JPS60182721A - 気相成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）　発明の技術分野 本発明は急峻な界面組成およびドーピングプロファイル
をもつ気相成長層の成長が可能な気相成長方法に関する
。

（ｂ）　技術の背景 ＩＣ，ＬＳＩや半導体レーザなどの半導体装置はシリコ
ン（Ｓｔ）などの半導体或はガリウム砒素（ＧａＡｓ）
のような化合物半導体を基板とし、この上にキャリヤｍ
度の異なるエピタキシャル層を形成するか或いはへテロ
エピタキシャル層を形成し、写真蝕刻技術（ホトリック
ラフィ）を用いてパターン形ＪＲを行うなどの手法を用
いて製造されている。

こ＼でエピタキシャル或いはへテロエピタキシャル層の
形成法としては本発明に係る化学気相成長法（以後時し
てＣＶＤ法）によるものと液相法及び分子Ｎ’：Ａエピ
タキシー法（ＭＢＥ）によるもの等があり、それぞれ特
徴を活して使い分けされている。

また半導体；（ル子の形成には基板上に絶縁層を形成す
ることが必要であり、この形成にもＣＶＤ法が多く用い
られ二酸化硅素（ＳｉＯ２）、窒化硅素（ＳｉａＮ＋）
などの薄膜を用いてノー絶縁を行うことが多い。

本発明はＣＶＤ法を用いて半番体基板上に異なる組成の
成ＪＪ！、層を連続して作るのに適したＣＶＤ装置の構
成に関するものである。

（ｃ）　従来技術と問題点 半導体素子の形成においてＰＮ接合など導電型の異なる
半導体層を成長させる場合、或いは高抵抗基板上に半導
体層を成長させる場合であっても半導体層の中の濃度分
布はでき得る限り急峻な傾斜をもって構成されているこ
とが必要である。

そのため従来は気相成長が終った被処理基板の取り出し
を容易に行えるようにしたり、或いは被処理基板に蓋を
するなどの方法が構じられている。

すなわち、被処理基板を載ｆｄＬ、たサセプタを２重構
造としハンドラーを用いてサセプタ毎に交換できるよう
にしたり、或いはハンドラーを用いて被処理基板に蓋を
して気相成長を抑制するなどの方法もとられている。

然しこれらの方法は機構が複雑であり充分な効果をあげ
るに到っていない。

（ｄ）　発明の目的 本発明の目的は大聖の基板を用い急峻なドーピングプロ
ファイルをもつ半導体層の形成が可能な気相成長方法を
揚供するにある。

（ｅ）　発明の構成 本発明の目的は被処理基板が載置された基板ホルダーを
、隔壁により複数個の空間に分離された反応室内に挿入
し、該隔壁に設けられた前記基板ホルダーが挿通可能な
貫通孔を通して該基板ホルダーを前記各空間内に移動し
、前記貫通孔を前記基板ホルダーの一部で塞ぐことによ
り、他の空間から所望の空間を略完全に分離した後、該
所望の空間内で前記基板ホルダー上に載置された被処理
基板上に半導体屑を気相成長させることを特徴とする気
相成長方法により達成することができる。

（ｆ）　発明の実施例 本発明は反応管の中に隔壁を設けて複数個の反応室に分
割し、一方この隔壁を貫いて被処理基板を載置したサセ
プタを移動することにより急峻なドーピングプロファイ
ルをもつ半導体層を形成するものである。

第１図（４）は本発明の実施に用いる半導体成長装置の
側断面図また同図の）はＸＸ′線における縦断面図であ
る。

すなわち、本発明に係る成長装置は反応管１の内側に石
英製のライナ管２があり、このライナ管２には反応管１
をＶ数個（この場合２個）の反応室に分割するための半
円形の隔壁３が設けられている。

次に反応室の入口はステンレス製のマニホールド４によ
って密封されているが、この入口からカーボン環の半円
形のサセプタ５が挿入でき、このサセプタ５は石英製の
挿入棒６でライナ（Ｉ！Ｉ２の内側をスライドさせ隔壁
３と位置合わせすることにより、ライナ管２が別個の反
応室に分割されるよう構成されている。

尚、ライナ管２と反応管１との間にはわずかな透き間を
生じるが、この部分ではガスの流動抵抗が大きい為、例
えば反応室（１）内のガスが反応室（ｎ）内に流れ込む
ことはない。

すなわち、カーボン環のサセプタ５は半円形の断面形状
をもつと共に上面中央部７が突出していてストッパとし
て働らき、また下面も中央部まで削れていてライナ管２
に設けたストッパ８に当ることにより正確に隔壁３と位
置決めが行われている。

