JPS6117494A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS6117494A JPS6117494A JP13676584A JP13676584A JPS6117494A JP S6117494 A JPS6117494 A JP S6117494A JP 13676584 A JP13676584 A JP 13676584A JP 13676584 A JP13676584 A JP 13676584A JP S6117494 A JPS6117494 A JP S6117494A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- base
- reaction tube
- phase growth
- crystal substrate
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は気相成長装置に関し、特に半導体素子の製造等
において用いられる気相成長装置に関するものである。
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、半導体レーザ及び光検知等の微細構造を有
する半導体装置を作成するにあたり、薄膜成長はきわめ
て重要な工程の一つである。然るに薄膜成長方法として
は気相成長法、液相成長５法及び分子線エビタクシ−法
が用いられているが、気相成長法は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
ている。
する半導体装置を作成するにあたり、薄膜成長はきわめ
て重要な工程の一つである。然るに薄膜成長方法として
は気相成長法、液相成長５法及び分子線エビタクシ−法
が用いられているが、気相成長法は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
ている。
従来の気相成長法において、原料ガスはガスボンベよシ
又液体原料の場合はバブラー（１３ａｂｂｌｅｒ ）よ
シ輸送ガスとともに反応管に供給される。結晶基板は１
反応管内圧て抵抗加熱、高周波加熱等により加熱され送
られてきた原料ガスは結晶基板上又はその近傍にて化学
反応をおこし結晶基板上にエピタキシャル成長する。
又液体原料の場合はバブラー（１３ａｂｂｌｅｒ ）よ
シ輸送ガスとともに反応管に供給される。結晶基板は１
反応管内圧て抵抗加熱、高周波加熱等により加熱され送
られてきた原料ガスは結晶基板上又はその近傍にて化学
反応をおこし結晶基板上にエピタキシャル成長する。
結晶基板は室温にて反応管内に導入され、反応管内のガ
ス交換及び反応管の昇温を終え、成長条件がととのって
はじめて成長が開始されるが、その間結晶基板の結晶成
長面は上方を向いている。
ス交換及び反応管の昇温を終え、成長条件がととのって
はじめて成長が開始されるが、その間結晶基板の結晶成
長面は上方を向いている。
このような状態において従来の方法ではたとえばトリメ
チルガリウム（ｔｒｙｍｔｈｙｌｅ ｇａｌｌｉｕｍ
）及びアルシン（Ａｒ５ｉｎｅ ）を用いる■−ｖ族の
結晶成長の場合、その前回の成長時によって生じた反応
管壁に生じたひ素及びガリウムひ素が成長前及び成炎中
に基板表面に落下し表面に付着し、薄膜結晶の表面を悪
くするという欠点がある。そこで結晶成長ごとに反応管
を洗うという対策が施されているが、このような対策に
より水分及び大気の反応管導入によシ、成長した結晶の
電気的特性の不安定という新たな問題が生じていた。
チルガリウム（ｔｒｙｍｔｈｙｌｅ ｇａｌｌｉｕｍ
）及びアルシン（Ａｒ５ｉｎｅ ）を用いる■−ｖ族の
結晶成長の場合、その前回の成長時によって生じた反応
管壁に生じたひ素及びガリウムひ素が成長前及び成炎中
に基板表面に落下し表面に付着し、薄膜結晶の表面を悪
くするという欠点がある。そこで結晶成長ごとに反応管
を洗うという対策が施されているが、このような対策に
より水分及び大気の反応管導入によシ、成長した結晶の
電気的特性の不安定という新たな問題が生じていた。
本発明の目的は結晶基板の保持治具の構造に工夫を施す
ことによシ上記欠点及び問題点を解決し比較的簡便な方
向で結晶表面の状態を向上し得る気相成長装置を提供す
ることにある。
ことによシ上記欠点及び問題点を解決し比較的簡便な方
向で結晶表面の状態を向上し得る気相成長装置を提供す
ることにある。
本発明は気相成長反応管内に原料ガスを供給して基板上
に結晶成長を行わせる気相成長装置において、前記基板
の結晶面が下向きになるような結晶基板支持台が設けら
れていることを特徴とする気相成長装置である。
に結晶成長を行わせる気相成長装置において、前記基板
の結晶面が下向きになるような結晶基板支持台が設けら
れていることを特徴とする気相成長装置である。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図（Ｉｋ） 、 （ｂ）は本発明の気相成長装置の
原理を説明するためのたとえばガリウム砒素気相成長装
置の構成図で、（ａ）は横断面図、Φ）は基板の出入口
の方向から見た正面図である。
原理を説明するためのたとえばガリウム砒素気相成長装
置の構成図で、（ａ）は横断面図、Φ）は基板の出入口
の方向から見た正面図である。
第１図において石英反応管３内に設置したグラファイト
支持台２にガリウム砒素結晶基板（以下単に結晶基板と
