JPH0544178B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0544178B2 JPH0544178B2 JP57031353A JP3135382A JPH0544178B2 JP H0544178 B2 JPH0544178 B2 JP H0544178B2 JP 57031353 A JP57031353 A JP 57031353A JP 3135382 A JP3135382 A JP 3135382A JP H0544178 B2 JPH0544178 B2 JP H0544178B2
- Authority
- JP
- Japan
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- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、−族金属化合物半導体層を得る
場合等に適用する気相成長装置、いわゆる
MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor
Deposit）装置に係わる。
場合等に適用する気相成長装置、いわゆる
MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor
Deposit）装置に係わる。
通常の縦型反応管を用いたMOCVD装置は、
第１図に示すように反応容器１内に、例えばその
上方から反応ガスを送り込み、その下方に気相成
長を行うべき試料２を載置する支持台３、いわゆ
るサセプタが配置される。この支持台３は、通常
一定位置に保持された状態で試料２の表面に反応
ガスを接触させてこの試料２の表面に結晶をエピ
タキシヤル成長させるか、或いは図示矢印ａで示
すようにその中心において回転させて支持台３、
したがつて試料２をその板面内で回転させて同様
のエピタキシヤル成長を行うようにしている。
第１図に示すように反応容器１内に、例えばその
上方から反応ガスを送り込み、その下方に気相成
長を行うべき試料２を載置する支持台３、いわゆ
るサセプタが配置される。この支持台３は、通常
一定位置に保持された状態で試料２の表面に反応
ガスを接触させてこの試料２の表面に結晶をエピ
タキシヤル成長させるか、或いは図示矢印ａで示
すようにその中心において回転させて支持台３、
したがつて試料２をその板面内で回転させて同様
のエピタキシヤル成長を行うようにしている。
ところが、このような方法による場合、試料２
上に成長された気相成長層の膜厚や、その電気的
及び光学的特性が各部において一様ではなく特に
中心部と周辺部との不均一性は大きい。この不均
一性は、反応ガスの流速に依存するが、中心部と
これより約20mm隔てた周辺部とでは、両者の厚さ
の差は数10％にも及んでいる。これがため、この
種縦型反応管によるMOCVD装置は、量産性に
すぐれているにも拘わらず、使用目的が限られて
いた。
上に成長された気相成長層の膜厚や、その電気的
及び光学的特性が各部において一様ではなく特に
中心部と周辺部との不均一性は大きい。この不均
一性は、反応ガスの流速に依存するが、中心部と
これより約20mm隔てた周辺部とでは、両者の厚さ
の差は数10％にも及んでいる。これがため、この
種縦型反応管によるMOCVD装置は、量産性に
すぐれているにも拘わらず、使用目的が限られて
いた。
本発明においては、このような気相成長装置に
おいて、その成長層が各部一様均質性を有し、例
えばGaAs／AlGaAs系半導体レーザーを得る場
合に適用して好適ならしめた気相成長装置を提供
するものである。
おいて、その成長層が各部一様均質性を有し、例
えばGaAs／AlGaAs系半導体レーザーを得る場
合に適用して好適ならしめた気相成長装置を提供
するものである。
第２図以下を参照して本発明による気相成長装
置の一例を説明する。第１図において１１は例え
ば石英の縦型反応容器で、１２はその周囲に設け
られ、冷却水が流通するようにされた冷却手段で
ある。１３は高周波誘導加熱コイルである。反応
容器１１の上方には、反応ガス供給口１４が設け
られ、下方に取り出し口１５が配設されている。
また、１６はバツフルである。１７は気相成長層
の基体となる試料で、１８はその支持台である。
置の一例を説明する。第１図において１１は例え
ば石英の縦型反応容器で、１２はその周囲に設け
られ、冷却水が流通するようにされた冷却手段で
ある。１３は高周波誘導加熱コイルである。反応
容器１１の上方には、反応ガス供給口１４が設け
られ、下方に取り出し口１５が配設されている。
また、１６はバツフルである。１７は気相成長層
の基体となる試料で、１８はその支持台である。
本発明においては、反応容器１１内に、例えば
バツフル１６を通つてその上方から下方に流れる
反応ガスの流路に、この流れの方向に対して、試
料１７を載置した支持台１８の中心軸Ｏ−Ｏを所
定の角度θを保持して回転させる第１の回転によ
る才差運動を行わせる。この場合、支持台１８に
は、第１図で説明した矢印ａの回転、支持台の中
心部と周辺部とで周速の差が生じることを回避
し、更に遠心力の作用によつて気相成長に差が生
じることを回避する。
バツフル１６を通つてその上方から下方に流れる
反応ガスの流路に、この流れの方向に対して、試
料１７を載置した支持台１８の中心軸Ｏ−Ｏを所
定の角度θを保持して回転させる第１の回転によ
る才差運動を行わせる。この場合、支持台１８に
は、第１図で説明した矢印ａの回転、支持台の中
心部と周辺部とで周速の差が生じることを回避
し、更に遠心力の作用によつて気相成長に差が生
じることを回避する。
１９は支持台１８に、上述した角度θを有する
回転を行わせる機構で、これは例えば、反応容器
１１内の下方に設けられた例えば耐熱性の高い樹
脂より成る筒状支持体２０に支持台１８の中心に
