半導体気相成長装置
【課題】サセプタの交換周期を長くしても均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を作製することができる半導体気相成長装置を提供すること。
【解決手段】反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板３１上に形成する半導体気相成長装置において、基板３１を挿通可能な貫通穴２７ａが形成されたサセプタ２７と、基板３１を保持する基板保持用治具３７と、基板３１の基板厚さ方向の位置を変更するためのスペーサー３５と、が設けられることを特徴とする。
【解決手段】反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板３１上に形成する半導体気相成長装置において、基板３１を挿通可能な貫通穴２７ａが形成されたサセプタ２７と、基板３１を保持する基板保持用治具３７と、基板３１の基板厚さ方向の位置を変更するためのスペーサー３５と、が設けられることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体気相成長装置に係り、特に基板の保持を行うための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体気相成長装置には、基板の成膜面とサセプタの表面とを同一平面上に配置し成膜を行う構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は、サセプタ１とその付属部品からなるサセプタ部３の上面側を示している。図に示すように、サセプタ１には、貫通穴１ａがサセプタ１の中心軸を中心に４５度間隔で８箇所に形成されている。そして、貫通穴１ａの各々には、円板状の取手部５ａが形成された均熱部材５が挿入されている。
【０００４】
図１２は、サセプタ部３の下面側を示している。図に示すように、サセプタ１に形成された８箇所の貫通穴１ａの各々には、基板７が収容されている。この基板７は、サセプタ１の下面１ｂと当接して配置された爪部材９により保持されている。爪部材９は貫通穴１ａの中心軸を中心に４５度間隔で８箇所に配置されている。
【０００５】
図１３は、図１１のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。図に示すように、サセプタ１の下面１ｂには、貫通穴１ａとの境界に爪部材９が配置されており、この爪部材９の先端側には基板７が載置されている。さらに、基板７の上面７ａには、均熱部材５が載置されており、これにより基板７の温度は一定に保たれる。また、基板７の下方には成膜用の原料ガスが流通する。
【０００６】
基板７への成膜にあたっては、先ず、基板７が収容されたサセプタ部３を不図示の反応管内に設置する。次いで、反応管内に原料ガスを供給する。すると、基板７は均熱部材５により加熱されているため、原料ガスが熱分解し、基板７上に結晶が形成され、半導体結晶膜１１（図１４記載）が成膜される。このとき、サセプタ１も加熱されるので、サセプタ１の下面１ｂには堆積層１３が形成される。
【０００７】
次いで、基板７上に所定量の成膜が行われたら、基板７を取り出し、再び成膜前の基板７をサセプタ部３に設置する。そして、上述した操作を繰り返し、多数の基板７に成膜を行う。
【０００８】
ところで、基板７に所定量の成膜が行われると基板７のみを交換し、サセプタ１を大気に曝すことなく、次の基板７の成膜を行うので、図１４に示すようにサセプタ１の下面１ｂに形成される堆積層１３の膜厚Ｌ１が厚くなり、堆積層１３の下面１３ａと、基板７の下面７ｂに形成される半導体結晶膜１１の下面１１ａとの段差Ｌ２も大きくなる。段差Ｌ２が大きくなると、基板７に接触する原料ガスの流れは、基板７の下面７ｂでの位置により大きく相違するようになる。そのため、半導体結晶膜１１の厚さ分布が不均一になる前に、サセプタ１の交換を行っている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−２８３４４４号公報 （第３頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来の半導体気相成長装置では、基板７の下面７ｂとサセプタ１に形成される堆積層１３の下面１３ａとの段差Ｌ２を少なくするために、頻繁にサセプタ１の交換を行う必要があり、作業性が悪くなり、生産性が低下してしまうという問題があった。