JPS6235514A - 分子線結晶成長方法 - Google Patents
分子線結晶成長方法Info
- Publication number
- JPS6235514A JPS6235514A JP17478985A JP17478985A JPS6235514A JP S6235514 A JPS6235514 A JP S6235514A JP 17478985 A JP17478985 A JP 17478985A JP 17478985 A JP17478985 A JP 17478985A JP S6235514 A JPS6235514 A JP S6235514A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- thermal conductivity
- gap
- plane
- plate
- Prior art date
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- Granted
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
分子線結晶成長方法における成長物質を堆積させる基板
の支持方法において、 基板とヒータとの間に熱伝導率が面方向に大なる熱伝導
率異方性を有する熱伝導板を該基板に対して間隙を設け
て介在させることにより、インジウム半田の使用を排除
し且つ成長膜の面内均一性を確保したものである。
の支持方法において、 基板とヒータとの間に熱伝導率が面方向に大なる熱伝導
率異方性を有する熱伝導板を該基板に対して間隙を設け
て介在させることにより、インジウム半田の使用を排除
し且つ成長膜の面内均一性を確保したものである。
分子線結晶成長法（ＭＢＥ）は、基板上に堆積される成
長膜に対して例えば１０人程度の膜厚制御が可能であり
、然も多層構成の膜成長を連続して行うことが出来ると
言う際立った特徴を有するため、近年、半導体素子の形
成に使用される化合物半導体の結晶成長において注目さ
れるようになってきた。
長膜に対して例えば１０人程度の膜厚制御が可能であり
、然も多層構成の膜成長を連続して行うことが出来ると
言う際立った特徴を有するため、近年、半導体素子の形
成に使用される化合物半導体の結晶成長において注目さ
れるようになってきた。
そして、成長膜の面内均一性を確保したうえで、成長後
に成長膜を汚染させないないような基板の取扱いが出来
るようにすることが望まれている。
に成長膜を汚染させないないような基板の取扱いが出来
るようにすることが望まれている。
ＭＢＥは１．第５図の側断面図に示す如く、超高真空の
チャンバ１の中において、基板支持器２に支持され加熱
された基板Ｓに分子線源３から放射させた成長物質の分
子線を矢印のように基板Ｓに照射し、基板Ｓの表面上に
該成長物質を堆積させて結晶成長膜を形成する結晶成長
法である。
チャンバ１の中において、基板支持器２に支持され加熱
された基板Ｓに分子線源３から放射させた成長物質の分
子線を矢印のように基板Ｓに照射し、基板Ｓの表面上に
該成長物質を堆積させて結晶成長膜を形成する結晶成長
法である。
この際の基板Ｓの支持は、従来、第６図の側断面図に示
すように行っている。
すように行っている。
同図において、４はモリブデン（ｈＯ）からなり円板状
をなし基板支持器２の正面に取付けられる基板支持板、
５は基板支持板４に基板Ｓを貼着するインジウム半田、
６は基板支持板４の背後に配置されるヒータ、である。
をなし基板支持器２の正面に取付けられる基板支持板、
５は基板支持板４に基板Ｓを貼着するインジウム半田、
６は基板支持板４の背後に配置されるヒータ、である。
基板支持板４の大きさは、例えば外径が約６０１亀φで
厚さが凡そ２〜３１ｍである。
厚さが凡そ２〜３１ｍである。
ヒータ６は、基板支持板４とインジウム半田５とを介し
て基板Ｓを加熱するが、基板支持板４の中で温度分布が
略均−になりその熱は熱伝導により基板Ｓに伝わり基板
Ｓの面内温度分布を略均−にしている。基板Ｓの温度の
