JPS60216536A - 基板載置台 - Google Patents
基板載置台Info
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- JPS60216536A JPS60216536A JP7178684A JP7178684A JPS60216536A JP S60216536 A JPS60216536 A JP S60216536A JP 7178684 A JP7178684 A JP 7178684A JP 7178684 A JP7178684 A JP 7178684A JP S60216536 A JPS60216536 A JP S60216536A
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- Japan
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- substrate
- inp
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- thin film
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
（発明の技術分野）
本発明は、ＩｎＰ基板を用いる気相エピタキシャル成長
装置の基板載置台に関するものである。
装置の基板載置台に関するものである。
（従来の技術）
気相エピタキシャル成長装置の基板載置台はサセプタと
も呼ばれておシ、一般的に半導体用の成長装置にあって
は炭化けい素（ＳｉＣ）で表面をコーティングするかも
しくはコーティングしないグラファイトブロック又は石
英ブロックが用いられている。上記各材料は比較的高温
に耐え、原料ガスその他との化学反応性が殆んどなく、
所望の形状への加工が容易なため、広く用いられている
。
も呼ばれておシ、一般的に半導体用の成長装置にあって
は炭化けい素（ＳｉＣ）で表面をコーティングするかも
しくはコーティングしないグラファイトブロック又は石
英ブロックが用いられている。上記各材料は比較的高温
に耐え、原料ガスその他との化学反応性が殆んどなく、
所望の形状への加工が容易なため、広く用いられている
。
一方、近年半導体レーザなどの光デバイスあるいは電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの電子デバイスの製作
のために、ＩｎＰ単結晶基板への多層エピタキシャル成
長が盛んに行なわれている。
効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの電子デバイスの製作
のために、ＩｎＰ単結晶基板への多層エピタキシャル成
長が盛んに行なわれている。
しかしながら、上記基板載置台にＩｎＰ基板を装てんし
て気相エピタキシャル成長を行う場合、基板温度が高く
なると、ＩｎＰ基板が熱劣化を受けて、基板面の特に基
板の基板載置台と接触する部分に凸凹を発生し易くなる
という問題があった。この現象は、基板載置台自体が高
周波誘導加熱による基板加熱源になっている場合で、基
板温度を６００℃以上に設定したときに特に顕著になる
。
て気相エピタキシャル成長を行う場合、基板温度が高く
なると、ＩｎＰ基板が熱劣化を受けて、基板面の特に基
板の基板載置台と接触する部分に凸凹を発生し易くなる
という問題があった。この現象は、基板載置台自体が高
周波誘導加熱による基板加熱源になっている場合で、基
板温度を６００℃以上に設定したときに特に顕著になる
。
これは、結晶を構成する２種の元素ＩｎとＰのうちＰの
蒸気圧が極めて高く、高温の下でＰが容易に昇華してし
まい、結晶の表面近傍の化学量論的組成がＩｎ−ＩＪノ
ツチへ大きくずれるととに起因している。一旦基板面に
凸凹が発生すると、爾後成長させたエピタキシャル成長
層には結晶欠陥が生じ、デバイス性能の低下あるいはデ
バイス製作不能という事態をひきおこすことになる。
蒸気圧が極めて高く、高温の下でＰが容易に昇華してし
まい、結晶の表面近傍の化学量論的組成がＩｎ−ＩＪノ
