JPH0794428A - 半導体薄膜気相成長装置 - Google Patents
半導体薄膜気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0794428A JPH0794428A JP25641793A JP25641793A JPH0794428A JP H0794428 A JPH0794428 A JP H0794428A JP 25641793 A JP25641793 A JP 25641793A JP 25641793 A JP25641793 A JP 25641793A JP H0794428 A JPH0794428 A JP H0794428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction tube
- thin film
- substrate
- semiconductor thin
- quartz
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 横型気相成長用反応管の洗浄工程の頻度を大
幅に低減することを目的とする。 【構成】 反応管１において下壁１ｂに設けられた基板
６に対面する上壁１ａに成長薄膜半導体材料と密着性の
良い材料例えばＧａＡｓウェハを用いている。
幅に低減することを目的とする。 【構成】 反応管１において下壁１ｂに設けられた基板
６に対面する上壁１ａに成長薄膜半導体材料と密着性の
良い材料例えばＧａＡｓウェハを用いている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に半導体材料のエピ
タキシャル成長に広範に用いられている横型気相成長装
置の反応管に関するものである。
タキシャル成長に広範に用いられている横型気相成長装
置の反応管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体薄膜結晶の気相成長用反応管とし
ては、従来、石英製反応管が一般的に用いられている。
その理由としては、（１）石英材料の高純度化が容易、
（２）熱的−化学的に安定、（３）加工が容易で任意の
形状に整形可能、（４）石英反応管の内面に付着した半
導体材料のみを適当なエッチング液で洗浄が可能で繰り
返し使用が可能、等多くの利点・長所があるからであ
る。しかしながら、横型気相成長装置で成長基板面が上
面を向いている構成の反応管では、高温部となる基板に
対面する石英反応管内面への半導体薄膜結晶の付着・積
層が避けられず、この反応管内面に付着した半導体薄膜
結晶と石英とは濡れ性・密着性が悪く、かつ基板の昇温
・降温に伴う石英材料と半導体結晶材料との熱膨張率が
異なることに起因して、石英管内面に付着した半導体薄
膜が‘ハクリ’するという現象が発生する。この‘ハク
リ’した半導体薄膜が気相成長前もしくは気相成長中に
成長基板面に落下した場合、所望とする正常なエピタキ
シャル層は得られず、当然に、その後のデバイスプロセ
ス等へ供することは不可能になってしまう。このような
問題を回避するため、従来この‘ハクリ’が開始する回
数を経験的に把握し、‘ハクリ’が発生する前に、石英
反応管を取り出して洗浄する方法が一般的に行われてい
る。この経験的な回数は、石英反応管の構造、成長条
件、および成長半導体材料の種類等に依存すると考えら
れるが、本発明者らの経験では、有機金属気相成長法に
よる２インチ径３枚同時成長の横型反応管で代表的なＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＩｎＰ系薄膜を成長させ
た場合、わずか４〜５回（５μｍ程度の積層）程度の成
長で石英反応管内面からの‘ハクリ’が生じてしまうこ
とがあった。このように、この‘ハクリ’問題を回避す
るためには、頻繁な石英反応管の洗浄を実施する必要が
ある。さらに、代表的な気相成長法である有機金属気相
成長法の場合、可燃性ガスである水素やハイドライド系
の毒性ガスを使用していることから、石英反応管の洗浄
処理工程に際し、処理前の不活性ガス等による長時間の
パージ、および処理後のエピタキシャル層の純度等を確
保するための長時間の高温ベーキング等が必要となる。
これら前後の工程を含めて考えると、従来法では、多大
な労力と時間が費やされるという非常に深刻な問題を内
包していることになる。一方、このような石英反応管内
面への付着を軽減するため、たとえば、有機金属気相成
長法では、原料ガスを成長基板と対面する高温部の石英
反応管内面に到達するのを防止するため、ガスのフロー
パターンを制御して水素ガスによって石英反応管内面を
シールドしようとする試みがなされているが、現実には
種々の問題が存在しており、今後の反応管の大型化に伴