面内均一性は、成長膜の面内均一性を得るために必要な
ものである。
て基板Ｓを加熱するが、基板支持板４の中で温度分布が
略均−になりその熱は熱伝導により基板Ｓに伝わり基板
Ｓの面内温度分布を略均−にしている。基板Ｓの温度の
面内均一性は、成長膜の面内均一性を得るために必要な
ものである。
インジウム半田５を用いて基板Ｓを基板支持板４に貼付
するのは、基板Ｓにインジウム半田５を塗付けこれを基
板支持板４に貼付しているが、この塗付けには熟練を要
し、基板Ｓと基板支持板４との間がインジウムはんだ５
で完全に充填されない場合がある。
するのは、基板Ｓにインジウム半田５を塗付けこれを基
板支持板４に貼付しているが、この塗付けには熟練を要
し、基板Ｓと基板支持板４との間がインジウムはんだ５
で完全に充填されない場合がある。
このようになると、基板支持板４から基板Ｓへの熱伝達
のむらにより、成長膜表面に鐘状の凹凸（所謂クロスハ
ツチ）が生じて均一な成長膜が得られなくなる。
のむらにより、成長膜表面に鐘状の凹凸（所謂クロスハ
ツチ）が生じて均一な成長膜が得られなくなる。
また、基板Ｓが化合物半導体例えばガリウム砒素（Ｇａ
Ａｓ）などの如く脆い場合には上記貼付作業中に基板Ｓ
を破損させることがあり、特に基板Ｓが大型の場合に顕
著で、歩留り上の問題となる。
Ａｓ）などの如く脆い場合には上記貼付作業中に基板Ｓ
を破損させることがあり、特に基板Ｓが大型の場合に顕
著で、歩留り上の問題となる。
更にインジウム半田５を用いる上記方法では、結晶成長
の後にインジウム半田５を基板Ｓから除去する必要があ
り、このためエツチングとラフピングなどを行っている
が、この作業中に肝心の成長膜が汚染される問題がある
。
の後にインジウム半田５を基板Ｓから除去する必要があ
り、このためエツチングとラフピングなどを行っている
が、この作業中に肝心の成長膜が汚染される問題がある
。
第１図は本発明の要旨を示す側断面図である。
上記問題点は、第１図に示す如く、基Ｆｉｓと基板Ｓを
加熱するヒータ６との間に、熱伝導率が面方向に大なる
熱伝導率異方性を有する加熱板７を基板Ｓに対し間隙Ｇ
を設けて介在させ、基板Ｓ−ヒに成長物質を堆積させる
本発明の分子線結晶成長方法によって解決される。
加熱するヒータ６との間に、熱伝導率が面方向に大なる
熱伝導率異方性を有する加熱板７を基板Ｓに対し間隙Ｇ
を設けて介在させ、基板Ｓ−ヒに成長物質を堆積させる
本発明の分子線結晶成長方法によって解決される。
本発明によれば上記加熱板７の材料は、パイロリテイッ
ク・ボロンナイトライド（ｐＢＮ）であるのが望ましい
。
ク・ボロンナイトライド（ｐＢＮ）であるのが望ましい
。
本発明の方法は、ヒータ６は加熱板７と上記間隙Ｇとを
介して基板Ｓを加熱するが、間隙Ｇの存在のため加熱板
７から基板Ｓへの熱伝達は熱輻射によっているため、従
来のようにインジウム半田を使用する必要がない。
介して基板Ｓを加熱するが、間隙Ｇの存在のため加熱板
７から基板Ｓへの熱伝達は熱輻射によっているため、従
来のようにインジウム半田を使用する必要がない。
このことにより、従来方法で問題になったインジウム半
田の塗付けの際の基板破損、熱伝達のむらによるクロス
ハツチの発生、インジウム半田除去の際の成長膜汚染を
排除することが出来る。
田の塗付けの際の基板破損、熱伝達のむらによるクロス
ハツチの発生、インジウム半田除去の際の成長膜汚染を
排除することが出来る。
また加熱板７は、熱伝導率が面方向に大なる熱伝導率異
方性を有するため、ヒータ６から受ける熱の面方向分布
にむらがあっても基板Ｓに対向する面の温度分布は均一
になり、基板Ｓの温度の面内均一性が確保される。
方性を有するため、ヒータ６から受ける熱の面方向分布
にむらがあっても基板Ｓに対向する面の温度分布は均一
になり、基板Ｓの温度の面内均一性が確保される。
特に加熱板７にｐＢＮ板を用いた場合には、結晶成長時
の加熱温度例えば５００〜８００℃におけるその面方向
の熱伝導率が面に垂直な方向の熱伝導率の２０〜３０倍
あるので、基板Ｓの温度の面内均一性は極めて優れたも
のになり、面内均一性の良好な成長膜を得ることが出来
る。
