JPH0621235Y2 - 化合物半導体気相成長装置 - Google Patents
化合物半導体気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0621235Y2 JPH0621235Y2 JP1988037381U JP3738188U JPH0621235Y2 JP H0621235 Y2 JPH0621235 Y2 JP H0621235Y2 JP 1988037381 U JP1988037381 U JP 1988037381U JP 3738188 U JP3738188 U JP 3738188U JP H0621235 Y2 JPH0621235 Y2 JP H0621235Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- compound semiconductor
- vapor phase
- phase growth
- wafer
- 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 - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は化合物半導体気相成長装置に係り、特にサセプ
タ側面のウエハ上に超薄膜エピタキシャル層を均一に成
長させるのに適当な化合物半導体気相成長装置に関する
ものである。
タ側面のウエハ上に超薄膜エピタキシャル層を均一に成
長させるのに適当な化合物半導体気相成長装置に関する
ものである。
［従来の技術］ 有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法という）などの
気相成長法における多数枚成長用のリアクタ（反応炉）
としてバレン型リアクタがある。これは第３図，第４図
に示すように、ＧａＡｓ等の化合物半導体基板よりなる
ウエハ４と石英製のリアクタ２の管壁と距離を狭くする
ことにより、リアクタ２内のガス流を層流にしてウエハ
４上の超薄膜エピタキシャル層の制御性が良好になるよ
うにしてある。
気相成長法における多数枚成長用のリアクタ（反応炉）
としてバレン型リアクタがある。これは第３図，第４図
に示すように、ＧａＡｓ等の化合物半導体基板よりなる
ウエハ４と石英製のリアクタ２の管壁と距離を狭くする
ことにより、リアクタ２内のガス流を層流にしてウエハ
４上の超薄膜エピタキシャル層の制御性が良好になるよ
うにしてある。
しかし、上部の原料ガス導入口１より下方に流れる原料
ガスをグラファイト製のサセプタ３の各側面に均等に分
配することは、サセプタ３の頭部が球面となっているの
でかなり困難であり、サセプタ３のわずかな偏心でサセ
プタ３の側面に配置した各ウエハ４間の膜厚分布の均一
性が悪くなる。
ガスをグラファイト製のサセプタ３の各側面に均等に分
配することは、サセプタ３の頭部が球面となっているの
でかなり困難であり、サセプタ３のわずかな偏心でサセ
プタ３の側面に配置した各ウエハ４間の膜厚分布の均一
性が悪くなる。
これを抑止するため、サセプタ３を回転することが行わ
れており、回転速度を上げればウエハ４間の均一性はよ
くなる。しかしながら、回転によってガス流が乱され、
超薄膜制御に必要な界面の急俊性が損なわれてしまう。
このように、回転によるウエハ４間の均一化と超薄膜成
長は本質的に相いれない関係にある。
れており、回転速度を上げればウエハ４間の均一性はよ
くなる。しかしながら、回転によってガス流が乱され、
超薄膜制御に必要な界面の急俊性が損なわれてしまう。
このように、回転によるウエハ４間の均一化と超薄膜成
長は本質的に相いれない関係にある。
第３図は通常のバレン型リアクタを用いており、２イン
チウエハが同時に８枚成長可能であり、これを用いてＭ
ＯＣＶＤ法により約１μｍのｎ型ＧａＡｓを成長させ、
膜厚分布を調べたところ、成長温度は７００℃、Ａｓ量
／Ｇａ量比は３０、成長速度は約３μｍ／ｈで、サセプ
タ回転数５ｒｐｍのとき、膜厚のばらつきは、１枚のウ
エハ内で±５％、ウエハ間で±５％（各ウエハの平均値
のばらつき）であった。すなわち、２インチウエハで
は、ばらつき±１０％であった。
チウエハが同時に８枚成長可能であり、これを用いてＭ
ＯＣＶＤ法により約１μｍのｎ型ＧａＡｓを成長させ、
膜厚分布を調べたところ、成長温度は７００℃、Ａｓ量
／Ｇａ量比は３０、成長速度は約３μｍ／ｈで、サセプ
タ回転数５ｒｐｍのとき、膜厚のばらつきは、１枚のウ
エハ内で±５％、ウエハ間で±５％（各ウエハの平均値
のばらつき）であった。すなわち、２インチウエハで
は、ばらつき±１０％であった。
