JPH02107594A - 気相エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
気相エピタキシヤル成長装置Info
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- JPH02107594A JPH02107594A JP25735888A JP25735888A JPH02107594A JP H02107594 A JPH02107594 A JP H02107594A JP 25735888 A JP25735888 A JP 25735888A JP 25735888 A JP25735888 A JP 25735888A JP H02107594 A JPH02107594 A JP H02107594A
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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。
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、■−■族化合物半導体、■−■族化合物半導
体、元素単体半導体等を気相エピタキシャル成長させる
装置に関し、特に、原料ガスから基板を早期に隔離する
手段を備えた成長装置に関する。
体、元素単体半導体等を気相エピタキシャル成長させる
装置に関し、特に、原料ガスから基板を早期に隔離する
手段を備えた成長装置に関する。
（従来の技術）
気相エピタキシャル成長装置を用いてペテロ接合等を形
成するときには、各層の厚さや接合面の整合性を確保す
るために、正確な制御が要求される。特に、成長終了後
に基板を原料ガスから早期に隔離する必要がある。この
隔離が不十分であるときには、成長を完全に終了させる
ことができず、所定の厚さ及び接合面を得ることができ
ないという問題があった。
成するときには、各層の厚さや接合面の整合性を確保す
るために、正確な制御が要求される。特に、成長終了後
に基板を原料ガスから早期に隔離する必要がある。この
隔離が不十分であるときには、成長を完全に終了させる
ことができず、所定の厚さ及び接合面を得ることができ
ないという問題があった。
従来、基板を原料ガスから早期に隔離する方法としては
■スライドカバーにより基板を隔離する方式（Ｊｐｎ、
Ｊ、Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、、Ｖｏｌ、１９（１９７
９）。
■スライドカバーにより基板を隔離する方式（Ｊｐｎ、
Ｊ、Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、、Ｖｏｌ、１９（１９７
９）。
Ｎｏ、 １． ｐｐ、 Ｌ１７〜２０）■異なる成長室
に基板を移動する方式（Ｊｐｎ、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、 、 Ｖｏｌ、 １９（１９８０）。
に基板を移動する方式（Ｊｐｎ、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、 、 Ｖｏｌ、 １９（１９８０）。
Ｎｏ、 ２． ｐｐ、 Ｌ１１３−１１６）■反応管内
に基板を収納する控室を設ける方式（Ｊｐｎ、 Ｊ、
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、、Ｙｏｌ。
に基板を収納する控室を設ける方式（Ｊｐｎ、 Ｊ、
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、、Ｙｏｌ。
１８（１９７９）、 Ｎｏ、 １１． ｐ、２１６７〜
２１６ｇ）などが用いらているが、これらは、先端に基
板やスライドカバーを固定した操作杆を反応管の外側が
ら操作するもので、磁石により間接的に動かす方式もあ
る。
２１６ｇ）などが用いらているが、これらは、先端に基
