JP3590724B2 - Liquid phase epitaxial growth apparatus and liquid phase epitaxial growth method - Google Patents

Liquid phase epitaxial growth apparatus and liquid phase epitaxial growth method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、成長ボートを使用する液相エピタキシャル成長装置、および、この液相エピタキシャル成長装置を用いた液相エピタキシャル成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液相エピタキシャル成長は成長ボートを用いて行われている。図４に示すように、成長ボート１は、メルト室２と成長室３との２槽に仕切られており、炉芯管４に対して出し入れ可能になっている。そして、図５に示すような手順に従って液相エピタキシャル成長を行う。
【０００３】
図５(a)は、待機状態を示し、上記成長ボート１は、メルト室２に成長融液(以下、メルトと言う)５が充填され、成長室３には複数枚のウェハ６が縦に設置されて、炉芯管４の中央部(均熱領域１０：図４参照)に配置されている。尚、７はメルト室２内のピストン８を操作するピストン操作棒であり、９は成長ボート１を操作するボート操作棒である。
【０００４】
図５(b)は、液相エピタキシャル成長時の状態を示す。ピストン操作棒７が操作されて、メルト室２内のメルト５がピストン８によって成長室３内に押し出される。そして、メルト５の温度を高温(約９００℃)から徐々に冷却させて、温度降下幅に相当する過剰メルトを基板６上に析出させることによって、エピタキシャル成長が行われる。その場合、炉芯管４内は、例えば水素等の高純度ガスで置換されている。ここで、例えばガリウムやガリウム砒素多結晶ポリマ等のメルト５は、総て高純度品が使用される。
【０００５】
図５(c)は、液相エピタキシャル成長終了時の状態を示す。成長ボート１の状態としては、図５(b)に示す液相エピタキシャル成長時の状態と同じである。図５(d)は、エピタキシャル成長ウェハ取り出し時の状態を示す。先ず炉芯管４内をガス置換し、次にピストン操作棒７とピストン８との連結が解除され、ボート操作棒９が操作されて成長ボート１が炉芯管４外に引き出される。この場合、エピタキシャル成長ウェハ６'と共に、メルト５も外部(例えば大気中あるいは純度の劣る不活性ガス中)に引き出される。
【０００６】
以後、上記エピタキシャル成長ウェハ６'が成長室３から取り出され、成長ボート１が清掃される(このとき使用後のメルト５は破壊される)。そして、次回にエピタキシャル成長させるウェハが成長室３にセットされ、新たなメルトがメルト室２に充填される。そうした後、ボート操作棒９が操作されて成長ボート１が炉芯管４内に戻されて、図５(a)に示す待機状態に戻る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液相エピタキシャル成長装置には、以下に述べるような問題がある。すなわち、上述のように、液相エピタキシャル成長に使用する材料は、成長時使用するガスを含めて、全て高純度品を使用している。したがって、液相エピタキシャル成長の際に、使用している材料以外のエピタキシャル成長に不都合な物質(以下、不用物質と言う)が周囲に存在すると、エピタキシャル成長中にその不用物質が成長層に取り込まれて目的の特性を有するエピタキシャル成長ウェハを得ることが困難になる。そのために、エピタキシャル成長においては、環境中における不用物質を低減させることが重要である。
【０００８】
ところが、従来の液相エピタキシャル成長装置における成長ボート１は、成長室３とメルト室２とがー体に構成されているために、エピタキシャル成長後に成長室３を炉芯管４外に引き出す際にメルト５も外部に引き出されてしまうことなる。したがって、例えば大気中あるいは純度の劣る不活性ガス中に引き出されたメルト５に上記不用物質が取り込まれてしまい、このメルト５を以後のエピタキシャル成長に使用することは望ましくない。
【０００９】
したがって、上記従来の液相エピタキシャル成長装置においては、成長終了後に外部に取り出された成長ボート１は、不用物質の混入を防止するために、付着したメルト５を拭き取りによって除去し、清掃する必要がある。その場合、成長ボート１はメルト室２と成長室３とが一体に構成されているために、ピストン８等の部品も多く、清掃面積も広く、清掃作業の効率が悪いという問題がある。
【００１０】
一方において、同時に多数枚のウェハをエピタキシャル成長するためには、炉芯管４内の均熱領域１０(図４参照)を効率よく使用する必要がある。そして、均熱領域１０を効率よく使用するためには、成長ボート１内における成長室３とメルト室２との位置関係は、水平方向に位置させるよりも垂直方向に位置させる方が望ましい。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、メルトへの不用物質混入を防止して、目的の特性のエピタキシャル成長ウェハを安定して得ることができる液相エピタキシャル成長装置を提供することにある。さらに、エピタキシャル成長の準備および後処理作業を低減させ、均熱領域を高効率で使用でき、作業効率向上を含む生産効率の向上を図ることができる液相エピタキシャル成長装置、および、液相エピタキシャル成長方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、エピタキシャル成長が行われる成長室とこの成長室にメルトを供給するメルト室とを有する成長ボートと,この成長ボートが入れられて上記メルトを加熱するエピタキシャル成長炉を備えた液相エピタキシャル成長装置において、上記成長室とメルト室とは分離合体可能になっており, 且つ , 上記成長室が上記メルト室上に載置されて合体するようになっており、上記エピタキシャル成長炉は,炉芯部と,この炉芯部および外部に選択的に連通可能なガス置換室を有しており、上記メルト室の上部全体を覆って形成されると共に , 上記メルト室上に載置された上記成長室に上記成長融液を導くスロープ通路を備えたことを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、エピタキシャル成長ウェハを上記エピタキシャル成長炉から取り出す場合に、上記成長室は上記メルト室から分離されてガス置換室を経由して上記エピタキシャル成長炉外に搬出することが可能になる。したがって、上記メルト室は上記エピタキシャル成長炉内のエピタキシャル成長時と同じ雰囲気中に在り、外気接触による上記メルトへの不用物質の混入が防止される。
【００１４】
さらに、上記メルトは、外気接触による不用物質の混入が無いため再使用が可能である。したがって、各エピタキシャル成長毎に新たに補充される上記メルトの量は０又は僅かでよく、エピタキシャル成長の準備を短時間にできると共にランニングコストの低減を図ることができる。さらに、上記成長室のみがエピタキシャル成長炉外に搬出されるために、成長ボートの清掃は上記成長室に対してのみ行えばよく、上記成長ボートの清掃が容易になる。
【００１５】
さらに、エピタキシャル成長時には、上記成長室が上記メルト室上に載置されて両室が合体される。したがって、エピタキシャル成長炉における均熱領域の長さを変えることなく、両室を併設する場合よりも上記成長室を長くして収納ウェハ枚数を多くでき、上記均熱領域が効率良く使用される。
【００１６】
さらに、エピタキシャル成長時に、下側に在る上記メルト室内のメルトがスロープ通路に導かれて上側に在る上記成長室に容易に供給される。さらに、上記スロープ通路は、上記メルト室の上部全体を覆って形成されるために蓋の役目を成し、上記成長室がエピタキシャル成長炉の外に取り出されている際における上記メルトの無用な蒸発が防止される。
