JPS63226917A - 半導体気相処理装置 - Google Patents
半導体気相処理装置Info
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- JPS63226917A JPS63226917A JP5997987A JP5997987A JPS63226917A JP S63226917 A JPS63226917 A JP S63226917A JP 5997987 A JP5997987 A JP 5997987A JP 5997987 A JP5997987 A JP 5997987A JP S63226917 A JPS63226917 A JP S63226917A
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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】
〔概要〕
常圧間・ＣＶＯ法で原子層エピタキシャル成長を実現す
るための比較的簡単な構造の装置で、多室法によるガス
の供給口と排出口とを基板サセプタに設けることにより
反応ガスの混合を防止する。
るための比較的簡単な構造の装置で、多室法によるガス
の供給口と排出口とを基板サセプタに設けることにより
反応ガスの混合を防止する。
本発明は半導体気相処理装置、特に間・ＣνＤ装置の改
良に関し、常圧で有機金属化学気相成長（ＭＯ・ＣＶＯ
＞法で原子層エピタキシャル成長（Ａ ｔｏ−ｍｉｃ
Ｌａｙｅｒ Ｂｐｉｔａｘｙ、 ＡＬＥ）を実施する際
に多室方式とし、高速のＡＬＥが実現されると共にガス
の混入を防止する構成とした装置に関する。
良に関し、常圧で有機金属化学気相成長（ＭＯ・ＣＶＯ
＞法で原子層エピタキシャル成長（Ａ ｔｏ−ｍｉｃ
Ｌａｙｅｒ Ｂｐｉｔａｘｙ、 ＡＬＥ）を実施する際
に多室方式とし、高速のＡＬＥが実現されると共にガス
の混入を防止する構成とした装置に関する。
ＧａＡｓなどの如き化合物半導体では、光素子用の良質
の結晶材料をはじめとして、最近では分子線エピタキシ
ャル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ
、 ＭＢＢ ）を凌駕する超薄膜の多層結晶成長が可能
となってきた。そして、超薄膜化技術にＡＬＥが採用さ
れ、Ｗ４膜の多層構造を、原子層単位で正確に制御して
作ることが可能となった。
の結晶材料をはじめとして、最近では分子線エピタキシ
ャル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ
、 ＭＢＢ ）を凌駕する超薄膜の多層結晶成長が可能
となってきた。そして、超薄膜化技術にＡＬＥが採用さ
れ、Ｗ４膜の多層構造を、原子層単位で正確に制御して
作ることが可能となった。
第４図に従来のＧａＡｓ膜を形成するための間・Ｃν０
装置が断面図で示され、図中、１１は反応管、１２はサ
セプタ、１３はサセプタ１２上に載置された基板、１４
は加熱用の高周波コイル、１５は（八ｓＨｉ＋ ８２
）ガスの導入口、１６は（ＴＭＧ ＋ １１２ ）ガス
の導入口、１７は排気口で、サセプタ１２は図示しない
モータによって矢印方向に回転する構成となっている。
装置が断面図で示され、図中、１１は反応管、１２はサ
セプタ、１３はサセプタ１２上に載置された基板、１４
は加熱用の高周波コイル、１５は（八ｓＨｉ＋ ８２
）ガスの導入口、１６は（ＴＭＧ ＋ １１２ ）ガス
の導入口、１７は排気口で、サセプタ１２は図示しない
モータによって矢印方向に回転する構成となっている。
ＴＭＧはトリメチルガリウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｇａ
ｌｌｉｕｍ）である。
ｌｌｉｕｍ）である。
図示の装置でＡｓＨ＋ Ｈ２を導入して回転する基板上
にＡｓ層を成長し、次いでこのガスの供給を中止し、十
分に排気して後にＴＭＧ ＋ Ｈ２を導入して基板に成
長したＡｓ層の上にＧａ層を成長し、以下この操作を繰
り返して基板上にＧａＡｓ膜を成長する。
にＡｓ層を成長し、次いでこのガスの供給を中止し、十
分に排気して後にＴＭＧ ＋ Ｈ２を導入して基板に成
