JP3157866B2 - 分子線結晶成長用基板ホルダおよび分子線結晶成長法 - Google Patents
分子線結晶成長用基板ホルダおよび分子線結晶成長法Info
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体、特に化合物
半導体の基板上にエピタキシャル層を成長させるための
分子線結晶成長法およびそれに用いられる基板ホルダに
関する。
半導体の基板上にエピタキシャル層を成長させるための
分子線結晶成長法およびそれに用いられる基板ホルダに
関する。
【０００２】
【従来の技術】分子線結晶成長を行なうにあたり、基板
は高真空にされた装置内で基板ホルダによって保持され
る。図３に従来の基板ホルダを示す。基板ホルダ３０
は、中空の円板形状であり、中空の部分を基板保持部３
１として、ここに基板３３が配置される。また、基板保
持部３１には、環状の支持体３２が形成される。基板３
３は、支持体３２によってその周縁部全体が支持され
る。
は高真空にされた装置内で基板ホルダによって保持され
る。図３に従来の基板ホルダを示す。基板ホルダ３０
は、中空の円板形状であり、中空の部分を基板保持部３
１として、ここに基板３３が配置される。また、基板保
持部３１には、環状の支持体３２が形成される。基板３
３は、支持体３２によってその周縁部全体が支持され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】基板は、上記基板ホル
ダに保持された状態で輻射により加熱される。基板ホル
ダは高真空中で数百℃とされても元素を揮発しにくい材
料（たとえば、タンタルおよびモリブデン等）で形成さ
れる一方、基板を形成する材料（たとえばＧａＡｓ等の
化合物半導体）は、輻射光を透過しやすい。したがっ
て、上記ホルダで保持される基板を加熱していった場
合、ホルダの温度が基板よりも急激に上昇するため、基
板においてホルダが接触する周縁部分と中心部との間に
熱勾配が形成される。このため、基板に熱ひずみが生じ
るようになり、特に、基板の周縁部で（１１０）面およ
びその近傍にスリップが多数発生するという問題が生じ
た。
ダに保持された状態で輻射により加熱される。基板ホル
ダは高真空中で数百℃とされても元素を揮発しにくい材
料（たとえば、タンタルおよびモリブデン等）で形成さ
れる一方、基板を形成する材料（たとえばＧａＡｓ等の
化合物半導体）は、輻射光を透過しやすい。したがっ
て、上記ホルダで保持される基板を加熱していった場
合、ホルダの温度が基板よりも急激に上昇するため、基
板においてホルダが接触する周縁部分と中心部との間に
熱勾配が形成される。このため、基板に熱ひずみが生じ
るようになり、特に、基板の周縁部で（１１０）面およ
びその近傍にスリップが多数発生するという問題が生じ
た。
【０００４】本発明の目的は、分子線結晶成長において
基板を加熱するに際し、スリップの発生を抑制すること
にある。
基板を加熱するに際し、スリップの発生を抑制すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明に従う分子線
結晶成長用基板ホルダは、分子線結晶成長装置内で基板
を分子線にさらすため、基板の周縁部を支持することに
より基板を保持するホルダにおいて、基板周縁部におけ
る複数の箇所に接触して基板を保持する複数の支持片を
備える。さらに、上記複数の支持片は、基板周縁部の
（１１０）面部分から離れた部分に接触できるよう所定
の間隔をあけて設けられる。
結晶成長用基板ホルダは、分子線結晶成長装置内で基板
を分子線にさらすため、基板の周縁部を支持することに
より基板を保持するホルダにおいて、基板周縁部におけ
る複数の箇所に接触して基板を保持する複数の支持片を
備える。さらに、上記複数の支持片は、基板周縁部の
（１１０）面部分から離れた部分に接触できるよう所定
の間隔をあけて設けられる。
【０００６】第２の発明に従う分子線結晶成長法は、加
熱した基板に分子線を入射させて基板上にエピタキシャ
ル層を成長させる方法において、基板周縁部の（１１
０）面部分から離れた部分を基板ホルダにより保持して
基板を加熱することを特徴とする。
熱した基板に分子線を入射させて基板上にエピタキシャ
ル層を成長させる方法において、基板周縁部の（１１
０）面部分から離れた部分を基板ホルダにより保持して
基板を加熱することを特徴とする。
【０００７】
【作用】第１の発明に従う基板ホルダに基板を配置すれ
ば、基板周縁部における複数の箇所に基板ホルダの支持
片が接触して基板は支持される。これにより、基板は分
子線結晶成長装置内で基板ホルダによって保持される。
基板を支持する支持片は、所定の間隔をあけて複数設け
られており、基板ホルダ周縁部で〈１１０〉成長が現わ
れる部分から離れた部分に接触することができる。たと
えば、ＧａＡｓ基板の場合、図４の矢印に示すように４
ヵ所で〈１１０〉成長が現われるが、これらの部分の間
に支持片が接触するよう支持片を複数設ければ、（１１
０）面部分を避けて基板を支持することができる。支持
片の間隔、数および大きさ等は、基板の大きさおよび重
量に従って最適となるよう設定すればよい。
ば、基板周縁部における複数の箇所に基板ホルダの支持
片が接触して基板は支持される。これにより、基板は分
子線結晶成長装置内で基板ホルダによって保持される。
基板を支持する支持片は、所定の間隔をあけて複数設け
られており、基板ホルダ周縁部で〈１１０〉成長が現わ
れる部分から離れた部分に接触することができる。たと
えば、ＧａＡｓ基板の場合、図４の矢印に示すように４
ヵ所で〈１１０〉成長が現われるが、これらの部分の間
