JPH04287912A - 半導体製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体結晶を原
子オーダで制御して結晶成長させることが可能な半導体
製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の半導体製造装置を示す図で
あり、図１０は原料ガスのタイムシーケンスを示す図で
ある。これらの図において、反応管１２内のサセプタ３
上で加熱されたＧａＡｓ基板４に、まず始めにＡｓＨ３
　ガス（原料ガス）を流し、ＧａＡｓ基板４上に熱分解
したＡｓ原子を付着させる。次にＨ２　を流し、反応管
１２内のＡｓＨ３　ガスをすべておい出す。そしてＴＭ
Ｇ（トリメチルガリウム）ガス（原料ガス）をＨ２　を
キャリアガスとして反応管１２内に流し、ＧａＡｓ基板
４上に熱分解したＧａ原子を付着させる。次にＨ２　を
流し、反応管１２内のＴＭＧガスをすべておい出す。以
上のガスの切り換えをくり返すことにより、ＡｓとＧａ
を交互に成長して原子オーダで制御した結晶成長を行う
。ＡｓＨ３　ガスとＴＭＧガスを流す間にＨ２　ガスを
流すのは、ＡｓＨ３　ガスとＴＭＧガスの混合をさける
ためである。また、ガスの切り換えはすべてバルブのオ
ン・オフにより行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の結晶成長装置は
、以上のように構成されているので、結晶成長する際に
、バルブのオン・オフを数多く行うことが必要で、バル
ブから発生するゴミや、バルブの寿命の点で問題点があ
った。

【０００４】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、バルブの切り換えなしに、原子
オーダの制御が可能な半導体結晶を成長させることがで
きる半導体製造装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体製造
装置は、複数の半導体基板が配置されたサセプタと、複
数種の結晶成長用の原料ガスを噴出させてそれぞれ異な
る原料ガス領域を形成するとともに、原料ガス領域間を
原料ガス以外の分離ガスの噴出による分離ガス領域で区
切るガス供給手段と、複数の原料ガス領域内に半導体基
板を順次入れるサセプタ駆動手段とを有するとを備えた
ものである。

【０００６】

【作用】本発明における半導体製造装置は、各々の原料
ガスの境界に原料ガス以外の分離ガスを流すことによっ
て、原料ガスの混合をさけることにより各々の原料ガス
のみの原料ガス領域を形成し、この原料ガス領域内を半
導体基板を順次移動することにより、半導体基板に原子
オーダで成膜を行う。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例をＧａＡｓを結晶成長
する例について説明する。図１は本発明の第１の実施例
を示す半導体製造装置の構成斜視図、図２はガス供給配
管を示すもので、図１のガス供給配管１のＡーＡ線によ
る拡大断面図である。

【０００８】図２に示すように、８つに区切られたガス
供給配管１内をＨ２　，ＡｓＨ３　，ＴＭＧガスを流す
。ＡｓＨ３　，ＴＭＧは原料ガスであり、Ｈ２　ガスは
原料ガス以外の分離ガスである。各々のガスはガス供給
配管１を上から下に流れ、図１のノズル２に設けられた
複数のガス噴出口からサセプタ３の円周方向に向かって
ひろがりながら流れる。このことにより、サセプタ３上
には、図２で示したガスと同じ原料ガス領域が形成され
る。

【０００９】サセプタ３下にあるヒータ（図示は省略）
で加熱されたＧａＡｓ基板４は、サセプタ３がサセプタ
駆動手段（図示は省略）により回転することにより、原
料ガス領域内を順次移動し、図１０で示したタイムシー
ケンスと同じガス供給をうけ、原子オーダで制御された
結晶成長を行うことができる。

【００１０】なお、ＴＭＧ，ＡｓＨ３　ガス流量よりＨ
２　ガス流量を多くすることにより、また、ノズル２の
口径をＴＭＧ，ＡｓＨ３ガスより、Ｈ２　ガスの方を大
きくすることにより、ＡｓＨ３ガスとＴＭＧガスの混合
をより少なくすることができる。

【００１１】また、上記実施例では、８つに区切られた
ガス領域を備えたガス供給配管１と２種類の原料ガス（
ＡｓＨ３　ガス，ＴＭＧガス）について示したが、Ｇａ
Ａｓ基板４がそれぞれのガス領域に完全に覆われてさえ
いればガス供給配管数、原料ガスの種類および数はいく
つであってもよい。

