JPS61253822A - 化合物半導体薄膜の製造装置 - Google Patents

化合物半導体薄膜の製造装置

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JPS61253822A
JPS61253822A JP9558785A JP9558785A JPS61253822A JP S61253822 A JPS61253822 A JP S61253822A JP 9558785 A JP9558785 A JP 9558785A JP 9558785 A JP9558785 A JP 9558785A JP S61253822 A JPS61253822 A JP S61253822A
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ejection plate
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Yasuhiro Ishii
康博 石井
Yoshimoto Fujita
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) GaAs e InP等の化合物半導体薄膜のエピタキ
シャル成長薄膜の製造装置に関する。
(従来の技術) GaAg 、 InP等の化合物半導体薄膜のエピタキ
シャル成長法としての有機金属化合物熱分解法(以下M
O−CVD法という)は、原料物質輸送律則で組成およ
び成長速度の制御が可能であること、非可逆反応であシ
基板のエッチ作用の悪影響がないこと等の基本的な特徴
を持っておシ、光半導対デバイス、超高周波、超高速デ
バイスのだめの基幹技術として最近非常に注目されてい
る。しかし、各種原料ガスの基板結晶面への輸送の不均
一性の改善が大きな課題になっている。
第3図は、MO−CVD法における従来の装置の代表的
な構成図であって、石英ガラス製の反応塔31の外壁は
水冷のために二重構造とし、32および33はその流水
口および排水口である。石英ガラス爬の支柱34で支持
されたカーボンペデスタル35と該ペデスタル上に搭載
した化合物半導体基板結晶37は、高周波誘導線輪36
により轟 600−800℃に高周波誘導加熱さ−る。エピタキシ
ャル成長に関与する■族元素の有機金属化合物ガス、■
族元素の水素化物ガスおよびキャリヤガスは、ガス供給
口38から供給され、石英ガラス製のメツシュ板40で
仕切られた混合空間41で拡散混合され、該メツシュ板
のメツジュロ42から流出する。39はエピタキシャル
成長の反応過程を経過した排ガスを流出させるだめの排
ガス口である。かかるエピタキシャル成長における基板
結晶面内の均一性の改善策としての従来技術としては、
該カーボンペデスタルの支柱34を回転させることが試
みられている。参考文献:ジャーナル藝オプ・クリスタ
ル番グロース(Journal ofCrystal 
Growth )、P 、 D 、 Dapkus 、
 etc、 55 t 10−23、(1981) (発明が解決しようとする問題点) 上記従来の製造装置では、以下の理由によシ反応塔内で
の各種ガスが定常的なガス流路となシ、単にペデスタル
を回転するのみによる基板面内でのエピタキシャル成長
の均一化には限界があるという重大々欠的を持っている
。すなわち、MO−CVD法によるエピタキシャル成長
は、主として■族元素のガスの供給律則で成長速度が定
まり、不純物元素のガスの供給量によシミ気侭導度が定
まる性質があシ、結晶表面付近でのこれらのガス流の状
態が成長層の均一性に大きな影響を与えておシ、反応塔
内のガス流の状態と基板結晶との相対的な関係が極めて
重要となる。反応塔内のエピタキシャル成長時のガス流
は、高温度のペデスタルの庭めに、被デスタル周辺のガ
スの温度は上昇して上昇気流を生じ、結果としてかなシ
の対流を起している状態で定常的なガス流路が形成され
ている。
該定常的なガス流路は近似的に軸対称の形状をしておシ
、従ってその中心軸を軸としてペデスタルを回転しても
、ペデスタル上の基板結晶は、常に定常的な軸対称のガ
ス流路の環境下にあることにナシ、エピタキシャル成長
の基板面内の均一性の具体的な改善には限界があるのが
現状である。
(問題点を解決するだめの手段) 上記問題点を解決するだめに本発明は、エピタキシャル
成長時における軸対称なガス流路の定常的な生成を阻止
するだめに、エピタキシャル成長に関与するガスを供給
するガス噴出板に軸非対称なガス噴出口あるいはガス噴
出口と翼板とを設け、該ガス噴出板を回転させる機構を
設けて、エピタキシャル成長時における反応塔内に軸非
対称でかつ非定常的な分散ガス流路を形成するように構
成した。
(作用) 上記のように、ガス流路の分散化と非定常化を行い、エ
