JPS62105418A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS62105418A JPS62105418A JP24660185A JP24660185A JPS62105418A JP S62105418 A JPS62105418 A JP S62105418A JP 24660185 A JP24660185 A JP 24660185A JP 24660185 A JP24660185 A JP 24660185A JP S62105418 A JPS62105418 A JP S62105418A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- pipe
- substrate retaining
- vapor phase
- gas introducing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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。
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
本発明は有機金属化合物を原料ガスと(−で用いる化合
物半導体の気相成長装置に関する。
物半導体の気相成長装置に関する。
従来の技術
光半導体デバイス、超高周波、超高速デバイス作成には
、有機金属化合物を原料ガスとして用いる気相成長法は
極めて重要な技術であり、組成及び厚みの制御は素子の
性能及び歩留りを大きく左右する。
、有機金属化合物を原料ガスとして用いる気相成長法は
極めて重要な技術であり、組成及び厚みの制御は素子の
性能及び歩留りを大きく左右する。
従来の気相成長法において反応管の構造は縦型と横型の
二連りに分けられるが縦型、横型の反応管とも気相成長
方法は本質的には差がない。基本的には原料ガス及びキ
ャリアガスを反応管内に供給した時、ガス流の下流側に
配置さt1高周θに舌により加熱された半導体基板上及
びその近傍に到)tした原料ガスが熱分解反応L7、半
導体基板1.にエピタキシャル成長するものである。
二連りに分けられるが縦型、横型の反応管とも気相成長
方法は本質的には差がない。基本的には原料ガス及びキ
ャリアガスを反応管内に供給した時、ガス流の下流側に
配置さt1高周θに舌により加熱された半導体基板上及
びその近傍に到)tした原料ガスが熱分解反応L7、半
導体基板1.にエピタキシャル成長するものである。
発明が解決しようとする問題点
従来の縦型反応管を用いた場合には構造上容易に半導体
基板をのせた基板保持台を回転させることができ、しか
も、例えば、ドレル型構造の基板保持台を用いると複数
枚の半導体基板を一度に処理でき量産性を考えると極め
て有用である。しかしながら、エピタキシャル成長時に
基板保持台の温度上昇に起因して、半導体基板及びその
近傍のガス温度が上昇し、ガス流の対流が強烈に生じ、
反応管内に導入されたガス流を太きくみだし、その結果
、反応管上部の未反応原料ガスの温度が過度に上昇して
しまう。このため、エピタキシャル成長に関与する原料
ガスが熱分解反応を起してしまう。この熱分解反応は、
半導体基板の表面に到達する原料ガスの各成分元素比率
に重大な影響を与えるので、半導体基板上のエピタキシ
ャル層の組成及び厚みの面内均−性、結晶品質に大きな
障害を引き起こす。
基板をのせた基板保持台を回転させることができ、しか
も、例えば、ドレル型構造の基板保持台を用いると複数
枚の半導体基板を一度に処理でき量産性を考えると極め
て有用である。しかしながら、エピタキシャル成長時に
基板保持台の温度上昇に起因して、半導体基板及びその
近傍のガス温度が上昇し、ガス流の対流が強烈に生じ、
反応管内に導入されたガス流を太きくみだし、その結果
、反応管上部の未反応原料ガスの温度が過度に上昇して
しまう。このため、エピタキシャル成長に関与する原料
ガスが熱分解反応を起してしまう。この熱分解反応は、
半導体基板の表面に到達する原料ガスの各成分元素比率
に重大な影響を与えるので、半導体基板上のエピタキシ
ャル層の組成及び厚みの面内均−性、結晶品質に大きな
障害を引き起こす。
丑だ、従来の横型の反応管を用いた場合には、原料ガス
の流れに対して半導体基板及びその近傍で下流に向い未
反応原料ガスが減少するので、下流側でエピタキシャル
層の厚みが減少する問題がある。
の流れに対して半導体基板及びその近傍で下流に向い未
反応原料ガスが減少するので、下流側でエピタキシャル
層の厚みが減少する問題がある。
本発明は上記のような問題点に鑑みなさJ1ノ(もので
、反応系の構造の工夫により上記の欠点及0−問題点を
