JPS603122A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS603122A JPS603122A JP11134683A JP11134683A JPS603122A JP S603122 A JPS603122 A JP S603122A JP 11134683 A JP11134683 A JP 11134683A JP 11134683 A JP11134683 A JP 11134683A JP S603122 A JPS603122 A JP S603122A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- reaction tube
- jig
- gas flow
- substrate
- Prior art date
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- Pending
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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
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
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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】
本発明は気相成長装置に関し、特に半導体素子の製造過
程等において用いられる気相成長装置に関するものであ
る。
程等において用いられる気相成長装置に関するものであ
る。
高集積回路、半導体レーザー及び光検知器等の微細構造
を有する素子の作成において薄膜成長はきわめで重要な
１．程の一つであり、その組成及び厚みの制御が該素子
の性能及び歩どまりを大きく左右する。薄膜成長方法と
してね主として気相成長法、液相成長法及び分子線エビ
タクシ−法が用いられているが、気相成長法Ｖ」−原料
ガスから結晶基板への直接成長という有利さから量産性
の点で最も優れた方法である。
を有する素子の作成において薄膜成長はきわめで重要な
１．程の一つであり、その組成及び厚みの制御が該素子
の性能及び歩どまりを大きく左右する。薄膜成長方法と
してね主として気相成長法、液相成長法及び分子線エビ
タクシ−法が用いられているが、気相成長法Ｖ」−原料
ガスから結晶基板への直接成長という有利さから量産性
の点で最も優れた方法である。
従来の気相成長法において反応管の構造は縦型と横型の
二連りに分けられる。通常縦型反応セを用いた場合には
、馬１制ガス及び輸送ガスは該反応管上部より下方へ流
れ、結晶基板はその途中に配置され高周波等により加熱
される。そして前記原料ガスは前記結晶基板上及びその
近傍で化学反応を起こし該結晶基板上にエビタクシャル
成長する。
二連りに分けられる。通常縦型反応セを用いた場合には
、馬１制ガス及び輸送ガスは該反応管上部より下方へ流
れ、結晶基板はその途中に配置され高周波等により加熱
される。そして前記原料ガスは前記結晶基板上及びその
近傍で化学反応を起こし該結晶基板上にエビタクシャル
成長する。
また横型反応管の場合には、前記縦型反応管の場合と本
質的差はないが原料ガスの流れ方向にウェーハを並べる
ため下流に行くにつれて未反応ガスが減少するので、成
長結晶の厚みも減少する。）、。
質的差はないが原料ガスの流れ方向にウェーハを並べる
ため下流に行くにつれて未反応ガスが減少するので、成
長結晶の厚みも減少する。）、。
たがって結晶ｉｎ内での均一性と１ねう点においては前
記縦型反応管の場合より劣る。
記縦型反応管の場合より劣る。
しかしながら従来の縦型反応管を用いた場合に本眩斥１
ンヒヒ凶レバ廻計ハＣかＴＬｌ’ピ誰７Ｌｚｒ −−・
−流れが決定され、結晶面内の厚み及び組成変動は避
けられないという欠点があった。そこで該反応管内の圧
力を減らすなど（〜て均一性を向上させるが、その際排
気系の配管等を配慮せねばならないので装置が複雑とな
るという新たな問題が生じる。
ンヒヒ凶レバ廻計ハＣかＴＬｌ’ピ誰７Ｌｚｒ −−・
−流れが決定され、結晶面内の厚み及び組成変動は避
けられないという欠点があった。そこで該反応管内の圧
力を減らすなど（〜て均一性を向上させるが、その際排
気系の配管等を配慮せねばならないので装置が複雑とな
るという新たな問題が生じる。
本発明の目的は、反応系の構造に工夫を施すことにより
上記欠点及び問題点を解決し、比較的簡便な方法で結晶
面内の均一性を向上し得る気相成長装置を提供すること
にある。
上記欠点及び問題点を解決し、比較的簡便な方法で結晶
面内の均一性を向上し得る気相成長装置を提供すること
にある。
本発明によれば、縦型気相成長反応管内に原料ガスを供
給して結晶成長を行わせる気相成長装置において、結晶
基板表面上方前記原料ガス及び輸送ガスの上流部にガス
流を制御する回転自在なガス流整形用治具を配設するこ
とを！？、：ｆ徴とする気相成長装置が得られる。
給して結晶成長を行わせる気相成長装置において、結晶