また、使用したサセプタ１を再利用する場合にはクリーニングを行う必要があり手間がかかるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情を考慮し、サセプタの交換周期を長くしても均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を作製することができる半導体気相成長装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の半導体気相成長装置は、反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、前記基板を保持する保持部と、前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調整部材と、が設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、調整部材により基板の基板厚さ方向の位置が変更される。基板への成膜処理にあたっては、基板に成膜を行う毎にサセプタに堆積する堆積層の厚さが厚くなり、基板の下面と堆積層の下面との段差が大きくなり、基板に接触する原料ガスの流れは、基板面での位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜を基板に形成するのが困難になる。しかしながら、調整部材により基板の基板厚さ方向の位置を変更することで段差を解消することが可能である。そのため、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【００１４】
請求項２に記載の半導体気相成長装置は、請求項１に記載の半導体気相成長装置において、前記基板を加熱するための均熱部材が設けられ、前記調整部材を前記均熱部材と前記基板との間隙に挟み込むことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、基板と基板を加熱するための均熱部材との間に調整部材を挟み込むようにしたので、所定量サセプタに堆積層が形成されたら、調整部材を取り外すことで、基板の下面と堆積層の下面との段差を解消することが可能である。また、調整部材の取外しは基板を取り換えるときに同時に手軽に行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載の半導体気相成長装置は、反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、前記基板を保持する保持部と、を有し、前記保持部には、前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調節部が設けられることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、保持部に設けられた調節部により基板の基板厚さ方向の位置が変更される。基板への成膜処理にあたっては、基板に成膜する毎にサセプタに堆積する堆積層の厚さが厚くなり、基板の下面と堆積層の下面との段差が大きくなり、基板に接触する原料ガスの流れは、基板面での位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜を基板に形成するのが困難になる。しかしながら、調節部により基板の基板厚さ方向の位置を変更することで段差を解消することが可能である。そのため、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【００１８】
請求項４に記載の半導体気相成長装置は、反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、前記基板を保持する保持部と、前記基板を加熱するための均熱部材と、が設けられ、前記サセプタには凹部又は凸部が形成され、前記均熱部材には前記サセプタの前記凹部又は凸部と係合する凸部又は凹部が形成され、前記サセプタの前記凹部又は凸部と前記均熱部材の前記凸部又は凹部とを係合させることで、前記均熱部材の前記サセプタ厚さ方向の位置を変更することを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、サセプタには凹部又は凸部が形成され、均熱部材にはサセプタに形成された凹部又は凸部と係合する凸部又は凹部が形成されるので、サセプタの凹部又は凸部と均熱部材の凸部又は凹部とを係合させることで、均熱部材のサセプタ厚さ方向の位置が変更する。基板への成膜処理にあたっては、基板に成膜する毎にサセプタに堆積する堆積層の厚さが厚くなり、基板の下面と堆積層の下面との段差が大きくなり、基板に接触する原料ガスの流れは、基板面での位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜を基板に形成するのが困難になる。しかしながら、均熱部材の凸部又は凹部をサセプタの凹部又は凸部に係合させ基板の基板厚さ方向の位置を変更することで段差を解消することが可能である。そのため、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の半導体気相成長装置の第１実施形態を示している。半導体気相成長装置１５は、反応炉１７を有しており、この反応炉１７内には、石英ガラス製の反応管１９が設けられている。また、反応炉１７には、ガス流入口２１とガス流出口２３とが設けられ、原料ガスが反応管１９内を流通するようにされている。原料ガスは反応管１９内のサセプタ部２５に接触する。
