JPH0586643B2 - - Google Patents

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JPH0586643B2
JPH0586643B2 JP58231805A JP23180583A JPH0586643B2 JP H0586643 B2 JPH0586643 B2 JP H0586643B2 JP 58231805 A JP58231805 A JP 58231805A JP 23180583 A JP23180583 A JP 23180583A JP H0586643 B2 JPH0586643 B2 JP H0586643B2
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Kazumi Kasai
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Fujitsu Ltd
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    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
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    • HELECTRICITY
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    • H10P14/3442N-type

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  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は、反応管と、反応管内に延びて反応管
内を複数の反応室に分割する仕切壁と、その上に
複数の異なる半導体層が気相成長される基板と、
前記複数の成長室に相互に種類の異なる反応ガス
を供給するガス管と、前記反応管内の反応ガスを
吸気するガス吸気管とを有する複数の異なる半導
体層の気相成長装置の分野に属する。
(b) 従来の技術 従来、この種の複数の異なる半導体層の気相成
長装置は、例えば特開昭52−96865号公報に記載
されている。
この気相成長装置は、反応管内部が、仕切壁に
よつて複数の成長室に分割された領域と、基板移
動のために、ガス流の下流側であつて分割されな
い領域とで構成されている。また、基板を保持す
る基板ホルダは、ガス流の下流側から挿抜自在に
設けられた棒状部材の先端に設けられている。
この気相成長装置は、上記棒状部材を操作して
一方の成長室に挿入されている基板ホルダを上記
分割されない領域にまで一度引き抜き、続いて他
方の成長室にこれを挿入することで、各成長室間
の基板移動を行うものである。
(c) 発明が解決しようとする課題 上記従来の複数の異なる半導体層の気相成長装
置では、上記分割されない領域は、、異なる種類
の反応ガスが混在する領域であるため、基板を移
動する時は、一時的にせよ基板上には所望しない
半導体層が成長してしまう。
この所望しない半導体層が、ヘテロ接合界面あ
るいは不純物ドーピングの変調界面に形成されて
しまうと、ヘテロ接合界面のあるいはドーピング
変調界面の急峻性が失われるため、半導体デバイ
スの特性が劣化してしまう。
また、上記した複数の異なる半導体層の気相成
長装置では、基板を基板ホルダにより、挿入、引
き抜き、別成長室へ挿入するという操作が不可欠
で、装置の取り扱い作業が面倒である。
これらの問題は、従来の複数の異なる半導体層
の気相成長装置においては、反応管内部を複数の
成長室に分割している仕切壁が、反応管の長手方
向に長く延出しており、一つの成長室から他の成
長室に前記基板ホルダを移動する際にこの長く延
出した仕切壁の端部を通過しなければならないこ
とに起因するものである。
本発明が解決しようとする課題は、基板ホルダ
が一つの成長室から他の成長室へ移動する際、反
応管内部を複数の反応室に分割している仕切壁の
端部を通過せずに済むようにすることである。
(d) 課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明は、反応管
と、反応管内に延びて反応管内を複数の反応室に
分割する仕切壁と、その上に複数の異なる半導体
層が気相成長される基板と、前記複数の成長室に
相互に種類の異なる反応ガスを供給するガス管
と、前記反応管内の反応ガスを吸気するガス吸気
管とを有する複数の異なる半導体層の気相成長装
置において、 イ 前記仕切壁に連続して設けられ、前記仕切壁
と同様に前記分割された反応管内に延びて前記
反応管内を複数の反応室に分割すると共に、前
記複数の成長室を連通する窓が設けられた、高
周波電力の印加によつて発熱する固定サセプタ
と、 ロ 基板を保持する凹部を備え且つ前記窓を介し
て前記複数の成長室間をスライド移動可能に設
けられた、高周波電力の印加によつて発熱する
可動サセプタと、 ハ 前記固定サセプタと一体に形成され、前記複
数の成長室に跨がつて張り出して前記可動サセ
