JPS62182194A - 半導体成長装置 - Google Patents
半導体成長装置Info
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- JPS62182194A JPS62182194A JP2441286A JP2441286A JPS62182194A JP S62182194 A JPS62182194 A JP S62182194A JP 2441286 A JP2441286 A JP 2441286A JP 2441286 A JP2441286 A JP 2441286A JP S62182194 A JPS62182194 A JP S62182194A
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- crucible
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- crucibles
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- Pending
Links
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Landscapes
- 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〕
本発明は半導体成長装置に関し、特に、半導体素子の製
造等に用いられる分子線エピタキシャル装置に関する。
造等に用いられる分子線エピタキシャル装置に関する。
高集積回路、半導体レーザー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。１膜成長方法としては気
相成長法、液相成長法及び分子線エピタキシャル法が用
いられるが、分子線エピタキシャル法は超高真空中での
原料から結晶基板への直接蒸着という有利さから形成さ
れた薄膜は高純度であり、制御性の点で最も優れている
。
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。１膜成長方法としては気
相成長法、液相成長法及び分子線エピタキシャル法が用
いられるが、分子線エピタキシャル法は超高真空中での
原料から結晶基板への直接蒸着という有利さから形成さ
れた薄膜は高純度であり、制御性の点で最も優れている
。
従来の分子線エピタキシャル法においては、材料は窒化
ボロン（ＢＮ）等の反応性の小さいるつぼに収納され、
加熱されて蒸発する。結晶基板は原料を収納したるつぼ
に対向して配置されて加熱され、蒸発した原料分子は前
記基板上に到達し、エピタキシャル成長する。
ボロン（ＢＮ）等の反応性の小さいるつぼに収納され、
加熱されて蒸発する。結晶基板は原料を収納したるつぼ
に対向して配置されて加熱され、蒸発した原料分子は前
記基板上に到達し、エピタキシャル成長する。
特に■族及びＶ族よりなる化合物半導体の分子線エピタ
キシャル法において蒸発源側は付着物による原料汚染を
防ぐため、原料を収納したるつぼの開【」部は水平面に
対して角度をもって傾けである。■族原料であるガリウ
ムや、インジウムを単体で用いる場合は溶融して蒸発さ
せるが、蒸発回数が増すにしたがい、原料は減少し溶融
面の形状が変化してゆく。とくに原料が少量になった場
合、原料が傾斜したるつぼの底部の一部のみにとどまる
。
キシャル法において蒸発源側は付着物による原料汚染を
防ぐため、原料を収納したるつぼの開【」部は水平面に
対して角度をもって傾けである。■族原料であるガリウ
ムや、インジウムを単体で用いる場合は溶融して蒸発さ
せるが、蒸発回数が増すにしたがい、原料は減少し溶融
面の形状が変化してゆく。とくに原料が少量になった場
合、原料が傾斜したるつぼの底部の一部のみにとどまる
。
したがって、加熱された原料の分子線の空間分布は膜成
長の回数と共に変化してゆき、たとえるつぼが対称につ
くられていた場合でも蒸発面は非対称になり、基板表面
に成長したエピタキシャル層の均一性に大きく影響する
という問題点がある。
長の回数と共に変化してゆき、たとえるつぼが対称につ
くられていた場合でも蒸発面は非対称になり、基板表面
に成長したエピタキシャル層の均一性に大きく影響する
という問題点がある。
特に原料が少量になった場合分子線はるつぼの底部の一
部の原料より発せされることより、その空間分布ははな
はだしく不均一となる。
部の原料より発せされることより、その空間分布ははな
はだしく不均一となる。
その対策として基板を回転させて基板面内の均一性を向
上させたり、又基板の取り付は位置をかえて均一性を向
上させることが試みられているが、膜成長回数による分
子線の空間分布の変化を逐次訓電し基板の取り付は位置
を変えなければならないという煩雑な工程が加わる。
上させたり、又基板の取り付は位置をかえて均一性を向
上させることが試みられているが、膜成長回数による分
子線の空間分布の変化を逐次訓電し基板の取り付は位置
を変えなければならないという煩雑な工程が加わる。
本発明の目的は膜成長の回数による分子線の分布変化が
小さい半導体成長装置を提供することにある。
小さい半導体成長装置を提供することにある。
ｒ問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体成長装置は、真空中において蒸発源より
原料を蒸発させて基板表面に半導体薄膜を成長させる半
導体成長装置であって前記蒸発源は複数の原料収容部を
備えた単一蒸発源からなるものである。
原料を蒸発させて基板表面に半導体薄膜を成長させる半
導体成長装置であって前記蒸発源は複数の原料収容部を
備えた単一蒸発源からなるものである。
複数の原料収容部に収容された原料は膜成長の回数が増
し、その総量が減少しても各々の収容部にとどまり、加
熱された原料の分子線は各収容部の原料より放出される
ことより、分子線の空間での分布は従来のようなるつぼ
の底部の一部より放出される分子線の空間分布より均一
性はよくなる。
し、その総量が減少しても各々の収容部にとどまり、加
熱された原料の分子線は各収容部の原料より放出される
ことより、分子線の空間での分布は従来のようなるつぼ
の底部の一部より放出される分子線の空間分布より均一
性はよくなる。
したがって、分子線の空間分布は原料の消費によ。
っても変化が少くなる為、基板表面に成長するエピタキ
シャル層の均一性は向上する。
シャル層の均一性は向上する。