の加熱温度例えば５００〜８００℃におけるその面方向
の熱伝導率が面に垂直な方向の熱伝導率の２０〜３０倍
あるので、基板Ｓの温度の面内均一性は極めて優れたも
のになり、面内均一性の良好な成長膜を得ることが出来
る。
第２図は本発明の方法の実施例を示す側Ｖｊ？面図、第
３図は第２図図示実施例の要部分解斜視図、第４図は第
２図図示実施例と第６図図示従来方法との比較を示す成
長膜例の特性図、である。
３図は第２図図示実施例の要部分解斜視図、第４図は第
２図図示実施例と第６図図示従来方法との比較を示す成
長膜例の特性図、である。
第２図および第３図において、２は第６図に示した基板
支持器、６は同じくヒータ、７は厚さ約０．５ｆｌのｐ
ＢＮ＆（例えばユニオンカーバイト社製“ボラロイ”坂
）でなる加熱板、８はＭｏでなる基板支持環、９はｐＢ
Ｎでなり基板Ｓと加ｐＡ板７との間隙を設定する案内環
、ｌＯはタングステン（Ｗ）またはタンタル（Ｔａ）で
なり案内環９と加熱板７を基板支持環８に固定する環状
の押えばね、である。
支持器、６は同じくヒータ、７は厚さ約０．５ｆｌのｐ
ＢＮ＆（例えばユニオンカーバイト社製“ボラロイ”坂
）でなる加熱板、８はＭｏでなる基板支持環、９はｐＢ
Ｎでなり基板Ｓと加ｐＡ板７との間隙を設定する案内環
、ｌＯはタングステン（Ｗ）またはタンタル（Ｔａ）で
なり案内環９と加熱板７を基板支持環８に固定する環状
の押えばね、である。
基板支持環８は、案内環９、基板Ｓ、加熱板７および押
えばね１０が挿入された後、基板支持器２の正面に第６
図図示の基板支持板４と同様に固定される。
えばね１０が挿入された後、基板支持器２の正面に第６
図図示の基板支持板４と同様に固定される。
案内環９における段差寸法ａは、本実施例では基板Ｓの
厚さ約４５０μｍに基板Ｓと加熱ｖ！ｊ、７との間隙Ｇ
の寸法約５０μｍを加えた寸法即ち約５００μｍにしで
ある。ここで重要なのは基板Ｓと加熱板７が接触しない
ように間隙Ｇの寸法を設定することで、間隙Ｇの寸法は
上記５０μｍに限定されるものではない。
厚さ約４５０μｍに基板Ｓと加熱ｖ！ｊ、７との間隙Ｇ
の寸法約５０μｍを加えた寸法即ち約５００μｍにしで
ある。ここで重要なのは基板Ｓと加熱板７が接触しない
ように間隙Ｇの寸法を設定することで、間隙Ｇの寸法は
上記５０μｍに限定されるものではない。
そして、基板Ｓの厚さや間隙Ｇの寸法が上述と異なる場
合は、それに見合った段差寸法ａを有する案内環９を用
意すれば良い。
合は、それに見合った段差寸法ａを有する案内環９を用
意すれば良い。
この構成の場合、間隙Ｇを積極的に保持出来るような介
在部材を設けていないが、本実施例を通用したＭＢＥに
おいては、第５図に示す如く基板Ｓがやや下向きになた
め、基板Ｓの自重により間隙Ｇが保持される。このよう
にすることが困難な場合には例えばＭｏなどからなる介
在部材を基板Ｓの周辺部に設ければ良い。
在部材を設けていないが、本実施例を通用したＭＢＥに
おいては、第５図に示す如く基板Ｓがやや下向きになた
め、基板Ｓの自重により間隙Ｇが保持される。このよう
にすることが困難な場合には例えばＭｏなどからなる介
在部材を基板Ｓの周辺部に設ければ良い。
またこの構成では、間隙Ｇは略閉じられた空間゛になっ
ている。これは、加熱された基板Ｓの裏面から蒸気圧の
高い物質例えばＧａＡｓにおける砒素（八Ｓ）が蒸発し
てその面が荒れるのを防ぐ作用をなしている。
ている。これは、加熱された基板Ｓの裏面から蒸気圧の
高い物質例えばＧａＡｓにおける砒素（八Ｓ）が蒸発し
てその面が荒れるのを防ぐ作用をなしている。
上記構成によりヒータ６で基板Ｓを加熱した際の熱の伝
達状況は先に説明した如くである。この場合の加熱板７
の熱伝導率異方性は気相成長により製造されたｐＢＮの
特質であって、粉末成形により製造されたボロンナイト
ライド（Ｂ Ｎ） は、熱伝導率異方性がなく加熱板７
に用いるのに適切でない。
達状況は先に説明した如くである。この場合の加熱板７
の熱伝導率異方性は気相成長により製造されたｐＢＮの
特質であって、粉末成形により製造されたボロンナイト
ライド（Ｂ Ｎ） は、熱伝導率異方性がなく加熱板７
