JPS6237924A - 基板加熱用ヒ−タ及びそれを用いた基板加熱方法 - Google Patents
基板加熱用ヒ−タ及びそれを用いた基板加熱方法Info
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- JPS6237924A JPS6237924A JP17789585A JP17789585A JPS6237924A JP S6237924 A JPS6237924 A JP S6237924A JP 17789585 A JP17789585 A JP 17789585A JP 17789585 A JP17789585 A JP 17789585A JP S6237924 A JPS6237924 A JP S6237924A
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- heat
- heating substrate
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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〕
この発明は、真空中で半導体等の基板を加熱するのに用
いられる基板加熱用ヒータ及びそれを用いた基板加熱方
法に関する。
いられる基板加熱用ヒータ及びそれを用いた基板加熱方
法に関する。
例えば分子線エピタキシー装置等において、真空中で例
えばＧａＡｓ等の半導体の基板を加熱するのに、従来か
ら第４図あるいは第５図に示すような方法が採られてい
る。
えばＧａＡｓ等の半導体の基板を加熱するのに、従来か
ら第４図あるいは第５図に示すような方法が採られてい
る。
第４図においては、例えばモリブデンから成る有底円筒
形の基板ホルダ２を用いて、それの外側底面に基板１を
例えばインジウムで全面にロウ付けすることによって、
当該基板１の保持と基板１と基板ホルダ２との間の熱伝
達を図っている。これは、基板１を基板ホルダ２の外側
底面に単に取り付けただけでは、ミクロ的に見れば両者
間に多くの間隙があって十分な熱伝達が得られないから
である。なお図中の３は基板加熱用のヒータである。
形の基板ホルダ２を用いて、それの外側底面に基板１を
例えばインジウムで全面にロウ付けすることによって、
当該基板１の保持と基板１と基板ホルダ２との間の熱伝
達を図っている。これは、基板１を基板ホルダ２の外側
底面に単に取り付けただけでは、ミクロ的に見れば両者
間に多くの間隙があって十分な熱伝達が得られないから
である。なお図中の３は基板加熱用のヒータである。
ところが上記のような加熱方法は、インジウムによる基
板１の汚染が起こるためクリーンではなく、しかも後工
程でインジウムの除去処理が必要であるため量産向きで
ないという問題がある。
板１の汚染が起こるためクリーンではなく、しかも後工
程でインジウムの除去処理が必要であるため量産向きで
ないという問題がある。
そのため現状では、第５、図に示すように、リング状の
基板ボルダ４に基板１を装着し、当該基板１を直接、ヒ
ータ３からの輻射熱で加熱する方法が採られている。な
お図中の５は、基板固定用の例えばモリブデンから成る
押え板である。
基板ボルダ４に基板１を装着し、当該基板１を直接、ヒ
ータ３からの輻射熱で加熱する方法が採られている。な
お図中の５は、基板固定用の例えばモリブデンから成る
押え板である。
ところが上記のような加熱方法では、基板１が例えばＧ
ａＡｓ等の化合物半導体の場合には赤外線の透過率が高
いものが多いため、■基板ｌの加熱に長時間（例えば１
〜２時間）を要する、■温度の均一性が容易に達成され
ず、デバイス化した場合にそれが特性のバラツキとなっ
て表れる、等の問題がある。
ａＡｓ等の化合物半導体の場合には赤外線の透過率が高
いものが多いため、■基板ｌの加熱に長時間（例えば１
〜２時間）を要する、■温度の均一性が容易に達成され
ず、デバイス化した場合にそれが特性のバラツキとなっ
て表れる、等の問題がある。
また特殊な場合には、第５図の方法において、基板１の
裏面に金属膜をコーティングして熱線吸収の向上を図っ
ているけれども、その場合には余分な前処理を要すると
共に他の金属で基板１を汚染するという問題が生じる。
裏面に金属膜をコーティングして熱線吸収の向上を図っ
ているけれども、その場合には余分な前処理を要すると
共に他の金属で基板１を汚染するという問題が生じる。
そのため、量産指向の分子線エピタキシー装置等におい
ては、クリーンであって余分な前後処理を必要とせず、
しかも迅速に基板を加熱することができる手段が求めら
れていた。
