JPS621359B2 - - Google Patents
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- JPS621359B2 JPS621359B2 JP19028581A JP19028581A JPS621359B2 JP S621359 B2 JPS621359 B2 JP S621359B2 JP 19028581 A JP19028581 A JP 19028581A JP 19028581 A JP19028581 A JP 19028581A JP S621359 B2 JPS621359 B2 JP S621359B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/062—Vertical dipping system
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は過飽和状態の溶液から、下地となる半
導体基板上に結晶をエピタキシヤル成長させる液
相エピタキシヤル装置に関するものである。さら
に詳しくは縦型液相エピタキシヤル装置の反応炉
の上端開口部の改良に関するものである。
導体基板上に結晶をエピタキシヤル成長させる液
相エピタキシヤル装置に関するものである。さら
に詳しくは縦型液相エピタキシヤル装置の反応炉
の上端開口部の改良に関するものである。
従来この種のエピタキシヤル装置の反応炉の上
端開口部には有毒蒸気の拡散を防止するための排
気口を設けるほかは閉塞機構を設けないか、若し
くは一重のシヤツタまたは蓋を設ける程度であつ
た。このために外気と炉内雰囲気との間で対流や
放射による熱交換が盛んに行われるので、炉内に
大きな温度勾配が生じ、溶液内にもそれに応じた
温度勾配が生じる。この結果 (1) 過飽和状態の溶液からの成長のため、溶液内
の温度差により溶質の析出速度が異なり、均一
な成長薄膜の歩留りを低下させる。
端開口部には有毒蒸気の拡散を防止するための排
気口を設けるほかは閉塞機構を設けないか、若し
くは一重のシヤツタまたは蓋を設ける程度であつ
た。このために外気と炉内雰囲気との間で対流や
放射による熱交換が盛んに行われるので、炉内に
大きな温度勾配が生じ、溶液内にもそれに応じた
温度勾配が生じる。この結果 (1) 過飽和状態の溶液からの成長のため、溶液内
の温度差により溶質の析出速度が異なり、均一
な成長薄膜の歩留りを低下させる。
(2) 炉口より搬入された冷たい半導体基板に炉内
の蒸気が接触すると直ちに固化、付着して品質
の低下をまねく。
の蒸気が接触すると直ちに固化、付着して品質
の低下をまねく。
などの欠点があつた。さらに近年の進歩により半
導体基板は大形化しているので、この傾向はさら
に激しくなつている。特に例えばPbO−B2O3系
の溶媒から磁性ガーネツト薄膜を成長させる磁気
バブルメモリ用の液相エピタキシヤル装置におい
ては大きな問題である。
導体基板は大形化しているので、この傾向はさら
に激しくなつている。特に例えばPbO−B2O3系
の溶媒から磁性ガーネツト薄膜を成長させる磁気
バブルメモリ用の液相エピタキシヤル装置におい
ては大きな問題である。
本発明はこのような欠点を解決するためになさ
れたもので、炉内雰囲気と外気との熱交換を低減
させ、炉内温度の均一化を図ると共に新たに挿入
した冷たい半導体基板を炉内上部において予熱し
てから反応させ、品質の低下を防止する装置を提
供するものである。
れたもので、炉内雰囲気と外気との熱交換を低減
させ、炉内温度の均一化を図ると共に新たに挿入
した冷たい半導体基板を炉内上部において予熱し
てから反応させ、品質の低下を防止する装置を提
供するものである。
以下図面により詳細に説明する。第１図は本発
明の実施例の反応炉の概略を示す縦断面図であ
る。図において、反応炉はセラミツクなどの耐火
物で作られた炉壁８を有し、炉内の下部の反応室
Ａ内に、例えばPbO−B2O3系の過飽和状態の溶
液５を収容したるつぼ４がるつぼホルダ１０上に
載置されて設けられ、またこの反応室Ａには炉壁
８を貫通して排気口１１が設けられている。反応
室Ａの上方には反応炉の上端の炉口を開閉する第
１シヤツタ１と、反応室Ａの入口を開閉する第２
シヤツタ２とが設けられている。さらに第１シヤ
ツタ１と第２シヤツタ２との中間にエアカーテン
３が設けられている。このエアカーテン３は、基
板ホルダ７とともに炉口から挿入される半導体基
板６を予熱するための予熱空間１２をこのエアカ
ーテン３と第１シヤツタ１との間に形成すべく、
第１シヤツタ１の下方に、この第１シヤツタから
所定の間隔をおいて設けられている。この間隔
は、例えば反応炉の内径寸法が125〜150mmのと
き、100〜200mm程度に選定される。またその場
合、エアカーテン３とその下方の第２シヤツタ２
との間隔は50〜100mm程度に選定される。そして
炉壁８の外周全般に亘つて加熱ヒータ９が設けら
れている。