【００２２】
図２は、サセプタ部２５の上面側を示している。サセプタ部２５は円板状のサセプタ２７を有しており、このサセプタ２７には、サセプタ２７の中心軸を中心に４５度間隔で８箇所に貫通穴２７ａが形成されている。そして、各々の貫通穴２７ａには、円板状の取手部２９ａが形成された均熱部材２９が挿入されている。なお、サセプタ２７は、高純度の等方性黒鉛の表面に炭化珪素（ＳｉＣ）を被覆したものである。
【００２３】
図３は、サセプタ部２５の下面側を示している。図に示すように、サセプタ２７に形成された８箇所の貫通穴２７ａの各々には、基板３１が収容されている。この基板３１は、サセプタ２７の下面２７ｂよりも下方に配置された輪環状部材３３により保持されている。
【００２４】
図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面を示している。図に示すように、サセプタ２７の貫通穴２７ａより下方には輪環状部材３３が配置されており、この輪環状部材３３には基板３１が載置されている。さらに、基板３１の上面３１ａには、均熱部材２９が載置されており、この均熱部材２９により基板３１の温度は一定に保たれる。また、均熱部材２９の上端側にはフランジ部２９ｂが形成され、このフランジ部２９ｂの外径はサセプタ２７の貫通穴２７ａの径よりも大きく形成されている。そして、フランジ部２９ｂとサセプタ２７の上面２７ｃとの間に調整部材である輪環状のスペーサー３５が挟み込まれる。なお、均熱部材２９は、少なくとも８００℃以上の高温に耐えることができる材質で形成する必要がある。そのため、均熱部材２９の材料には、カーボン板にＰＢＮ、ＡｌＮ、又はＡｌ２Ｏ３をコーティングしたもの等が用いられる。また、スペーサー３５の材料には、耐熱性のあるセラミックが好ましい。
【００２５】
次に、図５の斜視図を用いてサセプタ部２５について詳細に説明する。サセプタ部２５は、貫通穴２７ａが形成されたサセプタ２７と、このサセプタ２７の貫通穴２７ａと同径の貫通穴３５ａが形成されたスペーサー３５とを有している。また、サセプタ部２５は、均熱部材２９と、この均熱部材２９に連結され基板３１を保持する保持部である基板保持用治具３７とを有している。この基板保持用治具３７は、薄板状の輪環状部材３３と、この輪環状部材３３の中心軸を中心に１２０度間隔で３箇所に立設された雄螺子部材３９と、この雄螺子部材３９と螺合するナット４１と、を有している。なお、輪環状部材３３、雄螺子部材３９、及びナット４１の材料には、耐熱性のあるセラミックが好ましい。
【００２６】
均熱部材２９は、均熱部材２９を把持するための取手部２９ａと、フランジ部２９ｂと、比較的厚みのある凸部２９ｃとを有している。また、フランジ部２９ｂには、その中心軸を中心に１２０度間隔で３箇所に貫通穴２９ｄが形成されている。
【００２７】
そして、サセプタ部２５の組立てにあたっては、先ず、サセプタ２７の上面２７ｃに、スペーサー３５を載置する。このとき、サセプタ２７の中心とスペーサー３５の中心とが同心軸上に配置されるようにする。次いで、基板３１を基板保持用治具３７の輪環状部材３３上に載置し、この状態で、基板保持用治具３７の雄螺子部材３９を均熱部材２９のフランジ部２９ｂに形成された貫通穴２９ｄに挿通し、ナット４１を螺合し、基板３１を均熱部材２９の凸部２９ｃに当接させ、一体化する。最後に、基板保持用治具３７と基板３１と均熱部材２９の凸部２９ｃとを、均熱部材２９のフランジ部２９ｂがスペーサー３５に当接するまで、スペーサー３５の貫通穴３５ａ及びサセプタ２７の貫通穴２７ａに挿入する。
【００２８】
また、基板３１への成膜にあたっては、先ず、基板３１が収容されたサセプタ部２５を反応管１９内に設置する。次いで、反応管１９内に原料ガスを供給する。すると、基板３１は灼熱部材２９により加熱されているため、原料ガスが熱分解し、基板３１上に結晶が形成され、半導体結晶膜４３（図６記載）が成膜される。このとき、サセプタ２７も加熱されるので、サセプタ２７の下面２７ｂには堆積層４５が形成される。
【００２９】
