JPS60113923A - 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
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- JPS60113923A JPS60113923A JP22184183A JP22184183A JPS60113923A JP S60113923 A JPS60113923 A JP S60113923A JP 22184183 A JP22184183 A JP 22184183A JP 22184183 A JP22184183 A JP 22184183A JP S60113923 A JPS60113923 A JP S60113923A
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- JP
- Japan
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- thin film
- susceptor
- heated
- tip
- thickness
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- 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
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体薄膜気相成長装置に関するものである。
従来熱分解気相成長法による半導体薄膜気相成長装置の
横型炉おいては、第１図に示すように反応管（１）内の
カーボンサセプタ（２）上に置かれた基板結晶（３）は
予め外部のＲＦコイル（４）により高周波加熱され、こ
れにガス導入口（５）より導入された原料ガス（６）が
サセプタ（２）近傍で熱分解して尋がれ半導体薄膜結晶
の成長が／ｃＫされ−（いる。又原料ガス（６）の＋Ｊ
しブタ（２）近傍以外での熱分解をおさえるために外部
に冷−却ジ１！ウッ１−（７）が設りられると共に、サ
セプタ（２）の上流側に石英製ライナー（８）を設置し
てサセプタ（２）の先端部（９） （゛のカスの乱れを
防止刀るようにしくいる。（１ｏ）は排出口（パある。
横型炉おいては、第１図に示すように反応管（１）内の
カーボンサセプタ（２）上に置かれた基板結晶（３）は
予め外部のＲＦコイル（４）により高周波加熱され、こ
れにガス導入口（５）より導入された原料ガス（６）が
サセプタ（２）近傍で熱分解して尋がれ半導体薄膜結晶
の成長が／ｃＫされ−（いる。又原料ガス（６）の＋Ｊ
しブタ（２）近傍以外での熱分解をおさえるために外部
に冷−却ジ１！ウッ１−（７）が設りられると共に、サ
セプタ（２）の上流側に石英製ライナー（８）を設置し
てサセプタ（２）の先端部（９） （゛のカスの乱れを
防止刀るようにしくいる。（１ｏ）は排出口（パある。
このような従来の気相成長装置の反応亀山におい（は、
カス（６）の粘性によってサセプタ（２）表面に生ずる
ガス速度の小さい層（よどみ層）どカス速度の大きい層
（対流層）が存在する。第２図は−ｒｉＱ２スモークを
用いた模擬実験により得られたこのよどみ層（１１）状
態を示すものＣ′、δはよどみ層（１１）の厚みを表わ
し、（１はサセプタ先端部（９）からよどみ層（１１）
の厚みが一定になるところまでの距離を表わしている。
カス（６）の粘性によってサセプタ（２）表面に生ずる
ガス速度の小さい層（よどみ層）どカス速度の大きい層
（対流層）が存在する。第２図は−ｒｉＱ２スモークを
用いた模擬実験により得られたこのよどみ層（１１）状
態を示すものＣ′、δはよどみ層（１１）の厚みを表わ
し、（１はサセプタ先端部（９）からよどみ層（１１）
の厚みが一定になるところまでの距離を表わしている。
尚ライナ−（８）の表面にもよどみ層は形成され（いる
が、ライナー（８）の温度が低いため、サセグタ（２）
表面に形成されたよどみ層にくらべてそのＪ′Ｉみは十
分うすいので第２図中に示していない。
が、ライナー（８）の温度が低いため、サセグタ（２）
表面に形成されたよどみ層にくらべてそのＪ′Ｉみは十
分うすいので第２図中に示していない。
原料カス（６）はよどみ層（＋？）を拡散することによ
ってサセプタ（２）上の基板結晶（３）に到達しく薄膜
結晶を成長さけるのであるが、サセプタ先端部（９）に
