチャンバー５には、被気相成長基体
４を支持する回転配置台５が設けられ、例えばこの配置
台５に基体４を所定の成長温度すなわち基体温度に加熱
する加熱手段５２例えば加熱ヒータが設けられる。
４を支持する回転配置台５が設けられ、例えばこの配置
台５に基体４を所定の成長温度すなわち基体温度に加熱
する加熱手段５２例えば加熱ヒータが設けられる。
【００１７】また、このメインチャンバー５には、必要
に応じて１つ以上図示の例では２個のガス供給口が設け
られる。
に応じて１つ以上図示の例では２個のガス供給口が設け
られる。
【００１８】メインチャンバー５には例えば排気量調整
弁６１を介して排気装置６例えばロータリーポンプが連
結され、その後段に排気された例えば有毒ガス、環境破
壊ガス等を吸着剤等によって排除する排気ガス処理装置
７が設けられる。
弁６１を介して排気装置６例えばロータリーポンプが連
結され、その後段に排気された例えば有毒ガス、環境破
壊ガス等を吸着剤等によって排除する排気ガス処理装置
７が設けられる。
【００１９】この本発明装置を用いて、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体ＡｌＧａＡｓをＭＯＣＶＤ（Metal Organic
Chemical Vapor Deposition)によって被気相成長基体４
としてのＧａＡｓ基体上に成膜する場合について説明す
る。
合物半導体ＡｌＧａＡｓをＭＯＣＶＤ（Metal Organic
Chemical Vapor Deposition)によって被気相成長基体４
としてのＧａＡｓ基体上に成膜する場合について説明す
る。
【００２０】この場合、例えばキャリアガスとしてＨ2
が用いられ、Ａｓの原料ガスとしてＡｓＨ3 、Ａｌの原
料ガスとしてＴＭＡ（トリ・メチル・アルミニウム）、
Ｇａの原料ガスとしてＴＭＧ（トリ・メチル・ガリウ
ム）が用いられる。
が用いられ、Ａｓの原料ガスとしてＡｓＨ3 、Ａｌの原
料ガスとしてＴＭＡ（トリ・メチル・アルミニウム）、
Ｇａの原料ガスとしてＴＭＧ（トリ・メチル・ガリウ
ム）が用いられる。
【００２１】まず、キャリアガスＨ2 をプリチャンバー
３のガス供給口３１から供給しつつ排気装置６によって
排気して調整弁６１の開閉調整によってプリチャンバー
３およびメインチャンバー５内を、１０〜６０Torrと
し、この状態で被気相成長基体４の基体温度を８００℃
に上げ、メインチャンバー３の電極１および２間に７０
〜１１０Ｖの例えば１００Ｖを印加する。このようにす
ると、電極１および２のに柱状電極素子１０および２０
の先端間で放電が発生する。このとき抵抗Ｒの温度は１
１００℃に上昇する。
３のガス供給口３１から供給しつつ排気装置６によって
排気して調整弁６１の開閉調整によってプリチャンバー
３およびメインチャンバー５内を、１０〜６０Torrと
し、この状態で被気相成長基体４の基体温度を８００℃
に上げ、メインチャンバー３の電極１および２間に７０
〜１１０Ｖの例えば１００Ｖを印加する。このようにす
ると、電極１および２のに柱状電極素子１０および２０
の先端間で放電が発生する。このとき抵抗Ｒの温度は１
１００℃に上昇する。
【００２２】このとき、１０Torr〜６０Torrの真空度
で、対向電極間に７０Ｖ〜１１０Ｖの電圧とすることに
よって商用電源を用いて、放電を生じさせることができ
た。この放電は、電極素子１０および２０としてステン
レスＳＵＳを用いるとき、良好に行われた。
で、対向電極間に７０Ｖ〜１１０Ｖの電圧とすることに
よって商用電源を用いて、放電を生じさせることができ
た。この放電は、電極素子１０および２０としてステン
レスＳＵＳを用いるとき、良好に行われた。
【００２３】続いて、例えばプリチャンバー３のガス供
給口３１から上述の各原料ガスを所定の流量で供給す
る。
給口３１から上述の各原料ガスを所定の流量で供給す
る。
【００２４】このようにすると、被気相成長基体４のＧ
ａＡｓ基体上にＡｌＧａＡｓ膜が析出成膜される。そし
て、この成膜はきわめて安定に、再現性良く行われた。
ａＡｓ基体上にＡｌＧａＡｓ膜が析出成膜される。そし
て、この成膜はきわめて安定に、再現性良く行われた。
【００２５】このようにして形成されたＡｌＧａＡｓ膜
は、不純物特に炭素の汚染が殆ど回避され膜質の向上が
はかられた。これは、Ｈ2 の放電による活性化による
（この活性水素がＡｌＧａＡｓないしはＧａＡｓへの炭
素の混入を減少させる作用を起こすことについては、Ja
pan Journal of Applied Physics 22 L 795(1983) で述
べられている）。
は、不純物特に炭素の汚染が殆ど回避され膜質の向上が
はかられた。これは、Ｈ2 の放電による活性化による
（この活性水素がＡｌＧａＡｓないしはＧａＡｓへの炭
素の混入を減少させる作用を起こすことについては、Ja