いう）１を結晶成長面を下向きにガリウム等により裏面
と支持台を密着させて配置し高周波コイル４により結晶
基板１の近傍を加熱する。−万有４ｆｉ金属原料である
トリメチルガリウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅ ｇａｌｌ
ｉｕｍ ）及び砒素の原料であるアルシンは反応管人口
５よシ反応管３に送シこまれ、加熱された結晶近傍で熱
分解し結晶基板１の表面でエピタキシャル成長する。こ
のとき結晶表面ばか夛でなく加熱されたグラファイト支
持台２、及び反応管３の内側に砒素あるいはガリウム砒
素が析出するが従来の装置にみられるようなその付着物
が結晶表面に落下し、付着するというということはなく
なシ、きわめて良好な結晶表面を得ることができ１．る
。
支持台２にガリウム砒素結晶基板（以下単に結晶基板と
いう）１を結晶成長面を下向きにガリウム等により裏面
と支持台を密着させて配置し高周波コイル４により結晶
基板１の近傍を加熱する。−万有４ｆｉ金属原料である
トリメチルガリウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅ ｇａｌｌ
ｉｕｍ ）及び砒素の原料であるアルシンは反応管人口
５よシ反応管３に送シこまれ、加熱された結晶近傍で熱
分解し結晶基板１の表面でエピタキシャル成長する。こ
のとき結晶表面ばか夛でなく加熱されたグラファイト支
持台２、及び反応管３の内側に砒素あるいはガリウム砒
素が析出するが従来の装置にみられるようなその付着物
が結晶表面に落下し、付着するというということはなく
なシ、きわめて良好な結晶表面を得ることができ１．る
。
第２図は本発明の気相成長装置・の実施例１を示す結晶
支持台である。（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図である
。同図はガリウム砒素及びアルミ砒素成長の実施例を示
す。
支持台である。（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図である
。同図はガリウム砒素及びアルミ砒素成長の実施例を示
す。
図中結晶基板１は石英製結晶基板支持台２にガリウムに
よシ密着しさらにグラファイト治具３が石英製結晶基板
支持台２の上に配置されている。
よシ密着しさらにグラファイト治具３が石英製結晶基板
支持台２の上に配置されている。
したがって結晶基板は高周波誘導により加熱されたグラ
ファイト治具より５５０℃〜８５０℃に保持される。そ
してガリウム及びアルミニウムの原料であるトリメチル
ガリウム及びトリメチルアルミニラＡ （ｔｒｉｍｅｔ
ｈｙｌｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ）及び砒素原料であるア
ルシンは結晶基板近傍において熱分解しガリウム砒素又
はアルミニウム砒素として析出する。
ファイト治具より５５０℃〜８５０℃に保持される。そ
してガリウム及びアルミニウムの原料であるトリメチル
ガリウム及びトリメチルアルミニラＡ （ｔｒｉｍｅｔ
ｈｙｌｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ）及び砒素原料であるア
ルシンは結晶基板近傍において熱分解しガリウム砒素又
はアルミニウム砒素として析出する。
第３図は本発明の気相成長装置の実施例２を示す結晶支
持台である。（ａ）が平面図、の）が断面図である。同
図もガリウム砒素成長の実施例で結晶基板１はグラファ
イト製結晶基板支持台２に、グラファイト製支持治具３
及び３′によシ直接接している。し念がって実施例１の
場合とくらべ結晶基板１が加熱源に接しているためよシ
効率よく加熱される。一方、石英製支持台の場合、支持
台の交換、洗浄が比較的便利である。
持台である。（ａ）が平面図、の）が断面図である。同
図もガリウム砒素成長の実施例で結晶基板１はグラファ
イト製結晶基板支持台２に、グラファイト製支持治具３
及び３′によシ直接接している。し念がって実施例１の
場合とくらべ結晶基板１が加熱源に接しているためよシ
効率よく加熱される。一方、石英製支持台の場合、支持
台の交換、洗浄が比較的便利である。
本実施例の気相成長装置によって実験した結果、従来の
方法によってみられるような結晶表面の欠陥（）１００
０個／、、りは第２図及び第３図に示した結晶基板支持
台を採用した場合その密度は２００個／−以下となるこ
とが判明した。
方法によってみられるような結晶表面の欠陥（）１００
０個／、、りは第２図及び第３図に示した結晶基板支持
台を採用した場合その密度は２００個／−以下となるこ
とが判明した。
以上の説明から明らかなように本発明によるときにはき
わめて簡便に結晶表面の汚染をおさえ良好な結晶表面を
得ることができるという利点率あり従来の気相成長法に
比較して半導体素子の歩留シ向上の効果は著しい。
わめて簡便に結晶表面の汚染をおさえ良好な結晶表面を
得ることができるという利点率あり従来の気相成長法に
比較して半導体素子の歩留シ向上の効果は著しい。
第１図（＆） 、 （ｂ）は本発明の気相成長装置の原
理を説明するためのガリウム砒素気相成長装置の構成図
で（ＪＬ）が断面図、申）が正面図である。第２図（ａ
）。 伽）、第３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明装置を用いた
ガリウム砒素、アルミニウム砒素エピタキシャル気相成
