JPS63252996A - ホツトウオ−ルエピタキシヤル成長装置 - Google Patents
ホツトウオ−ルエピタキシヤル成長装置Info
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- JPS63252996A JPS63252996A JP8933187A JP8933187A JPS63252996A JP S63252996 A JPS63252996 A JP S63252996A JP 8933187 A JP8933187 A JP 8933187A JP 8933187 A JP8933187 A JP 8933187A JP S63252996 A JPS63252996 A JP S63252996A
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- hot wall
- opening part
- epitaxial layer
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
〔概要〕
高真空に排気された真空室内に、基板上に形成する化合
物半導体結晶のソースを収容し、側壁が加熱された坩堝
を設けたホットウォールエピタキシャル成長装置であっ
て、前記ソースを収容したソース坩堝の開口部を楕円状
の偏平形状に加工し、ソースの蒸発した分子が坩堝のホ
ントウオールに衝突しないで基板に付着する量に対し、
ホットウォールに分子が衝突して基板に付着する量の割
合を多くし、坩堝の中心部と坩堝の周辺部とでソースの
蒸発した分子の量が均一になるようにし、基板上に均一
な厚さのエピタキシャル層が大面積に形成できるように
したホットウォールエピタキシャル成長装置。
物半導体結晶のソースを収容し、側壁が加熱された坩堝
を設けたホットウォールエピタキシャル成長装置であっ
て、前記ソースを収容したソース坩堝の開口部を楕円状
の偏平形状に加工し、ソースの蒸発した分子が坩堝のホ
ントウオールに衝突しないで基板に付着する量に対し、
ホットウォールに分子が衝突して基板に付着する量の割
合を多くし、坩堝の中心部と坩堝の周辺部とでソースの
蒸発した分子の量が均一になるようにし、基板上に均一
な厚さのエピタキシャル層が大面積に形成できるように
したホットウォールエピタキシャル成長装置。
本発明はホットウォールエピタキシャル成長装置に係り
、特に均一な厚さのエピタキシャル結晶が大面積で得ら
れるようにしたホントウォールールエピタキシャル成長
装置に関する。
、特に均一な厚さのエピタキシャル結晶が大面積で得ら
れるようにしたホントウォールールエピタキシャル成長
装置に関する。
半導体レーザ素子形成用法板としてテルル化鉛(PbT
e)のような化合物半導体基板上に鉛・錫・テルル(P
bSnTe)のような化合物半導体結晶を、組成が異な
った状態で複数層に形成する方法として、これらの化合
物半導体結晶の形成用のソースを収容し、かつ側壁部が
加熱された坩堝を複数個、高真空に排気された室内に設
け、この坩堝上に基板を設置した円板状の基板支持台を
水平方向に移動させ、基板上にソースの成分を気相エピ
タキシャル成長するホットウォールエピタキシャル成長
方法が用いられている。
e)のような化合物半導体基板上に鉛・錫・テルル(P
bSnTe)のような化合物半導体結晶を、組成が異な
った状態で複数層に形成する方法として、これらの化合
物半導体結晶の形成用のソースを収容し、かつ側壁部が
加熱された坩堝を複数個、高真空に排気された室内に設
け、この坩堝上に基板を設置した円板状の基板支持台を
水平方向に移動させ、基板上にソースの成分を気相エピ
タキシャル成長するホットウォールエピタキシャル成長
方法が用いられている。
このホットウォールエピタキシャル成長方法は、装置が
簡単で、かつ閉管気相成長法と類似しており、ソースの
蒸発した成分がホットウォールの側壁に衝突しながら基
板上に到達するため、熱平衡に近い状態で成長でき、形
成される結晶層内に偏析が発生しない均一な組成、およ
びキアリア濃度を有する薄層状態の結晶が得られる。
簡単で、かつ閉管気相成長法と類似しており、ソースの
蒸発した成分がホットウォールの側壁に衝突しながら基
板上に到達するため、熱平衡に近い状態で成長でき、形
成される結晶層内に偏析が発生しない均一な組成、およ
びキアリア濃度を有する薄層状態の結晶が得られる。
〔従来の技術〕
従来のこのようなホットウォールエピタキシャル成長装
置の説明図を第5図に示す。
置の説明図を第5図に示す。
図示するように、10−’torr程度の高真空に排気
された真空室1内には、側壁2にヒータ3を有し、内部
に形成されるエピタキシャル層の組成を制御するための
テルル(Te)3が収容され、後述する外管5の底部よ
り突出した突起状の内管6と、エピタキシャル層形成用
のソース材料の鉛・テルル(PbTe)、或いは鉛・錫
・テルル(PbSnTe) 7が収容された外管5より
なる坩堝8が設置されている。
された真空室1内には、側壁2にヒータ3を有し、内部
に形成されるエピタキシャル層の組成を制御するための
テルル(Te)3が収容され、後述する外管5の底部よ
り突出した突起状の内管6と、エピタキシャル層形成用
のソース材料の鉛・テルル(PbTe)、或いは鉛・錫
・テルル(PbSnTe) 7が収容された外管5より
なる坩堝8が設置されている。
そして坩堝8の上部の開口部9上には基板lOを設けて
水平方向に移動する円板状の基板設置台11が設置され
ている。
水平方向に移動する円板状の基板設置台11が設置され
ている。
図示しないが実際の装置では、このような坩堝8は内部
に収容さているソース材料の組成を異ならせて複数個設
置されている。
に収容さているソース材料の組成を異ならせて複数個設
置されている。
このようなホットウォールエピタキシャル成長装置の真
空室1内を10〜’ torr程度の真空度に成る迄排
気した後、基板10上にPbTeのソース7の成分をエ
ピタキシャル成長させた後、基板設置台11を更に水平
方向に移動させて、他のソースが収容されている坩堝上
に移動させ、基板10上に複数層のエピタキシャル結晶
層を形成している。
空室1内を10〜’ torr程度の真空度に成る迄排
気した後、基板10上にPbTeのソース7の成分をエ
ピタキシャル成長させた後、基板設置台11を更に水平
方向に移動させて、他のソースが収容されている坩堝上
に移動させ、基板10上に複数層のエピタキシャル結晶
層を形成している。
ところで、このような従来のホットウォールエピタキシ
ャル成長装置に於いては、ソース坩堝8の開口部9の断
面形状が円形を呈しており、ソース坩堝8の・側壁2の
ヒータ3によって加熱されたソース材料7の成分は、坩
堝8の側壁2(通常ホットウォールと称する)と衝突し
ながら熱平衡状態となって蒸発し基板10上に付着する
。この蒸発したソース材料の分子は点線12で示すよう
にホットウォール2と衝突しつつ、基板10に向かって
上昇するため、坩堝8の開口部9の中央部に於いては、
開口部9の周辺部に於けるよりもホットウォール2に衝
突して反射した分子が、ホットウォール2に衝突しない
で蒸発した分子に加わることになり、坩堝の開口部9の
周辺部に比して、開口部9の中央部では蒸発成分が多く
なる問題がある。
ャル成長装置に於いては、ソース坩堝8の開口部9の断
面形状が円形を呈しており、ソース坩堝8の・側壁2の
ヒータ3によって加熱されたソース材料7の成分は、坩
堝8の側壁2(通常ホットウォールと称する)と衝突し
ながら熱平衡状態となって蒸発し基板10上に付着する
。この蒸発したソース材料の分子は点線12で示すよう
にホットウォール2と衝突しつつ、基板10に向かって
上昇するため、坩堝8の開口部9の中央部に於いては、
開口部9の周辺部に於けるよりもホットウォール2に衝
突して反射した分子が、ホットウォール2に衝突しない
で蒸発した分子に加わることになり、坩堝の開口部9の
周辺部に比して、開口部9の中央部では蒸発成分が多く
なる問題がある。
そのため、第6図の曲線21に示すように基板の中央部
のエピタキシャル層の厚さは、基板の周辺部のエピタキ
シャル層の厚さより厚くなり、この基板の周辺部と中央
部に於けるエピタキシャル層の厚さの変動は20%もあ
る。
のエピタキシャル層の厚さは、基板の周辺部のエピタキ
シャル層の厚さより厚くなり、この基板の周辺部と中央
部に於けるエピタキシャル層の厚さの変動は20%もあ
る。
第6図で横軸は基板の半径方向の寸法を示し、0は基板
の中央部の位置を示し、縦軸はエピタキシャル層の厚さ
を示す。
の中央部の位置を示し、縦軸はエピタキシャル層の厚さ
を示す。
そこで基板上に形成されるエピタキシャル層の厚さを均
一に保つために、第5図に示すように坩堝8内に石英板
よりなるバッフル13を設置し、坩堝8の周辺部に於け
る蒸発量と坩堝8の中央部に於ける蒸発量を均一に保と
うしたが、このようにすると、第7図の曲線22に示す
ように基板の周辺部のエピタキシャル層の厚さが、基板
の中央部のエピタキシャル層の厚さより厚くなる。
一に保つために、第5図に示すように坩堝8内に石英板
よりなるバッフル13を設置し、坩堝8の周辺部に於け
る蒸発量と坩堝8の中央部に於ける蒸発量を均一に保と
うしたが、このようにすると、第7図の曲線22に示す
ように基板の周辺部のエピタキシャル層の厚さが、基板
の中央部のエピタキシャル層の厚さより厚くなる。
本発明は上記した問題点を除去し、基板上に均一な厚さ
のエピタキシャル層が大面積で得られるようにしたホッ
トウォールエピタキシャル成長装置の提供を目的とする
。
のエピタキシャル層が大面積で得られるようにしたホッ
トウォールエピタキシャル成長装置の提供を目的とする
。
上記目的を達成する本発明の本発明のホットウォールエ
ピタキシャル成長装置は、真空室と、該真空室内に設置
され、エピタキシャル結晶層形成用のソースが収容され
、側壁が加熱された坩堝と、該坩堝上に基板を設置する
基板設置台とからなる装置に於いて、前記ソースが収容
される坩堝の開口部が楕円状で、その側面部分が偏平形
状に加工されている。
ピタキシャル成長装置は、真空室と、該真空室内に設置
され、エピタキシャル結晶層形成用のソースが収容され
、側壁が加熱された坩堝と、該坩堝上に基板を設置する
基板設置台とからなる装置に於いて、前記ソースが収容
される坩堝の開口部が楕円状で、その側面部分が偏平形
状に加工されている。
本発明のホットウォールエピタキシャル成長装置は、ソ
ース坩堝の開口部の断面形状を楕円状の偏平形状に保つ
ことにより、開口部に於ける蒸発分子のホットウォール
に対する距離が等距離になるようにし、ホントウオール
に衝突する分子の影響を少なくし、坩堝の開口部の中央
部の位置でも周辺部の位置でも、坩堝内のソースの蒸発
量が一定になるようにし、基板上に均一な厚さのエピタ
キシャル層を得るようにする。
ース坩堝の開口部の断面形状を楕円状の偏平形状に保つ
ことにより、開口部に於ける蒸発分子のホットウォール
に対する距離が等距離になるようにし、ホントウオール
に衝突する分子の影響を少なくし、坩堝の開口部の中央
部の位置でも周辺部の位置でも、坩堝内のソースの蒸発
量が一定になるようにし、基板上に均一な厚さのエピタ
キシャル層を得るようにする。
以下、図面を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
第1図(alは本発明の装置に用いる坩堝の第1の実施
例の斜視図、第1図(b)は第1図の側面図、第1図T
O)は第1図(alの正面図である。
例の斜視図、第1図(b)は第1図の側面図、第1図T
O)は第1図(alの正面図である。
第1図ia)より第1図(C)迄に図示するように、本
発明の装置に用いる坩堝31の上部の開口部32の断面
は、偏平状の楕円形状を呈しており、その坩堝31の底
部には下部方向に突出した有底の突起状の内管33が設
けられている。
発明の装置に用いる坩堝31の上部の開口部32の断面
は、偏平状の楕円形状を呈しており、その坩堝31の底
部には下部方向に突出した有底の突起状の内管33が設
けられている。
そして坩堝31内にはPbTeの基板上に形成すべきエ
ピタキシャル層のソース材料のPbTe 、或いはpb
SnTeが収容され、内管33内にはこのエピタキシャ
ル層の組成を制御するためのTeが収容されている。
ピタキシャル層のソース材料のPbTe 、或いはpb
SnTeが収容され、内管33内にはこのエピタキシャ
ル層の組成を制御するためのTeが収容されている。
このようにすれば、坩堝31の底部より点線で示すよう
に蒸発してきた分子は、開口部32に於いてA、B、C
