JPS6389492A - 半導体結晶成長装置 - Google Patents
半導体結晶成長装置Info
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- JPS6389492A JPS6389492A JP23643286A JP23643286A JPS6389492A JP S6389492 A JPS6389492 A JP S6389492A JP 23643286 A JP23643286 A JP 23643286A JP 23643286 A JP23643286 A JP 23643286A JP S6389492 A JPS6389492 A JP S6389492A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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）
本発明は、半導体結晶成長装置に係り、特に、化合物半
導体素子の製造に用いられる金属の打機化合物を使った
薄膜気相成長装置（以下、ＭＯＣＶＤ装置という）に関
するものである。
導体素子の製造に用いられる金属の打機化合物を使った
薄膜気相成長装置（以下、ＭＯＣＶＤ装置という）に関
するものである。
従来、化合物半導体、特にｍ−ｖ族化合物半導体等の半
導体結晶成長方法として、ＭＯＣＶＤ法がある。
導体結晶成長方法として、ＭＯＣＶＤ法がある。
第２図は、従来のＭＯＣＶＤ製造装置の概略を示す構成
図である。
図である。
図中、１は薄膜気相成長を行う反応管、２はノふ板結晶
（ウェハ）を保持するサセプタ、３はその表面に薄膜気
相成長させる基板結晶、４は１再記サセプタを誘導加熱
するＲＦコイル、５は原料ガスを含むキャリアガスであ
る。
（ウェハ）を保持するサセプタ、３はその表面に薄膜気
相成長させる基板結晶、４は１再記サセプタを誘導加熱
するＲＦコイル、５は原料ガスを含むキャリアガスであ
る。
次に、前記の構成を訂する従来のＭＯＣＶＤ装置を用い
て、例えばＡｊ２ＧａＡｓ系結晶の薄膜成長（エピタキ
シャル）を行う場合を説明する。
て、例えばＡｊ２ＧａＡｓ系結晶の薄膜成長（エピタキ
シャル）を行う場合を説明する。
先ず、ＧａＡｓ基板結晶３をサセプタ２の所定の位置、
例えばサセプタ２の傾斜面の中央部に乗せる。
例えばサセプタ２の傾斜面の中央部に乗せる。
次に、サセプタ２を反応管１内に下方から挿入し、支持
棒６で支持する。その後、ＲＦコイル４に通電し、誘導
加熱によりサセプタ２を７００〜８００℃１■１後に加
熱する。その後・原料ガスであるＡＳＨ２、（ＣＨ３）
３ Ｇａ （ＴＭＧという） 、（ＣＨ３） ３ＡＩ！
、（ＴＭＡという）とＨ２ガスの混合ガスを反応管１の
上部ガス導入ロアよりキャリアガス５として供給する。
棒６で支持する。その後、ＲＦコイル４に通電し、誘導
加熱によりサセプタ２を７００〜８００℃１■１後に加
熱する。その後・原料ガスであるＡＳＨ２、（ＣＨ３）
３ Ｇａ （ＴＭＧという） 、（ＣＨ３） ３ＡＩ！
、（ＴＭＡという）とＨ２ガスの混合ガスを反応管１の
上部ガス導入ロアよりキャリアガス５として供給する。
尚、ＴＭＧ、ＴＭＡは共に液体であるためＨ２ガスでバ
ブラー（図示せず）により、バブリングして混合し、マ
スフロコントローラ（図示せず）によって流量を制御す
る。
ブラー（図示せず）により、バブリングして混合し、マ
スフロコントローラ（図示せず）によって流量を制御す
る。
反応管１に供給されたキャリアガスは、サセプタ２上で
高温加熱されたＧａＡｓ基板結晶３表面で熱分解反応を
おこし、Ａ１ＧａＡｓ結晶として堆積する。
高温加熱されたＧａＡｓ基板結晶３表面で熱分解反応を
おこし、Ａ１ＧａＡｓ結晶として堆積する。
気相中で前記熱分解反応が起こるとエピタキシャル成長
が阻害されるため、通常、ガス流速は気相中での反応が
生じない程度に大きくしている。
が阻害されるため、通常、ガス流速は気相中での反応が
生じない程度に大きくしている。
前記従来の半導体結晶成長装置では熱分解を完了したキ
ャリアガス５は、サセプタ２の下部の空洞部８において