解決し複数枚の半導体基板を一度に処理する場合でさえ
エピタキシャル層の組成及び厚みの面内均一性や結晶品
質を飛躍的に向−1−さ[たる気相成長装置を提イ1(
することを[1的とする。
、反応系の構造の工夫により上記の欠点及0−問題点を
解決し複数枚の半導体基板を一度に処理する場合でさえ
エピタキシャル層の組成及び厚みの面内均一性や結晶品
質を飛躍的に向−1−さ[たる気相成長装置を提イ1(
することを[1的とする。
問題点を解決するだめの手段
本発明は上記問題点を解決−4”る/こめ、気相成J5
う反応管内に原木・1ガスを供給1〜でエピタキシャル
成長する気相成長装置において、Jii< Flガス及
び非反応なキャリアガスを放11状に反応管内に(I(
給する回転自在なガス導入管と、前記ガス導入管を中心
とした複数枚の半導体基板を搭載できる円盤状の回転自
在な基板保持台を配備し、前記基板保持台の表面は外周
部が中央部より高くなるように傾斜を形成し、前記ガス
導入管の反応管への導入空仕面積は上部で広くなるよう
形成したことを躬徴とするものである。
う反応管内に原木・1ガスを供給1〜でエピタキシャル
成長する気相成長装置において、Jii< Flガス及
び非反応なキャリアガスを放11状に反応管内に(I(
給する回転自在なガス導入管と、前記ガス導入管を中心
とした複数枚の半導体基板を搭載できる円盤状の回転自
在な基板保持台を配備し、前記基板保持台の表面は外周
部が中央部より高くなるように傾斜を形成し、前記ガス
導入管の反応管への導入空仕面積は上部で広くなるよう
形成したことを躬徴とするものである。
作 用
6 ベー。
この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、本発明による気相成長装置は本質的には横型
気相成長装置であるが、基板保持台とガス導入管が回転
自在であり、同一円周上でのエピタキシャル層の均一性
が向上し、原料ガスの混合が充分に行なえる。1だ、基
板保持台表面の外周部が中央部より高くなるよう傾斜し
ていることおよびガス導入管の先端部にある反応管への
ガス導入口の空孔形状が上部で広くなっていることによ
り、外周部に充分な原料ガスを供給でき従来横型気相成
長装置で問題となっていた下流側での原料ガスの減少に
よるエピタキシャル層の組成や膜厚の不均一性を改善で
きる。このような結果、複数枚の半導体基板を一度に処
理する場合でさえ、エピタキシャル層の組成や膜厚の面
内均一性や結晶品質を飛躍的に向上させることができる
。
気相成長装置であるが、基板保持台とガス導入管が回転
自在であり、同一円周上でのエピタキシャル層の均一性
が向上し、原料ガスの混合が充分に行なえる。1だ、基
板保持台表面の外周部が中央部より高くなるよう傾斜し
ていることおよびガス導入管の先端部にある反応管への
ガス導入口の空孔形状が上部で広くなっていることによ
り、外周部に充分な原料ガスを供給でき従来横型気相成
長装置で問題となっていた下流側での原料ガスの減少に
よるエピタキシャル層の組成や膜厚の不均一性を改善で
きる。このような結果、複数枚の半導体基板を一度に処
理する場合でさえ、エピタキシャル層の組成や膜厚の面
内均一性や結晶品質を飛躍的に向上させることができる
。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の気相成長装置の一実施例を示6]・−
す断面構造図、第2図は第1図における基板保持台の平
面図、第3図は第1図におけるガス導入管の導入部の一
例を示[7ている3、第2図において、円盤状のグラフ
ァイト製基板保持台1の中心部には原料ガス、例えば、
有機金属ガスのトリメチルガリウム(以下TMG)を供
給する有機金属ガス導入管2と原料ガス、例えば、水素
化合物のアルシン及びキャリアガス、例えは、水素を供
給する水素化合物導入管3が配備されている。捷だ、基
板保持台1上にG a A s基板4が配置されている
。
面図、第3図は第1図におけるガス導入管の導入部の一
例を示[7ている3、第2図において、円盤状のグラフ
ァイト製基板保持台1の中心部には原料ガス、例えば、
有機金属ガスのトリメチルガリウム(以下TMG)を供
給する有機金属ガス導入管2と原料ガス、例えば、水素
化合物のアルシン及びキャリアガス、例えは、水素を供
給する水素化合物導入管3が配備されている。捷だ、基
板保持台1上にG a A s基板4が配置されている
。
なお基板保持台は回転自在である。次に3図において、
有機金属ガス導入管2の先端に取り伺けられた導入部2
aは複数の空孔2bを有し、空孔2bは上部はど広がっ
た形状となっている。水素化合物導入管3も同様の構成
で導入部3aは複数の空孔3bを有している。なお、導
入管は回転自在である。
有機金属ガス導入管2の先端に取り伺けられた導入部2
aは複数の空孔2bを有し、空孔2bは上部はど広がっ
た形状となっている。水素化合物導入管3も同様の構成
で導入部3aは複数の空孔3bを有している。なお、導
入管は回転自在である。
次に第1図において、6は反応管、6はガスtel気ロ
アは抵抗加熱ヒーター、8r1水素導入管である。同図
において第1.第2図と同じ構成部分には同し省号が利
しである。反応管5の中心部に配備された導入管を囲む
ように位置する基板保持台1)−にG a A s基螢
4を成長温度600℃〜700℃に保/これるように抵
抗加熱ヒータ7で加熱する。
アは抵抗加熱ヒーター、8r1水素導入管である。同図
において第1.第2図と同じ構成部分には同し省号が利
しである。反応管5の中心部に配備された導入管を囲む
ように位置する基板保持台1)−にG a A s基螢
4を成長温度600℃〜700℃に保/これるように抵
抗加熱ヒータ7で加熱する。
史に基板保持台1をエピタキシャル層の厚さの面内均一
性を高めるため矢印で示した方向に(ロ)転する。石英
製の有機金−ガス導入管2と水素化合物導入管3はその
導入部がG a A s基板4と同等の高さになるよう
に配置し、基板保持台1の回転と同方向もしくは逆方向
に回転する。原料ガスのTMGとアルシン、キャリアガ
スの水素は導入管2および3の先端部の空孔2bおJ:
び3bを通り反応管6内に導入され、G a A s基
板4面上に到達し熱分解反応を起こしてG a A s
エピタキシャル層を成長する。排気ガスはガス排気口6
」:り排気される。
性を高めるため矢印で示した方向に(ロ)転する。石英
製の有機金−ガス導入管2と水素化合物導入管3はその
導入部がG a A s基板4と同等の高さになるよう
に配置し、基板保持台1の回転と同方向もしくは逆方向
に回転する。原料ガスのTMGとアルシン、キャリアガ
スの水素は導入管2および3の先端部の空孔2bおJ:
び3bを通り反応管6内に導入され、G a A s基
板4面上に到達し熱分解反応を起こしてG a A s
エピタキシャル層を成長する。排気ガスはガス排気口6
」:り排気される。
このとき、基板保持台2は中央部から外周部に向って表
面が高くなるよう例えば10度程度傾斜させているので
、外周部で未反応な原料ガスが減少するような現象は大
巾に改善される。しかも、有機金属ガス導入管2および
水素化合物導入管3の先端に取り付けられた導入部2a
および3aには上部はど面積の広い空孔2bおよび3b
が設けられていて、原料ガスの流れは基板保持台1の中
央部より外周部の方が多くなる。その結果、外周部で未
反応な原料ガスが減少するような現象は大巾に改善され
る。
面が高くなるよう例えば10度程度傾斜させているので
、外周部で未反応な原料ガスが減少するような現象は大
巾に改善される。しかも、有機金属ガス導入管2および
水素化合物導入管3の先端に取り付けられた導入部2a
および3aには上部はど面積の広い空孔2bおよび3b
が設けられていて、原料ガスの流れは基板保持台1の中
央部より外周部の方が多くなる。その結果、外周部で未
反応な原料ガスが減少するような現象は大巾に改善され
る。
以上の本発明の気相成長装置に3しる実験の結果、従来
のようなエピタキシャル層の面内イ\均−件は全く見ら
れなか−)/(0 本実施例は不発、明合・制限するものでない。上記実施
例ではG a A s基板へのG a A sエピタキ
シャル層の成長について示したが、他の結晶基板や原料
ガスでも同様であり、基板保持台に配置する結晶基板の
枚数、大きさも基板保持台の直径はある程度変えられる
ので制限it、ない。例えば、基板保持台の直径を20
cm程度とすると、φ2インチの結晶基板は7〜8枚配
置できる。1だ、ガス導入管の空孔の形状や数惜捷たは
基板保持台およびガス導入管の回転数2回転方向け任意
に変更し、ガス流を最適に制御するようにしてもよい。
のようなエピタキシャル層の面内イ\均−件は全く見ら
れなか−)/(0 本実施例は不発、明合・制限するものでない。上記実施
例ではG a A s基板へのG a A sエピタキ
シャル層の成長について示したが、他の結晶基板や原料
ガスでも同様であり、基板保持台に配置する結晶基板の
枚数、大きさも基板保持台の直径はある程度変えられる
ので制限it、ない。例えば、基板保持台の直径を20
cm程度とすると、φ2インチの結晶基板は7〜8枚配
置できる。1だ、ガス導入管の空孔の形状や数惜捷たは
基板保持台およびガス導入管の回転数2回転方向け任意
に変更し、ガス流を最適に制御するようにしてもよい。
9、<。
発明の効果
以上の説明より明らかなように本発明の気相成長装置に
よれば、円盤状の基板保持台の表面を中央部より外周部
で高くなるように傾斜させ、前記基板保持台の中心部に
