JPH06135796A - 有機金属気相成長装置及び方法 - Google Patents
有機金属気相成長装置及び方法Info
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- JPH06135796A JPH06135796A JP28883692A JP28883692A JPH06135796A JP H06135796 A JPH06135796 A JP H06135796A JP 28883692 A JP28883692 A JP 28883692A JP 28883692 A JP28883692 A JP 28883692A JP H06135796 A JPH06135796 A JP H06135796A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウエハホルダーに付着するＧａＡｓ等により
エピタキシャル層が汚染されることを防止し、表面欠陥
の少ない良好なエピタキシャル層を成長することのでき
る有機金属気相成長装置及び方法を提供しようとするも
のである。 【構成】 回転式サセプタを配置した成長室と、ウエハ
を予め真空に保持するための予備室とを設け、成長室と
予備室の一端とをゲートバルブを介して搬送管で接続し
た有機金属気相成長装置において、予備室の他端を第二
のゲートバルブを介して搬送管でクリーニング用反応管
と接続し、該反応管にウエハホルダーを収容して８００
℃以上の温度で塩化物ガスを供給して気相エッチングし
てから、新たなウエハをホルダーにセットし、成長室に
移してエピタキシャル成長を行う有機金属気相成長装置
及び方法である。
エピタキシャル層が汚染されることを防止し、表面欠陥
の少ない良好なエピタキシャル層を成長することのでき
る有機金属気相成長装置及び方法を提供しようとするも
のである。 【構成】 回転式サセプタを配置した成長室と、ウエハ
を予め真空に保持するための予備室とを設け、成長室と
予備室の一端とをゲートバルブを介して搬送管で接続し
た有機金属気相成長装置において、予備室の他端を第二
のゲートバルブを介して搬送管でクリーニング用反応管
と接続し、該反応管にウエハホルダーを収容して８００
℃以上の温度で塩化物ガスを供給して気相エッチングし
てから、新たなウエハをホルダーにセットし、成長室に
移してエピタキシャル成長を行う有機金属気相成長装置
及び方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転式サセプタを有す
る有機金属気相成長装置及び該装置を用いる気相成長方
法に関する。
る有機金属気相成長装置及び該装置を用いる気相成長方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の有機金属気相成長装置の
概念図である。この装置は、回転式のサセプタ３を備え
た成長室１と予備室２からなる。半導体ウエハを装着し
たウエハホルダー４は予備室２に収容され、真空排気系
５で予備室２内を、真空排気系６で成長室１内をそれぞ
れ真空排気した後、予備室２と成長室１とを接続する搬
送管のゲートバルブ７及び成長室１のシャッター８を開
放し、アーム９で半導体ウエハ１０をウエハホルダー４
から上記サセプタ３にセットする。その後、上記ゲート
バルブ７及びシャッター８を閉じ、バルブ１１を開けて
成長用原料ガス１２を成長室１内に供給してウエハ１０
上にエピタキシャル成長を行う。
概念図である。この装置は、回転式のサセプタ３を備え
た成長室１と予備室２からなる。半導体ウエハを装着し
たウエハホルダー４は予備室２に収容され、真空排気系
５で予備室２内を、真空排気系６で成長室１内をそれぞ
れ真空排気した後、予備室２と成長室１とを接続する搬
送管のゲートバルブ７及び成長室１のシャッター８を開
放し、アーム９で半導体ウエハ１０をウエハホルダー４
から上記サセプタ３にセットする。その後、上記ゲート
バルブ７及びシャッター８を閉じ、バルブ１１を開けて
成長用原料ガス１２を成長室１内に供給してウエハ１０
上にエピタキシャル成長を行う。
【０００３】成長終了後、上記バルブ１１を閉じて成長