長したＡｓ層の上にＧａ層を成長し、以下この操作を繰
り返して基板上にＧａＡｓ膜を成長する。
間・ＣＶＤ法の原料である有機金属（上記の例ではＴＭ
Ｇ ）とＶ施水素化合物（ＡｓＨＩ）とを交互に、両者
が混合することのないように基板に接触させると、結晶
表面に各ガスが吸着、分解反応と順次に反応を段階的に
進めることができるので、原子層単位でエピタキシャル
成長が可能となるのである。
Ｇ ）とＶ施水素化合物（ＡｓＨＩ）とを交互に、両者
が混合することのないように基板に接触させると、結晶
表面に各ガスが吸着、分解反応と順次に反応を段階的に
進めることができるので、原子層単位でエピタキシャル
成長が可能となるのである。
上記した方法で超薄膜の成長が可能となり、マルチカン
タムウェル（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ、
Ｍ叶。
タムウェル（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ、
Ｍ叶。
例えばＧａＡｓ膜 Ｇａ Ａｊｌ！Ａｓ （ＩｎＧａＡ
ｓ） ／ ＧａＡｓ （ＩｎＰ ）の如き薄膜の多層構
造）、高電子移動度トランジスタ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、
ＨＥＭＴ）などへの応用が注目されているが、従来装置
では成長速度が著しく遅く、このため結晶純度が低下す
るなど工業的にかなりの改善が求められている。
ｓ） ／ ＧａＡｓ （ＩｎＰ ）の如き薄膜の多層構
造）、高電子移動度トランジスタ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、
ＨＥＭＴ）などへの応用が注目されているが、従来装置
では成長速度が著しく遅く、このため結晶純度が低下す
るなど工業的にかなりの改善が求められている。
さらに、従来装置では、高速に反応ガスを交換するため
に真空排気装置や高速ガス変換装置が必要になり、これ
らは高価で操作も複雑である。
に真空排気装置や高速ガス変換装置が必要になり、これ
らは高価で操作も複雑である。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、簡単
な構成で安価にガスの交換が実現できる間・ＣＶＯ装置
を提供することを目的とする。
な構成で安価にガスの交換が実現できる間・ＣＶＯ装置
を提供することを目的とする。
第１図は本発明実施例の図で、その（ａ）は斜視図、（
ｂ）はサセプタ部分の斜視図、（Ｃ）はサセプタ部分の
断面図であり、図中、１１は反応管、１３は基板、１４
は高周波コイル、１５は（ＡｓＨ３＋ ）＋２ ）ガス
導入口、１６は（ＴＭＧ ＋ ［２）ガス導入口、１７
は排出口、２１は隔壁、２２はサセプタ、２３は基板１
３を受けるリセス、２４はガス抜き口、２５はサセプタ
支持部材、２６は清浄ガス導入口である。
ｂ）はサセプタ部分の斜視図、（Ｃ）はサセプタ部分の
断面図であり、図中、１１は反応管、１３は基板、１４
は高周波コイル、１５は（ＡｓＨ３＋ ）＋２ ）ガス
導入口、１６は（ＴＭＧ ＋ ［２）ガス導入口、１７
は排出口、２１は隔壁、２２はサセプタ、２３は基板１
３を受けるリセス、２４はガス抜き口、２５はサセプタ
支持部材、２６は清浄ガス導入口である。
本発明においては、チャンバ１１を隔壁２１で仕切られ
た多室構造とし、チャンバ１１の上部に多室に対応して
（ＡｓＨヲ＋８２ ）ガス導入口１５、（ＴＭＧ ＋Ｈ
２）ガス導入口１６、清浄ガス（例えば１１２）導入口
２６を、ガス導入口１５と１６が導入口２６で隔てられ
る配置で設けられ、隔壁２１の下方にサセプタ２２を配
置し、サセプタ２２には隔壁２１に対応して基板１３を
受けるリセス２３を配置し、すべてのガスは常時供給さ
れる状態でサセプタ２２を回転して基板１３上に所望の
膜を成長し、またすべてのガスはサセプタ１２のガス排
出口２４、サセプタ支持部材２５の空隙を通って排気口
１７から排出される構成となっている。
た多室構造とし、チャンバ１１の上部に多室に対応して
（ＡｓＨヲ＋８２ ）ガス導入口１５、（ＴＭＧ ＋Ｈ
２）ガス導入口１６、清浄ガス（例えば１１２）導入口
