JPH0936049A - 気相成長装置およびこれによって製造された化合物半導体装置 - Google Patents
気相成長装置およびこれによって製造された化合物半導体装置Info
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- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェハ面内を均熱化するウェハホルダーを用
い、ウェハ面内での化合物半導体結晶の組成の均一性を
向上させる気相成長装置を提供する。 【解決手段】 熱輻射型基板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成長
装置において、ウェハホルダー１上に形成されたウェハ
ポケット２内部の、ウェハホルダー回転方向に対して前
方領域に、深さ１mm以下程度の半円形の凹部３を形成す
る。これによりガス上流部でのＰリッチが抑制される。
すなわち、通常のウェハホルダーでは、表面温度がガス
上流部分で高く、ガス下流部分で低い不均一な分布を示
すが、本構造をとることにより、ウェハ密着部において
高温化、非密着部において低温化が実現でき、ガス上流
部と下流部において均一な表面温度となる。
い、ウェハ面内での化合物半導体結晶の組成の均一性を
向上させる気相成長装置を提供する。 【解決手段】 熱輻射型基板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成長
装置において、ウェハホルダー１上に形成されたウェハ
ポケット２内部の、ウェハホルダー回転方向に対して前
方領域に、深さ１mm以下程度の半円形の凹部３を形成す
る。これによりガス上流部でのＰリッチが抑制される。
すなわち、通常のウェハホルダーでは、表面温度がガス
上流部分で高く、ガス下流部分で低い不均一な分布を示
すが、本構造をとることにより、ウェハ密着部において
高温化、非密着部において低温化が実現でき、ガス上流
部と下流部において均一な表面温度となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ウェハ面内を均
熱化するウェハホルダーを備えた気相成長装置、特に熱
輻射型基板加熱方式を有する化合物半導体結晶成長用Ｍ
ＯＣＶＤ成長装置に関するものである。
熱化するウェハホルダーを備えた気相成長装置、特に熱
輻射型基板加熱方式を有する化合物半導体結晶成長用Ｍ
ＯＣＶＤ成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信用光源や情報処理用に用い
られる光デバイスおよびＨＥＭＴ等の高速電子デバイス
のデバイス特性は、量子井戸構造や超薄膜ヘテロ構造等
を採用することにより飛躍的に向上することが理論的、
実験的に実証されている。さらなるデバイス特性の向上
のためには、より一層の超薄膜化および結晶の化学的組
成の精密制御が必要である。このような、ヘテロ構造や
超薄膜構造を作製するための有望な結晶成長技術の一つ
に、ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Dep
osition ）法がある。
られる光デバイスおよびＨＥＭＴ等の高速電子デバイス
のデバイス特性は、量子井戸構造や超薄膜ヘテロ構造等
を採用することにより飛躍的に向上することが理論的、
実験的に実証されている。さらなるデバイス特性の向上
のためには、より一層の超薄膜化および結晶の化学的組
成の精密制御が必要である。このような、ヘテロ構造や
超薄膜構造を作製するための有望な結晶成長技術の一つ
に、ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Dep
osition ）法がある。
【０００３】図１１は、熱輻射型基板加熱方式を有する
ＭＯＣＶＤ成長装置の概略図、図１２はこのＭＯＣＶＤ
成長装置に用いられる従来のウェハホルダーを示す斜視
図である。図において、１はウェハをセットする治具
で、Ｍｏ（モリブデン）製等のウェハホルダー、２はウ
ェハをセットする部分で、深さ４００um以下程度の円形
の凹部（以下、ウェハポケットと称す）である。本装置
では、ウェハホルダー１裏面側に設置されたヒータ（図
示せず）からの輻射熱により基板加熱が行われ、図に示
すようにウェハホルダーを回転させながらウェハ上に結
晶を成長させる。例えばＩｎＧａＡｓＰ系のＭＯＣＶＤ
法では、III 属元素であるＩｎとＧａの原料としてそれ
ぞれＴＭＩ（Trimethylindium ）、ＴＥＧ（Triethylga
llium ）を用い、Ｖ属元素であるＡｓとＰの原料として
それぞれＡｓＨ3 、ＰＨ3 を用い、これらを熱分解させ
基板上に結晶を成長させる。近年、このＭＯＣＶＤ法に