用原料の供給を停止し、成長室１及び予備室２を再び真
空排気し、シャッター８及びゲートバルブ７を開放し、
アーム９でウエハ１０をサセプタ３からウエハホルダー
４に回収する。そして、シャッター８及びゲートバルブ
７を閉じてからバルブ１３を開放して窒素ガス１４を予
備室２に導入し、大気圧までベントし、次いで予備室２
を開放してウエハホルダー４から半導体ウエハを取り出
して系外に回収する。
用原料の供給を停止し、成長室１及び予備室２を再び真
空排気し、シャッター８及びゲートバルブ７を開放し、
アーム９でウエハ１０をサセプタ３からウエハホルダー
４に回収する。そして、シャッター８及びゲートバルブ
７を閉じてからバルブ１３を開放して窒素ガス１４を予
備室２に導入し、大気圧までベントし、次いで予備室２
を開放してウエハホルダー４から半導体ウエハを取り出
して系外に回収する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の装置では、化合
物半導体を成長する際に、ウエハホルダーにも半導体と
同じ物質が堆積し、数ラン後にはホルダー全体が堆積物
で覆われてしまう。このようなホルダーを用い、例えば
Ｓｉウエハ上にＧａＡｓをエピタキシャル成長すると、
８００℃以上の高温に熱する酸化膜除去工程（熱クリー
ニング）でホルダーに付着したＧａＡｓなどが熱解離し
てＳｉウエハの周辺部に析出し、ウエハの表面欠陥の原
因となっいた。
物半導体を成長する際に、ウエハホルダーにも半導体と
同じ物質が堆積し、数ラン後にはホルダー全体が堆積物
で覆われてしまう。このようなホルダーを用い、例えば
Ｓｉウエハ上にＧａＡｓをエピタキシャル成長すると、
８００℃以上の高温に熱する酸化膜除去工程（熱クリー
ニング）でホルダーに付着したＧａＡｓなどが熱解離し
てＳｉウエハの周辺部に析出し、ウエハの表面欠陥の原
因となっいた。
【０００５】そこで、本発明では、上記の問題点を解消
し、ウエハホルダーに堆積したＧａＡｓ等の堆積物を除
去した後、新たな半導体ウエハを装着して気相成長する
有機金属気相成長装置及び方法を提供しようとするもの
である。
し、ウエハホルダーに堆積したＧａＡｓ等の堆積物を除
去した後、新たな半導体ウエハを装着して気相成長する
有機金属気相成長装置及び方法を提供しようとするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウエハ
を装着する回転式サセプタを縦型成長室の中央に配置
し、該成長室に原料ガス供給管を接続し、上記ウエハを
予め真空に保持するための予備室を設け、該成長室と予
備室の一端とをゲートバルブを介して搬送管で接続し、
該成長室と予備室にはそれぞれ個別に真空排気系を接続
した有機金属気相成長装置において、上記予備室の他端
を第二のゲートバルブを介して搬送管でクリーニング用
反応管と接続し、必要に応じて、第二のゲートバルブと
クリーニング用反応管との間に逆流防止用窒素ガス導入
口を設けることを特徴とし、クリーニング用反応管でウ
エハホルダーを８００℃以上に昇温して塩化物ガスによ
り気相エッチングしてから、ウエハを該ホルダーにセッ
トしてエピタキシャル成長を行う有機金属気相成長方法
及びその装置である。
を装着する回転式サセプタを縦型成長室の中央に配置
し、該成長室に原料ガス供給管を接続し、上記ウエハを
予め真空に保持するための予備室を設け、該成長室と予
備室の一端とをゲートバルブを介して搬送管で接続し、
該成長室と予備室にはそれぞれ個別に真空排気系を接続
した有機金属気相成長装置において、上記予備室の他端
を第二のゲートバルブを介して搬送管でクリーニング用
反応管と接続し、必要に応じて、第二のゲートバルブと
クリーニング用反応管との間に逆流防止用窒素ガス導入
口を設けることを特徴とし、クリーニング用反応管でウ
エハホルダーを８００℃以上に昇温して塩化物ガスによ
り気相エッチングしてから、ウエハを該ホルダーにセッ
トしてエピタキシャル成長を行う有機金属気相成長方法
及びその装置である。
【０００７】
【作用】図１は、本発明の１具体例である有機金属気相
成長装置の概念図である。この装置は、図１の予備室２
の他端に第二のゲートバルブ１６を介して搬送管でクリ