基板表面上方前記原料ガス及び輸送ガスの上流部にガス
流を制御する回転自在なガス流整形用治具を配設するこ
とを！？、：ｆ徴とする気相成長装置が得られる。
次に図面を参照して本発明について説明する。
第１図は本発明の気相成長装置の原理を説明するための
一部断面側面図、第２図は第１図におけるガス流整形用
治具の拡大平面図である。第１図において、縦形石英反
応管（以下単に反応管）１内の下部にはグラファイト支
持台（以下単に支持台）４上にガリウム砒巣結晶基板（
以゛ド単に結晶基板）２を配置し、該結晶基板２の上方
には円板型ガス流整形用治具（以下単に治具）５をその
支持棒６によりズ持する。止た反Ｌ６管１の外部には高
周波コイル３を設けて結晶基板２近傍を加熱するように
する。次に第２図において、治具５は中心部に前記支持
ｓ６（第１図に図示）と結合するための軸受は穴５０を
督し、該軸受は穴５０の局９にはそｎぞれ曲径の異なる
複数の空孔５１・をガス流に平行に設けである。なお治
具５ｉＺＥｉｉＪ記支持棒６によって回転自在である。
一部断面側面図、第２図は第１図におけるガス流整形用
治具の拡大平面図である。第１図において、縦形石英反
応管（以下単に反応管）１内の下部にはグラファイト支
持台（以下単に支持台）４上にガリウム砒巣結晶基板（
以゛ド単に結晶基板）２を配置し、該結晶基板２の上方
には円板型ガス流整形用治具（以下単に治具）５をその
支持棒６によりズ持する。止た反Ｌ６管１の外部には高
周波コイル３を設けて結晶基板２近傍を加熱するように
する。次に第２図において、治具５は中心部に前記支持
ｓ６（第１図に図示）と結合するための軸受は穴５０を
督し、該軸受は穴５０の局９にはそｎぞれ曲径の異なる
複数の空孔５１・をガス流に平行に設けである。なお治
具５ｉＺＥｉｉＪ記支持棒６によって回転自在である。
原料ガスの例えばトリメチルガリウム、アルシン及び輸
送ガスの例えば水素は反応管１の上部から供給されここ
で直径方向にひろがりながら下方へ流れ治具５の空孔５
１を通って結晶基板２表面に達する。し７ζがって該結
晶面に達する前記ガスの供給量は空孔５１の面積によっ
て決定ｇｉする。
送ガスの例えば水素は反応管１の上部から供給されここ
で直径方向にひろがりながら下方へ流れ治具５の空孔５
１を通って結晶基板２表面に達する。し７ζがって該結
晶面に達する前記ガスの供給量は空孔５１の面積によっ
て決定ｇｉする。
図示例においては支持棒６（軸受は穴５０）の近傍には
面積の小さい空孔が設けられ、治具５の外周に近づ＜ｆ
ｌど面積の大きいものが配設されているので、前記原料
ガスの流れは治具５の中心部よりも外周部の方がより多
くなる。その結果、治具５なしに結晶基板２を回転させ
ながら成長結晶を得る従来の装置において見られるよう
カ不均一性、つまり該結晶の回転軸付近では外周部よ０
厚くエビタクシベル成長゛ｒる軸向は大幅に改善される
。
面積の小さい空孔が設けられ、治具５の外周に近づ＜ｆ
ｌど面積の大きいものが配設されているので、前記原料
ガスの流れは治具５の中心部よりも外周部の方がより多
くなる。その結果、治具５なしに結晶基板２を回転させ
ながら成長結晶を得る従来の装置において見られるよう
カ不均一性、つまり該結晶の回転軸付近では外周部よ０
厚くエビタクシベル成長゛ｒる軸向は大幅に改善される
。
次に第３図は本発明の気相成長装置の一実施１例を示す
一部断面側面図で２！、）る。同図において第１図と同
じ格成部分にｔよ同じ符号か付しである。反応管１の中
央部に結晶基板２が位置するように支持台４を設け、超
支持台４をとおして該結晶基板２の近傍會、通常、成長
温度５５０°Ｃ〜７００°Ｃに保たれるように尚周波コ
イル３により加熱する。更に該支持台４は結晶面内の均
一性を晶めるためモーター等（図示していない）により
矢印で示したように回転する。治具５は石英によりでき
ており、結晶表面より上部Ｑ、５ ｃｍ〜５ ｃｒｎの
位置に配設され、モーター等（図示していな一部）によ
り矢印で示したように回転１−る。原料ガスの例えばト
リメチルガリウム、アル７／及び輸送ガスの例えば水素
は反応管１上部のガス供給ロアから供給され排気ガスは
ガス排出口８から排気される。このような状態において
反応管１に導びかれた前記トリメチルガリウム及びアル
シンは治具５の空孔５１（第２図に図示）をとおり結晶
基板２面上に到達し熱分解反応を起こしてガリウム砒素
としてエビタクシベル成長する。
一部断面側面図で２！、）る。同図において第１図と同
じ格成部分にｔよ同じ符号か付しである。反応管１の中
央部に結晶基板２が位置するように支持台４を設け、超
支持台４をとおして該結晶基板２の近傍會、通常、成長
温度５５０°Ｃ〜７００°Ｃに保たれるように尚周波コ
イル３により加熱する。更に該支持台４は結晶面内の均
一性を晶めるためモーター等（図示していない）により
矢印で示したように回転する。治具５は石英によりでき
ており、結晶表面より上部Ｑ、５ ｃｍ〜５ ｃｒｎの
位置に配設され、モーター等（図示していな一部）によ
り矢印で示したように回転１−る。原料ガスの例えばト
リメチルガリウム、アル７／及び輸送ガスの例えば水素
は反応管１上部のガス供給ロアから供給され排気ガスは