に支持片が接触するよう支持片を複数設ければ、（１１
０）面部分を避けて基板を支持することができる。支持
片の間隔、数および大きさ等は、基板の大きさおよび重
量に従って最適となるよう設定すればよい。
【０００８】このように、（１１０）面部分およびその
近傍へのホルダの接触を防ぐことによって、（１１０）
面部分近傍に大きな温度勾配がかかるのを阻止し、スリ
ップの発生を防止している。
近傍へのホルダの接触を防ぐことによって、（１１０）
面部分近傍に大きな温度勾配がかかるのを阻止し、スリ
ップの発生を防止している。
【０００９】また、第２の発明に従って基板の周縁部で
（１１０）面部分から離れた部分を基板ホルダにより保
持して基板を加熱すれば、加熱によってスリップの発生
しやすい（１１０）面部分およびその近傍での熱ひずみ
の発生が抑制される。
（１１０）面部分から離れた部分を基板ホルダにより保
持して基板を加熱すれば、加熱によってスリップの発生
しやすい（１１０）面部分およびその近傍での熱ひずみ
の発生が抑制される。
【００１０】
【実施例】図１に示す基板ホルダを本発明に従って作製
した。図１において（ａ）は基板ホルダの平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ′断面図を示す。
した。図１において（ａ）は基板ホルダの平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ′断面図を示す。
【００１１】基板ホルダ１０は、中空の円板形状であ
り、中空の部分は基板保持部１１とされる。基板保持部
１１は、基板に沿った形状を有し、オリエンテーション
フラットが位置する部分は平面にされる一方、他の部分
は円筒面とされる。基板保持部１１は、分子線結晶成長
の間、基板がずれないよう適当な大きさとされる。
り、中空の部分は基板保持部１１とされる。基板保持部
１１は、基板に沿った形状を有し、オリエンテーション
フラットが位置する部分は平面にされる一方、他の部分
は円筒面とされる。基板保持部１１は、分子線結晶成長
の間、基板がずれないよう適当な大きさとされる。
【００１２】一方、基板保持部１１には４ヶ所に基板支
持片１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄが形成され
る。保持すべきＧａＡｓ基板１３は、オリエンテーショ
ンフラット１４（以下ＯＦと略記）が、（１１０）面と
されているため、基板１３の外周面でＯＦに対向する部
分１５、ＯＦから９０度回転したＩＦ１６、およびＩＦ
に対抗する部分１７に〈１１０〉成長が現われる。した
がって、たとえば基板支持片１２ａは、基板周縁部でＯ
ＦとＩＦの中間あたりを支持するよう形成され、支持片
１２ｃは１２ａに対向する位置に、支持片１２ｂおよび
１２ｄは１２ａから図に向かって左右それぞれ９０度回
転した位置に形成される。図に示すように、基板１３は
その周縁部を４つの支持片で支持されることにより基板
ホルダ１０内に保持される。
持片１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄが形成され
る。保持すべきＧａＡｓ基板１３は、オリエンテーショ
ンフラット１４（以下ＯＦと略記）が、（１１０）面と
されているため、基板１３の外周面でＯＦに対向する部
分１５、ＯＦから９０度回転したＩＦ１６、およびＩＦ
に対抗する部分１７に〈１１０〉成長が現われる。した
がって、たとえば基板支持片１２ａは、基板周縁部でＯ
ＦとＩＦの中間あたりを支持するよう形成され、支持片
１２ｃは１２ａに対向する位置に、支持片１２ｂおよび
１２ｄは１２ａから図に向かって左右それぞれ９０度回
転した位置に形成される。図に示すように、基板１３は
その周縁部を４つの支持片で支持されることにより基板
ホルダ１０内に保持される。
【００１３】分子結晶成長装置において以上に示した基
板ホルダで４インチφのＧａＡｓ基板を保持し、アンド
ープＧａＡｓ層を成長させた。成長条件は以下のとおり
であった。
板ホルダで４インチφのＧａＡｓ基板を保持し、アンド
ープＧａＡｓ層を成長させた。成長条件は以下のとおり
であった。
【００１４】昇温温度：２０℃／ｍｉｎ、成長温度：６
５０℃、成長時間：１時間、降温温度２０℃／ｍｉｎ、
Ａｓ圧：１×１０-5Ｔｏｒｒ、成長速度：１μｍ／ｈ
ｒ。
５０℃、成長時間：１時間、降温温度２０℃／ｍｉｎ、
Ａｓ圧：１×１０-5Ｔｏｒｒ、成長速度：１μｍ／ｈ
ｒ。
【００１５】一方、図３に示した従来の基板ホルダを用
いて同様の条件で分子線結晶成長を行なった。
いて同様の条件で分子線結晶成長を行なった。
【００１６】これらの条件下でそれぞれエピタキシャル
成長させた基板の表面を比較観察した結果、スリップの
長さおよび数とも本発明のホルダを用いた場合、従来の
ホルダを用いた場合の半分以下に抑えられた。したがっ
て、本発明に従えばスリップの発生が抑制させることが
明らかとなった。
成長させた基板の表面を比較観察した結果、スリップの
長さおよび数とも本発明のホルダを用いた場合、従来の
ホルダを用いた場合の半分以下に抑えられた。したがっ
て、本発明に従えばスリップの発生が抑制させることが
明らかとなった。
【００１７】なお、上記実施例においては、基板支持片
が４ヵ所に設けられたが、基板支持片の数、間隔、大き
さおよび形状等は上記実施例に限定されず、種々の変更
が可能である。たとえば、図２に示すように、基板保持
部の８ヵ所にこの発明に従って支持片を設けることもで
きる。
が４ヵ所に設けられたが、基板支持片の数、間隔、大き
