JPH079887B2 - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
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- JPH079887B2 JPH079887B2 JP10964585A JP10964585A JPH079887B2 JP H079887 B2 JPH079887 B2 JP H079887B2 JP 10964585 A JP10964585 A JP 10964585A JP 10964585 A JP10964585 A JP 10964585A JP H079887 B2 JPH079887 B2 JP H079887B2
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Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は結晶基板上にエピタキシャル成長膜を液相成長
する方法に関し、成長膜厚の再現性に優れた方法を提供
しようとするものである。
する方法に関し、成長膜厚の再現性に優れた方法を提供
しようとするものである。
(ロ) 従来の技術 プレーナ型ショットキバリアダイオードの高性能化、高
周波数化、及び量産化の要求を満足させるため、いった
んメルト溜めに保有したメルトを利用して複数枚の基板
のそれぞれに対して膜厚のばらつきが少ないエピタキシ
ャル成長膜を再現性良く形成する必要がある。従来、基
板に接触させるメルトはその温度分布が一定になるよう
に温度管理されているが、この場合このメルトを使用し
てエピタキシャル成長膜の形成を複数回行なうには、メ
ルト中の溶質の量を、結晶成長開始温度での溶質の飽和
量の1.5倍以上にする必要があるとされている。このよ
うなメルトを用いて基板上にエピタキシャル成長膜を形
成する場合膜厚の管理が難しく、膜厚のばらつきの少な
い成長膜を再現性良く作ることが難しかった。尚、液相
エピタキシャル成長法の概要は昭和57年７月10日（株）
サイエンスフォーラム発行の「最新化合物ハンドブッ
ク」第96頁〜第101頁に紹介されている。
周波数化、及び量産化の要求を満足させるため、いった
んメルト溜めに保有したメルトを利用して複数枚の基板
のそれぞれに対して膜厚のばらつきが少ないエピタキシ
ャル成長膜を再現性良く形成する必要がある。従来、基
板に接触させるメルトはその温度分布が一定になるよう
に温度管理されているが、この場合このメルトを使用し
てエピタキシャル成長膜の形成を複数回行なうには、メ
ルト中の溶質の量を、結晶成長開始温度での溶質の飽和
量の1.5倍以上にする必要があるとされている。このよ
うなメルトを用いて基板上にエピタキシャル成長膜を形
成する場合膜厚の管理が難しく、膜厚のばらつきの少な
い成長膜を再現性良く作ることが難しかった。尚、液相
エピタキシャル成長法の概要は昭和57年７月10日（株）
サイエンスフォーラム発行の「最新化合物ハンドブッ
ク」第96頁〜第101頁に紹介されている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 メルト内の溶質の量が結晶成長開始温度での飽和量の1.
5倍以上でありかつメルト内の温度が均一である従来の
成長方法では基板面内における成長膜の膜厚のばらつき
が大きく、例えば基板上に3000Åの膜厚の成長膜を５サ
ンプル分成長させた場合平均±500Å程度のばらつきが
生じていた。
5倍以上でありかつメルト内の温度が均一である従来の
成長方法では基板面内における成長膜の膜厚のばらつき
が大きく、例えば基板上に3000Åの膜厚の成長膜を５サ
ンプル分成長させた場合平均±500Å程度のばらつきが
生じていた。
本発明はメルト溜めにいったん格納したメルトを使って
複数の基板に、膜厚のばらつきが小さいエピタキシャル
成長膜を再現性良く成長させる方法を提供しようとする
ものである。
複数の基板に、膜厚のばらつきが小さいエピタキシャル
成長膜を再現性良く成長させる方法を提供しようとする
ものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、表面にエピタキシャル成長膜を形成するため
の主基板及びメルトの飽和度の過不足を補正するための
ダミー基板を支持する基板ホルダーと、メルト溜めを有
し前記基板ホルダーに対して相対的に摺動可能に装備さ
れるメルトホルダーと、前記メルト溜めに支持されるメ
ルトと、を備え、前記ダミー基板に前記メルトを接触さ
せて該メルトの飽和度の過不足を補正した後、該補正時
の温度より低い所定温度で該メルトを前記主基板に接触
させて該主基板上にエピタキシャル成長膜を形成する液
相エピタキシャル成長方法において、前記メルトは、該
メルトの温度が前記基板ホルダー側から上方へ向けて0.
