JPS61101488A - 分子線結晶成長装置 - Google Patents
分子線結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS61101488A JPS61101488A JP22153284A JP22153284A JPS61101488A JP S61101488 A JPS61101488 A JP S61101488A JP 22153284 A JP22153284 A JP 22153284A JP 22153284 A JP22153284 A JP 22153284A JP S61101488 A JPS61101488 A JP S61101488A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- supporting member
- crystal
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は分子線結晶成長装置、特に結晶を成長させる単
結晶基板を該装置内で支持加熱する構造の改善に関する
。
結晶基板を該装置内で支持加熱する構造の改善に関する
。
半導体装置等には、単結晶基板上に所要の単結晶層をエ
ピタキシャル成長した基体が広く用いられている。
ピタキシャル成長した基体が広く用いられている。
エピタキシャル成長には種々の方法が行われているが、
分子線結晶成長方法（ＭＢＥ法）Ｃよ、単結晶層の構成
元素及び不純物元素を１０− ” Ｔｏｒｒ程度の高真
空中でセルから蒸発させ、ビーム状に基板に照１ｔして
エピタキシャル成長を行う方法である。
分子線結晶成長方法（ＭＢＥ法）Ｃよ、単結晶層の構成
元素及び不純物元素を１０− ” Ｔｏｒｒ程度の高真
空中でセルから蒸発させ、ビーム状に基板に照１ｔして
エピタキシャル成長を行う方法である。
ＭＢＨ法では基板に到達する各元素の分子数は、蒸発系
の幾何学的形状と蒸発源温度とによって一義的に決定さ
れる。従って結晶の成長速度、混晶の組成比或いは不純
物ドープ量などを正確に制御することができ、例えば超
格子構造など最も精密な結晶成長に適してい・る。
の幾何学的形状と蒸発源温度とによって一義的に決定さ
れる。従って結晶の成長速度、混晶の組成比或いは不純
物ドープ量などを正確に制御することができ、例えば超
格子構造など最も精密な結晶成長に適してい・る。
良好な単結晶層をエピタキシャル成長するためにはこれ
を成長する基板の状態も同等に重要であるが、従来の分
子線結晶成長装置はこの点についてなお不十分である。
を成長する基板の状態も同等に重要であるが、従来の分
子線結晶成長装置はこの点についてなお不十分である。
分子線結晶成長装置内で化合物単結晶層を成長させる基
板を保持し加熱するために、従来量も一般的に行われて
いる構造の例の模式図を第２図に示す。
板を保持し加熱するために、従来量も一般的に行われて
いる構造の例の模式図を第２図に示す。
同図において、２１は基板支持器、２２は基板支持器２
１を固定するピン、２３は加熱ヒータ、２４は熱反射板
、２５は熱電対、２６は回転機構である。基板支持具２
１は例えばモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を用いて
通常円板状に形成され、その面上に適量のインジウム（
Ｉｎ）２７を塗布して単結晶を成長させる基板１１を張
りつけている。
１を固定するピン、２３は加熱ヒータ、２４は熱反射板
、２５は熱電対、２６は回転機構である。基板支持具２
１は例えばモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を用いて
通常円板状に形成され、その面上に適量のインジウム（
Ｉｎ）２７を塗布して単結晶を成長させる基板１１を張
りつけている。
例えば基板１１が砒化ガリウム（ＧａＡｓ）単結晶基板
であり、この上にＧａＡｓ、砒化フルミニラムガリウム
（ＡＩＧａＡｓ）等の単結晶層を成長する際には、基板
支持器２１、インジウム（Ｉｎ）２７を介して基板１１
を例えば温度６８０’Ｃ程度に加熱して前記の如くエピ
タキシャル成長を実施する。
であり、この上にＧａＡｓ、砒化フルミニラムガリウム
（ＡＩＧａＡｓ）等の単結晶層を成長する際には、基板
支持器２１、インジウム（Ｉｎ）２７を介して基板１１
を例えば温度６８０’Ｃ程度に加熱して前記の如くエピ
タキシャル成長を実施する。
この温度においてＩｎ２７はＧａＡｓ基板１１に拡散し
て密着力が得られ、基板１１が真空中で良く固定される
とともに、基板支持器２１と単結晶基板１１との間の熱
伝導が良く、温度分布が均一になるという利点がある。
て密着力が得られ、基板１１が真空中で良く固定される
とともに、基板支持器２１と単結晶基板１１との間の熱
伝導が良く、温度分布が均一になるという利点がある。
しかしながら、例えば１時間程度のＭＢＥ成長中にこの
Ｉｎの拡散深さは１００ｐ程度に達し、エピタキシャル
成長後に、Ｉｎ層２７を融解して基板１１を基板支持器
２１から取り外し、そのＩｎが拡散した部分を付着して
いるＩｎとともに研磨して取り除いている。
Ｉｎの拡散深さは１００ｐ程度に達し、エピタキシャル
成長後に、Ｉｎ層２７を融解して基板１１を基板支持器
２１から取り外し、そのＩｎが拡散した部分を付着して
いるＩｎとともに研磨して取り除いている。
上記の従来方法では、（ａｌ前記の研磨工程が必要にな
るのみならず、（ｂｌエピタキシャル成長した単結晶層
がこの研磨４程で汚染されることが避けがたい。（Ｃ）
基板及び成長層の周囲や表面又のＩｎの付着を免れない
が、これをＧａＡｓに対して選択的に除去することは不
可能であり、この付着したＩｎは後の工程で障害発生の
原因にもなる。（ｄｌ蒸発したＩｎがセルに入り、これ
