JP2717971B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JP2717971B2 JP2717971B2 JP20559388A JP20559388A JP2717971B2 JP 2717971 B2 JP2717971 B2 JP 2717971B2 JP 20559388 A JP20559388 A JP 20559388A JP 20559388 A JP20559388 A JP 20559388A JP 2717971 B2 JP2717971 B2 JP 2717971B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor phase
- gas
- reaction tube
- phase growth
- exhaust port
- Prior art date
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は縦型気相成長装置の構造に関し、 反応管壁から剥落した反応生成物が基板面に飛散、付
着することの防止を目的とし、 下方から原料ガスを供給し、上方から廃ガスを排出す
る構造の縦型気相成長装置に於いて、原料ガス供給口の
周囲に漏斗型の副排気口を設け、落下した反応生成物を
吸引する構造とする。
着することの防止を目的とし、 下方から原料ガスを供給し、上方から廃ガスを排出す
る構造の縦型気相成長装置に於いて、原料ガス供給口の
周囲に漏斗型の副排気口を設け、落下した反応生成物を
吸引する構造とする。
これにより、該生成物が原料ガス供給気流に吹き上げ
られるのが防止される。
られるのが防止される。
本発明は、典型的には半導体層のエピタキシャル成長
に使用される縦型の気相成長装置に関わり、特に原料ガ
スを下方から供給し、廃ガスを上方から排出する型の気
相成長装置に関わるものである。
に使用される縦型の気相成長装置に関わり、特に原料ガ
スを下方から供給し、廃ガスを上方から排出する型の気
相成長装置に関わるものである。
半導体工業に於いては、結晶成長技術の進歩に伴って
特殊な構造の素子を形成することが可能になっており、
一方、それらの素子の特性を向上させるため更に精細な
結晶成長技術が求められている。
特殊な構造の素子を形成することが可能になっており、
一方、それらの素子の特性を向上させるため更に精細な
結晶成長技術が求められている。
そのような素子は例えば高電子移動度トランジスタ
（HEMT）、共鳴トンネリングホットエレクトロントラン
ジスタ（RHET）や超格子構造を有する素子であり、求め
られている精細な結晶成長技術の典型は原子層単位で成
長厚を正確に制御し得るエピタキシャル成長法、いわゆ
る原子層エピタキシーである。
（HEMT）、共鳴トンネリングホットエレクトロントラン
ジスタ（RHET）や超格子構造を有する素子であり、求め
られている精細な結晶成長技術の典型は原子層単位で成
長厚を正確に制御し得るエピタキシャル成長法、いわゆ
る原子層エピタキシーである。
超格子のような構造を気相エピタキシャル成長によっ
て実現するには、異なる原料ガスを急速に交換して供給
することが必須であり、そのためには反応管内の流れが
スムーズであり、ガスの一部が管内に滞留することのな
いような構造でなければならない。
て実現するには、異なる原料ガスを急速に交換して供給
することが必須であり、そのためには反応管内の流れが
スムーズであり、ガスの一部が管内に滞留することのな
いような構造でなければならない。
そのような条件を満たすものとして、反応管を縦位置
に使用し、原料ガスを下方から供給して上方に抜く構造
の気相成長装置が多く用いられている。該装置の模式断
面図が、第３図に示されており、図中、１は石英などで
造られる反応管、２はサセプタ、３はサセプタの支持兼
移動用の保持具、４は結晶成長基板、５は加熱用のRFコ
イル、６は排気口、７は給気口である。
に使用し、原料ガスを下方から供給して上方に抜く構造
の気相成長装置が多く用いられている。該装置の模式断
面図が、第３図に示されており、図中、１は石英などで
造られる反応管、２はサセプタ、３はサセプタの支持兼
移動用の保持具、４は結晶成長基板、５は加熱用のRFコ
イル、６は排気口、７は給気口である。
この種の装置によるエピタキシャル成長は周知の技術
であるから、その詳細は延べないが、超格子構造をエピ
タキシャル成長させる場合、第１の原料ガスを所定時間
（通常、数秒〜十数秒程度）供給した後、キャリヤガス
等で置換し、第２の原料ガスを所定時間供給する。その
後更にキャリヤガスによる置換を挟んで、第１の原料ガ
スと第２の原料ガスを交互に供給し、所定の層数だけエ
ピタキシャル成長させる。
であるから、その詳細は延べないが、超格子構造をエピ
タキシャル成長させる場合、第１の原料ガスを所定時間
（通常、数秒〜十数秒程度）供給した後、キャリヤガス
等で置換し、第２の原料ガスを所定時間供給する。その
後更にキャリヤガスによる置換を挟んで、第１の原料ガ
スと第２の原料ガスを交互に供給し、所定の層数だけエ