次に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例における単一蒸発源の断面図
、第２図（ａ）、（ｂ）は第１図における単一蒸発源を
構成するるつぼ１の平面図及びＡ−Ａ”線断面図である
。
、第２図（ａ）、（ｂ）は第１図における単一蒸発源を
構成するるつぼ１の平面図及びＡ−Ａ”線断面図である
。
第１図において、傾斜して固定された窒化ホウ素製るつ
ぼ１内には３個の小さなるつぼＩＡが収納されており、
この小さなるつぼＩＡ内には蒸着材料であるガリウム５
が収容されている。
ぼ１内には３個の小さなるつぼＩＡが収納されており、
この小さなるつぼＩＡ内には蒸着材料であるガリウム５
が収容されている。
るつぼ１及び小さなるつぼＩＡはヒーター２によって加
熱され、これらつるぼの温度は熱電対３により測定され
る。タンタル製熱シールド４はヒーターからの熱を外部
に出さない作用をする。このような状態において原料の
ガリウム５はるつぼ１、ＩＡをとおして加熱され、その
温度によって決定されるガリウムの蒸気圧で蒸発する。
熱され、これらつるぼの温度は熱電対３により測定され
る。タンタル製熱シールド４はヒーターからの熱を外部
に出さない作用をする。このような状態において原料の
ガリウム５はるつぼ１、ＩＡをとおして加熱され、その
温度によって決定されるガリウムの蒸気圧で蒸発する。
ガリウム５は３個の小さなるつぼＩＡ内より蒸発するが
、ガリウム５が消費されても小さなるつぼＩＡの上部に
ガリウム５がとどまるため、ガリウム５の分子線の空間
分布の変動はすくない。
、ガリウム５が消費されても小さなるつぼＩＡの上部に
ガリウム５がとどまるため、ガリウム５の分子線の空間
分布の変動はすくない。
一方このような構造をもたない従来のるつぼを用いた場
合はガリウム原料か消費されるに従って溶融ガリウムの
溶融面がさがるためにその分子線の空間分布は大きく変
化してゆく。
合はガリウム原料か消費されるに従って溶融ガリウムの
溶融面がさがるためにその分子線の空間分布は大きく変
化してゆく。
次に、本発明の半導体成長装置を用いて砒化ガリウム膜
を形成した場合について説明する。ガリウムを第１図に
示した小さなるつぼＩＡに収容しガリウム及びるつぼの
設定温度を１０２０℃に保ち、一方、砒素の温度を２２
０℃に保ちながら直径５ＣＩｍの円形砒化ガリウム基板
上に砒化ガリウム膜を成長させたときの砒化ガリウム膜
の厚さのばらつきは、最初に成長させた場合とガリウム
原料が約半分になった場合でも約２％であり差はなかっ
た。
を形成した場合について説明する。ガリウムを第１図に
示した小さなるつぼＩＡに収容しガリウム及びるつぼの
設定温度を１０２０℃に保ち、一方、砒素の温度を２２
０℃に保ちながら直径５ＣＩｍの円形砒化ガリウム基板
上に砒化ガリウム膜を成長させたときの砒化ガリウム膜
の厚さのばらつきは、最初に成長させた場合とガリウム
原料が約半分になった場合でも約２％であり差はなかっ
た。
一方従来のるつぼを用いた場合は、ガリウム原料が約半
分に消費された場合の砒化ガリウム膜の厚さのばらつき
は約４％となり、初期の成長の場合に比べてそのばらつ
きは２倍であった。
分に消費された場合の砒化ガリウム膜の厚さのばらつき
は約４％となり、初期の成長の場合に比べてそのばらつ
きは２倍であった。
尚、上記実施例に於てはるつぼ中に３個の小さなるつぼ
を収納した場合について説明したが、小さなるつぼの数
は３個に限定されるものではなく、２個以上であればよ
い。また小さなるつほを収納する代りに内部が複数の原
料収容部に分割されたるつぼを用いて単一蒸発源を構成
してもよい。
を収納した場合について説明したが、小さなるつぼの数
は３個に限定されるものではなく、２個以上であればよ
い。また小さなるつほを収納する代りに内部が複数の原
料収容部に分割されたるつぼを用いて単一蒸発源を構成
してもよい。
以、Ｆ説明したように本発明は、複数の原料収部を有す
る単一蒸発源を用いることにより、膜長の回数による分
子線の分布変化が少く膜厚の−な半導体を成長させるこ
とができる効果があ
る単一蒸発源を用いることにより、膜長の回数による分
子線の分布変化が少く膜厚の−な半導体を成長させるこ
とができる効果があ
第１図は本発明の一実施例における単一蒸発の断面図、
第２図（ａ）、（ｂ）は第１図におるるつぼの平面図び
Ａ−Ａ’線断面図である。 １・・・るつぼ、ＩＡ・・・小さなるつぼ、２・・・ヒ
ーー、３・・・熱電対、４・・・タンタル製熱シールド
、・・・ガリウム。
第２図（ａ）、（ｂ）は第１図におるるつぼの平面図び
Ａ−Ａ’線断面図である。 １・・・るつぼ、ＩＡ・・・小さなるつぼ、２・・・ヒ
ーー、３・・・熱電対、４・・・タンタル製熱シールド
、・・・ガリウム。
Claims (1)
- 真空中において蒸発源より原料を蒸発させて基板表面に
半導体薄膜を成長させる半導体成長装置において、前記
蒸発源は複数の原料収容部を備えた単一蒸発源であるこ
とを特徴とする半導体成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2441286A JPS62182194A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 半導体成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2441286A JPS62182194A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 半導体成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62182194A true JPS62182194A (ja) | 1987-08-10 |
Family
ID=12137442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2441286A Pending JPS62182194A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 半導体成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62182194A (ja) |
-
1986
- 1986-02-05 JP JP2441286A patent/JPS62182194A/ja active Pending
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