って、その制御性はますます困難になることが容易に予
測される。
ては、従来、石英製反応管が一般的に用いられている。
その理由としては、（１）石英材料の高純度化が容易、
（２）熱的−化学的に安定、（３）加工が容易で任意の
形状に整形可能、（４）石英反応管の内面に付着した半
導体材料のみを適当なエッチング液で洗浄が可能で繰り
返し使用が可能、等多くの利点・長所があるからであ
る。しかしながら、横型気相成長装置で成長基板面が上
面を向いている構成の反応管では、高温部となる基板に
対面する石英反応管内面への半導体薄膜結晶の付着・積
層が避けられず、この反応管内面に付着した半導体薄膜
結晶と石英とは濡れ性・密着性が悪く、かつ基板の昇温
・降温に伴う石英材料と半導体結晶材料との熱膨張率が
異なることに起因して、石英管内面に付着した半導体薄
膜が‘ハクリ’するという現象が発生する。この‘ハク
リ’した半導体薄膜が気相成長前もしくは気相成長中に
成長基板面に落下した場合、所望とする正常なエピタキ
シャル層は得られず、当然に、その後のデバイスプロセ
ス等へ供することは不可能になってしまう。このような
問題を回避するため、従来この‘ハクリ’が開始する回
数を経験的に把握し、‘ハクリ’が発生する前に、石英
反応管を取り出して洗浄する方法が一般的に行われてい
る。この経験的な回数は、石英反応管の構造、成長条
件、および成長半導体材料の種類等に依存すると考えら
れるが、本発明者らの経験では、有機金属気相成長法に
よる２インチ径３枚同時成長の横型反応管で代表的なＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＩｎＰ系薄膜を成長させ
た場合、わずか４〜５回（５μｍ程度の積層）程度の成
長で石英反応管内面からの‘ハクリ’が生じてしまうこ
とがあった。このように、この‘ハクリ’問題を回避す
るためには、頻繁な石英反応管の洗浄を実施する必要が
ある。さらに、代表的な気相成長法である有機金属気相
成長法の場合、可燃性ガスである水素やハイドライド系
の毒性ガスを使用していることから、石英反応管の洗浄
処理工程に際し、処理前の不活性ガス等による長時間の
パージ、および処理後のエピタキシャル層の純度等を確
保するための長時間の高温ベーキング等が必要となる。
これら前後の工程を含めて考えると、従来法では、多大
な労力と時間が費やされるという非常に深刻な問題を内
包していることになる。一方、このような石英反応管内
面への付着を軽減するため、たとえば、有機金属気相成
長法では、原料ガスを成長基板と対面する高温部の石英
反応管内面に到達するのを防止するため、ガスのフロー
パターンを制御して水素ガスによって石英反応管内面を
シールドしようとする試みがなされているが、現実には
種々の問題が存在しており、今後の反応管の大型化に伴
って、その制御性はますます困難になることが容易に予
測される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
改善するために提案されたもので、その目的は、横型気
相成長用反応管の洗浄工程の頻度を大幅に低減し、反応
管洗浄工程に係わる労力と時間を極力抑制することにあ
る。
改善するために提案されたもので、その目的は、横型気
相成長用反応管の洗浄工程の頻度を大幅に低減し、反応
管洗浄工程に係わる労力と時間を極力抑制することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は半導体薄膜を成長するための原料ガスを流
す反応室と、前記反応室内において半導体薄膜を成長す
る基板を、基板の堆積面を上面に向けて配置するサセプ
ターとから構成された気相成長装置において、前記基板
に対面する反応室の壁面が半導体材料から構成されてい
ることを特徴とする半導体薄膜気相成長装置を発明の要
旨とするものである。しかして、本発明は、成長基板結
晶に対面する反応管の材質を、気相成長薄膜結晶材料と
密着性の良好な半導体材料を用いることを最も主要な特
徴としている。従来の技術とは、反応管に用いる構成材
料の一部が異なっている。
め、本発明は半導体薄膜を成長するための原料ガスを流
す反応室と、前記反応室内において半導体薄膜を成長す
る基板を、基板の堆積面を上面に向けて配置するサセプ
ターとから構成された気相成長装置において、前記基板
に対面する反応室の壁面が半導体材料から構成されてい
ることを特徴とする半導体薄膜気相成長装置を発明の要
旨とするものである。しかして、本発明は、成長基板結
晶に対面する反応管の材質を、気相成長薄膜結晶材料と
密着性の良好な半導体材料を用いることを最も主要な特
徴としている。従来の技術とは、反応管に用いる構成材
料の一部が異なっている。
【０００５】
【作用】本発明においては、薄膜成長基板に対面する反