の位置に到達するようになり、開口部32が偏平状で開
口部の短手方向の寸法βが短いため、坩堝31のホット
ウォール34よりいずれも等距離にある。そのため、坩
堝31の底部のソース材料から蒸発した分子がホットウ
ォール34に衝突して基板に対して斜め方向より入射す
る分子の割合が、従来の坩堝に比較して少なく、開口部
32の中央部と開口部32の周辺部でソース材料の蒸発
分子用が等しくなる。
に蒸発してきた分子は、開口部32に於いてA、B、C
の位置に到達するようになり、開口部32が偏平状で開
口部の短手方向の寸法βが短いため、坩堝31のホット
ウォール34よりいずれも等距離にある。そのため、坩
堝31の底部のソース材料から蒸発した分子がホットウ
ォール34に衝突して基板に対して斜め方向より入射す
る分子の割合が、従来の坩堝に比較して少なく、開口部
32の中央部と開口部32の周辺部でソース材料の蒸発
分子用が等しくなる。
尚、この坩堝の構造では、開口部の寸法lを狭くし、基
板を坩堝上に固定してエビタギシャル成長をすると、基
板上には線分りに対応するような直線状のエピタキシャ
ル層が形成されるので、第2図に示すように開口部32
の長径りに対して基板35が垂直方向に移動するように
、基板設置台の移動方向を定めると良い。
板を坩堝上に固定してエビタギシャル成長をすると、基
板上には線分りに対応するような直線状のエピタキシャ
ル層が形成されるので、第2図に示すように開口部32
の長径りに対して基板35が垂直方向に移動するように
、基板設置台の移動方向を定めると良い。
このようにすれば、第3図の直線36に示すように基板
の中央と周辺部で形成されるエピタキシャル層の厚さの
ばらつきが3%以内に納まった高品質なエピタキシャル
層が得られる。
の中央と周辺部で形成されるエピタキシャル層の厚さの
ばらつきが3%以内に納まった高品質なエピタキシャル
層が得られる。
尚、第3図で縦軸は基板上に形成されるエピタキシャル
層の厚さを示し、横軸は基板の半径方向の寸法を示し、
横軸の0の位置は基板の中心の位置を示している。
層の厚さを示し、横軸は基板の半径方向の寸法を示し、
横軸の0の位置は基板の中心の位置を示している。
尚、本発明の装置に於ける坩堝の第2の実施例を第4図
に示す。
に示す。
図示するように本実施例の坩堝41は、底部に有底の内
管42と上部に円形の開口部43を有する有底の円筒状
の外管44に、上部開口部45が楕円状の偏平な形状で
底部が開放のガイド管46をはめこむ構造を採っても良
い。このような構造にすれば、第1の実施例に比較して
ガイド管46を取り外すことで、容易にソース材料を坩
堝41内に充填することができる。
管42と上部に円形の開口部43を有する有底の円筒状
の外管44に、上部開口部45が楕円状の偏平な形状で
底部が開放のガイド管46をはめこむ構造を採っても良
い。このような構造にすれば、第1の実施例に比較して
ガイド管46を取り外すことで、容易にソース材料を坩
堝41内に充填することができる。
以上述べたように本発明の装置によれば、坩堝内のソー
ス材料より蒸発した分子が坩堝のホントウオールに衝突
後、反射して基板に付着する成分の影響が少なくなり、
均一な厚さのエピタキシャル結晶が得られる。
ス材料より蒸発した分子が坩堝のホントウオールに衝突
後、反射して基板に付着する成分の影響が少なくなり、
均一な厚さのエピタキシャル結晶が得られる。
以上述べたように、本発明のホットウォールエピタキシ
ャル成長装置によれば、基板上に均一な厚さのエピタキ
シャル結晶が大面積で得られる効果がある。
ャル成長装置によれば、基板上に均一な厚さのエピタキ
シャル結晶が大面積で得られる効果がある。
第1図+a)は本発明の装置の坩堝の斜視図、第1図(
blは本発明の装置の坩堝の側面図、第1図(C)は本
発明の装置の坩堝の正面図、第2図は本発明の装置の動
作を示す模式図、第3Mは本発明の装置で形成したエピ
タキシャル層の厚さの分布図、 第4図は本発明の坩堝の第2実施例の斜視図、第5図は
ホットウォールエピタキシャル成長装置の模式図、 第6図および第7図は従来の装置で形成したエピタキシ
ャル層の厚さの分布図を示す。 図に於いて、 31.41は用鍋、32.43.45は開口部、33.
