JPH0760795B2 - 気相薄膜形成装置 - Google Patents
気相薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPH0760795B2 JPH0760795B2 JP4395786A JP4395786A JPH0760795B2 JP H0760795 B2 JPH0760795 B2 JP H0760795B2 JP 4395786 A JP4395786 A JP 4395786A JP 4395786 A JP4395786 A JP 4395786A JP H0760795 B2 JPH0760795 B2 JP H0760795B2
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- Japan
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- boat
- susceptor
- thin film
- substrate
- reaction
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は気相反応を利用した薄膜形成装置にかかり、特
にMOCVDなどの超薄膜形成を目的とした装置の、薄膜界
面の材質分布の急峻性との生産性を向上させるための反
応装置の改良にかかわる。
にMOCVDなどの超薄膜形成を目的とした装置の、薄膜界
面の材質分布の急峻性との生産性を向上させるための反
応装置の改良にかかわる。
２室反応室によるヘテロ接合の形成法が知られている
（河西他、昭和59年応用物理学会秋季講演会予稿集第64
3頁,No.13p−Ｓ−９ 参照）がこの種の方法に用いる従
来の多反応室気相薄膜形成装置は第２図に示すごとく、
二つの反応室の隔壁の下に回転可能なボートを設け、こ
のボートを回転させることにより、基板を所望の反応室
に移動させるものであつた。しかしこの構造では、両反
応室のガスの分離が完全でなく、反応ガスの混合が起き
ることや、異なる最適成長温度を持つ薄膜を形成する場
合、ボートの温度が安定するまで待機する必要があるな
どの欠点があつた。
（河西他、昭和59年応用物理学会秋季講演会予稿集第64
3頁,No.13p−Ｓ−９ 参照）がこの種の方法に用いる従
来の多反応室気相薄膜形成装置は第２図に示すごとく、
二つの反応室の隔壁の下に回転可能なボートを設け、こ
のボートを回転させることにより、基板を所望の反応室
に移動させるものであつた。しかしこの構造では、両反
応室のガスの分離が完全でなく、反応ガスの混合が起き
ることや、異なる最適成長温度を持つ薄膜を形成する場
合、ボートの温度が安定するまで待機する必要があるな
どの欠点があつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、上記従来法の欠点をなくし、実用上、
多反応室相互のガスの混合がなく、短時間で基板の反応
室間の移動が可能で、また異なる成長温度を必要とする
多層薄膜の形成にも適した多反応室気相薄膜形成装置を
供給することに有る。
多反応室相互のガスの混合がなく、短時間で基板の反応
室間の移動が可能で、また異なる成長温度を必要とする
多層薄膜の形成にも適した多反応室気相薄膜形成装置を
供給することに有る。
本発明の概要は、多反応室気相薄膜形成装置の基板移動
方式に、反応室を隔離するように配置した隔壁，ポート
サセプタ，スライドボートで構成したスライドボート方
式に用いることにより、各反応室間の基板の移動が迅速
でかつ反応室相互のガスの混合がない反応系を形成した
ものである。さらに各反応管内に位置するボートサセプ
タの形状を変化させることにより、高周波誘導加熱時の
ボートの温度を異なる値に設定し、反応最適温度の異な
る薄膜からなる多層膜を容易に得られる。
方式に、反応室を隔離するように配置した隔壁，ポート
サセプタ，スライドボートで構成したスライドボート方
式に用いることにより、各反応室間の基板の移動が迅速
でかつ反応室相互のガスの混合がない反応系を形成した
ものである。さらに各反応管内に位置するボートサセプ
タの形状を変化させることにより、高周波誘導加熱時の
ボートの温度を異なる値に設定し、反応最適温度の異な
る薄膜からなる多層膜を容易に得られる。
本発明によれば、複数の反応管を有する気相薄膜形成装
置において反応室相互のガスの混入のなく迅速に基板を
移動することができるため原子層オーダの急峻な異種膜
接合面を得ることができる。また、各反応室のボートの
サセプタの温度を変化させることにより、形成最適温度
の異なる膜を形成する場合も迅速に基板温度の変更がで
きるという大きな利点がある。