次いで、基板３１上に所定量の成膜が行われたら、基板３１を取り出し、再び成膜前の基板３１をサセプタ部２５に設置する。そして、上述した操作を繰り返し、多数の基板３１に成膜を行う。
【００３０】
ところで、基板３１に所定量の成膜が行われると基板３１のみを交換し、サセプタ２７を大気に曝すことなく、次の基板３１の成膜を行うので、図６に示すようにサセプタ２７の下面２７ｂに形成される堆積層４５の膜厚Ｌ３が厚くなり、堆積層４５の下面４５ａと、基板３１の下面３１ｂに形成される半導体結晶膜４３の下面４３ａとの段差Ｌ４も大きくなる。段差Ｌ４が大きくなると、基板３１の下面側に接触する原料ガスの流れは、基板３１の下面３１ｂでの位置により大きく相違するようになる。そのため、基板３１に形成される半導体結晶膜４３の厚さ分布が不均一になる。
【００３１】
そこで、堆積層４５の厚さがスペーサー３５の厚さになったら、基板３１を取り換える際にスペーサー３５を撤去し、図７に示すようにスペーサー３５がない状態で基板３１をサセプタ２７の貫通穴２７ａに挿入する。すると、基板３１の下面３１ｂと堆積層４５の下面４５ａとは、同一平面上に位置することになり、段差Ｌ４（図６記載）が解消する。そのため、基板３１の下面３１ｂでの位置により原料ガスの流れが相違し、半導体結晶膜４３の厚さ分布が不均一になるという問題が解決される。
（実施例）
次に、本発明の実施例として、基板３１上に半導体結晶膜４３をエピタキシャル成長させる場合について説明する。
【００３２】
ＧａＡｓ結晶を成長させる場合には、原料ガスとしてＩＩＩ族原料のトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）と、Ｖ族原料のアルシン（ＡｓＨ３）とを用いる。
【００３３】
ＡｌＧａＡｓ結晶を成長させる場合には、原料ガスとしてＩＩＩ族原料のトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）と、Ｖ族原料のアルシン（ＡｓＨ３）とを用いる。
【００３４】
また、ｎ型の化合物半導体結晶を成長させる場合には、シリコン（Ｓｉ）の原料となるジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）をｎ型ドーパントとして用いる。
【００３５】
スペーサー３５の厚さは、基板３１の面内バラツキが約２％を超えない総膜厚よりも小さい寸法にする。ここでは、０．２５ｍｍのものを用いる。このスペーサー３５をサセプタ２７とフランジ部２９ｂとの間に挟み込ませた状態で、基板３１上に成膜を行い、基板３１の面内バラツキが約２％を超えない総膜厚に達した時点でスペーサー３５を取り外し、基板３１の下面３１ｂの位置をサセプタ２７に形成された堆積層４５の下面４５ａの位置に近接させる。
【００３６】
図８は、従来のサセプタ部３を用いた場合と本発明のサセプタ部２５を用いた場合とにおける基板面内の膜厚のバラツキを示している。縦軸は基板３１の下面３１ｂでの膜厚のバラツキを示しており、横軸はサセプタ１，２７の下面１ｂ，２７ｂに形成される堆積層１３，４５の厚さを示している。黒丸印は従来のサセプタ部３を用いた場合の試験結果を示しており、黒四角印は本発明のサセプタ部２５を用いた場合の試験結果を示している。
【００３７】
図から分かるように、従来のサセプタ部３を用いた場合には、堆積層１３の厚さが０．３ｍｍ程に達したあたりから、基板７に形成される膜厚の基板面内バラツキが急に大きくなり２％を超える。しかしながら、本発明のサセプタ部２５を用いた場合には、堆積層４５の厚さがスペーサー３５の厚さと同じ０．２５ｍｍ程に達したときにスペーサー３５をサセプタ部２５から撤去し、基板３１の下面３１ｂの位置を堆積層４５の下面４５ａの位置まで下降させているので、堆積層４５の厚さが０．４５ｍｍ程に達するまで、膜厚の基板面内バラツキが２％以内に抑えられている。すなわち、サセプタ２７の交換周期が１．５倍程に延びている。
【００３８】
以上述べたように本発明の第１実施形態によれば、スペーサー３５により基板３１の基板厚さ方向の位置が変更される。基板３１への成膜処理にあたっては、基板３１に成膜を行う毎にサセプタ２７に堆積する堆積層４５の厚さが厚くなり、基板３１の下面３１ｂと堆積層４５の下面４５ａとの段差Ｌ４が大きくなり、基板３１に接触する原料ガスの流れは、基板３１の下面３１ｂでの位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜４３を基板３１に形成するのが困難になる。しかしながら、スペーサー３５を取り外すことにより基板３１の基板厚さ方向の位置を変更することで段差Ｌ４を解消することが可能である。そのため、サセプタ２７の交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜４３が形成された基板３１を多数作製することができる。また、スペーサー３５の取外しは基板３１を取り換えるときに同時に手軽に行うことができる。