板やスライドカバーを固定した操作杆を反応管の外側が
ら操作するもので、磁石により間接的に動かす方式もあ
る。
（発明が解決しようとする課題）
上記の従来装置では、可動部分が破損し易いという問題
があるし、操作杆で直接動かす方式ではシーリングに問
題が生ずる。このような可動部分を有する装置は、設備
が複雑になり、メンテナンス周期を短くせざるをえない
など、量産化を妨げる欠点となる。
があるし、操作杆で直接動かす方式ではシーリングに問
題が生ずる。このような可動部分を有する装置は、設備
が複雑になり、メンテナンス周期を短くせざるをえない
など、量産化を妨げる欠点となる。
本発明は、上記の欠点を解消し、反応管内に可動部分を
有せず、原料ガスの供給と停止を短時間で切り換えるこ
とのできる気相エピタキシャル成長装置を提供しようと
するものである。
有せず、原料ガスの供給と停止を短時間で切り換えるこ
とのできる気相エピタキシャル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、反応管の一端に原料ガス供給口を設け、反応
管の下流側に基板をセットする成長領域を設け、他端に
排気ガスの出口を設けた気相エピタキシャル成長装置に
おいて、反応管の下流側を２分して、一方を成長領域に
、他方を原料ガスを直接排気するバイパスにするととも
に、成長領域及びバイパスから反応管の外側に延びる排
気管にそれぞれ切換弁を設け、かつ、成長領域に該領域
内の残留ガス排気用のパージガス導入管を接続したこと
を特徴とする気相エピタキシャル成長装置である。
管の下流側に基板をセットする成長領域を設け、他端に
排気ガスの出口を設けた気相エピタキシャル成長装置に
おいて、反応管の下流側を２分して、一方を成長領域に
、他方を原料ガスを直接排気するバイパスにするととも
に、成長領域及びバイパスから反応管の外側に延びる排
気管にそれぞれ切換弁を設け、かつ、成長領域に該領域
内の残留ガス排気用のパージガス導入管を接続したこと
を特徴とする気相エピタキシャル成長装置である。
（作用）
第１図は、本発明の１具体例である気相エピタキシャル
成長装置の概念図である。以下、ＧａＡｓ半導体をクロ
ライドＶＰＥ法で成長させる場合を例にして説明する。
成長装置の概念図である。以下、ＧａＡｓ半導体をクロ
ライドＶＰＥ法で成長させる場合を例にして説明する。
反応管Ｉ内には、一方にＧａ融液５を収容する原料調製
室２、他方に基板９をセットする成長室３及び原料ガス
を直接排気するためのバイパス４を設け、水素をキャリ
アガスとして＾ｓｃ１．をＧａ融液５の表面に直接供給
するための導管６を原料調製室２の中まで延ばし、また
、反応管１の一方の端部にも＾５Ｃ１ｚ／１１、を供給
するための導管７を接続して原料調製室２からの流出ガ
スとともに反応管１を流下させる。その際の原料ガス流
８はＧａＣ１５Ａｇ３、ＨＣＩ。
室２、他方に基板９をセットする成長室３及び原料ガス
を直接排気するためのバイパス４を設け、水素をキャリ
アガスとして＾ｓｃ１．をＧａ融液５の表面に直接供給
するための導管６を原料調製室２の中まで延ばし、また
、反応管１の一方の端部にも＾５Ｃ１ｚ／１１、を供給
するための導管７を接続して原料調製室２からの流出ガ
スとともに反応管１を流下させる。その際の原料ガス流
８はＧａＣ１５Ａｇ３、ＨＣＩ。
Ｈ２からなる。そして、成長室３及びバイパス４から反
応管１の外に延びる導管にはそれぞれ切換弁１０．１１
が設けられ、排気ガスは、ポンプ１２によりスフラッパ
ー等の排気ガス処理装置（図示せず）を経て大気に放出
される。さらに、成長終了後、又は成長中断時に、成長
室３内に残留するガスを早急にパージするため、パージ
ガス導入管１３を成長室３に接続する。この導入管１３
の開口１４は原料ガス流が流入しに（い位置に設けるこ
とが好ましい。なお、パージガスは、Ｎｔ＋ Ｈｅｓ＾
ｒ等を用いることができる。
応管１の外に延びる導管にはそれぞれ切換弁１０．１１
が設けられ、排気ガスは、ポンプ１２によりスフラッパ
