JPH0457638B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0457638B2 JPH0457638B2 JP62106046A JP10604687A JPH0457638B2 JP H0457638 B2 JPH0457638 B2 JP H0457638B2 JP 62106046 A JP62106046 A JP 62106046A JP 10604687 A JP10604687 A JP 10604687A JP H0457638 B2 JPH0457638 B2 JP H0457638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal growth
- growth chamber
- molecular beam
- chamber
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
高真空に排気され、基板上に分子線源セルより
出射される分子線を照射してエピタキシヤル層を
形成する分子線結晶成長装置に於ける結晶室のベ
ーキング処理方法であつて、結晶成長室に水素ガ
スを導入する手段と、該導入された水素ガスを排
気する排気手段とを設け、前記室内に水素ガスを
導入するとともに排気しながら該室内をベーキン
グすることで、室内の内壁から放出されるガスを
効率良く外部に排気し、ベーキング時間の短縮を
図つたもの。
出射される分子線を照射してエピタキシヤル層を
形成する分子線結晶成長装置に於ける結晶室のベ
ーキング処理方法であつて、結晶成長室に水素ガ
スを導入する手段と、該導入された水素ガスを排
気する排気手段とを設け、前記室内に水素ガスを
導入するとともに排気しながら該室内をベーキン
グすることで、室内の内壁から放出されるガスを
効率良く外部に排気し、ベーキング時間の短縮を
図つたもの。
本発明は分子線結晶成長装置に係り、特に結晶
成長室のベーキング処理方法に関する。
成長室のベーキング処理方法に関する。
周知のように半導体装置を製造する際、結晶基
板に沿つて半導体膜をエピタキシヤル成長するエ
ピタキシヤル法が使用されており、これは半導体
製造の最も基本的な技術である。このようなエピ
タキシヤル法に於いて、最近分子線エピタキシヤ
ル（MBE）法が用いられており、その方法は超
高真空下（10-10Torr以下）で蒸着する方法で、
清浄な結晶基板面が維持できるため、低温度での
エピタキシヤル成長が可能で、かつ膜厚や不純物
分布を数10Å程度の単原子レベルで精密な制御が
できる特徴を有する。
板に沿つて半導体膜をエピタキシヤル成長するエ
ピタキシヤル法が使用されており、これは半導体
製造の最も基本的な技術である。このようなエピ
タキシヤル法に於いて、最近分子線エピタキシヤ
ル（MBE）法が用いられており、その方法は超
高真空下（10-10Torr以下）で蒸着する方法で、
清浄な結晶基板面が維持できるため、低温度での
エピタキシヤル成長が可能で、かつ膜厚や不純物
分布を数10Å程度の単原子レベルで精密な制御が
できる特徴を有する。
更にMBE法は各種元素、或いは化合物元素の
ヘテロ接合やグレーデツド接合も容易に得られる
という利点があり、ガリウム砒素（GaAs）等の
化合物半導体のエピタキシヤル成長に広く利用さ
れている。
ヘテロ接合やグレーデツド接合も容易に得られる
という利点があり、ガリウム砒素（GaAs）等の
化合物半導体のエピタキシヤル成長に広く利用さ
れている。
このような分子線結晶成長装置に於いては、基
板上にエピタキシヤル結晶を形成する結晶成長室
で分子線源セルに収容されるソースを交換した
時、室内に導入されたガスを放出するために、室
内を排気しながらベーキングしており、このベー
キングに要する時間を出来るだけ短縮して装置の
稼働率を向上させることが要望されている。
板上にエピタキシヤル結晶を形成する結晶成長室
で分子線源セルに収容されるソースを交換した
時、室内に導入されたガスを放出するために、室
内を排気しながらベーキングしており、このベー
キングに要する時間を出来るだけ短縮して装置の
稼働率を向上させることが要望されている。
このような従来の分子線結晶成長装置の結晶成
長室のベーキング方法について説明する。
長室のベーキング方法について説明する。
第３図はこのようなベーキング方法を説明する
ための図で、図示するように結晶成長室１内に、
基板２を設置した基板ホルダ３を回転させるため
の基板マニユピレータ４と、該基板２上にエピタ
キシヤル層を形成するためのソース材料が収容さ
れた分子線源セル５が基板２と対向して結晶成長
室１内の側壁に設置されている。
ための図で、図示するように結晶成長室１内に、
