JPS63114117A - Apparatus for manufacturing semiconductor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、有機金属化学気相堆積法などを実施する半導
体製造装置に於いて、サセプタをカーボンからなり中空
部分を有する枠体状に形成し、その中空部分内に半導体
ウェハを配置すると共にソース・ガスを流通させるよう
にすることに依り、ソース・ガスが全周から加熱される
ようにして高効率で熱分解が起こるようにした。[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides a semiconductor manufacturing apparatus that performs organometallic chemical vapor deposition, etc., in which a susceptor is formed in the shape of a frame body made of carbon and has a hollow portion, and the hollow By arranging the semiconductor wafer within the section and allowing the source gas to flow, the source gas is heated from all around, so that thermal decomposition occurs with high efficiency.
本発明は、有機金属化学気相堆積(metalorga
nics chemical vap。The present invention is directed to metalorganic chemical vapor deposition (metalorganic chemical vapor deposition).
nics chemical vap.
ur deposition:MOCVD)法等を実
施するのに好適な半導体製造装置に関する。The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus suitable for carrying out a microelectronic chemical vapor deposition (MOCVD) method and the like.
第5図は従来のMOCVD装置に用いるサセプタの要部
斜面図を表している。FIG. 5 shows a perspective view of essential parts of a susceptor used in a conventional MOCVD apparatus.
図に於いて、1はカーボン製のサセプタ、2はサセプタ
上に載置さ、れた半導体ウェハをそれぞれ示している。In the figure, 1 indicates a carbon susceptor, and 2 indicates a semiconductor wafer placed on the susceptor.
第6図は従来のMOCVD装置を説明する為の要部切断
側面図を表し、第5図に於いて用いた記号と同記号は同
部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。FIG. 6 shows a cutaway side view of essential parts for explaining a conventional MOCVD apparatus, and the same symbols as those used in FIG. 5 represent the same parts or have the same meanings.
図に於いて、3は反応管、3Aは送気管、3Bは排気管
、4は高周波コイルをそれぞれ示している。In the figure, 3 represents a reaction tube, 3A represents an air supply pipe, 3B represents an exhaust pipe, and 4 represents a high frequency coil.
このMOCVD装置に於いては、サセプタ1が高周波コ
イル4で加熱され、その熱でウェハ2及びソース・ガス
を温め、ウェハ2の表面でソース・ガスを熱分解して所
要物質を堆積させることに依り成膜するようにしている
。In this MOCVD apparatus, a susceptor 1 is heated by a high-frequency coil 4, the wafer 2 and the source gas are heated by the heat, and the source gas is thermally decomposed on the surface of the wafer 2 to deposit the required substance. The film is formed accordingly.
現在、MOCVD技術に関し、選択ドープ・ヘテロ接合
構造ウェハ、即ち、高電子移動度トランジスタ(hig
h electron mobility tr
ansistor:HEMT)用として好適なウェハの
量産を自損して多くの研究・開発がなされている。Currently, regarding MOCVD technology, selectively doped heterojunction structure wafers, i.e., high electron mobility transistors (hig
h electron mobility tr
Much research and development has been carried out at the expense of mass producing wafers suitable for use in HEMT.
然しなから、第5図及び第6図に関して説明したような
従来のMOCVD装置に依って良好なヘテロ接合界面を
有する半導体層を再現性良く成長させることは甚だ困難
である。However, it is extremely difficult to reproducibly grow a semiconductor layer having a good heterojunction interface using a conventional MOCVD apparatus such as that described with reference to FIGS. 5 and 6.
その理由の一つとして、ソース・ガスの分解と熱の関係
が挙げられる。One of the reasons for this is the relationship between decomposition of the source gas and heat.
即ち、従来のMOCVD装置に於いては、第5図及び第
6図から明らかなように、半導体ウェハ2はブロック状
カーボンからなるサセプタ1上に載置され、そのサセプ
タlが反応管3内に装着されると、ソース・ガスが半導
体ウェハ2及びサセプタ1の表面を流通する。That is, in the conventional MOCVD apparatus, as is clear from FIG. 5 and FIG. Once mounted, source gas flows over the surfaces of the semiconductor wafer 2 and the susceptor 1.
この場合、流通するソース・ガスは、高周波加熱されて
いるサセプタ1からの熱が供給されるのみであるから、
半導体ウェハ2の温度が上昇する割にはソース・ガスの
温度は上昇しない。In this case, the flowing source gas is only supplied with heat from the high-frequency heated susceptor 1.
Although the temperature of the semiconductor wafer 2 increases, the temperature of the source gas does not increase.
このように、ソース・ガスの温度が低いと、良好な熱分
解は促進されないから、半導体層の成長が進行しない。As described above, when the temperature of the source gas is low, good thermal decomposition is not promoted, so that the growth of the semiconductor layer does not proceed.
この問題を解消するには、ソース・ガスの温度を充分に
高めれば良いが、それには、サセプタ1の温度を上昇さ
せなければならない。然し、そのようにすると、当然の
ことながら、半導体ウェハ2の温度が更に上昇すること
になり、例えばAsが逸散するなどして表面が損傷され
てしまう。特に、このような異常は、ソース・ガスを切
り換えて異種半導体を成長させた界面に発生することが
多く、選択ドープ・ヘテロ接合構造のウェハを製造する
場合などは、正にこれに該当する。To solve this problem, it is sufficient to raise the temperature of the source gas sufficiently, but this requires raising the temperature of the susceptor 1. However, if this is done, the temperature of the semiconductor wafer 2 will naturally rise further, and the surface will be damaged due to, for example, As being dissipated. In particular, such abnormalities often occur at interfaces where different types of semiconductors are grown by switching the source gas, and this is exactly the case when manufacturing wafers with selectively doped heterojunction structures.
本発明は、半導体ウェハの温度を異常に上昇させること
なく、ソース・ガスの部所を充分に上昇させることがで
きる半導体製造装置を提供しようとする。The present invention aims to provide a semiconductor manufacturing apparatus that can sufficiently raise the temperature of a source gas without abnormally raising the temperature of a semiconductor wafer.
第1図は本発明に用いるサセプタの要部斜面図を表して
いる。FIG. 1 shows a perspective view of essential parts of a susceptor used in the present invention.
図に於いて、11はカーボンからなる枠体状サセプタ、
IIAは中空部分、12は半導体ウェハをそれぞれ示し
ている。In the figure, 11 is a frame-like susceptor made of carbon;
IIA indicates a hollow portion, and 12 indicates a semiconductor wafer.
第2図はサセプタ11が装着されたMOCVD装置の要
部切断側面図を表し、第1図に於いて用いた記号と同記
号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとする。FIG. 2 shows a cutaway side view of the essential parts of the MOCVD apparatus to which the susceptor 11 is attached, and the same symbols as those used in FIG. 1 indicate the same parts or have the same meanings.
図に於いて、13は反応管、13Aは送気管、13Bは
排気管、14は高周波コイルをそれぞれ示している。In the figure, 13 is a reaction tube, 13A is an air supply pipe, 13B is an exhaust pipe, and 14 is a high frequency coil.
第1図及び第2図から明らかなように、本発明に於ける
サセプタ11は枠体状をなしていて、その中空部分11
A内に半導体ウェハ12が配置され、サセプタ11を反
応管13に装着した場合には、半導体ウェハ12が配置
されている中空部分11A内をソース・ガスが流通する
ようになっている。As is clear from FIGS. 1 and 2, the susceptor 11 in the present invention has a frame shape, and the hollow portion 11
When the semiconductor wafer 12 is placed inside A and the susceptor 11 is attached to the reaction tube 13, the source gas flows through the hollow portion 11A where the semiconductor wafer 12 is placed.
勿論、サセプタ11は高周波コイル14からの高周波エ
ネルギで全体が加熱されるから、その中空部分11A内
を流通するソース・ガスは四方から加熱されることにな
り、従来のようにサセプタ11の温度を異常に上昇させ
なくても、ソース・ガスの温度を充分に高めて分解を促
進することができる。Of course, since the entire susceptor 11 is heated by the high-frequency energy from the high-frequency coil 14, the source gas flowing inside the hollow portion 11A is heated from all sides, and the temperature of the susceptor 11 cannot be changed as in the conventional case. The temperature of the source gas can be raised sufficiently to promote decomposition without raising it abnormally.
そこで、本発明に依る半導体製造装置に於いては、カー
ボンを材料とし且つ半導体ウェハ(例えば半導体ウェハ
12)が配置されると共にソース・ガスが流通する中空
部分(例えば中空部分11A)を有する枠体状サセプタ
(例えば枠体状サセプタ11)と、該枠体状サセプタを
収容し且つ高周波コイル(例えば高周波コイル14)内
に装着された反応管(例えば反応管13)とを備えてな
る構成になっている。Therefore, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, a frame body is made of carbon and has a hollow part (for example, hollow part 11A) in which a semiconductor wafer (for example, semiconductor wafer 12) is placed and through which source gas flows. It has a structure comprising a shaped susceptor (for example, frame shaped susceptor 11) and a reaction tube (for example, reaction tube 13) that accommodates the frame shaped susceptor and is installed in a high frequency coil (for example, high frequency coil 14). ing.