ー等の排気ガス処理装置（図示せず）を経て大気に放出
される。さらに、成長終了後、又は成長中断時に、成長
室３内に残留するガスを早急にパージするため、パージ
ガス導入管１３を成長室３に接続する。この導入管１３
の開口１４は原料ガス流が流入しに（い位置に設けるこ
とが好ましい。なお、パージガスは、Ｎｔ＋ Ｈｅｓ＾
ｒ等を用いることができる。
次に、切換弁１０及び１１の操作を中心に成長手順を説
明する。まず、成長室３の切換弁１０を閉じ、バイパス
４の切換弁１１を開け、かつ、導入管１３より多量のパ
ージガスを成長室３に流しながら、原料調製室２には、
導管６を介してＡｓｃｔ＊／ｌｒｔを導入して、Ｇａ融
液５の表面にＧａＡｓクラストを形成し、排気ガスをバ
イパス４から排気する。次いで、＾ｓ Ｃｔ ３ ／
Ｈｔがら生成するｌｌＣｌとＧａＡｓり・ラストが反応
してＧａＣｆ、Ａｓａ、ｌｌＣｌ、＋１．からなる原料
ガス流を形成し、導管７がらの＾５Ｃｆｆｆ／Ｈ２とと
もに反応管１を流下する。定常状態が維持されてから、
切換弁１ｏを開け、切換弁１１を閉じ、パージガス流量
を抑えることにより、原料ガス流８を点線の矢印から実
線に変更し、成長室３に導入して結晶成長を行う。所定
の膜厚のエピタキシャル膜を成長後、切換弁１０を閉じ
、切換弁１１を開け、かつ、パージガス流量を増大させ
ることにより、原料ガス流８を実線の矢印から点線に変
更し、成長室３の残留ガスもパージされて基板は原料ガ
スから完全に隔離される。なお、原料ガス流の実線から
点線への切換えに際し、パージガスの流量を増大させた
後も、短時間切換弁１０を開けておくことにより、成長
室内の残留ガスを切換弁１０を介して早急に排気するこ
とも可能である。
明する。まず、成長室３の切換弁１０を閉じ、バイパス
４の切換弁１１を開け、かつ、導入管１３より多量のパ
ージガスを成長室３に流しながら、原料調製室２には、
導管６を介してＡｓｃｔ＊／ｌｒｔを導入して、Ｇａ融
液５の表面にＧａＡｓクラストを形成し、排気ガスをバ
イパス４から排気する。次いで、＾ｓ Ｃｔ ３ ／
Ｈｔがら生成するｌｌＣｌとＧａＡｓり・ラストが反応
してＧａＣｆ、Ａｓａ、ｌｌＣｌ、＋１．からなる原料
ガス流を形成し、導管７がらの＾５Ｃｆｆｆ／Ｈ２とと
もに反応管１を流下する。定常状態が維持されてから、
切換弁１ｏを開け、切換弁１１を閉じ、パージガス流量
を抑えることにより、原料ガス流８を点線の矢印から実
線に変更し、成長室３に導入して結晶成長を行う。所定
の膜厚のエピタキシャル膜を成長後、切換弁１０を閉じ
、切換弁１１を開け、かつ、パージガス流量を増大させ
ることにより、原料ガス流８を実線の矢印から点線に変
更し、成長室３の残留ガスもパージされて基板は原料ガ
スから完全に隔離される。なお、原料ガス流の実線から
点線への切換えに際し、パージガスの流量を増大させた
後も、短時間切換弁１０を開けておくことにより、成長
室内の残留ガスを切換弁１０を介して早急に排気するこ
とも可能である。
このように反応管１の外側に設けた２つの切換弁の操作
と成長室へのパージガスの流計の調節により、基板と原
料ガスとの接触の開始と終了を短時間に確実に行うこと
ができ、過渡現象を小さくすることができるようになっ
た。それ故、異なる原料ガスを用いるペテロ接合等を作
製することが極めて容易になった。また、反応管内に可
動部分を有しない簡単な構造であるところから、メンテ
ナンスも大幅に省略することができ、量産化に大きく寄
与するものである。
と成長室へのパージガスの流計の調節により、基板と原
料ガスとの接触の開始と終了を短時間に確実に行うこと
ができ、過渡現象を小さくすることができるようになっ
た。それ故、異なる原料ガスを用いるペテロ接合等を作
製することが極めて容易になった。また、反応管内に可
動部分を有しない簡単な構造であるところから、メンテ
ナンスも大幅に省略することができ、量産化に大きく寄
与するものである。
以上、ＧａＡｓ半導体をクロライドＶＰＥ法で成長させ
る場合について説明したが、その他のノーイドライド法