5〜３℃/cmの範囲の温度勾配で降下するように設定され
且つ溶媒内に結晶成長開始温度での飽和量に等しい溶質
を備えていることを特徴とする。
の主基板及びメルトの飽和度の過不足を補正するための
ダミー基板を支持する基板ホルダーと、メルト溜めを有
し前記基板ホルダーに対して相対的に摺動可能に装備さ
れるメルトホルダーと、前記メルト溜めに支持されるメ
ルトと、を備え、前記ダミー基板に前記メルトを接触さ
せて該メルトの飽和度の過不足を補正した後、該補正時
の温度より低い所定温度で該メルトを前記主基板に接触
させて該主基板上にエピタキシャル成長膜を形成する液
相エピタキシャル成長方法において、前記メルトは、該
メルトの温度が前記基板ホルダー側から上方へ向けて0.
5〜３℃/cmの範囲の温度勾配で降下するように設定され
且つ溶媒内に結晶成長開始温度での飽和量に等しい溶質
を備えていることを特徴とする。
(ホ) 作用 本発明の液相エピタキシャル成長方法では、メルトの温
度が基板ホルダー側から上方へ向けて0.5〜３℃/cmの範
囲の温度勾配で降下するように設定しているので、メル
トの下部の温度は高くなりこの下部での溶質の溶解度が
増大する。従って、主基板側に接する側でのメルトの溶
質濃度が大きくなり、エピタキシャル成長膜を安定に成
膜することができる。更に、例えば溶媒内に溶質を混合
させるために結晶成長温度に比べて十分高い温度でメル
トを作成するが、そのときメルトの下部が上部に比べて
高温にされているので溶質の対流が十分に行われて混合
むらを防ぐことができ、そのためこれを降温して結晶成
長させる際に混合むらによる成膜不良を生ずる恐れがな
い。
度が基板ホルダー側から上方へ向けて0.5〜３℃/cmの範
囲の温度勾配で降下するように設定しているので、メル
トの下部の温度は高くなりこの下部での溶質の溶解度が
増大する。従って、主基板側に接する側でのメルトの溶
質濃度が大きくなり、エピタキシャル成長膜を安定に成
膜することができる。更に、例えば溶媒内に溶質を混合
させるために結晶成長温度に比べて十分高い温度でメル
トを作成するが、そのときメルトの下部が上部に比べて
高温にされているので溶質の対流が十分に行われて混合
むらを防ぐことができ、そのためこれを降温して結晶成
長させる際に混合むらによる成膜不良を生ずる恐れがな
い。
(ヘ) 実施例 第１図〜第５図は本発明方法の工程説明図、第６図はこ
の工程中のメルトの温度プログラム図である。第６図中
の領域Ａ〜Ｅはそれぞれ第１〜第５図の工程中に対応し
ている。
の工程中のメルトの温度プログラム図である。第６図中
の領域Ａ〜Ｅはそれぞれ第１〜第５図の工程中に対応し
ている。
各図において、(1)は表面にはエピタキシャル成長膜を
形成するための基板（主基板）(2)及びダミー基板(3)を
それぞれ収容する凹部を有する基板ホルダー、(4)はメ
ルト(5)を支持するためのメルト溜め(6)を有し上記基板
ホルダー(1)に対して相対的に摺動可能に装備されるメ
ルトホルダーであり、これらは結晶成長時、何れも反応
炉（図示省略）内に格納されており、上記摺動のため反
応炉外から基板ホルダー(1)を移動させるため該基板ホ
ルダー(1)に操作棒（図示省略）が関係づけられてい
る。(7)はメルト溜め(6)に収納されたメルト(5)を施蓋
する蓋体である。反応炉内ではメルト(5)が基板ホルダ
ー(1)から蓋体(7)へ向けて所定の温度勾配（0.5〜３℃/
cm）を持って降下するように温度制御されている。この
制御は反応炉内を加熱するために該反応炉外に装備した
ヒータを上下に２分割し、分割されたヒータを個々に温
度制御することで可能であり、反応炉内の温度分布を良
好にするため加熱領域の前後の反応炉とヒータの間に、
断熱材（例えばグラスウール等）よりなるシールを配設
するようにしている。尚、上記メルト(5)中には結晶成
長開始温度での飽和量の溶質が入れられている。
形成するための基板（主基板）(2)及びダミー基板(3)を
それぞれ収容する凹部を有する基板ホルダー、(4)はメ
ルト(5)を支持するためのメルト溜め(6)を有し上記基板
ホルダー(1)に対して相対的に摺動可能に装備されるメ
ルトホルダーであり、これらは結晶成長時、何れも反応
炉（図示省略）内に格納されており、上記摺動のため反
応炉外から基板ホルダー(1)を移動させるため該基板ホ
ルダー(1)に操作棒（図示省略）が関係づけられてい
る。(7)はメルト溜め(6)に収納されたメルト(5)を施蓋
する蓋体である。反応炉内ではメルト(5)が基板ホルダ
ー(1)から蓋体(7)へ向けて所定の温度勾配（0.5〜３℃/
cm）を持って降下するように温度制御されている。この
制御は反応炉内を加熱するために該反応炉外に装備した
ヒータを上下に２分割し、分割されたヒータを個々に温
度制御することで可能であり、反応炉内の温度分布を良
好にするため加熱領域の前後の反応炉とヒータの間に、
断熱材（例えばグラスウール等）よりなるシールを配設
するようにしている。尚、上記メルト(5)中には結晶成
長開始温度での飽和量の溶質が入れられている。