ては、クリーンであって余分な前後処理を必要とせず、
しかも迅速に基板を加熱することができる手段が求めら
れていた。
そこでこの発明は、上記のような要望に応えることがで
きる基板加熱用ヒータ及びそれを用いた基板加熱方法を
提供することを目的とする。
きる基板加熱用ヒータ及びそれを用いた基板加熱方法を
提供することを目的とする。
この発明の基板加熱用ヒータは、発熱体の少なくとも基
板側の表面に基板と同系の材料を設けていることを特徴
とする。
板側の表面に基板と同系の材料を設けていることを特徴
とする。
またこの発明の基板加熱方法は、真空中で基板を加熱す
るにあたり、発熱体の少なくとも基板側の表面に基板と
同系の材料を設けた第１のヒータと、そのような材料を
設けていない第２のヒータ、とを用い、初めに第１のヒ
ータで基板を加熱し、次いで第２のヒータで基板を更に
加熱することを特徴とする。
るにあたり、発熱体の少なくとも基板側の表面に基板と
同系の材料を設けた第１のヒータと、そのような材料を
設けていない第２のヒータ、とを用い、初めに第１のヒ
ータで基板を加熱し、次いで第２のヒータで基板を更に
加熱することを特徴とする。
この発明の基板加熱用ヒータにおいては、発熱体に基板
と同系の材料を設けることによって、基板の吸収スペク
トルに合った輻射線がヒータから放出される。そのため
基板の迅速な加熱が行われる。
と同系の材料を設けることによって、基板の吸収スペク
トルに合った輻射線がヒータから放出される。そのため
基板の迅速な加熱が行われる。
またこの発明の基板加熱方法におていは、初めに第１の
ヒータによって基板温度が迅速に立ち上げられ、次いで
第２のヒータによって基板が例えば所定温度にまで加熱
される。これによって、基板が迅速に加熱されると共に
、第１のヒータの長寿命化が図られる。
ヒータによって基板温度が迅速に立ち上げられ、次いで
第２のヒータによって基板が例えば所定温度にまで加熱
される。これによって、基板が迅速に加熱されると共に
、第１のヒータの長寿命化が図られる。
第１図は、この発明の一実施例に係る基板加熱用ヒータ
の一使用態様を示す断面図である。第４図および第５図
と同等部分には同一符号を付してその説明を省略する。
の一使用態様を示す断面図である。第４図および第５図
と同等部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この例では第５図のヒータ３の代わりに、例えばタンタ
ル、モリブデン、タングステン等の高融点材料から成る
発熱体７の表面を、基板１と同系（同種を含む）の材料
から成るコート層８で覆ったヒータ６を用い、これを基
板１に接近（密接）させて基板１を輻射熱で加熱するよ
うにしている。
ル、モリブデン、タングステン等の高融点材料から成る
発熱体７の表面を、基板１と同系（同種を含む）の材料
から成るコート層８で覆ったヒータ６を用い、これを基
板１に接近（密接）させて基板１を輻射熱で加熱するよ
うにしている。
上記ヒータ６からは、コート層８の存在によって、基板
１の吸収スペクトルに合った輻射線が放出されるため、
基板１の迅速な加熱が行われる。
１の吸収スペクトルに合った輻射線が放出されるため、
基板１の迅速な加熱が行われる。
特に基板１がＧａＡｓ、ＧａＰ等のような化合物半導体
の場合には、赤外線の透過率がＳｉ等の場合に比べて高
いため、ヒータ６のコート層８に基板１と同じＧａＡｓ
、ＧａＰ等の半導体材料を用いて、発熱体７からの輻射
線スペクトルを長波長側にシフトさせて基板１の吸収ス
ペクトルに合わせるようにすると、従来のヒータ３に比
べて一層迅速かつ均一に基板１を加熱することができる
。
の場合には、赤外線の透過率がＳｉ等の場合に比べて高
いため、ヒータ６のコート層８に基板１と同じＧａＡｓ
、ＧａＰ等の半導体材料を用いて、発熱体７からの輻射
線スペクトルを長波長側にシフトさせて基板１の吸収ス
ペクトルに合わせるようにすると、従来のヒータ３に比
べて一層迅速かつ均一に基板１を加熱することができる
。
例えば、ＧａＡｓの基板１の温度が所定温度（例えば８
００℃）で安定するまでの時間は、第５図に示した従来
例に比べてＧａＡｓのコート層８を有するヒータ６を用
いたものでは１／２〜１／４程度にまで短縮される。し
かも上記し−タ６によれば、従来のように基板１にロウ
付け、金属膜のコーティング等の処理を施す必要がない
ため、クリーンであって余分な前後処理を必要としない
。
００℃）で安定するまでの時間は、第５図に示した従来
例に比べてＧａＡｓのコート層８を有するヒータ６を用
いたものでは１／２〜１／４程度にまで短縮される。し
かも上記し−タ６によれば、従来のように基板１にロウ