【００１７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の液相エピタキシャル成長装置において、上記成長室を、上記メルト室から分離して上記ガス置換室を経由して上記エピタキシャル成長炉の外部に搬送する成長室搬送手段を備えたことを特徴としている。
【００１８】
上記成長室を上記エピタキシャル成長炉から取り出す場合には、成長室搬送手段によって、上記メルト室から分離されて上記ガス置換室を経由して取り出される。こうして、成長室取り出し時に上記メルト室をエピタキシャル成長時と同じ雰囲気中に残すことによって、外気接触による上記メルトへの不用物質の混入が防止される。したがって、上記メルトの再使用が可能となり、メルト使用量およびランニングコストの低減が図られる。さらに、エピタキシャル成長の準備期間が短縮される。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の液相エピタキシャル成長装置において、上記成長室搬送手段は、上記成長室が搭載される台車を含むことを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、上記成長室の上記エピタキシャル成長炉における均熱領域からガス置換室への搬送、および、このガス置換室から外部への搬送が、台車を用いて容易に短時間に行われる。
【００２１】
また、請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明の液相エピタキシャル成長装置を用いた液相エピタキシャル成長方法であって、上記メルト室には , エピタキシャル成長に必要な量に対して過剰な量のメルトを入れておき、次に、ウェハがセットされた上記成長室をエピタキシャル成長炉の炉芯部内に搬入して,メルトが充填された上記メルト室に上記成長室を合体させ、次に、上記メルト室内のメルトを上記成長室内に供給してエピタキシャル成長を行い、次に、上記成長室内のメルトを上記メルト室に戻し、次に、上記成長室を上記メルト室から分離させて上記ガス置換室に移動して上記ガス置換室内をガス置換し、次に、上記成長室を上記ガス置換室から上記エピタキシャル成長炉の外部に搬出して,後処理および次のエピタキシャル成長の準備を行うようにし、上記次のエピタキシャル成長の準備は , 上記エピタキシャル成長炉の外部に搬出された成長室に , 不足するメルトの組成成分を追加することを含むことを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、エピタキシャル成長ウェハ取り出し時には、上記成長室のみが上記エピタキシャル成長炉外に搬出される。その結果、外気接触による上記メルトへの不用物質の混入が防止されて、上記メルトの再使用が可能となる。したがって、各エピタキシャル成長毎に新たに補充されるメルトの量は０又は僅かでよく、エピタキシャル成長の準備時間およびランニングコストの低減が図られる。さらに、成長ボートの清掃は上記成長室に対してのみ行えばよく、上記成長ボートの清掃が容易になる。
【００２３】
さらに、上記メルト室には、エピタキシャル成長に必要なメルトに対して過剰な量のメルトが入っており、そのメルトは外気接触による不用物質の混入が無いために再使用が可能である。したがって、各エピタキシャル成長毎に新たに補充される上記メルトの量は０か又は僅かでよく、エピタキシャル成長の準備を短時間にできると共にランニングコストの低減が図られる。
【００２４】
さらに、上記メルト室から分離されて上記エピタキシャル成長炉の外部に搬出された成長室に、不足するメルトの組成成分が追加されて、上記メルト室中のメルト量が不足した場合の補充、あるいは、上記メルトの組成変化の調整が容易に行われる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の液相エピタキシャル成長装置における成長ボートの構造を示す図である。この成長ボート１１においては、成長室１２とメルト室１３とは積層構造を呈しており、且つ、成長室１２はメルト室１３上を水平方向に移動して分離合体可能になっている。また、メルト室１３の上部には、メルト１４を図中右側から左側上部に設けられた吐出口１３aに向かって導くスロープ通路１５が設けられている。そして、メルト室１３内のメルト１４を成長室１２に導入する場合には、メルト室１３内のピストン１６を図中右側に移動させる。そうすることによって、ピストン１６に押されたメルト１４は、スロープ通路１５を通って吐出口１３aから成長室１２の図中左側に設けられた追加メルト室１７に導かれるのである。このような構造の成長ボート１１を有する液相エピタキシャル成長装置は、図２および図３に示すような手順に従って液相エピタキシャル成長を行う。
【００２６】
尚、図２及び図３においては、ＧaＡs系エピタキシャル成長を例に説明する。エピタキシャル成長を行なうに際して、ｎ型ドープのＧaＡs基板ウェハ、Ｇaメルト(Ｇa,ＧaＡs多結晶ポリマ,Ｓi等)を準備する。
【００２７】
本実施の形態における成長ボート１１は、上述したように、成長室１２とメルト室１３とは積層されて分離合体可能になっている。また、成長室１２を移動する際に使用される台車１８が配置されている。エピタキシャル成長炉２１は、炉芯管２２とガス置換室２３とを有しており、炉芯管２２とガス置換室２３とはシャッタ２４の開放によって連通可能になっている。また、エピタキシャル成長炉２１には、メルト室１３を外部から操作するためのメルト室操作棒２５、メルト室１３内のピストン１６用のピストン操作棒２６、成長室１２用の成長室操作棒２７、および、台車１８用の台車操作棒２８が設けられている。尚、炉芯管２２内は水素雰囲気下である。また、上述以外のエピタキシャル成長条件は上記従来の液相エピタキシャル成長装置の動作説明時における成長条件と同じである。
【００２８】
図２(a)は、待機状態を示し、上記成長ボート１１は、メルト室１３にＧaメルト(以下、単にメルトと言う)３１が充填され、成長室１２には複数枚のｎ型ドープＧaＡs基板ウェハ(以下、単にウェハと言う)３２が縦に設置されて、炉芯管２２の中央部(均熱領域２０：図１参照)に配置されている。尚、台車１８は、メルト室１３に隣接して位置している。
【００２９】
図２(b)は、液相エピタキシャル成長時の状態を示す。上記ピストン操作棒２６が操作されて、ピストン１６によって、メルト室１３内のメルト３１がスロープ通路１５および追加メルト室１７を介して成長室１２内に押し出される。そして、メルト３１の温度を高温(約９００℃)から徐々に冷却させてエピタキシャル成長が行われる。
【００３０】
図２(c)は、液相エピタキシャル成長終了時の状態を示す。ピストン操作棒２６が操作されてピストン１６が元の位置に戻されることによって、成長室１２内の使用メルト３１'がメルト室１３に戻される。このように、本実施の形態においては、メルト室１３を下方に成長室１２を上方積層して設置している。したがって、均熱領域２０の長さを換えることなく、成長室とメルト室とを併設する場合に比して成長室１２の長さを長くして、一度に収納できるウェハ枚数を増やすことができ、均熱領域２０を高効率に使用することができるのである。
【００３１】
図３(d)は、エピタキシャル成長ウェハ取り出し時の状態を示す。先ず、成長室操作棒２７が操作されて成長室１２が台車１８上まで移動されて、台車１８上に成長室１２を搭載する。次に、図３(e)に示すように、台車操作棒２８と成長室操作棒２７とが操作されて、成長室１２が台車１８と共に、ガス置換室２３内に移動されてシャッタ２４が閉じられる。そして、ガス置換室２３内がガス置換される。
【００３２】