前記手段を採ることに依り、ウェハの温度を異常に上昇
させることなく、ソース・ガスの温度のみを上昇させる
ことができ、成長時にAsの離脱などを生ずる虞はない
から、損傷がない良好な表面を有する半導体層を得るこ
とができ、特に、異種半導体層界面での異常発生を防止
するのに卓効があり、選択ドープ・ヘテロ接合構造を形
成するのに好適である。By adopting the above method, only the temperature of the source gas can be increased without abnormally increasing the temperature of the wafer, and there is no risk of As being detached during growth. It is possible to obtain a semiconductor layer having a surface, and is particularly effective in preventing the occurrence of abnormalities at the interface of different semiconductor layers, and is suitable for forming a selectively doped heterojunction structure.
第3図は本発明一実施例の要部説明図を表し、第1図及
び第2図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか
或いは同じ意味を持つものとする。FIG. 3 shows an explanatory view of essential parts of an embodiment of the present invention, and the same symbols as those used in FIGS. 1 and 2 indicate the same parts or have the same meanings.
図に於いて、15はトリメチルガリウム(TMG :
(CH3) 3 G a )のボンベ、16はアル
シン(A s H3)のボンベ、17はA、 S H3
のボンベ、18はTMGのボンベ、19はトリメチルア
ルミニウム(TMA: (CH3) 3Ajりのボン
ベ、20はモノシラン(SiH4)のボンベをそれぞれ
示している。In the figure, 15 is trimethyl gallium (TMG:
(CH3) 3 G a ) cylinder, 16 is arsine (A s H3) cylinder, 17 is A, S H3
18 is a TMG cylinder, 19 is a trimethylaluminum (TMA: (CH3) 3Aj cylinder), and 20 is a monosilane (SiH4) cylinder.
このMOCVD装置を用いて、Aj7GaAs/GaA
s選択ドープ・ヘテロ接合構造を成長させる場合、先ず
、ボンベ15及び16を開いて半絶縁性GaAs基板上
にアン・ドープGaAsJiを成長させ、次に、ボンベ
17乃至20を開いてn型A#GaAs層を成長させる
。Using this MOCVD equipment, Aj7GaAs/GaA
When growing an s-selectively doped heterojunction structure, first open the cylinders 15 and 16 to grow undoped GaAsJi on the semi-insulating GaAs substrate, then open the cylinders 17 to 20 to grow the n-type A# Grow a GaAs layer.
第4図は第3図について説明したようにアン・ドープG
aAs層及びn型Aj!GaAs層を成長させた場合に
於けるヘテロ接合界面でのキャリヤ濃度分布を表す線図
である。Figure 4 shows an undoped G as explained in Figure 3.
aAs layer and n-type Aj! FIG. 3 is a diagram showing carrier concentration distribution at a heterojunction interface when a GaAs layer is grown.
図では、横軸にウェハ表面からの距離を、縦軸にキャリ
ヤ濃度N、をそれぞれ採ってあり、実線C1が本発明を
実施した場合に得られた特性線、破線C2は従来技術を
実施した場合に得られた特性線をそれぞれ示している。In the figure, the horizontal axis represents the distance from the wafer surface, and the vertical axis represents the carrier concentration N. The solid line C1 is the characteristic line obtained when the present invention is implemented, and the broken line C2 is the characteristic line obtained when the conventional technology is implemented. The characteristic lines obtained in each case are shown.
尚、このデータを得たアン・ドープGaAsN及びn型
A I G a A s層の成長温度は共に700(”
c)であった。Note that the growth temperature of both the undoped GaAsN and n-type AI Ga As layers at which this data was obtained was 700°C.
c).
図から判るように、従来技術に依った場合、ペテロ接合
界面近傍でキャリヤ濃度NOの大きな落ち込みが見られ
、これは、熱に依るAsの離脱が大きいことに由来して
いる。これに対し、本発明に依った場合、キャリヤ濃度
N、の落ち込みは殆ど発生していない。As can be seen from the figure, when the conventional technique is used, a large drop in the carrier concentration NO is observed near the Peter junction interface, and this is due to the large detachment of As due to heat. On the other hand, in the case of the present invention, there is almost no drop in the carrier concentration N.
一般に、高純度GaAsとドープAfGaAsとを成長
させる最適温度は異なる場合が多いので、それに対処す
る温度変更をする場合、ASH3を流し続けるか、或い
は、成長を中断することも行われている。このような場
合、半導体ウェハ12の温度が高いと特にAsの離脱が
著しく、第4図に示された落ち込み程度では済まない状
態になるが、本発明に依る場合、そのような虞は情無で
ある。Generally, the optimal temperature for growing high-purity GaAs and doped AfGaAs is often different, so when changing the temperature to deal with this, ASH3 is continued to flow or the growth is interrupted. In such a case, if the temperature of the semiconductor wafer 12 is high, the detachment of As will be particularly significant, and the drop as shown in FIG. be.
本発明に依る半導体製造装置に於いては、サセプタをカ
ーボンからなり中空部分を有する枠体状に形成して、そ
の中空部分内に半導体ウェハを配置すると共にソース・
ガスを流通させる構成にしである。In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, the susceptor is made of carbon and formed into a frame shape having a hollow part, and the semiconductor wafer is placed in the hollow part, and the source and
It has a structure that allows gas to flow.
前記構成を採ることに依り、ウェハの温度を異常に上昇
させることなく、ソース・ガスの温度のみを上昇させる
ことができ、成長時にASの離脱などを生ずる虞はない
から、損傷がない良好な表面を有する半導体層を得るこ
とができ、特に、異種半導体層界面での異常発生を防止
するのに卓効があり、選択ドープ・ヘテロ接合構造を形
成するのに好適である。By adopting the above configuration, only the temperature of the source gas can be increased without abnormally increasing the temperature of the wafer, and there is no risk of detachment of AS during growth, resulting in a good condition with no damage. It is possible to obtain a semiconductor layer having a surface, and is particularly effective in preventing the occurrence of abnormalities at the interface of different semiconductor layers, and is suitable for forming a selectively doped heterojunction structure.
第1図は本発明に用いるサセプタを例示する要部斜面図
、第2図は第1図に見られるサセプタを装着したMOC
VD装置の要部切断側面図、第3図は本発明一実施例の
要部説明図、第4図は第3図に見られる実施例を用いて
成長させた7ン・ドープGaAs層及びn型AlGaA
s層のへテロ接合界面でのキャリヤ濃度分布を示す線図
、第5図は従来のMOCVD装置に用いるサセプタの要
部斜面図、第6図は従来のMOCVD装置を説明する為
の要部切断側面図をそれぞれ表している。
図に於いて、11はカーボンからなる枠体状サセプタ、
11Aは中空部分、12は半導体ウェハ、13は反応管
、13Aは送気管、13Bは排気管、l4は高周波コイ
ル、15はTMGのボンベ、16はAsH3のボンベ、
17はAs H3のボンベ、18はTMGのボンベ、1
9はTMAのボンベ、20はSiH4のボンベをそれぞ
れ示している。
特許出願人 富士通株式会社
代理人弁理士 相 谷 昭 司
代理人弁理士 渡 邊 弘 一
実施例の要部斜面図
第1図
oooooo。
実施例の要部切断側面図
第2図
表面からの距離(μm)
キャリヤ濃度分布を表す線図
第4図Fig. 1 is a perspective view of a main part illustrating the susceptor used in the present invention, and Fig. 2 is an MOC equipped with the susceptor shown in Fig. 1.
FIG. 3 is a cross-sectional side view of the main part of the VD device, FIG. 3 is an explanatory diagram of the main part of an embodiment of the present invention, and FIG. Type AlGaA
A diagram showing the carrier concentration distribution at the heterojunction interface of the s-layer, Figure 5 is a perspective view of the main part of a susceptor used in a conventional MOCVD device, and Figure 6 is a cutaway of the main part to explain the conventional MOCVD device. Each represents a side view. In the figure, 11 is a frame-like susceptor made of carbon;
11A is a hollow part, 12 is a semiconductor wafer, 13 is a reaction tube, 13A is an air supply pipe, 13B is an exhaust pipe, 14 is a high frequency coil, 15 is a TMG cylinder, 16 is an AsH3 cylinder,
17 is As H3 cylinder, 18 is TMG cylinder, 1
9 indicates a TMA cylinder, and 20 indicates a SiH4 cylinder. Patent Applicant: Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney: Akira Aitani Representative Patent Attorney: Hiroshi Watanabe Figure 1: Slope view of essential parts of one embodiment ooooooo. Figure 2 Cutaway side view of main parts of Example Distance from surface (μm) Diagram showing carrier concentration distribution Figure 4
Claims (1)
にソース・ガスが流通する中空部分を有する枠体状サセ
プタと、 該枠体状サセプタを収容し且つ高周波コイル内に装着さ
れた反応管と を備えてなることを特徴とする半導体製造装置。[Claims] A frame-like susceptor made of carbon and having a hollow part in which a semiconductor wafer is placed and through which a source gas flows; 1. A semiconductor manufacturing device comprising a reaction tube.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25814686A JPS63114117A (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Apparatus for manufacturing semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25814686A JPS63114117A (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Apparatus for manufacturing semiconductor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63114117A true JPS63114117A (en) | 1988-05-19 |
Family
ID=17316161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25814686A Pending JPS63114117A (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Apparatus for manufacturing semiconductor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63114117A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008067666A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Kubota Corp | Preliminary seedling storage structure for rice transplanter |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP25814686A patent/JPS63114117A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008067666A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Kubota Corp | Preliminary seedling storage structure for rice transplanter |
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