基板２を設置した基板ホルダ３を回転させるため
の基板マニユピレータ４と、該基板２上にエピタ
キシヤル層を形成するためのソース材料が収容さ
れた分子線源セル５が基板２と対向して結晶成長
室１内の側壁に設置されている。
また分子線源セル５の間に不要なガスが基板２
の設置箇所内部に入らないようにするための液体
窒素シユラウド６が設けられている。
の設置箇所内部に入らないようにするための液体
窒素シユラウド６が設けられている。
この分子線源セル５の内部のソース材料を、交
換した場合等に於けるように結晶成長室１を大気
に曝した場合には、まず結晶成長室１全体をパネ
ルヒータで被覆する。
換した場合等に於けるように結晶成長室１を大気
に曝した場合には、まず結晶成長室１全体をパネ
ルヒータで被覆する。
そして結晶成長室１内が200〜250℃の温度にな
るようにして加熱ベーキングしながら、結晶成長
室１に接続されているイオンポンプ或いは油拡散
ポンプのようなエピタキシヤル成長時に用いるも
のと同様な排気ポンプ７を用いて結晶成長室１内
を排気し、室内の内壁に付着した水蒸気や炭化水
素ガス等の不純物ガスを除去していた。
るようにして加熱ベーキングしながら、結晶成長
室１に接続されているイオンポンプ或いは油拡散
ポンプのようなエピタキシヤル成長時に用いるも
のと同様な排気ポンプ７を用いて結晶成長室１内
を排気し、室内の内壁に付着した水蒸気や炭化水
素ガス等の不純物ガスを除去していた。
このような従来のベーキング処理方法で、結晶
成長室１の内壁に付着した不純物ガスを除去する
方法では、内壁面に付着した不純物ガスの蒸気圧
と、排気ポンプの排気能力によつて脱ガスに要す
る時間が定まる。
成長室１の内壁に付着した不純物ガスを除去する
方法では、内壁面に付着した不純物ガスの蒸気圧
と、排気ポンプの排気能力によつて脱ガスに要す
る時間が定まる。
一般に400l／secの排気能力を有するイオンポ
ンプで結晶成長室内を排気した場合、従来のベー
キング方法では200℃の加熱温度で約72時間のベ
ーキング時間を必要としている。
ンプで結晶成長室内を排気した場合、従来のベー
キング方法では200℃の加熱温度で約72時間のベ
ーキング時間を必要としている。
分子線結晶成長装置に於いて、基板の処理能力
を向上させるためには、このエピタキシヤル成長
に先立つて実施されるベーキング時間の短縮が必
要となる。
を向上させるためには、このエピタキシヤル成長
に先立つて実施されるベーキング時間の短縮が必
要となる。
本発明は上記した問題点を解決し、ベーキング
時間を短縮させた分子線結晶成長装置の処理方法
の提供を目的とする。
時間を短縮させた分子線結晶成長装置の処理方法
の提供を目的とする。
上記目的を達成するための本発明の分子線結晶
成長装置の処理方法は、基板上に分子線源セルよ
り出射される分子線を照射してエピタキシヤル層
を形成する分子線結晶成長装置の結晶成長室内の
処理方法であつて、 前記結晶室に水素ガスの導入手段と該導入され
た水素ガスの排気手段とを併設し、前記結晶成長
室内に水素ガスを導入するとともに排気しながら
該室内をベーキングする。
成長装置の処理方法は、基板上に分子線源セルよ
り出射される分子線を照射してエピタキシヤル層
を形成する分子線結晶成長装置の結晶成長室内の
処理方法であつて、 前記結晶室に水素ガスの導入手段と該導入され
た水素ガスの排気手段とを併設し、前記結晶成長
室内に水素ガスを導入するとともに排気しながら
該室内をベーキングする。
本発明の方法によれば、結晶成長室の内壁面か
らの放出ガスが、水素ガスをキャリアガスとして
水素ガスとともに迅速に室外に排気されるため、
放出ガスが室内に残留することが無くなり、一度
内壁面より放出されたガスが再び内壁面に吸着す
る確率が低くなる。
らの放出ガスが、水素ガスをキャリアガスとして
水素ガスとともに迅速に室外に排気されるため、
放出ガスが室内に残留することが無くなり、一度
内壁面より放出されたガスが再び内壁面に吸着す
る確率が低くなる。
また結晶成長室の内壁面に吸着されている不純
物ガス、特に炭化水素ガスのようなガスであると
活性なガスである水素ガスと容易に反応し、前記
炭化水素ガスより比重の軽いガスとなつて外部へ
排出されやすくなる。
物ガス、特に炭化水素ガスのようなガスであると
活性なガスである水素ガスと容易に反応し、前記
炭化水素ガスより比重の軽いガスとなつて外部へ
排出されやすくなる。
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。
き詳細に説明する。
第１図は本発明の処理方法を実施する分子線結
晶成長装置の模式図である。
晶成長装置の模式図である。
図示するように結晶成長室１１の底部は、ゲー
トバルブ２４を介して排気能力が300l／secのタ