長装置の構成図で、それぞれ（ａ）は平面図、（ｂ）は
断面図である。 第１図、１・・・結晶基板、２・・・グラファイト製結
晶基板支持台、３・・・石英製反応管、４・・・高周波
コイル、５・・・反応管ガス入口。第２図、１・・・結
晶基板、２・・・石英製結晶基板支持台、３・・・グラ
ファイト製加熱板。第３図、１・・・結晶基板、２・・
・グラファイト製結晶基板支持台、 ３ 、３’・・・
グラファイト製結晶基板支持治具 ７Ｉ−２図 Ｉｖ３ 図
理を説明するためのガリウム砒素気相成長装置の構成図
で（ＪＬ）が断面図、申）が正面図である。第２図（ａ
）。 伽）、第３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明装置を用いた
ガリウム砒素、アルミニウム砒素エピタキシャル気相成
長装置の構成図で、それぞれ（ａ）は平面図、（ｂ）は
断面図である。 第１図、１・・・結晶基板、２・・・グラファイト製結
晶基板支持台、３・・・石英製反応管、４・・・高周波
コイル、５・・・反応管ガス入口。第２図、１・・・結
晶基板、２・・・石英製結晶基板支持台、３・・・グラ
ファイト製加熱板。第３図、１・・・結晶基板、２・・
・グラファイト製結晶基板支持台、 ３ 、３’・・・
グラファイト製結晶基板支持治具 ７Ｉ−２図 Ｉｖ３ 図
Claims (1)
- 気相成長反応管内に原料ガスを供給して基板上に結晶成
長を行わせる気相成長装置において、前記基板の結晶成
長面が下向きになるような結晶基板支持台が設けられて
い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 |
|---|---|---|---|
| JP13676584A JPS6117494A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13676584A JPS6117494A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117494A true JPS6117494A (ja) | 1986-01-25 |
Family
ID=15182982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13676584A Pending JPS6117494A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6117494A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04252022A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-08 | Nec Corp | 気相成長装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4856581A (ja) * | 1971-10-27 | 1973-08-08 | ||
| JPS5673694A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-18 | Fujitsu Ltd | Vertical type vapor phase growing method and apparatus |
| JPS5713795U (ja) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | ||
| JPS57162327A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-06 | Nec Home Electronics Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1984
- 1984-07-02 JP JP13676584A patent/JPS6117494A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4856581A (ja) * | 1971-10-27 | 1973-08-08 | ||
| JPS5673694A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-18 | Fujitsu Ltd | Vertical type vapor phase growing method and apparatus |
| JPS5713795U (ja) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | ||
| JPS57162327A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-06 | Nec Home Electronics Ltd | Manufacture of semiconductor device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04252022A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-08 | Nec Corp | 気相成長装置 |
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