応管の材質を、気相成長薄膜結晶材料と密着性の良い材
料を用いていることにより、従来のように多数回の薄膜
の成長作業を行っても、‘ハクリ’作業なしで行うこと
ができるので、反応管の洗浄作業の頻度を大幅に低減す
ることができる。
応管の材質を、気相成長薄膜結晶材料と密着性の良い材
料を用いていることにより、従来のように多数回の薄膜
の成長作業を行っても、‘ハクリ’作業なしで行うこと
ができるので、反応管の洗浄作業の頻度を大幅に低減す
ることができる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の気相成長装置を示すもので、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図を示す。図において１は箱形の石英
内部反応管で、互いに対面する上壁１ａと下壁１ｂを有
しており、一方の側部に原料ガス等の導入口８を有して
いる。下壁には回転可能なモリブデン製サセプター７が
設けられており、このサセプターの上に例えば２インチ
径ＧａＡｓ基板６が置かれる。２は３インチ径厚さ５０
０μｍのＧａＡｓウェハで、前記基板６に対向する位置
に石英製ツメ３で上壁１ａに支持される。４は前記ウェ
ハ２をカバーする石英製円板、５は前記反応管１全体を
覆っている外側反応管である。この反応管を、有機金属
気相成長装置に組み込み、トリメチルガリウム、トリメ
チルアルミニウム、およびアルシン等を原料ガスとして
反応管に供給し、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓを成長させ
た。その結果、石英反応管１の一部にＧａＡｓウェハ２
を有しない石英のみの反応管を用いた従来型では、３０
回程度の成長で‘ハクリ’が生じたのに比較し、本発明
による反応管では、１００回以上の成長が‘ハクリ’無
しで連続的に成長可能であることが確認された。また、
さらに大型の反応管（２インチ３枚同時成長可能）にお
いて、ＧａＡｓウェハ２の代わりに、６インチ径のＳｉ
ウェハを設置し、トリメチルガリウム、トリエチルガリ
ウム、アルシン、およびフォスフィン等を原料ガスに用
いて、ＩｎＰやＩｎＧａＡｓ系のエピタキシャル成長を
実施したところ、従来型では数回の成長で‘ハクリ’が
発生したのに対し、新型反応管では５０回以上の成長が
‘ハクリ’を生じさせることなく実現できることも確認
している。
は本発明の気相成長装置を示すもので、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図を示す。図において１は箱形の石英
内部反応管で、互いに対面する上壁１ａと下壁１ｂを有
しており、一方の側部に原料ガス等の導入口８を有して
いる。下壁には回転可能なモリブデン製サセプター７が
設けられており、このサセプターの上に例えば２インチ
径ＧａＡｓ基板６が置かれる。２は３インチ径厚さ５０
０μｍのＧａＡｓウェハで、前記基板６に対向する位置
に石英製ツメ３で上壁１ａに支持される。４は前記ウェ
ハ２をカバーする石英製円板、５は前記反応管１全体を
覆っている外側反応管である。この反応管を、有機金属
気相成長装置に組み込み、トリメチルガリウム、トリメ
チルアルミニウム、およびアルシン等を原料ガスとして
反応管に供給し、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓを成長させ
た。その結果、石英反応管１の一部にＧａＡｓウェハ２
を有しない石英のみの反応管を用いた従来型では、３０
回程度の成長で‘ハクリ’が生じたのに比較し、本発明
による反応管では、１００回以上の成長が‘ハクリ’無
しで連続的に成長可能であることが確認された。また、
さらに大型の反応管（２インチ３枚同時成長可能）にお
いて、ＧａＡｓウェハ２の代わりに、６インチ径のＳｉ
ウェハを設置し、トリメチルガリウム、トリエチルガリ
ウム、アルシン、およびフォスフィン等を原料ガスに用
いて、ＩｎＰやＩｎＧａＡｓ系のエピタキシャル成長を
実施したところ、従来型では数回の成長で‘ハクリ’が
発生したのに対し、新型反応管では５０回以上の成長が
‘ハクリ’を生じさせることなく実現できることも確認
している。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば成
長基板結晶と対面する部分に、成長薄膜半導体結晶材料
と密着性の良好な半導体ウェハを用いることで、多数回
の成長が‘ハクリ’無しで実施できることから、反応管
の洗浄頻度を大幅に低減できるという利点がある。
長基板結晶と対面する部分に、成長薄膜半導体結晶材料
と密着性の良好な半導体ウェハを用いることで、多数回
の成長が‘ハクリ’無しで実施できることから、反応管
の洗浄頻度を大幅に低減できるという利点がある。
【図１】本発明の気相成長装置を示すもので、（ａ）は