ーニング用反応管１５と接続し、該搬送管には逆流防止
用の窒素ガス１７の供給口を設け、該反応管１５のクリ
ーニング領域の周囲にはヒータ１８を配置し、該反応管
１５の一端より三塩化砒素と水素の混合ガス１９を供給
し、他端より排ガス２０を排気する。ウエハホルダー４
はアーム２１により予備室２とクリーニング反応管の間
を移動される。なお、反応管１５のクリーニング領域以
外にはライナー管２２を配置し、ライナー管２２の外側
より逆流防止用窒素ガス２３を供給する。予備室２から
成長室１の構造は図２の装置と同じであるから装置の構
造の説明を省略する。
成長装置の概念図である。この装置は、図１の予備室２
の他端に第二のゲートバルブ１６を介して搬送管でクリ
ーニング用反応管１５と接続し、該搬送管には逆流防止
用の窒素ガス１７の供給口を設け、該反応管１５のクリ
ーニング領域の周囲にはヒータ１８を配置し、該反応管
１５の一端より三塩化砒素と水素の混合ガス１９を供給
し、他端より排ガス２０を排気する。ウエハホルダー４
はアーム２１により予備室２とクリーニング反応管の間
を移動される。なお、反応管１５のクリーニング領域以
外にはライナー管２２を配置し、ライナー管２２の外側
より逆流防止用窒素ガス２３を供給する。予備室２から
成長室１の構造は図２の装置と同じであるから装置の構
造の説明を省略する。
【０００８】以下、図１の装置を用いて気相成長を行う
手順を説明する。なお、一連の成長操作を終了し、成長
室１には成長済ウエハ１０が回転式サセプタ３に装着さ
れており、予備室２には新しいウエハがウエハホルダー
４に収容された状態にあるとして、以下説明する。 成長室１及び予備室２の圧力が同じであることを確認
してから、ゲートバルブ７及びシャッター８を開放し、
アーム９で成長済ウエハと新しいウエハを交換する。 次いで、ゲートバルブ７及びシャッター８を閉じてか
ら予備室２内のウエハホルダー４をアーム２１の下まで
移動する。
手順を説明する。なお、一連の成長操作を終了し、成長
室１には成長済ウエハ１０が回転式サセプタ３に装着さ
れており、予備室２には新しいウエハがウエハホルダー
４に収容された状態にあるとして、以下説明する。 成長室１及び予備室２の圧力が同じであることを確認
してから、ゲートバルブ７及びシャッター８を開放し、
アーム９で成長済ウエハと新しいウエハを交換する。 次いで、ゲートバルブ７及びシャッター８を閉じてか
ら予備室２内のウエハホルダー４をアーム２１の下まで
移動する。
【０００９】予備室２のバルブ１３を開けて大気圧に
なるまで窒素ガス１４をベントしてから、ゲートバルブ
１６を開け、アーム２１で予備室２からクリーニング用
反応管１５にウエハホルダー４を搬送する。 クリーニング用反応管１５の下流側を開放してホルダ
ー４から成長済ウエハを取り出した後、下流側を再び閉
じ、ホルダー４をクリーニング領域に移動して反応管内
を水素ガスで置換する。
なるまで窒素ガス１４をベントしてから、ゲートバルブ
１６を開け、アーム２１で予備室２からクリーニング用
反応管１５にウエハホルダー４を搬送する。 クリーニング用反応管１５の下流側を開放してホルダ
ー４から成長済ウエハを取り出した後、下流側を再び閉
じ、ホルダー４をクリーニング領域に移動して反応管内
を水素ガスで置換する。
【００１０】外部ヒータ１８で上記クリーニング領域
を８００℃程度まで昇温してから、ＡｓＣｌ3 とＨ2 の
混合ガス１９をクリーニング用反応管１５に供給し、３
０分間ウエハホルダー４を気相エッチングしてクリーニ
ングする。 クリーニング終了後、反応管１５内を窒素ガスで置換
して降温する。 その後、クリーニング用反応管１５の下流側を開放し
てホルダー４に新たなウエハを投入し、下流側を閉じて
から窒素ガスで置換し、逆流防止用窒素ガス１７、２３
を流しながらゲートバルブ１６を開放し、該ホルダー４
をアーム２１でクリーニング用反応管１５から予備室２
に搬送する。
を８００℃程度まで昇温してから、ＡｓＣｌ3 とＨ2 の
混合ガス１９をクリーニング用反応管１５に供給し、３
０分間ウエハホルダー４を気相エッチングしてクリーニ
ングする。 クリーニング終了後、反応管１５内を窒素ガスで置換
して降温する。 その後、クリーニング用反応管１５の下流側を開放し
