JP2805457B2 - 半導体材料の蒸着用装置におけるキヤリヤ部材の取付具およびその使用方法 - Google Patents

半導体材料の蒸着用装置におけるキヤリヤ部材の取付具およびその使用方法

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    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12Substrate holders or susceptors

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱されたキヤリ
ヤ部材上に半導体材料を蒸着するための装置に使用され
るキヤリヤ部材の取付具、並びに係る取付具の好適な使
用方法に関する。
【0002】
【従来の技術】加熱されたキヤリヤ部材上に半導体材料
を蒸着するための装置(以下、蒸着装置と略称する)
は、長期に亘り知られている。これに関連して、例とし
て米国特許明細書第4,173,944号を参照するこ
とができる。最も共通した実施態様において、係る装置
は実質的に金属製の台板および冷却可能なベルジヤーか
らなり、該ベルジヤーは密閉された反応室がベルジヤー
内に形成されるように台板に配置される。蒸着装置は、
蒸着が通常加圧下で実施され、かつ蒸着ガスが腐食作用
および空気との混合により自然発火する傾向を有するた
めに、ガス密封および耐圧構造をもって閉止されること
ができねばならない。台板は、その助けによりキヤリヤ
部材を反応室内に支持する取付具を備えている。通常、
電流の直接の導通により必要な蒸着温度に加熱されるロ
ツドが、キヤリヤ部材として役立つ。好都合には、2つ
の隣接するロツドが、U字状のキヤリヤ部材を形成する
ブリツジにより、支持された基部端と対向する各自由端
で接続される。電流は、U字状のキヤリヤ部材を支持す
る一対の取付具により供給される。
【0003】取付具は、台板を貫通しかつ蒸着装置の外
部の電流源に接続される電流リード部を含んでいる。蒸
着装置の内部で、電流リード部は電流ホルダとして構成
されるか、もしくは別体の電極ホルダに永続的に接続さ
れる。電極ホルダには、反応室に向けられてグラフアイ
ト電極が取付られる。該グラフアイト電極は、通常その
頂部にキヤリヤ部材が挿入される凹部を有する。取付具
は、支持されたキヤリヤ部材が所定位置に固定され、か
つ移動され得ないように設計される。電流リード部およ
び、適用し得るならば同様に電極ホルダは、冷媒が蒸着
の間中それを通って注入される冷却チヤンネルを備えて
いる。これは、キヤリヤ部材の取付具に半導体材料が蒸
着されるのを阻止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】最初の蒸着装置の開発
から、加熱されたキヤリヤ部材上に半導体材料を蒸着す
ることにより、常により大量の半導体本体を製造する連
続的な傾向にあつた。現在、その長さが3000mmま
ででありかつその直径が200mmまでである半導体ロ
ツドが、ロツド形状のキヤリヤ体を使用して製造されて
いる。大きな半導体の製造において、比較的頻繁に観察
され得ることは、蒸着の最終段階においてまたは蒸着後
の冷却段階において、取付具から傾落および/または基
部端近傍において損傷することである。この現象は、エ
レクトロニクス業界において広く必要とされる製品を製
造するために、半導体のさらに他の処理を遅延するだけ
でなく、損傷した半導体はもはや設計通りのさらなる処
理に処することができないことから、高い経済的損失を
生じる。
【0005】本発明の目的は、それゆえ上述された欠点
を実質的に阻止する手段を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、電流リ
ード部と電極ホルダとの間に配置される少なくとも1つ
のばね要素を備え、該ばね要素が前記電流リード部に対
する前記電極ホルダの運動を許容しかつ該運動を吸収す
ることを特徴とする半導体材料の蒸着装置用のキヤリヤ
部材の取付具により達成される。
【0007】本発明者による研究結果は、熱応力が不都
合な作用の原因であることを示している。係る熱応力の
原因は、冷却された取付具、蒸着後の冷却時における半
導体内部での冷却速度の差異、およびU字状半導体の場
合には、冷却段階中におけるロツドを接合するブリツジ
の収縮である。
【0008】本発明による取付具は、熱応力が減少され
るように半導体の一定の固有の運動を許容する。前記取
付具のさらに他の利点は、現存する蒸着装置がそれによ
り改善され得るということである。
【0009】以下に、本発明を2つの図を参照して好適
な実施例により説明する。
【0010】
【実施例】図1は、2つのばね要素を備える取付具の縦
