JPS63292620A - 単原子層薄膜堆積装置 - Google Patents
単原子層薄膜堆積装置Info
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- JPS63292620A JPS63292620A JP12687987A JP12687987A JPS63292620A JP S63292620 A JPS63292620 A JP S63292620A JP 12687987 A JP12687987 A JP 12687987A JP 12687987 A JP12687987 A JP 12687987A JP S63292620 A JPS63292620 A JP S63292620A
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- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims 2
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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〕
有機金属化学気相成長法を用いた量産型単原子層薄膜堆
積装置であり、反応系内に複数種類の原料ガスを導入し
、多数枚の基板に同時に単原子層エピタキシャル成長を
行うことのできる装置である。
積装置であり、反応系内に複数種類の原料ガスを導入し
、多数枚の基板に同時に単原子層エピタキシャル成長を
行うことのできる装置である。
本発明は単原子層薄膜堆積装置、特に量産に適した同装
置の改良に関する。
置の改良に関する。
半導体エピタキシャル成長において、単原子層ずつ原子
を成長させる方法が開発されつつある。
を成長させる方法が開発されつつある。
単原子層ずつ制御されたエピタキシャル層は、結晶性純
度が良く、また多元素半導体例えば八１２ ｘＧａｌ−
ｘＡｓ （０≦Ｘ≦１）などでは、合金散乱による移動
度の低下（混晶効果）を回避することができる利点があ
る。
度が良く、また多元素半導体例えば八１２ ｘＧａｌ−
ｘＡｓ （０≦Ｘ≦１）などでは、合金散乱による移動
度の低下（混晶効果）を回避することができる利点があ
る。
従来の有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）による
単原子層成長では、反応系へ導入するガスを切り換える
ことによりエピタキシャル成長を行う。
単原子層成長では、反応系へ導入するガスを切り換える
ことによりエピタキシャル成長を行う。
例えばＡらｙＧａｃ＋１Ａｓの成長では、 ｉの原料ガ
スを系内に導入してＡｌの単層の成長を行い、その後ｉ
の原料ガスを排除し、Ａｓの原料ガスを導入してへＳ単
層の成長を行う。このようにして八ｐ−Ａｓ−Ｇａ−Ａ
β１０９．のように成長を繰り返す。
スを系内に導入してＡｌの単層の成長を行い、その後ｉ
の原料ガスを排除し、Ａｓの原料ガスを導入してへＳ単
層の成長を行う。このようにして八ｐ−Ａｓ−Ｇａ−Ａ
β１０９．のように成長を繰り返す。
上記した方法においては、反応系全体にわたって原料ガ
スの入換えを行わなければならないので、成長に時間が
かかり量産に通しない。より具体的に説明すると、上記
の例で、 八βの原料ガスを系内に導入してＡβ単層の
成長を行い、八βの原料ガスの供給を止め、これを排気
した後パージガス例えば１１２を反応系内に導入して反
応系内に残留したｉの原料ガスを排除し、次いでＨ２ガ
スの供給を中止し、次のガスすなわちＡｓの原料ガスを
導入してＡｓｆＲ層の成長を行い、排気パージをなし、
次いでＧａの原料ガスを導入する、という手順を繰り返
さなければならず、研究室内での実験の場合はそれでよ
いとしても、工場での量産には時間がかかりすぎる。
スの入換えを行わなければならないので、成長に時間が
かかり量産に通しない。より具体的に説明すると、上記
の例で、 八βの原料ガスを系内に導入してＡβ単層の
成長を行い、八βの原料ガスの供給を止め、これを排気
した後パージガス例えば１１２を反応系内に導入して反
応系内に残留したｉの原料ガスを排除し、次いでＨ２ガ
スの供給を中止し、次のガスすなわちＡｓの原料ガスを
導入してＡｓｆＲ層の成長を行い、排気パージをなし、
次いでＧａの原料ガスを導入する、という手順を繰り返
さなければならず、研究室内での実験の場合はそれでよ
いとしても、工場での量産には時間がかかりすぎる。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、単原