おいても、従来の角形ウェハでのプロセスから２インチ
等の円形ウェハでのプロセスが主流となりつつあり、大
面積で均一な組成を得ることが要求されている。
ＭＯＣＶＤ成長装置の概略図、図１２はこのＭＯＣＶＤ
成長装置に用いられる従来のウェハホルダーを示す斜視
図である。図において、１はウェハをセットする治具
で、Ｍｏ（モリブデン）製等のウェハホルダー、２はウ
ェハをセットする部分で、深さ４００um以下程度の円形
の凹部（以下、ウェハポケットと称す）である。本装置
では、ウェハホルダー１裏面側に設置されたヒータ（図
示せず）からの輻射熱により基板加熱が行われ、図に示
すようにウェハホルダーを回転させながらウェハ上に結
晶を成長させる。例えばＩｎＧａＡｓＰ系のＭＯＣＶＤ
法では、III 属元素であるＩｎとＧａの原料としてそれ
ぞれＴＭＩ（Trimethylindium ）、ＴＥＧ（Triethylga
llium ）を用い、Ｖ属元素であるＡｓとＰの原料として
それぞれＡｓＨ3 、ＰＨ3 を用い、これらを熱分解させ
基板上に結晶を成長させる。近年、このＭＯＣＶＤ法に
おいても、従来の角形ウェハでのプロセスから２インチ
等の円形ウェハでのプロセスが主流となりつつあり、大
面積で均一な組成を得ることが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】熱輻射型基板加熱方式
のＭＯＣＶＤ法では、原料ガスの熱分解効率の違い等に
より、わずかな温度変化に対して敏感に組成（固相比）
が変化する。例えば、ＩｎＧａＡｓＰ系のＭＯＣＶＤ法
においては、ＰＨ3 はＡｓＨ3 に比べて熱分解効率が低
く、低温部ではＡｓＨ3 が多く分解されＡｓが過剰な状
態（以下この状態をＡｓリッチと称す）、高温部ではＰ
が過剰な状態（以下この状態をＰリッチと称す）とな
る。一方、従来のウェハホルダーを用いた場合、ウェハ
表面温度の分布は、図１３に示すように均一ではない。
すなわち、ウェハホルダー上のウェハ表面と、ウェハが
セットされていないモリブデンが露出した部分では、熱
輻射率の違いから、モリブデン露出部に近いウェハ周辺
部で高温、モリブデン露出部に遠いウェハ中心部で低温
となる。このため、ウェハ周辺部ではＰリッチ、ウェハ
中心部ではＡｓリッチの組成となる。さらに、ウェハ面
内においても完全な同心円状の温度分布ではなく、ガス
上流側においては表面温度の高いウェハホルダー上をガ
スが通ってくるため、ウェハ上のガス上流部で比較的Ｐ
リッチとなる傾向がある。
のＭＯＣＶＤ法では、原料ガスの熱分解効率の違い等に
より、わずかな温度変化に対して敏感に組成（固相比）
が変化する。例えば、ＩｎＧａＡｓＰ系のＭＯＣＶＤ法
においては、ＰＨ3 はＡｓＨ3 に比べて熱分解効率が低
く、低温部ではＡｓＨ3 が多く分解されＡｓが過剰な状
態（以下この状態をＡｓリッチと称す）、高温部ではＰ
が過剰な状態（以下この状態をＰリッチと称す）とな
る。一方、従来のウェハホルダーを用いた場合、ウェハ
表面温度の分布は、図１３に示すように均一ではない。
すなわち、ウェハホルダー上のウェハ表面と、ウェハが
セットされていないモリブデンが露出した部分では、熱
輻射率の違いから、モリブデン露出部に近いウェハ周辺
部で高温、モリブデン露出部に遠いウェハ中心部で低温
となる。このため、ウェハ周辺部ではＰリッチ、ウェハ
中心部ではＡｓリッチの組成となる。さらに、ウェハ面
内においても完全な同心円状の温度分布ではなく、ガス
上流側においては表面温度の高いウェハホルダー上をガ
スが通ってくるため、ウェハ上のガス上流部で比較的Ｐ
リッチとなる傾向がある。
【０００５】以上のように、従来のウェハホルダーを用
いた熱輻射型基板加熱方式のＭＯＣＶＤ成長装置では、
ウェハ周辺部と中心部およびガス上流部と下流部等で、
ウェハホルダー表面の温度分布が不均一なため、ウェハ
面内で組成が均一でないという問題があった。このた
め、１枚のウェハからとれる半導体レーザ等のチップ数
が理論チップ数に比べて低く、生産コストを下げられな
い原因となっていた。
いた熱輻射型基板加熱方式のＭＯＣＶＤ成長装置では、
ウェハ周辺部と中心部およびガス上流部と下流部等で、
ウェハホルダー表面の温度分布が不均一なため、ウェハ
面内で組成が均一でないという問題があった。このた
め、１枚のウェハからとれる半導体レーザ等のチップ数
が理論チップ数に比べて低く、生産コストを下げられな
い原因となっていた。
【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、ウェハ面内を均熱化することが
できるウェハホルダーを用い、ウェハ面内での化合物半
導体結晶の均一性を向上させ、さらに化合物半導体装置
の生産コストが低減できる気相成長装置、特に熱輻射型