そうした後、図３(f)に示すように、上記台車操作棒２８と成長室操作棒２７とが操作されて、成長室１２が台車１８と共にガス置換室２３外(つまり、エピタキシャル成長炉２１外)に搬出される。この場合、メルト室１３は、図２(a)の待機状態における炉芯管２２内における上記均熱領域２０の位置から移動していない。したがって、本実施の形態によれば、エピタキシャル成長ウェハ取り出し時に大気中や純度の劣る不活性ガス中等に触れるのは成長室１２を構成する部分のみとなり、メルト室１３の外部接触が防止される。したがって、外気接触による上記不用物質のエピタキシャル成長系(特に使用メルト３１')への混入を防止して、目的の特性を有するエピタキシャル成長ウェハ３２'を安定して得ることができるのである。
【００３３】
その場合、上記エピタキシャル成長炉２１には、シャッタ２４によって炉芯管２２と仕切られたガス置換室２３を設けている。したがって、炉芯管２２内は、常時、エピタキシャル成長時に使用しているガス雰囲気下に在る。すなわち、本実施の形態においては、炉芯管２２内に残されたメルト室１３は、外部との接触が完全に遮断されており、メルト室１３への不用物質の混入は完全に防止されるのである。
【００３４】
尚、上述した如く、上記エピタキシャル成長ウェハ取り出し時において、メルト室１３は移動することなく炉芯管２２内に在る。そして、炉芯管２２内はエピタキシャル成長時以外であっても約４００℃以上の高温状態に在る。そこで、使用メルト１３'の蒸発が危惧される。しかしながら、メルト室１３の上方にはメルト３１を成長室１２に導くためのスロープ通路１５が形成されている。したがって、このスロープ通路１５がメルト室１３の簡易な蓋の役割を果たし、使用メルト３１'の余分な蒸発を防止することができるのである。
【００３５】
以後、上記エピタキシャル成長ウェハ３２'が成長室１２から取り出され、成長室１２が清掃される。そうした後、次回にエピタキシャル成長させるウェハが成長室１２にセットされ、追加メルトが成長室１２の追加メルト室１７に補給される。そうした後、成長室１２が台車１８上に載置され、成長室操作棒２７および台車操作棒２８が操作されて成長室１２が台車１８と共にガス置換室２３に移動されてガス置換される。そして、シャッタ２４が開放され、成長室操作棒２７および台車操作棒２８が操作されて、成長室１２が台車１８と共に炉芯管２２内に戻される。さらに、成長室操作棒２７が操作されて成長室１２がメルト室１３上に載置されて、図２(a)に示す待機状態に戻るのである。
【００３６】
このように、本実施の形態における液相エピタキシャル成長装置においては、成長ボート１１を、成長室１２とメルト室１３とに分離合体可能にすると共に、合体時には成長室１２をメルト室１３上に載置可能にしている。したがって、成長室をメルト室と併設する場合に比して、成長室１２の長さを長くして収納ウェハ枚数を多くすることができ、均熱領域２０を効率良く使用することができる。
【００３７】
また、上記エピタキシャル成長炉２１内をシャッタ２４によって炉芯管２２とガス置換室２３とに分割し、シャッタ２４を開放することによって連通可能にしている。したがって、エピタキシャル成長終了後の成長室１２を台車１８に乗せて一旦ガス置換室２３に入れ、シャッタ２４を閉鎖してガス置換した後に成長室１２を台車１８と共にエピタキシャル成長炉２１外に搬出することができる。こうして、エピタキシャル成長ウェハ３２'を取り出す際に、メルト室１３を炉芯管２２内に残して外気と接触しないようにできる。すなわち、本実施の形態によれば、外気接触による使用メルト３１'への上記不用物質の混入を完全に防止して、目的の特性を有するエピタキシャル成長ウェハを安定して得ることができるのである。
【００３８】
その場合に、上記成長室１２のエピタキシャル成長炉２１からの搬出及びエピタキシャル成長炉２１への搬入を、台車１８を用いて行っている。したがって、エピタキシャル成長ウェハ３２'の取り出しをスムーズに行うことができる。
【００３９】
また、上記メルト室１３の上部には、エピタキシャル成長時にメルト３１を成長室１２に導くためのスロープ通路１５を形成している。したがって、このスロープ通路１５が簡易的な蓋の役割を果たして、エピタキシャル成長ウェハ３２'の取り出し時に、上記炉芯管２２内に残されたメルト室１３における使用メルト３１'の蒸発を防止できる。
【００４０】
また、外気接触による上記不用物質の混入が無い使用メルト３１'は再使用が可能である。したがって、予めメルト室１３に過剰のメルト３１を充填しておけば、各エピタキシャル成長毎には、不足する分のメルト(又は、その組成成分)を成長室１２の追加メルト室１７に補充するだけでよい。したがって、各エピタキシャル成長毎のメルト材料準備作業を削減または低減できるのである。さらに、メルト３１の大部分を繰り返し使用することが可能であるために、メルト３１の使用量を低減してランニングコストの低減を図ることができる。
【００４１】
また、上記エピタキシャル成長ウェハ３２'を取り出す際に成長室１２のみをエピタキシャル成長炉２１外に取り出すことによって、後処理作業の一つであるメルト拭き取り作業時に拭き取るべき部品数を従来の成長ボートよりも少なくできる。したがって、ボート清掃作業を簡単にできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１に係る発明の液相エピタキシャル成長装置は、成長ボートのメルト室と成長室とを分離合体可能にし、エピタキシャル成長炉には炉芯部とこの炉芯部および外部に選択的に連通可能なガス置換室を設けたので、エピタキシャル成長ウェハ取り出し時に、上記成長室をメルト室から分離して、ガス置換室を経由して上記エピタキシャル成長炉外に搬出することが可能になる。したがって、常時上記メルト室をエピタキシャル成長時と同じ雰囲気中に置くことができ、外気接触によるメルトへの不用物質の混入を防止できる。すなわち、この発明によれば、目的とする特性のエピタキシャル成長ウェハを安定して得ることができる。
【００４３】
さらに、上記メルトは、外気接触による不用物質の混入が無いため再使用が可能である。したがって、各エピタキシャル成長毎に新たに補充されるメルトの量は０又は僅かでよく、エピタキシャル成長の準備を短時間にできると共にランニングコストの低減を図ることができる。さらに、上記成長室のみを上記エピタキシャル成長炉外に搬出できるので、各エピタキシャル成長毎における上記成長ボートの清掃は上記成長室に対してのみ行えばよく、上記成長ボートの清掃を容易にできる。すなわち、この発明によれば、作業効率向上を含む生産効率の向上を図ることができる。
【００４４】
さらに、上記成長室とメルト室とは、上記成長室が上記メルト室上に載置されて合体するようになっているので、両室を併設する場合よりも上記成長室を長くして収納ウェハ枚数を多くできる。したがって、エピタキシャル成長炉における均熱領域を効率良く使用することができる。
【００４５】
さらに、上記メルト室の上部全体を覆って形成されて、このメルト室上に載置された上記成長室にメルトを導くスロープ通路を備えたので、エピタキシャル成長時には、下側に位置する上記メルト室から上側に位置する上記成長室にメルトを容易に供給できる。さらに、上記スロープ通路は、上記メルト室の上部全体を覆う蓋の役目を成し、上記成長室がエピタキシャル成長炉の外に取り出されている際における上記メルトの無用な蒸発を防止できる。
【００４６】
また、請求項２に係る発明の液相エピタキシャル成長装置は、成長室搬送手段によって、上記成長室を、上記メルト室から分離して上記ガス置換室を経由して上記エピタキシャル成長炉の外部に搬出するので、成長室搬出時に上記メルト室をエピタキシャル成長時と同じ雰囲気中に残すことができる。したがって、外気接触によるメルトへの不用物質の混入を防止でき、上記メルトを再使用できる。すなわち、この発明によれば、目的とする特性のエピタキシャル成長ウェハを安定して得ることができる。さらに、メルト使用量およびランニングコストの低減を図り、エピタキシャル成長の準備期間を短縮できる。
【００４７】
また、請求項３に係る発明の液相エピタキシャル成長装置における上記成長室搬送手段は、上記成長室が搭載される台車を含んでいるので、上記成長室の上記均熱領域からガス置換室への搬送およびこのガス置換室から外部への搬出を、上記台車を用いて容易に且つ短時間に行うことができる。