ピタキシャル成長させる。
このように、反応管内の異種ガスを可及的速やかに置
換するには、サセプタの熱によって生ずる上昇気流が、
管内のガスの滞留を惹起しない構造であることが要求さ
れ、その意味で、下方給気／上方排気が採用されている
のである。
換するには、サセプタの熱によって生ずる上昇気流が、
管内のガスの滞留を惹起しない構造であることが要求さ
れ、その意味で、下方給気／上方排気が採用されている
のである。
エピタキシャル成長の実作業では、新しい基板をセッ
トする度に反応管を交換したり、洗浄したりすることは
稀で、何回かの成長を行った後に反応管を交換或いは洗
浄することが多い。これは、反応管の交換や洗浄が、単
に作業回数を減少させるだけでなく、装置の動作が安定
するまでに若干の時間を要するなど、装置の稼働率を低
下させることになるからである。
トする度に反応管を交換したり、洗浄したりすることは
稀で、何回かの成長を行った後に反応管を交換或いは洗
浄することが多い。これは、反応管の交換や洗浄が、単
に作業回数を減少させるだけでなく、装置の動作が安定
するまでに若干の時間を要するなど、装置の稼働率を低
下させることになるからである。
このように１個の反応管で繰り返し成長処理を行う
と、反応管の内壁やサセプタ表面にも反応生成物が付着
し、それが多量になると粉状の細片が剥離して落下する
ようになる。
と、反応管の内壁やサセプタ表面にも反応生成物が付着
し、それが多量になると粉状の細片が剥離して落下する
ようになる。
ところが反応管の下端は、ガスの流線を滑らかにする
ため、第３図の装置のように漏斗状になっているのが通
常であるから、管内を落下した剥離片はガス供給口に集
まり、原料ガスや置換ガスの流れに吹き上げられて反応
管内に飛散することが起こる。
ため、第３図の装置のように漏斗状になっているのが通
常であるから、管内を落下した剥離片はガス供給口に集
まり、原料ガスや置換ガスの流れに吹き上げられて反応
管内に飛散することが起こる。
飛散した微細片が基板表面に付着すると結晶成長が阻
害され、結晶の表面状態が劣悪なものとなるので、この
ような微細な異物の飛散は極力防止しなければならな
い。これは特に、原子層エピタキシーの如く、ガス送入
速度が大である場合に大きな問題となる。
害され、結晶の表面状態が劣悪なものとなるので、この
ような微細な異物の飛散は極力防止しなければならな
い。これは特に、原子層エピタキシーの如く、ガス送入
速度が大である場合に大きな問題となる。
本発明の目的は、反応管の内壁やサセプタ表面から落
下した微細片が再び反応管内に戻されることのない気相
成長装置を提供することであり、それによって原子層単
位で厚みを制御された良好なエピタキシャル成長層を得
ることである。
下した微細片が再び反応管内に戻されることのない気相
成長装置を提供することであり、それによって原子層単
位で厚みを制御された良好なエピタキシャル成長層を得
ることである。
上記目的を達成するため本発明の気相成長装置は、 基板より下方から原料ガスを供給し、基板より上方か
ら廃ガスを排出する構造をとると共に、 漏斗型の反応管底部に設けられた原料ガス供給口を囲
む形に副排気口が設けられ、落下してくる微小剥離片を
吸引除去する構造となっている。
ら廃ガスを排出する構造をとると共に、 漏斗型の反応管底部に設けられた原料ガス供給口を囲
む形に副排気口が設けられ、落下してくる微小剥離片を
吸引除去する構造となっている。
第１図に本発明の気相成長装置の基本的な構造が模式
的に示されている。
的に示されている。
１〜７で示された部分は既に述べた第３図のものと同
じであるが、該図の装置では、ガス供給口７を取り囲ん
で副次的な排気口８が設けられているので、管壁から剥
落してきた縮小片は給気口に達する前にこの副次排気口
に吸い込まれ、給気口からの気流によって吹き上げられ
ることがない。
じであるが、該図の装置では、ガス供給口７を取り囲ん
で副次的な排気口８が設けられているので、管壁から剥
落してきた縮小片は給気口に達する前にこの副次排気口
に吸い込まれ、給気口からの気流によって吹き上げられ
ることがない。
従って、異物の付着によるエピタキシャル成長層の表
面状態の劣化は効果的に抑制され、良好な原子層エピタ
キシーが実現することになる。
面状態の劣化は効果的に抑制され、良好な原子層エピタ
キシーが実現することになる。
第２図に本発明の実施例である気相成長装置の構造が
模式的に示されている。該図に於いても、１〜８の数字
で指示された部分は、既述した第３図のものと同じであ
り、副排気口８が設けられている点も、第１図の基本構
造と同じである。
模式的に示されている。該図に於いても、１〜８の数字
で指示された部分は、既述した第３図のものと同じであ
り、副排気口８が設けられている点も、第１図の基本構
造と同じである。
該装置を用いるエピタキシャル成長作業も、大筋は周
知のエピタキシャル成長作業と同じであるが、該装置を
使用する場合は、主排気口のバルブ61と副排気口のバル
ブ81を調整し、反応管に送入された原料ガス或いは置換
ガスの10％程度を副排気口から排出せしめるようにす