基板加熱方式のＭＯＣＶＤ成長装置を得るものである。
ためになされたもので、ウェハ面内を均熱化することが
できるウェハホルダーを用い、ウェハ面内での化合物半
導体結晶の均一性を向上させ、さらに化合物半導体装置
の生産コストが低減できる気相成長装置、特に熱輻射型
基板加熱方式のＭＯＣＶＤ成長装置を得るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる気相成
長装置は、気相反応室内に設けられ、ウェハを水平に載
置する座ぐり部が形成されたウェハホルダーと、座ぐり
部内の一部に形成された凹部と、ウェハホルダーを回転
させる駆動部と、ウェハホルダー裏面側に設置されたウ
ェハを加熱するヒータを備えたものである。また、気相
反応室内に設けられ、ウェハを水平に載置する座ぐり部
が形成されたウェハホルダーと、座ぐり部裏面の一部に
形成された凹部と、ウェハホルダーを回転させる駆動部
と、ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハを加熱す
るヒータを備えたものである。
長装置は、気相反応室内に設けられ、ウェハを水平に載
置する座ぐり部が形成されたウェハホルダーと、座ぐり
部内の一部に形成された凹部と、ウェハホルダーを回転
させる駆動部と、ウェハホルダー裏面側に設置されたウ
ェハを加熱するヒータを備えたものである。また、気相
反応室内に設けられ、ウェハを水平に載置する座ぐり部
が形成されたウェハホルダーと、座ぐり部裏面の一部に
形成された凹部と、ウェハホルダーを回転させる駆動部
と、ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハを加熱す
るヒータを備えたものである。
【０００８】さらに、凹部は、ウェハホルダーの回転方
向に対して前方領域に形成されているものである。ま
た、気相反応室内に設けられ、ウェハを水平に載置する
座ぐり部が形成されたウェハホルダーと、座ぐり部裏面
に形成された凸部と、ウェハホルダーを回転させる駆動
部と、ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハを加熱
するヒータを備えたものである。また、凸部は、座ぐり
部裏面全域に形成されているものである。また、この発
明に係る化合物半導体装置は上記気相成長装置によって
製造されたものである。
向に対して前方領域に形成されているものである。ま
た、気相反応室内に設けられ、ウェハを水平に載置する
座ぐり部が形成されたウェハホルダーと、座ぐり部裏面
に形成された凸部と、ウェハホルダーを回転させる駆動
部と、ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハを加熱
するヒータを備えたものである。また、凸部は、座ぐり
部裏面全域に形成されているものである。また、この発
明に係る化合物半導体装置は上記気相成長装置によって
製造されたものである。
【０００９】
実施の形態１．図１は、本発明の実施の一形態である気
相成長装置である熱輻射型基板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成
長装置に用いられるウェハホルダーを示す上面図、図２
は１つのウェハポケットの形状を示す上面図、図３はウ
ェハホルダーの形状を示す部分断面図である。図におい
て、１はウェハホルダー、２はウェハポケット、３はウ
ェハポケット内部に形成された半円形の凹部をそれぞれ
示す。本実施の形態は、ウェハポケット２内部のウェハ
回転方向に対して前方領域に深さ１ｍｍ以下程度の半円
形の凹部３を設けることにより、ガス上流部でのＰリッ
チを抑制するものである。すなわち、従来のウェハホル
ダーでは、表面温度がガス上流部分で高く、ガス下流部
分で低い不均一な温度分布を示すが、本実施例では、ウ
ェハポケット２内部に凹部３を形成することにより、ウ
ェハとウェハホルダーとの間に隙間が形成されるため、
ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハ加熱用ヒータ
からの熱伝達が遮られ、凹部上領域のウェハ表面温度の
上昇が抑制される。このため、ウェハ密着部において高
温化、非密着部において低温化が実現でき、図４に示す
ようにガス上流部と下流部において均一な表面温度が実
現できる。特に、上下１度程度の非常に精度の高い温度
均一性が要求される化合物半導体ＭＯＣＶＤ成長におい
て、本発明は非常に有効である。
相成長装置である熱輻射型基板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成
長装置に用いられるウェハホルダーを示す上面図、図２
は１つのウェハポケットの形状を示す上面図、図３はウ
