JPS6153197A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS6153197A JPS6153197A JP17194984A JP17194984A JPS6153197A JP S6153197 A JPS6153197 A JP S6153197A JP 17194984 A JP17194984 A JP 17194984A JP 17194984 A JP17194984 A JP 17194984A JP S6153197 A JPS6153197 A JP S6153197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas flow
- crystal growth
- reaction tube
- holder
- wafer holder
- 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
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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】
産業上の利用分野
本発明に、半導体、誘電体等の結晶薄膜を基板結晶上に
成長式せ結晶成長装置に関するものでろって、特に、気
体状態の原料を反応させて結晶成長を行う縦型の反応装
置に関するものである。
成長式せ結晶成長装置に関するものでろって、特に、気
体状態の原料を反応させて結晶成長を行う縦型の反応装
置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来行なわれている縦型成長装置の例を第１図に示す。
石英などでできた反応管３の内部に、回転可能な軸２に
よって、ウエノ・−ホルダー１が設置されている。基板
となる結晶ウエノ・−７にこのウェハーホルダー１の上
に置かれている。図でに円板状のウェハーホルダー１を
示しているが、実際にに円板状ばかりでなく、多角錐台
状のものを用い複数枚のウェハーを一度に処理すること
ができるようにする場合も多い。このウニ／・−ホルダ
ー１のめる領域に加熱装置らによって必要な温度に加熱
できるようになっている。
よって、ウエノ・−ホルダー１が設置されている。基板
となる結晶ウエノ・−７にこのウェハーホルダー１の上
に置かれている。図でに円板状のウェハーホルダー１を
示しているが、実際にに円板状ばかりでなく、多角錐台
状のものを用い複数枚のウェハーを一度に処理すること
ができるようにする場合も多い。このウニ／・−ホルダ
ー１のめる領域に加熱装置らによって必要な温度に加熱
できるようになっている。
適当な気体流量制御系によって、必要な流量に制御きれ
た原料気体に、反応管３に取りつけられた原料気体導入
口４から送り込まれ、加熱された基板子の表面で反応し
結晶層が析出する。反応後の廃ガスに、排気口６から排
出される。
た原料気体に、反応管３に取りつけられた原料気体導入
口４から送り込まれ、加熱された基板子の表面で反応し
結晶層が析出する。反応後の廃ガスに、排気口６から排
出される。
このような反応装置において、成長する結晶の均一性、
各種特性を向上させるために、原料気体導入口４及びそ
の周辺の形状についてに各種の工夫がなされている。し
かしながら、反応管内全体として気体の流れを考えると
、原料気体導入口から排気口５へ向うようになっており
、どうしても非対称な流れにならざるを得ない。また、
ウェハーホルダー１のある部分に加熱され℃いるのに対
し、導入でれる原料ガスに、室温ないしそれに近い温度
であることから、さらに反応管の壁とウェハ」ホルダー
１の間の温度差などにより、反応管内にに複雑な対流が
生じる。この対流にまた管内各部分の気体を混合するこ
とにより、成長する結晶の性質、例えば不純物の濃度や
その分布１組成やストイキオメトリ−などの制御を困難
にする。
各種特性を向上させるために、原料気体導入口４及びそ
の周辺の形状についてに各種の工夫がなされている。し
かしながら、反応管内全体として気体の流れを考えると
、原料気体導入口から排気口５へ向うようになっており
、どうしても非対称な流れにならざるを得ない。また、
ウェハーホルダー１のある部分に加熱され℃いるのに対
し、導入でれる原料ガスに、室温ないしそれに近い温度
であることから、さらに反応管の壁とウェハ」ホルダー
１の間の温度差などにより、反応管内にに複雑な対流が
生じる。この対流にまた管内各部分の気体を混合するこ
とにより、成長する結晶の性質、例えば不純物の濃度や
その分布１組成やストイキオメトリ−などの制御を困難
にする。
このように従来の縦型結晶成長装量においてに、非
反応ガスの流れが非対称かづ定常になってしまうことに
避は難く、このことが均一で再現性のよい結晶成長を防
げる大きな原因となっ℃いる〇発明の目的 本発明に、従来無視されていた、ウニノー−ホルダーよ
り下流部も含めた反応管内全体としてのガス流の対称的
かつ定常的な流れを作ることが重要でるるとの観点から
、それを実現するための結晶成長装置を提供するもので
