JPH03153596A - 液相エピタキシャル成長装置 - 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１ 本発明は、液相エピタキシャル成長装置、特にスライド
ポートを用いる液相エピタキシャル成長装置に関するも
のである。

［従来の技術］ エピタキシャル成長技術は例えばバイポーラトランジス
タ、Ｍ　ＯＳ　Ｌ　Ｓ　Ｅ　（Ｍｅｔａｌ　０ｘｉｄｅ
　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｌａｒｇｅ　５ｃａｌ
ｅ　Ｉｎｔｅａｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ＞、又はＨ
ＥＭＴ　（旧Ｏｈ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｈｏｂｉｌ目ｙ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　）等超格子デバイスを作製する
場合に不可欠の技術として用いられている。

■ビタキシャル成長方法には周知のように液相エピタキ
シャル成長法、気相エピタキシャル（ＣＶＤ）成長法及
び分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）成長法があるが、こ
のうち液相１ビタキシヤル成長法は例えばスライドポー
トを用いて絶縁基板や非晶質基板等に単結晶層を形成さ
せる場合に有用であり、特に高温で分解し易い化合初手
導体で欠陥の少ない単結晶を形成する場合はこの方法が
最も優れており、発光ダイオードや半導体レーザー等の
光素子或いはショットキーバリアダイオード等の高周波
素子の開発に広く用いられている。

第４図（ａ）〜（Ｃ）は従来より用いられている液相エ
ピタキシャル成長装置の一例を示すもので、夫々断面図
、原料ホルダの平面図及び原料ホルダ側面図を示す。同
図において、１は原料ホルダ、２は基板ホルダ、３は原
料溶液、４は基板、５は原料溶液を収容する溶液溜、６
は基板４に付着した残留溶液を除去して基板４の汚損を
防止する残留溶液溜である。

この装置を用いてエピタキシャル成長を行わせる場合は
、基板ホルダ２に基板（つＪハ）４をセットして溶液溜
５に所定の原料溶液３を入れ、基板ホルダ２を静かにス
ライドさけて・ウェハ４と原料溶液３とを接触させ、原
料溶液３の温度を徐々にＨＷさせることによりエピタキ
シャル成長を行わせた後、基板ホルダ２を更にウェハ４
が残留溶液溜６と合致する位置まで移動させてウェハ４
に付着した残留溶液を除去づる。

第５図はこのようにして得られたウェハの外観を示すも
のであるが、未だ周辺部に微少溶液Ｑ（最大高さ約０．
５Ｍ）の残留しているのが認められる。この残留溶液は
ウェハを汚損して性能を劣化させるので確実に除去する
ことが必要であり、従って残留溶液溜６の存在は重要で
あるが、反面、この残留溶液溜６がエピタキシャル成長
時に悪影響を与える現象が見られた。即ち、成長終了後
においても加熱炉の温度は８００℃以上の高温となるた
め、ウェハ４の上方に残留溶液溜６のような空間が存在
すると例えばガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）ウェハの場合
はＡＳの解離が生じて表面に劣化を生じ、又内部のガス
置換が不連続となって残留酸素が悪影響をおよぼす等の
現象が生ずる。

従ってこれらの悪影響を避けるため取外し容易なブロッ
クを設けてこれに残留溶液除去機能を与えたスライドポ
ートが考えられた。

第６図はブロック式スライドポートの断面図を示すもの
で、エピタキシャル成長後ウェハ４の表面に付着した残
留溶液はブロック７の下面に設けられているメルト吸引
用溝８に接触すると同時に液の表面張力作用でこの溝の
中に吸引されるようにしたものである。（例えば特開昭
６２−１８２１９２号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したようにスライドポート式液相エピタキシャル成
長装置ではウェハ表面の汚損を防止するため原料ホルダ
に残留溶液溜を設け（第４図）、又ブロックにメルト吸
引用溝を設けて（第６図）ウェハ表面に付着する残留溶
液を除去することが行われるが、前省の方式は空間部の
悪影響により表面に劣化や荒れが生じ、後者の方式では
ブロックが使い捨てになるため経済的に不利なことや残
ＬｉＩ４溶液を吸引する溝が非常に細いので吸引量が限
定される等の嫌いがあった。

本発明の［１的は、ウェハ表面の残留溶液を効果的に除
去し経済的に有利な液相エピタキシセル成長装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段Ｊ 本発明は、原料ホルダ及び基板ホルダよりなるスライド
ポート式液相エピタキシャル成長装置において、エピタ
キシャル成長工程が終了して基板を原料溶液より移動し
た時基板の周辺部を囲繞してこの基板周辺に付着する残
留溶液を除去する幅０．５Ｍ以上５Ｍ以下、深さ０．５
頗以上５ｍｍ以下の細溝を原料ホルダの下面に設けたこ
とを特徴としており、残留溶液を効果的に除去し］つ経
済的に有利となる液相エピタキシャル成長装置が得られ
るようにして目的の達成を計っている。

〔作用Ｊ 本発明の液相エピタキシャル成長装置は、スライドポー
トを用いて例えばＧａＡｓウェハにエピタキシャル成長
を行わせる場合、成長工程が終了してウェハを原料溶液
より移動させた時、ウェハの停止した位置と対面する原
料ホルダの一ト面に、幅０．５順以上５ｍ以下、深さ０
．５厘以Ｌ５厘以下の細溝を上記ＧａＡＳつ１ハの周辺
部を囲繞するように設け、この細溝でウェハ表面に付着
した残留溶液を除去するようにしたものである。