、ガス乱流９を発生し、ガスを巻上るため基板結晶３付
近のキャリアガスの流わは不安定となり易い。
ャリアガス５は、サセプタ２の下部の空洞部８において
、ガス乱流９を発生し、ガスを巻上るため基板結晶３付
近のキャリアガスの流わは不安定となり易い。
従って、ＧａＡｓＭ板結晶３上でのキャリアガスの流速
が変化し、熱分解反応により堆積するＡｆｌＧａＡｓ層
の組成や膜厚が不均一になり易く、又、再現性もよくな
いため、この基板結晶を用いて製作した製品の性能や再
現性に悪影響を与えるという間居点がある。
が変化し、熱分解反応により堆積するＡｆｌＧａＡｓ層
の組成や膜厚が不均一になり易く、又、再現性もよくな
いため、この基板結晶を用いて製作した製品の性能や再
現性に悪影響を与えるという間居点がある。
本発明は、前記のようなサセプタ２の下部付近でのガス
乱流９をなくすることにより、常に均一なエピタキシャ
ル層が制御性良く成長できる半導体結晶成長装置を提供
することを目的としている。
乱流９をなくすることにより、常に均一なエピタキシャ
ル層が制御性良く成長できる半導体結晶成長装置を提供
することを目的としている。
薄膜結晶成長を行う半導体結晶成長装置において、基板
結晶を載置するサセプタを前記反応管内の所定位置に保
持するサセプタホルダと該サセプタホルダに沿って平行
に配設される案内板により層流を形成できる排出流路を
設けることにより、前記のような問題点を解消すること
ができる。
結晶を載置するサセプタを前記反応管内の所定位置に保
持するサセプタホルダと該サセプタホルダに沿って平行
に配設される案内板により層流を形成できる排出流路を
設けることにより、前記のような問題点を解消すること
ができる。
本発明のサセプタホルダと、該サセプタホルダに沿って
平行に配設される案内板により排出流路が形成され、こ
れによりガス流を制御し、サセプタホルダ下部において
乱流を起こすことなく、層流とすることができる。従フ
て、基板結晶上でのキャリアガスの流わは一定となる。
平行に配設される案内板により排出流路が形成され、こ
れによりガス流を制御し、サセプタホルダ下部において
乱流を起こすことなく、層流とすることができる。従フ
て、基板結晶上でのキャリアガスの流わは一定となる。
第１図は、本発明の一実施例の概略を示す構成図である
。
。
図中、１０は基板結晶３を載置するサセプタ２を反応管
１内の所定位置に保持するサセプタホルダであり、逆円
錐状に形成してサセプタ２の支持を段差を設けることな
く可及的ゆるやかな変化の下に連接しである。１１はサ
セプタホルダｌＯの逆円錐状の傾斜面１２にほぼ平行な
上斜面１３を有するキャリアガス５のガス流制御用の案
内板で石英で形成される。そして前記両斜面１２．１３
間によって排出流路１４が形成され、処理後のガス流を
層流状態で下方に排出することができる。
１内の所定位置に保持するサセプタホルダであり、逆円
錐状に形成してサセプタ２の支持を段差を設けることな
く可及的ゆるやかな変化の下に連接しである。１１はサ
セプタホルダｌＯの逆円錐状の傾斜面１２にほぼ平行な
上斜面１３を有するキャリアガス５のガス流制御用の案
内板で石英で形成される。そして前記両斜面１２．１３
間によって排出流路１４が形成され、処理後のガス流を
層流状態で下方に排出することができる。
尚、図中第２図と同一符号は同一、又は相当部分を示す
。
。
次に、本実施例の作用を第１図を用いて説明する。本実
施例は前述の従来例のＡＪＩＧａＡｓ結晶のエピタキシ
ャル成長を行うＭＯＣＶＤ装置に応用されたものである
。
施例は前述の従来例のＡＪＩＧａＡｓ結晶のエピタキシ
ャル成長を行うＭＯＣＶＤ装置に応用されたものである
。
先ず、ＧａＡｓ基板結晶３をサセプタ２の側面に装着後
、サセプタホルダ１０の上に乗せ、反応管１に挿入する
。その後、案内板１１をサセプタホルダ１０の下部にセ
ットする。
、サセプタホルダ１０の上に乗せ、反応管１に挿入する
。その後、案内板１１をサセプタホルダ１０の下部にセ
ットする。
次に、キャリアＨ２ガスをガス導入ロアより反応管１内
に流す。そして、ＲＦコイル４に通電し、サセプタ２の
誘導加熱を開始する。基板結晶３が７００〜８００℃前
