JPH07101795A - 液相エピタキシャル成長用ボ−トおよび成長方法 - Google Patents
液相エピタキシャル成長用ボ−トおよび成長方法Info
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- JPH07101795A JPH07101795A JP27308393A JP27308393A JPH07101795A JP H07101795 A JPH07101795 A JP H07101795A JP 27308393 A JP27308393 A JP 27308393A JP 27308393 A JP27308393 A JP 27308393A JP H07101795 A JPH07101795 A JP H07101795A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 成長毎に原料を廃棄せず、原料純化のための
べ−キングを不要にし、原料コストを大幅に低減し製造
時間を著しく短縮できる液相エピタキシャル成長装置の
治具を提供する。 【構成】 複数の溶液溜が連続して設けられ、連結離脱
可能な基板保持部Xを溶液溜の数より一個多く連結し、
溶液溜の下にスライドさせる。最初の溶液原料の充填時
のみベ−キングして原料溶液Lを純化する。全体の温度
を下げながら、基板保持部Xを少しずつ移動させて基板
W上に各薄膜を形成することにより、溶液溜の数だけの
基板に同時にエピタキシャル成長が可能である。基板を
引出した1番目の基板保持部X1を取外して、最後の基
板保持部X3の後尾に連結する。その基板保持部の穴Z
に基板を入れる。減少した分だけ原料を補充し純化はせ
ず、第2回目のエピタキシャル成長を行なう。
べ−キングを不要にし、原料コストを大幅に低減し製造
時間を著しく短縮できる液相エピタキシャル成長装置の
治具を提供する。 【構成】 複数の溶液溜が連続して設けられ、連結離脱
可能な基板保持部Xを溶液溜の数より一個多く連結し、
溶液溜の下にスライドさせる。最初の溶液原料の充填時
のみベ−キングして原料溶液Lを純化する。全体の温度
を下げながら、基板保持部Xを少しずつ移動させて基板
W上に各薄膜を形成することにより、溶液溜の数だけの
基板に同時にエピタキシャル成長が可能である。基板を
引出した1番目の基板保持部X1を取外して、最後の基
板保持部X3の後尾に連結する。その基板保持部の穴Z
に基板を入れる。減少した分だけ原料を補充し純化はせ
ず、第2回目のエピタキシャル成長を行なう。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、化合物半導体の液相
エピタキシャル成長用治具、およびこれを用いた成長方
法に関する。
エピタキシャル成長用治具、およびこれを用いた成長方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、スライド法による液相エピタキシ
ャル成長法は、図6、図7に示すような構造のボ−トを
用いて行なわれていた。これは例えば特開平3−452
1号などに記載がある。溶液溜Sは細長い厚みのある板
であり、等間隔に開口部Rが設けられている。開口部R
はウエハの形状寸法に合わせた形状の穴である。開口部
Rに成長原料となる溶液Lが収容されている。溶液溜S
の直ぐ下には、スライダ(基板保持部)Yがある。スラ
イダYの端には浅い基板穴Zがありここに基板Wが収め
られる。底板Bは溶液溜Sと一体になっている。溶液溜
と底板の間の空隙をスライダYが滑動する。溶液溜、基
板保持部(スライダ)、底板の全体をボ−トと呼ぶこと
もある。
ャル成長法は、図6、図7に示すような構造のボ−トを
用いて行なわれていた。これは例えば特開平3−452
1号などに記載がある。溶液溜Sは細長い厚みのある板
であり、等間隔に開口部Rが設けられている。開口部R
はウエハの形状寸法に合わせた形状の穴である。開口部
Rに成長原料となる溶液Lが収容されている。溶液溜S
の直ぐ下には、スライダ(基板保持部)Yがある。スラ
イダYの端には浅い基板穴Zがありここに基板Wが収め
られる。底板Bは溶液溜Sと一体になっている。溶液溜
と底板の間の空隙をスライダYが滑動する。溶液溜、基
板保持部(スライダ)、底板の全体をボ−トと呼ぶこと
もある。
【0003】溶液を入れる個々の穴を溶液溜ということ
もあるが、ここでは個々の溶液空間は開口と呼び、開口
のまとまった組を溶液溜ということにする。つまり一つ
の溶液溜は、1個あるいは複数の開口を持つ。
もあるが、ここでは個々の溶液空間は開口と呼び、開口
のまとまった組を溶液溜ということにする。つまり一つ
の溶液溜は、1個あるいは複数の開口を持つ。
【0004】ボ−トの全体を徐冷しながら、スライダY
を移動させ、基板Wを一番左の溶液Lに接触させる。所
定の時間接触状態を保つ。基板Wの上にこの成分の薄膜
が所望の厚みだけ成長する。ついでスライダを動かし、
2番目の溶液Lに基板を接触させる。一定の時間接触状
態を保持する。この成分の薄膜が成長する。このように
順次基板を異なる溶液に接触させることにより、複数の
異なる薄膜をエピタキシャル成長することができる。図
6は2番目の溶液の上を液体カプセル剤Cで覆ってい
る。これは揮発性の原料等を扱う場合に、原料の蒸発を
防ぐためである。図7は溶液を入れる開口に蓋を設けた
ものである。
を移動させ、基板Wを一番左の溶液Lに接触させる。所
定の時間接触状態を保つ。基板Wの上にこの成分の薄膜
が所望の厚みだけ成長する。ついでスライダを動かし、
2番目の溶液Lに基板を接触させる。一定の時間接触状