一般に残留溶液によるウェハ表面の荒損を防止するには
できるだけウェハの上部に間隙がない構造にする必要が
ある。一方、例えば上記ウェハの場合のように残留し易
いＧａ液を抑制するにはこの（３ａ液を取除く間隙が必
要である。本発明はこの相矛盾する要請を解決したもの
で、細溝の位置、大きさを上述のように選定することに
より好結果を得ることができた。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図を用いて説明するａ第
１図（ａ）−・（Ｃ）に本発明の液相エピタキシャル成
長装置の−・実施例を示す。上より順に断面図、原料ホ
ルダの平面図及び原料ホルダの側面図を示す。第４図と
同一部分には同一・符号が付けられている。本図で９が
残留溶液除去用細溝て、原料ホルダ１の片側の下面に刻
まれている。

この装置を用いてエピタキシャル成長を行う場合は、４
０ｔｍｎ角の半絶縁性ＧａＡｓウェハを用い、Ｇａ５０
ｇ、ＧａＡＳ多結晶１２Ｑ及びドーパントに３ｉを用い
て原料溶液を作製した。

ボート周辺に高純度の１」２及びＡｒの沢合気体を１０
ｆＪ／分の割合で流しながら８５０℃の温度に昇温して
３時間放置した後、１℃／分の割合で降温して原料溶液
３が過飽和状態になった時点でウェハ４と接触させて成
長を開始した。その後エピタキシャル成長層の膜厚が約
１０μｍに成長した時ウェハ４と原料溶液３とを切離し
て成長を止め、直ちにヒータ電源をオフにして６００℃
まで除冷した後加熱炉を移動して室温まで急冷させて成
長工程を終了した。

第２図は成長の終了したＧａＡＳつＪハについて成長膜
の厚さとキャリア濃度の関係を求めたもので横軸が表面
より深さｄ（μｍ）、縦軸がキトリア濃度Ｃを示す。同
図より明らかなようにｄ＝０．３μｍ−ｄ＝５μｍまで
キャリア濃度（ｊま一定で優れた特性の得られたことが
示されている。

第３図はこれと比較するため第４図に示す従来装置で行
った場合の特性を示すもので、キャリア濃度Ｃはｄ＝１
μｍ以下の領域で急激に減少する傾向がみられる。これ
は残留溶液溜部の空間が大きすぎるためウェハの成長層
表面からＡＳがＨ２ガスと反応して飛散し、そのＡｓ欠
陥部分に３ｉが拡散することにより表面に変成層が形成
されたためと考えられる。これに対し本発明装置の場合
はウェハ周辺に対応する部分にのみ細溝を作製して成長
層上部の間隙が小さくなるようにしであるのでこのよう
な現象は生じない。尚、発明装置の場合でもつＪハ周辺
より２〜３，１ｌＩＩＩの部分は従来装置の場合と同様
にキャリア濃度が低下しているとみられるが、この部分
は膜厚のバラツキが多く使用できない領域なので取上げ
る必要はない。又、ウェハの表面状態について光学手段
により観察したが、これは本発明装置を用いた場合も従
来装置の場合も同様の結果が得られている。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば次のような効果が得ら
れる。

（１）ウェハ表面に付＠する残留溶液を効果的に除去す
ることができるので表面汚損が発生せず、高品質のエピ
タキシャルウェハを得ることができる。

（２）装置部品は繰返し使用することができるので経汎
的に有利である。

（３）従来装置に比べ残留溶液の除去量が大きく除去効
率が高いので製造コストの低減を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は夫々本発明の液相エピタキシャ
ル成長装置の一実施例を示す断面図、原料ホルダ平面図
及び原料ホルダ側面図、第２図は第１図装置を用いて得
られたＧａＡＳウェハの成長膜厚とキャリア濃度との関
係を示す特性図、第３図は第４図に示す装置を用いた場
合の成長Ｍ厚対キャリア濃度特性図、第４図（ａ）〜（
Ｃ）は夫々従来のエピタキシャル成長装置の断面図、原
料ホルダ平面図及び原料ホルダ側面図、第５図は第４図
に示す装置を用いて得られたウェハの平面図、第６図は
従来のブロック及びメルト吸入用溝を有する液相エピタ
キシャル成長装置の断面図である。 １；原料ホルダ、 ２：基板ホルダ、 ３：原料溶液、 ４：基板、 児 図 ｑ　；り＼５６シ壇列Ｃ凝シに去用未田−１第 （２） ：　原幸什ボ・レフ ５： Ｒ，料求決 ２　：　】ζ本尺ノ↑＼ルダ。 ４二基層 免 ■ ｌ（μ傾） 児 目 ｄＯｕｎ） 凹 １： アロ・、７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原料溶液を収容する原料ホルダと基板を収容する基
   板ホルダとを備え、何れか一方をスライドさせて前記基
   板と前記原料溶液とを接触させて前記基板表面に半導体
   単結晶を成長させるスライドポート式液相エピタキシャ
   ル成長装置において、前記原料ホルダの下面に、エピタ
   キシャル成長工程が終了して前記基板を前記原料溶液よ
   り移動させた時前記基板の周辺部を囲繞して該基板周辺
   に付着する残留溶液を除去する幅０．５ｍｍ以上５ｍｍ
   以下、深さ０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の細溝を設けてあ
   ることを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。