JPH07161801A

JPH07161801A - 基板ホルダ

Info

Publication number: JPH07161801A
Application number: JP32959393A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sugiura; 英雄杉浦; Ryuzo Iga; 龍三伊賀; Manabu Mitsuhara; 学満原
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1993-12-02
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】基板と金属板との接触の虞れをなくす。基板
の表面温度測定に際しての誤差を小さくする。【構成】バックプレート４’としてシリコン板を用い
る。ピン３に加えてＵ字型ワイヤ６を中空部２−１の周
囲に１２０゜間隔で３つ設ける。ヒータ５から放射され
る輻射熱のうち波長１１００ｎｍ以下の光はシリコン板
よりなるバックプレート４’によって吸収される。この
ため、基板１と金属版２との間の隙間から波長１１００
ｎｍ以下の光が基板側に漏れることがなく、パイロメー
タを用いた温度測定に際してヒータ５からの漏れ光の影
響を無視できる。また、Ｕ字型ワイヤ６の先端部が基板
１の外周面に接触して基板１の位置を規制するので、基
板１と金属板２との接触が阻止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空容器内で化合物
半導体薄膜を形成する分子線エピタキシ法や有機金属分
子線エピタキシ法などに用いて好適な基板ホルダに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】化合物半導体素子は、コンピュータ用の
高速素子ばかりでなく、光通信技術に不可欠な半導体レ
ーザなどの光素子として幅広く用いられている。これら
の半導体素子の作製には、有機金属気相成長法（ＭＯＶ
ＰＥ）、分子線エピタキシ法（ＭＢＥ）、有機金属分子
線エピタキシ法（ＭＯＭＢＥ）などの薄膜形成法が用い
られている。この内、ＭＢＥとＭＯＭＢＥは、真空容器
中内の加熱された基板に分子線状の原料を照射して薄膜
を蒸着する方法である。薄膜の品質は基板温度に敏感で
あるため、基板温度を精密に制御し、かつ基板全体を均
一に加熱する必要がある。前者（基板温度制御）につい
ては、パイロメータによって測定した表面温度をヒータ
電源にフィードバックすることによって、１℃以下の精
度が達成されている。一方、後者（基板の均一加熱）に
ついては、一様な熱接触を得るために、基板をモリブデ
ンでできた金属板にインジウムを用いて糊付けする方法
がとられている。この方法は、ウエーハサイズが小さい
場合および不定型の場合には有効であるが、２インチ基
板のような大きな基板には不向きである。また、成長の
前後においてインジウムの塗布と除去作業を伴うため、
ＭＢＥとＭＯＭＢＥの実用化に大きな障害となる。

【０００３】これを解決するために、インジウムを用い
ない基板ホルダ、いわゆるインジウムフリーホルダが検
討されている。このインジウムフリーホルダの断面構造
を図５に示す。同図において、１は化合物半導体基板
（以下、単に基板と言う）、２はリング状の金属板、３
はその一端部が金属板２の中空部２−１の縁面部に溶接
固定されたピン、４はＰＢＮ（熱分解ボロンナイトライ
ド）板よりなるバックプレート、５はヒータである。ピ
ン３は中空部２−１の周囲に１２０゜間隔で３つ設けら
れている。バックプレート４は金属板２の中空部２−１
にそのプレート面を臨ませて載置されている。また、基
板１は金属板２の中空部２−１に配置されており、その
表面がピン３の先端部で押さえられ、バックプレート４
のプレート面との間に挾圧保持されている。このインジ
ウムフリーホルダにおいて基板１はヒータ５の輻射熱に
よって加熱される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインジウムフリーホルダによると、その構造上に２
つの不備がある。第１に、ピン３のバネ力が弱いため、
基板１が定まった位置に固定されず、基板１と金属板２
とが接触する虞れがある。第２に、基板１と金属版２と
の間には隙間があるが、バックプレート４がＰＢＮ板で
あって光の波長選択性がないため、この隙間部分からヒ
ータ５の輻射熱が漏れ、パイロメータによる基板１の表
面温度の測定に際し大きな測定誤差を与える。これを避
けるために隙間を小さくすると、基板１が金属板２に接
触する虞れがさらに高まる。基板１が金属板２に接触す
ると、接触部分の温度が１０℃以上も上昇してしまい、
基板１全体を均一に加熱することができなくなる。

【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、基板と金属
板とが接触する虞れがなく、基板全体を常に均一に加熱
することが可能で、またパイロメータによる精密温度制
御も可能なインジウムフリーの基板ホルダを提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、中空部の形成された金属板と、こ
の金属板の中空部にそのプレート面を臨ませて配置され
たシリコン板よりなるバックプレートと、金属板の中空
部に配置された基板と、その一端部が金属板の中空部の
縁面部に固定され、その先端部が基板の表面に接触し
て、基板をバックプレートのプレート面との間に挾圧保
持する複数の金属製のピンと、その一端部が金属板の中
空部の縁面部に固定され、その先端部が基板の外周面に
接触して、基板の中空部における位置を規制する複数の
金属製のワイヤとを備えたものである。

【０００７】

【作用】したがってこの発明によれば、シリコン板より
なるバックプレートが波長１１００ｎｍ以下の光を吸収
するため、基板と金属版との間の隙間から波長１１００
ｎｍ以下の光が基板側に漏れることがない。また、ワイ
ヤの先端部が基板の外周面に接触して基板の位置を規制
するので、基板と金属板とが接触することがない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図１はこの発明の一実施例を示すインジウムフリー
ホルダの断面構造図である。同図において、１は基板
（化合物半導体基板）、２はリング状の金属板、３はそ
の一端部が金属板２の中空部２−１の縁面部に溶接固定
されたピン、４’はシリコン板よりなるバックプレー
ト、５はヒータ、６はその一端部が金属板２の中空部２
−１の縁面部に溶接固定されたＵ字型ワイヤである。本
実施例において、基板１は２インチ基板、バックプレー
ト４’は３インチのシリコンウエーハを用いている。ま
た、金属板２，ピン３およびＵ字型ワイヤ６はモリブデ
ンを用いている。