【００３９】
［第２実施形態］
図９は、本発明の半導体気相成長装置の第２実施形態におけるサセプタ部４７を示している。なお、この第２実施形態は、サセプタ部４７の構造のみ第１実施形態のサセプタ部２５と相違するため、サセプタ部４７についてのみ説明する。また、第１実施形態と同一構成部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４０】
サセプタ部４７は、貫通穴２７ａが形成されたサセプタ２７を有している。また、サセプタ部４７は、均熱部材２９と、この均熱部材２９に連結され基板３１を保持する保持部である基板保持用治具４９とを有している。この基板保持用治具４９は、１箇所に形成された螺子穴５１ａと２箇所に形成された貫通穴５１ｂとを有する輪環状部材５１と、螺子穴５１ａに螺合される雄螺子部材５３と、貫通穴５１ｂに挿通されるガイド棒５５と、雄螺子部材５３を回転中心軸とするモーター５７とを有している。そして、雄螺子部材５３、ガイド棒５５、及びモーター５７により基板３１の基板厚さ方向の位置を変更するための調節部が形成されている。また、１つの螺子穴５１ａと２つの貫通穴５１ｂとは、輪環状部材５１の中心軸を中心に１２０度間隔で３箇所に形成されている。なお、輪環状部材５１、雄螺子部材５３、及びガイド棒５５の材料には、耐熱性のあるセラミックが好ましい。
【００４１】
そして、サセプタ部４７の組立てにあたっては、先ず、モーター５７の回転中心軸である雄螺子部材５３を均熱部材２９の貫通穴２９ｄに取手部２９ａ側から挿通し、輪環状部材５１の螺子穴５１ａに螺合する。次いで、基板３１を基板保持用治具４９の輪環状部材５１上に載置する。
【００４２】
次いで、ガイド棒５５を均熱部材２９の貫通穴２９ｄに取手部２９ａ側から挿通し、さらに輪環状部材５１の螺子穴５１ｂに挿通する。最後に、基板保持用治具４９と基板３１と均熱部材２９の凸部２９ｃとを、均熱部材２９のフランジ部２９ｂがサセプタ２７の上面２７ｃに当接するまで、サセプタ２７の貫通穴２７ａに挿入する。
【００４３】
また、基板３１の基板厚さ方向位置の変更にあたっては、モーター５７に直流電流を流し雄螺子部材５３を回転させ、輪環状部材５１をその軸方向に移動させる。このとき、ガイド棒５５はガイドの役割を果たす。
【００４４】
この第２実施形態でも第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
さらに、この第２実施形態では、モーター５７により連続的に基板３１の基板厚さ方向の位置を変更することができるので、半導体結晶膜４３の成長に合わせて基板３１の基板厚さ方向の位置を変更すれば、常時、基板３１に形成される半導体結晶膜４３の下面４３ａとサセプタ２７に形成される堆積層４５の下面４５ａとの段差を解消することができる。そのため、サセプタ２７の交換を行わなくても、第１実施形態よりも均一な膜厚分布の半導体結晶膜４３が形成された基板３１を多数作製することができる。
【００４６】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の半導体気相成長装置の第３実施形態におけるサセプタ部５９を示している。なお、この第３実施形態は、サセプタ部５９の構造のみ第１実施形態のサセプタ部２５と相違するため、サセプタ部５９についてのみ説明する。また、第１実施形態と同一構成部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４７】
サセプタ部５９は、貫通穴６０ａが形成されたサセプタ６０を有している。このサセプタ６０には、貫通穴６０ａの中心軸を中心に９０度間隔で凹部であるスリット６０ｄが形成されている。また、均熱部材６１のフランジ部６１ｂには、フランジ部６１ｂの中心軸を中心に９０度間隔で４箇所に突起部６１ｅが形成されている。
【００４８】
そして、サセプタ部５９の組立てにあたっては、先ず、基板３１を基板保持用治具３７の輪環状部材３３上に載置し、この状態で、基板保持用治具３７の雄螺子部材３９を均熱部材６１のフランジ部６１ｂに形成された貫通穴６１ｄに挿通し、ナット４１に螺合し、基板３１を均熱部材６１の凸部６１ｃと当接させ、一体化する。最後に、基板保持用治具３７と基板３１と均熱部材６１の凸部６１ｃとを、取手部６１ａを把持しながら、均熱部材６１の突起部６１ｅがサセプタ６０の上面６０ｃに当接するまで貫通穴６０ａに挿入する。
【００４９】