ェハホルダーの形状を示す部分断面図である。図におい
て、１はウェハホルダー、２はウェハポケット、３はウ
ェハポケット内部に形成された半円形の凹部をそれぞれ
示す。本実施の形態は、ウェハポケット２内部のウェハ
回転方向に対して前方領域に深さ１ｍｍ以下程度の半円
形の凹部３を設けることにより、ガス上流部でのＰリッ
チを抑制するものである。すなわち、従来のウェハホル
ダーでは、表面温度がガス上流部分で高く、ガス下流部
分で低い不均一な温度分布を示すが、本実施例では、ウ
ェハポケット２内部に凹部３を形成することにより、ウ
ェハとウェハホルダーとの間に隙間が形成されるため、
ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハ加熱用ヒータ
からの熱伝達が遮られ、凹部上領域のウェハ表面温度の
上昇が抑制される。このため、ウェハ密着部において高
温化、非密着部において低温化が実現でき、図４に示す
ようにガス上流部と下流部において均一な表面温度が実
現できる。特に、上下１度程度の非常に精度の高い温度
均一性が要求される化合物半導体ＭＯＣＶＤ成長におい
て、本発明は非常に有効である。
【００１０】本実施の形態によるウェハホルダーを用い
た化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置で作製された
化合物半導体結晶は、ウェハ面内での組成分布が抑制さ
れ、非常に均一性の高い結晶となる。このため、１枚の
ウェハから得られる半導体レーザ等の化合物半導体装置
のチップ数が多く、コスト低減に効果がある。
た化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置で作製された
化合物半導体結晶は、ウェハ面内での組成分布が抑制さ
れ、非常に均一性の高い結晶となる。このため、１枚の
ウェハから得られる半導体レーザ等の化合物半導体装置
のチップ数が多く、コスト低減に効果がある。
【００１１】実施の形態２．図５は本発明の実施の形態
２である熱輻射型基板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成長装置に
用いられるウェハホルダーのウェハポケットの形状を示
す上面図、図６はウェハホルダーの形状を示す部分断面
図である。図において４はウェハポケット２裏面に設け
られた半円形の凹部を示す。本実施の形態は、ウェハポ
ケット２裏面のウェハホルダー回転方向に対して前方領
域に半円形の凹部４を設けることにより、ガス上流部で
のＰリッチを抑制するものである。すなわち、従来のウ
ェハホルダーでは、表面温度がガス上流部分で高く、ガ
ス下流部分で低い、不均一な温度分布を示すが、本実施
の形態では、ウェハポケット２裏面に凹部４を形成する
ことにより、ウェハホルダー肉厚の厚い部分と薄い部分
が形成され、凹部が形成された肉薄部分においては、ウ
ェハホルダー裏面側に設置されたウェハ加熱用ヒータか
らの距離が遠くなり、凹部上領域のウェハ表面温度の上
昇が抑制される。このため、肉厚部分において高温化、
肉薄部分において低温化が実現でき、図７に示すように
ガス上流部と下流部において均一な表面温度が実現でき
る。
２である熱輻射型基板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成長装置に
用いられるウェハホルダーのウェハポケットの形状を示
す上面図、図６はウェハホルダーの形状を示す部分断面
図である。図において４はウェハポケット２裏面に設け
られた半円形の凹部を示す。本実施の形態は、ウェハポ
ケット２裏面のウェハホルダー回転方向に対して前方領
域に半円形の凹部４を設けることにより、ガス上流部で
のＰリッチを抑制するものである。すなわち、従来のウ
ェハホルダーでは、表面温度がガス上流部分で高く、ガ
ス下流部分で低い、不均一な温度分布を示すが、本実施
の形態では、ウェハポケット２裏面に凹部４を形成する
ことにより、ウェハホルダー肉厚の厚い部分と薄い部分
が形成され、凹部が形成された肉薄部分においては、ウ
ェハホルダー裏面側に設置されたウェハ加熱用ヒータか
らの距離が遠くなり、凹部上領域のウェハ表面温度の上
昇が抑制される。このため、肉厚部分において高温化、
肉薄部分において低温化が実現でき、図７に示すように
ガス上流部と下流部において均一な表面温度が実現でき
る。
【００１２】本実施の形態のウェハホルダーと従来のウ
ェハホルダーを用いた場合のウェハ面内ＰＬ波長分布を
図８に示す。図８は１枚のウェハ内でのＩｎＧａＡｓＰ
層のフォトルミネセンス（Photoluminescence:ＰＬ）波
長分布を示している。ＰＬ波長はＩｎＧａＡｓＰ層のエ