42は内管、34はホットウォール、35は基板、36
はエピタキシャル層の厚さの分布曲線、44は外管、4
6はガイド管、^、B、Cは蒸発した分子の占める位置
、lは開口部の寸法、しは線分、0は長径、0は基板4
4と明−る71酬−正面m 第1隆Cり 1明4墓デのn作図 第2図 石醐−噸f−倒Lju創J町厚2発陣 第3図 滞j6鍼珂−−r%)[12丈オ佐σ5p坪芝国第4図 ス・−/I−ケf−ル昧り直1め不愛式面第5図 促ト幻1形八゛峰州lり胸デー 第6図 →Hit #1/1itv、ftA−t、r、r:>−1)fq%
rm第7図
blは本発明の装置の坩堝の側面図、第1図(C)は本
発明の装置の坩堝の正面図、第2図は本発明の装置の動
作を示す模式図、第3Mは本発明の装置で形成したエピ
タキシャル層の厚さの分布図、 第4図は本発明の坩堝の第2実施例の斜視図、第5図は
ホットウォールエピタキシャル成長装置の模式図、 第6図および第7図は従来の装置で形成したエピタキシ
ャル層の厚さの分布図を示す。 図に於いて、 31.41は用鍋、32.43.45は開口部、33.
42は内管、34はホットウォール、35は基板、36
はエピタキシャル層の厚さの分布曲線、44は外管、4
6はガイド管、^、B、Cは蒸発した分子の占める位置
、lは開口部の寸法、しは線分、0は長径、0は基板4
4と明−る71酬−正面m 第1隆Cり 1明4墓デのn作図 第2図 石醐−噸f−倒Lju創J町厚2発陣 第3図 滞j6鍼珂−−r%)[12丈オ佐σ5p坪芝国第4図 ス・−/I−ケf−ル昧り直1め不愛式面第5図 促ト幻1形八゛峰州lり胸デー 第6図 →Hit #1/1itv、ftA−t、r、r:>−1)fq%
rm第7図
Claims (2)
- (1)真空室と、該真空室内に設置され、エピタキシャ
ル結晶層形成用のソースが収容され、側壁が加熱された
坩堝と、該坩堝上に基板を設置する基板設置台とからな
る装置に於いて、 前記ソースが収容される坩堝(31)の開口部(32)
が楕円状で、かつ側面部分が偏平形状に加工されている
ことを特徴とするホットウォールエピタキシャル成長装
置。 - (2)前記坩堝は開口部(43)が円形で有底の円筒形
の外管(44)と、該外管内に設置され、上部開口部(
45)が楕円状で、かつ側面部分が偏平形状に加工され
るとともに、底部が円筒形のガイド管(46)とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のホッ
トウォールエピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8933187A JPS63252996A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | ホツトウオ−ルエピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8933187A JPS63252996A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | ホツトウオ−ルエピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63252996A true JPS63252996A (ja) | 1988-10-20 |
Family
ID=13967701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8933187A Pending JPS63252996A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | ホツトウオ−ルエピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63252996A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1053499A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-02-24 | Yamagata Shinetsu Sekiei:Kk | ウエーハ熱処理装置及びそのウエーハ装填方法 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP8933187A patent/JPS63252996A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1053499A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-02-24 | Yamagata Shinetsu Sekiei:Kk | ウエーハ熱処理装置及びそのウエーハ装填方法 |
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