ツチへ大きくずれるととに起因している。一旦基板面に
凸凹が発生すると、爾後成長させたエピタキシャル成長
層には結晶欠陥が生じ、デバイス性能の低下あるいはデ
バイス製作不能という事態をひきおこすことになる。
また、エピタキシャル成長させない場合であっても、研
摩・酸化膜などの薄膜形成あるいは電極形成などの各種
加工プロセスを施そうとした場合に、生じた凸凹を平滑
化するための余分の工程を必要としたり、加工精度が下
がるなどの問題を生ずる。
摩・酸化膜などの薄膜形成あるいは電極形成などの各種
加工プロセスを施そうとした場合に、生じた凸凹を平滑
化するための余分の工程を必要としたり、加工精度が下
がるなどの問題を生ずる。
従来は、こうした凸凹の発生を抑制するために、気相雰
囲気にＰＨ，ガスを添加するなどしてＰの蒸気圧を印加
することにより、ＩｎＰ基板からのＰの昇華を抑える手
法がとられてきた。しかし、これは基板と基板載置台の
間の隙間に充分な圧力のＰを印加し難く必ずしも有効で
ないこと、及び、工ｎＧａＡｓを成長させる場合などの
ように成長層ＫＰを含まない場合には、雰囲気にＰを印
加するとき成長層にもＰが含まれてしまう、などの問題
がある。
囲気にＰＨ，ガスを添加するなどしてＰの蒸気圧を印加
することにより、ＩｎＰ基板からのＰの昇華を抑える手
法がとられてきた。しかし、これは基板と基板載置台の
間の隙間に充分な圧力のＰを印加し難く必ずしも有効で
ないこと、及び、工ｎＧａＡｓを成長させる場合などの
ように成長層ＫＰを含まない場合には、雰囲気にＰを印
加するとき成長層にもＰが含まれてしまう、などの問題
がある。
（発明の目的）
本発明はこれらの欠点を解決するために、ＩｎＰ基板の
基板載置台と接触する部分のみＦｃＰの蒸気圧を印加す
ぺく、基板載置台の基板と接触する部分がＩｎＰ又はリ
ンガラスからなる薄膜で覆われているようにした基板載
置台を提供するものである。
基板載置台と接触する部分のみＦｃＰの蒸気圧を印加す
ぺく、基板載置台の基板と接触する部分がＩｎＰ又はリ
ンガラスからなる薄膜で覆われているようにした基板載
置台を提供するものである。
（発明の構成および作用）
以下図面により本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図は本発明の第１の実施例であって、縦型高周波誘
導加熱方式による気相成長装置への一適用例を示してい
る。同図において、１は縦型石英反応管、２は反応管へ
の原料ガス導入管、３は円筒形のグラファイト製ブロッ
ク３１とその上にのせた石英製円板３２及び該石英製円
板の基板と接触する部分に形成されてなるＩｎＰ薄膜３
３からなる基板載置台、４は高周波加熱用ワークコイル
、５は排気装置、６は基板載置台支持棒、７はＩｎＰ基
板である。
導加熱方式による気相成長装置への一適用例を示してい
る。同図において、１は縦型石英反応管、２は反応管へ
の原料ガス導入管、３は円筒形のグラファイト製ブロッ
ク３１とその上にのせた石英製円板３２及び該石英製円
板の基板と接触する部分に形成されてなるＩｎＰ薄膜３
３からなる基板載置台、４は高周波加熱用ワークコイル
、５は排気装置、６は基板載置台支持棒、７はＩｎＰ基
板である。
ＩｎＰ薄膜３３は次の如く形成した。グラファイト製ブ
ロック３１と石英製円板３２を反応管１内の所定の位置
に装てんし６００℃に加熱した。次に、１０℃に保持し
たトリエチルインジウム（（Ｃ２Ｈ，）、 Ｉｎ ）の
バブラー中を通過させたＨ２キャリアガス１００ｄｌ／
’ｍｌｎとＨ２で！０チに希釈したホスヒン（ｐａａ）
ガス２００ ｄｌ ｍｉｎを希釈用Ｈ２ガス２ ｔ／
ｍｉｎとともに原料ガス導入管２から反応管１中へ３０
分間導入した。
ロック３１と石英製円板３２を反応管１内の所定の位置
に装てんし６００℃に加熱した。次に、１０℃に保持し
たトリエチルインジウム（（Ｃ２Ｈ，）、 Ｉｎ ）の
バブラー中を通過させたＨ２キャリアガス１００ｄｌ／
’ｍｌｎとＨ２で！０チに希釈したホスヒン（ｐａａ）
ガス２００ ｄｌ ｍｉｎを希釈用Ｈ２ガス２ ｔ／
ｍｉｎとともに原料ガス導入管２から反応管１中へ３０
分間導入した。
導入した原料ガスの熱分解反応により石英製円板３２上