ネルギーギャップに相当し、ＰＬ波長の分布から、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層の各元素の組成比がわかる。今回、ＩｎＧ
ａＡｓ層をＩｎＰ基板上に成長し、ＩｎとＧａの組成分
布はほとんどフラットであることを確認しているので、
ＰＬ波長分布はＡｓとＰの組成比と考えてもよい。図８
（ａ）に示す従来のウェハホルダーの場合にはウェハ中
心部でＰＬ波長が長波長、ウェハ周辺部でＰＬ波長が短
波長となっている。また、ガス上流側でＰＬ波長が短波
長、ガス下流側でＰＬ波長が長波長となる傾向がある。
実際にデバイスを作製するときにはウエハ全面を使用す
るのではなく、ウエハ中心部の３ｃｍ角を使用するた
め、このデバイス領域での分布を改善することを第一に
行う必要がある。そこで、本実施の形態に示すウェハホ
ルダーを用いることにより、ガス上流側での実効的な温
度を低下させることで、ガス上流側の短波長領域を長波
長化することができる。図８（ｂ）は本実施の形態を用
いた場合のＰＬ波長分布を示す。図８（ａ）と比較して
分布の中心がウェハ中央部に寄り、分布のフラットな領
域が広がっていることがわかる。つまり、この実施の形
態を用いることでウエハ面内分布（標準偏差５．９→
５．４ｎｍ）はもちろん、デバイス領域でのＰＬ波長分
布（標準偏差３．８→２．８ｎｍ）を改善することがで
きる。このように図８（ａ）に示す従来のウェハホルダ
ーを用いた場合と比較して、図８（ｂ）に示すようにガ
ス上流側の表面温度の低減により、デバイス作製領域で
のＰＬ波長分布がフラット化された。
ェハホルダーを用いた場合のウェハ面内ＰＬ波長分布を
図８に示す。図８は１枚のウェハ内でのＩｎＧａＡｓＰ
層のフォトルミネセンス（Photoluminescence:ＰＬ）波
長分布を示している。ＰＬ波長はＩｎＧａＡｓＰ層のエ
ネルギーギャップに相当し、ＰＬ波長の分布から、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層の各元素の組成比がわかる。今回、ＩｎＧ
ａＡｓ層をＩｎＰ基板上に成長し、ＩｎとＧａの組成分
布はほとんどフラットであることを確認しているので、
ＰＬ波長分布はＡｓとＰの組成比と考えてもよい。図８
（ａ）に示す従来のウェハホルダーの場合にはウェハ中
心部でＰＬ波長が長波長、ウェハ周辺部でＰＬ波長が短
波長となっている。また、ガス上流側でＰＬ波長が短波
長、ガス下流側でＰＬ波長が長波長となる傾向がある。
実際にデバイスを作製するときにはウエハ全面を使用す
るのではなく、ウエハ中心部の３ｃｍ角を使用するた
め、このデバイス領域での分布を改善することを第一に
行う必要がある。そこで、本実施の形態に示すウェハホ
ルダーを用いることにより、ガス上流側での実効的な温
度を低下させることで、ガス上流側の短波長領域を長波
長化することができる。図８（ｂ）は本実施の形態を用
いた場合のＰＬ波長分布を示す。図８（ａ）と比較して
分布の中心がウェハ中央部に寄り、分布のフラットな領
域が広がっていることがわかる。つまり、この実施の形
態を用いることでウエハ面内分布（標準偏差５．９→
５．４ｎｍ）はもちろん、デバイス領域でのＰＬ波長分
布（標準偏差３．８→２．８ｎｍ）を改善することがで
きる。このように図８（ａ）に示す従来のウェハホルダ
ーを用いた場合と比較して、図８（ｂ）に示すようにガ
ス上流側の表面温度の低減により、デバイス作製領域で
のＰＬ波長分布がフラット化された。
【００１３】本実施の形態によるウェハホルダーを用い
た化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置で作製された
化合物半導体結晶は、ウェハ面内での組成分布が抑制さ
れ、非常に均一性の高い結晶となる。このため、１枚の
ウェハから得られる半導体レーザ等の化合物半導体装置
のチップ数が多く、コスト低減に効果がある。また、本
実施の形態によるウェハ搭載装置を用いて作製された化
合物半導体装置は、均一なデバイス特性が得られるとと
もに歩留まりが向上することは明らかである。
た化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置で作製された
化合物半導体結晶は、ウェハ面内での組成分布が抑制さ
れ、非常に均一性の高い結晶となる。このため、１枚の
ウェハから得られる半導体レーザ等の化合物半導体装置
のチップ数が多く、コスト低減に効果がある。また、本
実施の形態によるウェハ搭載装置を用いて作製された化
合物半導体装置は、均一なデバイス特性が得られるとと
もに歩留まりが向上することは明らかである。
【００１４】実施の形態３．実施の形態１および２で
は、ガス上流部と下流部での温度差に着目してウェハポ
ケット２内部または裏面に半月型の凹部３、４を設けた
が、本実施の形態ではウェハホルダー表面のウェハがセ
