JPS5948536B2 - 半導体結晶成長装置 - Google Patents
半導体結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS5948536B2 JPS5948536B2 JP18791380A JP18791380A JPS5948536B2 JP S5948536 B2 JPS5948536 B2 JP S5948536B2 JP 18791380 A JP18791380 A JP 18791380A JP 18791380 A JP18791380 A JP 18791380A JP S5948536 B2 JPS5948536 B2 JP S5948536B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- center rod
- substrate
- crystal growth
- semiconductor crystal
- central axis
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02546—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体結晶成長装置に関する。
詳しくは砒化カリニウム（ＧａＡｓ）等の化合物半導体
の結晶をエピタキシャル成長させるために汎く使用。さ
れる横置筒型反応容器よりなる半導体結晶成長装置の改
良に関する。従来、第１図にその概念的縦断面図を示し
、第２図にそのＡ−Ａ横断面図を示す如き横置筒型反応
容器よりなる半導体結晶成長装置が使用されている。
の結晶をエピタキシャル成長させるために汎く使用。さ
れる横置筒型反応容器よりなる半導体結晶成長装置の改
良に関する。従来、第１図にその概念的縦断面図を示し
、第２図にそのＡ−Ａ横断面図を示す如き横置筒型反応
容器よりなる半導体結晶成長装置が使用されている。
図において、１は反応容器であり通常石英等よりなり、
２、２’、２″は、夫々キャリヤガス、ソース輸送ガス
、ドーパント輸送ガスの吸入孔であり、３はソース支持
台であり、例へばカリニウム（Ｇａ）等のソース４が載
置されており、気体又は微粒子となつて輸送ガスにより
反応領域に輸送される。反応ガスは第１図において左か
ら右に流れる。５は排気孔であり、反応済みのガスはこ
こから排出される。
２、２’、２″は、夫々キャリヤガス、ソース輸送ガス
、ドーパント輸送ガスの吸入孔であり、３はソース支持
台であり、例へばカリニウム（Ｇａ）等のソース４が載
置されており、気体又は微粒子となつて輸送ガスにより
反応領域に輸送される。反応ガスは第１図において左か
ら右に流れる。５は排気孔であり、反応済みのガスはこ
こから排出される。
６はセンターロッドであり、反応管１の中心軸に沿つて
固定される。
固定される。
７はセンターロッド６に支持された基板支持部材であり
基板８を反応管１の中心軸に平行に、かつ、水平に支持
する。
基板８を反応管１の中心軸に平行に、かつ、水平に支持
する。
９は加熱装置であり、ソース４の置かれる領域と基板８
の置かれる反応領域を適切な温度に加熱保温する。
の置かれる反応領域を適切な温度に加熱保温する。
か・る構造を有する半導体結晶成長装置を使用して半導
体結晶をエピタキシャル成長させると、第３図ａ、ｂに
示すように、上部の基板支持部材７の下面に取り付けら
れた基板８上には凹状に、又、下部の基板支持部材７の
上面に取り付けられた基板８上には凸状に、夫々半導体
層が成長する傾向がある。
体結晶をエピタキシャル成長させると、第３図ａ、ｂに
示すように、上部の基板支持部材７の下面に取り付けら
れた基板８上には凹状に、又、下部の基板支持部材７の
上面に取り付けられた基板８上には凸状に、夫々半導体
層が成長する傾向がある。
図において、８”は基板であり、１１、１１’は夫夕〃
上部の基板支持部材７の下面に取り付けられた基板８に
成長した半導体層と、下部の基板支持部材７の上面に取
り付けられた基板８に成長した半導体層の形状を示す。
更に反応ガスの流れ方向にも第４図に示す如き不整成長
の傾向が認められる。図において、８は基板であり、１
１”は成長した半導体層であるが、センターロッド６の
先端部に対接する領域に突起が発生する傾向がある。本
発明の目的は、か・る不整形成長をなさしめない半導体
結晶成長装置を提供することにあり、センターロッドの
形状を第５図ａ、ｂに示す如く変更することを要旨とす
る。
上部の基板支持部材７の下面に取り付けられた基板８に
成長した半導体層と、下部の基板支持部材７の上面に取
り付けられた基板８に成長した半導体層の形状を示す。
更に反応ガスの流れ方向にも第４図に示す如き不整成長
の傾向が認められる。図において、８は基板であり、１
１”は成長した半導体層であるが、センターロッド６の
先端部に対接する領域に突起が発生する傾向がある。本
発明の目的は、か・る不整形成長をなさしめない半導体
結晶成長装置を提供することにあり、センターロッドの