に用いるのに適切でない。
第４図は第２図図示実施例と第６図図示従来方法とを用
い、２ニジ径のＧａＡｓ基板にシリコン（Ｓｔ）ドープ
のｎ型ＧａＡｓを成長した際のキャリア濃度（Ｎｄ）の
面内分布を一直径上で比較した特性図であり、実線（○
印）は第２図図示実施例によるもの、破線（×印）は第
６図図示従来方法によるものである。なお、従来方法に
よる場合は、インジウム半田による貼付を確実なものに
し、クロスハツチの発生がないようにしである。
い、２ニジ径のＧａＡｓ基板にシリコン（Ｓｔ）ドープ
のｎ型ＧａＡｓを成長した際のキャリア濃度（Ｎｄ）の
面内分布を一直径上で比較した特性図であり、実線（○
印）は第２図図示実施例によるもの、破線（×印）は第
６図図示従来方法によるものである。なお、従来方法に
よる場合は、インジウム半田による貼付を確実なものに
し、クロスハツチの発生がないようにしである。
この特性図から明らかなように本実施例では、インジウ
ム半田を使用した従来方法より成長膜の面内均一性が向
−ヒしている。ちなみにデータから標準偏差σを求めて
均一性を示す σ／Ｎｄの平均値 を求めると、その値
は、従来方法では９．０％であるのに対して実施例では
６．７％に向上している。
ム半田を使用した従来方法より成長膜の面内均一性が向
−ヒしている。ちなみにデータから標準偏差σを求めて
均一性を示す σ／Ｎｄの平均値 を求めると、その値
は、従来方法では９．０％であるのに対して実施例では
６．７％に向上している。
そして言うまでもなく、上記実施例の場合インジウム半
田を用いていないので、・基板の破損、クロスハツチの
発生、成長膜の汚染の心配がない。
田を用いていないので、・基板の破損、クロスハツチの
発生、成長膜の汚染の心配がない。
以上説明したように本発明の構成によれば、ＭＢＥにお
ける成長物質を堆積させる基板の支持方法において、イ
ンジウム半田の使用を排除し且つ成長膜の面内均一性を
確保することが出来て、インジウム半田を使用すること
による問題点例えば基板の破損、クロスハツチの発生、
成長膜の汚染などを回避し、良質な成長膜の安定提供を
可能にさせる効果がある。
ける成長物質を堆積させる基板の支持方法において、イ
ンジウム半田の使用を排除し且つ成長膜の面内均一性を
確保することが出来て、インジウム半田を使用すること
による問題点例えば基板の破損、クロスハツチの発生、
成長膜の汚染などを回避し、良質な成長膜の安定提供を
可能にさせる効果がある。
第１図は本発明の要旨を示す側断面図、第２図は本発明
の方法の実施例を示す側断面図、第３図は第２図図示実
施例の要部分解斜視図、第４図は第２図図示実施例と従
来方法との比較を示す成長膜例の特性図、 第５図はＭＢＥの要部構成を示す側断面図、第６図は従
来の基板支持方法を示す側断面図、である。 図において、 ２は基板支持器、 ４は基板支持板・ ５はインジウム半田、 ６はヒータ、 ７は加熱板、 ８は基板支持環、 ９は案内環、 １０は押えばね、 Ｇは間隙、 Ｓは基板、 である。 昇２ ｚ １ｐ方柾分りとも狛来方２をとぐ比や交ダテ、すが１（
所瞬少・トカオ斗１・±間第４７ 第５ 図 ＭＢＥ ｅ＋ ’！ ’ＡｆＰ３９４ｎ−Ｘ ７Ｌ
Ｔ ’Ｉｌ’ｌＶｈ面 間第５図 イ羨来刀系メ反身１多方りＩ示Ｔイい・１噌面図亮６
図
の方法の実施例を示す側断面図、第３図は第２図図示実
施例の要部分解斜視図、第４図は第２図図示実施例と従
来方法との比較を示す成長膜例の特性図、 第５図はＭＢＥの要部構成を示す側断面図、第６図は従
来の基板支持方法を示す側断面図、である。 図において、 ２は基板支持器、 ４は基板支持板・ ５はインジウム半田、 ６はヒータ、 ７は加熱板、 ８は基板支持環、 ９は案内環、 １０は押えばね、 Ｇは間隙、 Ｓは基板、 である。 昇２ ｚ １ｐ方柾分りとも狛来方２をとぐ比や交ダテ、すが１（
所瞬少・トカオ斗１・±間第４７ 第５ 図 ＭＢＥ ｅ＋ ’！ ’ＡｆＰ３９４ｎ−Ｘ ７Ｌ
Ｔ ’Ｉｌ’ｌＶｈ面 間第５図 イ羨来刀系メ反身１多方りＩ示Ｔイい・１噌面図亮６