明の実施例の反応炉の概略を示す縦断面図であ
る。図において、反応炉はセラミツクなどの耐火
物で作られた炉壁８を有し、炉内の下部の反応室
Ａ内に、例えばPbO−B2O3系の過飽和状態の溶
液５を収容したるつぼ４がるつぼホルダ１０上に
載置されて設けられ、またこの反応室Ａには炉壁
８を貫通して排気口１１が設けられている。反応
室Ａの上方には反応炉の上端の炉口を開閉する第
１シヤツタ１と、反応室Ａの入口を開閉する第２
シヤツタ２とが設けられている。さらに第１シヤ
ツタ１と第２シヤツタ２との中間にエアカーテン
３が設けられている。このエアカーテン３は、基
板ホルダ７とともに炉口から挿入される半導体基
板６を予熱するための予熱空間１２をこのエアカ
ーテン３と第１シヤツタ１との間に形成すべく、
第１シヤツタ１の下方に、この第１シヤツタから
所定の間隔をおいて設けられている。この間隔
は、例えば反応炉の内径寸法が125〜150mmのと
き、100〜200mm程度に選定される。またその場
合、エアカーテン３とその下方の第２シヤツタ２
との間隔は50〜100mm程度に選定される。そして
炉壁８の外周全般に亘つて加熱ヒータ９が設けら
れている。
本実施例で第１シヤツタは左右に２分された２
枚のシヤツタ板をそれぞれ左右に摺動して開閉す
るもので、閉鎖時に基板ホルダ７の吊下軸７−１
が貫通する小孔１３が残るように、閉鎖時に反応
炉の中心軸線と重なる位置に切込みが設けられて
いるものである。なお２〜４分割したシヤツタ板
を炉壁８の外側に設けた垂直軸を中心にして回動
して開閉する構造でも良い。第２シヤツタは反応
室Ａの入口に設けられるもので、シヤツタ板は左
右に２分され、それぞれ互に平行して水平に設け
られた２本の回動軸２−１により回動して開閉を
行なうもので、第１シヤツタのシヤツタ板と同様
に吊下軸貫通用の切欠を有するものである。な
お、反応炉の水平断面が角形の場合は上記のまま
で良いが、円形の場合は第２図に示すように、反
応炉の内側において、同一水平面上にかつ互いに
対向して２枚の部分的な仕切板２−２を炉壁８に
取付け、この仕切板２−２にそれぞれ設けられた
水平軸２−１を中心にして第２シヤツタ２の回動
開閉を行なうことができる。この第２シヤツタ２
にも、第１シヤツタ１と同様に閉鎖時に反応炉の
中心軸線と重なる位置に切欠が形成され、閉鎖時
に基板ホルダ７の吊下軸７−１が貫通する小孔が
形成されるようになされている。３はエアカーテ
ンでガス導入口３−１より空気または不活性ガス
を吹込み、反応炉の横断面にそつて流され、排出
口３−２より炉外に排出されるもので、これによ
り炉内雰囲気は完全に外気と遮断されるものであ
る。加熱ヒータ９は反応炉全体を所定温度に維持
すると共にエアカーテンの上側の反応炉内の予熱
空間も加熱して新たに挿入された冷たい半導体基
板を必要温度まで予熱するものである。排気口１
１は反応に伴い発生する有害ガスを大気中に拡散
させずに吸引して排出させるものである。
枚のシヤツタ板をそれぞれ左右に摺動して開閉す
るもので、閉鎖時に基板ホルダ７の吊下軸７−１
が貫通する小孔１３が残るように、閉鎖時に反応
炉の中心軸線と重なる位置に切込みが設けられて
いるものである。なお２〜４分割したシヤツタ板
を炉壁８の外側に設けた垂直軸を中心にして回動
して開閉する構造でも良い。第２シヤツタは反応
室Ａの入口に設けられるもので、シヤツタ板は左
右に２分され、それぞれ互に平行して水平に設け
られた２本の回動軸２−１により回動して開閉を
行なうもので、第１シヤツタのシヤツタ板と同様
に吊下軸貫通用の切欠を有するものである。な
お、反応炉の水平断面が角形の場合は上記のまま
で良いが、円形の場合は第２図に示すように、反
応炉の内側において、同一水平面上にかつ互いに
対向して２枚の部分的な仕切板２−２を炉壁８に
取付け、この仕切板２−２にそれぞれ設けられた
水平軸２−１を中心にして第２シヤツタ２の回動
開閉を行なうことができる。この第２シヤツタ２
にも、第１シヤツタ１と同様に閉鎖時に反応炉の
中心軸線と重なる位置に切欠が形成され、閉鎖時
に基板ホルダ７の吊下軸７−１が貫通する小孔が
形成されるようになされている。３はエアカーテ
ンでガス導入口３−１より空気または不活性ガス
を吹込み、反応炉の横断面にそつて流され、排出
口３−２より炉外に排出されるもので、これによ
り炉内雰囲気は完全に外気と遮断されるものであ
る。加熱ヒータ９は反応炉全体を所定温度に維持
すると共にエアカーテンの上側の反応炉内の予熱
空間も加熱して新たに挿入された冷たい半導体基
板を必要温度まで予熱するものである。排気口１
１は反応に伴い発生する有害ガスを大気中に拡散
させずに吸引して排出させるものである。
次に本発明の装置の操作について説明する。ま
ずるつぼに所定の溶液を入れ、第１および第２シ
ヤツタを閉鎖してから加熱ヒータに通電して反応
炉全体を所定温度に維持する。一方基板ホルダに
は半導体基板を装着しておく。この状態から基板
ホルダを反応炉内に挿入するのであるが、まずエ
