JPH0446094A - 有機金属気相成長装置 - 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、■−■族化合物半導体等を有機金属気相成長
法で成長させる装置に関する。

（従来の技術） 第２図は、従来の有機金属気相成長装置の概念図である
。

この２置は　７ランジ４，５により相互に分離された予
備室１、搬送室２及び成長室３とからなり、各室はそれ
ぞれ排気系に接続されており、多数の基板６を収納する
カセット７を軸８により予備室１から搬送室２に移動可
能とし、搬送室２内で基板６をカセット７からサセプタ
９に搬送可能とし、基板６を装着したサセプタ９を軸１
０で成長室３内に移動し、フランジ５を閉じた状態で成
長室３内を排気し、サセプタ９を成長温度に加熱した後
、原料ガスをブロックバルブ１１を介して／ダル１２か
ら成長室３内の基板６上に供給して気相成長するもので
ある。

（発明が解決しようとする課題） 第４図は、上記の装置を使用して結晶成長を行うスケジ
ュールの１例を示したもので、基板６をサセプタ９に装
着し、成長室３内に置いた後、基板６の加熱を開始し、
基板６がらＶ族元素が蒸発を開始する以前にＶ族原料ガ
スをブリフローとして成長室３内に供給し、基板６が成
長温度まで昇温した段階でブロックバルブ１１を切り替
えてノズル１２から基板６上に成長原料ガスを供給して
成長を開始する。所定厚さの結晶層を成長させてから、
基板６の加熱を停止し、成長原料ガスの供給を停止し、
■族原料ガスをアフターフローとして流し、成長結晶か
らのＶ族元素の蒸発の心配がない温度まで降温した段階
で、アフターフローも停止し、さらに基板６を室温近（
まで冷却してから、フランジ５を開けてサセプタ９を成
長室３から搬送室２に移動し、基板６を搬送アームでサ
セプタ９からカセット７に搬送し、カセット７を予備室
１に戻す。

このような操作において、基板６を成長温度まで加熱す
る昇温時間及び取り出し温度まで冷却する降温時間は、
基板及びサセプタの熱容量が大きいために、成長時間と
比べて相当に長く、特に、降温時間は、成長時間の倍近
い時間、例えば約１時間程度必要とされる。そして、基
板若しくは成長結晶が高温にさらされる間、Ｖ族元素の
脱離を防ぐために■族原料ガスをブリ７０−若しくはア
フターフローとして供給を続ける。特に、リン系の原料
は、蒸気圧が高いため、室温付近までアフターフローを
続ける必要がある。それ故、−台の設備で一定時間内に
成長できる回数は少なく、スルーブツトの低下を避ける
ことができなかった。

そこで、本発明では、上記の欠点を解消し、設備の効率
的使用を可能とし、スルーブツトの向上を図ることので
きる有機金属気相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、フランジにより相互に分離された予備室、搬
送室及び成長室とからなり、各室はそれぞれ排気系に接
続されており、多数の基板を収納するカセットを予備室
と搬送室の間を移動する手段を設け、基板を装着するサ
セプタを成長室と搬送室の間を移動する手段を設け、搬
送室においてカセットからサセプタに基板を搬送する手
段を設け、成長室の基板上に有機金属原料ガスを供給す
るためのノズルを設けた有機金属気相成長装置において
、１・つの搬送室に対し複数の成長室を設け、」−Ｊ己
ノス′ル（こブリフロー及びアフターフロー用のＶ族原
料ガスを供給可能とし、上記成長室で順次気相成長を行
うようにしたことを特徴とする有機金属気相成長装置で
ある。

（作用） 一般に有機金属気相成長装置は、基板及びサセプタの熱
容量が比較的大きいため、加熱時間に比べ降温時間が倍
以上かかる場合が多い。そして、高温にさらされる成長
結晶、例えば■−■族化合物半導体においては、結晶か
らのＶ族元素の蒸発を防止するために、■族原料ガスを
成長室に供給しながら降温する必要があり、その間、成
長装置全体も一種の休止状態におかれ、成長回数を上げ
る妨げとなっていたが、本発明の装置では、１つの搬送
室に対して複数の成長室を設け、各成長室における、基
板の交換工程、昇温工程、成長工程及び降温工程からな
る成長スケジュールをずらすことにより、成長装置全体
を連続的に稼働させることができ、一定時間内の成長回
数を上げ、スループントの向上を図ることができるよう
になった。

（実施例） 第１図は、本発明の１つの実施例である、成長室を２つ
備えた有機金属気相成長装置の概念図である。第１図の
装置は、第２区に対し、搬送室２の上に２つの成長室３
ａ、３ｂを載せ、成長原料ガスとは別に■族原料ガスを
バルブ１３ａ、１３ｂで切り替えてブリフロー又はアフ
ターフローとして成長室に供給するようにしたもので、
その他の構成は同じである。

以下、第３図の成長スケジュールに沿って成長手順を説
明する。

■予め、多数の基板６を予備室ｌのカセット７にに収納
し、７ランジ４．５ａ、５ｂにより相互に分離された予
備室１、搬送室２及び成長室３ａ。

３ｂをそれぞれ真空排気する。

■まず、フランジ４及び５ａを開けて、カセット７及び
サセプタ９を搬送室２に移動し、基板６をカセット７か
らサセプタ９に搬送してから、カセット７を予備室１に
、サセプタ７を成長室３ａに戻してフランジ４及び５ａ
を閉じ、成長の準備を完了する。

■次いで、基板６の加熱を開始し、バルブ１３を切り替
え、■族原料ガスをブリフローとして導入することによ
り、基板６から■族元素の蒸発を防止する。

■基板６が成長温度に達した時点で、ブロックバルブ１
１を切り替えて、有機金属原料を含む原料ガスを導入し
て気相成長を開始する。

■所定厚さの結晶を成長させた後、加熱を止め、ブロッ
クバルブ１１を切り替えて成長原料ガスの供給を止めて
、バルブ１３を切り替えてＶ族原料ガスのアフターフロ
ーに切り替える。

■成長結晶からＶ族元素が蒸発しない温度まで、冷却さ
れた時点でバルブ１３を切り替えてアフターフローを終
了する。

■基板６が取り出し可能な温度まで冷却されてから、フ
ランジ４及び５ａを開けて、搬送室２にサセプタ９ａを
移動してカセット７に回収して１回の成長を終了する。

■成長室３ａ内で成長している間に、成長室３ｂについ
て、上記■及び■と同様にサセプタ９ｂへの基板６の装
着及びブリフローラ行う。

■ソシて、成長室３ａ内でアフターフローから、基板６
を交換する間に、成長室３ｂでは結晶成長を行う。

［株］その後、成長室３ｂについても３ａと同様の操作
を経て成長結晶を回収する。

以上の操作を繰り返すことにより、原料供給ライン及び
成長室を非常に効率よく使用することができ、成長室が
１つの場合に比べて、２つの成長室を用いる第１図の装
置では、成長時間により若干変動するものの、スルーブ
ツトは約１．５倍となる。また、成長装置を並列的に使
用する場合と比べて、本発明の装置は、成長室をその数
だけ備えればよく、予備室、搬送室及び原料ガス制御系
なども１つで済むため、設備費の増加も少ない。

（発明の効果） 本発明は、上記の構成を採用することにより、−台の成
長装置で、一定時間内の成長回数を増加させることがで
き、設備費の増加を押さえることもでき、スルーブツト
の優れた成長装置を枠供することができるようになった
。特に、揮発成分を含む化合物半導体の成長には、極め
て有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である有機金属気相成長装置
の概念図、第２図は従来装置の概念図、第３図は第１図
の装置を使用する成長スケジュールの説明図、第４図は
第２図の装置を使用する成長スケジュールの説明図であ
る。 第１ 区 １２　ノス゛ル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　フランジにより相互に分離された予備室、搬送室及び
   成長室とからなり、各室はそれぞれ排気系に接続されて
   おり、多数の基板を収納するカセットを予備室と搬送室
   の間を移動する手段を設け、基板を装着するサセプタを
   成長室と搬送室の間を移動する手段を設け、搬送室にお
   いてカセットからサセプタに基板を搬送する手段を設け
   、成長室の基板上に有機金属原料ガスを供給するための
   ノズルを設けた有機金属気相成長装置において、１つの
   搬送室に対し複数の成長室を設け、上記ノズルにプリフ
   ロー又はアフターフロー用のＶ族原料ガスを供給可能と
   し、上記成長室で順次気相成長を行うようにしたことを
   特徴とする有機金属気相成長装置。