断面図である。図2は、図1のA−A断面図である。図
1によれば、冷却チャンネル1を備え、取付具3の下部
に設けられた電流リード部2が、蒸着装置の台板4に貫
設された開口を貫通する。この電流リード部2は、絶縁
体5により台板4から電気的に絶縁されている。絶縁体
5および電流リード部2は、ガス密封および耐圧構造に
より台板の開口を共同して閉鎖する。取り付けられた状
態において、電流リード部は開口内に固定および不動の
構造をもって着座される。他方で、電流リード部の上方
に配置され、かつ該電流リード部を覆う電極ホルダ6
は、とくに、図中矢印で指定された方向に動くことがで
きる。この矢印方向への水平並進運動に加えて、ばね要
素はまた電極ホルダの僅かな傾斜運動を許容する。電極
ホルダ6は、その底部においてリッジ7を形成すべく延
長される。前記リッジは、当初、電流リード部2の、同
様に***状である延長部8に隣接して載置される(図2
参照)。外力が矢印方向に電極ホルダを偏向するだけで
あるならば、電極ホルダにより横切られる距離に等しい
幅を有するギヤツプが、電流リード部に属する固定リッ
ジ8と偏位された電極ホルダのリッジ7との間に生起す
る。各図に示された図によれば、電極ホルダの運動は、
電流リード部2と電極ホルダ6との間に配置された2つ
のばね要素9,10により可能となる。ばね要素は、電
極ホルダの方向に弾性的に変形可能であり、かつ電極ホ
ルダの運動を吸収する。
【0011】本発明の好適な実施例によれば、ばね要素
は台板4に対して垂直に整列される板ばねの積層体から
なる。ばね要素9,10は、スペーサ11,12によつ
てそれらの側縁部において互いに接合される。2つのば
ね要素の一方は、中心部でリッジ7に、かつ他方はリッ
ジ8に接合される。2つのばね要素の接合部および隣接
するリッジとのばね要素の接合部は、リベツト13によ
つてまたは例えば、螺合または溶接により予め形成され
得る。図2に示されるように、ばね要素と隣接するリッ
ジとの側面は、好ましくは、電極ホルダの水平並進運動
の間中、板ばねが前記側面に対して密接して嵌合できる
ように僅かに丸くなるように設計されている。
【0012】取付具3の構成要素として、グラフアイト
電極14がそれ自体公知の方法において台板4と対向し
て電極ホルダに接合される。キヤリヤ部材15が、グラ
フアイト電極14の円錐状に傾斜する先端の凹部16に
挿入される。電極ホルダに作用する重力は、ばね要素を
介して、もしくは直接電流リード部により支持され得
る。本発明の好適な実施例は、少なくとも1つの摺動ベ
アリング、例えば、キヤリヤ部材の重量を支持するグラ
フアイト摺動ブロツクを備える。
【0013】図は鏡面対称をもって配置される2つのば
ね要素を有する取付具を示すけれども、同様にばね要素
の一方は、電極取り付けのために意図された運動の容易
さを付与するのに十分である。1つのばね要素のみを有
する取付具の場合、電極ホルダまたは電流リード部に属
する適宜に広げられたリッジが、第2のばね要素の位置
を占有する。
【0014】取付具は、電流および熱を良く通すことが
でき、かつ加えて耐腐食性でなければならない。それゆ
え、とくに好ましいのは電流リード部、電極ホルダ、ば
ね要素およびそれらを接合する固定手段を銀で作製する
か、もしくは少なくともそれらを銀で被覆することであ
る。
【0015】U字状キヤリヤ部材の基部端が支持される
1対の取付具において、該取付具の少なくとも一方は本
発明による形式の取付具にすべきである。取付具は、電
極ホルダの水平並進運動が対となる第2の取付具の方向
に行われ得るように蒸着装置の台板に配置される。熱応
力の結果として蒸着終了時においてまたは冷却段階の間
中に生起する、製造された半導体の基部端の間隔が小さ
ければ、可動の取付具は短い動きに対する損傷抵抗を示
さない。これに反して、とくに大きな半導体の場合に
は、2つの堅固な取付具の使用は半導体の傾落および/
または基部端近傍の半導体の損傷を僅かながら生じる可
能性がある。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る好適な実施
態様を列記する。 (1)加熱されたキヤリヤ部材上に半導体材料を蒸着す
るための装置におけるキヤリヤ部材の取付具であって、
蒸着装置の台板を貫通して配置される固定電流リード
部、並びにその底部が前記電流リード部の上方に配置さ
れ、かつその上部にキヤリヤ部材を挿入し得るグラフア
イト電極が接合される電極ホルダを備えるとともに、前
記電流リード部と前記電極ホルダとの間に配置される少
なくとも1つのばね要素を備え、該ばね要素が前記電流
リード部に対する前記電極ホルダの運動を許容し、かつ
該運動を吸収することを特徴とする半導体材料の蒸着用