には厚さ約０．５μｍのＩｎＰ薄膜が形成された。
には厚さ約０．５μｍのＩｎＰ薄膜が形成された。
下地基板である石英製円板３２は非晶質であるため、形
成されたＩｎＰ薄膜は微結晶粒の集合した多結晶薄膜に
なっている。
成されたＩｎＰ薄膜は微結晶粒の集合した多結晶薄膜に
なっている。
次に上述のＩｎＰ薄膜を形成した石英製円板３２にＩｎ
Ｐ基板７を載置し、ＩｎＧａＡｓエピタキシャル結晶を
成長させた。成長条件は次の通りである。
Ｐ基板７を載置し、ＩｎＧａＡｓエピタキシャル結晶を
成長させた。成長条件は次の通りである。
トリエチルインジウム（１０℃）のバブラーへのＨ２供
給量５００ｃ＋１！／ ｍｉｎ ｙ ）リエチルガリウ
ム（（０２Ｈ５）３Ｇａ 、−１０℃）のバブラーヘノ
Ｈ２供給量５０ｃＩｄ／ｍｉｎ 、 Ｈ２で１０％に希
釈したフルシン（ＡｇＨｓ）供給量２００ｍ／ｍｉｎ
＋希釈用Ｈ，ガス２ｔ／ｍｉｎをまとめて反応管ｌへ導
入した。基板温度は６６０℃、成長時間は６０分である
。ＩｎＰ基板７上には厚さ２μｍのＩｎ。、ｓｓ Ｃ８
０，４７Ａｓエピタキシャル結晶が成長した。
給量５００ｃ＋１！／ ｍｉｎ ｙ ）リエチルガリウ
ム（（０２Ｈ５）３Ｇａ 、−１０℃）のバブラーヘノ
Ｈ２供給量５０ｃＩｄ／ｍｉｎ 、 Ｈ２で１０％に希
釈したフルシン（ＡｇＨｓ）供給量２００ｍ／ｍｉｎ
＋希釈用Ｈ，ガス２ｔ／ｍｉｎをまとめて反応管ｌへ導
入した。基板温度は６６０℃、成長時間は６０分である
。ＩｎＰ基板７上には厚さ２μｍのＩｎ。、ｓｓ Ｃ８
０，４７Ａｓエピタキシャル結晶が成長した。
成長前後におけるＩｎＰ基板７の基板載置台３と接触す
る部分の凸凹の様子を比較したところ、成長前はラップ
仕上げ忙よる平均３０μｍ、最大５０μｍの凸凹であっ
たのに対し、成長後も同様でｉｂ、成長による変化は認
められなかった。一方、同種基板を用い従来法により
ＩｎＰ薄膜で覆われていない基板載置台上で、上記成長
条件によりＩｎＧａＡａエピタキシャル成長を行った後
のＩｎＰ基板７に生じた凸凹は最高２００μｍに及び、
Ｐの昇華したあとｋはＩｎ液滴の存在も観測された。即
ち、本実施例によれば、基板載置台３にＩｎＰ薄膜３３
を事前に形成してあれば、ＩｎＰ基板７の基板載置台３
と接触する部分はエピタキシャル成長中も熱劣化を受け
ないで、成長前と同じ状態を保つことが可能である。
る部分の凸凹の様子を比較したところ、成長前はラップ
仕上げ忙よる平均３０μｍ、最大５０μｍの凸凹であっ
たのに対し、成長後も同様でｉｂ、成長による変化は認
められなかった。一方、同種基板を用い従来法により
ＩｎＰ薄膜で覆われていない基板載置台上で、上記成長
条件によりＩｎＧａＡａエピタキシャル成長を行った後
のＩｎＰ基板７に生じた凸凹は最高２００μｍに及び、
Ｐの昇華したあとｋはＩｎ液滴の存在も観測された。即
ち、本実施例によれば、基板載置台３にＩｎＰ薄膜３３
を事前に形成してあれば、ＩｎＰ基板７の基板載置台３
と接触する部分はエピタキシャル成長中も熱劣化を受け
ないで、成長前と同じ状態を保つことが可能である。
実施例２
第２図は本発明の第２の実施例であって、横型気相成長
装置への適用例を示してい・る。同図において、１０１
は横型反応管、１０２は反応管への原料ガス導入管、１
０３はＳｉＣで表面をコーティングしたグラファイト製
ブロックからなる基板載置台、１０４はリンガラス（Ｐ
ＳＧ）薄膜、１０６は排気管、１０７は加熱用炉、１０
８はＩｎＰ基板である。
装置への適用例を示してい・る。同図において、１０１
は横型反応管、１０２は反応管への原料ガス導入管、１
０３はＳｉＣで表面をコーティングしたグラファイト製
ブロックからなる基板載置台、１０４はリンガラス（Ｐ
ＳＧ）薄膜、１０６は排気管、１０７は加熱用炉、１０
８はＩｎＰ基板である。
リンガラス薄膜１０４は次の如く形成した。化学蒸着（
ＣＶＤ）式酸化膜製造装置にグラファイト製ブロックを
装てんしＮ２で５％に希釈した５ｉＨ４８００ｆｆｌ／
ｍｉｎ ｌ Ｎｔで５優に希釈したＰＨ３２００ｄ／ｎ
ｕｎ 、 ０２４００ｃｊ／ｍｉｎ及びキャリアＮ２ガ
ス４０ｔ／ｍｉｎを流して３６０℃で１０分間リンガラ