後に温度上昇した後、マスフローコントローラ（図示せ
ず）によフて流量を調節し乍ら、ＡＳＨ３，ＴＭＧ、Ｔ
ＭＡより成る原料ガスをキャリアＨ２ガスと共にガス導
入口７より導入する。ＧａＡｓ基板結晶３上には、前記
原料ガスが熱分解し、下記化学反応によってＡＪ２Ｇａ
Ａｓ層が成長する。
に流す。そして、ＲＦコイル４に通電し、サセプタ２の
誘導加熱を開始する。基板結晶３が７００〜８００℃前
後に温度上昇した後、マスフローコントローラ（図示せ
ず）によフて流量を調節し乍ら、ＡＳＨ３，ＴＭＧ、Ｔ
ＭＡより成る原料ガスをキャリアＨ２ガスと共にガス導
入口７より導入する。ＧａＡｓ基板結晶３上には、前記
原料ガスが熱分解し、下記化学反応によってＡＪ２Ｇａ
Ａｓ層が成長する。
２Ａｓ１１３＋Ｇａ（（：１１３）、＋ＡＩ（Ｃ）Ｉ３
）、 −＋ＡｌＧａＡｓ＋６（：ＩＩ４エピタキシャ
ル成長速度は、原料ガスの濃度とキャリアガスの流量に
よって決まる。
）、 −＋ＡｌＧａＡｓ＋６（：ＩＩ４エピタキシャ
ル成長速度は、原料ガスの濃度とキャリアガスの流量に
よって決まる。
未実施例の装置には、逆円錐状のサセプタホルダ１０に
設けられている傾斜面１２と案内板１３に該傾斜面１２
にほぼ平行な上行面１３が設けられているので、前記両
肘面間には層流を形成できる排出流路１４が形成される
。即ち、サセプタ２より下側では原料ガスは、傾斜面１
２とこれにほぼ平行な上行面１３の間を流れることによ
り、一定方向の流れとなり、層流となる。即ち、従来例
のような乱流９を発生することはない。
設けられている傾斜面１２と案内板１３に該傾斜面１２
にほぼ平行な上行面１３が設けられているので、前記両
肘面間には層流を形成できる排出流路１４が形成される
。即ち、サセプタ２より下側では原料ガスは、傾斜面１
２とこれにほぼ平行な上行面１３の間を流れることによ
り、一定方向の流れとなり、層流となる。即ち、従来例
のような乱流９を発生することはない。
この結果、基板結晶３上を流れる原料ガスの流わは安定
しており、該基板結晶に堆積するエピタキシャル層の組
成や膜厚が均一になり、又、再現性もよくなり、この基
板結晶を用いて製作した製品、例えばレーザダイオード
の性能の安定、向上が得られる。
しており、該基板結晶に堆積するエピタキシャル層の組
成や膜厚が均一になり、又、再現性もよくなり、この基
板結晶を用いて製作した製品、例えばレーザダイオード
の性能の安定、向上が得られる。
尚、前記実施例では、ＡＪＬＧａＡｓ系化合物半導体の
エピタキシャル成長について説明したが、本発明は本実
施例以外の熱分解反応方法による結晶成長装置全般につ
いても、又、他の半導体材料を用いた場合にも応用する
ことができ、同様の効果が得られる。
エピタキシャル成長について説明したが、本発明は本実
施例以外の熱分解反応方法による結晶成長装置全般につ
いても、又、他の半導体材料を用いた場合にも応用する
ことができ、同様の効果が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、基板結晶を載置
するサセプタを反応管内の所定位置に保持するサセプタ
ホルダと、該サセプタホルダ傾斜面にほぼ平行な上行面
を存する案内板で層流が形成される排出流路を形成して
いるので、ガス流を層流状態に制御でき、反応管内特に
サセプタ下部におけるガスの乱流の発生を防ぎ、エピタ
キシャル成長時の基板結晶上のガス流を常に安定に保持
できる。しかも、本発明によれば、均一なエピタキシャ
ル層を安定して成長することができ、この基板結晶を用
いて製作した製品の性能の安定、向上か得られるなどの
効果がある。
するサセプタを反応管内の所定位置に保持するサセプタ
ホルダと、該サセプタホルダ傾斜面にほぼ平行な上行面
を存する案内板で層流が形成される排出流路を形成して
いるので、ガス流を層流状態に制御でき、反応管内特に
サセプタ下部におけるガスの乱流の発生を防ぎ、エピタ
キシャル成長時の基板結晶上のガス流を常に安定に保持
できる。しかも、本発明によれば、均一なエピタキシャ
ル層を安定して成長することができ、この基板結晶を用
いて製作した製品の性能の安定、向上か得られるなどの