これに対して、第５図は第３図のグラファイ製のサセプ
タの頭部を平坦化したものであるが、第３図と同一条件
でｎ−ＧａＡｓを成長させて膜厚分布を調べたところ、
１枚のウエハ内で±５％であったが、ウエハ間では±１
％以下であり、ウエハ間の均一性はかなり改善されてい
た。しかし、成長速度が０．５μｍ／ｈ以下と大きく低
下していた。これはサセプタ３の上面の面積が第３図に
比べて大きいため、この部分で原料がかなり消費される
ためと考えられる。また、第５図に示す構成では、ウエ
ハ４の上流側に原料の析出が生じるため、超薄膜成長で
は、履歴減少が生じ、界面急俊性が悪くなる。
タの頭部を平坦化したものであるが、第３図と同一条件
でｎ−ＧａＡｓを成長させて膜厚分布を調べたところ、
１枚のウエハ内で±５％であったが、ウエハ間では±１
％以下であり、ウエハ間の均一性はかなり改善されてい
た。しかし、成長速度が０．５μｍ／ｈ以下と大きく低
下していた。これはサセプタ３の上面の面積が第３図に
比べて大きいため、この部分で原料がかなり消費される
ためと考えられる。また、第５図に示す構成では、ウエ
ハ４の上流側に原料の析出が生じるため、超薄膜成長で
は、履歴減少が生じ、界面急俊性が悪くなる。
［考案が解決しようとする問題点］ 上記第３図に示す従来技術は、ウエハに成長させるｎ型
ＧａＡｓの膜厚のばらつきは、１枚のウエハで±５％、
ウエハ間で±５％であった。
ＧａＡｓの膜厚のばらつきは、１枚のウエハで±５％、
ウエハ間で±５％であった。
これに対して第５図に示す従来技術は、１枚のウエハ内
で±５％であったが、ウエハ間では±１％以内で、ウエ
ハ間の均一性はかなり改善されるが、サセプタの上面の
面積が大きいため、この部分で原料がかなり消費され、
成長速度が０．５μｍ／ｈ以下と大きく低下するという
現象が生じ、また、ウエハ上流側に原料の析出が生じる
ため、超薄膜成長では、履歴減少が生じ、界面急俊性が
悪くなるという問題点があった。
で±５％であったが、ウエハ間では±１％以内で、ウエ
ハ間の均一性はかなり改善されるが、サセプタの上面の
面積が大きいため、この部分で原料がかなり消費され、
成長速度が０．５μｍ／ｈ以下と大きく低下するという
現象が生じ、また、ウエハ上流側に原料の析出が生じる
ため、超薄膜成長では、履歴減少が生じ、界面急俊性が
悪くなるという問題点があった。
本考案の目的は、ウエハ間の超薄膜成長の均一性に優
れ、かつ、超薄膜制御性に優れた多数枚成長化合物半導
体気相成長装置を提供することにある。
れ、かつ、超薄膜制御性に優れた多数枚成長化合物半導
体気相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］ 上記目的は、サセプタ上部に頭部が平坦な断熱性キャッ
プを設け、上記サセプタの外側側面に化合物半導体基板
を設置し、エピタキシャル成長を行う構成として達成す
るようにした。
プを設け、上記サセプタの外側側面に化合物半導体基板
を設置し、エピタキシャル成長を行う構成として達成す
るようにした。
［作用］ サセプタ上部に頭部が平坦な断熱性キャップを設けたの
で、ガス流の衝突する部分が平坦であるため、たとえサ
セプタがわずかに偏心していても、サセプタを回転する
ことによりガス流がサセプタ側面のウエハ上へ均等に分
配され、かつ、ガス流が乱れることがない。このとき、
ガス流に対流が生じないようガス導入口形状、リアクタ
及びサセプタ形状、ガス流量を調整する必要があるが、
頭部が平坦な石英等の断熱性キャップとしたので、ガス
流が層流としてサセプタ側面のウエハ上に均等に分配さ
れ、また、ウエハの上流側に原料が折出することもな
く、ウエハ上に均等に超薄膜成長を行うことができる。
で、ガス流の衝突する部分が平坦であるため、たとえサ
セプタがわずかに偏心していても、サセプタを回転する
ことによりガス流がサセプタ側面のウエハ上へ均等に分
配され、かつ、ガス流が乱れることがない。このとき、
ガス流に対流が生じないようガス導入口形状、リアクタ
及びサセプタ形状、ガス流量を調整する必要があるが、
頭部が平坦な石英等の断熱性キャップとしたので、ガス
流が層流としてサセプタ側面のウエハ上に均等に分配さ
れ、また、ウエハの上流側に原料が折出することもな
く、ウエハ上に均等に超薄膜成長を行うことができる。
［実施例］ 以下本考案を第１図に示した実施例及び第２図を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は本考案の化合物半導体気相成長装置の一実施例
を示す縦断面図である。第１図において、１は原料ガス
導入口、２は石英製のリアクタ、３はグラファイ製のサ