次にカーボン環のサセプタ５の上部にはカーボン環の基
板ホルダ９が置かれ、被処理基板１０は切削加工された
基板ホルダ９の上部凹部に嵌入されている。

またカーボンサセプタ５の上面中央部７には第１図（Ｂ
）に示すように４．を板ホルダ９が嵌入可能な移動口１
１がおいており基板ホルダ９と接続して設けられている
石英製の操作棒１２を用いてスライドさせることにより
隔壁３の下の移動口１１を通って反応室（１）より反応
室（ＩＩ）へ移すことができる。

この時、基板ホルダ９の位ｈｔ制御は、外部から自動的
に行ってもよいし、また反応室（ＩＩ）内のサセプタ５
の端部に凸部を設はストッパとしてもよい。

尚、反応室（ｒ）および（１１）にはそれぞれ独立した
反応ガス供給管１３．１４と排気口１５．１６が設けら
れている。

このように基板ホルダ９の端部をカーボンサセブタ５の
移動口１１に挿入した状態で反応ガス供給管１３よりガ
スを供給し排気口１５より排出させる状態で高周波コイ
ル１７に通電してカーボンサセプタ５を誘導加熱して気
相反応を行い、次に操作棒１２を押して基板ホルダ９の
反対側の端部がカーボンサセプタ５の郡動口１１に一敗
するまでスライドさせた状態で反応ガス供給管１４より
供給されるガスにより気相成長を行えば急峻なドーピン
グプロファイルをもつ成長層の形成ができるＯ 例えば、電界効果ｌ・ランジスタ（ＦＥＴ）を形成する
場合、半絶縁性ガリウム砒Ｘ　（Ｇ　ａＡ　ｓ　）基板
上にキャリヤ硅度の少いバッファ層を形成して基板の彫
物を遮断（７この上に動作層を形成することが必要であ
る。

この場合、反応室Ｉのガス供給管１３からは水２　（Ｈ
ｚ）、アルシン（ＡｓＨｓ）とトリメチルガリウム（略
称ＴＭＧ）からなる混合ガスを供給し、一方反応室■の
ガス供給管１４からはＨ＊　＋　ＡＢＨ３１ＴＭＧおよ
び硫化水素（ａＳＳ）からなる混合ガスを供給し乍ら先
に説明したように基板ホルダ９をスライドさせれば、バ
ッファ層から動作層へ急峻なドーピングプロファイルを
もつ半導体層を形成することができる。

次に第１図は反応管１の加熱を高周波コイル１７で行う
場合であるがランプを用いても行うこともできる。

第２図（５）と（Ｂ）はこれを用いた実施例で同図（５
）は（ｉｌｌ断面図また（Ｂ）はｘ−ｘ’線における断
面図である。

この方式をとる場合は加熱用ランプ２０は反応管ｌをと
り囲んで設ける必要がないのでガス供給管２１を上部に
設けることが可能であり、スペース的に余裕があり、こ
の実施例の場合３個の反応室を設けることができる。

そしてこの実施例の場合、カーボンサセプタ２２はライ
ナ管２３の上下より突出して設けられている隔壁２４と
接合することにより相互に隔離した反応室ができると共
に取り外し可能な構造となっている。

即ち、カーボンサセプタ２２の隔壁を構成する部分に８
いて、反応室（川）と（Ｉ）間の隔壁は反応室（Ｔ）と
（１１１間のそれよりもひとまわり小さくなっており従
ってカーボンサセプタ２２は取り外しを可能としている
。

また、カーボンサセプタ２２の上面で隔壁２４と位置合
わされる突出部にはカーボンサセプタ２２の上に載置さ
れている基板ホルダ９が通る移動口１１が設けられてお
り、操作棒１２により反応室（１）より（ＩＩ）および
（Ｉ）と順次スライドさせて気相反応を行うことができ
る。

（ｇ）　発明の効果 本発明は隔壁により複数個の空間に分離された反応室内
に被処理基板が載置された基板ホルダーを挿入し、該隔
壁に設けられた貫通孔を通して各空間内に前記基板ホル
ダーを次々ｌこ移動し半導体層を成長させている為急峻
なドーピングプロファイルをもつ半導体層の形成が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）は本発明を実施した半導体成長装置のまた
第２図囚は別の実施例の側断面図また同図０３１はこの
ｘ　−ｘ’における断面図である。 図において、１は反応管、２．２３はライナ管。 ３．２４は隔壁、５．２２はサセプタ、　９は基板ホル
ダ、１０は被処理基板、１１は移動口、１２は操作棒、
１３．１４．２１はガス供給管、１５．１６は排気口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理基板が載置された基板ホルダーを、隔壁により複
   数個の空間に分離された反応室内に挿入し、該隔壁に設
   けられた前記基板ホルダーが挿通可能な貫通孔を通して
   該基板ホルダーを前記各空間内に移＃Ｉ！ｌ　Ｌ、、前
   記貫通孔を前記基板ホルダーの一部で塞ぐことにより、
   他の空間から所望の空間を略完全に分離した後、該所望
   の空間内で前記基板ホルダー上に載置された被処理基板
   上に半導体層を気相成長させることを特徴とする気相成
   長方法。