形状を第５図ａ、ｂに示す如く変更することを要旨とす
る。
すなわち、第５図ａは第２図の反応領域を拡大した図で
あり、第５図ｂは第１図の反応領域を拡大した図である
。図において、１は反応容器であり、６’はセンターロ
ツドであり、７は基板支持部材であり、８は基板である
。変更、改良された点は、センターロツド６’の上部が
上下方向に対してはセンターロツド６’の中心軸近傍ま
で、又、長さ方向に対しては基板８とセンターロツド６
’とが対接する全域にわたつて削り取られており、又、
センターロツド６’の下部は上下方向に対してはセンタ
ーロツド６’の中心軸近傍まで、又、長さ方向に対して
はセンターロツド６’の先端から基板８との対接を開始
する位置までの範囲削り取られていることである。以下
、本発明の着想から発明の具体化への過程を説明し、本
発明の構成と特有の効果とを更に明らかにする。
あり、第５図ｂは第１図の反応領域を拡大した図である
。図において、１は反応容器であり、６’はセンターロ
ツドであり、７は基板支持部材であり、８は基板である
。変更、改良された点は、センターロツド６’の上部が
上下方向に対してはセンターロツド６’の中心軸近傍ま
で、又、長さ方向に対しては基板８とセンターロツド６
’とが対接する全域にわたつて削り取られており、又、
センターロツド６’の下部は上下方向に対してはセンタ
ーロツド６’の中心軸近傍まで、又、長さ方向に対して
はセンターロツド６’の先端から基板８との対接を開始
する位置までの範囲削り取られていることである。以下
、本発明の着想から発明の具体化への過程を説明し、本
発明の構成と特有の効果とを更に明らかにする。
本発明の発明者は、第３図Ａ，ｂ，ｃに示す如き不整形
成長の原因が、従来技術においては、センターロツド６
の上側ではキヤリヤガス中に含有される反応ガスの濃度
が低く、成長速度が遅いに反し、センターロツド６の下
側ではキヤリヤガス中に含有される反応ガスの濃度が高
く成長速度が速いのではないかと考えた。更に、周知の
とおり、ソース領域が反応領域の温度より高く保たれる
が、これは、高温にして気化等を促進し、その後、や・
低温にして反応適温にするとともに堆積を促進するため
である。そこで、これを組み合わせて、センターロツド
６’の形状は第５ｂ図に示す処と同一であるが、上下の
基板の配置位置を流速方向に対し第５ｂ図に示す処とは
逆にして（下部基板は第５図に示す位置であるが、上部
基板をソースから遠く低温領域に配置する。）試行を繰
り返したが、良好な効果を認めなかつた。そこで、セン
ターロツド６’の形状は第５ｂ図に示す如くしたま、上
記の試行とは逆に上部基板を第５ｂ図に示す如＜ソース
領域に近く配置せるところ、実験的に、、極めて良好な
結果を得た。
成長の原因が、従来技術においては、センターロツド６
の上側ではキヤリヤガス中に含有される反応ガスの濃度
が低く、成長速度が遅いに反し、センターロツド６の下
側ではキヤリヤガス中に含有される反応ガスの濃度が高
く成長速度が速いのではないかと考えた。更に、周知の
とおり、ソース領域が反応領域の温度より高く保たれる
が、これは、高温にして気化等を促進し、その後、や・
低温にして反応適温にするとともに堆積を促進するため
である。そこで、これを組み合わせて、センターロツド
６’の形状は第５ｂ図に示す処と同一であるが、上下の
基板の配置位置を流速方向に対し第５ｂ図に示す処とは
逆にして（下部基板は第５図に示す位置であるが、上部
基板をソースから遠く低温領域に配置する。）試行を繰
り返したが、良好な効果を認めなかつた。そこで、セン
ターロツド６’の形状は第５ｂ図に示す如くしたま、上
記の試行とは逆に上部基板を第５ｂ図に示す如＜ソース
領域に近く配置せるところ、実験的に、、極めて良好な
結果を得た。
次に、このセンターロッド６’の形状の有効な範囲を特
定すべ実験を繰り返えした。
定すべ実験を繰り返えした。
その結果、直径３８ｍｍの反応管１と直径１２ｍｍのセ
ンターロッド６’とを使用し、第５ｂ図にｄで示すセン
ターロッド６’の偏平部の厚さが５乃至１０ｍｍの範囲
で確実な効果のあることを認めた。なお、第５ｂ図に１
で示す長さ （上下の基板の流速方向の位置の差）は、
５乃至１５ｍｍの範囲で効果を認めた。以上の実験結果
にもとづき、第１図に示す如き基本的構成を有する横置
筒型反応容器よりなる半導体結晶成長装置において、セ
ンターロツドの形状を第５図に示す如くなし、上下の基
板の相対的配置を第５ｂ図の如くなせば、複数の基板相
互間及び、夫々の基板各領域において均一な半導体層を
成長させることができる半導体結晶成長装置を提供しう
るものと結論した。
ンターロッド６’とを使用し、第５ｂ図にｄで示すセン
ターロッド６’の偏平部の厚さが５乃至１０ｍｍの範囲
で確実な効果のあることを認めた。なお、第５ｂ図に１
で示す長さ （上下の基板の流速方向の位置の差）は、
５乃至１５ｍｍの範囲で効果を認めた。以上の実験結果
にもとづき、第１図に示す如き基本的構成を有する横置
筒型反応容器よりなる半導体結晶成長装置において、セ