セプタ、４はサセプタ３の外周側面に配置した気相成長
を行うためのウエハ、５はリアクタ２の下部に設けたガ
ス排出口、６はベースプレート、７はリアクタ２を加熱
するためのＲＦコイルで本考案においては、サセプタ３
の上方に頭部が平坦な石英製の断熱性キャップ８を設
け、さらにサセプタ３の下方に石英製のサセプタ支持台
９を設けた。１０はサセプタ回転軸である。図示のよう
に、サセプタ３の上に頭部が平坦な石英製のキャップ８
を設け、ガス導入口１からのガス流が層流となるように
デュフューザ形状とし、ＲＦ加熱効率を増すため、サセ
プタ３の下部も石英製のサセプタ支持台９とした。
を示す縦断面図である。第１図において、１は原料ガス
導入口、２は石英製のリアクタ、３はグラファイ製のサ
セプタ、４はサセプタ３の外周側面に配置した気相成長
を行うためのウエハ、５はリアクタ２の下部に設けたガ
ス排出口、６はベースプレート、７はリアクタ２を加熱
するためのＲＦコイルで本考案においては、サセプタ３
の上方に頭部が平坦な石英製の断熱性キャップ８を設
け、さらにサセプタ３の下方に石英製のサセプタ支持台
９を設けた。１０はサセプタ回転軸である。図示のよう
に、サセプタ３の上に頭部が平坦な石英製のキャップ８
を設け、ガス導入口１からのガス流が層流となるように
デュフューザ形状とし、ＲＦ加熱効率を増すため、サセ
プタ３の下部も石英製のサセプタ支持台９とした。
第１図により第３図と同じ条件でウエハ４上にｎ−Ｇａ
Ａｓを成長させたところ、膜厚のばらつきは１枚のウエ
ハ４で±５％、ウエハ間では１％以下であった。また、
成長速度は２．５μｍ／ｈ以下で、ウエハ４の上流側の
分解生成分の折出もわずかであった。なお、ＧａＡｓ／
Ｇａ０．７Ａｌ０．３Ａｓのへテロ界面の急俊性も５Å
以下と良好であった。
Ａｓを成長させたところ、膜厚のばらつきは１枚のウエ
ハ４で±５％、ウエハ間では１％以下であった。また、
成長速度は２．５μｍ／ｈ以下で、ウエハ４の上流側の
分解生成分の折出もわずかであった。なお、ＧａＡｓ／
Ｇａ０．７Ａｌ０．３Ａｓのへテロ界面の急俊性も５Å
以下と良好であった。
第２図はサセプタ上部のガス流れの様子を示す模式図
で、（ａ）は従来の第３図に示すもので、この場合はサ
セプタ３のわずかな偏心によってもガス流れが大きく変
わり、（ｂ）は従来の第４図に示すもので、この場合
は、サセプタ３の平坦な頭部で原料がかなり消費され、
かつ、ウエハ上流側に原料の折出が生じるため、渦流が
生じる。（ｃ）は本考案の第１図に示すもので、この場
合はサセプタ３の上に頭部が平坦な石英製の断熱性のキ
ャップ８を設けたので、ガス流れが最も良好である。
で、（ａ）は従来の第３図に示すもので、この場合はサ
セプタ３のわずかな偏心によってもガス流れが大きく変
わり、（ｂ）は従来の第４図に示すもので、この場合
は、サセプタ３の平坦な頭部で原料がかなり消費され、
かつ、ウエハ上流側に原料の折出が生じるため、渦流が
生じる。（ｃ）は本考案の第１図に示すもので、この場
合はサセプタ３の上に頭部が平坦な石英製の断熱性のキ
ャップ８を設けたので、ガス流れが最も良好である。
なお、第１図では頭部が平坦な石英製のキャップ８を用
いたが、これの代わりにＢＮ（ボロンナイトライド）も
しくはＡｌＮ（アルミナイトライド）のキャップを用い
ても同様な効果が得られる。また、ＭＯＣＶＤ法で成長
でたるＩｎＰなどの他の化合物半導体の成長にも適用で
き、さらにクロライド気相成長法にも応用できる。
いたが、これの代わりにＢＮ（ボロンナイトライド）も
しくはＡｌＮ（アルミナイトライド）のキャップを用い
ても同様な効果が得られる。また、ＭＯＣＶＤ法で成長
でたるＩｎＰなどの他の化合物半導体の成長にも適用で
き、さらにクロライド気相成長法にも応用できる。
［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、サセプタ上部の
キャップの頭部の平坦な部分を均等にガスが流れるの
で、サセプタを回転させても流れてきたガスが衝突する
面の位置が変らず、ガスが乱れることがなく、また、キ
ャップ上のガスはほとんど加熱されることがないため、
層流を乱す自然対流が起らず、サセプタ側面のウエハ上
に超薄膜ＧａＡｓエピタキシャル層を均一に成長できる
という効果がある。
キャップの頭部の平坦な部分を均等にガスが流れるの
で、サセプタを回転させても流れてきたガスが衝突する
面の位置が変らず、ガスが乱れることがなく、また、キ
ャップ上のガスはほとんど加熱されることがないため、
層流を乱す自然対流が起らず、サセプタ側面のウエハ上
に超薄膜ＧａＡｓエピタキシャル層を均一に成長できる
という効果がある。
第１図は本考案の化合物半導体気相成長装置の一実施例