【０００９】図２は図１におけるＡ方向矢視図である。
ピン３およびＵ字型ワイヤ６は中空部２−１の周囲に１
２０゜間隔でそれぞれ３つ設けられている。バックプレ
ート４’は金属板２の中空部２−１にそのプレート面を
臨ませて載置されている。また、基板１は金属板２の中
空部２−１に配置されており、その表面がピン３の先端
部で押さえられて、バックプレート４’のプレート面と
の間に挾圧保持されている。なお、３つのピン３の基板
１との接触点は、直径４４ｍｍの円周上に位置してい
る。また、３つのＵ字型ワイヤ６の先端部は、基板１の
外径と等しいかあるいはそれよりも若干大きい円周上に
位置している。これにより、Ｕ字型ワイヤ６の先端部が
基板１の外周面に接触し、基板１の中空部２−１におけ
る位置を規制する。すなわち、基板１の位置がＵ字型ワ
イヤ６で中空部２−１の略中央に固定され、基板１と金
属板２との接触が阻止される。この場合、基板１とピン
３およびＵ字型ワイヤ６との接触は点接触であるため、
金属板２からの基板１への熱伝導は殆ど無視することが
できる。

【００１０】図３は基板１に２インチのＩｎＰ基板を用
いたときの温度分布である。測定にはパイロメータを用
い、観測波長は９５０＋２０ｎｍとした。ヒータ５から
放射される輻射熱のうち波長１１００ｎｍ以下の光はす
べてシリコン板よりなるバックプレート４’によって吸
収される。このため、基板１と金属版２との間の隙間か
ら波長１１００ｎｍ以下の光が基板１側に漏れることが
なく、パイロメータを用いた温度測定に際してヒータ５
からの漏れ光の影響を無視することができる。図３から
基板１の中央部直径４０ｍｍの領域で温度が＋１℃以内
に分布していることが分かる。

【００１１】なお、図３では、基板１の外周縁に向かう
につれて温度が上昇しているが、これは見かけ上のもの
である。すなわち、パイロメータの空間分解能が直径５
ｍｍであり、基板１の外周縁ではＩｎＰ以外の熱源すな
わち金属板２やピン３からの輻射の寄与分が増加するた
めである。

【００１２】図４はＩｎＰ基板１にＩｎＧａＡｓＰ膜を
ＭＯＭＢＥ成長した場合のフォトルミネッセンスピーク
の面内分布のヒストグラムである。波長は非常に均一に
分布しており、標準偏差はわずか３ｎｍである。また、
多重量子井戸レーザ構造を作製した場合、そのしきい値
電流密度のばらつきは２インチ基板１の全面にわたって
１０％以内であった。また、金属板２やピン３などの材
質としてタンタルを用いたときにも均一な温度分布と組
成の均一なＩｎＧａＡｓＰ膜が得られた。

【００１３】なお、上述においては、基板１をＩｎＰ基
板としたが、ＧａＡｓをはじめとする他の化合物半導体
基板でもよい。また、実施例では基板１を２インチの基
板としたが、ホルダサイズを大きくすることによって３
インチの基板にも適用することが可能であり、２インチ
以下の基板であっても同様にして適用することができる
ことは言うまでもない。また、金属板２を大きくし、こ
の金属板２に中空部２−１を多数形成し、これらの中空
部２−１に基板１を各個に配置し、図１と同様の構造と
して各基板１を保持するものとしてもよい。また、実施
例では、ワイヤ６をＵ字型としたが、Ｖ字型などとして
もよい。また、金属板２は中空部２−１があれば、リン
グ状でなくてもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、シリコン板よりなるバックプレートが波
長１１００ｎｍ以下の光を吸収するため、基板と金属版
との間の隙間から波長１１００ｎｍ以下の光が基板側に
漏れることがなく、基板の表面温度測定に際しての誤差
を小さくすることができ、パイロメータによる精密温度
制御が可能となる。また、ワイヤの先端部が基板の外周
面に接触して基板の位置を規制するので、基板と金属板
とが接触することがなく、基板全体を常に均一に加熱す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すインジウムフリーホル
ダの断面構造図である。

【図２】図１におけるＡ方向矢視図である。

【図３】基板として２インチのＩｎＰ基板を用いたとき
の温度分布を示す図である。

【図４】ＩｎＰ基板にＩｎＧａＡｓＰ膜をＭＯＭＢＥ成
長した場合のフォトルミネッセンスピークの面内分布の
ヒストグラムを示す図である。

【図５】従来検討されているインジウムフリーホルダの
断面構造図である。

【符号の説明】

１基板（化合物半導体基板）２金属板２−１中空部３ピン４’バックプレート５ヒータ６Ｕ字型ワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空部の形成された金属板と、この金属板の中空部にそのプレート面を臨ませて配置さ
れたシリコン板よりなるバックプレートと、前記金属板の中空部に配置された化合物半導体基板と、その一端部が前記金属板の中空部の縁面部に固定され、
その先端部が前記化合物半導体基板の表面に接触して、
前記化合物半導体基板を前記バックプレートのプレート
面との間に挾圧保持する複数の金属製のピンと、その一端部が前記金属板の中空部の縁面部に固定され、
その先端部が前記化合物半導体基板の外周面に接触し
て、前記化合物半導体基板の前記中空部における位置を
規制する複数の金属製のワイヤとを備えたことを特徴と
する基板ホルダ。