態を保持する。この成分の薄膜が成長する。このように
順次基板を異なる溶液に接触させることにより、複数の
異なる薄膜をエピタキシャル成長することができる。図
6は2番目の溶液の上を液体カプセル剤Cで覆ってい
る。これは揮発性の原料等を扱う場合に、原料の蒸発を
防ぐためである。図7は溶液を入れる開口に蓋を設けた
ものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のスライド法によ
る液相エピタキシャル成長法は次の前処理を行なってい
た。つまり、エピタキシャル成長の前に、溶液と一部の
溶質を溶液溜に収容した状態で水素雰囲気で高温に保ち
ベ−キングを行う。これは原料の純化のためである。原
料純化の後、それらの溶液にド−パントを含めたその他
の溶質を投入する。この後基板保持部に基板を収容し、
ボ−トを昇温する。所定温度で基板保持部をスライドさ
せ降温させながら、順次薄膜をスライド成長させてゆ
く。
る液相エピタキシャル成長法は次の前処理を行なってい
た。つまり、エピタキシャル成長の前に、溶液と一部の
溶質を溶液溜に収容した状態で水素雰囲気で高温に保ち
ベ−キングを行う。これは原料の純化のためである。原
料純化の後、それらの溶液にド−パントを含めたその他
の溶質を投入する。この後基板保持部に基板を収容し、
ボ−トを昇温する。所定温度で基板保持部をスライドさ
せ降温させながら、順次薄膜をスライド成長させてゆ
く。
【0006】従来の液相エピタキシャル成長の方法で
は、製品を取り出した後は、原料溶液を廃棄し、治具を
スライド前の状態に戻し、再び溶液の純化から行なう必
要があった。毎回材料を大量に浪費するのでコスト高に
なる。特に高価なGa溶液を使う場合、材料的な要因で
非常なコスト高になっていた。また純化工程を毎回行な
うので、製造時間が長くかかるという問題があった。
は、製品を取り出した後は、原料溶液を廃棄し、治具を
スライド前の状態に戻し、再び溶液の純化から行なう必
要があった。毎回材料を大量に浪費するのでコスト高に
なる。特に高価なGa溶液を使う場合、材料的な要因で
非常なコスト高になっていた。また純化工程を毎回行な
うので、製造時間が長くかかるという問題があった。
【0007】構造的な問題もある。従来の方式では、一
体ものの基板保持部(スライダ)を使用していた。この
ために一度に処理できる基板の枚数が制限される。同時
に処理できる基板の数を増やすためには基板保持部を長
くする必要がある。しかし長大な基板保持部を用いる
と、基板の投入、製品の取出しの際の取り扱いが極めて
困難である。基板交換のためにスライダ全体を引き出さ
なければならず、エピタキシャル装置の内部空間は、基
板保持部の2倍の長さが必要だからである。このような
問題が液相エピタキシャル成長法の量産性を更に高める
上で問題になっている。本発明はこのような問題を解決
し、コストと製造時間を削減でき、より量産性の高い液
相エピタキシャル成長装置と方法を提供する。
体ものの基板保持部(スライダ)を使用していた。この
ために一度に処理できる基板の枚数が制限される。同時
に処理できる基板の数を増やすためには基板保持部を長
くする必要がある。しかし長大な基板保持部を用いる
と、基板の投入、製品の取出しの際の取り扱いが極めて
困難である。基板交換のためにスライダ全体を引き出さ
なければならず、エピタキシャル装置の内部空間は、基
板保持部の2倍の長さが必要だからである。このような
問題が液相エピタキシャル成長法の量産性を更に高める
上で問題になっている。本発明はこのような問題を解決
し、コストと製造時間を削減でき、より量産性の高い液
相エピタキシャル成長装置と方法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の液相エピタキシ
ャル成長法は、基板交換のための開口を有する複数の溶
液溜と、これより一つ多い基板保持部を用い、成長時に
は複数の基板保持部を連結して溶液溜の下に通し、複数
枚の基板を基板保持部に収容して成長を行い、成長が終
了した時、溶液溜の開口を通して製品を取出し、基板保
持部の最前の一部を切り離し、この基板保持部を最後の
基板保持部に連結し、溶液溜の基板交換のための開口を
通して、新たに基板を収容し、再びエピタキシャル成長
を行う。原料溶液は廃棄せず連続して利用する。
ャル成長法は、基板交換のための開口を有する複数の溶
液溜と、これより一つ多い基板保持部を用い、成長時に
は複数の基板保持部を連結して溶液溜の下に通し、複数
枚の基板を基板保持部に収容して成長を行い、成長が終
了した時、溶液溜の開口を通して製品を取出し、基板保
持部の最前の一部を切り離し、この基板保持部を最後の
基板保持部に連結し、溶液溜の基板交換のための開口を
通して、新たに基板を収容し、再びエピタキシャル成長
を行う。原料溶液は廃棄せず連続して利用する。
【0009】
【作用】複数の溶液溜(M個)を用いる。溶液溜は互い
に直線上に連結される。これより一つ多い基板保持部
(M+1個)を連結したものを全体的なスライダとして
用いる。M+1個の基板保持部は着脱が自在であるよう
に連結される。基板保持部は溶液溜の下の通し穴に差し
込まれている。溶液溜の組に1、2、…、Mと番号を付
ける。溶液溜は不動である。その下にある基板保持部に
も1、2、…、M、M+1と番号を付ける。初めは、K
番目の溶液溜の下にK番目の基板保持部が位置するよう
にする。
に直線上に連結される。これより一つ多い基板保持部
(M+1個)を連結したものを全体的なスライダとして
用いる。M+1個の基板保持部は着脱が自在であるよう
に連結される。基板保持部は溶液溜の下の通し穴に差し