てホルダー４に新たなウエハを投入し、下流側を閉じて
から窒素ガスで置換し、逆流防止用窒素ガス１７、２３
を流しながらゲートバルブ１６を開放し、該ホルダー４
をアーム２１でクリーニング用反応管１５から予備室２
に搬送する。
【００１１】次いで、上記の工程を経て新たな半導
体ウエハ１０をサセプタ３に装着してから、ゲートバル
ブ７及びシャッター８を閉じ、バルブ１１を開けて成長
用原料ガスを供給して、エピタキシャル成長を行う。 以上のサイクルを繰り返すことによって、ウエハホルダ
ーに付着した堆積物をクリーニング用反応管内で熱解離
して完全に除去することができ、清浄なホルダーに新た
なウエハを毎回投入して成長させることができるので、
表面欠陥のないエピタキシャル層を得ることができるよ
うになった。
体ウエハ１０をサセプタ３に装着してから、ゲートバル
ブ７及びシャッター８を閉じ、バルブ１１を開けて成長
用原料ガスを供給して、エピタキシャル成長を行う。 以上のサイクルを繰り返すことによって、ウエハホルダ
ーに付着した堆積物をクリーニング用反応管内で熱解離
して完全に除去することができ、清浄なホルダーに新た
なウエハを毎回投入して成長させることができるので、
表面欠陥のないエピタキシャル層を得ることができるよ
うになった。
【００１２】
【実施例】図１の装置を使用し、上記の成長操作手順に
したがって直径３インチのＳｉウエハ上にＧａＡｓエピ
タキシャル層を気相成長させた。成長条件は以下の通り
である。 （１）熱クリーニング条件 温度 ：８００℃ 成長室圧力 ：５０Ｔｏｒｒ アルシン流量 ：１ＳＬＭ （２）バッファー層成長条件 温度 ：４００℃ 成長室圧力 ：５０Ｔｏｒｒ アルシン流量 ：１ＳＬＭ トリメチルガリウム流量：５０ｓｃｃｍ 全ガス流量 ：１０ＳＬＭ （３）ＧａＡｓ層成長条件 温度 ：６５０℃ 成長室圧力 ：５０Ｔｏｒｒ アルシン流量 ：１ＳＬＭ トリメチルガリウム流量：２５ｓｃｃｍ （４）気相エッチング条件 温度 ：８００℃ ＡｓＣｌ3 流量 ：５００ｓｃｃｍ ＡｓＣｌ3 温度 ：２５℃ 水素流量 ：１ＳＬＭ
したがって直径３インチのＳｉウエハ上にＧａＡｓエピ
タキシャル層を気相成長させた。成長条件は以下の通り
である。 （１）熱クリーニング条件 温度 ：８００℃ 成長室圧力 ：５０Ｔｏｒｒ アルシン流量 ：１ＳＬＭ （２）バッファー層成長条件 温度 ：４００℃ 成長室圧力 ：５０Ｔｏｒｒ アルシン流量 ：１ＳＬＭ トリメチルガリウム流量：５０ｓｃｃｍ 全ガス流量 ：１０ＳＬＭ （３）ＧａＡｓ層成長条件 温度 ：６５０℃ 成長室圧力 ：５０Ｔｏｒｒ アルシン流量 ：１ＳＬＭ トリメチルガリウム流量：２５ｓｃｃｍ （４）気相エッチング条件 温度 ：８００℃ ＡｓＣｌ3 流量 ：５００ｓｃｃｍ ＡｓＣｌ3 温度 ：２５℃ 水素流量 ：１ＳＬＭ
【００１３】得られたエピタキシャル成長層表面の欠陥
数（パーティクルカウンターで１．２μｍ2 以上の大き
さの粒子）を調べたところ、２００個／ウエハと大幅に
改善することができた。なお、図２の従来装置で同様に
して得たエピタキシャル成長層表面の欠陥数を調べたと
ころ、８０００個／ウエハであった。
数（パーティクルカウンターで１．２μｍ2 以上の大き
さの粒子）を調べたところ、２００個／ウエハと大幅に
改善することができた。なお、図２の従来装置で同様に
して得たエピタキシャル成長層表面の欠陥数を調べたと
ころ、８０００個／ウエハであった。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、有機金属気相成長装置におけるウエハホルダーに
付着する堆積物を完全に除去することができるので、表
面欠陥の少ない良質なエピタキシャル層を容易に得るこ
とができるようになった。
より、有機金属気相成長装置におけるウエハホルダーに
付着する堆積物を完全に除去することができるので、表
面欠陥の少ない良質なエピタキシャル層を容易に得るこ
とができるようになった。
【図１】本発明の１具体例である有機金属気相成長装置
の概念図である。
の概念図である。