おい−（は後端部より原料ガス濃度が大きく、しかもよ
どみ層（１１）の厚みが比較的小さい。又先端部（９）
からよどみＭ（１１）の厚みが一定】るところまでの距
Ｍ（ｌが大きいので、基板結晶（３）での薄膜成長の状
態は第５図（Ｂ）に示すようにサセプタ（２）上の上流
側で膜厚が異常に大きく躯り、又膜厚の変化も上流側に
くらべ大きくなっている。したがって又原料ガスの消費
か大きくなり収率が低十する。
ってサセプタ（２）上の基板結晶（３）に到達しく薄膜
結晶を成長さけるのであるが、サセプタ先端部（９）に
おい−（は後端部より原料ガス濃度が大きく、しかもよ
どみ層（１１）の厚みが比較的小さい。又先端部（９）
からよどみＭ（１１）の厚みが一定】るところまでの距
Ｍ（ｌが大きいので、基板結晶（３）での薄膜成長の状
態は第５図（Ｂ）に示すようにサセプタ（２）上の上流
側で膜厚が異常に大きく躯り、又膜厚の変化も上流側に
くらべ大きくなっている。したがって又原料ガスの消費
か大きくなり収率が低十する。
本発明はこのような従来の半導体薄膜気相成長装置にお
ける欠点に対処しＣなされたもので、半導体′ａ膜気相
成長装置の横型炉において反応管内のサセプタ上流側に
ライナーを設け、その上にカーボン発熱体を設置するこ
とにより、原料ガスをその熱分解温度以下の高温度に加
熱してサセプタ土の基（歿結晶に導き、半導体簿膜結晶
を成長させるようにした半導体薄膜気相成長装置に係る
ものである。
ける欠点に対処しＣなされたもので、半導体′ａ膜気相
成長装置の横型炉において反応管内のサセプタ上流側に
ライナーを設け、その上にカーボン発熱体を設置するこ
とにより、原料ガスをその熱分解温度以下の高温度に加
熱してサセプタ土の基（歿結晶に導き、半導体簿膜結晶
を成長させるようにした半導体薄膜気相成長装置に係る
ものである。
本発明の装置によれば、サセプタ上流側で原料ガスをそ
の熱分解温度以下の高温度に加熱しＣサセプタ土に導く
ことにより、従来装置に比較してリーセブタ先端部にお
けるガスのよどみ層の厚みを大きくし、かつサセプタ先
端部からよどみ層の厚みが一定するところまでの距離を
小さくできるの０１結晶基板上の上流側領域での薄膜結
晶の成長速度をＪ５さえることがｅきる。従って結晶基
板上の下流側領域で薄膜結晶の成長量が増大し、全体と
しＣばらつきの少ない略一様な厚みの薄膜結晶が得られ
、又原料ガス収率も向上りる。
の熱分解温度以下の高温度に加熱しＣサセプタ土に導く
ことにより、従来装置に比較してリーセブタ先端部にお
けるガスのよどみ層の厚みを大きくし、かつサセプタ先
端部からよどみ層の厚みが一定するところまでの距離を
小さくできるの０１結晶基板上の上流側領域での薄膜結
晶の成長速度をＪ５さえることがｅきる。従って結晶基
板上の下流側領域で薄膜結晶の成長量が増大し、全体と
しＣばらつきの少ない略一様な厚みの薄膜結晶が得られ
、又原料ガス収率も向上りる。
以下図面に示す実施例により本発明を詳述りる。
第３図は本発明の半導体薄膜気相成長装置の横型炉の断
面図を示すものぐ、反応管（２１）には冷却水による冷
却ジ１７ケツト（２２）とＲＦコイル（２３）が設けら
れ、管内にはサセプタ（２４）上に基板結晶（２５）が
置かれ、サセプタ（２４）の上流側には石英ライノー−
＜２６）さらにその上に５ＩＣ−コーティングを施した
カーボン板発熱体（２７）が設置δれＣいる。カーボン
椴発熱体（２７）はＲＦ］イル（２３）により加熱され
るので、それに適するようにその厚み及び１（Ｆ」イル
（２３）の配置が考慮され（いる。
面図を示すものぐ、反応管（２１）には冷却水による冷
却ジ１７ケツト（２２）とＲＦコイル（２３）が設けら
れ、管内にはサセプタ（２４）上に基板結晶（２５）が
置かれ、サセプタ（２４）の上流側には石英ライノー−
＜２６）さらにその上に５ＩＣ−コーティングを施した
カーボン板発熱体（２７）が設置δれＣいる。カーボン
椴発熱体（２７）はＲＦ］イル（２３）により加熱され
るので、それに適するようにその厚み及び１（Ｆ」イル
（２３）の配置が考慮され（いる。
以下ｖ ｏ −ｃ Ｖ Ｄ ａによりガリウム（Ｇａ
）源としてトリメチルガリウム（’？−ＭＧａ）、☆琵
素（Ａｓ ）源としてアルシン（ＡＳｔ−１３）を用い
て、これらの熱分解によりＱａＡｓ薄膜結晶を基板結晶
（２５）上に成長させる場合を例にとり説明する。
）源としてトリメチルガリウム（’？−ＭＧａ）、☆琵