図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）基板（Ｓ）と該基板（Ｓ）を加熱するヒータ（６）
との間に、熱伝導率が面方向に大なる熱伝導率異方性を
有する加熱板（７）を該基板（Ｓ）に対し間隙（Ｇ）を
設けて介在させ、該基板（Ｓ）上に成長物質を堆積させ
ることを特徴とする分子線結晶成長方法。 ２）上記加熱板（７）の材料は、パイロリテイック・ボ
ロンナイトライドであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の分子線結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17478985A JPS6235514A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 分子線結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17478985A JPS6235514A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 分子線結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235514A true JPS6235514A (ja) | 1987-02-16 |
| JPH0319693B2 JPH0319693B2 (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=15984697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17478985A Granted JPS6235514A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 分子線結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235514A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011526222A (ja) * | 2008-07-03 | 2011-10-06 | イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ | 三次元物体を一層ずつ製造する装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730320A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-18 | Fujitsu Ltd | Substrate holder for molecular beam epitaxy |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP17478985A patent/JPS6235514A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730320A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-18 | Fujitsu Ltd | Substrate holder for molecular beam epitaxy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011526222A (ja) * | 2008-07-03 | 2011-10-06 | イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ | 三次元物体を一層ずつ製造する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0319693B2 (ja) | 1991-03-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |