JPH01257191A - 気相結晶成長装置 - Google Patents

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） 本発明は、半導体薄膜結晶を基板の上に気相成長させる
装置に関し、特に、有機金属気相成長法などを実施する
のに適した装置に関する。

（従来の技術） 従来、ＡｆＧａＡｓ系の半導体薄膜結晶は、有機金属気
相成長法（ＯＭＶＰＥ法）により成長させる。

この種の結晶成長では、空気中の水分や酸素が成長室に
混入すると、結晶の特性を低下させるという問題がある
ところから、真空排気手段を備えた予備室を用いること
により、水分や酸素を除去してから基板を成長室に移し
て気相結晶成長を行う装置が使用されている。

第２図は、従来の気相結晶成長装置の概念図である。縦
型成長室１の上方にゲートバルブ３を介して予備室２を
設け、該予備室２は真空排気系と接続し、成長室１も別
途排気可能とする。

基板６を装填したサセプタ５は予備室２に収容され、真
空排気処理して残留水分や酸素を除去した後、ゲートバ
ルブ３を開け、トランスファーロッド１０によりサセプ
タ５を成長室１の支持軸９に搭載する。トランスファー
ロッド１０を予備室２に引き上げてから、ゲートバルブ
３を閉じ、高周波フィル１２で基板６を所定温度に保ち
、原料ガス１１を導入して基板６の上に薄膜結晶を成長
させる。所定の膜厚に成長すると、原料ガスの供給を止
め、成長室１の残留ガスを排気、又は、不活性ガスでパ
ージしてから、再びゲートバルブ３を開けて、トランス
ファーロッド１０によりサセプタ５を予備室２に引き上
げる。そして、ゲートバルブ３を閉じてから、予備室２
の蓋を開けて薄膜結晶をイｆする基板を取り出し、新た
な基板をサセプタ上に装填し、次いで予備室の真空排気
、成長室へのサセプタの移動、結晶成長等の操作手順を
繰り返して、複数の基板上に薄膜結晶を逐次成長させる
。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の装置では、１つのサセプタを用いて予
備室における真空排気から、成長室における結晶成長ま
で順次操作を行うことになり、基板の交換や予備室の真
空排気を行うときには、成長室を休ませなければならず
、装置全体の生産性を大幅に制約することになる。

そこで、本発明は、上記の問題点を解消し、結晶成長中
に予備室の基板交換と真空排気を行うことのできる気相
結晶成長装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、縦型成長室の上部にゲートバルブを介して予
備室を接続し、両者にそれぞれ排気手段を設けた気相結
晶成長装置において、基板を装填するサセプタを、環状
に載せる円板状支持台を上記の予備室に設け、該支持台
にサセプタを載せる場所の少なくとも１つにサセプタを
通す開口を設け、該支持台には回転手段を付設し、上記
開口及びゲートバルブを通して成長室にサセプタを移動
する手段を設けたことを特徴とする気相結晶成長装置で
ある。

（作用） 第３図は、本発明の装置を用いて基板上に結晶成長を行
う手順を示した説明図である。予備室の多数のサセプタ
にそれぞれ基板を装填し、予備室内を真空排気すること
により残留水分や酸素を除去した後、成長室に該サセプ
タの１つを移動して支持軸に搭載し、基板を加熱すると
ともに原料ガスを導入して基板上に結晶成長を行う。結
晶成長終了後、成長室内の残留ガスを排気又はパージし
てから、サセプタを予備室の支持台に回収し、新たなサ
セプタを該支持台から成長室に移動して、再び結晶成長
を行う。支持台上の最後のサセプタを成長室に移動した
後に、予備室を大気に開放して結晶成長終了後の基板を
取り出し、新たな基板をサセプタ上に装填し、かつ、予
備室を真空排気して、サセプタ交換に備える。このよう
にして、成長室はサセプタ交換時を除いて、連続的に稼
働させることができ、スルーブツトを大幅に向上させる
ことができる。

これに対して、従来の装置では第２図にみるように、１
つのサセプタで総ての操作を行うために、−度の結晶成
長毎に基板交換及び予備室の真空排気を行う必要があり
、その間成長室において結晶成長を行うことはできない
。