２６を、ガス導入口１５と１６が導入口２６で隔てられ
る配置で設けられ、隔壁２１の下方にサセプタ２２を配
置し、サセプタ２２には隔壁２１に対応して基板１３を
受けるリセス２３を配置し、すべてのガスは常時供給さ
れる状態でサセプタ２２を回転して基板１３上に所望の
膜を成長し、またすべてのガスはサセプタ１２のガス排
出口２４、サセプタ支持部材２５の空隙を通って排気口
１７から排出される構成となっている。
上記の装置においては、置換用の清浄ガス導入口２６を
はさんで間・ＣＶＤの２種の原料ガスの導入口１５．１
６を配置し、これらのガスの通り路として反応管１１を
隔壁２１で複数個に分割したもので、サセプタ２２の回
転により基板１３は各室を移動せしめられる一方で、ガ
スの混合を防止するためにサセプタ２２にガス排出口２
４を設けたものである。
はさんで間・ＣＶＤの２種の原料ガスの導入口１５．１
６を配置し、これらのガスの通り路として反応管１１を
隔壁２１で複数個に分割したもので、サセプタ２２の回
転により基板１３は各室を移動せしめられる一方で、ガ
スの混合を防止するためにサセプタ２２にガス排出口２
４を設けたものである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
再び第１図を参照すると、サセプタ２２を支持するサセ
プタ支持部材２５は図示しないモータなどの回転手段に
よって同図（ａｌに矢印で示す向きに回転するように作
られ、サセプタ１２にはリセス２３が形成されていて基
板１３を保持する。
プタ支持部材２５は図示しないモータなどの回転手段に
よって同図（ａｌに矢印で示す向きに回転するように作
られ、サセプタ１２にはリセス２３が形成されていて基
板１３を保持する。
反応管１１は石英製のもので、隔壁２１によって複数の
小室に分けられている。隔壁２１は第１図（Ｃ１に示さ
れる如（、サセプタ上の基板と約１１程度の間隙が設け
られる如（配置され、この間隙を通してガスが排出され
、隔壁は例えば反応管１１の上部に固着されて不動のも
のである。
小室に分けられている。隔壁２１は第１図（Ｃ１に示さ
れる如（、サセプタ上の基板と約１１程度の間隙が設け
られる如（配置され、この間隙を通してガスが排出され
、隔壁は例えば反応管１１の上部に固着されて不動のも
のである。
サセプタ１２と反応管１１とはガスの流出を抑制するよ
う緩やかに接触している。ガスは隔壁２１の下をくぐり
、サセプタ２２の中央にあるガス排出口から反応管下部
へと排出される。
う緩やかに接触している。ガスは隔壁２１の下をくぐり
、サセプタ２２の中央にあるガス排出口から反応管下部
へと排出される。
サセプタ２２はサセプタ支持部材２５によって支持され
る。支持部材２５は第１図（ｂｌに示される如くガスの
流出を許す開口部をもった構造とし、ガス排出口２４か
ら出るガスはこの開口部からガス排出口１７に向かって
流れる。支持部材２５は前記した如（図示しない回転手
段によって回転し、それに従ってサセプタ１２が回転す
る。
る。支持部材２５は第１図（ｂｌに示される如くガスの
流出を許す開口部をもった構造とし、ガス排出口２４か
ら出るガスはこの開口部からガス排出口１７に向かって
流れる。支持部材２５は前記した如（図示しない回転手
段によって回転し、それに従ってサセプタ１２が回転す
る。
本発明の一実施例においては、反応管を４室に分割し、
反応ガスの間に清浄ガス（Ｈ２またはＮ２ ）を比較的
多量に流して反応ガス（ＡｓＨ７とＴＭＧ ）が基板上
で混合することのないようにする。
反応ガスの間に清浄ガス（Ｈ２またはＮ２ ）を比較的
多量に流して反応ガス（ＡｓＨ７とＴＭＧ ）が基板上
で混合することのないようにする。
サセプタを４５０℃に高周波コイル１４によって加熱し
、Ａ ｓ Ｉｆ ３ガス１０％十水素ベースガス９０％
を５００ｍ １７分、ＴＭＧ ５ Ｘ １０− ′１モ
ル、３００ｍ＃ ／分子Ｈ２ガス５１７分を２室に供給
し、サセプタ２２を１秒当り１回転させることにより、
サセプタの１回転ごとに２．８５人の成長に相当する成
長が可能となり、そのことはＡＬＥが実現されているこ
とを示す、ちなみに、従来例では濃度の高いガスを用い
、ＧａＡｓの１原子１ｉ（３人）を成長するのに３〜４