子層薄膜を量産規模で実施可能な装置を提供することを
目的とする。
子層薄膜を量産規模で実施可能な装置を提供することを
目的とする。
第１図は本発明実施例正面図、第２図は第１図のｎ−ｎ
線に沿う断面図、第３図は本発明実施例のガス導入部の
断面図で、図中、１１はリアクタ外管、１２はノズル、
１３はサセプタ（基板保持台）、１４はその上に単原子
層薄膜が成長される基板、１５は仕切板、２１は原料ガ
スＡｓＨ３（アルシン）導入管、２２は原料ガスＴＭＧ
（）リメチルガリウム）導入管、２３は原料ガスＴＭ
Ａ（トリメチルアルミニウム）導入管、２４はパージガ
ス（例えば１１２）導入管、２５と１２６はドーパント
導入管である。
線に沿う断面図、第３図は本発明実施例のガス導入部の
断面図で、図中、１１はリアクタ外管、１２はノズル、
１３はサセプタ（基板保持台）、１４はその上に単原子
層薄膜が成長される基板、１５は仕切板、２１は原料ガ
スＡｓＨ３（アルシン）導入管、２２は原料ガスＴＭＧ
（）リメチルガリウム）導入管、２３は原料ガスＴＭ
Ａ（トリメチルアルミニウム）導入管、２４はパージガ
ス（例えば１１２）導入管、２５と１２６はドーパント
導入管である。
本発明装置においては、原料ガスと不活性ガスとがガス
導入管２１．、、、２４を通して隣り合った場所を流れ
、多数枚の基板１４が載置されたサセプタ１３が前記ガ
スのガス流に対して垂直方向に回転し、各ガスが流れる
場所の間は仕切板１５によって仕切られた構成となって
いる。
導入管２１．、、、２４を通して隣り合った場所を流れ
、多数枚の基板１４が載置されたサセプタ１３が前記ガ
スのガス流に対して垂直方向に回転し、各ガスが流れる
場所の間は仕切板１５によって仕切られた構成となって
いる。
上記した反応系（リアクタ）をもった反応装置において
、反応系に複数種類の原料ガスを同時に導入して薄膜の
成長を行うのであるが、これらの原料ガスは互いに混合
することのないよう仕切板が設けられ、基板保持台を回
転することにより、基板を順次原料ガスに暴露して薄膜
の成長を行うのである。１層の原子層の」二にこれと同
し元素は成長しない（単原子層成長）ので、原料ガスの
流量とサセプタの回転速度を適宜設定することによって
、高速で単原子層成長を実現することが可能になる。
、反応系に複数種類の原料ガスを同時に導入して薄膜の
成長を行うのであるが、これらの原料ガスは互いに混合
することのないよう仕切板が設けられ、基板保持台を回
転することにより、基板を順次原料ガスに暴露して薄膜
の成長を行うのである。１層の原子層の」二にこれと同
し元素は成長しない（単原子層成長）ので、原料ガスの
流量とサセプタの回転速度を適宜設定することによって
、高速で単原子層成長を実現することが可能になる。
以下、図面を参照して本発明実施例を詳細に説明する。
再び第１図の正面図を参照すると、リアクタ外管１１に
は排気口１６を設け、排気口１６を図示しないポンプか
らなる排気系に接続して反応系の減圧を可能にする。サ
セプタ１３ば図示しないモータに連結された回転軸１７
に連結され矢印方向に回転する。
は排気口１６を設け、排気口１６を図示しないポンプか
らなる排気系に接続して反応系の減圧を可能にする。サ
セプタ１３ば図示しないモータに連結された回転軸１７
に連結され矢印方向に回転する。
サセプタ１３とリアクタ外管１１との間は空隙を設け、
ノズル１２から供給される各種ガスが排気口１６から排
気される。
ノズル１２から供給される各種ガスが排気口１６から排
気される。
図示の装置でＡｊ！ｑｙＧａ、＋、、Ａｓの薄膜を成長
するとして、仕切板は、Ａｊ！ 、 Ａｓ、 Ｇａで示
したそれぞれの場所にＴＭＡ、八ＳＨ３、ＴＭＧが供給
され、かつ、 ］１２で示した場所にパージガスである
＋１２が常時供給され、かつ、これらのガスが混合する
ことのないように配置される。仕切板１５はかかる目的
を達成するために、リアクタ外管１１に固定された構造
とする。
するとして、仕切板は、Ａｊ！ 、 Ａｓ、 Ｇａで示
したそれぞれの場所にＴＭＡ、八ＳＨ３、ＴＭＧが供給
され、かつ、 ］１２で示した場所にパージガスである
＋１２が常時供給され、かつ、これらのガスが混合する
ことのないように配置される。仕切板１５はかかる目的
を達成するために、リアクタ外管１１に固定された構造
とする。
前記した各種ガスは、ノズル１２から、常時、仕切板１
５で仕切られたそれぞれの場所に供給され、それぞれの
場所では他のガスと混合することなく、サセプタ１３上
におかれた基板上を流れ、しかる後に排気口１６から排