素（Ａｓ ）源としてアルシン（ＡＳｔ−１３）を用い
て、これらの熱分解によりＱａＡｓ薄膜結晶を基板結晶
（２５）上に成長させる場合を例にとり説明する。
まずサレブタ（２４）を６５０〜７ｏｏ’ｃに加熱し、
ｉ’ＭＧａ 、 Ａｓ ｔ−１３ハ３００℃ｕ 下Ｔ：
分解シナイ（７）Ｃ１ライナー（２６）上のカーボン
板発熱体（２７）を３００℃に加熱してのち、ガス導入
口（２８）よりＴＭＧａとＡｓト１３の原料カス（２９
）の所定量を尋人し−（基板結晶（２５）上にＧａ Ａ
ｓの薄膜結晶を成長させた。（３ｏ）は排出口である。
ｉ’ＭＧａ 、 Ａｓ ｔ−１３ハ３００℃ｕ 下Ｔ：
分解シナイ（７）Ｃ１ライナー（２６）上のカーボン
板発熱体（２７）を３００℃に加熱してのち、ガス導入
口（２８）よりＴＭＧａとＡｓト１３の原料カス（２９
）の所定量を尋人し−（基板結晶（２５）上にＧａ Ａ
ｓの薄膜結晶を成長させた。（３ｏ）は排出口である。
このときのサセプタ（２４）上におけるガスのよどみ層
（３１）の状態は第４図に示１とおりであり、カーボン
板発熱体（２７）でカス（２９）が加熱されることによ
り、よどみ層（３１）はサセプタ先端部（３２）から１
・流側に向かって徐々に厚くなり、ヤが−（略一定の６
１となる。この場合のサセプタ先端部（３２）からよど
み層（３１）の厚みが一定Ｊるところまでの距離（Ｚは
、従来装置による場合（第２図）よどみ層（１１）の厚
みはＯから６まで変化りるのに対し、本発明ではカーボ
ン板発熱体（２７ン上にＪブ（プる厚みδ２からδ１へ
変化するので、当然（１ン（２となり、又リーセブタ先
端部（３２）に、１ｌｊ（プるよどみＩｌ￥ｉ （３１
）の厚みも従来の場合よりも大きい。
（３１）の状態は第４図に示１とおりであり、カーボン
板発熱体（２７）でカス（２９）が加熱されることによ
り、よどみ層（３１）はサセプタ先端部（３２）から１
・流側に向かって徐々に厚くなり、ヤが−（略一定の６
１となる。この場合のサセプタ先端部（３２）からよど
み層（３１）の厚みが一定Ｊるところまでの距離（Ｚは
、従来装置による場合（第２図）よどみ層（１１）の厚
みはＯから６まで変化りるのに対し、本発明ではカーボ
ン板発熱体（２７ン上にＪブ（プる厚みδ２からδ１へ
変化するので、当然（１ン（２となり、又リーセブタ先
端部（３２）に、１ｌｊ（プるよどみＩｌ￥ｉ （３１
）の厚みも従来の場合よりも大きい。
したがっＣ基板結晶（２５）上の上流側領域ぐのＱ ａ
Ａ ”；薄膜結晶の成長速度はｄ−３さえられＣ原料
ガス消費量も減少Ｊると同時に、下流側領域での薄膜結
晶の成長量は増大し、第５図の（Ａ）に示づ−ように従
来装置による場合の膜厚（Ｂ）に比較しＣ大きくなり、
全体として略一様な膜厚のＧａＡｓｈ膜が得られた。又
この結果、原料ガス収率も向上した。
Ａ ”；薄膜結晶の成長速度はｄ−３さえられＣ原料
ガス消費量も減少Ｊると同時に、下流側領域での薄膜結
晶の成長量は増大し、第５図の（Ａ）に示づ−ように従
来装置による場合の膜厚（Ｂ）に比較しＣ大きくなり、
全体として略一様な膜厚のＧａＡｓｈ膜が得られた。又
この結果、原料ガス収率も向上した。
なお、本実施例では発熱体としてカーボン板を用いＲＦ
コイルからの電位波による誘導加熱方式とし／、：か、
第６図に承り−ｔｉｌｉｉ形構造の発熱体を用い抵抗加
熱り式としてもよい。この場＠電磁波による誘導加熱量
は極めて少ないから、流す電流により加熱量は制陣Ｃき
所望の温度二１ントロールが容易にｉ］なえる。
コイルからの電位波による誘導加熱方式とし／、：か、
第６図に承り−ｔｉｌｉｉ形構造の発熱体を用い抵抗加
熱り式としてもよい。この場＠電磁波による誘導加熱量
は極めて少ないから、流す電流により加熱量は制陣Ｃき
所望の温度二１ントロールが容易にｉ］なえる。
第１図は従来の半導体薄膜気相成長装置の横型炉の断面
図を示し、第２図は上記装置の反応管内におけるガスの
よどみ層の状態を承り説明図Ｃあり、第３図は実施例に
示Ｊ本発明の半導体薄膜気相成長装置の横型炉のｆｆｌ
ｉ面図、第４図は本発明の」−記装置の反応管内におり
るカスのよどみ層の状態を承り説明図、第５図はザセブ
タにａ３ ｋｊる先端部から下流側ｌ＼の距離と半導体
層ＤＱの厚さとの関係を示１図表Ｃ゛、Ａは本発明、Ｂ
は従来の場合を夫々承り。 第６図は本発明に用いられるカーボン発熱体の１例の平
面図である。 ２１ ・・・・・・ 反応管 ２２ ・・・・・・ 冷ｋＪジャケット２３ ・・・・