置において反応室相互のガスの混入のなく迅速に基板を
移動することができるため原子層オーダの急峻な異種膜
接合面を得ることができる。また、各反応室のボートの
サセプタの温度を変化させることにより、形成最適温度
の異なる膜を形成する場合も迅速に基板温度の変更がで
きるという大きな利点がある。
以下図に従い本発明の実施例を説明する。
実施例１ 第１の実施例として本発明をInGaAsP系のMOCVD法に適用
した、第１図に示すような構造の気相反応装置を試作し
た。この装置は、２系統のガス供給システム1,2を持
ち、各ガス供給システムからはAsH3PH3トリエチルガリ
ウム，トリメチルインジウムが水素をキヤリアガスとし
て供給される。反応管は横型の角形反応管３で、石英の
隔壁４′でしきられた反応室に各ガス供給システムから
ガスが供給される。石英隔壁４′の後方にグラフアイト
製隔壁４が石英隔壁４′に密着するように設けられてい
る。グラフアイト隔壁と石英隔壁の密着性は両隔壁間の
隙間にGa溶融液をいれることにより向上できる。グラフ
アイト隔壁に密着するようにグラフアイト製のボートサ
セプタ５が挿入してあり、ボートサセプタにはスライド
ボートを嵌め込む溝６が設けてある。スライドボート７
は、基板固定用の溝８とガス混合防止用の突起９および
石英ロツド10による操作のためのつめ11をもつている。
以上本発明によるボートの構成を第３図（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示す。なお、第３図（ｃ）の矢印はスライドボ
ートのスライド方向を示す。第４図（ａ）は第１のガス
供給システムにより結晶成長を行つている状態であり、
第４図（ｂ）は第２のガス供給システムにより結晶成長
を行つている状態である。両状態の間をスライドボート
をスライドさせることにより0.5秒以下の移動時間で移
動できる。本実施例によりInGaP/InGaAsP超格子構造を
作製したところ、厚さ数十Ａ以内の超薄膜積層構造を組
成遷移領域１原子層以内で形成することが可能であつ
た。
した、第１図に示すような構造の気相反応装置を試作し
た。この装置は、２系統のガス供給システム1,2を持
ち、各ガス供給システムからはAsH3PH3トリエチルガリ
ウム，トリメチルインジウムが水素をキヤリアガスとし
て供給される。反応管は横型の角形反応管３で、石英の
隔壁４′でしきられた反応室に各ガス供給システムから
ガスが供給される。石英隔壁４′の後方にグラフアイト
製隔壁４が石英隔壁４′に密着するように設けられてい
る。グラフアイト隔壁と石英隔壁の密着性は両隔壁間の
隙間にGa溶融液をいれることにより向上できる。グラフ
アイト隔壁に密着するようにグラフアイト製のボートサ
セプタ５が挿入してあり、ボートサセプタにはスライド
ボートを嵌め込む溝６が設けてある。スライドボート７
は、基板固定用の溝８とガス混合防止用の突起９および
石英ロツド10による操作のためのつめ11をもつている。
以上本発明によるボートの構成を第３図（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示す。なお、第３図（ｃ）の矢印はスライドボ
ートのスライド方向を示す。第４図（ａ）は第１のガス
供給システムにより結晶成長を行つている状態であり、
第４図（ｂ）は第２のガス供給システムにより結晶成長
を行つている状態である。両状態の間をスライドボート
をスライドさせることにより0.5秒以下の移動時間で移
動できる。本実施例によりInGaP/InGaAsP超格子構造を
作製したところ、厚さ数十Ａ以内の超薄膜積層構造を組
成遷移領域１原子層以内で形成することが可能であつ
た。
実施例２ 第２の実施例として、実施例１のスライドボートにかわ
り、円形の回転ボートを用いた装置を試作した。この装
置は基本的構成は第１の実施例と同様であるが、ボート
サセプタにはスライド溝の代わりに円形の溝12が設けら
れており、円盤状のスライドボート13がセツトされてい
る。ボートサセプタ本体とスライドボートの形状を第５
図に示す。実施例１の場合と同様に基板固定用の溝８と
ガス混合防止用の突起９が設けてある。ボートサセプタ
の円形溝の中心にはボートの裏まで抜ける穴14が設けて
あり、スライドボートの軸15が貫通している。軸の先端
に設けられたつめ16を反応管外部から操作することによ
り、スライドボートを回転させることにより基板を二つ
の反応管の間をいききさせることができる。本実施例の
場合には、グラフアイトのスライド面が常時擦り合わさ
れた状態になつているため、スライド面への多結晶の析
出が起こらずボートの使用回数を多くすることができ
る。