【００４８】
また、請求項４に係る発明の液相エピタキシャル成長方法は、エピタキシャル成長炉の炉芯部内において上記メルト室に上記成長室を合体させてエピタキシャル成長を行い、上記成長室内のメルトを上記メルト室に戻し、上記成長室を上記メルト室から分離して上記ガス置換室に移動してガス置換し、上記成長室をエピタキシャル成長炉の外部に搬出して後処理及び次エピタキシャル成長の準備を行うので、エピタキシャル成長ウェハ取り出し時には、上記成長室のみを上記エピタキシャル成長炉外に搬出できる。したがって、外気接触による上記メルトへの不用物質の混入を防止でき、目的とする特性のエピタキシャル成長ウェハを安定して得ることができる。
【００４９】
さらに、上記メルトの再使用を可能にでき、使用するメルトの量,ランニングコストおよび次エピタキシャル成長の準備時間の低減を図ることができる。さらに、成長ボートの清掃は上記成長室に対してのみ行えばよく、次エピタキシャル成長の準備時間の低減と併せて、生産性を向上できる。
【００５０】
さらに、エピタキシャル成長に必要な量に対して過剰な量のメルトを上記メルト室に入れておくので、各エピタキシャル成長毎に新たに補充するメルトの量は０か又は僅かでよい。したがって、次エピタキシャル成長の準備時間を短縮し、ランニングコストを低減できる。
【００５１】
さらに、上記メルト室から分離されて上記エピタキシャル成長炉の外部に搬出された成長室に、不足するメルトの組成成分を追加するので、上記メルト室中のメルト量が不足した場合の補充やメルト組成の調整を、容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の液相エピタキシャル成長装置における成長ボートの構造を示す図である。
【図２】図１に示す成長ボートを用いた液相エピタキシャル成長動作の手順を示す図である。
【図３】図２に続く手順を示す図である。
【図４】従来の液相エピタキシャル成長装置における成長ボートの構造図である。
【図５】図４に示す成長ボートを用いた液相エピタキシャル成長動作の手順を示す図である。
【符号の説明】
１１…成長ボート、 １２…成長室、
１３…メルト室、 １４,３１…メルト、
１５…スロープ通路、 １６…ピストン、
１７…追加メルト室、 １８…台車、
２１…エピタキシャル成長炉、 ２２…炉芯管、
２３…ガス置換室、 ２４…シャッタ、
２５…メルト室操作棒、 ２６…ピストン操作棒、
２７…成長室操作棒、 ２８…台車操作棒、
３２…ウェハ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid phase epitaxial growth apparatus using a growth boat and a liquid phase epitaxial growth method using the liquid phase epitaxial growth apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, liquid phase epitaxial growth has been performed using a growth boat. As shown in FIG. 4, the growth boat 1 is partitioned into two tanks, a melt chamber 2 and a growth chamber 3, and can be taken in and out of the furnace core tube 4. Then, liquid phase epitaxial growth is performed according to the procedure shown in FIG.
[0003]
FIG. 5A shows a standby state, in which the growth boat 1 is filled with a growth melt (hereinafter referred to as a melt) 5 in a melt chamber 2, and a plurality of wafers 6 are vertically set in the growth chamber 3. It is installed and arranged in the central part of the furnace core tube 4 (heating zone 10: see FIG. 4). Reference numeral 7 denotes a piston operation rod for operating the piston 8 in the melt chamber 2, and reference numeral 9 denotes a boat operation rod for operating the growth boat 1.
[0004]
FIG. 5B shows a state during liquid phase epitaxial growth. When the piston operating rod 7 is operated, the melt 5 in the melt chamber 2 is pushed into the growth chamber 3 by the piston 8. Then, the temperature of the melt 5 is gradually cooled from a high temperature (about 900 ° C.), and an excess melt corresponding to a temperature drop width is deposited on the substrate 6 to perform epitaxial growth. In this case, the inside of the furnace core tube 4 is replaced with a high-purity gas such as hydrogen. Here, for example, all high-purity melts 5 such as gallium and gallium arsenide polycrystalline polymer are used.
[0005]
FIG. 5 (c) shows a state at the end of the liquid phase epitaxial growth. The state of the growth boat 1 is the same as the state during the liquid phase epitaxial growth shown in FIG. FIG. 5D shows a state when the epitaxial growth wafer is taken out. First, the inside of the furnace core tube 4 is replaced with gas, then the connection between the piston operation rod 7 and the piston 8 is released, and the boat operation rod 9 is operated to pull out the growth boat 1 out of the furnace core tube 4. In this case, together with the epitaxial growth wafer 6 ′, the melt 5 is drawn out (for example, into the atmosphere or into an inert gas having a low purity).