また、サセプタ６０の下面６０ｂに突起部６１ｅの高さ分の成膜が行われたら、取手部６１ａを把持しながら均熱部材６１を回転させ、突起部６１ｅをサセプタ６０のスリット６０ｄに嵌合させる。すると、均熱部材６１は、フランジ部６１ｂがサセプタ６０の上面６０ｃと当接するまで下降し、基板３１の下面３１ｂとサセプタ６０の下面６０ｂに形成された堆積層４５の下面４５ａとは同一平面上に位置するようになる。
【００５０】
この第３実施形態でも第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５１】
さらに、この第３実施形態では、均熱部材６１のフランジ部６１ｂに突起部６１ｅを形成し、サセプタ６０のスリット６０ｄに突起部６１ｅを嵌合させ、均熱部材６１の基板３１の基板厚さ方向位置を変更できるようにしたので、第１実施形態のようにスペーサー３５を必要とせず、部品点数の低減を図ることができる。
【００５２】
なお、上述した第３実施形態では、均熱部材６１のフランジ部６１ｂに凸部６１ｃを形成し、サセプタ６０にスリット６０ｄを形成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フランジ部６１ｂにその周方向に沿って複数の円柱突起を設け、サセプタ６０にこの円柱突起と係合する嵌合穴を設けるようにしても良い。或いは、サセプタ６０の上面６０ｃにその周方向に沿って複数の円柱突起を設け、フランジ部６１ｂにこの円柱突起と係合する嵌合穴を設けるようにしても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、サセプタに対する基板の基板厚さ方向の位置を変更できるようにしたので、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体気相成長装置の第１実施形態を示す説明図である。
【図２】図１のサセプタ部の上面側を示す説明図である。
【図３】図１のサセプタ部の下面側を示す説明図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１のサセプタ部を斜視的に示す分解図である。
【図６】図４のサセプタに堆積層が形成された状態を示す説明図である。
【図７】図４のスペーサーを取り外した状態を示す説明図である。
【図８】従来のサセプタ部を用いた場合と本発明のサセプタ部を用いた場合とにおける基板面内の膜厚のバラツキを示す説明図である。
【図９】本発明の半導体気相成長装置の第２実施形態におけるサセプタ部を示す説明図である。
【図１０】本発明の半導体気相成長装置の第３実施形態におけるサセプタ部を示す説明図である。
【図１１】従来のサセプタ部の上面側を示す説明図である。
【図１２】従来のサセプタ部の下面側を示す説明図である。
【図１３】図１１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１４】図１３のサセプタに堆積層が形成された状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１５ 半導体気相成長装置
１７ 反応炉
２７，６０ サセプタ
２７ａ，６０ａ 貫通穴
２９，６１ 均熱部材
３１ 基板
３５ スペーサー
３７，４９ 基板保持用治具
４３ 半導体結晶膜
６０ｄ スリット
６１ｅ 突起部
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体気相成長装置に係り、特に基板の保持を行うための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体気相成長装置には、基板の成膜面とサセプタの表面とを同一平面上に配置し成膜を行う構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は、サセプタ１とその付属部品からなるサセプタ部３の上面側を示している。図に示すように、サセプタ１には、貫通穴１ａがサセプタ１の中心軸を中心に４５度間隔で８箇所に形成されている。そして、貫通穴１ａの各々には、円板状の取手部５ａが形成された均熱部材５が挿入されている。
【０００４】
図１２は、サセプタ部３の下面側を示している。図に示すように、サセプタ１に形成された８箇所の貫通穴１ａの各々には、基板７が収容されている。この基板７は、サセプタ１の下面１ｂと当接して配置された爪部材９により保持されている。爪部材９は貫通穴１ａの中心軸を中心に４５度間隔で８箇所に配置されている。
【０００５】