、熱分解法等の気相成長法にも同様に適用することがで
きる。
る場合について説明したが、その他のノーイドライド法
、熱分解法等の気相成長法にも同様に適用することがで
きる。
（実施例）
第１図の装置を用いて、ＧａＡｓエピタキシャル膜を成
長させた。Ｔ−め、Ｇａ融液表面にＧａＡｓクラストを
形成した後、２０°Ｃに保持したＡＳＣ１３に水素をバ
ブリングして、原料調製室にｌ；Ｌ ７００ｃｃ／ｗｉ
ｎの流速で、また、反応管端部には２０００ｃｃ／ｗｉ
ｎの流速でＡ ｓ Ｃｌ 、 ／ Ｈ、を定常的に供給
した。成長時には、切換弁１０を開け、切換弁１１を閉
じ、パージガス導入管から水素を２０ｃｃ／＋ｉｎの流
速で成長室に導入した。また、成長の中断又は終了時に
は、切換弁１０を閉じ、切換弁１１を開け、パージガス
導入管から水素を２０００ｃｃ／ｍｉｎの流速で供給し
た。
長させた。Ｔ−め、Ｇａ融液表面にＧａＡｓクラストを
形成した後、２０°Ｃに保持したＡＳＣ１３に水素をバ
ブリングして、原料調製室にｌ；Ｌ ７００ｃｃ／ｗｉ
ｎの流速で、また、反応管端部には２０００ｃｃ／ｗｉ
ｎの流速でＡ ｓ Ｃｌ 、 ／ Ｈ、を定常的に供給
した。成長時には、切換弁１０を開け、切換弁１１を閉
じ、パージガス導入管から水素を２０ｃｃ／＋ｉｎの流
速で成長室に導入した。また、成長の中断又は終了時に
は、切換弁１０を閉じ、切換弁１１を開け、パージガス
導入管から水素を２０００ｃｃ／ｍｉｎの流速で供給し
た。
実験１は、成長を５分行った後、成長ガス流量、温度は
一定で、下流側よりＩＩ、ガスを導入し、同時に排気し
た。５分間中断後、成長ガスの＾ｓＣσ／ＩＩ、をＩＩ
、に切り替え、ヒーターを外して冷却した。
一定で、下流側よりＩＩ、ガスを導入し、同時に排気し
た。５分間中断後、成長ガスの＾ｓＣσ／ＩＩ、をＩＩ
、に切り替え、ヒーターを外して冷却した。
実験２は、成長を５分間行った後、＾ｓＣＱ／ＨｔをＩ
ｔｔに切り替えてヒーターを外して冷却した。
ｔｔに切り替えてヒーターを外して冷却した。
実験３は、成長を５分行った後、成長ガス流量、温度は
一定で、下流側よりＨ，ガスを導入し、同時に排気した
。５分間中断後、パージガスを止め、排気も停止して、
再び、成長条件に戻し、成長を５分間行い、その後、＾
５Ｃ１２／Ｈ，をＨ，に切り替えてヒーターを外して冷
却した。
一定で、下流側よりＨ，ガスを導入し、同時に排気した
。５分間中断後、パージガスを止め、排気も停止して、
再び、成長条件に戻し、成長を５分間行い、その後、＾
５Ｃ１２／Ｈ，をＨ，に切り替えてヒーターを外して冷
却した。
実験４は、従来法で成長のみ１０分行った。
なお、この表で成長時間の単位は分、エビ厚はμｍ、成
長速度はμｍ／ｍｉｎである。
長速度はμｍ／ｍｉｎである。
実験１〜４の（１１位時間当たりのエビ厚の変化は測定
誤差内と考えられる。従って、実験１は実験２及び４と
比較すると、成長中断時にエビ成長もなく、エツチング
もないことが分かる。
誤差内と考えられる。従って、実験１は実験２及び４と
比較すると、成長中断時にエビ成長もなく、エツチング
もないことが分かる。
また、実験３は成長中断後、エビ成長を再開しても中断
前と成長速度に実質的な変化がないことが分かる。
前と成長速度に実質的な変化がないことが分かる。
（発明の効果）
本発明は、上記の構成を採用することにより、高温の反
応管内に可動部分を有しない簡単な装置構成で、基板表
面への原料ガスの供給停止を早急に行うことができるよ
うになり、１１ＧａＡｓＰ。
応管内に可動部分を有しない簡単な装置構成で、基板表
面への原料ガスの供給停止を早急に行うことができるよ
うになり、１１ＧａＡｓＰ。
ＩｎＧａＡｓ等の多元系エピタキシャル成長や多層成長
が極めて容易になった。また、本発明において待機装置
の簡略化、メンテナンスの省力化は、エピウェハの量産
化に大きく寄与するものである。
が極めて容易になった。また、本発明において待機装置
の簡略化、メンテナンスの省力化は、エピウェハの量産