ットされていないモリブデンが露出した領域とウェハ表
面との温度差に着目し、この温度差を解消する構造を提
案する。図９は本発明の実施の形態３である熱輻射型基
板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成長装置に用いられるウェハホ
ルダーの形状を示す部分断面図である。図において、５
はウェハポケット２裏面全域に形成された凸部である。
本実施の形態は、ウェハポケット２裏面に凸部５を形成
することにより、ウェハホルダー表面とウェハ表面との
温度差を解消するものである。すなわち、ウェハポケッ
ト２の肉厚を従来よりも厚くすることで、ウェハホルダ
ー裏面側に設置されたウェハ加熱用ヒータからの距離を
凸部５以外のウェハホルダー裏面の領域よりも短くで
き、ウェハポケット２上のウェハ表面温度を上昇させる
ことができる。その結果、ウェハ表面とウェハがセット
されていないモリブデンが露出した部分での温度差が解
消され、図１０に示すようにウェハ周辺部での高温化が
抑制され、ウェハ周辺部でのＰリッチ化が抑制できる。
は、ガス上流部と下流部での温度差に着目してウェハポ
ケット２内部または裏面に半月型の凹部３、４を設けた
が、本実施の形態ではウェハホルダー表面のウェハがセ
ットされていないモリブデンが露出した領域とウェハ表
面との温度差に着目し、この温度差を解消する構造を提
案する。図９は本発明の実施の形態３である熱輻射型基
板加熱方式ＭＯＶＣＶＤ成長装置に用いられるウェハホ
ルダーの形状を示す部分断面図である。図において、５
はウェハポケット２裏面全域に形成された凸部である。
本実施の形態は、ウェハポケット２裏面に凸部５を形成
することにより、ウェハホルダー表面とウェハ表面との
温度差を解消するものである。すなわち、ウェハポケッ
ト２の肉厚を従来よりも厚くすることで、ウェハホルダ
ー裏面側に設置されたウェハ加熱用ヒータからの距離を
凸部５以外のウェハホルダー裏面の領域よりも短くで
き、ウェハポケット２上のウェハ表面温度を上昇させる
ことができる。その結果、ウェハ表面とウェハがセット
されていないモリブデンが露出した部分での温度差が解
消され、図１０に示すようにウェハ周辺部での高温化が
抑制され、ウェハ周辺部でのＰリッチ化が抑制できる。
【００１５】本実施の形態によるウェハホルダーを用い
た化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置で作製された
化合物半導体結晶は、ウェハ面内での組成分布が抑制さ
れ、非常に均一性の高い結晶となる。このため、１枚の
ウェハから得られる半導体レーザ等の化合物半導体装置
のチップ数が多く、コスト低減に効果がある。また、本
実施の形態によるウェハホルダーを用いて作製された化
合物半導体装置は、均一なデバイス特性が得られるとと
もに歩留まりが向上することは明らかである。
た化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置で作製された
化合物半導体結晶は、ウェハ面内での組成分布が抑制さ
れ、非常に均一性の高い結晶となる。このため、１枚の
ウェハから得られる半導体レーザ等の化合物半導体装置
のチップ数が多く、コスト低減に効果がある。また、本
実施の形態によるウェハホルダーを用いて作製された化
合物半導体装置は、均一なデバイス特性が得られるとと
もに歩留まりが向上することは明らかである。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明による気相成長
装置によれば、ウェハホルダーの座ぐり部内部または裏
面に凹部あるいは凸部を形成することにより、ウェハ面
内を均熱化することができるため、ウェハ面内での化合
物半導体結晶の組成の均一性が飛躍的に向上し、化合物
半導体装置の歩留まりを改善でき、大幅な生産コスト低
減が実現する。
装置によれば、ウェハホルダーの座ぐり部内部または裏
面に凹部あるいは凸部を形成することにより、ウェハ面
内を均熱化することができるため、ウェハ面内での化合
物半導体結晶の組成の均一性が飛躍的に向上し、化合物
半導体装置の歩留まりを改善でき、大幅な生産コスト低
減が実現する。
【図１】 この発明の実施の一形態である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーを示す上面図である。
に用いられるウェハホルダーを示す上面図である。
【図２】 この発明の実施の一形態である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーの１つのウェハポケットを
示す上面図である。
に用いられるウェハホルダーの１つのウェハポケットを
示す上面図である。