り、円形の回転ボートを用いた装置を試作した。この装
置は基本的構成は第１の実施例と同様であるが、ボート
サセプタにはスライド溝の代わりに円形の溝12が設けら
れており、円盤状のスライドボート13がセツトされてい
る。ボートサセプタ本体とスライドボートの形状を第５
図に示す。実施例１の場合と同様に基板固定用の溝８と
ガス混合防止用の突起９が設けてある。ボートサセプタ
の円形溝の中心にはボートの裏まで抜ける穴14が設けて
あり、スライドボートの軸15が貫通している。軸の先端
に設けられたつめ16を反応管外部から操作することによ
り、スライドボートを回転させることにより基板を二つ
の反応管の間をいききさせることができる。本実施例の
場合には、グラフアイトのスライド面が常時擦り合わさ
れた状態になつているため、スライド面への多結晶の析
出が起こらずボートの使用回数を多くすることができ
る。
実施例３ 第３図の実施例として本発明をInGaAsP/InGaAlAs系のMO
CVD法に適応した例を示す。この系の場合、InGaAsPとIn
GaAlAsの鏡面結晶成長可能な温度が約100度違い、従来
は各系に最適な基板温度になるまで待機することにより
結晶成長を行つていた。本実施例の場合は第６図に示す
ような切欠きを形成した左右非対称な形状のサセプタ17
をもちいることにより必要な基板温度の変更を行つた。
高周波誘導加熱の場合ボートの表面温度はボート形状に
強く依存し、ボートの厚い部分が高温となる。この温度
差は、高周波磁界の方向の調節することにより制御で
き、本実施例の構造の場合磁界の方向が基板面に水平な
時に最も大きな温度差を得た。第６図のような非対称ボ
ートの場合ボートの左側が右側より約100度高温となつ
た。ボート本体より熱容量の小さいスライドボートが移
動した場合、基板温度は数秒で新しい基板位置の温度に
安定するので、数秒の待機時間をおくのみで新たな成長
温度での結晶成長が可能になつた。
CVD法に適応した例を示す。この系の場合、InGaAsPとIn
GaAlAsの鏡面結晶成長可能な温度が約100度違い、従来
は各系に最適な基板温度になるまで待機することにより
結晶成長を行つていた。本実施例の場合は第６図に示す
ような切欠きを形成した左右非対称な形状のサセプタ17
をもちいることにより必要な基板温度の変更を行つた。
高周波誘導加熱の場合ボートの表面温度はボート形状に
強く依存し、ボートの厚い部分が高温となる。この温度
差は、高周波磁界の方向の調節することにより制御で
き、本実施例の構造の場合磁界の方向が基板面に水平な
時に最も大きな温度差を得た。第６図のような非対称ボ
ートの場合ボートの左側が右側より約100度高温となつ
た。ボート本体より熱容量の小さいスライドボートが移
動した場合、基板温度は数秒で新しい基板位置の温度に
安定するので、数秒の待機時間をおくのみで新たな成長
温度での結晶成長が可能になつた。
実施例４ 第４の実施例として、実施例３の構造のボート温度の差
を、ボート形状によつて得る代わりに、第７図に示すよ
うな右の反応室にはSiO218で左の反応室にはAl2O319に
より形成されたサセプタを設けサセプタ上に置かれたグ
ラフアイトボートの温度がサセプタの材質により代わる
ことを利用して温度差を得ることを試み、実施例３とほ
ぼ同様の結果を得た。
を、ボート形状によつて得る代わりに、第７図に示すよ
うな右の反応室にはSiO218で左の反応室にはAl2O319に
より形成されたサセプタを設けサセプタ上に置かれたグ
ラフアイトボートの温度がサセプタの材質により代わる
ことを利用して温度差を得ることを試み、実施例３とほ
ぼ同様の結果を得た。
以上本発明の実施例をInGaAsP系及びInGaAsP/InGaAlAs
系のMOCVD結晶成長を例に述べてきたが、この他GaAlAs
系などの他の材料系の結晶成長やハライドVPEなどの他
の気相結晶成長技術、あるいは絶縁物のCVD技術などに
も本発明を適用することが可能である。
系のMOCVD結晶成長を例に述べてきたが、この他GaAlAs
系などの他の材料系の結晶成長やハライドVPEなどの他
の気相結晶成長技術、あるいは絶縁物のCVD技術などに
も本発明を適用することが可能である。
本発明によれば、材質分布が急峻な異種材料接合が形成
できるので、特性が安定な素子を再現性よく製造できる
効果がある。
できるので、特性が安定な素子を再現性よく製造できる
効果がある。
第１図は本発明による装置の全体図、第２図は従来の多
反応室MOCVD結晶成長装置を示す図、第３図は実施例１
に用いたグラフアイトボートの構成図、第４図は結晶成
長時のボートの状態を示す図、第５図は実施例２のボー
トの構造、第６図は実施例３のボートの構造を示す図、