原料ガス導入管を配置しており、原料ガス導入管先端の
空孔形状の簡単な工夫により、複数枚の半導体基板を処
理する場合でも、エピタキシャル層の組成や膜厚の面内
均一性がよく、処理能力の向上と共に装置の歩留り向上
が可能となり、実用上極めて有用である。
よれば、円盤状の基板保持台の表面を中央部より外周部
で高くなるように傾斜させ、前記基板保持台の中心部に
原料ガス導入管を配置しており、原料ガス導入管先端の
空孔形状の簡単な工夫により、複数枚の半導体基板を処
理する場合でも、エピタキシャル層の組成や膜厚の面内
均一性がよく、処理能力の向上と共に装置の歩留り向上
が可能となり、実用上極めて有用である。
第1図は本発明の気相成長装置の一実施例を示す断面構
造図、第2図は第1図における基板保持1・・・・・・
基板保持台、2・・・・・・有機金属ガス導入管、3・
・・・・・水素化合物導入管、4・・・・・・G a
A s基板、5・・・・・・反応管、6・・・・・・ガ
ス排気口、7・・・・・・抵抗加熱ヒータ、8・・・・
・・水素導入管、2a3a・・・・・・ガス導入部、2
b、3b・・・・・・空孔。 31図
造図、第2図は第1図における基板保持1・・・・・・
基板保持台、2・・・・・・有機金属ガス導入管、3・
・・・・・水素化合物導入管、4・・・・・・G a
A s基板、5・・・・・・反応管、6・・・・・・ガ
ス排気口、7・・・・・・抵抗加熱ヒータ、8・・・・
・・水素導入管、2a3a・・・・・・ガス導入部、2
b、3b・・・・・・空孔。 31図
Claims (4)
- (1)有機金属化合物を用いた化合物半導体の気相成長
装置において、回転自在な基板保持台と、前記基板保持
台の中央部に配置され、原料ガス及びキャリアガスを前
記基板保持台の中央部より外周部に向け放射状に導入す
る回転自在なガス導入管とを具備したことを特徴とする
気相成長装置。 - (2)基板保持台の表面が外周部で高くなるように傾斜
していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
気相成長装置。 - (3)ガス導入管の導入口の空孔面積が上部に向け広く
なっていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の気相成長装置。 - (4)ガス導入管において、有機金属ガスと水素化合物
がそれぞれ独立に反応管内に導入されることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24660185A JPS62105418A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24660185A JPS62105418A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 気相成長装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62105418A true JPS62105418A (ja) | 1987-05-15 |
Family
ID=17150836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24660185A Pending JPS62105418A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62105418A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH056835U (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-29 | 株式会社芝浦製作所 | ガス置換装置 |
JP2013225571A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 気相成長装置 |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP24660185A patent/JPS62105418A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH056835U (ja) * | 1991-07-05 | 1993-01-29 | 株式会社芝浦製作所 | ガス置換装置 |
JP2013225571A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 気相成長装置 |
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