気される。
５で仕切られたそれぞれの場所に供給され、それぞれの
場所では他のガスと混合することなく、サセプタ１３上
におかれた基板上を流れ、しかる後に排気口１６から排
気される。
操作において、サセプタ１３ば、成長ずべき各種薄膜の
成長速度を前辺って計算して定めた回転速度で回転する
。１つの基板１４について第２図を参照して説明すると
、最初ｉで示した場所にきて基板上にＡｊ２単原子層が
堆積する。次いで基板１４はＨ２で示した場所に移り、
基板上に残存するｉ原料ガスがパージされ、次いで＾Ｓ
で示した場所に移って基板上にＡｓの単原子層が堆積し
、次いで＋（２で示した場所でパージした後Ｇａで示し
た場所に移行し、そこで基板上にＧａの単原子層が堆積
し、次に１１２で示した場所に移る。各種ガスはかかる
工程の間排気口１６から排気される。
成長速度を前辺って計算して定めた回転速度で回転する
。１つの基板１４について第２図を参照して説明すると
、最初ｉで示した場所にきて基板上にＡｊ２単原子層が
堆積する。次いで基板１４はＨ２で示した場所に移り、
基板上に残存するｉ原料ガスがパージされ、次いで＾Ｓ
で示した場所に移って基板上にＡｓの単原子層が堆積し
、次いで＋（２で示した場所でパージした後Ｇａで示し
た場所に移行し、そこで基板上にＧａの単原子層が堆積
し、次に１１２で示した場所に移る。各種ガスはかかる
工程の間排気口１６から排気される。
ノズル１２はリアクタ外管１１に固定され、それには第
３図に模式的に示すガス導入管２１．、、、．２６が連
結されていて、原料ガスは常時ノズル１２を経てそれぞ
れの場所に供給される。ドーパント導入管２５、２６は
、単原子層薄膜をＰ型またはＮ型の導電型にドープした
い場合に用いる。
３図に模式的に示すガス導入管２１．、、、．２６が連
結されていて、原料ガスは常時ノズル１２を経てそれぞ
れの場所に供給される。ドーパント導入管２５、２６は
、単原子層薄膜をＰ型またはＮ型の導電型にドープした
い場合に用いる。
排気口１６に連結された排気系によって反応系は減圧さ
れ、それによってノズル１２から供給されるガスの流速
を速くすることができ、ガスの混合が防止される。
れ、それによってノズル１２から供給されるガスの流速
を速くすることができ、ガスの混合が防止される。
本発明は、上記の例に限定されるものでなく、＋ｔ＋−
Ｖ族化合物半導体、ｍ−ｖ族長元素化合物半導体、ＩＩ
−Ｖｌ族化合物半導体（例えばＺｎ５ｅ）、Ｉ［−Ｖｌ
族多元素化合物半導体、ＩＶ−Ｖｌ族化合物半導体など
の単原子層薄膜の堆積に実施可能である。
Ｖ族化合物半導体、ｍ−ｖ族長元素化合物半導体、ＩＩ
−Ｖｌ族化合物半導体（例えばＺｎ５ｅ）、Ｉ［−Ｖｌ
族多元素化合物半導体、ＩＶ−Ｖｌ族化合物半導体など
の単原子層薄膜の堆積に実施可能である。
以上述べてきたように本発明によれば、単原子層薄膜堆
積において、スループットが向上し、かつ、成長を短時
間内に行うことが可能となる。
積において、スループットが向上し、かつ、成長を短時
間内に行うことが可能となる。
第１図は本発明実施例正面図、
第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図は本発
明実施例のガス導入部の断面図である。 第１図〜第３図において、 １１はりアクタ外管、 １２はノズル、 １３はサセプタ、 １４は基板、 １５は仕切板、 １６は排気口、 １７は回転軸、 ２１はＡｓＨａ導入管、 ２２はＴＭＧ導入管、 ２３はＴＭへ導入管、 ２４はＨ２導入管、 ２５と２６はドーパント導入管である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 第２図 本４６Ｂ月更ゲ叱狂リカ゛ス導入御歯盲動図第３図
明実施例のガス導入部の断面図である。 第１図〜第３図において、 １１はりアクタ外管、 １２はノズル、 １３はサセプタ、 １４は基板、 １５は仕切板、 １６は排気口、 １７は回転軸、 ２１はＡｓＨａ導入管、 ２２はＴＭＧ導入管、 ２３はＴＭへ導入管、 ２４はＨ２導入管、 ２５と２６はドーパント導入管である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 第２図 本４６Ｂ月更ゲ叱狂リカ゛ス導入御歯盲動図第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 有機金属化学気相成長法によって単原子層の薄膜を基板
（１４）上に堆積させるリアクタ外管（１１）、ノズル
（１２）、サセプタ（１３）からなる装置であって、 原料ガスと不活性ガスとはノズル（１２）から互いに隣