[0006]
Thereafter, the epitaxial growth wafer 6 'is taken out of the growth chamber 3, and the growth boat 1 is cleaned (at this time, the melt 5 after use is destroyed). Then, a wafer to be epitaxially grown next time is set in the growth chamber 3, and a new melt is filled in the melt chamber 2. After that, the boat operating rod 9 is operated to return the growth boat 1 into the furnace core tube 4 and return to the standby state shown in FIG.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned conventional liquid phase epitaxial growth apparatus has the following problems. That is, as described above, the materials used for the liquid phase epitaxial growth are all high-purity products, including the gas used for the growth. Therefore, during liquid phase epitaxial growth, if there is a material other than the material used that is inconvenient for epitaxial growth (hereinafter, referred to as unnecessary material), the unnecessary material is taken into the growth layer during epitaxial growth and It becomes difficult to obtain an epitaxially grown wafer having characteristics. Therefore, in epitaxial growth, it is important to reduce unnecessary substances in the environment.
[0008]
However, the growth boat 1 in the conventional liquid phase epitaxial growth apparatus has a structure in which the growth chamber 3 and the melt chamber 2 are formed in a single body. Will also be pulled out. Therefore, for example, the undesired substances are taken into the melt 5 drawn into the atmosphere or into an inert gas having a low purity, and it is not desirable to use the melt 5 for subsequent epitaxial growth.
[0009]
Therefore, in the above-mentioned conventional liquid phase epitaxial growth apparatus, it is necessary to remove the adhered melt 5 by wiping and clean the growth boat 1 taken out after the growth is completed in order to prevent mixing of unnecessary substances. . In this case, since the melt chamber 2 and the growth chamber 3 are integrally formed in the growth boat 1, there are many components such as the piston 8, the cleaning area is large, and the cleaning operation is inefficient.
[0010]
On the other hand, in order to epitaxially grow a large number of wafers simultaneously, it is necessary to efficiently use the soaking region 10 (see FIG. 4) in the furnace core tube 4. Then, in order to use the heat equalizing region 10 efficiently, it is desirable that the positional relationship between the growth chamber 3 and the melt chamber 2 in the growth boat 1 be located vertically rather than horizontally.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid phase epitaxial growth apparatus capable of preventing an unwanted substance from being mixed into a melt and stably obtaining an epitaxial growth wafer having desired characteristics. Further, the present invention provides a liquid phase epitaxial growth apparatus and a liquid phase epitaxial growth method capable of reducing preparation and post-processing work for epitaxial growth, using a soaking region with high efficiency, and improving production efficiency including improvement in work efficiency. Is to do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a growth boat having a growth chamber in which epitaxial growth is performed, a melt chamber for supplying a melt to the growth chamber, and heating the melt with the growth boat put therein. In the liquid phase epitaxial growth apparatus provided with an epitaxial growth furnace, the above-described growth chamber and the melt chamber can be separated and combined., and , The growth chamber is placed on the melt chamber and united.The above-mentioned epitaxial growth furnace has a furnace core and a gas replacement chamber capable of selectively communicating with the furnace core and the outside.And is formed so as to cover the entire upper portion of the melt chamber. , A slope passage for guiding the growth melt to the growth chamber mounted on the melt chamber was provided.It is characterized by:
[0013]
According to the above configuration, when removing the epitaxial growth wafer from the epitaxial growth furnace, the growth chamber can be separated from the melt chamber and carried out of the epitaxial growth furnace via the gas replacement chamber. Therefore, the melt chamber is in the same atmosphere as that during the epitaxial growth in the epitaxial growth furnace, and the intrusion of unnecessary substances into the melt due to contact with the outside air is prevented.
[0014]
Further, the melt can be reused because there is no mixing of unnecessary substances due to contact with the outside air. Therefore, the amount of the melt that is newly replenished for each epitaxial growth may be 0 or small, and preparation for epitaxial growth can be shortened and running cost can be reduced. Further, since only the growth chamber is carried out of the epitaxial growth furnace, cleaning of the growth boat may be performed only for the growth chamber, and cleaning of the growth boat becomes easy.You.
[0015]
furtherDuring epitaxial growth, the growth chamber is placed on the melt chamber and the two chambers are combined. Therefore, without changing the length of the soaking area in the epitaxial growth furnace, the growth chamber can be made longer and the number of wafers accommodated can be increased as compared with the case where both chambers are provided in parallel, and the soaking area is used efficiently.You.
[0016]
furtherDuring epitaxial growth, the melt in the lower melt chamber is guided to the slope passage and is easily supplied to the upper growth chamber. Further, the slope passage serves as a lid because it is formed so as to cover the entire upper portion of the melt chamber, and unnecessary evaporation of the melt when the growth chamber is taken out of the epitaxial growth furnace is prevented. Is prevented.
[0017]
Also,Claim 2In the liquid-phase epitaxial growth apparatus according to the present invention, the growth chamber is separated from the melt chamber and transferred to the outside of the epitaxial growth furnace via the gas replacement chamber. It is characterized by having.
[0018]
When the growth chamber is taken out of the epitaxial growth furnace, the growth chamber is separated from the melt chamber by the growth chamber transport means and taken out via the gas replacement chamber. In this way, by leaving the melt chamber in the same atmosphere as during epitaxial growth when removing the growth chamber, mixing of unnecessary substances into the melt due to contact with the outside air is prevented. Therefore, the melt can be reused, and the amount of the melt used and the running cost can be reduced. Further, the preparation period for epitaxial growth is shortened.
[0019]
Also,Claim 3The invention according toClaim 2In the liquid phase epitaxial growth apparatus according to the present invention, the growth chamber transport means includes a carriage on which the growth chamber is mounted.
[0020]
According to the above configuration, the transfer from the soaking region in the epitaxial growth furnace of the growth chamber to the gas replacement chamber and the transfer from the gas replacement chamber to the outside are easily performed in a short time by using the bogie.