設けられた軸２１を直接的及び間接的に枢支して
成る。この枢支は、第３図及び第４図にその横断
面図及び縦断面図を示すように支持体２０内にそ
の軸心を横切つてこれと直交する軸Ｘ−Ｘ上で回
動自在に軸支された第１の円筒体２２を設け、更
にこの第１の円筒体２２内に、軸Ｘ−Ｘを横切つ
てこれと直交する軸Ｙ−Ｙ上で回動自在とされた
第２の円筒体２３を設け、この円筒体２３内に支
持台１８の軸２１を挿通し、これをその軸方向に
関しては摺動自在にし、回転方向に対しては例え
ば係止させる。この回転の係止は、例えば軸２１
の外周にその軸方向に沿つて突出するキー２４を
設け、第２の円筒体２３の内周面にこのキー２４
と嵌合するキー溝２５を設けることによつて行い
得る。このようにして軸２１は、互いに直交する
２軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙ方向に関して回動自在に、
したがつて全体として揺動自在に支持され、才差
運動ができるようにされる。
回転を行わせる機構で、これは例えば、反応容器
１１内の下方に設けられた例えば耐熱性の高い樹
脂より成る筒状支持体２０に支持台１８の中心に
設けられた軸２１を直接的及び間接的に枢支して
成る。この枢支は、第３図及び第４図にその横断
面図及び縦断面図を示すように支持体２０内にそ
の軸心を横切つてこれと直交する軸Ｘ−Ｘ上で回
動自在に軸支された第１の円筒体２２を設け、更
にこの第１の円筒体２２内に、軸Ｘ−Ｘを横切つ
てこれと直交する軸Ｙ−Ｙ上で回動自在とされた
第２の円筒体２３を設け、この円筒体２３内に支
持台１８の軸２１を挿通し、これをその軸方向に
関しては摺動自在にし、回転方向に対しては例え
ば係止させる。この回転の係止は、例えば軸２１
の外周にその軸方向に沿つて突出するキー２４を
設け、第２の円筒体２３の内周面にこのキー２４
と嵌合するキー溝２５を設けることによつて行い
得る。このようにして軸２１は、互いに直交する
２軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙ方向に関して回動自在に、
したがつて全体として揺動自在に支持され、才差
運動ができるようにされる。
一方、支持体２０の下方に回転体２６を設け、
これに軸２１の下端が係合される。この回転体２
６は軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙと直交する軸Ｚ−Ｚ上に
回転駆動されるようになされると共に、この回転
体２６は、その軸Ｚ−Ｚ上にこれに沿つて移動し
その高さが調整設定できるようになされる。軸２
１の回転体２６に対する係合は、回転体２６の回
転中心より所要の距離だけ隔てた位置にその回転
方向に対する接線方向に沿うピン２７上に回動自
在に枢支された回動ピン２８を設け、これを支持
台１８の軸２１の下端に嵌着させたキヤツプ２９
にその軸心に沿つて嵌入結合させる。このような
構成によれば、回転体２６の回転によつて軸Ｘ−
Ｘ及びＹ−Ｙに関して回動自在に枢支された軸２
１の下端が、軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙと直交する軸Ｚ
−Ｚのまわりを回転し、これに伴つて軸２１の上
端が回転し、これに伴つてこの上端の支持台１
８、したがつて試料１７が、軸Ｚ−Ｚと所要の角
度をもつて傾むいた状態で回転される。そして、
この傾むき、云い換えれば、反応ガスの流れの方
向に対する傾むき角θは、回転体２６をその軸心
Ｚ−Ｚに沿つて上下に移動調整することによつて
設定できる。
これに軸２１の下端が係合される。この回転体２
６は軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙと直交する軸Ｚ−Ｚ上に
回転駆動されるようになされると共に、この回転
体２６は、その軸Ｚ−Ｚ上にこれに沿つて移動し
その高さが調整設定できるようになされる。軸２
１の回転体２６に対する係合は、回転体２６の回
転中心より所要の距離だけ隔てた位置にその回転
方向に対する接線方向に沿うピン２７上に回動自
在に枢支された回動ピン２８を設け、これを支持
台１８の軸２１の下端に嵌着させたキヤツプ２９
にその軸心に沿つて嵌入結合させる。このような
構成によれば、回転体２６の回転によつて軸Ｘ−
Ｘ及びＹ−Ｙに関して回動自在に枢支された軸２
１の下端が、軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙと直交する軸Ｚ
−Ｚのまわりを回転し、これに伴つて軸２１の上
端が回転し、これに伴つてこの上端の支持台１
８、したがつて試料１７が、軸Ｚ−Ｚと所要の角
度をもつて傾むいた状態で回転される。そして、
この傾むき、云い換えれば、反応ガスの流れの方
向に対する傾むき角θは、回転体２６をその軸心
Ｚ−Ｚに沿つて上下に移動調整することによつて
設定できる。
このようにして試料１７の表面に対して、反応
ガスは第５図に矢印ｂをもつて示すように角度θ
をもつて斜めに、且つその方向を矢印ｃで示すよ
うに360°回転して流れ込むようにする。
ガスは第５図に矢印ｂをもつて示すように角度θ
をもつて斜めに、且つその方向を矢印ｃで示すよ
うに360°回転して流れ込むようにする。
尚、筒状支持体２０の上端には中心孔を有する
アルミナ等の耐熱性遮蔽板３０が配設される。
アルミナ等の耐熱性遮蔽板３０が配設される。
また、支持台１８の傾むき角θは例えば10°に
選定し、その回転半径は、例えば２cm、回転速度
は7r.p.mに選定される。また反応容器１１の、試
料１７の配置部における内径は例えば100mm、支
持台１８の直径は例えば50mmとされる。この場合
において、今、２インチ径のGaAs基板の試料１
７に、反応ガスとしてH2キヤリアガスにトリメ
チルガリウム、トリメチルアルミニウム及びアル
シンの混合ガスを６／分の流量で送り込んで、