【図２】従来の有機金属気相成長装置の概念図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体ウエハを装着する回転式サセプタ
を縦型成長室の中央に配置し、該成長室に原料ガス供給
管を接続し、上記ウエハを予め真空に保持するための予
備室を設け、該成長室と予備室の一端とをゲートバルブ
を介して搬送管で接続し、該成長室と予備室にはそれぞ
れ個別に真空排気系を接続した有機金属気相成長装置に
おいて、上記予備室の他端を第二のゲートバルブを介し
て搬送管でクリーニング用反応管と接続したことを特徴
とする有機金属気相成長装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の有機金属気相成長装置に
おいて、第二のゲートバルブとクリーニング用反応管と
の間に逆流防止用窒素ガス導入口を設けたことを特徴と
する有機金属気相成長装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の有機金属気相成長
装置を用いて化合物半導体を気相成長する方法におい
て、クリーニング用反応管にウエハホルダーをセット
し、８００℃以上に昇温した後、塩化物ガスを供給して
該ホルダーを気相エッチングしてから、新たなウエハを
該ホルダーにセットし、予備室を経て成長室に移してエ
ピタキシャル成長を行うことを特徴とする有機金属気相
成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28883692A JPH06135796A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 有機金属気相成長装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28883692A JPH06135796A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 有機金属気相成長装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06135796A true JPH06135796A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=17735383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28883692A Pending JPH06135796A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 有機金属気相成長装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06135796A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000020665A1 (de) * | 1998-10-01 | 2000-04-13 | Deutsche Telekom Ag | Verfahren zur herstellung von halbleiterschichten |
| CN101728234B (zh) | 2008-10-29 | 2012-04-18 | 沈阳芯源微电子设备有限公司 | 真空缓冲装置 |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP28883692A patent/JPH06135796A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000020665A1 (de) * | 1998-10-01 | 2000-04-13 | Deutsche Telekom Ag | Verfahren zur herstellung von halbleiterschichten |
| CN101728234B (zh) | 2008-10-29 | 2012-04-18 | 沈阳芯源微电子设备有限公司 | 真空缓冲装置 |
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