ある。
避は難く、このことが均一で再現性のよい結晶成長を防
げる大きな原因となっ℃いる〇発明の目的 本発明に、従来無視されていた、ウニノー−ホルダーよ
り下流部も含めた反応管内全体としてのガス流の対称的
かつ定常的な流れを作ることが重要でるるとの観点から
、それを実現するための結晶成長装置を提供するもので
ある。
発明の構成
本発明においてに、ガス流を均一化するためにウェハー
ホルダーと排気口の間にガス流を整形するための治具を
設置する。このガス流整形冶具により、排気口に向う非
対称な流れを抑制すると同時に、対流とそれに伴う渦の
発生を抑え、下流側からの逆流などによるガスの混合を
防ぐものでめる。
ホルダーと排気口の間にガス流を整形するための治具を
設置する。このガス流整形冶具により、排気口に向う非
対称な流れを抑制すると同時に、対流とそれに伴う渦の
発生を抑え、下流側からの逆流などによるガスの混合を
防ぐものでめる。
実施例の説明
実施例１
第２図に本発明による結晶成長装置を示す図であっ工、
ウェハーホルダー２１を設置した、回転可能な軸２２に
、直径０．５〜５賜の多数の穴をもつ石英板２８をガス
流整形治具として取りつけたものである。この石英製ガ
ス流整形冶具２８に、排気口に近く取りつけると余り効
果がすく、排気口２５より５ Ｃａｎ以上上流側がよい
。またウニノ・−ホルダー２１にに近づけてもよい。ウ
ニノー−ホルダー２１として、カーボン製の円板を用い
、加熱装置２６として高周波コイルによるウニノ・−ホ
ルダー２１の加熱ができる、いわゆる高周波力Ω熱炉を
用い、原料ガスとしてトリメチルカリウムとアルシンを
用いたいわゆる有機金属気相成長法による砒化ガリウム
の結晶成長を行ったところ非常に均一性のよい結晶成長
が可能でめった。それと同時に、ＧａＡＳ成長における
ガスの中での砒素とガリウムの比率が成長する結晶の特
性に大きく影響することに従来から知られているが、本
実施例の結果によれば、対流による未反応の原料の逆流
によるガス中での原料組成の変動が少なくなり、安定な
結晶成長が行なえるようになった。またガス中での組成
変動が少なくなったことにより、微量に添加する不純物
の量の制御もしやすくなった。
ウェハーホルダー２１を設置した、回転可能な軸２２に
、直径０．５〜５賜の多数の穴をもつ石英板２８をガス
流整形治具として取りつけたものである。この石英製ガ
ス流整形冶具２８に、排気口に近く取りつけると余り効
果がすく、排気口２５より５ Ｃａｎ以上上流側がよい
。またウニノ・−ホルダー２１にに近づけてもよい。ウ
ニノー−ホルダー２１として、カーボン製の円板を用い
、加熱装置２６として高周波コイルによるウニノ・−ホ
ルダー２１の加熱ができる、いわゆる高周波力Ω熱炉を
用い、原料ガスとしてトリメチルカリウムとアルシンを
用いたいわゆる有機金属気相成長法による砒化ガリウム
の結晶成長を行ったところ非常に均一性のよい結晶成長
が可能でめった。それと同時に、ＧａＡＳ成長における
ガスの中での砒素とガリウムの比率が成長する結晶の特
性に大きく影響することに従来から知られているが、本
実施例の結果によれば、対流による未反応の原料の逆流
によるガス中での原料組成の変動が少なくなり、安定な
結晶成長が行なえるようになった。またガス中での組成
変動が少なくなったことにより、微量に添加する不純物
の量の制御もしやすくなった。
本実施例では、石英製ガス流整形治具を一つだけ用いた
形で説明したが、複数枚のものを用いることも可能であ
ることに言うまでもない。
形で説明したが、複数枚のものを用いることも可能であ
ることに言うまでもない。
実施例２
第３図に本発明に用いられるガス流整形治具の別の実施
例を示す図でろって、実施例１の場合の石英製の多孔円
板のかわシに同図に示すように多数の石英板３８を軸３
２に放射状に設置したものである。この石英板３８の反
応管軸方向の長さとしてに、反応管の直径程度以上が必
要でめった。
例を示す図でろって、実施例１の場合の石英製の多孔円
板のかわシに同図に示すように多数の石英板３８を軸３
２に放射状に設置したものである。この石英板３８の反
応管軸方向の長さとしてに、反応管の直径程度以上が必
要でめった。
この方法によっても、実施例１に述べたと同様にガス流
の均一化安定化をにかることが可能であり、均一性のよ
い結晶を得ることができた。
の均一化安定化をにかることが可能であり、均一性のよ
い結晶を得ることができた。
発明の詳細
な説明したように、本発明の気相成長装置に結晶成長基
板のおかれているホルダーより下流側におけるガス流を
均一化するための部品を取りつけることにより、対流等
の好ましくない気体の流れを抑制でき、その結果再現性
よく均一な結晶成長層が得られる。
板のおかれているホルダーより下流側におけるガス流を
均一化するための部品を取りつけることにより、対流等
の好ましくない気体の流れを抑制でき、その結果再現性
よく均一な結晶成長層が得られる。
第１図に従来の方法による結晶成長装置の概念図、第２
図に本発明による結晶成長装置の一実施例を示す概念図
、第３図に本発明に用いられるガス流整形治具の他の実