pan Journal of Applied Physics 22 L 795(1983) で述
べられている）。
【００２６】そして、一般にＡｓＨ3 等のＶ族系の原料
ガスはその分解効率が低いものであるので、成膜に寄与
されずに、チャンバー外に引き出される量が大きく前述
したように、この有毒のガスの排気ガス処理装置７での
排除処理にはかなりの負担が掛かるが、本発明装置によ
るときは、その真空度が数１０Torrのような減圧成長で
あって原料ガスの流速が大きくその分、被気相成長基体
４の近傍での滞留時間が短くなってその分解効率は低く
なるはずのものが、本発明装置によるときは、この分解
効率を従来に比し３０％程度に高めることができ、これ
によって排気ガス処理装置７の負担を３０％程度軽減で
きた。
ガスはその分解効率が低いものであるので、成膜に寄与
されずに、チャンバー外に引き出される量が大きく前述
したように、この有毒のガスの排気ガス処理装置７での
排除処理にはかなりの負担が掛かるが、本発明装置によ
るときは、その真空度が数１０Torrのような減圧成長で
あって原料ガスの流速が大きくその分、被気相成長基体
４の近傍での滞留時間が短くなってその分解効率は低く
なるはずのものが、本発明装置によるときは、この分解
効率を従来に比し３０％程度に高めることができ、これ
によって排気ガス処理装置７の負担を３０％程度軽減で
きた。
【００２７】尚、上述した例では、原料ガスをもプリチ
ャンバー３にその供給口３１から供給した場合である
が、ある場合は、メインチャンバー５のガス供給口５
３，５４から原料ガスの一部もしくは全部の供給して被
気相成長基体４の表面へのプリチャンバー３からの活性
化された水素とともに供給する態様をとることもでき
る。また、一部のキャリアガスを供給口５３，５４から
供給するようにして、被気相成長基体４の表面における
良好な気流を生じさせることもできる。
ャンバー３にその供給口３１から供給した場合である
が、ある場合は、メインチャンバー５のガス供給口５
３，５４から原料ガスの一部もしくは全部の供給して被
気相成長基体４の表面へのプリチャンバー３からの活性
化された水素とともに供給する態様をとることもでき
る。また、一部のキャリアガスを供給口５３，５４から
供給するようにして、被気相成長基体４の表面における
良好な気流を生じさせることもできる。
【００２８】また、上述した例では、トリメチル系原料
ガスを用いた場合であるが、トリエル系原料ガスを用い
る方法を適用することもできる。また、上述の例では、
本発明装置によって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＡｌ
ＧａＡｓの気相成長を行った場合であるが、他の各種化
合物半導体、その他Ｓｉ半導体層等各種材料膜の気相成
長に適用することができる。
ガスを用いた場合であるが、トリエル系原料ガスを用い
る方法を適用することもできる。また、上述の例では、
本発明装置によって、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＡｌ
ＧａＡｓの気相成長を行った場合であるが、他の各種化
合物半導体、その他Ｓｉ半導体層等各種材料膜の気相成
長に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】上述したように、本発明ではキャリアガ
スの放電による活性化を行うことにより、膜質の向上、
特に水素ガスの活性化により、炭素の汚染が減少する。
スの放電による活性化を行うことにより、膜質の向上、
特に水素ガスの活性化により、炭素の汚染が減少する。
【００３０】また、成膜の原料ガスの分解効率が高めら
れたことから消費するガス流量を少なくすることがで
き、このこと自体でコストの低減化をはかることができ
るとともに、排気ガス処理の負担、ガス吸着剤の回収、
交換等のメンテナンス回数の減少をはかることができ、
コストの低減化をはかることができる。
れたことから消費するガス流量を少なくすることがで
き、このこと自体でコストの低減化をはかることができ
るとともに、排気ガス処理の負担、ガス吸着剤の回収、
交換等のメンテナンス回数の減少をはかることができ、
コストの低減化をはかることができる。
【００３１】更に、キャリアガスの活性化によって、成
長温度すなわち被気相成長基体温度の低減化をはかるこ
とができることから、例えば被気相成長基体４が、半導
体基体であるとか、これの上に成膜する成膜層が半導体
層である場合等において、半導体基体に不純物がドープ
されている領域が存在する場合、成膜層に不純物がドー
プされる場合等において、互いに、あるいは半導体基体
側において、不安定に不要な拡散が生じることを回避な
いしは減少させることができ、安定して目的とする特性