込まれている。溶液溜の組に1、2、…、Mと番号を付
ける。溶液溜は不動である。その下にある基板保持部に
も1、2、…、M、M+1と番号を付ける。初めは、K
番目の溶液溜の下にK番目の基板保持部が位置するよう
にする。
【0010】複数の溶液溜のそれぞれの開口(溶液溜)
に所定の溶液と一部の原料を入れる。溶液と原料を入れ
た最初の工程に続いて原料の高温純化処理を行なう。こ
れは水素を流しながら、全体を加熱し高温にすることに
よって行なう。純化処理の後、残りの原料を各溶液溜に
収容する。こうしてM個の溶液溜のすべての開口に、溶
液と原料、ド−パント等が収容されたことになる。M個
の溶液溜と、M+1個の基板保持部があるが、このうち
1、2、…、M番目の基板保持部の基板穴に基板を入れ
る。最後の基板保持部には基板を入れない。K番目の基
板保持部は、K番目の溶液溜の下面に接触しているから
この状態から温度を少しずつ下げながらエピタキシャル
成長を始める。
に所定の溶液と一部の原料を入れる。溶液と原料を入れ
た最初の工程に続いて原料の高温純化処理を行なう。こ
れは水素を流しながら、全体を加熱し高温にすることに
よって行なう。純化処理の後、残りの原料を各溶液溜に
収容する。こうしてM個の溶液溜のすべての開口に、溶
液と原料、ド−パント等が収容されたことになる。M個
の溶液溜と、M+1個の基板保持部があるが、このうち
1、2、…、M番目の基板保持部の基板穴に基板を入れ
る。最後の基板保持部には基板を入れない。K番目の基
板保持部は、K番目の溶液溜の下面に接触しているから
この状態から温度を少しずつ下げながらエピタキシャル
成長を始める。
【0011】基板保持部を前後に連結したスライダを溶
液溜の距離ずつ動かして各溶液溜と接触させ、薄膜を順
次成長させる。スライダが溶液溜の組一つ分だけ動いた
ときに、一つのエピタキシャル工程が終わる。M枚の基
板の上にエピタキシャル成長がなされたことになる。基
板を溶液溜の溶液の内開口部へもってゆき、基板(製
品)を取り外す。M枚の製品が得られる。
液溜の距離ずつ動かして各溶液溜と接触させ、薄膜を順
次成長させる。スライダが溶液溜の組一つ分だけ動いた
ときに、一つのエピタキシャル工程が終わる。M枚の基
板の上にエピタキシャル成長がなされたことになる。基
板を溶液溜の溶液の内開口部へもってゆき、基板(製
品)を取り外す。M枚の製品が得られる。
【0012】この状態では第1番目の基板保持部は、溶
液溜の外に出ている。第1番目の基板保持部をスライダ
から取り外す。取り外した基板保持部を、最終のM+1
番目の基板保持部の後に持ってきてこれにつなぐ。つま
りスライダは基板保持部1つ分しか移動しない。この状
態では、K番目の溶液溜に、K+1番目の基板保持部が
接触している。2番〜M+1番の基板保持部の基板穴に
基板を入れる。最終のM+2番目には基板を入れない。
これで最初の成長の前と同じ状態に戻る。
液溜の外に出ている。第1番目の基板保持部をスライダ
から取り外す。取り外した基板保持部を、最終のM+1
番目の基板保持部の後に持ってきてこれにつなぐ。つま
りスライダは基板保持部1つ分しか移動しない。この状
態では、K番目の溶液溜に、K+1番目の基板保持部が
接触している。2番〜M+1番の基板保持部の基板穴に
基板を入れる。最終のM+2番目には基板を入れない。
これで最初の成長の前と同じ状態に戻る。
【0013】ここで溶液、原料を捨てない。同じ原料、
溶液を繰り返し利用する。ここが重要である。同じ原
料、溶液を使うので原料を極めて有効に利用できる。コ
スト的に極めて有利である。また廃棄された溶液の処理
のコストも低減される。従来の方法と違い、引き続き同
じ原料を使うので、この工程の最初に原料の純化を行な
わなくても良い。
溶液を繰り返し利用する。ここが重要である。同じ原
料、溶液を使うので原料を極めて有効に利用できる。コ
スト的に極めて有利である。また廃棄された溶液の処理
のコストも低減される。従来の方法と違い、引き続き同
じ原料を使うので、この工程の最初に原料の純化を行な
わなくても良い。
【0014】本発明は純化工程を省いて直ぐに2回目の
エピタキシャル成長を行なう。スライダを動かして、溶
液溜開口の溶液に基板を接触させる。この成長により、
K番目の溶液溜が、K+1番目の基板保持部の基板に薄
膜を形成することになる。2回目のエピタキシャル成長
が終わると、2番目の基板保持部は、溶液溜の組から引
き出されている。M枚の製品ができるのでこれらの製品
を取り出す。
エピタキシャル成長を行なう。スライダを動かして、溶
液溜開口の溶液に基板を接触させる。この成長により、
K番目の溶液溜が、K+1番目の基板保持部の基板に薄
膜を形成することになる。2回目のエピタキシャル成長
が終わると、2番目の基板保持部は、溶液溜の組から引
き出されている。M枚の製品ができるのでこれらの製品
を取り出す。
【0015】K番めの溶液溜の下には、K+2番目の基
板保持部がある。引き出された2番めの基板保持部をス
ライダから取り外す。これを最終の1番目の基板保持部
のあとにつなぐ。前からM個の各基板保持部(3番〜1
番)の基板穴に基板を入れる。溶液の純化は行なわな
い。こうして同じ手法で、3回目の成長を行なうことが
できる。
板保持部がある。引き出された2番めの基板保持部をス
ライダから取り外す。これを最終の1番目の基板保持部
のあとにつなぐ。前からM個の各基板保持部(3番〜1
番)の基板穴に基板を入れる。溶液の純化は行なわな
い。こうして同じ手法で、3回目の成長を行なうことが
できる。
【0016】もちろんエピタキシャル成長により原料が
少しづつ減ってゆくので、微量の原料を少しづつ追加す
る必要がある。原料補給は各回数毎にしてもよいし、複
数回毎にしても良い。原料補給の時は純化処理はしな
い。
少しづつ減ってゆくので、微量の原料を少しづつ追加す
る必要がある。原料補給は各回数毎にしてもよいし、複
数回毎にしても良い。原料補給の時は純化処理はしな
い。
【0017】原料純化についてさらに説明する。例え
ば、基板をGaAs,AlGaAsとし、成長すべき薄
膜を同じGaAs,AlGaAsとすると、溶液溜に収
容する溶液はGaとなり、原料はAl,Asとなる。こ
の場合Gaが非常に高価であり、Gaの高純度化に長時
間を要する。毎回純化をすると極めて長い時間が掛か
る。しかし本発明は2回目から純化処理をしないので、
純化のための費用と時間を著しく削減できるのである。
ば、基板をGaAs,AlGaAsとし、成長すべき薄
膜を同じGaAs,AlGaAsとすると、溶液溜に収
容する溶液はGaとなり、原料はAl,Asとなる。こ
の場合Gaが非常に高価であり、Gaの高純度化に長時
間を要する。毎回純化をすると極めて長い時間が掛か
る。しかし本発明は2回目から純化処理をしないので、
純化のための費用と時間を著しく削減できるのである。
【0018】毎回溶液を捨てる事無く引き続き使用する
から、原料コストが大幅に削減される。また2回目以降
は純化処理をせず、成長を順次連続的に行なうことがで
きるので製造時間も著しく短縮される。
から、原料コストが大幅に削減される。また2回目以降
は純化処理をせず、成長を順次連続的に行なうことがで
きるので製造時間も著しく短縮される。
【0019】さらに、設備の熱環境、駆動系の許すかぎ
り多くの基板保持部、多くの溶液溜を連結、連続させて
設けることにより、一回の成長で多くの製品(M枚)を
製造できる。この面でも生産性が向上する。連続して成
長する時に、溶液回収の必要がなく、長いスライダも短
い単位の基板保持部を連結しており、最初の一つを分離
して最後のものにつなげれば良いのであるから、作業性
が良い。大量生産に極めて都合の良い構成になってい
る。量産性において優れた発明である。
り多くの基板保持部、多くの溶液溜を連結、連続させて
設けることにより、一回の成長で多くの製品(M枚)を
製造できる。この面でも生産性が向上する。連続して成
長する時に、溶液回収の必要がなく、長いスライダも短
い単位の基板保持部を連結しており、最初の一つを分離
して最後のものにつなげれば良いのであるから、作業性
が良い。大量生産に極めて都合の良い構成になってい
る。量産性において優れた発明である。
【0020】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1〜図4に本発明の治具の構造と成長方法を示す。図
1は最初の配置である。これは複数の基板保持部、溶液
溜を直列に並べたものである。繰り返しの基本形を図5
に示す。実際に図5のような短いボ−トを用いる訳では
ない。これを複数個連結する。図1〜図4において、平
坦な底板Bはこの上にスライダを滑動させるための板で
ある。これはその上に複数の溶液溜S1 、S2 を保持す
る作用もある。この例では溶液溜の数は2(M=2)で
あるがこれは最小の例である。一般に、溶液溜の数は2
以上であって装置や駆動系の許すかぎり多い方が良い。
図1〜図4に本発明の治具の構造と成長方法を示す。図
1は最初の配置である。これは複数の基板保持部、溶液
溜を直列に並べたものである。繰り返しの基本形を図5
に示す。実際に図5のような短いボ−トを用いる訳では
ない。これを複数個連結する。図1〜図4において、平
坦な底板Bはこの上にスライダを滑動させるための板で
ある。これはその上に複数の溶液溜S1 、S2 を保持す
る作用もある。この例では溶液溜の数は2(M=2)で
あるがこれは最小の例である。一般に、溶液溜の数は2
以上であって装置や駆動系の許すかぎり多い方が良い。
【0021】溶液溜S1は、3つの開口Rとより大きい
無蓋開口部Vを持つ。開口Rは上下に貫通する穴であ
る。形状は基板の形状に等しい。開口Rの数は液相エピ
タキシャル成長の目的により増減する。開口Rに溶液L
を入れて蓋Hをする。溶液溜S1の開口を前からR11、
R12、R13とする。これらに収容される溶液をL11、L
12、L13とする。これを覆う蓋はH11、H12、H13であ
る。無蓋開口部V1 は基板をだしいれするための縦穴で
ある。
無蓋開口部Vを持つ。開口Rは上下に貫通する穴であ
る。形状は基板の形状に等しい。開口Rの数は液相エピ
タキシャル成長の目的により増減する。開口Rに溶液L
を入れて蓋Hをする。溶液溜S1の開口を前からR11、
R12、R13とする。これらに収容される溶液をL11、L
12、L13とする。これを覆う蓋はH11、H12、H13であ
る。無蓋開口部V1 は基板をだしいれするための縦穴で
ある。
【0022】溶液溜S2 も同じ構造である。開口S21、
S22、S23に、溶液L21、L22、L23が収容される。蓋
H21、H22、H23がこれらを被蓋する。開口の後に基板
出入のための無蓋開口部Vがある。溶液溜S1 と溶液溜
S2 は互いに前後に連続している。これらは底板Bの上
に固定される。底板Bと溶液溜S1 、S2 の間には狭い
前後方向に開いた通し穴Pがある。通し穴Pには、スラ
イダYが水平に通るようになっている。
S22、S23に、溶液L21、L22、L23が収容される。蓋
H21、H22、H23がこれらを被蓋する。開口の後に基板
出入のための無蓋開口部Vがある。溶液溜S1 と溶液溜
S2 は互いに前後に連続している。これらは底板Bの上
に固定される。底板Bと溶液溜S1 、S2 の間には狭い
前後方向に開いた通し穴Pがある。通し穴Pには、スラ
イダYが水平に通るようになっている。
【0023】スライダは複数の基板保持部X1 、X2 、
X3 を前後に連結したものである。この連結は着脱でき
る。基板保持部の長さは、溶液溜の長さに等しい。最初
の基板保持部X1 の先端は引き出し部Qに連結してい
る。基板保持部X1 、X2 、X3 は後に基板穴Z1 、Z
2 、Z3 を有する。これにはエピタキシャル成長させる
べき基板W1 、W2 を収容する。ここで注意すべきこと
は、溶液溜よりも、基板保持部が一つ多く、底板Bも溶
液溜の寸法よりも溶液溜一つ分長いということである。
スライダの全長が底板Bに等しいようになっている。
X3 を前後に連結したものである。この連結は着脱でき
る。基板保持部の長さは、溶液溜の長さに等しい。最初
の基板保持部X1 の先端は引き出し部Qに連結してい
る。基板保持部X1 、X2 、X3 は後に基板穴Z1 、Z
2 、Z3 を有する。これにはエピタキシャル成長させる
べき基板W1 、W2 を収容する。ここで注意すべきこと
は、溶液溜よりも、基板保持部が一つ多く、底板Bも溶
液溜の寸法よりも溶液溜一つ分長いということである。
スライダの全長が底板Bに等しいようになっている。
【0024】図1の配置で溶液溜の開口に溶液と一部の
原料を入れて、水素ガスを流し加熱して、純化処理をす
る。そして残りの原料を溶液溜の開口に入れる。純化処
理は最初の1回だけ行なう。図1が成長の前の状態を示
す図である。Z1 、Z2 に基板を入れて成長を開始す
る。引き出し部Qを引き基板保持部を動かす。基板W1
は開口R13の下に、基板W2 は開口R23の下に来る。こ
こで所定の時間止めておき、第1層の薄膜を成長させ
る。次に引き出し部Qを操作して、スライダQを開口一
つ分だけ動かす。
原料を入れて、水素ガスを流し加熱して、純化処理をす
る。そして残りの原料を溶液溜の開口に入れる。純化処
理は最初の1回だけ行なう。図1が成長の前の状態を示
す図である。Z1 、Z2 に基板を入れて成長を開始す
る。引き出し部Qを引き基板保持部を動かす。基板W1
は開口R13の下に、基板W2 は開口R23の下に来る。こ
こで所定の時間止めておき、第1層の薄膜を成長させ
る。次に引き出し部Qを操作して、スライダQを開口一
つ分だけ動かす。
【0025】基板W1 は開口R12の下に、基板W2 は開
口R22の下に来る。ここで第2層を形成する。次にさら
にスライダを動かして、W1 、W2 が、開口R13、R23
の下へくるようにする。ここで第3層の成長を行なう。
全ての成長を終えると、スライダをさらに前進させて、
W1 が前に出るようにする。図2は成長の終わった状態
を示す。W2 は第1の基板保持部X1 の無蓋開口部V1
にある。成長の終わった基板W1 、W2 を取り出す。次
に図3に示すように、基板保持部X1 を引き出し部Qと
X2 から外す。
口R22の下に来る。ここで第2層を形成する。次にさら
にスライダを動かして、W1 、W2 が、開口R13、R23
の下へくるようにする。ここで第3層の成長を行なう。
全ての成長を終えると、スライダをさらに前進させて、
W1 が前に出るようにする。図2は成長の終わった状態
を示す。W2 は第1の基板保持部X1 の無蓋開口部V1
にある。成長の終わった基板W1 、W2 を取り出す。次
に図3に示すように、基板保持部X1 を引き出し部Qと
X2 から外す。
【0026】これを図3に示すように、後方へ運び、基
板保持部X2 の後に連結する。図4に示す状態になる。
基板保持部X2 、X3 、X1 がこの順にならんでいる。
X2、X3 の基板穴Z2 、Z3 が溶液溜S1 、S2 の無
蓋開口部V1 、V2 の位置にある。基板穴Z2 、Z3 に
新しい基板を入れる。この時必要であれば原料を微少量
補充する。図4は図1と同じ状態になる。再びエピタキ
シャル成長をする。以下同様に繰り返す。これによっ
て、何回でも引き続き液相エピタキシャル成長を行なう
ことができる。
板保持部X2 の後に連結する。図4に示す状態になる。
基板保持部X2 、X3 、X1 がこの順にならんでいる。
X2、X3 の基板穴Z2 、Z3 が溶液溜S1 、S2 の無
蓋開口部V1 、V2 の位置にある。基板穴Z2 、Z3 に
新しい基板を入れる。この時必要であれば原料を微少量
補充する。図4は図1と同じ状態になる。再びエピタキ
シャル成長をする。以下同様に繰り返す。これによっ
て、何回でも引き続き液相エピタキシャル成長を行なう
ことができる。
【0027】[実施例]このボ−トを用いてAlGaA
sのエピタキシャル成長を行なった。溶液溜に収容した
ものは、Ga溶液、GaAs多結晶、ド−パントとして
のZn、Teなどである。表1に溶液溜毎の材料、成長
開始温度、成長終了温度等を示す。溶液溜の寸法は60
mm×350mm×20mm(厚さ)である。基板保持
部の寸法は60mm×350mm×10mm(厚さ)で
ある。
sのエピタキシャル成長を行なった。溶液溜に収容した
ものは、Ga溶液、GaAs多結晶、ド−パントとして
のZn、Teなどである。表1に溶液溜毎の材料、成長
開始温度、成長終了温度等を示す。溶液溜の寸法は60
mm×350mm×20mm(厚さ)である。基板保持
部の寸法は60mm×350mm×10mm(厚さ)で
ある。
【0028】
【表1】
【0029】第1回目の成長の際は、溶液溜S1 、S2
にGaと、GaAsを入れ、これらを1000℃で24
時間、水素雰囲気で純化処理を行なった。純化処理の
後、各溶液溜の各開口に所定の量のAlとド−パント