[0021]
Also,Claim 4The invention according to claim 1 is a liquid phase epitaxial growth method using the liquid phase epitaxial growth apparatus of the invention according to claim 1,In the above melt room , Put an excessive amount of melt with respect to the amount required for epitaxial growth, thenThe growth chamber in which the wafer is set is carried into the furnace core of the epitaxial growth furnace, the growth chamber is combined with the melt chamber filled with the melt, and then the melt in the melt chamber is supplied to the growth chamber. Then, the melt in the growth chamber is returned to the melt chamber, and then the growth chamber is separated from the melt chamber and moved to the gas replacement chamber to perform gas replacement in the gas replacement chamber. Then, the growth chamber is carried out of the gas replacement chamber to the outside of the epitaxial growth furnace, and post-treatment and preparation for the next epitaxial growth are performed.In preparation for the next epitaxial growth , In the growth chamber carried out of the above epitaxial growth furnace , Includes adding missing melt constituentsIt is characterized by:
[0022]
According to the above configuration, when the epitaxial growth wafer is taken out, only the growth chamber is carried out of the epitaxial growth furnace. As a result, mixing of unnecessary substances into the melt due to contact with the outside air is prevented, and the melt can be reused. Therefore, the amount of melt newly replenished for each epitaxial growth may be zero or small, and the preparation time and running cost for epitaxial growth can be reduced. Further, the cleaning of the growth boat may be performed only for the growth chamber, and the cleaning of the growth boat is facilitated.You.
[0023]
furtherThe melt chamber contains an excessive amount of melt relative to the melt required for epitaxial growth, and the melt can be reused because there is no mixing of unnecessary substances due to contact with the outside air. Therefore, the amount of the melt newly replenished for each epitaxial growth may be zero or small, and preparation for epitaxial growth can be shortened and running cost can be reduced.You.
[0024]
furtherIn the growth chamber separated from the melt chamber and carried out of the epitaxial growth furnace, the composition component of the insufficient melt is added, and replenishment when the melt amount in the melt chamber is insufficient, or the melt Adjustment of the composition change is easily performed.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a diagram showing a structure of a growth boat in the liquid phase epitaxial growth apparatus of the present embodiment. In this growth boat 11, the growth chamber 12 and the melt chamber 13 have a laminated structure, and the growth chamber 12 is horizontally movable on the melt chamber 13 and can be separated and united. Further, a slope passage 15 for guiding the melt 14 from the right side to the discharge port 13a provided at the upper left side in the figure is provided in the upper part of the melt chamber 13. When the melt 14 in the melt chamber 13 is introduced into the growth chamber 12, the piston 16 in the melt chamber 13 is moved to the right in the drawing. By doing so, the melt 14 pushed by the piston 16 passes through the slope passage 15 from the discharge port 13a to the additional melt chamber 17 provided on the left side of the growth chamber 12 in the drawing. The liquid phase epitaxial growth apparatus having the growth boat 11 having such a structure performs the liquid phase epitaxial growth according to the procedure shown in FIGS.
[0026]
2 and 3, GaAs-based epitaxial growth will be described as an example. When performing epitaxial growth, an n-type doped GaAs substrate wafer and a ga melt (Ga, GaAs polycrystalline polymer, Si, etc.) are prepared.
[0027]
In the growth boat 11 in the present embodiment, as described above, the growth chamber 12 and the melt chamber 13 are stacked and can be separated and combined. Also, a carriage 18 used when moving the growth chamber 12 is arranged. The epitaxial growth furnace 21 has a furnace core tube 22 and a gas replacement chamber 23, and the furnace core tube 22 and the gas replacement chamber 23 can communicate with each other by opening a shutter 24. In the epitaxial growth furnace 21, a melt chamber operation rod 25 for operating the melt chamber 13 from the outside, a piston operation rod 26 for the piston 16 in the melt chamber 13, a growth chamber operation rod 27 for the growth chamber 12, and , A truck operating rod 28 for the truck 18 is provided. The inside of the furnace tube 22 is under a hydrogen atmosphere. The epitaxial growth conditions other than those described above are the same as the growth conditions when the operation of the conventional liquid phase epitaxial growth apparatus is described.
[0028]
FIG. 2A shows a standby state. In the growth boat 11, the melt chamber 13 is filled with a Ga melt (hereinafter, simply referred to as a melt) 31, and the growth chamber 12 has a plurality of n-type doped GaAs substrates. A wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer) 32 is installed vertically, and is arranged in a central part (a soaking area 20: see FIG. 1) of the furnace core tube 22. The cart 18 is located adjacent to the melt chamber 13.
[0029]
FIG. 2B shows a state during liquid phase epitaxial growth. The piston operation rod 26 is operated, and the melt 16 in the melt chamber 13 is pushed out by the piston 16 into the growth chamber 12 through the slope passage 15 and the additional melt chamber 17. Then, the temperature of the melt 31 is gradually cooled from a high temperature (about 900 ° C.) to perform epitaxial growth.
[0030]
FIG. 2C shows a state at the end of the liquid phase epitaxial growth. The used melt 31 ′ in the growth chamber 12 is returned to the melt chamber 13 by operating the piston operation rod 26 and returning the piston 16 to the original position. As described above, in the present embodiment, the melt chamber 13 is disposed below the growth chamber 12 while the melt chamber 13 is disposed below. Therefore, it is possible to increase the length of the growth chamber 12 as compared with the case where the growth chamber and the melt chamber are provided side by side, without changing the length of the soaking area 20, and increase the number of wafers that can be stored at one time. Thus, the soaking region 20 can be used with high efficiency.
[0031]
FIG. 3D shows a state when the epitaxial growth wafer is taken out. First, the growth chamber operating rod 27 is operated to move the growth chamber 12 onto the carriage 18, and the growth chamber 12 is mounted on the carriage 18. Next, as shown in FIG. 3 (e), the carriage operation rod 28 and the growth chamber operation rod 27 are operated, and the growth chamber 12 is moved together with the carriage 18 into the gas replacement chamber 23 and the shutter 24 is closed. Can be Then, the gas inside the gas replacement chamber 23 is replaced.
[0032]
After that, as shown in FIG. 3 (f), the bogie operation rod 28 and the growth chamber operation rod 27 are operated, so that the growth chamber 12 and the bogie 18 are outside the gas replacement chamber 23 (that is, outside the epitaxial growth furnace 21). To be carried out. In this case, the melt chamber 13 has not moved from the position of the soaking zone 20 in the furnace core tube 22 in the standby state of FIG. Therefore, according to the present embodiment, only the portion constituting the growth chamber 12 comes into contact with the atmosphere or an inert gas having a low purity when the epitaxial growth wafer is taken out, and external contact of the melt chamber 13 is prevented. Therefore, it is possible to prevent the unnecessary substance from being mixed into the epitaxial growth system (particularly, the melt 31 ′ used) due to the contact with the outside air, and to stably obtain the epitaxial growth wafer 32 ′ having the desired characteristics.
[0033]
In this case, the epitaxial growth furnace 21 is provided with a gas replacement chamber 23 separated from the furnace core tube 22 by a shutter 24. Therefore, the inside of the furnace core tube 22 is always under the gas atmosphere used during epitaxial growth. That is, in the present embodiment, the contact with the outside of the melt chamber 13 left in the furnace core tube 22 is completely shut off, and the entry of unnecessary substances into the melt chamber 13 is completely prevented. It is.