基板ホルダー(1)とメルトホルダー(4)とは第１図に示す
相対位置関係で反応炉内に挿入され、H2ガス中で800℃
（基板に接するメルト部分の温度で表示する、以下同
じ）まで昇温し、800℃で30分間保持する。このときメ
ルトの上部は少し低温にされているので溶質の溶媒内で
の対流が行なわれ混合むらを防ぐ。その後、800℃から7
60℃付近まで降温し、760℃になった時点で、基板ホル
ダー(1)とメルトホルダー(4)の関係を第２図に示す状態
にし、その状態で30分間保持する。このとき、図示の如
くメルト(5)と、該メルトの飽和度の過不足を補正する
役割を持つダミー基板(3)とが接触している。その後、
第３図に示す如くメルト(5)を基板(2)とダミー基板(3)
の間の両基板に接触しない状態に設定され、その状態で
メルト(5)を一定の冷却速度で降温させており、所定温
度（ΔＴ）だけ温度が下がった時点で第４図に示すよう
にメルト(5)を基板(2)に接触させる。必要な膜厚のエピ
タキシャル成長膜を形成させる時間の経過後、第５図に
示すようにメルト(5)を基板(2)から外す。
相対位置関係で反応炉内に挿入され、H2ガス中で800℃
（基板に接するメルト部分の温度で表示する、以下同
じ）まで昇温し、800℃で30分間保持する。このときメ
ルトの上部は少し低温にされているので溶質の溶媒内で
の対流が行なわれ混合むらを防ぐ。その後、800℃から7
60℃付近まで降温し、760℃になった時点で、基板ホル
ダー(1)とメルトホルダー(4)の関係を第２図に示す状態
にし、その状態で30分間保持する。このとき、図示の如
くメルト(5)と、該メルトの飽和度の過不足を補正する
役割を持つダミー基板(3)とが接触している。その後、
第３図に示す如くメルト(5)を基板(2)とダミー基板(3)
の間の両基板に接触しない状態に設定され、その状態で
メルト(5)を一定の冷却速度で降温させており、所定温
度（ΔＴ）だけ温度が下がった時点で第４図に示すよう
にメルト(5)を基板(2)に接触させる。必要な膜厚のエピ
タキシャル成長膜を形成させる時間の経過後、第５図に
示すようにメルト(5)を基板(2)から外す。
上述の結晶成長例と同様の方法で、ΔＴ＝1.5℃にし、G
aを溶媒、Asを溶質としたメルト（メルト厚5mm）を用
い、そのメルトの状態として、結晶成長開始温度での飽
和量の1.5倍のAsを入れ、結晶成長時メルトの深さ方向
に温度勾配を付けないようにしたもの（サンプル１、従
来技術）と、結晶成長開始温度での飽和量に等しいAsを
入れ、結晶成長時メルトの深さ方向に温度勾配を付けな
いようにしたもの（サンプル２）、結晶成長開始温度で
の飽和量に等しいAsを入れ結晶成長時に温度勾配１℃/c
mを付けたもの（サンプル３）、を設定し、４×4cmのウ
エハ（基板）上に約3000Åの薄膜を成長させた。メルト
は５回ずつ使用し５枚ずつのウエハの膜厚のばらつきを
平均化した。その結果、サンプル１、２、３にはそれぞ
れ3000ű500Å、3000ű750Å、3000ű200Åの膜
厚のエピタキシャル成長膜が得られた。
aを溶媒、Asを溶質としたメルト（メルト厚5mm）を用
い、そのメルトの状態として、結晶成長開始温度での飽
和量の1.5倍のAsを入れ、結晶成長時メルトの深さ方向
に温度勾配を付けないようにしたもの（サンプル１、従
来技術）と、結晶成長開始温度での飽和量に等しいAsを
入れ、結晶成長時メルトの深さ方向に温度勾配を付けな
いようにしたもの（サンプル２）、結晶成長開始温度で
の飽和量に等しいAsを入れ結晶成長時に温度勾配１℃/c
mを付けたもの（サンプル３）、を設定し、４×4cmのウ
エハ（基板）上に約3000Åの薄膜を成長させた。メルト
は５回ずつ使用し５枚ずつのウエハの膜厚のばらつきを
平均化した。その結果、サンプル１、２、３にはそれぞ
れ3000ű500Å、3000ű750Å、3000ű200Åの膜
厚のエピタキシャル成長膜が得られた。
(ト) 発明の効果 本発明は、表面にエピタキシャル成長膜を形成するため
の基板及びメルトの飽和度の過不足を補正するためのダ
ミー基板を支持する基板ホルダーと、メルト溜めを有し
この基板ホルダーに対して相対的に摺動可能に装備され
るメルトホルダーと、メルト溜めに支持されるメルト
と、を備え、ダミー基板にメルトを接触させてメルトの
飽和度の過不足を補正した後、この補正時の温度より低
い所定温度でメルトを基板に接触させてこの基板上にエ
ピタキシャル成長膜を形成する液相エピタキシャル成長
方法において、前記メルトは、該メルトの温度が前記基
板ホルダー側から上方へ向けて0.5〜３℃/cmの範囲の温
度勾配で降下するように設定され且つ溶媒内に結晶成長
開始温度での飽和量に等しい溶質を備えているので、基
板側でのメルトの溶質濃度が大きくなってエピタキシャ
ル成長膜を安定に成膜することができる。また、メルト
内での溶質の対流が十分に行われて混合むらを防いで成
膜不良が生じる恐れを解消することができる。この結
果、膜厚のばらつきの小さいエピタキシャル成長を複数