(Zn、Te)を投入した。
にGaと、GaAsを入れ、これらを1000℃で24
時間、水素雰囲気で純化処理を行なった。純化処理の
後、各溶液溜の各開口に所定の量のAlとド−パント
(Zn、Te)を投入した。
【0030】そして3つ連結した基板保持部の前のふた
つX1 、X2 の基板穴Z1 、Z2 にGaAs基板W1 、
W2 を収容した。治具全体を水素雰囲気で昇温し、95
0℃にして数時間保持した。
つX1 、X2 の基板穴Z1 、Z2 にGaAs基板W1 、
W2 を収容した。治具全体を水素雰囲気で昇温し、95
0℃にして数時間保持した。
【0031】この後連結された基板保持部をスライドさ
せて、各基板W1 、W2 を最初の開口R13、R23の溶液
L13、L23に接触させた。1℃/分の降温レ−トで第1
層AlGaAsの成長を行なった。開始温度が950℃
で終了温度が900℃であるから、この成長に50分掛
かる。
せて、各基板W1 、W2 を最初の開口R13、R23の溶液
L13、L23に接触させた。1℃/分の降温レ−トで第1
層AlGaAsの成長を行なった。開始温度が950℃
で終了温度が900℃であるから、この成長に50分掛
かる。
【0032】スライダを動かして、基板W1 、W2 が2
番目の開口R12、R22の溶液に接触するようにした。こ
こでも降温レ−トは同じく1℃/分である。成長開始温
度が900℃で終了温度が899℃であるので、1分だ
けの成長である。
番目の開口R12、R22の溶液に接触するようにした。こ
こでも降温レ−トは同じく1℃/分である。成長開始温
度が900℃で終了温度が899℃であるので、1分だ
けの成長である。
【0033】スライダをさらに動かして基板W1 、W2
が、第3開口R11、R21に接触するようにする。ここで
も降温レ−トは1℃/分である。99分の成長で899
℃から800℃まで降温する。3層のエピタキシ−を行
なった。成長終了後、スライダをさらに前進させる。図
2の状態になる。基板保持部の基板穴からエピタキシャ
ルウエハを取り出す。
が、第3開口R11、R21に接触するようにする。ここで
も降温レ−トは1℃/分である。99分の成長で899
℃から800℃まで降温する。3層のエピタキシ−を行
なった。成長終了後、スライダをさらに前進させる。図
2の状態になる。基板保持部の基板穴からエピタキシャ
ルウエハを取り出す。
【0034】図3のように第1の基板保持部X1 を取り
外す。これを最後尾のX3 の後に持ってきてここに連結
する。基板保持部X2 、X3 の基板穴Z2 、Z3 に新し
い基板を入れる。1回の成長で材料が少し減少している
ので、溶液溜の各開口に表2のように原料と溶液を補充
した。
外す。これを最後尾のX3 の後に持ってきてここに連結
する。基板保持部X2 、X3 の基板穴Z2 、Z3 に新し
い基板を入れる。1回の成長で材料が少し減少している
ので、溶液溜の各開口に表2のように原料と溶液を補充
した。
【0035】
【表2】
【0036】この後第2回目のエピタキシャル成長を行
なった。ただし原料の純化処理は行なわない。成長開始
温度、降温レ−ト、成長終了温度は前回と同じである。
スライダを順次動かして成長を行なう。前回と同じよう
にして、X2 、X3 において、基板2枚のエピタキシャ
ル成長を行なうことができた。
なった。ただし原料の純化処理は行なわない。成長開始
温度、降温レ−ト、成長終了温度は前回と同じである。
スライダを順次動かして成長を行なう。前回と同じよう
にして、X2 、X3 において、基板2枚のエピタキシャ
ル成長を行なうことができた。
【0037】次に3度目の成長を行なうが、この場合も
同様の操作をする。基板保持部X2を取り外して最後尾
のX1 の後に連結する。基板保持部X3 、X1 の基板穴
に基板を入れる。表2に示すように原料を少し追加す
る。原料純化をせず、直ぐに液相エピタキシャル成長を
開始する。このようにして3回の成長を連続して行なう
ことができる。
同様の操作をする。基板保持部X2を取り外して最後尾
のX1 の後に連結する。基板保持部X3 、X1 の基板穴
に基板を入れる。表2に示すように原料を少し追加す
る。原料純化をせず、直ぐに液相エピタキシャル成長を
開始する。このようにして3回の成長を連続して行なう
ことができる。
【0038】Ga溶液は補充しないので全体としても6
00gしか消費していない。また3回の製造に費やされ
た時間は48時間であった。 [比較例1]比較のため、ふたつ分の溶液溜と、一体と
なった2つ分の基板保持部を用いた成長を行なった。一
体型の治具により、同じ溶液、原料を使って、GaAs
ウエハの上に同じ3層の薄膜を成長させた。基板保持部
が分割されていないので、図5の治具を前後に二つ結合
したような配置になる。同じエピタキシャル成長を3回
行なった。
00gしか消費していない。また3回の製造に費やされ
た時間は48時間であった。 [比較例1]比較のため、ふたつ分の溶液溜と、一体と
なった2つ分の基板保持部を用いた成長を行なった。一
体型の治具により、同じ溶液、原料を使って、GaAs
ウエハの上に同じ3層の薄膜を成長させた。基板保持部
が分割されていないので、図5の治具を前後に二つ結合
したような配置になる。同じエピタキシャル成長を3回
行なった。
【0039】成長の度に溶液を捨てるので、全体として
1800gのGaが消費された。本発明では全体として
600gしかGaを使わない。また製造時間は、120
時間必要であった。本発明は時間的にも有利であること
がわかる。
1800gのGaが消費された。本発明では全体として
600gしかGaを使わない。また製造時間は、120