付け、金属膜のコーティング等の処理を施す必要がない
ため、クリーンであって余分な前後処理を必要としない
。
第２図は、この発明の他の実施例に係る基板加熱用ヒー
タの一使用態様を示す断面図である。この実施例のヒー
タ６は、基板１と同系（同種を含む）の材料から成る加
熱用基板９の基板１とは反対側の面に、例えばタンタル
、モリブデン、タングステン等の高融点材料から成る発
熱体７をロウ付は、コーティング、蒸着等によって設け
たものである。この加熱用基板９も上記実施例と同様に
、例えば基板１がＧ ａ Ａ ｓ、 Ｇ ａ Ｐ等の化
合物半導体の場合には、それと同し半導体（Ａ料で形成
するのが好ましい。
タの一使用態様を示す断面図である。この実施例のヒー
タ６は、基板１と同系（同種を含む）の材料から成る加
熱用基板９の基板１とは反対側の面に、例えばタンタル
、モリブデン、タングステン等の高融点材料から成る発
熱体７をロウ付は、コーティング、蒸着等によって設け
たものである。この加熱用基板９も上記実施例と同様に
、例えば基板１がＧ ａ Ａ ｓ、 Ｇ ａ Ｐ等の化
合物半導体の場合には、それと同し半導体（Ａ料で形成
するのが好ましい。
そして、基板１の加熱は、ヒータ６の加熱用基板９側を
基板１に接近（密接）させて行う。その場合、ヒータ６
からは、加熱用基板９が発熱体７によって加熱されるこ
とによって基板ｌの吸収スペクトルに合った輻射線が放
出されるため、第１図の実施例と同程度の時間で迅速に
基板１を輻射加熱することができる。
基板１に接近（密接）させて行う。その場合、ヒータ６
からは、加熱用基板９が発熱体７によって加熱されるこ
とによって基板ｌの吸収スペクトルに合った輻射線が放
出されるため、第１図の実施例と同程度の時間で迅速に
基板１を輻射加熱することができる。
尚、第１図あるいは第２図のいずれのヒータ６において
も、当該ヒータ６が所定の高温度（例えば８００°Ｃ程
度）以上に達すると、コート層８あるいは加熱用基板９
０材利が熱分解する可能性があるため、赤外領域での熱
線の透過率の高い高融点セラミックス材料等でコート層
８あるいは加熱用基板９の表面を更にコーティングして
二重層とし、コート層８あるいは加熱用基板９の熱分解
、蒸発を抑制するようにするのが好ましい。そのように
すれば、当該ヒータ６の長寿命化を図ることができる。
も、当該ヒータ６が所定の高温度（例えば８００°Ｃ程
度）以上に達すると、コート層８あるいは加熱用基板９
０材利が熱分解する可能性があるため、赤外領域での熱
線の透過率の高い高融点セラミックス材料等でコート層
８あるいは加熱用基板９の表面を更にコーティングして
二重層とし、コート層８あるいは加熱用基板９の熱分解
、蒸発を抑制するようにするのが好ましい。そのように
すれば、当該ヒータ６の長寿命化を図ることができる。
そのためのコーティング材料としては、例えばＢＮ膜、
ＢＮＣ膜等が採り得る。
ＢＮＣ膜等が採り得る。
次に上記のようなヒータ６を用いた基板加熱方法の例を
第３図を参照して説明する。この加熱方法においては、
第１のヒータである上記ヒータ６と、第２のヒータであ
る従来型のヒータ３の両方を用いる。そして、ヒータ６
を基板１の昇温時の前半に用い、その後さらに所定温度
にまで基板１を加熱するのにヒータ３を用いる。この場
合、ヒータ６はこの図のように、基板１の前面に配置し
て基板１をその前面から加熱するようにした方がスペー
ス的に有利である。これは、例えば分子線エピタキシー
装置において基板１にエピタキシャル成長させる場合、
ヒータ６は、初期加熱が終了してエピタキシャル成長さ
せる段階で基板１の前面から移動させて成長を妨げない
ようにすれば良いからである。
第３図を参照して説明する。この加熱方法においては、
第１のヒータである上記ヒータ６と、第２のヒータであ
る従来型のヒータ３の両方を用いる。そして、ヒータ６
を基板１の昇温時の前半に用い、その後さらに所定温度
にまで基板１を加熱するのにヒータ３を用いる。この場
合、ヒータ６はこの図のように、基板１の前面に配置し
て基板１をその前面から加熱するようにした方がスペー
ス的に有利である。これは、例えば分子線エピタキシー
装置において基板１にエピタキシャル成長させる場合、
ヒータ６は、初期加熱が終了してエピタキシャル成長さ
せる段階で基板１の前面から移動させて成長を妨げない
ようにすれば良いからである。
上記のような加熱方法においては、ヒータ６は基板１の
吸収スペクトルに合った輻射線を放出するため、前段階
の加熱において基板１の温度が迅速に立ち上げられる。
吸収スペクトルに合った輻射線を放出するため、前段階
の加熱において基板１の温度が迅速に立ち上げられる。