る。
知のエピタキシャル成長作業と同じであるが、該装置を
使用する場合は、主排気口のバルブ61と副排気口のバル
ブ81を調整し、反応管に送入された原料ガス或いは置換
ガスの10％程度を副排気口から排出せしめるようにす
る。
管壁等から剥落してきた微細異物片は、この副排気口
に落下すると排気ガス流によって副排気口に引き込まれ
るので、再び反応管内に吹き上げられることはなく、エ
ピタキシャル成長層の表面は良好なものとなる。
に落下すると排気ガス流によって副排気口に引き込まれ
るので、再び反応管内に吹き上げられることはなく、エ
ピタキシャル成長層の表面は良好なものとなる。
エピタキシャル成長される層は、例えばGaAs、AlGaA
s、InGaAs、AlInAsのような２元系或いは３元系のIII−
Ｖ化合物半導体であるが、Siのような単体の半導体材料
層の成長にも、本発明を適用することが出来る。
s、InGaAs、AlInAsのような２元系或いは３元系のIII−
Ｖ化合物半導体であるが、Siのような単体の半導体材料
層の成長にも、本発明を適用することが出来る。
以上説明したように、本発明の気相成長装置では送入
するガスの流速を増しても微小異物片が反応管内に吹き
上げられることがないので、成長層表面に異物が付着す
ることがなく、超格子構造の形成など原子層エピタキシ
ーに適したものとなっている。
するガスの流速を増しても微小異物片が反応管内に吹き
上げられることがないので、成長層表面に異物が付着す
ることがなく、超格子構造の形成など原子層エピタキシ
ーに適したものとなっている。
第１図は本発明の気相成長装置の基本的な構造を示す模
式図、 第２図は実施例の気相成長装置の基本的な構造を示す模
式図、 第３図は従来の縦型気相成長装置の構造を示す模式図 であって、 図に於いて １は反応管、 ２はサセプタ、 ３はサセプタ保持具、 ４は基板、 ５はRFコイル、 ６は排気口、 ７は給気口、 ８は副排気口、 61,81はバルブ である。
式図、 第２図は実施例の気相成長装置の基本的な構造を示す模
式図、 第３図は従来の縦型気相成長装置の構造を示す模式図 であって、 図に於いて １は反応管、 ２はサセプタ、 ３はサセプタ保持具、 ４は基板、 ５はRFコイル、 ６は排気口、 ７は給気口、 ８は副排気口、 61,81はバルブ である。
Claims (1)
- 【請求項１】加熱された結晶成長基板の下方から気相原
料を供給し、気相廃棄物を前記基板の上方から排出せし
める気相成長装置であって、 前記気相原料を供給する給気口を囲んで副次排気口が設
けられて成ることを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20559388A JP2717971B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20559388A JP2717971B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254520A JPH0254520A (ja) | 1990-02-23 |
| JP2717971B2 true JP2717971B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=16509452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20559388A Expired - Lifetime JP2717971B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717971B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003104524A1 (ja) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置及び処理方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100498467B1 (ko) * | 2002-12-05 | 2005-07-01 | 삼성전자주식회사 | 배기 경로에서의 파우더 생성을 방지할 수 있는 원자층증착 장비 |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP20559388A patent/JP2717971B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003104524A1 (ja) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理装置及び処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254520A (ja) | 1990-02-23 |
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