[0034]
As described above, at the time of taking out the epitaxial growth wafer, the melt chamber 13 does not move and stays in the furnace core tube 22. The inside of the furnace core tube 22 is in a high temperature state of about 400 ° C. or more even when the epitaxial growth is not being performed. Therefore, there is a fear that the used melt 13 ′ evaporates. However, a slope passage 15 for guiding the melt 31 to the growth chamber 12 is formed above the melt chamber 13. Therefore, the slope passage 15 plays a role of a simple lid of the melt chamber 13, so that the use melt 31 'can be prevented from being excessively evaporated.
[0035]
Thereafter, the epitaxial growth wafer 32 'is taken out of the growth chamber 12, and the growth chamber 12 is cleaned. After that, the wafer to be epitaxially grown next time is set in the growth chamber 12, and the additional melt is supplied to the additional melt chamber 17 of the growth chamber 12. After that, the growth chamber 12 is placed on the trolley 18, and the growth chamber operation rod 27 and the trolley operation rod 28 are operated to move the growth chamber 12 together with the trolley 18 to the gas replacement chamber 23, where the gas is replaced. Then, the shutter 24 is opened, and the growth chamber operation rod 27 and the trolley operation rod 28 are operated, and the growth chamber 12 is returned into the furnace core tube 22 together with the trolley 18. Further, the growth chamber operation rod 27 is operated to place the growth chamber 12 on the melt chamber 13 and return to the standby state shown in FIG.
[0036]
As described above, in the liquid phase epitaxial growth apparatus according to the present embodiment, the growth boat 11 can be separated and combined with the growth chamber 12 and the melt chamber 13, and the growth chamber 12 is placed on the melt chamber 13 during the combination. Making it possible. Therefore, the length of the growth chamber 12 can be increased and the number of stored wafers can be increased, and the soaking area 20 can be used efficiently, as compared with the case where the growth chamber is provided along with the melt chamber.
[0037]
Further, the inside of the epitaxial growth furnace 21 is divided into a furnace core tube 22 and a gas replacement chamber 23 by a shutter 24, and communication is enabled by opening the shutter 24. Therefore, the growth chamber 12 after the completion of the epitaxial growth is put on the carriage 18 and once put in the gas replacement chamber 23, the shutter 24 is closed and the gas is replaced, and then the growth chamber 12 can be carried out of the epitaxial growth furnace 21 together with the carriage 18. . Thus, when the epitaxial growth wafer 32 'is taken out, the melt chamber 13 can be left inside the furnace core tube 22 so as not to come into contact with the outside air. That is, according to the present embodiment, it is possible to completely prevent the useless substance from being mixed into the used melt 31 'due to the contact with the outside air, and to stably obtain an epitaxial growth wafer having desired characteristics.
[0038]
In this case, the carriage 18 is used to carry out the growth chamber 12 from the epitaxial growth furnace 21 and carry it into the epitaxial growth furnace 21. Therefore, the epitaxial growth wafer 32 'can be taken out smoothly.
[0039]
Further, a slope passage 15 for guiding the melt 31 to the growth chamber 12 during epitaxial growth is formed in the upper part of the melt chamber 13. Therefore, the slope passage 15 serves as a simple lid, and when the epitaxial growth wafer 32 ′ is taken out, evaporation of the melt 31 ′ used in the melt chamber 13 left in the furnace core tube 22 can be prevented.
[0040]
In addition, the used melt 31 ′ in which the above-mentioned unnecessary substances are not mixed due to contact with the outside air can be reused. Therefore, if the melt chamber 13 is filled with the excess melt 31 in advance, it is only necessary to replenish the insufficient melt (or its component) into the additional melt chamber 17 of the growth chamber 12 for each epitaxial growth. Good. Therefore, the melt material preparation work for each epitaxial growth can be reduced or reduced. Further, since most of the melt 31 can be used repeatedly, the running cost can be reduced by reducing the amount of the melt 31 used.
[0041]
In addition, when the epitaxial growth wafer 32 'is taken out, only the growth chamber 12 is taken out of the epitaxial growth furnace 21, so that the number of components to be wiped during a melt wiping operation, which is one of post-processing operations, can be made smaller than that of a conventional growth boat. . Therefore, the boat cleaning operation can be simplified.
[0042]
【The invention's effect】
As is clear from the above, the liquid phase epitaxial growth apparatus according to the first aspect of the present invention enables a melt chamber and a growth chamber of a growth boat to be separated and combined. Since the gas replacement chamber which can be selectively communicated is provided, it is possible to separate the growth chamber from the melt chamber and take it out of the epitaxial growth furnace via the gas replacement chamber when taking out the epitaxial growth wafer. Therefore, the melt chamber can always be placed in the same atmosphere as during the epitaxial growth, and it is possible to prevent unwanted substances from being mixed into the melt due to contact with the outside air. That is, according to the present invention, an epitaxially grown wafer having desired characteristics can be stably obtained.
[0043]
Further, the melt can be reused because there is no mixing of unnecessary substances due to contact with the outside air. Therefore, the amount of melt newly replenished for each epitaxial growth may be 0 or a little, and preparation for epitaxial growth can be shortened and running cost can be reduced. Furthermore, since only the growth chamber can be carried out of the epitaxial growth furnace, the growth boat needs to be cleaned only for the growth chamber for each epitaxial growth, and the growth boat can be easily cleaned. That is, according to the present invention, it is possible to improve the production efficiency including the work efficiency.
[0044]
further,Since the growth chamber and the melt chamber are configured so that the growth chamber is placed on the melt chamber and united, the growth chamber is made longer than when both chambers are provided side by side to reduce the number of wafers to be stored. You can do much. Therefore, the soaking region in the epitaxial growth furnace can be used efficiently.
[0045]
furtherIs formed so as to cover the entire upper portion of the melt chamber, and has a slope passage for guiding the melt to the growth chamber mounted on the melt chamber. The melt can be easily supplied to the above-mentioned growth chamber located in the above. Further, the slope passage serves as a lid for covering the entire upper portion of the melt chamber, and can prevent unnecessary evaporation of the melt when the growth chamber is taken out of the epitaxial growth furnace.
[0046]
Also,Claim 2The liquid phase epitaxial growth apparatus according to the invention according to the present invention, by the growth chamber transport means, the growth chamber is separated from the melt chamber and carried out of the epitaxial growth furnace via the gas replacement chamber, so when the growth chamber is unloaded. The above melt chamber can be left in the same atmosphere as during epitaxial growth. Therefore, it is possible to prevent mixing of unnecessary substances into the melt due to contact with the outside air, and it is possible to reuse the melt. That is, according to the present invention, an epitaxially grown wafer having desired characteristics can be stably obtained. Further, the amount of melt used and the running cost can be reduced, and the preparation period for epitaxial growth can be shortened.