ンターロツドの形状を第５図に示す如くなし、上下の基
板の相対的配置を第５ｂ図の如くなせば、複数の基板相
互間及び、夫々の基板各領域において均一な半導体層を
成長させることができる半導体結晶成長装置を提供しう
るものと結論した。
第１図は従来技術における横置筒型反応容器よりなる半
導体結晶成長装置の概念的縦断面図であり、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面図である。 第３図Ａ，ｂは、第１，２図に示す従来技術における装
置を使用して、夫夕上部基板と下部基板とに成長させた
半導体層の形状を示す。第４図は従来技術における装置
を使用して成長させた半導体層の流れ方向の形状を示す
。第５ａ，ｂ図は、本発明の一実施例に係る横置筒型反
応容器の反応領域のＡ−Ａ横断面図と概念的縦断面図で
ある。１ ・・・・・・反応容器、２，２’， ２ ”
・・・・・・吸入孔、３・・・・・・ソース支持台、４
・・・・・・ソース、５ ・・・・・・排気孔、６’
・・・・・・センターロツド、７ ・・・・・・基板支
持台、８・・・・・・基板、９・・・・・・加熱器。
導体結晶成長装置の概念的縦断面図であり、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面図である。 第３図Ａ，ｂは、第１，２図に示す従来技術における装
置を使用して、夫夕上部基板と下部基板とに成長させた
半導体層の形状を示す。第４図は従来技術における装置
を使用して成長させた半導体層の流れ方向の形状を示す
。第５ａ，ｂ図は、本発明の一実施例に係る横置筒型反
応容器の反応領域のＡ−Ａ横断面図と概念的縦断面図で
ある。１ ・・・・・・反応容器、２，２’， ２ ”
・・・・・・吸入孔、３・・・・・・ソース支持台、４
・・・・・・ソース、５ ・・・・・・排気孔、６’
・・・・・・センターロツド、７ ・・・・・・基板支
持台、８・・・・・・基板、９・・・・・・加熱器。
Claims (1)
- １ 反応ガスの吸入孔と排出孔とを有し、中心軸に沿つ
て反応ガス流の下流方向から上流方向に向つて延在する
センターロッドを有し、前記中心軸に平行な方向に半導
体基板を支持する基板支持部材を有する横置筒型反応容
器よりなり、該反応容器には外部加熱装置が設けられて
なる半導体結晶成長装置において、前記センターロッド
の上部が、上下方向に対しては該センターロッドの中心
軸近傍まで、又、長さ方向に対しては前記基板と対接す
る全域にわたつて削り取られており、又、前記センター
ロッドの下部が、上下方向に対しては該センターロッド
の中心軸近傍まで、又、長さ方向に対しては先端から前
記基板との対接を開始する位置までの範囲にわたつて削
り取られていることを特徴とする、半導体結晶成長装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18791380A JPS5948536B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | 半導体結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18791380A JPS5948536B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | 半導体結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57112012A JPS57112012A (en) | 1982-07-12 |
| JPS5948536B2 true JPS5948536B2 (ja) | 1984-11-27 |
Family
ID=16214390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18791380A Expired JPS5948536B2 (ja) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | 半導体結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948536B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4865763B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2012-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 排気カバー |
-
1980
- 1980-12-29 JP JP18791380A patent/JPS5948536B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57112012A (en) | 1982-07-12 |
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