JPH0574560B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、基板を垂直状態に複数枚配列して成
長を行なう液相エピタキシヤル成長装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、液相エピタキシヤル成長では一般的にス
ライドボード法が採用されている。スライドボー
ド法は多層エピタキシヤル層を形成するのには有
効であるが、水平に倒した基板に成長用溶液を接
触させるので、１回のエピタキシヤル成長工程で
１枚ないし２枚程度の基板しか処理できず量産性
に欠ける。

量産性よく成長を行なう方法としては、第３図
に示すように基板ホルダー３に基板６を垂直にし
て配列し、成長用溶液１を基板６間に注入してエ
ピタキシヤル成長させる方法がある。なお、２は
成長用溶液溜、４は上部シヤツター、５は下部シ
ヤツター、８は溶液回収溜である。

しかしながら、この方法には膜厚の均一化に難
点がある。第３図の成長装置で、膜厚のばらつき
として問題となるのは、ウエハ（基板）面内で
の膜厚ばらつき、同時に成長させたウエハ間で
の膜厚バラツキ、成長ロツト間での膜厚ばらつ
きの３つである。

これら膜厚のばらつきの原因はそれぞれ異なつ
ており、膜厚の均一なエピタキシヤルウエハを再
現性良く得るためには、これらのばらつき原因に
対応した対策をしなければならない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明で解決しようとする問題は、特に上記
のウエハ間での膜厚ばらつきである。

第３図に示す成長装置を用いて10枚のGaAs基
板６にGaAsのエピタキシヤル層を約30μm成長
させ、それらの膜厚の平均値を調べてみると、第
４図に示すようになる。基本ホルダー３の両端の
ウエハは、膜厚が最も厚く成長し、端から２番目
のウエハは逆に最も薄く成長している。更に端か
ら３番目、４番目に対しても同じような傾向があ
る。このように、ウエハ間での膜厚ばらつきが大
きく、目標仕様の膜厚範囲（30μm±5μm）に入
らないウエハができるため、歩留を下げる原因と
なつていた。

本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を
解決し、基板を垂直状に複数配列してエピタキシ
ヤル成長させる際に基板間の膜厚ばらつきを小さ
くすることが出来る液相エピタキシヤル成長装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、エピタキシヤル成長前の成長用溶液
を入れておくための成長用溶液溜と、両端の内壁
間にこれと平行に複数の隔壁が所定の間隔をもつ
て設けられ、前記成長用溶液溜から導入された前
記成長用溶液と前記内壁及び前記隔壁の両面のそ
れぞれに垂直に保持された基板とを接触させる基
板ホルダーと、該基板ホルダーの下方にエピタキ
シヤル成長後の前記成長用溶液を排出するための
排出孔とを備えた液相エピタキシヤル成長装置に
おいて、基板ホルダーの両端の壁内に、その内壁
に保持される基板と隔壁に保持される基板とをエ
ピタキシヤル成長時に均熱化すべく基板ホルダー
の材料よりも熱伝導率の大きな材料からなる均熱
材を埋設したものである。

［作用］ 基板ホルダーの両端部に熱伝導率大な均熱材を
設けたので、基板ホルダー両端部の温度低下が防
止され均熱化される。このため、基板ホルダー端
部側に配置された基板にエピタキシヤル成長する
膜厚のばらつきが低減される。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は本発明に係るエピタキシヤル成長装
置を示すもので、２は成長前に成長用溶液１を入
れておくための成長用溶液溜であり、成長用溶液
溜２の下方には基板６を垂直に保持するための基
板ホルダー３が設けられ、更に基板ホルダー３の
下方には成長後の成長用溶液１を回収するための
溶液回収溜８が設けられている。成長溶液溜２と
基板ホルダー３との間にはこれらを分離・連通す
るため上部シヤツター４が、また基板ホルダー３
と溶液回収溜８の間にはこれらを分離・連通する
ための下部シヤツター５が設けられている。成長
用溶液溜２、基板ホルダー３、溶液回収溜８およ
び上部、下部シヤツター４，５は全てグラフアイ
トからなる。基板ホルダー３の両端のグラフアイ
トブロツク内にはより熱伝導率が大きなガリウム
が均熱材７として充填してある。