・・ ＲＦ」イル ２４ 川・・・ サゼプタ ２５ ・・・・・・ 基根結晶 ２６ ・・・・・・ ライナー ２１ ・・・・・・ カーボン４反光熱体２８ ・・・
・・・ ノｊス導入口 ２９ ・・・・・・ 原料ガス ３０ ・・・・・・ 排出口 ３１ ・・・・・・ よどみ層 ３２ ・・・・・・ ザセプタ先端部 代理人 弁理士 箕 浦 清
図を示し、第２図は上記装置の反応管内におけるガスの
よどみ層の状態を承り説明図Ｃあり、第３図は実施例に
示Ｊ本発明の半導体薄膜気相成長装置の横型炉のｆｆｌ
ｉ面図、第４図は本発明の」−記装置の反応管内におり
るカスのよどみ層の状態を承り説明図、第５図はザセブ
タにａ３ ｋｊる先端部から下流側ｌ＼の距離と半導体
層ＤＱの厚さとの関係を示１図表Ｃ゛、Ａは本発明、Ｂ
は従来の場合を夫々承り。 第６図は本発明に用いられるカーボン発熱体の１例の平
面図である。 ２１ ・・・・・・ 反応管 ２２ ・・・・・・ 冷ｋＪジャケット２３ ・・・・
・・ ＲＦ」イル ２４ 川・・・ サゼプタ ２５ ・・・・・・ 基根結晶 ２６ ・・・・・・ ライナー ２１ ・・・・・・ カーボン４反光熱体２８ ・・・
・・・ ノｊス導入口 ２９ ・・・・・・ 原料ガス ３０ ・・・・・・ 排出口 ３１ ・・・・・・ よどみ層 ３２ ・・・・・・ ザセプタ先端部 代理人 弁理士 箕 浦 清
Claims (1)
- （１）半導体薄膜気相成長装置の横型炉において、反応
管内のサセプタ上流側にライナーを設け、その上にカー
ボン発熱体を設置することにより、原料カスをその熱分
解温度以下の＾温度に加熱制御しＣサセプタ上の基板結
晶に導き、半導体薄膜を成長させるようにしたことを特
徴とＪる半導体薄膜気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22184183A JPH0691012B2 (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22184183A JPH0691012B2 (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60113923A true JPS60113923A (ja) | 1985-06-20 |
| JPH0691012B2 JPH0691012B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=16773027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22184183A Expired - Lifetime JPH0691012B2 (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691012B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241343A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Fujitsu Ltd | 気相エピタキシヤル成長装置 |
| JPS63192460U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-12 |
-
1983
- 1983-11-25 JP JP22184183A patent/JPH0691012B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241343A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-22 | Fujitsu Ltd | 気相エピタキシヤル成長装置 |
| JPS63192460U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-12 | ||
| JPH0441175Y2 (ja) * | 1987-05-29 | 1992-09-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0691012B2 (ja) | 1994-11-14 |
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