さおよび形状等は上記実施例に限定されず、種々の変更
が可能である。たとえば、図２に示すように、基板保持
部の８ヵ所にこの発明に従って支持片を設けることもで
きる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に従えば、分
子線結晶成長においてスリップの発生が抑制される。し
たがって、基板上で高速素子や発光素子等のデバイスと
して使用できる領域が従来より増えるため、本発明はデ
バイス製造の歩留向上に寄与する。
子線結晶成長においてスリップの発生が抑制される。し
たがって、基板上で高速素子や発光素子等のデバイスと
して使用できる領域が従来より増えるため、本発明はデ
バイス製造の歩留向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う基板ホルダの一例を示す（ａ）平
面図および（ｂ）Ａ−Ａ′断面図。
面図および（ｂ）Ａ−Ａ′断面図。
【図２】本発明に従う基板ホルダの他の例を示す平面
図。
図。
【図３】従来の基板ホルダを示す（ａ）平面図および
（ｂ）断面図。
（ｂ）断面図。
【図４】基板の成長方向を説明するための平面図。
１１、３１ 基板保持部 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 基板支持片
フロントページの続き (72)発明者 岡田 浩 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 酒井 純朗 東京都府中市四谷５丁目８番１号 日電 アネルバ株式会社内 (72)発明者 ▲高▼岸 成典 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住 友電気工業株式会社 伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−201420（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−157925（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/68 C30B 25/12 H01L 21/203
Claims (3)
- 【請求項１】 分子線結晶成長装置内で基板を分子線に
さらすため、前記基板の周縁部を支持することにより前
記基板を保持する分子線結晶成長用基板ホルダにおい
て、 前記基板周縁部における複数の箇所に接触して前記基板
を支持する複数の支持片を備え、 前記複数の支持片は、前記基板周縁部の（１１０）面部
分から離れた部分に接触できるよう所定の間隔をあけて
設けられる、分子線結晶成長用基板ホルダ。 - 【請求項２】 加熱した基板に分子線を入射させて前記
基板上にエピタキシャル層を成長させる分子線結晶成長
法において、 前記基板周縁部の（１１０）面部分から離れた部分を基
板ホルダにより保持して前記基板を加熱することを特徴
とする、分子線結晶成長法。 - 【請求項３】 ４つまたは８つの前記支持片を備える、
請求項１に記載の分子線結晶成長用基板ホルダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26593391A JP3157866B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 分子線結晶成長用基板ホルダおよび分子線結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26593391A JP3157866B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 分子線結晶成長用基板ホルダおよび分子線結晶成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109875A JPH05109875A (ja) | 1993-04-30 |
| JP3157866B2 true JP3157866B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=17424101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26593391A Expired - Fee Related JP3157866B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 分子線結晶成長用基板ホルダおよび分子線結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157866B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106653664B (zh) * | 2016-12-07 | 2019-11-15 | 南方科技大学 | 砷化镓晶圆用除氧托盘 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP26593391A patent/JP3157866B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05109875A (ja) | 1993-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010123 |
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