【図３】 この発明の実施の一形態である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーを示す部分断面図である。
に用いられるウェハホルダーを示す部分断面図である。
【図４】 この発明の実施の一形態である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーを用いた場合のウェハ表面
温度プロファイルを示す図である。
に用いられるウェハホルダーを用いた場合のウェハ表面
温度プロファイルを示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーの１つのウェハポケットを
示す上面図である。
に用いられるウェハホルダーの１つのウェハポケットを
示す上面図である。
【図６】 この発明の実施の形態２である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーを示す部分断面図である。
に用いられるウェハホルダーを示す部分断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーを用いた場合のウェハ表面
温度プロファイルを示す図である。
に用いられるウェハホルダーを用いた場合のウェハ表面
温度プロファイルを示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態２であるウェハホルダ
ーと従来のウェハホルダーを用いた場合のＰＬ波長の面
内分布を示す図である。
ーと従来のウェハホルダーを用いた場合のＰＬ波長の面
内分布を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態３である気相成長装置
に用いられるウェハホルダーを示す部分断面図である。
に用いられるウェハホルダーを示す部分断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３である気相成長装
置に用いられるウェハホルダーを用いた場合のウェハ表
面温度プロファイルを示す図である。
置に用いられるウェハホルダーを用いた場合のウェハ表
面温度プロファイルを示す図である。
【図１１】 熱輻射基板加熱型ＭＯＣＶＤ成長装置の概
略を示す図である。
略を示す図である。
【図１２】 従来の気相成長装置に用いられるウェハホ
ルダーを示す斜視図である。
ルダーを示す斜視図である。
【図１３】 従来の気相成長装置に用いられるウェハホ
ルダーを用いた場合のウェハ表面温度プロファイルを示
す図である。
ルダーを用いた場合のウェハ表面温度プロファイルを示
す図である。
１ ウェハホルダー、２ ウェハポケット、 ３ ウェハポケット内部に形成された凹部、 ４ ウェハポケット裏面に形成された凹部、 ５ ウェハポケット裏面に形成された凸部。
Claims (6)
- 【請求項１】 反応ガス導入口、排気配管等を具備した
気相反応室、 この気相反応室内に設けられ、ウェハを水平に載置する
座ぐり部が形成されたウェハホルダー、 上記座ぐり部内の一部に形成された凹部、 上記ウェハホルダーを回転させる駆動部、 上記ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハを加熱す
るヒータを備え、上記座ぐり部に載置されたウェハの上
記凹部上領域の表面温度の上昇を抑制し、ウェハ面内を
均熱化することを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】 反応ガス導入口、排気配管等を具備した
気相反応室、 この気相反応室内に設けられ、ウェハを水平に載置する
座ぐり部が形成されたウェハホルダー、 上記座ぐり部裏面の一部に形成された凹部、 上記ウェハホルダーを回転させる駆動部、 上記ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハを加熱す
るヒータを備え、上記座ぐり部に載置されたウェハの上
記凹部上領域の表面温度の上昇を抑制し、ウェハ面内を
均熱化することを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項３】 凹部は、ウェハホルダーの回転方向に対
して前方領域に形成されていることを特徴とする請求項
１または請求項２記載の気相成長装置。 - 【請求項４】 反応ガス導入口、排気配管等を具備した
気相反応室、 この気相反応室内に設けられ、ウェハを水平に載置する
座ぐり部が形成されたウェハホルダー、 上記座ぐり部裏面に形成された凸部、 上記ウェハホルダーを回転させる駆動部、 上記ウェハホルダー裏面側に設置されたウェハを加熱す
るヒータを備え、上記座ぐり部に載置されたウェハの上
記凸部上領域の表面温度を上昇させ、上記座ぐり部以外