り合った場所へ流され、 複数の基板（１４）が載置されたサセプタ（１３）は前
記ガスのガス流に対し垂直方向に回転し、各ガスが流れ
る場所の間は仕切板（１５）によって仕切られた構成と
したことを特徴とする単原子層薄膜堆積装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126879A JP2537626B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 単原子層薄膜堆積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126879A JP2537626B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 単原子層薄膜堆積装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63292620A true JPS63292620A (ja) | 1988-11-29 |
| JP2537626B2 JP2537626B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=14946107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62126879A Expired - Lifetime JP2537626B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 単原子層薄膜堆積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537626B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100486637B1 (ko) * | 2002-08-07 | 2005-05-03 | 학교법인 포항공과대학교 | 원자층 화학증착법을 이용한 다성분 박막의 증착 |
| JP2008524842A (ja) * | 2004-12-16 | 2008-07-10 | 株式会社フュージョンエード | 薄膜蒸着装置及び方法 |
| US7968362B2 (en) | 2001-03-27 | 2011-06-28 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Rohm Co Ltd | 半導体製造装置 |
| JPS63226917A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Fujitsu Ltd | 半導体気相処理装置 |
-
1987
- 1987-05-26 JP JP62126879A patent/JP2537626B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Rohm Co Ltd | 半導体製造装置 |
| JPS63226917A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Fujitsu Ltd | 半導体気相処理装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7968362B2 (en) | 2001-03-27 | 2011-06-28 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
| US8293555B2 (en) | 2001-03-27 | 2012-10-23 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system |
| KR100486637B1 (ko) * | 2002-08-07 | 2005-05-03 | 학교법인 포항공과대학교 | 원자층 화학증착법을 이용한 다성분 박막의 증착 |
| JP2008524842A (ja) * | 2004-12-16 | 2008-07-10 | 株式会社フュージョンエード | 薄膜蒸着装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2537626B2 (ja) | 1996-09-25 |
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