アカーテン部に送気してエアカーテンを動作させ
る。このエアカーテンは総ての操作が完了し、反
応炉の温度を下げるまで動作を継続させておくも
のである。次に第１シヤツタを開き、半導体基板
を装着した基板ホルダをその吊下軸７−１が反応
炉の軸心と一致するように降下させ、基板ホルダ
の下端がエアカーテンの上側で停止させ、前記第
１シヤツタを閉鎖する。この状態で半導体基板お
よび基板ホルダを予熱し、予熱完了したところで
第２シヤツタを開き基板ホルダなどを降下させ
る。基板ホルダが第２シヤツタ通過し切つたらこ
のシヤツタを閉鎖し、基板ホルダなどはさらに降
下を続け、基板ホルダに装着された半導体基板が
完全にるつぼ内の溶液に浸漬したところで停止さ
せる。
ずるつぼに所定の溶液を入れ、第１および第２シ
ヤツタを閉鎖してから加熱ヒータに通電して反応
炉全体を所定温度に維持する。一方基板ホルダに
は半導体基板を装着しておく。この状態から基板
ホルダを反応炉内に挿入するのであるが、まずエ
アカーテン部に送気してエアカーテンを動作させ
る。このエアカーテンは総ての操作が完了し、反
応炉の温度を下げるまで動作を継続させておくも
のである。次に第１シヤツタを開き、半導体基板
を装着した基板ホルダをその吊下軸７−１が反応
炉の軸心と一致するように降下させ、基板ホルダ
の下端がエアカーテンの上側で停止させ、前記第
１シヤツタを閉鎖する。この状態で半導体基板お
よび基板ホルダを予熱し、予熱完了したところで
第２シヤツタを開き基板ホルダなどを降下させ
る。基板ホルダが第２シヤツタ通過し切つたらこ
のシヤツタを閉鎖し、基板ホルダなどはさらに降
下を続け、基板ホルダに装着された半導体基板が
完全にるつぼ内の溶液に浸漬したところで停止さ
せる。
この後所定時間液相でエピタキシヤル成長を行
わせるのであるが、この期間中発生する有害ガス
は排気口１１より吸引し、図示してない処理装置
により無害化して放出する。エピタキシヤル成長
終了後は挿入時と逆の順序で操作すれば良いが、
基板ホルダが予熱空間へ来た時にこの部分のヒー
タによる加熱を止め、基板ホルダおよび半導体基
板を徐冷してから第１シヤツタを開き外気中に取
り出すことが好ましい。
わせるのであるが、この期間中発生する有害ガス
は排気口１１より吸引し、図示してない処理装置
により無害化して放出する。エピタキシヤル成長
終了後は挿入時と逆の順序で操作すれば良いが、
基板ホルダが予熱空間へ来た時にこの部分のヒー
タによる加熱を止め、基板ホルダおよび半導体基
板を徐冷してから第１シヤツタを開き外気中に取
り出すことが好ましい。
以上のように反応炉の上部に予熱空間を含んだ
多重シヤツタ機構を設けることにより、最下部の
シヤツタ以下の炉内雰囲気と外気との接触がなく
なつて炉内雰囲気が安定し、かつシヤツタによつ
て炉内からの熱放出が遮断されるので炉内温度分
布が均一となり、従つて溶液中の温度分布も均一
となるので、エピタキシヤル成長温度の管理も容
易となり均一な膜成長が容易となる。またこのた
めに溶液量を増すことも可能となるので、一回の
半導体基板の装着枚数を増すことも可能となり、
作業効率が向上する。さらにエアカーテンを設け
ることにより外気の侵入を遮断するばかりでな
く、内部で発生した有害ガスを大気中に放出する
ことなく無害化できるので、安全に作業を進める
ことも可能である。
多重シヤツタ機構を設けることにより、最下部の
シヤツタ以下の炉内雰囲気と外気との接触がなく
なつて炉内雰囲気が安定し、かつシヤツタによつ
て炉内からの熱放出が遮断されるので炉内温度分
布が均一となり、従つて溶液中の温度分布も均一
となるので、エピタキシヤル成長温度の管理も容
易となり均一な膜成長が容易となる。またこのた
めに溶液量を増すことも可能となるので、一回の
半導体基板の装着枚数を増すことも可能となり、
作業効率が向上する。さらにエアカーテンを設け
ることにより外気の侵入を遮断するばかりでな
く、内部で発生した有害ガスを大気中に放出する
ことなく無害化できるので、安全に作業を進める
ことも可能である。
以上のように本発明は、従来技術の欠点を解消
するばかりでなく、さらに多くの利点を実現しう
るもので、実用上極めて有効である。
するばかりでなく、さらに多くの利点を実現しう
るもので、実用上極めて有効である。
第１図は本発明の反応炉の概略を示す縦断面
図、第２図は丸形反応炉の第２シヤツタ部分の縦
断面図である。 図において、１は第１シヤツタ、２は第２シヤ
ツタ、３はエアカーテン、８は反応炉壁、９は加
熱ヒータ、１２は予熱空間である。
図、第２図は丸形反応炉の第２シヤツタ部分の縦
断面図である。 図において、１は第１シヤツタ、２は第２シヤ
ツタ、３はエアカーテン、８は反応炉壁、９は加
熱ヒータ、１２は予熱空間である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応炉内の下部に設置された容器内に収容さ
れた過飽和状態の溶液から半導体基板上に結晶を
エピタキシヤル成長させるように構成された縦型