ピタキシャル成長時における基板結晶表面内でのガス流
との接触条件の均一化を達成し、広い基板結晶に対して
も成長層品質の面内均一性の優れたエピタキシャル成長
を実現する製造装置を提供する。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明に係る化合物半導体膜の製造装置の一
実施例図である。同図において、1は石英ガラス製の反
応塔であり、管壁を水冷できるように二重構造になって
おり、2および3はその流水口および排水口である。石
英ガラス裂の支柱4で支持されたカーがン製の被デスタ
ル5は高周波線輪6によシ例えば600−800℃程度
の結晶成長温度に高周波誘導加熱できるように表ってお
シ、該にデスタル上には化合物半導体基板結晶7が装着
される。MO−CVD法による化合物半導体のエピタキ
シャル成長に関与する各種の原料ガス、すなわちGa(
CH3)3.In(C2H5)6等の有機金属化合物ガ
ス、A8H3、PH5等の水素化合物ガス、zn(CH
3)2  等の不純物添加用の有機金属化合物ガスは、
H2r Ar等のキャリヤガスと共にガス供給口8より
反応塔内に供給される。9は排ガス口であって、常圧状
態でのMO−C■法の場合にはそのまま外部の排ガス処
理装置へ接続し、減圧状態でのMO−CVD法の場合に
は、排気速度を調整可能な排気系をへて外部排ガス処理
装置に接続し、て所定の反応塔内圧力(例えば数10T
orr)になるように調整される。
本発明に係る製造装置の特徴的は、ガス噴出部の構造に
ある。すなわち、10は石英ガラス製の漏斗状のガス誘
導管、11はガス噴出板であシ、該ガス噴出板にはその
中心軸に非対称なガス噴出口12が設けられている。ガ
ス誘導板10には永久磁石14を装着するための駆動ア
ーム13が設けられ、該永久磁石と反応塔の外部の回、
転永久磁石15との間の引力によりガス誘導管を回転で
きるように構成されている。ガス供給口8から供給され
た各種のガスは、ガス誘導管10とガス噴出板11とで
形成される混合空間16で拡散混合して、軸非対称なガ
ス噴出口12から噴出される。
第2図は本発明の製造装置におけるガス噴出板に係る種
々の実施例図である。同図のガス噴出板21はすべて中
心軸非対称の位置に1個又は複数個のガス噴出口が設け
られている点で共通しておシ、同図(、)では1個の円
形のガス噴出口22を、(b)では1個のスリット状の
ガス噴出口23を、(C)では蜂の巣状に配列された7
個の微少なガス噴出口24を、(d)では直線状に配列
された4個の微小なガス噴出口25を、それぞれ設けた
場合の実施例図である。また、第2図(、)および(f
)は、第2図(、)のガス噴出板に平面状およびくの字
形の翼板26および27をそれぞれ設けた実施例図であ
る。
以上の本発明に係る製造装置の特徴的な構造は、第3図
での従来の説明で詳述したような高温度のペデスタルに
起因して発生する軸対称な対流を、定常的な状態にしな
いようにするようにされたものである。すなわち、まづ
、ガス噴出板のガス噴出口を軸非対称な位置にすること
によシ軸対称性を減少させ、つぎに該軸非対称のガス噴
出口を回転させることによシ、ガス流路が定常的な状態
になる以前に分散させる機能を果すことができる。
さらに、ガス噴出板に軸非対称な翼板を設けることによ
シ、ガス噴出板とペデスタルとの間のガスを回転させて
一層のガス流路の分散非定常化を行なうことができる。
上述のように本発明は、ガスの供給側を全く新しい構造
とすることによシエビタキシャル成長の基板面内での均
一化を達成するものであシ、従来のペデスタル側の回転
による改善策とは性質を異にするものである。しかし、
本発明の装置構造は、ペデスタル側の構造に何等の制約
なしに実施できることから、本発明に加えての補助的な
手段として、従来のペデスタル側の回転を容易に重畳さ
せることが可能であシ、ガス噴出板側とペデスタル側と
のそれぞれの回転方向あるいは回転数を選定することに
より非常に広いガス流量範囲および成長温度範囲にわた
ってのエピタキシャル成長条件を最適化できる利点もあ
る。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、軸非対称のガス噴
出口とその回転および軸非対称な回転翼板によシ、MO
−CVD法における軸対称なガス流路の定常化を阻止し
てガス流路の分散化、非定常化を行い、エピタキシャル
成長時における広い基板結晶表面内でのガス流との接触
条件の均一化を計シ、成長層の品質の面内均一性を飛躍
的に改善することができる。
化合物半導体デパイヌの進展にともなって、近年、化合
物半導体の基板の直径は急速に増大し、かかる大型の基
板結晶に対して良好な面内均一性を実現するMO−CV
Dエピタキシャル成長の製造装置が要請されており、本
発明は、化合物半導体による超高周波集積回路および光
集積回路の高性能化、高密度化、高歩留り化、低コスト
化等に大いに貢献し、極めて優れた工業的な効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の化合物半導体薄膜の製造装置の一例を
具体的に示す断面構造図、第2図は、本発明のガス噴出
板に係る他の実施例図、第3図は従来の化合物半導体薄
膜の製造装置の一例を示す断面構造図である。 1.31・・・反応塔、2,32・・・流水口、3゜3
3・・・排水口、4,34・・・支柱、5,35・・・
ペデスタル、6,36・・・高周波線輪、7,37・・
・化合物半導体基板結晶、8,38・・・ガス供給口、
9゜39・・・排ガス口、10・・・ガス誘導管、11
・・・ガス噴出板、12,22,23,24,25・・
・ガス噴出口、13・・・駆動アーム、14・・・永久
磁石、15・・・回転永久磁石、16.41−・・混合
空間、26゜27・・・R板、40・・・メツシュ板、
42・・・メツジュロ。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第1図 (a)          (b) (c)          (d) (e)          (f) 〃゛ス111反都、構入 第2図 先行状イ・訂。表! 第3図 1、事件の表示 昭和60年 特 許 項第 95587  号2、発明
の名称 化合物半導体薄膜の製造装置 3、補正をする者 事件との関係      特 許 出 願 人住 所(
〒105)  東京都港区虎ノ門1丁目7番12号4、
代理人 6、補正の内容 明細書第7項第13行目に口特徴的ゆ
、」とあるのを「特徴は、」と補正する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機金属化合物熱分解法によるエピタキシャル成
    長層の製造装置において、軸非対称な位置に1個あるい
    は複数個のガス噴出口を有するガス噴出板を設け、該ガ
    ス噴出板を支持するガス誘導管とガス噴出板とで形成さ
    れる空間内で、反応に関与する原料ガスおよびキャリヤ
    ガスを拡散混合しガス噴出口からの噴出せしめるように
    なし、該ガス噴出板とガス誘導管とを回転させて、中心
    軸上で静止あるいは回転しているペデスタル上の化合物
    半導体基板結晶に対して、回転しながら軸非対称なガス
    流を照射するように構成したことを特徴とする化合物半
    導体薄膜の製造装置。
  2. (2)有機金属化合物熱分解法によるエピタキシャル成
    長層の製造装置において、軸非対称な位置に1個あるい
    は複数個のガス噴出口と軸非対称な翼板とを有するガス
    噴出板を設け、該ガス噴出板を支持するガス誘導管とガ
    ス噴出板とで形成される空間内で、反応に関与する原料
    ガスおよびキャリヤガスを拡散混合しガス噴出口からの
    噴出せしめるようになし、該ガス噴出板とガス誘導管と
    を回転させて、中心軸上で静止あるいは回転しているペ
    デスタル上の化合物半導体基板結晶に対して、ガス噴出
    板とペデスタルとの間のガスを回転させながら軸非対称
    なガス流を照射するように構成したことを特徴とする化
    合物半導体薄膜の製造装置。
JP9558785A 1985-05-07 1985-05-07 化合物半導体薄膜の製造装置 Granted JPS61253822A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275686A (en) * 1991-09-25 1994-01-04 University Of New Mexico Radial epitaxial reactor for multiple wafer growth
JP2022547508A (ja) * 2019-09-09 2022-11-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 処理システムおよび反応体ガスを供給する方法
US11959169B2 (en) 2019-01-30 2024-04-16 Applied Materials, Inc. Asymmetric injection for better wafer uniformity

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JP2022547508A (ja) * 2019-09-09 2022-11-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 処理システムおよび反応体ガスを供給する方法

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