の上記ウェハホルダー表面とウェハ表面の温度差を緩和
し、ウェハ面内を均熱化することを特徴とする気相成長
装置。 - 【請求項５】 凸部は、座ぐり部裏面のほぼ全域に形成
されていることを特徴とする請求項４記載の気相成長装
置。 - 【請求項６】 請求項１〜請求項５いずれか一項記載の
気相成長装置を用いて作製したことを特徴とする化合物
半導体装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7186090A JPH0936049A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 気相成長装置およびこれによって製造された化合物半導体装置 |
| US08/593,964 US5800622A (en) | 1995-07-21 | 1996-01-30 | Vapor-phase growth apparatus and compound semiconductor device fabricated thereby |
| KR1019960003209A KR970008637A (ko) | 1995-07-21 | 1996-02-09 | 기상성장장치 및 그에 의해 제조된 화합물 반도체 장치 |
| DE19606226A DE19606226A1 (de) | 1995-07-21 | 1996-02-20 | Dampfphasen-Wachstumsvorrichtung und Verbindungshalbleitervorrichtung, die durch diese hergestellt wird |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7186090A JPH0936049A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 気相成長装置およびこれによって製造された化合物半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936049A true JPH0936049A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16182199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7186090A Pending JPH0936049A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 気相成長装置およびこれによって製造された化合物半導体装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5800622A (ja) |
| JP (1) | JPH0936049A (ja) |
| KR (1) | KR970008637A (ja) |
| DE (1) | DE19606226A1 (ja) |
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| JP2003086890A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| CN112779522A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-11 | 芯思杰技术(深圳)股份有限公司 | 镀膜装置及镀膜方法 |
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| KR101463581B1 (ko) | 2005-01-18 | 2014-11-20 | 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 | 박막 성장용 반응 시스템 |
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| US11961756B2 (en) | 2019-01-17 | 2024-04-16 | Asm Ip Holding B.V. | Vented susceptor |
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|---|---|
| DE19606226A1 (de) | 1997-01-23 |
| KR970008637A (ko) | 1997-02-24 |
| US5800622A (en) | 1998-09-01 |
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