効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体結晶成長装置の
概略側面断面図、第２図は従来の半導体結晶成長装置の
概略側面断面図である。 １−・−・反応管、 ２・・・・・・サセプタ ３・・・・・・基板結晶 ４・・・・−ＲＦコイル １０・・・・・・サセプタホルダ １１−−−−−−案内板
概略側面断面図、第２図は従来の半導体結晶成長装置の
概略側面断面図である。 １−・−・反応管、 ２・・・・・・サセプタ ３・・・・・・基板結晶 ４・・・・−ＲＦコイル １０・・・・・・サセプタホルダ １１−−−−−−案内板
Claims (2)
- （１）キャリアガスと原料ガスの熱分解反応により、薄
膜結晶成長を行う半導体結晶成長装置において、基板結
晶を載置するサセプタを反応管内の所定位置に保持する
サセプタホルダと、該サセプタホルダに沿って平行に配
設される案内板により、層流を形成できる排出流路を設
けて成ることを特徴とする半導体結晶成長装置。 - （２）前記排出流路は、逆円錐状サセプタホルダの傾斜
面と案内板の上斜面により形成されることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体結晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23643286A JPS6389492A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 半導体結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23643286A JPS6389492A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 半導体結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389492A true JPS6389492A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=17000665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23643286A Pending JPS6389492A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 半導体結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389492A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5322567A (en) * | 1990-06-28 | 1994-06-21 | Applied Materials, Inc. | Particulate reduction baffle with wafer catcher for chemical-vapor-deposition apparatus |
-
1986
- 1986-10-02 JP JP23643286A patent/JPS6389492A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5322567A (en) * | 1990-06-28 | 1994-06-21 | Applied Materials, Inc. | Particulate reduction baffle with wafer catcher for chemical-vapor-deposition apparatus |
| US5397596A (en) * | 1990-06-28 | 1995-03-14 | Applied Materials, Inc. | Method of reducing particulate contaminants in a chemical-vapor-deposition system |
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