時間必要であった。本発明は時間的にも有利であること
がわかる。
【0040】この例では、基板保持部が3、溶液溜が2
である。しかしこれらの数はより多くすることができ
る。溶液溜の数M、基板保持部の数M+1の装置を用い
れば、M枚の基板を一度にエピタキシャル成長させるこ
とができる。本発明の治具は、溶液溜の最初の位置に基
板を出し入れするための無蓋開口部Vがあるので、スラ
イダの動く範囲は常に溶液溜の一つ分の距離にすぎな
い。ために装置の空間的な制限があっても、本発明の治
具を運動させることは容易である。
である。しかしこれらの数はより多くすることができ
る。溶液溜の数M、基板保持部の数M+1の装置を用い
れば、M枚の基板を一度にエピタキシャル成長させるこ
とができる。本発明の治具は、溶液溜の最初の位置に基
板を出し入れするための無蓋開口部Vがあるので、スラ
イダの動く範囲は常に溶液溜の一つ分の距離にすぎな
い。ために装置の空間的な制限があっても、本発明の治
具を運動させることは容易である。
【0041】従来の治具は、溶液溜と、基板保持部を複
数個M連結すると、基板の取出しのためにスライダの全
体を引き出さなければならない。溶液溜毎に基板を取り
出すための無蓋開口部Vがないからである。つまりスラ
イダは基板保持部のM個分の距離を動く。すると、エピ
タキシャル装置は少なくとも2M個分の広さを持ってい
なければならない。本発明の場合はM+1個分の広さが
あれば良い。より狭い空間でもより多くの枚数の基板を
同時に処理できる。
数個M連結すると、基板の取出しのためにスライダの全
体を引き出さなければならない。溶液溜毎に基板を取り
出すための無蓋開口部Vがないからである。つまりスラ
イダは基板保持部のM個分の距離を動く。すると、エピ
タキシャル装置は少なくとも2M個分の広さを持ってい
なければならない。本発明の場合はM+1個分の広さが
あれば良い。より狭い空間でもより多くの枚数の基板を
同時に処理できる。
【0042】
【発明の効果】本発明の液相エピタキシャル成長装置
は、複数の基板保持部を着脱可能に連結して、これより
一つ少ない溶液溜の下をスライドさせてエピタキシャル
成長させる。1回の成長が終わると先頭の基板保持部を
取り外して後へ回し、これを最後尾の基板保持部に連結
し、基板穴に基板を装着して次回の成長を引き続き行な
うことができる。連続して成長を行なうことができるの
で、毎回溶液と原料を廃棄する必要がない。したがって
原料の損耗分だけを補給すれば良い。これにより溶液や
原料の無駄を省くことができる。特に高価なGa溶液を
使用するGaAs系、AlGaAs系のエピタキシャル
成長に用いると極めて有利である。
は、複数の基板保持部を着脱可能に連結して、これより
一つ少ない溶液溜の下をスライドさせてエピタキシャル
成長させる。1回の成長が終わると先頭の基板保持部を
取り外して後へ回し、これを最後尾の基板保持部に連結
し、基板穴に基板を装着して次回の成長を引き続き行な
うことができる。連続して成長を行なうことができるの
で、毎回溶液と原料を廃棄する必要がない。したがって
原料の損耗分だけを補給すれば良い。これにより溶液や
原料の無駄を省くことができる。特に高価なGa溶液を
使用するGaAs系、AlGaAs系のエピタキシャル
成長に用いると極めて有利である。
【0043】また毎回溶液や原料を全部交換するのでは
ないので、ベ−キングは最初の1回だけで済む。原料の
純化処理も1回だけで良いので全体としての製造時間を
短縮することができる。原料、製造時間の削減によりコ
ストを著しく低減できる。
ないので、ベ−キングは最初の1回だけで済む。原料の
純化処理も1回だけで良いので全体としての製造時間を
短縮することができる。原料、製造時間の削減によりコ
ストを著しく低減できる。
【0044】成長設備の許すかぎり、溶液溜、基板保持
部をできるだけ沢山連結し、1回当たりのエピタキシャ
ル成長ウエハの数を増やことができる。このようにして
も、基板保持部は分割できるので、取り扱いが不便には
ならない。
部をできるだけ沢山連結し、1回当たりのエピタキシャ
ル成長ウエハの数を増やことができる。このようにして
も、基板保持部は分割できるので、取り扱いが不便には
ならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液相エピタキシャル成長装置において
成長の前における治具構造を示す断面図。
成長の前における治具構造を示す断面図。
【図2】本発明の液相エピタキシャル成長装置において
成長の後における治具構造を示す断面図。
成長の後における治具構造を示す断面図。
【図3】エピタキシャル成長の後、最前の治具を取り外
し最後の治具の後に接続した状態を示す断面図。
し最後の治具の後に接続した状態を示す断面図。
【図4】新たな基板を挿入し、原料を補充した状態を示
す断面図。
す断面図。
【図5】従来例に係る液相エピタキシャル成長装置の治
具の断面図。
具の断面図。
【図6】他の従来例に係る液相エピタキシャル成長装置
の治具の断面図。
の治具の断面図。
【図7】他の従来例に係る液相エピタキシャル成長装置
の治具の断面図。
の治具の断面図。
S 溶液溜 X 基板保持部 Y スライダ Z 基板穴 R 開口 L 溶液 B 底板 V 無蓋開口部 P 通し穴 Q 引き出し部 W 基板
Claims (5)
- 【請求項1】 水平に伸びる底板と、溶液と原料を収容
すべき1以上の開口と基板を交換すべき一つの開口を持
ち連続して底板の上に設けられる複数の溶液溜と、基板
を収容すべき基板穴を有し着脱自在に互いに連結して設