上記成長装置を用い，GaAsのエピタキシヤル
層を成長させたときの基板（ウエハ）間の膜厚ば
らつきを調べた具体例を以下に述べる。

基板ホルダー３に40mm×40mmのGaAs基板６を
10枚設置し、成長用溶液溜２にGa500ｇと
GaAs30ｇをセツトした成長治具を図示省略の反
応管内に入れ、その内部を水素ガスで置換する。
充分にガス置換できたら800℃に昇温し、温度が
安定するのを持つ。冷却速度0.5／minで除冷を
開始すると同時に上部シヤツター４を引き成長用
溶液１を基板ホルダー３内に落下させ、エピタキ
シヤル成長を開始する。目標とする厚さの30μm
が成長したら、下部シヤツター５を引いて、成長
用溶液１を溶液回収溜８に落下させ成長を終了さ
せる。

この方法により１度に作成された10枚のエピタ
キシヤルウエハの膜厚を調べた結果を第２図に示
す。膜厚は10枚とも30±5μm以内であり、ウエハ
間の膜厚ばらつきが小さくなつていることがわか
る。これは均熱材７の存在により基板ホルダー３
中央側の熱が基板ホルダー３端部側に流れ易くな
り均熱化されるためである。しかし、均熱材７は
第３図の基板ホルダー３の両端部に更に付加され
るように埋設されるので、均熱材７が埋設された
第１図の基板ホルダー３端部の総熱伝達率は第３
図の基板ホルダーよりも小さいか同等となり、均
熱材７部の温度低下はない。また、均熱材７は第
３図の基板ホルダー３端部側のエピタキシヤル成
長室に相当し、ダミー用のエピタキシヤル成長室
であるとも言える。

上記実施例では、エピタキシヤル成長前の成長
用溶液を入れておくための成長用溶液溜と、両端
の内壁間にこれと平行に複数の隔壁が所定の間隔
をもつて設けられ、成長用溶液溜から導入された
成長用溶液と内壁及び隔壁の両面のそれぞれに垂
直に保持された基板とを接触させる基板ホルダー
と、基板ホルダーの下方にエピタキシヤル成長後
の成長用溶液を排出するための排出孔とを備えて
いたが、ピストンを用いて成長用溶液を押し上げ
て基板ホルダー内に注入する方法を用いる装置に
も適用できる。

また、上記実施例では均熱材７としてガリウム
を用いたが、基板ホルダー３等の成長治具材料よ
りも大きな熱伝導率の材料ならばよく、例えばイ
ンジウム、スズなども使用できる。

［発明の効果］ 本発明では、基板ホルダーの両端の壁内に、そ
の内壁に保持される基板と隔壁に保持される基板
とをエピタキシヤル成長時に均熱化すべく基板ホ
ルダーの材料よりも熱伝導率の大きな材料からな
る均熱材を埋設したため、基板ホルダー両端側と
基板ホルダー中央側との均熱化が図れ、同時にエ
ピタキシヤル成長される各基板間の膜厚のばらつ
きを大幅に低減することができる。このため、基
板ホルダーに同時にセツトされ、エピタキシヤル
層が形成された基板の特性が全て所期の目標範囲
内に収まることとなり、歩留および生産性を向上
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液相エピタキシヤル成長装置
の一実施例を示す断面図、第２図は同装置を用い
てエピタキシヤル成長を行なつたときに各位置の
ウエハ（基板）に成長した膜厚を示すグラフ、第
３図は従来の液相エピタキシヤル成長装置を示す
断面図、第４図は同装置を用いてエピタキシヤル
成長を行つたときに各位置のウエハに成長した膜
厚を示すグラフである。 図中、１は成長用溶液、２は成長用溶液溜、３
は基板ホルダー、４は上部シヤツター、５は下部
シヤツター、６は基板、７は均熱材、８は溶液回
収溜である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エピタキシヤル成長前の成長用溶液を入れて
   おくための成長用溶液溜と、両端の内壁間にこれ
   と平行に複数の隔壁が所定の間隔をもつて設けら
   れ、前記成長用溶液溜から導入された前記成長用
   溶液と前記内壁及び前記隔壁の両面のそれぞれに
   垂直に保持された基板とを接触させる基板ホルダ
   ーと、該基板ホルダーの下方にエピタキシヤル成
   長後の前記成長用溶液を排出するための排出孔と
   を備えた液相エピタキシヤル成長装置において、
   前記基板ホルダーの両端の壁内に、その内壁に保
   持される基板と隔壁に保持される基板とをエピタ
   キシヤル成長時に均熱化すべく基板ホルダーの材
   料よりも熱伝導率の大きな材料からなる均熱材を
   埋設したことを特徴とする液相エピタキシヤル成
   長装置。 ２ 上記基板ホルダーがグラフアイトからなると
   共に、上記均熱材がガリウム、インジウムあるい
   はスズからなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の液相エピタキシヤル成長装置。