JPS6343312A - 分子線エピタキシ−用基板支持治具 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、主に分子線エピタキシー法によって基板処
理を行う際に使用される基板支持治具に関する。

（ロ）従来の技術とその問題点 分子線エピタキシー法は高度な層厚制御性および組成制
御性を有しており、忌峻なペテロ接合界面や超薄膜から
成る量子井戸構造や超格子構造を有する高性能なデバイ
スの作製技術として注目されている。

この分子線エピタキシー法において、成長苗は超高真空
を維持するため、２至もしくは３至構成とし、その間を
基板が搬送されて結晶成長が行われる。従って、その基
板搬送の機構が非常に複雑なものとなるため、搬送時の
取扱いの簡便さと結晶成長時の基板温度の均一性を得る
ために、基板をはり付ける適切な治具を用いる必要があ
る。従来、この基板をはりつける治具の材料としては、
結晶成長時、基板加熱に際するガス放出を最小とするた
め、１ｙｌｏ、Ｔａ等の高融点金属が用いられている。

また、基板のはりつけには、基板温度の均一性を得ると
ともに基板へのストレスを小さくするため、基板支持治
具と基板との間に成長温度においては液体でありかつ蒸
気圧の低いＩｎヤＧａをはさんでその表面張力によって
行う方法が広く用いられている。この液体金ぶ８用いる
基板はりつけ法は、簡便であり、また、液体金属の熱伝
導が良いため、小さいヒーター人力パワーにおいても、
高い基板温度が得られるとともに、良好な温度均一性を
得ることが可能である。しかし、この方法においては、
基板の面積が大きくなってくると、治具と基板との間に
、基板全面にわたり均一な厚さの液体金属の膜を形成す
ることが容易でなく、良好な基板温度均一性を（ｑるこ
とが困難となってくる。また、デバイスの生産に用いる
場合に、基板のはりつけに用いた液体金属（Ｉｎが最も
一般的に用いられている）が基板裏面に付着しているた
め、基板を他の各種のプロセスにかける場合には裏面の
金属（Ｉｎ）の除去や、研磨という工程が必要となって
くる。従って、このような問題を解決するため液体金属
を用いない基板支持治具が検討されている。第４図はそ
のような液体金属を用いない基板支持治具の断面を示す
説明図である。基板１は治具裏面に設けられた凹部にあ
さめられ、その端部がＴａ製のピン２に押えられて固定
される。

しかし、第４図において基板１が加熱用ヒータ３により
加熱されると、基板支持面から外周部４への熱伝導によ
り、基板１の温度分布は中央部分で高く、周辺部墾低く
なるため、良好な温度均一性を得ることができない。ま
た、この傾向は基板が大きくなるに従い顕著になってく
る。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので
、基板温度の良好な均一性が得られる基板支持治具を提
供するものである。。

（ハ）問題点を解決するための手段 この発明は、基板を装着する平板状の装着板と、その装
着板の端縁を支持す′る支持具とからなり、前記装着板
が、基板厚さにほぼ等しい深さに形成されたＭ＆収容用
凹部と、その凹部に収容された基板を着脱可能に固定す
る固定手段と、装着板の表面又は裏面にその凹部をとり
囲んで周設され装曹板から前記支持具への熱伝導を低減
させる溝とを備えたことを特徴とする分子線エピタキシ
ー用基板支持治具である。

なお、装着板は、支持具に離脱可能に設置してもよく、
基板収容用凹部を有する枠体と装着板本体とを重ね合わ
せた構造とすることもできる。

（ニ）作　用 基板の加熱処理を行うため装着板の裏面からヒータで加
熱すると、熱は装着板中央部から周縁部へ拡散するが、
基板をとり囲んで形設された溝の断熱作用により、熱の
拡散の程度が低減され装着された基板の温度分布が均一
化される。

（ホ）実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する
。なお、これによってこの発明が限定されるものではな
い。