ーボ分子ポンプ１２に接続され、更にこのターボ
分子ポンプ１２は、油の蒸気の逆流を防止するた
めのフオアライントラツプ１３を介してロータリ
ーポンプ１４に接続されている。
トバルブ２４を介して排気能力が300l／secのタ
ーボ分子ポンプ１２に接続され、更にこのターボ
分子ポンプ１２は、油の蒸気の逆流を防止するた
めのフオアライントラツプ１３を介してロータリ
ーポンプ１４に接続されている。
一方、結晶成長室１１の上部は、水素ガスボン
ベ１５がバルブ１６，１７およびマスフローコン
トローラ１８を介して接続されている。
ベ１５がバルブ１６，１７およびマスフローコン
トローラ１８を介して接続されている。
また前記したように該結晶成長室１１内の中央
部に、基板１９を設置した基板ホルダ２０が設置
され、この基板ホルダ２０を回転させる基板マニ
ピユレータ２１が、基板ホルダ２０より結晶成長
室１１の上部方向に延びて形成されている。更に
結晶成長室１１の側壁に沿つて基板１９上に形成
すべきエピタキシヤル層のソース材料が収容され
た分子線源セル２２が前記した基板１９に対向し
て設置され、更に結晶成長室１１の側壁から基板
１９側へ不純物ガスが侵入するのを防止するため
の液体窒素シユラウド２５が設けられている。
部に、基板１９を設置した基板ホルダ２０が設置
され、この基板ホルダ２０を回転させる基板マニ
ピユレータ２１が、基板ホルダ２０より結晶成長
室１１の上部方向に延びて形成されている。更に
結晶成長室１１の側壁に沿つて基板１９上に形成
すべきエピタキシヤル層のソース材料が収容され
た分子線源セル２２が前記した基板１９に対向し
て設置され、更に結晶成長室１１の側壁から基板
１９側へ不純物ガスが侵入するのを防止するため
の液体窒素シユラウド２５が設けられている。
また分子線源セル２２と基板１９の間に、分子
線源セル２２より出射される分子線が基板に到達
するのを制御するための遮蔽板２６が設けられて
いる。
線源セル２２より出射される分子線が基板に到達
するのを制御するための遮蔽板２６が設けられて
いる。
また結晶成長室１１はゲートバルブ２３を介し
て基板を搬送治具に設置する基板搬送室に接続さ
れている。
て基板を搬送治具に設置する基板搬送室に接続さ
れている。
このような結晶成長室１１内の分子線源セル２
２にエピタキシヤル成長用のソース材料を充填し
た後、ターボ分子ポンプ１２およびロータリーポ
ンプ１４を用いて成長室１１内の排気を開始し、
バルブ１６と１７を開放にしてマスフローコント
ローラ１８を用いて水素ボンベ１５より流れる水
素ガスの流量を調節しながら成長室１１内の真空
度が10-3〜10-4torrになるように調節する。そし
て結晶成長室１１を被覆するパネルヒータを用い
て室内を200℃の温度でベーキングする。
２にエピタキシヤル成長用のソース材料を充填し
た後、ターボ分子ポンプ１２およびロータリーポ
ンプ１４を用いて成長室１１内の排気を開始し、
バルブ１６と１７を開放にしてマスフローコント
ローラ１８を用いて水素ボンベ１５より流れる水
素ガスの流量を調節しながら成長室１１内の真空
度が10-3〜10-4torrになるように調節する。そし
て結晶成長室１１を被覆するパネルヒータを用い
て室内を200℃の温度でベーキングする。
そしてベーキングを開始してから１〜２時間経
過する度に、結晶成長室１１内への水素ガスの導
入を一時的に停止し、この水素ガスの導入を停止
した後、10分経過した時点で結晶成長室内の真空
度を測定した。
過する度に、結晶成長室１１内への水素ガスの導
入を一時的に停止し、この水素ガスの導入を停止
した後、10分経過した時点で結晶成長室内の真空
度を測定した。
第２図にこの測定した結晶成長室内の真空度と
ベーキング時間との関係曲線を示す。
ベーキング時間との関係曲線を示す。
図の縦軸は結晶成長室内の真空度（torr）を示
し、横軸はベーキング時間（hr）を示す。
し、横軸はベーキング時間（hr）を示す。
図の実線で示す曲線３１は本実施例のように水
素ガスを結晶成長室に導入しながら排気してベー
キングしたた場合を示し、図の点線で示す曲線３
２は従来の方法のように水素ガスを導入しない状
態で排気してベーキングした場合を示す。
素ガスを結晶成長室に導入しながら排気してベー
キングしたた場合を示し、図の点線で示す曲線３
２は従来の方法のように水素ガスを導入しない状
態で排気してベーキングした場合を示す。
図の曲線３１と３２を比較して判るように、本
発明の方法は従来の方法に比して約２倍の速度で
真空度が上昇することが分り、従つて結晶成長室
内の排気時間が短縮でき、エピタキシヤル成長前
の分子線結晶成長装置の前処理時間が短縮でき、
装置の稼働率が向上する。
発明の方法は従来の方法に比して約２倍の速度で