けられる溶液溜より一つ多い基板保持部と、連結されて
いる基板保持部を底板と溶液溜の間の空隙に通して移動
させる引き出し部とを含み、溶液溜の開口には溶液と原
料を収容し、基板保持部を少しずつ移動させて、複数の
基板の上に原料の薄膜を形成するようにし、薄膜形成
後、基板を直接に或いは基板交換用の開口を通して基板
穴から取り出し、最先の基板保持部を取り外して最後の
基板保持部につなぎ、新しい基板を基板交換用の開口か
ら基板穴に入れて、次回のエピタキシャル成長を行なう
ことができるようにした事を特徴とする液相エピタキシ
ャル成長用ボ−ト。 - 【請求項2】 水平に伸びる底板と、溶液と原料を収容
すべき1以上の開口と基板を交換すべき一つの開口を持
ち連続して底板の上に設けられる二つの溶液溜と、基板
を収容すべき基板穴を有し着脱自在に互いに連結して設
けられる三つの基板保持部と、連結されている基板保持
部を底板と溶液溜の間の空隙に通して移動させる引き出
し部とを含み、溶液溜の開口には溶液と原料を収容し、
基板保持部を少しずつ移動させて、複数の基板の上に原
料の薄膜を形成するようにし、薄膜形成後、基板を直接
に或いは基板交換用の開口を通して基板穴から取り出
し、最先の基板保持部を取り外して最後の基板保持部に
つなぎ、新しい基板を基板交換用の開口から基板穴に入
れて、次回のエピタキシャル成長を行なうことができる
ようにした事を特徴とする液相エピタキシャル成長用ボ
−ト。 - 【請求項3】 水平に伸びる底板と、溶液と原料を収容
すべき1以上の開口と基板を交換すべき一つの開口を持
ち連続して底板の上に設けられる複数の溶液溜と、基板
を収容すべき基板穴を有し着脱自在に互いに連結して設
けられる溶液溜より一つ多い基板保持部と、連結されて
いる基板保持部を底板と溶液溜の間の空隙に通して移動
させる引き出し部とを含む液相エピタキシャル成長装置
を用い、最初の成長においては、溶液溜の開口には溶液
と一部の原料を収容し、水素雰囲気で高温に保持して原
料を純化処理し、基板保持部を少しずつ移動させて、複
数の基板の上に原料の薄膜を形成し、薄膜形成後、基板
を直接に或いは基板交換用の開口を通して基板穴から取
り出し、最先の基板保持部を取り外して最後の基板保持
部につなぎ、新しい基板を基板交換用の開口から各基板
保持部の基板穴に入れて、溶液溜の開口の溶液を入れ替
えず、原料の純化処理を行なうことなく、次回のエピタ
キシャル成長を行なうようにした事を特徴とする液相エ
ピタキシャル成長方法。 - 【請求項4】 水平に伸びる底板と、溶液と原料を収容
すべき1以上の開口と基板を交換すべき一つの開口を持
ち連続して底板の上に設けられる複数の溶液溜と、基板
を収容すべき基板穴を有し着脱自在に互いに連結して設
けられる溶液溜より一つ多い基板保持部と、連結されて
いる基板保持部を底板と溶液溜の間の空隙に通して移動
させる引き出し部とを含む液相エピタキシャル成長装置
を用い、最初の成長においては、溶液溜の開口には溶液
と一部の原料を収容し、水素雰囲気で高温に保持して原
料を純化処理し、基板保持部を少しずつ移動させて、複
数の基板の上に原料の薄膜を形成し、薄膜形成後、基板
を直接に或いは基板交換用の開口を通して基板穴から取
り出し、最先の基板保持部を取り外して最後の基板保持
部につなぎ、新しい基板を基板交換用の開口から各基板
保持部の基板穴に入れて、溶液溜の開口の溶液を入れ替
えず、原料の純化処理を行なうことなく、消費した原料
分を溶液溜の開口に補充し、次回のエピタキシャル成長
を行なうようにした事を特徴とする液相エピタキシャル
成長方法。 - 【請求項5】 基板がGaAsまたはAlGaAsであ
り、溶液溜の開口に収容する溶液がGaであり、Ga溶
液は原料としてAsとAlを含むことを特徴とする請求
項3または4に記載の液相エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27308393A JPH07101795A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 液相エピタキシャル成長用ボ−トおよび成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27308393A JPH07101795A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 液相エピタキシャル成長用ボ−トおよび成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07101795A true JPH07101795A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17522911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27308393A Pending JPH07101795A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 液相エピタキシャル成長用ボ−トおよび成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101795A (ja) |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP27308393A patent/JPH07101795A/ja active Pending
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