第７図は実施例４のサセプタの構造を示す図である。 １……第１のガス供給システム、２……第２のガス供給
システム、３……反応管、４……グラフアイト隔壁、５
……ボートサセプタ、６……スライド溝、７……スライ
ドボート、８……基板固定用溝、９……ガス混合防止用
突起、10……石英ロツド、11……ボート操作用つめ、12
……円形スライド溝、13……円盤状スライドボート、14
……スライドボート軸穴、15……軸、16……操作用つ
め、17……非対称サセプタ、18……SiO2サセプタ、19…
…Al2O3サセプタ、20……基板、21……サセプタの切欠
き。
反応室MOCVD結晶成長装置を示す図、第３図は実施例１
に用いたグラフアイトボートの構成図、第４図は結晶成
長時のボートの状態を示す図、第５図は実施例２のボー
トの構造、第６図は実施例３のボートの構造を示す図、
第７図は実施例４のサセプタの構造を示す図である。 １……第１のガス供給システム、２……第２のガス供給
システム、３……反応管、４……グラフアイト隔壁、５
……ボートサセプタ、６……スライド溝、７……スライ
ドボート、８……基板固定用溝、９……ガス混合防止用
突起、10……石英ロツド、11……ボート操作用つめ、12
……円形スライド溝、13……円盤状スライドボート、14
……スライドボート軸穴、15……軸、16……操作用つ
め、17……非対称サセプタ、18……SiO2サセプタ、19…
…Al2O3サセプタ、20……基板、21……サセプタの切欠
き。
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも２系統以上のガス供給システム
からそれぞれガスの供給を受け基板上に薄膜を形成する
２室以上の反応室と、該反応室を隔離する隔壁と、該基
板を保持し該隔壁に密着する突起を有するスライドボー
トを嵌め込んで該隔壁に密着するように配置されたサセ
プタと、該スライドボートをスライドさせることにより
任意の反応室に基板を移動させる手段とを有する気相薄
膜形成装置において、上記サセプタはその表面温度が反
応室ごとに変化する構造を有することを特徴とする気相
薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4395786A JPH0760795B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 気相薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4395786A JPH0760795B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 気相薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202514A JPS62202514A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0760795B2 true JPH0760795B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=12678182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4395786A Expired - Lifetime JPH0760795B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 気相薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760795B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1032348A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Toyoda Gosei Co Ltd | ３族窒化物半導体発光素子の製造方法及びその装置 |
| JP2008267522A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | 防振マウントユニット、防振マウント及び取付フレーム |
-
1986
- 1986-03-03 JP JP4395786A patent/JPH0760795B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202514A (ja) | 1987-09-07 |
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