がビームに含まれて成長する単結晶を汚染する。（ｅ）
単結晶基板と基板支持器との間の熱膨張係数の差により
、単結晶基板にスリップライン等の欠陥を生じ易い。な
どの問題点がある。
るのみならず、（ｂｌエピタキシャル成長した単結晶層
がこの研磨４程で汚染されることが避けがたい。（Ｃ）
基板及び成長層の周囲や表面又のＩｎの付着を免れない
が、これをＧａＡｓに対して選択的に除去することは不
可能であり、この付着したＩｎは後の工程で障害発生の
原因にもなる。（ｄｌ蒸発したＩｎがセルに入り、これ
がビームに含まれて成長する単結晶を汚染する。（ｅ）
単結晶基板と基板支持器との間の熱膨張係数の差により
、単結晶基板にスリップライン等の欠陥を生じ易い。な
どの問題点がある。
前記の問題を生ずるＩｎを使用しない羊結晶基板支持構
造が、シリコン（Ｓｉ）基板については実施されている
。この場合には先に例示した基板支持器を円環状にして
、Ｓｉ基板を裏面から直接加熱している。
造が、シリコン（Ｓｉ）基板については実施されている
。この場合には先に例示した基板支持器を円環状にして
、Ｓｉ基板を裏面から直接加熱している。
しかしながら前記ＧａＡｓ等の化合物単結晶基板につい
ては、基板裏面を解放して加熱するならば砒素（Ａｓ）
等が蒸発し、単結晶基板に裏面から多（の欠陥を発生す
るために、この構造は適用不可能である。
ては、基板裏面を解放して加熱するならば砒素（Ａｓ）
等が蒸発し、単結晶基板に裏面から多（の欠陥を発生す
るために、この構造は適用不可能である。
また前記基板支持器２１に類似する円板状の基板支持器
を用い、これに単結晶基板を押しつける構造も知られて
いる。この構造によれば化合物単結晶基板裏面からの蒸
発は阻止されるが、単結晶基板表面の温度分布が良好に
なる基板支持器との間の熱伝導を得るためには、単結晶
基板に大きな圧力を加えることが必要であって、単結晶
基板に歪を生じて実用に適しない。
を用い、これに単結晶基板を押しつける構造も知られて
いる。この構造によれば化合物単結晶基板裏面からの蒸
発は阻止されるが、単結晶基板表面の温度分布が良好に
なる基板支持器との間の熱伝導を得るためには、単結晶
基板に大きな圧力を加えることが必要であって、単結晶
基板に歪を生じて実用に適しない。
〔発明が解決しようとする問題点３
以上説明した如く、従来の分子線結晶成長装置を用いて
化合物半導体層のエピタキシャル成長を行う場合には、
汚染、結晶欠陥等の障害を避けがたく、基板を支持、加
熱する構造を改善してこの問題を解決することがが強く
要望されている。
化合物半導体層のエピタキシャル成長を行う場合には、
汚染、結晶欠陥等の障害を避けがたく、基板を支持、加
熱する構造を改善してこの問題を解決することがが強く
要望されている。
前記問題点は、単結晶基板の裏面を基板支持部材に密着
し、該基板支持部材を透過した熱放射線により該基板を
加熱して、該基板の表面上に単結晶層をエピタキシャル
成長する本発明による分子線結晶成長装置により解決さ
れる。
し、該基板支持部材を透過した熱放射線により該基板を
加熱して、該基板の表面上に単結晶層をエピタキシャル
成長する本発明による分子線結晶成長装置により解決さ
れる。
本発明による分子線結晶成長装置においては、単結晶層
を成長させる単結晶基板と基板支持部材とを重ねて密着
させ、基板支持部材を熱源側にして装着す−る。
を成長させる単結晶基板と基板支持部材とを重ねて密着
させ、基板支持部材を熱源側にして装着す−る。
この基板支持部材は、熱放射線を透過しかつ所要の環境
条件に対して十分に安定な材料で形成し、単結晶基板を
成長温度にする加熱は、前記従来例の如く熱伝導ではな
く、基板支持部材を透過した熱放射線によって直接に加
熱する。
条件に対して十分に安定な材料で形成し、単結晶基板を
成長温度にする加熱は、前記従来例の如く熱伝導ではな
く、基板支持部材を透過した熱放射線によって直接に加
熱する。
従って単結晶基板と基板支持部材との間の熱抵抗には拘
束されず、単結晶基板及び成長した単結晶層に前記従来
例の如き汚染或いはストレスを与えることなく、また基
板結晶内原子の裏面からの蒸発、外部への拡散は基板支
持部材に密着させることにより防止することが出来る。
束されず、単結晶基板及び成長した単結晶層に前記従来
例の如き汚染或いはストレスを与えることなく、また基
板結晶内原子の裏面からの蒸発、外部への拡散は基板支
持部材に密着させることにより防止することが出来る。
以下本発明を第１図に模式図を示す実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
同図において、１は例えばサファイア結晶からなる基板
支持部材、２は基板支持器、３は止め具、４は基板支持
器２を固定するピン、５は加熱ヒータ、６は熱反射板、
７は熱電対、８は回転機構である。
支持部材、２は基板支持器、３は止め具、４は基板支持
器２を固定するピン、５は加熱ヒータ、６は熱反射板、
７は熱電対、８は回転機構である。
単結晶を成長させる基板１１は、円環状の基板支持器２
に基板支持部材１とともに挿入され、止め具３により脱
落が防止されている。基板支持器２の材料、その成長装
置への装着等は従来方法を特に変更する必要はない。
に基板支持部材１とともに挿入され、止め具３により脱
落が防止されている。基板支持器２の材料、その成長装
置への装着等は従来方法を特に変更する必要はない。
本発明による基板支持部材１の材料として、例えばサフ
ァイア結晶、シリコン結晶、石英等を使用することがで
きるが、特に前記実施例の如く基板状とし、その表面を
結晶面或いはこれに近い平滑な面として、単結晶を成長
させる基板１１に良く密着させることが望ましい。前記
材料の中でも、特にサファイア結晶は熱放射線の透過性
に優れ、また加工精度が良く平滑面が得やすいので良好