秒を要し、１時間かかって０，３６μｍのＧａＡｓ膜を
作るのが限度であった。
、Ａ ｓ Ｉｆ ３ガス１０％十水素ベースガス９０％
を５００ｍ １７分、ＴＭＧ ５ Ｘ １０− ′１モ
ル、３００ｍ＃ ／分子Ｈ２ガス５１７分を２室に供給
し、サセプタ２２を１秒当り１回転させることにより、
サセプタの１回転ごとに２．８５人の成長に相当する成
長が可能となり、そのことはＡＬＥが実現されているこ
とを示す、ちなみに、従来例では濃度の高いガスを用い
、ＧａＡｓの１原子１ｉ（３人）を成長するのに３〜４
秒を要し、１時間かかって０，３６μｍのＧａＡｓ膜を
作るのが限度であった。
第２図（ａｌと（ｂ）は本発明の変型例のサセプタ部分
の断面図と平面図である。サセプタ２２ａは円筒型に構
成され、円筒の内面に基板１３を取り付ける。
の断面図と平面図である。サセプタ２２ａは円筒型に構
成され、円筒の内面に基板１３を取り付ける。
第４図は本発明の他の変型例のサセプタ部分の断面図で
、サセプタ２２ｂは内部が円錐形の空隙を提供する如く
形成され、サセプタ２２ｂ上に基板は傾斜した位置に配
置される。これらの変型例は基板がガスのより早い流れ
にさらされ膜の成長速度が増大する効果がある。
、サセプタ２２ｂは内部が円錐形の空隙を提供する如く
形成され、サセプタ２２ｂ上に基板は傾斜した位置に配
置される。これらの変型例は基板がガスのより早い流れ
にさらされ膜の成長速度が増大する効果がある。
なお、以上の説明は反応管が４室に分割される場合につ
いて説明したが、本発明の通用範囲はその場合に限定さ
れるものではなく、より多くの小室が作られる場合にも
及ぶ。
いて説明したが、本発明の通用範囲はその場合に限定さ
れるものではなく、より多くの小室が作られる場合にも
及ぶ。
以上述べてきたように本発明によれば、大規模の装置を
用いることなく、従来からのＭＯ・ＣＶＤ装置に改良を
加えることにより、安価で、かつ、高速のＡＬＥが可能
になる。
用いることなく、従来からのＭＯ・ＣＶＤ装置に改良を
加えることにより、安価で、かつ、高速のＡＬＥが可能
になる。
第１図は本発明実施例の図で、その（ａ）は斜視図、ｆ
ｂ）と（Ｃ１はサセプタ部の斜視図と断面図、第２図は
本発明変型例のサセプタ部の図で、その（ａｌよ断面図
、ｆｂ）は平面図、 第３図は本発明の他の変型例のサセプタ部の断面図、 第４図は従来例断面図である。 第１図〜第４図において、 １１は反応管、 １２はサセプタ、 １３は基板、 １４は高周波コイル、 １５は（Ａｓ）１３＋ Ｈ２）ガス導入口、１６は（Ｔ
ＭＧ ＋ Ｈ２） ガス導入口、１７は排出口、 ２１は隔壁、 ２２、２２ａ、 ２２ｂはサセプタ、 ２３はリセス、 ２４はガス排出口、 ２５はサセプタ支持部材、 ２６は清浄ガス導入口である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 γ楠゛χ歓２６ ｕｅｒｒｔ￥突淀砂１４四 第１図 、Ｉ−ｆ−閂腎胞伜１鴫ｍ オく４（１υ（１１他乙＾〈巴〒１鞄イ列鴫’ｐｔ１”
り橘吋ｄ辷１Ｇ弓第３図 旋果４タリ断呑α裏口 第４図
ｂ）と（Ｃ１はサセプタ部の斜視図と断面図、第２図は
本発明変型例のサセプタ部の図で、その（ａｌよ断面図
、ｆｂ）は平面図、 第３図は本発明の他の変型例のサセプタ部の断面図、 第４図は従来例断面図である。 第１図〜第４図において、 １１は反応管、 １２はサセプタ、 １３は基板、 １４は高周波コイル、 １５は（Ａｓ）１３＋ Ｈ２）ガス導入口、１６は（Ｔ
ＭＧ ＋ Ｈ２） ガス導入口、１７は排出口、 ２１は隔壁、 ２２、２２ａ、 ２２ｂはサセプタ、 ２３はリセス、 ２４はガス排出口、 ２５はサセプタ支持部材、 ２６は清浄ガス導入口である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 γ楠゛χ歓２６ ｕｅｒｒｔ￥突淀砂１４四 第１図 、Ｉ−ｆ−閂腎胞伜１鴫ｍ オく４（１υ（１１他乙＾〈巴〒１鞄イ列鴫’ｐｔ１”
り橘吋ｄ辷１Ｇ弓第３図 旋果４タリ断呑α裏口 第４図
Claims (4)
- （１）反応室（１１）を隔壁（２１）によって複数の室
に分割し、 基板（１３）を載置したサセプタ（２２、２２ａ、２２