施例を示す図で８る。 ２１・・・・・・ウェハーホルダー、２２．３２・・・
・・・軸、２３・・・・・・反応管、２４・・・・・・
原料気体導入口、２６・・・・・・排気口、２６・・・
・・・加熱装置、２７・・・・・ウニノ・−１２８，３
８・・・・・・ガス流整形治具。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ３ 図
図に本発明による結晶成長装置の一実施例を示す概念図
、第３図に本発明に用いられるガス流整形治具の他の実
施例を示す図で８る。 ２１・・・・・・ウェハーホルダー、２２．３２・・・
・・・軸、２３・・・・・・反応管、２４・・・・・・
原料気体導入口、２６・・・・・・排気口、２６・・・
・・・加熱装置、２７・・・・・ウニノ・−１２８，３
８・・・・・・ガス流整形治具。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ３ 図
Claims (1)
- 基板に気相成長させる反応管と、この反応管の中に設置
され基板を保持する基板ホルダーと、前記反応管に設け
られた反応気体の導入口及び導出口と、前記導入口から
導出口ヘの反応気体の流れを均一にする気体流整形部を
有する結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17194984A JPS6153197A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17194984A JPS6153197A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6153197A true JPS6153197A (ja) | 1986-03-17 |
Family
ID=15932777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17194984A Pending JPS6153197A (ja) | 1984-08-18 | 1984-08-18 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6153197A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137575A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-16 | 株式会社明電舎 | マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ |
| EP0472316A2 (en) * | 1990-08-08 | 1992-02-26 | Hughes Aircraft Company | Multichannel plate assembly for gas source molecular beam epitaxy |
| US6464792B1 (en) * | 1995-08-03 | 2002-10-15 | Asm America, Inc. | Process chamber with downstream getter plate |
-
1984
- 1984-08-18 JP JP17194984A patent/JPS6153197A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137575A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-16 | 株式会社明電舎 | マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ |
| EP0472316A2 (en) * | 1990-08-08 | 1992-02-26 | Hughes Aircraft Company | Multichannel plate assembly for gas source molecular beam epitaxy |
| US5188671A (en) * | 1990-08-08 | 1993-02-23 | Hughes Aircraft Company | Multichannel plate assembly for gas source molecular beam epitaxy |
| US6464792B1 (en) * | 1995-08-03 | 2002-10-15 | Asm America, Inc. | Process chamber with downstream getter plate |
| US6608287B2 (en) | 1995-08-03 | 2003-08-19 | Asm America, Inc. | Process chamber with rectangular temperature compensation ring |
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