な結果が得られる。
ァイア結晶、シリコン結晶、石英等を使用することがで
きるが、特に前記実施例の如く基板状とし、その表面を
結晶面或いはこれに近い平滑な面として、単結晶を成長
させる基板１１に良く密着させることが望ましい。前記
材料の中でも、特にサファイア結晶は熱放射線の透過性
に優れ、また加工精度が良く平滑面が得やすいので良好
な結果が得られる。
また熱源等も通常は変更することな（使用することが出
来るが、本発明によれば単結晶を成長させる基板を直接
に加熱するために、熱効率が向上する効果が得られる。
来るが、本発明によれば単結晶を成長させる基板を直接
に加熱するために、熱効率が向上する効果が得られる。
以上説明した如く本発明によれば、分子線結晶成長方法
によるエピタキシャル成長を、汚染あるいは結晶欠陥を
生ずることな〈実施することが可能となる。
によるエピタキシャル成長を、汚染あるいは結晶欠陥を
生ずることな〈実施することが可能となる。
更に本発明は従来使用している装置にも容易に適用する
ことが可能であり、化合物半導体装置等の実用化の推進
に大きい効果が得られる。
ことが可能であり、化合物半導体装置等の実用化の推進
に大きい効果が得られる。
第１図は本発明の実施例を示す模式図、第２図は従来例
を示す模式図である。 図において、 １は基板支持部材、 ２は基板支持器、３は止め具、
４は固定ピン、５は加熱ヒータ、 ６は熱
反射板、７は熱電対、 ８は回転機構、１１は
単結晶を成長させる基板である。 篇 １ 図 邦 ２ 図
を示す模式図である。 図において、 １は基板支持部材、 ２は基板支持器、３は止め具、
４は固定ピン、５は加熱ヒータ、 ６は熱
反射板、７は熱電対、 ８は回転機構、１１は
単結晶を成長させる基板である。 篇 １ 図 邦 ２ 図
Claims (1)
- 単結晶基板の裏面を基板支持部材に密着し、該基板支持
部材を透過した熱放射線により該基板を加熱して、該基
板の表面上に単結晶層をエピタキシャル成長することを
特徴とする分子線結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22153284A JPS61101488A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 分子線結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22153284A JPS61101488A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 分子線結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101488A true JPS61101488A (ja) | 1986-05-20 |
| JPH0215520B2 JPH0215520B2 (ja) | 1990-04-12 |
Family
ID=16768189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22153284A Granted JPS61101488A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 分子線結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61101488A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62288655A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | Sumitomo Naugatuck Co Ltd | 着色剤配合安定化耐熱性樹脂組成物 |
| JPH01301212A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-12-05 | Asahi Denka Kogyo Kk | 弾性成形型の製造方法並びにその弾性成形型を使用した成形品の製造方法 |
| JP2016076529A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度測定用支持部材及び熱処理装置 |
-
1984
- 1984-10-22 JP JP22153284A patent/JPS61101488A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62288655A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | Sumitomo Naugatuck Co Ltd | 着色剤配合安定化耐熱性樹脂組成物 |
| JPH0573144B2 (ja) * | 1986-06-06 | 1993-10-13 | Sumitomo Dow Kk | |
| JPH01301212A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-12-05 | Asahi Denka Kogyo Kk | 弾性成形型の製造方法並びにその弾性成形型を使用した成形品の製造方法 |
| JP2016076529A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度測定用支持部材及び熱処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215520B2 (ja) | 1990-04-12 |
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