化に大きく寄与するものである。
第１図は、本発明の１具体例である気相エビタ牛シャル
成長装置の概念図である。 １：反応管、２・原料調製室、３：成長室、４：原料ガ
ス排気用バイパス、 ５ ： ＧａＭＭ、 ６及び
７：＾ｓ ＣＩ ３ ／ ＩＩ を供給用導管、８：原
料ガス流（ＧａＣｆ、 ＡＳ４、ＩＩＣＪ、 ｎｔ）
、 ９ ：基板、１０及び１１：切換弁、１２：ボン
ブ、１３：バージガス導入管、１４：パージガス導入開
口。
成長装置の概念図である。 １：反応管、２・原料調製室、３：成長室、４：原料ガ
ス排気用バイパス、 ５ ： ＧａＭＭ、 ６及び
７：＾ｓ ＣＩ ３ ／ ＩＩ を供給用導管、８：原
料ガス流（ＧａＣｆ、 ＡＳ４、ＩＩＣＪ、 ｎｔ）
、 ９ ：基板、１０及び１１：切換弁、１２：ボン
ブ、１３：バージガス導入管、１４：パージガス導入開
口。
Claims (1)
- 反応管の一端に原料ガス供給口を設け、反応管の下流側
に基板をセットする成長領域を設け、他端に排気ガスの
出口を設けた気相エピタキシャル成長装置において、反
応管の下流側を２分して、一方を成長領域として排気管
に接続し、他方を原料ガスの直接排気用バイパスとして
排気管に接続するか、又は、反応管の下流側を成長領域
として排気管に接続し、反応管の上流の側壁に排気管を
接続するとともに、２つの排気管にそれぞれ切換弁を設
け、かつ、成長領域に該領域内の残留ガス排気用のパー
ジガス導入管を接続したことを特徴とする気相エピタキ
シャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25735888A JPH02107594A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 気相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25735888A JPH02107594A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 気相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02107594A true JPH02107594A (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=17305274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25735888A Pending JPH02107594A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 気相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02107594A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101140A (ja) * | 2000-09-21 | 2003-04-04 | Ricoh Co Ltd | 面発光型半導体レーザ素子およびその製造方法および面発光型半導体レーザアレイおよび光送信モジュールおよび光送受信モジュールおよび光通信システム |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP25735888A patent/JPH02107594A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101140A (ja) * | 2000-09-21 | 2003-04-04 | Ricoh Co Ltd | 面発光型半導体レーザ素子およびその製造方法および面発光型半導体レーザアレイおよび光送信モジュールおよび光送受信モジュールおよび光通信システム |
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