[0047]
Also,Claim 3Since the growth chamber transfer means in the liquid phase epitaxial growth apparatus according to the present invention includes a carriage on which the growth chamber is mounted, the transfer from the soaking zone of the growth chamber to the gas replacement chamber and the gas replacement chamber are performed. Carrying out from the outside can be performed easily and in a short time by using the cart.
[0048]
Also,Claim 4In the liquid phase epitaxial growth method according to the invention, the growth chamber is integrated with the melt chamber in the furnace core of the epitaxial growth furnace to perform epitaxial growth, the melt in the growth chamber is returned to the melt chamber, and the growth chamber is melted. Separated from the chamber and moved to the gas replacement chamber to perform gas replacement, and the growth chamber is carried out of the epitaxial growth furnace to perform post-processing and preparation for the next epitaxial growth. It can be carried out of the above epitaxial growth furnace. Therefore, it is possible to prevent the unnecessary substance from being mixed into the melt due to the contact with the outside air, and to stably obtain an epitaxially grown wafer having desired characteristics.
[0049]
Further, the melt can be reused, and the amount of the melt to be used, the running cost, and the preparation time for the next epitaxial growth can be reduced. Furthermore, the cleaning of the growth boat may be performed only for the growth chamber, and the productivity can be improved together with the reduction of the preparation time for the next epitaxial growth.
[0050]
furtherSince an excessive amount of the melt relative to the amount required for epitaxial growth is put in the melt chamber, the amount of melt to be newly replenished for each epitaxial growth may be zero or small. Therefore, the preparation time for the next epitaxial growth can be shortened, and the running cost can be reduced.
[0051]
furtherSince the missing melt component is added to the growth chamber separated from the melt chamber and carried out of the epitaxial growth furnace, replenishment and adjustment of the melt composition when the melt amount in the melt chamber is insufficient. Can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a structure of a growth boat in a liquid phase epitaxial growth apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a procedure of a liquid phase epitaxial growth operation using the growth boat shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a procedure following FIG. 2;
FIG. 4 is a structural diagram of a growth boat in a conventional liquid phase epitaxial growth apparatus.
5 is a diagram showing a procedure of a liquid phase epitaxial growth operation using the growth boat shown in FIG.
[Explanation of symbols]
11 ... growth boat, 12 ... growth room,
13… Melt room, 14,31… Melt,
15: slope passage, 16: piston,
17 ... additional melt room, 18 ... trolley,
21: epitaxial growth furnace, 22: furnace core tube,
23: gas replacement chamber, 24: shutter,
25: Melt chamber operation rod, 26: Piston operation rod,
27 ... Growth chamber operation rod, 28 ... Dolly operation rod,
32 ... Wafer.

Claims (4)

エピタキシャル成長が行われる成長室とこの成長室に成長融液を供給するメルト室とを有する成長ボートと、この成長ボートが入れられて上記成長融液を加熱するエピタキシャル成長炉を備えた液相エピタキシャル成長装置において、
上記成長室とメルト室とは分離合体可能になっており、且つ、上記成長室が上記メルト室上に載置されて合体するようになっており、
上記エピタキシャル成長炉は、炉芯部と、この炉芯部および外部に選択的に連通可能なガス置換室を有しており、
上記メルト室の上部全体を覆って形成されると共に、上記メルト室上に載置された上記成長室に上記成長融液を導くスロープ通路を備えた
ことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。In a liquid-phase epitaxial growth apparatus having a growth chamber having a growth chamber in which epitaxial growth is performed and a melt chamber for supplying a growth melt to the growth chamber, and an epitaxial growth furnace in which the growth boat is placed and heats the growth melt. ,
The growth chamber and the melt chamber can be separated and united, and the growth chamber is placed on the melt chamber and united,
The epitaxial growth furnace, and the furnace core section has to have a selectively communicatively gas exchange chamber to the furnace core section and an outer,
Liquid phase epitaxial growth formed so as to cover the entire upper part of the melt chamber, and having a slope passage for guiding the growth melt to the growth chamber mounted on the melt chamber. apparatus. 請求項１に記載の液相エピタキシャル成長装置において、
上記成長室を、上記メルト室から分離して上記ガス置換室を経由して上記エピタキシャル成長炉の外部に搬送する成長室搬送手段を備えたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。The liquid-phase epitaxial growth apparatus according to claim 1,
A liquid phase epitaxial growth apparatus, comprising: a growth chamber transfer means for separating the growth chamber from the melt chamber and transferring the growth chamber to the outside of the epitaxial growth furnace via the gas replacement chamber . 請求項２に記載の液相エピタキシャル成長装置において、
上記成長室搬送手段は、上記成長室が搭載される台車を含むことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。The liquid phase epitaxial growth apparatus according to claim 2,
The liquid phase epitaxial growth apparatus , wherein the growth chamber transport means includes a carriage on which the growth chamber is mounted . 請求項１に記載の液相エピタキシャル成長装置を用いた液相エピタキシャル成長方法であって、
上記メルト室には、エピタキシャル成長に必要な量に対して過剰な量の成長融液を入れておき、
次に、ウェハがセットされた上記成長室をエピタキシャル成長炉の炉芯部内に搬入して、成長融液が充填された上記メルト室に上記成長室を合体させ、
次に、上記メルト室内の成長融液を上記成長室内に供給してエピタキシャル成長を行い、
次に、上記成長室内の成長融液を上記メルト室に戻し、
次に、上記成長室を上記メルト室から分離させて上記ガス置換室に移動して上記ガス置換室内をガス置換し、
次に、上記成長室を上記ガス置換室から上記エピタキシャル成長炉の外部に搬出し、後処理および次のエピタキシャル成長の準備を行うようにし、
上記次のエピタキシャル成長の準備は、上記エピタキシャル成長炉の外部に搬出された成長室に、不足する成長融液の組成成分を追加することを含む
ことを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。 A liquid phase epitaxial growth method using the liquid phase epitaxial growth apparatus according to claim 1,
In the above-mentioned melt chamber, an excessive amount of the growth melt with respect to the amount required for the epitaxial growth is put,
Next, the growth chamber in which the wafer is set is carried into the core of the epitaxial growth furnace, and the growth chamber is integrated with the melt chamber filled with the growth melt,
Next, epitaxial growth is performed by supplying the growth melt in the melt chamber into the growth chamber,
Next, the growth melt in the growth chamber is returned to the melt chamber,
Next, the growth chamber is separated from the melt chamber and moved to the gas replacement chamber to replace the gas in the gas replacement chamber,
Next, the growth chamber is carried out of the gas replacement chamber to the outside of the epitaxial growth furnace, so that post-treatment and preparation for the next epitaxial growth are performed,
The liquid phase epitaxial growth method according to claim 1, wherein the preparation for the next epitaxial growth includes adding a composition component of the insufficient growth melt to a growth chamber carried out of the epitaxial growth furnace .
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