しかもそれに伴って基板１の熱線吸収スペクトルが短波
長側にシフトするため、後段のヒータ３による加熱が容
易になる。そして後段においては、ヒータ６を用いずに
ヒータ３を用いて基板１を所定の高温度にまで加熱する
ため、前述したようにヒータ６に更にコーティングを施
さなくても、ヒータ６のコート層８や加熱用基板９の材
料が熱分解するという事態を回避することができる。そ
れゆえ上記のような加熱方法によれば、基板１を迅速に
加熱することができると共に、ヒータ６の長寿命化をも
図ることができる。
長側にシフトするため、後段のヒータ３による加熱が容
易になる。そして後段においては、ヒータ６を用いずに
ヒータ３を用いて基板１を所定の高温度にまで加熱する
ため、前述したようにヒータ６に更にコーティングを施
さなくても、ヒータ６のコート層８や加熱用基板９の材
料が熱分解するという事態を回避することができる。そ
れゆえ上記のような加熱方法によれば、基板１を迅速に
加熱することができると共に、ヒータ６の長寿命化をも
図ることができる。
以上のようにこの発明に係る基板加熱用ヒータによれば
、クリーンであって余分な前後処理を必要とせず、しか
も迅速かつ均一に基板を加熱することができる。
、クリーンであって余分な前後処理を必要とせず、しか
も迅速かつ均一に基板を加熱することができる。
またこの発明に係る基板加熱方法によれば、基板を迅速
に加熱することができると共に、基板加熱用ヒータの長
寿命化をも図ることができる。
に加熱することができると共に、基板加熱用ヒータの長
寿命化をも図ることができる。
第１図は、この発明の一実施例に係る基板加熱用ヒータ
の一使用態様を示す断面図である。第２図は、この発明
の他の実施例に係る基板加熱用ヒータの一使用態様を示
す断面図である。第３図は、この発明の一実施例に係る
基板加熱方法を説明するための基板回りの断面図である
。第４図および第５図は、それぞれ、従来の基板加熱方
法を説明するための基板回りの断面図である。
の一使用態様を示す断面図である。第２図は、この発明
の他の実施例に係る基板加熱用ヒータの一使用態様を示
す断面図である。第３図は、この発明の一実施例に係る
基板加熱方法を説明するための基板回りの断面図である
。第４図および第５図は、それぞれ、従来の基板加熱方
法を説明するための基板回りの断面図である。
Claims (2)
- （１）真空中で基板を加熱するのに用いられるヒータで
あって、発熱体の少なくとも基板側の表面に基板と同系
の材料を設けていることを特徴とする基板加熱用ヒータ
。 - （２）真空中で基板を加熱するにあたり、発熱体の少な
くとも基板側の表面に基板と同系の材料を設けた第１の
ヒータと、そのような材料を設けていない第２のヒータ
とを用い、初めに第１のヒータで基板を加熱し、次いで
第２のヒータで基板を更に加熱することを特徴とする基
板加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17789585A JPS6237924A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 基板加熱用ヒ−タ及びそれを用いた基板加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17789585A JPS6237924A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 基板加熱用ヒ−タ及びそれを用いた基板加熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237924A true JPS6237924A (ja) | 1987-02-18 |
Family
ID=16038937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17789585A Pending JPS6237924A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 基板加熱用ヒ−タ及びそれを用いた基板加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237924A (ja) |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP17789585A patent/JPS6237924A/ja active Pending
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