装置におけるキヤリヤ部材の取付具。 (2)ばね要素は複数の板ばねからなり、該板ばねが積
層を形成すべく組み立てられ、かつ台板に対して垂直に
整列されることを特徴とする上記(1)に記載の半導体
材料の蒸着用装置におけるキヤリヤ部材の取付具。 (3)ばね要素に対して鏡面対称となるように配置さ
れ、かつばね要素にスペーサによつて接合されるさらに
他のばね要素を備えることを特徴とする上記(1)また
は(2)に記載の半導体材料の蒸着用装置におけるキヤ
リヤ部材の取付具。 (4)キヤリヤ部材の重量を支持する摺動ベアリングを
備えることを特徴とする上記(1)乃至(3)のいずれ
か一つに記載の半導体材料の蒸着用装置におけるキヤリ
ヤ部材の取付具。 (5)加熱されたキヤリヤ部材上に半導体材料を蒸着す
るための装置におけるU字状のキヤリヤ部材を保持する
ための一対の取付具の使用方法であって、前記一対の取
付具で前記U字状のキヤリヤ部材の2つの基部端を支持
するとともに、前記一対の取付具の少なくとも一方は請
求項1に記載された取付具であり、かつ前記電極ホルダ
の運動が対となる他方の取付具の方向に行われ得るよう
に配置することを特徴とする取付具の使用方法。
【0017】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明の、加熱されたキ
ヤリヤ部材上に半導体材料を蒸着するための装置におけ
るキヤリヤ部材の取付具であって、蒸着装置の台板を貫
通して配置される固定電流リード部、並びにその底部が
前記電流リード部の上方に配置され、かつその上部にキ
ヤリヤ部材を挿入し得るグラフアイト電極が接合される
電極ホルダを備えるとともに、前記電流リード部と前記
電極ホルダとの間に配置される少なくとも1つのばね要
素を備え、該ばね要素が前記電流リード部に対する前記
電極ホルダの運動を許容し、かつ該運動を吸収すること
を特徴とする取付具によれば、熱応力が減少されるよう
に半導体の一定の固有の運動を許容するとともに、現存
する蒸着装置を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る、2つのばね要素を備える取付具
の縦断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【符号の説明】
2 電流リード部 3 取付具 4 台板 6 電極ホルダ 7 リッジ 8 リッジ(延長部) 9 ばね要素 10 ばね要素 14 グラフアイト電極 15 キヤリヤ部材 16 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4173944(US,A) 独国特許出願公開2854707(DE,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/203 C23C 14/50 H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 21/68 C30B 23/00 - 25/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱されたキヤリヤ部材上に半導体材料
    を蒸着するための装置におけるキヤリヤ部材の取付具で
    あって、蒸着装置の台板を貫通して配置される固定電流
    リード部、並びにその底部が前記電流リード部の上方に
    配置され、かつその上部にキヤリヤ部材を挿入し得るグ
    ラフアイト電極が接合される電極ホルダを備えるととも
    に、前記電流リード部と前記電極ホルダとの間に配置さ
    れる少なくとも1つのばね要素を備え、該ばね要素が前
    記電流リード部に対する前記電極ホルダの運動を許容
    し、かつ該運動を吸収することを特徴とする半導体材料
    の蒸着用装置におけるキヤリヤ部材の取付具。
  2. 【請求項2】 加熱されたキヤリヤ部材上に半導体材料
    を蒸着するための装置におけるU字状のキヤリヤ部材を
    保持するための一対の取付具の使用方法であって、前記
    一対の取付具で前記U字状のキヤリヤ部材の2つの基部
    端を支持するとともに、前記一対の取付具の少なくとも
    一方は請求項1に記載された取付具であり、かつ前記電
    極ホルダの運動が対となる他方の取付具の方向に行われ
    得るように配置することを特徴とする取付具の使用方
    法。
JP7199278A 1994-07-14 1995-07-13 半導体材料の蒸着用装置におけるキヤリヤ部材の取付具およびその使用方法 Expired - Lifetime JP2805457B2 (ja)

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