液相エピタキシヤル成長装置において、 前記反応炉は、前記溶液の容器が設置されかつ
排気口が設けられている反応室の上方に、前記反
応炉の上端の炉口を開閉する第１のシヤツタと、
この第１のシヤツタの下方にほぼ水平に設けら
れ、かつ前記炉口から挿入される前記半導体基板
を予熱するための予熱空間を前記第１のシヤツタ
との間に形成すべく、この第１のシヤツタから所
定の間隔をおいて設けられたエアカーテン機構
と、このエアカーテン機構の下方に設けられて前
記反応室の入口を開閉する第２のシヤツタとを備
えており、 前記反応炉の外周全般に亘つて加熱ヒータが設
けられていることを特徴とする縦型液相エピタキ
シヤル成長装置。 ２ 前記第１のシヤツタは、閉鎖時に前記反応炉
の中心軸線と重なる位置にそれぞれ切欠が形成さ
れた左右に分割された２枚のシヤツタ板を備え、
これらシヤツタ板が左右に摺動して前記炉口を開
閉するように構成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の縦型液相エピタキシヤ
ル成長装置。 ３ 前記第１のシヤツタは、閉鎖時に前記反応炉
の中心軸線と重なる位置にそれぞれ切欠が形成さ
れた２ないし４枚のシヤツタ板を備え、これらシ
ヤツタ板が、炉壁の外側に設けられた２ないし４
本の垂直軸を中心にしてそれぞれ回動して前記炉
口を開閉するように構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の縦型液相エピタ
キシヤル成長装置。 ４ 前記第２のシヤツタは、閉鎖時に前記反応炉
の中心軸線と重なる位置にそれぞれ切欠が形成さ
れた左右に分割された２枚のシヤツタ板を備え、
これらシヤツタ板が、前記反応炉の内側において
同一水平面上にかつ互いに対向して設けられた２
本の水平軸を中心にしてそれぞれ回動して前記反
応室の入口を開閉するように構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の縦型液
相エピタキシヤル成長装置。 ５ 反応炉の内側において同一水平面上にかつ互
いに対向して設けられた２枚の部分的な仕切板が
設けられ、前記第２のシヤツタは、閉鎖時に前記
反応炉の中心軸線と重なる位置にそれぞれ切欠が
形成された左右に分割された２枚のシヤツタ板を
備え、これらシヤツタ板が、前記仕切板にそれぞ
れ設けられた水平軸を中心にしてそれぞれ回動し
て前記反応室の入口を開閉するように構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の縦型液相エピタキシヤル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19028581A JPS5891099A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 縦型液相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19028581A JPS5891099A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 縦型液相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891099A JPS5891099A (ja) | 1983-05-30 |
| JPS621359B2 true JPS621359B2 (ja) | 1987-01-13 |
Family
ID=16255621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19028581A Granted JPS5891099A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | 縦型液相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891099A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60115271A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Showa Denko Kk | リン化ガリウム赤色発光素子の製造方法 |
| JP5115413B2 (ja) * | 2008-09-09 | 2013-01-09 | トヨタ自動車株式会社 | 炭化珪素単結晶の製造装置および製造方法 |
-
1981
- 1981-11-27 JP JP19028581A patent/JPS5891099A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5891099A (ja) | 1983-05-30 |
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