図１３は、図１１のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。図に示すように、サセプタ１の下面１ｂには、貫通穴１ａとの境界に爪部材９が配置されており、この爪部材９の先端側には基板７が載置されている。さらに、基板７の上面７ａには、均熱部材５が載置されており、これにより基板７の温度は一定に保たれる。また、基板７の下方には成膜用の原料ガスが流通する。
【０００６】
基板７への成膜にあたっては、先ず、基板７が収容されたサセプタ部３を不図示の反応管内に設置する。次いで、反応管内に原料ガスを供給する。すると、基板７は均熱部材５により加熱されているため、原料ガスが熱分解し、基板７上に結晶が形成され、半導体結晶膜１１（図１４記載）が成膜される。このとき、サセプタ１も加熱されるので、サセプタ１の下面１ｂには堆積層１３が形成される。
【０００７】
次いで、基板７上に所定量の成膜が行われたら、基板７を取り出し、再び成膜前の基板７をサセプタ部３に設置する。そして、上述した操作を繰り返し、多数の基板７に成膜を行う。
【０００８】
ところで、基板７に所定量の成膜が行われると基板７のみを交換し、サセプタ１を大気に曝すことなく、次の基板７の成膜を行うので、図１４に示すようにサセプタ１の下面１ｂに形成される堆積層１３の膜厚Ｌ１が厚くなり、堆積層１３の下面１３ａと、基板７の下面７ｂに形成される半導体結晶膜１１の下面１１ａとの段差Ｌ２も大きくなる。段差Ｌ２が大きくなると、基板７に接触する原料ガスの流れは、基板７の下面７ｂでの位置により大きく相違するようになる。そのため、半導体結晶膜１１の厚さ分布が不均一になる前に、サセプタ１の交換を行っている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−２８３４４４号公報 （第３頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来の半導体気相成長装置では、基板７の下面７ｂとサセプタ１に形成される堆積層１３の下面１３ａとの段差Ｌ２を少なくするために、頻繁にサセプタ１の交換を行う必要があり、作業性が悪くなり、生産性が低下してしまうという問題があった。また、使用したサセプタ１を再利用する場合にはクリーニングを行う必要があり手間がかかるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情を考慮し、サセプタの交換周期を長くしても均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を作製することができる半導体気相成長装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の半導体気相成長装置は、反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、前記基板を保持する保持部と、前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調整部材と、が設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、調整部材により基板の基板厚さ方向の位置が変更される。基板への成膜処理にあたっては、基板に成膜を行う毎にサセプタに堆積する堆積層の厚さが厚くなり、基板の下面と堆積層の下面との段差が大きくなり、基板に接触する原料ガスの流れは、基板面での位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜を基板に形成するのが困難になる。しかしながら、調整部材により基板の基板厚さ方向の位置を変更することで段差を解消することが可能である。そのため、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【００１４】
請求項２に記載の半導体気相成長装置は、請求項１に記載の半導体気相成長装置において、前記基板を加熱するための均熱部材が設けられ、前記調整部材を前記均熱部材と前記基板との間隙に挟み込むことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、基板と基板を加熱するための均熱部材との間に調整部材を挟み込むようにしたので、所定量サセプタに堆積層が形成されたら、調整部材を取り外すことで、基板の下面と堆積層の下面との段差を解消することが可能である。また、調整部材の取外しは基板を取り換えるときに同時に手軽に行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載の半導体気相成長装置は、反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、前記基板を保持する保持部と、を有し、前記保持部には、前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調節部が設けられることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、保持部に設けられた調節部により基板の基板厚さ方向の位置が変更される。