プタを支承し、高周波電力の印加によつて発熱
する支承部と、 ニ 前記固定サセプタ、可動サセプタおよび支承
部を高周波加熱するための高周波コイルとを設
ける、という手段を講じた。
(e) 作用 本発明では、上記手段を講じたため、基板を保
持した可動サセプタ(基板ホルダとしても機能す
る)は、仕切壁としても機能する固定サセプタに
設けられた複数の成長室間を連通する窓を介して
各成長室の成長位置へ直接送り込みできる様にス
ライド移動できる。したがつて、基板を基板ホル
ダ(可動サセプタ)によつて一つの成長室から他
の成長室へ移動する際に、反応管内部に複数の成
長室に分割している仕切壁(固定サセプタ)の端
部を通過しなくて済む。
(f) 発明の実施例 以下、本発明に関する実施例を第1図〜第6図
を参照しながら詳細に説明する。
第1実施例 本実施例は、縦型反応管からなる複数の異なる
半導体層の気相成長装置に本発明を適用したもの
である。
本実施例を説明するための第1図における気相
成長装置の各部は次のとおりである。
1は石英製の反応管、2は反応管1と同軸配置
され、反応管内部を画定する石英製のライナ管3
はライナ管2の中央部に位置し、ライナ管2の内
部を分割する石英製の仕切壁である。
上記仕切壁3は、ライナ管2によつて画定され
た反応管1の内部を二室の成長室に分割する役割
をもつている。
また、4は仕切壁3と連続してその下方に設け
られ、仕切壁3と同様にライナ管2の内部を二室
の成長室に分割するカーボン製の固定サセプタ、
5は固定サセプタ4に開口された二室の成長室に
跨がる窓、6は複数の異なる半導体層の気相成長
対象の基板、7は基板6を収納する凹部を備えて
基板6の表面の高さがその表面を越えない様にな
されたカーボン製の可動サセプタ、8は可動サセ
プタ7に接続されてこれを回転する石英製の回転
軸、9は固定サセプタ4と一体的に形成され、分
割された二室の成長室に跨がつて可動サセプタ7
を支承する支承部である。
上記の固定サセプタ4や基板6が収納される可
動サセプタ7、支承部9などはカーボン製であ
り、図示しない高周波コイルからの高周波電力の
印加によつて発熱する。カーボン素材は加工が容
易なため、仕切壁構造などが精密に作成でき、分
割された二室の成長空間のガス洩れを非常に小さ
くし得る。また、可動サセプタ7と支承部9の間
のスライド潤滑性も良好であるので、基板6の二
室の成長室間での移動を繰り返すことも容易であ
る。
また、10と11は仕切壁3にて分割された二
室それぞれに異なる原料ガスを流すガス管、13
はステンレス製のマニホールド、14はガス吸気
管、15は回転軸8に接続されて可動サセプタ7
に収納された基板6の移動を制御する基板移動制
御部、16はマニホールド13は反応管1とを締
結する締結リングである。
マニホールド13は、二室に分割された成長室
内のガスをガス吸気管14に送出しており、マニ
ホールド13の上下の締結リング16を緩めれ
ば、反応管1内のライナ管2を下方に引き出すと
共に、ライナ管2から固定サセプタ4や可動サセ
プタ7、支承部9などのサセプタ組み立て体を反
応管の管軸に沿つて引き出して基板6を取り出す
ことができる。
第2図は第1図における固定サセプタ4、可動
サセプタ7、支承部9などのサセプタ組み立て体
の要部構成を示す側面図、第3図はその上面図で
ある。図中、第1図と同一部位には同一の参照番
号が付与されている。
17が可動サセプタ7に設けられて基板6を収
納する凹部である。
可動サセプタ7は、基板移動制御部15に制御
された回転軸8にて駆動され、固定サセプタ4に
設けられた窓5を経て左右の成長室の間をスライ
ド移動できる。
つぎに、本実施例の複数の異なる半導体層の気
相成長装置を用いて、GaAsよりなる基板上にノ
ンドーブGaAsよりなるFETバツフア層と、n−
GaAsよりなるFET動作層を連続して成長する例
を説明する。
まず、二室に分割された成長室の一方側には、
ガス管10を介してFETバツフア層を形成する
ための原料ガスを導入する。
ガス管10に導入される原料ガスは、ノンドー
プGaAsを成長するためのものであり、水素、ア
ルシン(AsH3)、トリメチルガリユウムTMG
〔GaCH33〕からなつている。
また、二室に分割された成長室の他方側には、
ガス管11を介してFET動作層を形成するため
の原料ガスを導入する。
ガス管11に導入される原料ガスは、n−
GaAsを成長するものであり、水素、アルシン、
トリメチルガリユウムTMG、硫化水素(H2S)
からなつている。
反応管1内で、ライナ管2によつて画定された
成長室1の内部を二室に分割する固定サセプタ
4、GaAsよりなる基板6を収容する可動サセプ
タ7および支承部9は、図示しない高周波コイル
によつて約700℃に加熱される。
かかる状態で時間をコントロールし、前記一方
側の成長室で先ず、FETバツフア層となるノン
ドープGaAsを成長した後、基板移動制御部15
にて回転軸8を回転し、可動サセプタ7を半回転
して基板6を他方側の成長室に移動し、FET動
作層となるn−GaAsを成長する。
第2実施例 第4図は本発明の横型反応管に適用した第2実
施例を説明するための斜視図である。