ス薄膜１０４を形成した。形成した薄膜の厚さは約０．
４μｍであった。次いで基板を載置すべき面をワックス
で覆った上地の面に堆積したリンガラスをフッ酸系エッ
チャントで除去した。
ＣＶＤ）式酸化膜製造装置にグラファイト製ブロックを
装てんしＮ２で５％に希釈した５ｉＨ４８００ｆｆｌ／
ｍｉｎ ｌ Ｎｔで５優に希釈したＰＨ３２００ｄ／ｎ
ｕｎ 、 ０２４００ｃｊ／ｍｉｎ及びキャリアＮ２ガ
ス４０ｔ／ｍｉｎを流して３６０℃で１０分間リンガラ
ス薄膜１０４を形成した。形成した薄膜の厚さは約０．
４μｍであった。次いで基板を載置すべき面をワックス
で覆った上地の面に堆積したリンガラスをフッ酸系エッ
チャントで除去した。
さらにワックスを除去して洗浄・乾燥した後反応管１０
１ Ｋ装てんし、ＩｎＰ基板１０８を載置した。
１ Ｋ装てんし、ＩｎＰ基板１０８を載置した。
このＩｎＰ基板１０８上にＩｎＰ／ ＩｎＧａＡ３／
ＩｎＰ／ ＩｎＰ基板構造を成長させた。成長条件は次
の通りである。
ＩｎＰ／ ＩｎＰ基板構造を成長させた。成長条件は次
の通りである。
ＩｎＰ成長条件：トリエチルインジウム（１０℃）にＮ
２を１００ｃｎ／ｍｉｎバブリングをし、ホスヒンｌｔ
希釈１０ ’Ａ ） ２００ｃｄ／ ｍｉｎ 、 Ｈ，
キャリアガス２ｔ／ｙｎｉｎとともに反応管１０１に導
入した。基板温度は６６０℃、成長時間は１５分で、膜
厚は０．５μｍであった。
２を１００ｃｎ／ｍｉｎバブリングをし、ホスヒンｌｔ
希釈１０ ’Ａ ） ２００ｃｄ／ ｍｉｎ 、 Ｈ，
キャリアガス２ｔ／ｙｎｉｎとともに反応管１０１に導
入した。基板温度は６６０℃、成長時間は１５分で、膜
厚は０．５μｍであった。
ＩｎＧａＡｓ成長条件： トリエチルインジウム（１０
℃）にＮ２をｔｏｏｃｄ／ｍｉｎ 、 ）リエチルガリ
ウム（−１０℃）にＮ７を５０ ａｌｌ／ｍｉｎバブル
し、アルシン（Ｎ２希釈１０％） ２００ｍ／ｍｉｎ
ｒ Ｈ２キャリアガス２１／ｍｉｎとともに反応管１０
１に導入した。基板温度は６６０℃、成長時間は３０分
で、成長厚みは１μｍであった〇成長終了後ＩｎＰ基板
１０８の基板載置台１０３と接触する部分を観察したと
たろ実施例１における結果と同様に１成長中の熱劣化は
全く認められなかった。
℃）にＮ２をｔｏｏｃｄ／ｍｉｎ 、 ）リエチルガリ
ウム（−１０℃）にＮ７を５０ ａｌｌ／ｍｉｎバブル
し、アルシン（Ｎ２希釈１０％） ２００ｍ／ｍｉｎ
ｒ Ｈ２キャリアガス２１／ｍｉｎとともに反応管１０
１に導入した。基板温度は６６０℃、成長時間は３０分
で、成長厚みは１μｍであった〇成長終了後ＩｎＰ基板
１０８の基板載置台１０３と接触する部分を観察したと
たろ実施例１における結果と同様に１成長中の熱劣化は
全く認められなかった。
（発明の効果）
以上説明したように１基板載置台の基板と接触する部分
がＩｎＰ又はリンガラスの薄膜でおおわれていれば、Ｉ
ｎＰ基板の基板載置台と接触する部分の熱劣化による凸
凹の発生を抑制することができる。これは上記薄膜中に
含まれるＰ原子の蒸気圧が相対して接するＩｎＰ基板に
印加されてＩｎＰ基板からのＰの昇華が抑制されるため
である。
がＩｎＰ又はリンガラスの薄膜でおおわれていれば、Ｉ
ｎＰ基板の基板載置台と接触する部分の熱劣化による凸
凹の発生を抑制することができる。これは上記薄膜中に
含まれるＰ原子の蒸気圧が相対して接するＩｎＰ基板に
印加されてＩｎＰ基板からのＰの昇華が抑制されるため
である。
ＩｎＰ基板からのＰの昇華を抑制するだけのためには、
基板載置台上に形成すべき薄膜はＰを含んでいる物質で
あれば何でもよいことになるが、１）薄膜中のＰの相対
原子数比が大きいこと、２）成長温度においてＩｎＰ基
板と反応しないこと、３）成長層の組成を変化させもし
くは成長層へ不純物を供給しないこと、 ４）薄膜の形成が簡便にでき、産業上利用しやすいこと
、 の如き他の条件を考慮すれば、薄膜の材料はＩｎＰ又は
リンガラスが最も望ましい。
基板載置台上に形成すべき薄膜はＰを含んでいる物質で
あれば何でもよいことになるが、１）薄膜中のＰの相対
原子数比が大きいこと、２）成長温度においてＩｎＰ基
板と反応しないこと、３）成長層の組成を変化させもし