の例えば半導体装置を再現性良く製造できるなど多くの
工業的利益をもたらすことができる。
長温度すなわち被気相成長基体温度の低減化をはかるこ
とができることから、例えば被気相成長基体４が、半導
体基体であるとか、これの上に成膜する成膜層が半導体
層である場合等において、半導体基体に不純物がドープ
されている領域が存在する場合、成膜層に不純物がドー
プされる場合等において、互いに、あるいは半導体基体
側において、不安定に不要な拡散が生じることを回避な
いしは減少させることができ、安定して目的とする特性
の例えば半導体装置を再現性良く製造できるなど多くの
工業的利益をもたらすことができる。
【００３２】そして、本発明装置によれば、低電圧放電
によることから消費電力の低減化もはかられる。
によることから消費電力の低減化もはかられる。
【００３３】また、放電を生じさせる部分を、気相成長
を行うメインチャンバーとは別のプリチャンバーで行う
ようにしたので、装置の構造の簡潔化がはかられるとと
もに、放電に際して、その電極材料の溶融飛散等によっ
て気相成長膜が直接的に汚染されたり、気相成長のチャ
ンバーが汚損されることにより、気相成長した成膜の特
性を劣化させるような不都合を回避できる。
を行うメインチャンバーとは別のプリチャンバーで行う
ようにしたので、装置の構造の簡潔化がはかられるとと
もに、放電に際して、その電極材料の溶融飛散等によっ
て気相成長膜が直接的に汚染されたり、気相成長のチャ
ンバーが汚損されることにより、気相成長した成膜の特
性を劣化させるような不都合を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一例の構成図である。
【図２】本発明装置の電極構造の斜視図である。
１，２ 電極 ３ プリチャンバー ４ 被気相成長基体 ５ メインチャンバー
Claims (2)
- 【請求項１】 キャリアガスを、１０Torr〜６０Torrの
真空度で、対向電極間に７０Ｖ〜１１０Ｖの電圧を印加
して放電させて活性化して原料ガスと共に、被気相成長
基体上に送り込んで、該被気相成長基体上に上記原料ガ
スの分解による目的とする薄膜の気相成長を行うことを
特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】 上記対向電極を有するプリチャンバー
と、 上記被気相成長基体が配置されたメインチャンバーと、 上記プリチャンバーと上記メインチャンバーとを上記真
空度に排気する排気装置とを具備することを特徴とする
請求項１に記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18032793A JPH0737809A (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18032793A JPH0737809A (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737809A true JPH0737809A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16081279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18032793A Pending JPH0737809A (ja) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737809A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6159072A (en) * | 1996-10-31 | 2000-12-12 | Nidek Co., Ltd. | Lens transport apparatus, a cup for securing an eyeglass lens during transport, and a method of transporting lenses |
-
1993
- 1993-07-21 JP JP18032793A patent/JPH0737809A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6159072A (en) * | 1996-10-31 | 2000-12-12 | Nidek Co., Ltd. | Lens transport apparatus, a cup for securing an eyeglass lens during transport, and a method of transporting lenses |
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