真空度が上昇することが分り、従つて結晶成長室
内の排気時間が短縮でき、エピタキシヤル成長前
の分子線結晶成長装置の前処理時間が短縮でき、
装置の稼働率が向上する。
以上述べたように、本発明の分子線結晶装置の
処理方法によれば、結晶成長室内に化学的に活性
な水素ガスを導入しながら室内をベーキングすれ
ば、室内に残留している炭化水素ガスのような不
純物ガスが短時間に容易に室外に排気されるの
で、エピタキシヤル成長前の結晶成長室のベーキ
ング時間が大幅に短縮され、基板の処理能力が向
上する効果がある。
処理方法によれば、結晶成長室内に化学的に活性
な水素ガスを導入しながら室内をベーキングすれ
ば、室内に残留している炭化水素ガスのような不
純物ガスが短時間に容易に室外に排気されるの
で、エピタキシヤル成長前の結晶成長室のベーキ
ング時間が大幅に短縮され、基板の処理能力が向
上する効果がある。
第１図は本発明の分子線結晶装置の処理方法に
用いる装置の模式図、第２図は本発明の処理方法
を用いた場合の結晶成長室内の排気状態を示す
図、第３図は従来の分子線結晶成長装置の模式図
である。 図に於いて、１１は結晶成長室、１２はターボ
分子ポンプ、１３はフオアライントラツプ、１４
はロータリーポンプ、１５は水素ガスボンベ、１
６，１７はバルブ、１８はマスフローコントロー
ラー、１９は基板、２０は基板設置台、２１は基
板マニユピレータ、２２は分子線源セル、２３，
２４はゲートバルブ、２５は液体窒素シユラウ
ド、２６は遮蔽板、３１，３２は結晶成長室内の
排気状態を示す曲線である。
用いる装置の模式図、第２図は本発明の処理方法
を用いた場合の結晶成長室内の排気状態を示す
図、第３図は従来の分子線結晶成長装置の模式図
である。 図に於いて、１１は結晶成長室、１２はターボ
分子ポンプ、１３はフオアライントラツプ、１４
はロータリーポンプ、１５は水素ガスボンベ、１
６，１７はバルブ、１８はマスフローコントロー
ラー、１９は基板、２０は基板設置台、２１は基
板マニユピレータ、２２は分子線源セル、２３，
２４はゲートバルブ、２５は液体窒素シユラウ
ド、２６は遮蔽板、３１，３２は結晶成長室内の
排気状態を示す曲線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に分子線源セルより出射される分子線
を照射してエピタキシヤル層を形成する分子線結
晶成長装置の結晶成長室内の処理方法であつて、 前記結晶室１１に水素ガスの導入手段１５，１
６，１７，１８と、該導入された水素ガスの排気
手段１２，１３，１４とを併設し、前記結晶成長
室１１内に水素ガスを導入するとともに排気しな
がら該室内をベーキングすることを特徴とする分
子線結晶成長装置の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62106046A JPS63270389A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 分子線結晶成長装置の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62106046A JPS63270389A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 分子線結晶成長装置の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63270389A JPS63270389A (ja) | 1988-11-08 |
| JPH0457638B2 true JPH0457638B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=14423690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62106046A Granted JPS63270389A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 分子線結晶成長装置の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63270389A (ja) |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP62106046A patent/JPS63270389A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63270389A (ja) | 1988-11-08 |
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