【００１２】図３は本発明の第２の実施例を示す構成斜
視図であり、図１の第１の実施例がガス供給手段として
ガス供給配管１とノズル２とで構成したが、第２の実施
例ではガス供給板を用いたものである。図４にガス供給
板６の上から見た図を示す。ガス供給板６には、その中
心から放射状に、一列にガス噴出口７が形成されており
、この一列のガス噴出口７からは同種のガスがそれぞれ
噴き出す構成となっている。また、ガス供給板６の上部
には、図３では省略されているが、図５に示すようなガ
ス吸引口１０が多数形成されたガス吸収板９が設置され
、ガス供給板６のガス噴出口７から噴出したガスは、こ
のガス吸収板９のガス吸引口１０より吸い上げられる。その様子を図６に示す。

【００１３】一方、ガス供給板６の中心にある回転軸５
の先端にあるサセプタ３上に載置されたＧａＡｓ基板４
は、サセプタ３により区切られたそれぞれの原料ガス領
域を、回転軸５がある速度で回転することにより通過し
て、図１０と同じタイムシーケンスでガス供給をうけ原
子オーダで制御された結晶成長を行うことができる。

【００１４】なお、ＧａＡｓ基板４の加熱は、サセプタ
３の裏にあるヒータ８により行う。また、上記実施例で
は、ガス噴出口７から出るガス系（分離ガスであるＨ２
　が２系統、原料ガスであるＡｓＨ３　，ＴＭＧがそれ
ぞれ１系統）が４つ，サセプタ３が４つの場合について
示したが、原料ガス系とサセプタ３の数が同じであって
もよく、また、回転軸５とサセプタ３のなす角度および
回転方向は任意であってもよく、上記実施例と同じ効果
を奏する。

【００１５】図７は本発明の第３の実施例を示す構成斜
視図である。この図において、１１はガス供給板で、ガ
ス噴出口７が図４の実施例と異なる配列をなしている。このガス供給板１１を上から見た図を図８に示す。この
図８において、中心から放射状に全面に、ガスの種類別
に多数のガス噴出口７が形成され、噴き出す領域は少な
くともＧａＡｓ基板４が充分覆いつくされる大きさに区
分されて、この区分内の各ガス噴出口７からは原料ガス
ならびに分離ガスが噴出して原料ガス領域と分離ガス領
域を形成する。また、ガス供給板１１の上部には、図５
に示したものと同様のガス吸引板９があり、ガスを下か
ら上に流す。

【００１６】一方、ＧａＡｓ基板４は、ガス供給板１１
とある所望の距離はなれ水平に回転するサセプタ３の裏
面に取り付けられており、前記原料ガス領域内のガス噴
出口７から出た原料ガスは、垂直にＧａＡｓ基板４に噴
き付けられる。回転軸５を回転させることによりそれぞ
れの原料ガス領域内を通過して図１０と同じタイムシー
ケンスでガス供給をうけ、成膜が行われる。

【００１７】なお、ＧａＡｓ基板４の加熱は、サセプタ
３上面にあるヒータ８により行う。また、上記実施例で
は、ガス噴出口７の領域を８つに別けたが成膜する条件
や膜の種類によって、領域の大きさ、数を変えても上記
実施例と同様の効果を奏する。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原料ガス領域間を分離ガス領域で区切り、各原料ガス領
域内を順次半導体基板を移動させて成膜するように構成
したので、従来例のようにバルブの切り換えをする必要
がなく、原子オーダに制御した結晶が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による半導体製造装置を
示す構成斜視図である。

【図２】図１のガス供給配管のＡーＡ線による拡大断面
を、模式的に示した図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す半導体製造装置の
構成斜視図である。

【図４】図３のガス供給板の上面図である。

【図５】第２の実施例で用いるガス吸収板の上面図であ
る。

【図６】第２の実施例におけるガス供給板とガス吸収板
との関連を示す側断面略図である。

【図７】本発明の第３の実施例を示す半導体製造装置の
構成斜視図である。

【図８】図７のガス供給板の上面図である。

【図９】従来の半導体装置を示す図である。

【図１０】図９における原料ガスのタイムシ−ケンスを
示す図である。

【符号の説明】

１　　　　ガス供給配管２　　　　ノズル３　　　　サセプタ４　　　　ＧａＡｓ基板５　　　　回転軸６　　　　ガス供給板７　　　　ガス噴出口８　　　　ヒ−タ９　　　　ガス吸収板１０　　ガス吸引口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の半導体基板が配置されたサセプタと
   、複数種の結晶成長用の原料ガスを噴出させてそれぞれ
   異なる原料ガス領域を形成するとともに、前記原料ガス
   領域間を前記原料ガス以外の分離ガスの噴出による分離
   ガス領域で区切るガス供給手段と、前記複数の原料ガス
   領域内に前記半導体基板を順次入れるサセプタ駆動手段
   とを有することを特徴とする半導体製造装置。