を示す縦断面図、第２図はサセプタ上部のガス流れの様
子を示す模式図、第３図は従来の化合物半導体気相成長
装置の縦断面図、第４図は第３図の平面図、第５図は第
３図を改良した縦断面図である。 １：原料ガス導入口、 ２：リアクタ、 ３：サセプタ、 ４：ウエハ、 ５：ガス排出口、 ６：ベースプレート、 ７：ＲＦコイル、 ８：断熱性キャップ、 ９：サセプタ支持台、 １０：サセプタ回転軸。
を示す縦断面図、第２図はサセプタ上部のガス流れの様
子を示す模式図、第３図は従来の化合物半導体気相成長
装置の縦断面図、第４図は第３図の平面図、第５図は第
３図を改良した縦断面図である。 １：原料ガス導入口、 ２：リアクタ、 ３：サセプタ、 ４：ウエハ、 ５：ガス排出口、 ６：ベースプレート、 ７：ＲＦコイル、 ８：断熱性キャップ、 ９：サセプタ支持台、 １０：サセプタ回転軸。
Claims (3)
- 【請求項１】気相成長法のバレル型反応炉を用いたもの
において、サセプタ上部に頭部が平坦な断熱性キャップ
を設け、前記サセプタの外側側面に化合物半導体基板を
設置し、エピタキシャル成長を行う構成としたことを特
徴とする化合物半導体気相成長装置。 - 【請求項２】前記断熱性キャップは、石英またはＡｌＮ
またはＢＮで形成されている実用新案登録請求の範囲第
１項記載の化合物半導体気相成長装置。 - 【請求項３】前記反応炉の内部形成、前記断熱性キャッ
プの側面形状及び前記サセプタ形状は、ガス流が層流と
なるように全体として流線形状をしている実用新案登録
請求の範囲第１項または第２項記載の化合物半導体気相
成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988037381U JPH0621235Y2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 化合物半導体気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988037381U JPH0621235Y2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 化合物半導体気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01140816U JPH01140816U (ja) | 1989-09-27 |
| JPH0621235Y2 true JPH0621235Y2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=31263962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988037381U Expired - Lifetime JPH0621235Y2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 化合物半導体気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621235Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0744156B2 (ja) * | 1988-10-18 | 1995-05-15 | 古河電気工業株式会社 | 半導体薄膜気相成長装置 |
| JP2013058741A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-03-28 | Hitachi Cable Ltd | 金属塩化物ガス発生装置、ハイドライド気相成長装置、及び窒化物半導体テンプレート |
| JP2015153983A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421916A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-25 | Sony Corp | Vapor growth apparatus |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP1988037381U patent/JPH0621235Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01140816U (ja) | 1989-09-27 |
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