ガス排出口８から排気される。このような状態において
反応管１に導びかれた前記トリメチルガリウム及びアル
シンは治具５の空孔５１（第２図に図示）をとおり結晶
基板２面上に到達し熱分解反応を起こしてガリウム砒素
としてエビタクシベル成長する。
本実施例の気相成長装置によって実験した結果、治具５
のない場合に見られるような結晶面内の厚み及び組成変
動等結晶成長の不均一性は全く見られなかった。
のない場合に見られるような結晶面内の厚み及び組成変
動等結晶成長の不均一性は全く見られなかった。
本実施例は本発明全制限するものではない。１−なわち
、ガリウム砒素結晶基板のエピタキシャル成長について
例示したが他の結晶基板であっても同様であり、また治
具の空孔の形状や数情または回転法などの構造を任意に
変更しガス流を制御するようにしてもよい。例えばガス
の流速が大きくなった場合には第２図に示した治具の空
孔の面積を中心部と外周部で更に差をつけるなどの変更
をするとよい。
、ガリウム砒素結晶基板のエピタキシャル成長について
例示したが他の結晶基板であっても同様であり、また治
具の空孔の形状や数情または回転法などの構造を任意に
変更しガス流を制御するようにしてもよい。例えばガス
の流速が大きくなった場合には第２図に示した治具の空
孔の面積を中心部と外周部で更に差をつけるなどの変更
をするとよい。
以上の説明により明らかなように本発明の気相成長装置
によれば、反応管内の簡便な構造変更によりガス流ケ缶
制御することができるので結晶ｉｈｌ内のエピタキシャ
ル層の均一性が向上するという効果が生じ、従来の気相
成長装置によ与よりも半導体素子等の性能及び歩ど′！
すが薦゛シ＜向上するという効果が生じる。
によれば、反応管内の簡便な構造変更によりガス流ケ缶
制御することができるので結晶ｉｈｌ内のエピタキシャ
ル層の均一性が向上するという効果が生じ、従来の気相
成長装置によ与よりも半導体素子等の性能及び歩ど′！
すが薦゛シ＜向上するという効果が生じる。
第１図は本発明の気相成長装置の原理を説明するための
一部断面側面図、第２図は第１図におけるガス流整形用
治具の拡大平面図および第３図は本発明の気相成長装置
の一実施例を示・！”一部１１．１１血側面図である。 図において、１・・・・・・縦形石莢反応管、２・・・
・・・ガリウム砒素結晶基板、３・・・・・・高周波コ
イル、４・・・・・・グラファイト支持台、５・・・・
・・円板型ガス流整形用治具、６・・・・・・支持棒、
７・・・・・・カス供給口、８・・・・・・ガス排出口
、５０・・・・・・軸受は穴、５１・・・・・・空孔。 第１拐 を２圀 ９１− 矛３ｖ
一部断面側面図、第２図は第１図におけるガス流整形用
治具の拡大平面図および第３図は本発明の気相成長装置
の一実施例を示・！”一部１１．１１血側面図である。 図において、１・・・・・・縦形石莢反応管、２・・・
・・・ガリウム砒素結晶基板、３・・・・・・高周波コ
イル、４・・・・・・グラファイト支持台、５・・・・
・・円板型ガス流整形用治具、６・・・・・・支持棒、
７・・・・・・カス供給口、８・・・・・・ガス排出口
、５０・・・・・・軸受は穴、５１・・・・・・空孔。 第１拐 を２圀 ９１− 矛３ｖ
Claims (1)
- 縦型気相成長反応管内に原料ガスを供給して結晶成長を
行わせる気相成長装置において、結晶基板表面上方前記
原料ｄス及び輸送ガスの上流部にがス流を制御する回転
自在なガス流整形用治具を配設することを特徴とする気
相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11134683A JPS603122A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11134683A JPS603122A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603122A true JPS603122A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14558860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11134683A Pending JPS603122A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01209719A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-23 | Tokyo Electron Ltd | 半導体ウエハ処理方法 |
-
1983
- 1983-06-21 JP JP11134683A patent/JPS603122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01209719A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-23 | Tokyo Electron Ltd | 半導体ウエハ処理方法 |
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