上面図、（ｂ）は側面図である。
上面図、（ｂ）は側面図である。
１ 石英内部反応管 ２ ＧａＡｓウェハ ３ ウェハ押えツメ ４ ウェハカバー石英円板 ５ 石英外部反応管 ６ ＧａＡｓ基板 ７ サセプター ８ 原料ガス等導入口
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体薄膜を成長するための原料ガスを
流す反応室と、前記反応室内において半導体薄膜を成長
する基板を、基板の堆積面を上面に向けて配置するサセ
プターとから構成された気相成長装置において、 前記基板に対面する反応室の壁面が半導体材料から構成
されていることを特徴とする半導体薄膜気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25641793A JPH0794428A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25641793A JPH0794428A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794428A true JPH0794428A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17292384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25641793A Pending JPH0794428A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794428A (ja) |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP25641793A patent/JPH0794428A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6676751B2 (en) | Epitaxial film produced by sequential hydride vapor phase epitaxy | |
| JP3673541B2 (ja) | ３−５族化合物半導体結晶の製造方法 | |
| JPH0794428A (ja) | 半導体薄膜気相成長装置 | |
| JPH06132236A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06291058A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPS6136372B2 (ja) | ||
| KR100447855B1 (ko) | 3-5족 질화물막의 제조 방법 및 제조 장치 | |
| JP2656029B2 (ja) | 結晶成長装置 | |
| JPH0547668A (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JP2514359Y2 (ja) | サセプタ浄化用真空ベ―キング装置 | |
| JPS62128518A (ja) | 気相成長装置 | |
| JP3770199B2 (ja) | ３−５族化合物半導体結晶の製造方法 | |
| JPH01218010A (ja) | 気相成長装置並びにそのリアクタのクリーニング方法及び気相成長方法 | |
| JP2001068418A (ja) | エピタキシャル成長装置及びそれを用いた化合物半導体薄膜結晶の製造方法 | |
| JPH1145858A (ja) | 化合物半導体気相成長装置および方法 | |
| JP3030450B2 (ja) | 気相エピタキシャル成長方法 | |
| JPS61242994A (ja) | 縦型気相成長装置 | |
| JPH07193005A (ja) | 結晶成長装置 | |
| JPH0415913A (ja) | 有機金属気相成長法とそれに用いるサセプタ | |
| JPH07122507A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH0562916A (ja) | 気相成長方法 | |
| JPS62182196A (ja) | 気相成長装置 | |
| JP2000216100A (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
| JPS5930799A (ja) | 化合物半導体結晶成長装置 | |
| JP2001023903A (ja) | Ｉｉｉ‐ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長方法 |