試料１７上にｎ型のAlGaAsの成長を行つたとこ
ろ、試料１７の周縁から５mmを除いた約30mmの径
の面積内での均一性は、成長層の厚さが±1.5％、
キヤリア濃度が±8.1％、電子移動度が±3.0％、
フオトルミネツセンス強度が±3.7％という高品
質のエピタキシヤル成長層を得ることができた。
選定し、その回転半径は、例えば２cm、回転速度
は7r.p.mに選定される。また反応容器１１の、試
料１７の配置部における内径は例えば100mm、支
持台１８の直径は例えば50mmとされる。この場合
において、今、２インチ径のGaAs基板の試料１
７に、反応ガスとしてH2キヤリアガスにトリメ
チルガリウム、トリメチルアルミニウム及びアル
シンの混合ガスを６／分の流量で送り込んで、
試料１７上にｎ型のAlGaAsの成長を行つたとこ
ろ、試料１７の周縁から５mmを除いた約30mmの径
の面積内での均一性は、成長層の厚さが±1.5％、
キヤリア濃度が±8.1％、電子移動度が±3.0％、
フオトルミネツセンス強度が±3.7％という高品
質のエピタキシヤル成長層を得ることができた。
上述したように本発明によれば、試料面を反応
ガスの流れに対し傾けて公転させると共にその自
転を行わないようになすことによつて、試料表面
での反応ガスの流速ベクトルが表面上のどの位置
においてもほぼ均一化され、又この自転による遠
心力の影響をも回避することができて、これによ
り各部において均一の特性を有するエピタキシヤ
ル成長層を得ることができるので、縦型反応管に
よる気相成長装置のすぐれた量産性と相俟つて歩
留りの高い半導体装置の製造を可能にするもので
あり、その工業的利益は甚大である。
ガスの流れに対し傾けて公転させると共にその自
転を行わないようになすことによつて、試料表面
での反応ガスの流速ベクトルが表面上のどの位置
においてもほぼ均一化され、又この自転による遠
心力の影響をも回避することができて、これによ
り各部において均一の特性を有するエピタキシヤ
ル成長層を得ることができるので、縦型反応管に
よる気相成長装置のすぐれた量産性と相俟つて歩
留りの高い半導体装置の製造を可能にするもので
あり、その工業的利益は甚大である。
第１図は従来の気相成長法による気相成長装置
の構成図、第２図は本発明による気相成長装置の
一例の略線的断面、第３図及び第４図はその要部
の横断面図及び縦断面図、第５図はその説明図で
ある。 １１は反応容器、１７は試料、１８はその支持
台、１９はその回転機構である。
の構成図、第２図は本発明による気相成長装置の
一例の略線的断面、第３図及び第４図はその要部
の横断面図及び縦断面図、第５図はその説明図で
ある。 １１は反応容器、１７は試料、１８はその支持
台、１９はその回転機構である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 気相成長反応ガスが供給される反応容器と、 該反応容器内に配置される試料を載置する支持
台と、 該支持台の中心軸が上記反応ガスの流れの方向
と一致することのない所定の角度を保持して回転
させる回転機構とを有して成り、 上記支持台が上記中心軸の回りに回転すること
なく、 上記支持台を上記回転機構により回転させた状
態で、上記試料上に上記反応ガスを接触させて上
記反応ガスによる化合物半導体層を形成すること
を特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57031353A JPS58148424A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57031353A JPS58148424A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 気相成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58148424A JPS58148424A (ja) | 1983-09-03 |
| JPH0544178B2 true JPH0544178B2 (ja) | 1993-07-05 |
Family
ID=12328861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57031353A Granted JPS58148424A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58148424A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0682614B2 (ja) * | 1984-03-21 | 1994-10-19 | 日本電気株式会社 | 半導体の気相成長装置 |
| JPS6155916A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気相成長方法 |
| JPS62235724A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Mitsubishi Electric Corp | Ｍｏｃｖｄ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5431472B2 (ja) * | 1972-01-10 | 1979-10-06 |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP57031353A patent/JPS58148424A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58148424A (ja) | 1983-09-03 |
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