くは成長層へ不純物を供給しないこと、 ４）薄膜の形成が簡便にでき、産業上利用しやすいこと
、 の如き他の条件を考慮すれば、薄膜の材料はＩｎＰ又は
リンガラスが最も望ましい。
第１図は本発明の第１の実施例を示す装置構成図、第２
図は本発明の第２の実施例を示す装置構成図である。 １・・・縦型石英反応管、２・・・原料ガス導入管、３
・・・基板載置台、４・・・ワークコイル、５・・・排
気装置、 ６・・・基板載置台支持棒、７・・・ＩｎＰ
基板、 ３１・・・グラファイト製ブロック、３２・・・石英製
円板、 ３３・・・ＩｎＰ薄膜、１０１・・・横型反応
管、１０２・・・原料ガス導入管、１０３・・・基板載
置台、１０４・・・リンガラス薄膜、１０６・・・排気
管、１０７・・・加熱用炉、１０８・・・ＩｎＰ基板０
特許出願人 日本電信電話公社 代理人 白水常雄 外１名 第１図 第２０
図は本発明の第２の実施例を示す装置構成図である。 １・・・縦型石英反応管、２・・・原料ガス導入管、３
・・・基板載置台、４・・・ワークコイル、５・・・排
気装置、 ６・・・基板載置台支持棒、７・・・ＩｎＰ
基板、 ３１・・・グラファイト製ブロック、３２・・・石英製
円板、 ３３・・・ＩｎＰ薄膜、１０１・・・横型反応
管、１０２・・・原料ガス導入管、１０３・・・基板載
置台、１０４・・・リンガラス薄膜、１０６・・・排気
管、１０７・・・加熱用炉、１０８・・・ＩｎＰ基板０
特許出願人 日本電信電話公社 代理人 白水常雄 外１名 第１図 第２０
Claims (1)
- 気相エピタキシャル成長装置の基板載置台において基板
と接触する部分がＩｎＰ又はリンガラスからなる薄膜で
覆われていることを特徴とする基板載置台。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7178684A JPS60216536A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 基板載置台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7178684A JPS60216536A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 基板載置台 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216536A true JPS60216536A (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=13470602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7178684A Pending JPS60216536A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 基板載置台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216536A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62123094A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ３―５属化合物半導体気相成長用サセプタ |
-
1984
- 1984-04-12 JP JP7178684A patent/JPS60216536A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62123094A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ３―５属化合物半導体気相成長用サセプタ |
| JPH0566919B2 (ja) * | 1985-11-22 | 1993-09-22 | Denki Kagaku Kogyo Kk |
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