（実施例） 竿１図（ａ）は、本発明の１実施例である気相結晶成長
装置の概念図であり、同図（ｂ）は該装置で使用するサ
セプタ支持台の平面図である。

縦型成長室１の上部にゲートノイルブ３を介して予備室
２を配置し、それぞれ排気系と接続する。予備室２内に
は、サセプタ５を載せる円板状の回転支持台４を設け、
該支持台４は同図（ｂ）に示すように環状にサセプタ５
を載せることができ、サセプタ５を載せる場所の１つに
該サセプタ５を通す開口８を設ける。支持台４は回転機
構７により回転する。そして、支持台４を回転して上記
の開口８を成長室ｌの真上で止めるときに、開口８及び
ゲートノイルブ３を通してサセプタ５を成長室１に下降
することができるように、予備室２と成長室１とを結合
する。なお、サセプタ５を昇降させるために、予備室２
にトランスファーロッドｌＯを設ける。該トランスファ
ーロッド１０はサセプタ５を予備室２の付属室ｌｌ内に
吊り−ヒげて、支持台４の回転を可能とする。

成長室ｌには、トランスファー口・ラド１０により下降
するサセプタ５を成長領域に保持するための支持軸９を
設け、成長領域の上方には原料ガス１１を供給するため
の導管を配置し、基板６を加熱する高周波フィル１２を
設ける。

なお、第１図には、パンケーキ型のサセプタを図示した
が、バレル型等のサセプタを使用することもでき、１つ
のサセプタに多数の基板を装填することもできる。また
、図には７つのサセプタを載せる支持台を示したが、そ
の数は必要に応じて適宜変更することができる。

次に、操作手順を説明する。まず、７つの基板６を予備
室２の支持台４上の７つのサセプタ５に装填する。この
装填は、予備室外で行い、そのサセプタ５を予備室の支
持台４に載せるようにしてもよい。そして、予備室２を
真空排気して残留水分や酸素を除く。その際、成長室１
も排気することが好ましい。それから、支持台４を回転
して、成長室１に送るサセプタ５をトランスファーロッ
ドｌＯの下に置き、トランスファーロッド１０により該
サセプタ５を予備室２の付属室ｌｌ内に持ち一ヒげて、
支持台４を再び回転して開口８を該サセプタ５の下に位
置せしめ、ゲートバルブ３を開けてから、サセプタ５を
下降せさて成長室ｌの支持軸９の一ヒに搭載する。トラ
ンスファーロッドｌＯを予備室２内に引き上げて、ゲー
トバルブ３を閉じることにより、結晶成長の準備を完了
する。その後、従来装置と同様に高周波コイル１２で基
板６を加熱し、原料ガス１１を上方より供給することに
より、結晶成長を行う。所定の膜厚の結晶を形成すると
、原料ガス１１の導入を止めて成長室内の残留ガスを排
気し、必要に応じて、不活性ガスでパージする。それか
ら、ゲートバルブ３を開けて、先の手順を逆にしてサセ
プタ５を予備室２内に回収するとともに、新たなサセプ
タ５を予備室２の支持台４から成長室ｌの支持軸９上に
移動する。これらの手順を繰り返して各サセプタ５上の
基板６に順次結晶薄膜を形成する。最後の基板６を装填
したサセプタ５を成長室１に移動して、結晶成長を行う
間に、予備室２を開放して結晶薄膜を形成した基板６を
取り出し、新たな基板６をサセプタ５に装填してから予
備室を再び真空排気して成長室へのサセプタ５の交換に
備える。

（発明の効果） 本発明は、上記の構成を採用することにより、予備室内
に複数のサセプタを載せる円板状の回転支持台を設けて
、真空排気処理した状態の複数のサセプタを順次成長室
に移動して連続的に結晶成長を行うことができ、また、
最後の結晶成長の間に予備室の基板交換と真空排気を行
い、次の結晶成長に備えることができるので、大気中の
不純物を成長室に持ち込むことがなく、高純度の薄膜結
晶を効率的に形成することができ、スルーブツトの向上
に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である気相結晶成長装置の概
念図であり、第１図（ａ）は全体図、第１図（ｂ）はサ
セプタ支持台の平面図である。 第２図は従来装置の概念図である。第３図は本発明の装
置による操作手順を示した説明図である。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　縦型成長室の上部にゲートバルブを介して予備室を接
   続し、両者にそれぞれ排気手段を設けた気相結晶成長装
   置において、基板を装填するサセプタを、環状に載せる
   円板状支持台を上記の予備室に設け、該支持台にサセプ
   タを載せる場所の少なくとも１つにサセプタを通す開口
   を設け、該支持台には回転手段を付設し、上記開口及び
   ゲートバルブを通して成長室にサセプタを移動する手段
   を設けたことを特徴とする気相結晶成長装置。