ｂ）は順次前記の分割された室を移動し、 サセプタ（２２、２２ａ、２２ｂ）には反応ガスを排出
せしめる間隙を設けてなる半導体気相処理装置。 - （２）サセプタ（２２）はほぼ中央に反応ガスの排出口
（２４）を設けてなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の装置。 - （３）サセプタ（２２ａ）は円筒型の構造で、円筒の内
部に向かって基板（１３）が載置される構成としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 - （４）サセプタ（２２ｂ）は基板（１３）を傾斜して保
持する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5997987A JPS63226917A (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 半導体気相処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5997987A JPS63226917A (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 半導体気相処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63226917A true JPS63226917A (ja) | 1988-09-21 |
Family
ID=13128795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5997987A Pending JPS63226917A (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 半導体気相処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63226917A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63292620A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-29 | Fujitsu Ltd | 単原子層薄膜堆積装置 |
| JPS6425521A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vapor phase epitaxy method for compound semiconductor |
| JP2003324070A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Suzuki Motor Corp | 薄膜の製造方法およびその装置 |
| JP2010541236A (ja) * | 2007-09-26 | 2010-12-24 | イーストマン コダック カンパニー | 反応性ガスを空間的に分離するガス配送ヘッドを用い、配送ヘッドを通過する基板の移動を伴う、薄膜形成のための方法及び堆積装置 |
| KR101015063B1 (ko) * | 2003-08-27 | 2011-02-16 | 주성엔지니어링(주) | 복수 기판 홀더 및 이를 장착한 챔버 |
| JP2011114196A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Furukawa Co Ltd | 気相成長装置および成膜方法 |
| WO2024062576A1 (ja) * | 2022-09-21 | 2024-03-28 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、ノズル、半導体装置の製造方法、及びプログラム |
-
1987
- 1987-03-17 JP JP5997987A patent/JPS63226917A/ja active Pending
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