回、再現性良く行なうことができる。
の基板及びメルトの飽和度の過不足を補正するためのダ
ミー基板を支持する基板ホルダーと、メルト溜めを有し
この基板ホルダーに対して相対的に摺動可能に装備され
るメルトホルダーと、メルト溜めに支持されるメルト
と、を備え、ダミー基板にメルトを接触させてメルトの
飽和度の過不足を補正した後、この補正時の温度より低
い所定温度でメルトを基板に接触させてこの基板上にエ
ピタキシャル成長膜を形成する液相エピタキシャル成長
方法において、前記メルトは、該メルトの温度が前記基
板ホルダー側から上方へ向けて0.5〜３℃/cmの範囲の温
度勾配で降下するように設定され且つ溶媒内に結晶成長
開始温度での飽和量に等しい溶質を備えているので、基
板側でのメルトの溶質濃度が大きくなってエピタキシャ
ル成長膜を安定に成膜することができる。また、メルト
内での溶質の対流が十分に行われて混合むらを防いで成
膜不良が生じる恐れを解消することができる。この結
果、膜厚のばらつきの小さいエピタキシャル成長を複数
回、再現性良く行なうことができる。
第１図、第２図、第３図、第４図、第５図は本発明方法
の一実施例の工程説明図、第６図はこの工程中のメルト
の温度プログラム図である。 (1)……基板ホルダー、(2)……基板、(4)……メルトホ
ルダー、(5)……メルト、(7)……蓋体。
の一実施例の工程説明図、第６図はこの工程中のメルト
の温度プログラム図である。 (1)……基板ホルダー、(2)……基板、(4)……メルトホ
ルダー、(5)……メルト、(7)……蓋体。
Claims (1)
- 【請求項１】表面にエピタキシャル成長膜を形成するた
めの主基板及びメルトの飽和度の過不足を補正するため
のダミー基板を支持する基板ホルダーと、メルト溜めを
有し前記基板ホルダーに対して相対的に摺動可能に装備
されるメルトホルダーと、前記メルト溜めに支持される
メルトと、を備え、前記ダミー基板に前記メルトを接触
させて該メルトの飽和度の過不足を補正した後、該補正
時の温度より低い所定温度で該メルトを前記主基板に接
触させて該主基板上にエピタキシャル成長膜を形成する
液相エピタキシャル成長方法において、前記メルトは、
該メルトの温度が前記基板ホルダー側から上方へ向けて
0.5〜３℃/cmの範囲の温度勾配で降下するように設定さ
れ且つ溶媒内に結晶成長開始温度での飽和量に等しい溶
質を備えていることを特徴とする液相エピタキシャル成
長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10964585A JPH079887B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10964585A JPH079887B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61280613A JPS61280613A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH079887B2 true JPH079887B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=14515532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10964585A Expired - Lifetime JPH079887B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079887B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1391140B1 (en) * | 2001-04-30 | 2012-10-10 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for controlling the spatial temperature distribution across the surface of a workpiece support |
| US20050211385A1 (en) | 2001-04-30 | 2005-09-29 | Lam Research Corporation, A Delaware Corporation | Method and apparatus for controlling spatial temperature distribution |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP10964585A patent/JPH079887B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61280613A (ja) | 1986-12-11 |
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