同図中、第1図と同一機能部は同一参照番号が
付与してある。ただし、第1図における反応管1
は図示されていない。
本実施例では、第4図に示されるように、ライ
ナ管2の内部が、石英製の仕切壁3と、それに連
接するカーボン製の固定サセプタ4にて分割され
て二室の成長室が形成されている。
また固定サセプタ4には二室の成長室間を連通
する窓5と、固定サセプタ4に一体に形成された
支承部9とが設けられており、支承部9の面上に
は基板6を収納する可動サセプタ7が回転可能に
配置されている。
第1図の縦型反応管の構造との主たる相違は、
可動サセプタ7の駆動部、即ち、回転軸8はカー
ボン製のギヤー18を介して水平駆動軸19によ
り駆動されることにある。
本実施例においても、第1実施例と同様に可動
サセプタ7は固定サセプタ4に設けられた窓5を
経て2つの成長室の間をスライド移動できる。
第3実施例 以上説明した第1、第2の実施例では基板の反
応室間の移動は何れも可動サセプタの回転による
スライド移動であつたが、これに代えて水平面内
のスライド移動を採用することもできる。
第5図は基板を水平面内でスライド移動する複
数の異なる半導体層の気相成長装置の要部断面図
であり、第6図は第5図の斜視図である。
第5図と第6図において、二室の成長室を形成
する仕切壁3或いは固定サセプタ4、固定サセプ
タ4と一体に形成される支承部9などの基本的構
造は、第1図と同じである。
図中、20は固定サセプタ4の窓5内を左右方
向に摺動する可動サセプタであり、これには基板
6を収納する凹部が設けられている。21は支承
部9上面に設けられたスライドガイドをなすレー
ル、22は前記可動サセプタ20の底面側の一側
面に設けられたラツクギヤー、23はラツクギヤ
ー22と噛み合うピニオンギヤーである。
ピニオンギヤー23はライナ管2の中心の回転
軸8を経て、図示しない基板移動制御部(第1図
参照)で駆動される。そして、回転軸8の正負回
転方向を変えることにより、可動サセプタ7は固
定サセプタ4に設けられた窓5を経て2つの成長
室の間をスライド移動できる。
(g) 発明の効果 本発明によれば、固定サセプタおよび固定サセ
プタと一体に形成されている支承部が、可動サセ
プタと共に高周波コイルからの電力印加によつて
発熱するため、可動サセプタの発熱量が変化して
も(可動サセプタは、その移動によつて高周波コ
イルとの相対的な位置関係が変動し、その発熱量
が変動する恐れがあるのであるが)、基板を加熱
するための総発熱量は殆ど変化せず、このため、
基板の加熱温度は常にほぼ一定に保持され、温度
変動に起因する所望しない半導体層の成長が防止
できるという効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を縦型反応管に適用した第1
実施例を説明するための簡略斜視図、第2図は第
1図の要部構成をしめす側面図、第3図は第2図
の上面図、第4図は本発明を横型反応管に適用し
た第2実施例を説明するための簡略斜視図、第5
図はスライド機構によつて可動サセプタの移動を
なす第3実施例を説明するための断面図、第6図
は第5図の斜視図である。 図中、1は反応管、2はライナ管、3は仕切
壁、4は固定サセプタ、5は窓、6は基板、7は
可動サセプタ、8は回転軸、9は支承部、10と
11はガス管、13はマニホールド、14はガス
吸気管、15は基板移動制御部、16は締結リン
グ、17は凹部、18はギヤー、19は水平駆動
軸、20はスライド式である可動サセプタ、21
はレール、22はラツクギヤー、23はピニオン
ギヤーである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 反応管と、 反応ガスの上流側から延在し反応管内を複数の
    成長室に分割する仕切壁と、 前記複数の成長室に相互に種類の異なる反応ガ
    スを供給するガス管と、 前記反応管内の反応ガスを吸気するガス吸気管
    と、 前記仕切壁に連続して設けられ、前記仕切壁と
    同様に前記分割された反応管内に延びて前記反応
    管内を複数の反応室に分割すると共に、前記複数
    の成長室を連通する窓が設けられた、高周波電力
    の印加によつて発熱する固定サセプタと、 その上に複数の異なる半導体層が気相成長され
    る基板を保持する凹部を備え且つ前記窓を介して
    前記複数の成長室間をスライド移動可能に設けら
    れた、高周波電力の印加によつて発熱する可動サ
    セプタと、 前記固定サセプタと一体に形成され、前記複数
    の成長室に跨がつて張り出して前記可動サセプタ
    を支承し、高周波電力の印加によつて発熱する支
    承部と、 前記固定サセプタ、可動サセプタおよび支承部
    を高周波加熱するための高周波コイルとを有する
    ことを特徴とする複数の異なる半導体層の気相成
    長装置。
JP58231805A 1983-12-08 1983-12-08 気相成長方法 Granted JPS60123022A (ja)

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