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図であり、１
１は基板を装着する平板状の装着板、１２は装着板１１
の外周を支持する支持具、１３はｔｉ看板１１の表面に
ほず基板厚さに等しい深さに形設され基板を着脱可能に
収容する凹部、１４は凹部１３をとり囲んで装着板の裏
面に区画形成された溝、１５は基板装着時に基板を凹部
１３に固定する回転可能に設置されたビンである。

このような構成において、凹部１３に基板が装着され第
３図に示すように装着板１１の裏面がヒータによって加
熱されると、ヒータから供給される熱はＨ看板１１を介
してＭＷに伝導されると共に、支持具１２の方へも伝導
されるが、７１ｔ１４が設けられているため、この溝１
４によって支持具への熱伝導の程度が低減され、溝１４
の内方へ蓄熱される。従って満１４の内方に配置されて
いる基板の温度分布の均一化がはかられる。

第４図は、第１図に示す構成の基板支持治具を用いて、
２ａｌ×２ａＩ＋の大きさのＧａ　Ａｓ基板上に成長さ
せたＡ　１ｌｌＩ２ｙ　Ｇ　ａｏ、７ｒ　Ａ　Ｓ層のフ
ォトルミネセンス強度を基板の対角線上について測定し
た結果を示している。フォトルミネセンス強度は、ＡＩ
ＱｊｒＧａρ：ｑｒ　Ａ　Ｓ層の成長時の加熱温度に対
して大きい感受性を有するが、第４図によれば、はず平
坦な特性を示しており、基板温度の均一性が得られるこ
とを示している。

第２図は、この発明の他の実施例を示す第１図対応図で
あり、装着板１１と支持具１２とを着脱可能に分割する
分割部１６を有し、その他は第１図と同等の構成である
。この場合には、熱伝導率を考慮してＨａ板１１と支持
具に異なる材料、たとえば、ＰＢＮとＭＯを使用するこ
とにより、さらに基板温度の均一性を向上させることが
可能になる。

第３図は、この発明のさらに他の実施例を示す第１図対
応図であり、￥Ａ肴根板１１上に基板の厚みに応じた厚
さの枠板１７を設置し、それによって凹部１３を形成し
、凹部１３に収容した基板を枠板１７に設けたビン１５
で固定するようにしたもので、その他の構成は第１図と
同様である。この場合には基板の厚さが変わっても、枠
板１７のみを取換えることによって容易に対応すること
ができる。

なお、これらの実施例において、前述の液体金属（Ｉｎ
＞を併用した場合にも、同様に基板温度の均一性が向上
する。また、支持具１２の形状は使用する分子線エピタ
キシー８１に依存しており、実施例に示す形状に限定さ
れるものではない。また、基板１３の落下防止も、ビン
１５を用いるものに限定されず、基板よりやや小ざい窓
を有する頷縁状の治具でおさえるようにしてもよい。ざ
らに満１４には断熱材を充填してもよい。

くべ）発明の効果 この発明によれば、分子線エピタキシー法において、ｉ
ｎのような金属を用いることなく、良好な基板温度の均
一性が得られるため、結晶成長段階での歩留りの低下が
なく、また、ｌｎを用いていないため、基板の取扱いが
容易となるとともに、結晶成長以降の各種のプロセスに
かけることが容易となり、生産性の向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
この発明の他の実施例の第１図対応図、第３図はこの発
明のざらに伯の実施例を示す第１図対応図、第４図は従
来例の使用状態を示す説明図、第５図は第１図の実施例
を用いて製作した基板の特性を示すグラフである。 １１・・・・・・装着板、　１２・・・・・・支持具、
１３・・・・・・凹部、　　　　１４・・・・・・溝、
１５・・・・・・ビン。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基板を装着する平板状の装着板と、該装着板の端縁
   を支持する支持具とからなり、前記装着板は、前記基板
   厚さにほぼ等しい深さの基板収容用凹部と、該凹部に収
   容された前記基板を着脱可能に固定する固定手段と、該
   凹部をとり囲んで周設された前記支持具への熱伝導を低
   減させる溝とを備えたことを特徴とする分子線エピタキ
   シー用基板支持治具。