基板への成膜処理にあたっては、基板に成膜する毎にサセプタに堆積する堆積層の厚さが厚くなり、基板の下面と堆積層の下面との段差が大きくなり、基板に接触する原料ガスの流れは、基板面での位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜を基板に形成するのが困難になる。しかしながら、調節部により基板の基板厚さ方向の位置を変更することで段差を解消することが可能である。そのため、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【００１８】
請求項４に記載の半導体気相成長装置は、反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、前記基板を保持する保持部と、前記基板を加熱するための均熱部材と、が設けられ、前記サセプタには凹部又は凸部が形成され、前記均熱部材には前記サセプタの前記凹部又は凸部と係合する凸部又は凹部が形成され、前記サセプタの前記凹部又は凸部と前記均熱部材の前記凸部又は凹部とを係合させることで、前記均熱部材の前記サセプタ厚さ方向の位置を変更することを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、サセプタには凹部又は凸部が形成され、均熱部材にはサセプタに形成された凹部又は凸部と係合する凸部又は凹部が形成されるので、サセプタの凹部又は凸部と均熱部材の凸部又は凹部とを係合させることで、均熱部材のサセプタ厚さ方向の位置が変更する。基板への成膜処理にあたっては、基板に成膜する毎にサセプタに堆積する堆積層の厚さが厚くなり、基板の下面と堆積層の下面との段差が大きくなり、基板に接触する原料ガスの流れは、基板面での位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜を基板に形成するのが困難になる。しかしながら、均熱部材の凸部又は凹部をサセプタの凹部又は凸部に係合させ基板の基板厚さ方向の位置を変更することで段差を解消することが可能である。そのため、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の半導体気相成長装置の第１実施形態を示している。半導体気相成長装置１５は、反応炉１７を有しており、この反応炉１７内には、石英ガラス製の反応管１９が設けられている。また、反応炉１７には、ガス流入口２１とガス流出口２３とが設けられ、原料ガスが反応管１９内を流通するようにされている。原料ガスは反応管１９内のサセプタ部２５に接触する。
【００２２】
図２は、サセプタ部２５の上面側を示している。サセプタ部２５は円板状のサセプタ２７を有しており、このサセプタ２７には、サセプタ２７の中心軸を中心に４５度間隔で８箇所に貫通穴２７ａが形成されている。そして、各々の貫通穴２７ａには、円板状の取手部２９ａが形成された均熱部材２９が挿入されている。なお、サセプタ２７は、高純度の等方性黒鉛の表面に炭化珪素（ＳｉＣ）を被覆したものである。
【００２３】
図３は、サセプタ部２５の下面側を示している。図に示すように、サセプタ２７に形成された８箇所の貫通穴２７ａの各々には、基板３１が収容されている。この基板３１は、サセプタ２７の下面２７ｂよりも下方に配置された輪環状部材３３により保持されている。
【００２４】
図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面を示している。図に示すように、サセプタ２７の貫通穴２７ａより下方には輪環状部材３３が配置されており、この輪環状部材３３には基板３１が載置されている。さらに、基板３１の上面３１ａには、均熱部材２９が載置されており、この均熱部材２９により基板３１の温度は一定に保たれる。また、均熱部材２９の上端側にはフランジ部２９ｂが形成され、このフランジ部２９ｂの外径はサセプタ２７の貫通穴２７ａの径よりも大きく形成されている。そして、フランジ部２９ｂとサセプタ２７の上面２７ｃとの間に調整部材である輪環状のスペーサー３５が挟み込まれる。なお、均熱部材２９は、少なくとも８００℃以上の高温に耐えることができる材質で形成する必要がある。そのため、均熱部材２９の材料には、カーボン板にＰＢＮ、ＡｌＮ、又はＡｌ２Ｏ３をコーティングしたもの等が用いられる。また、スペーサー３５の材料には、耐熱性のあるセラミックが好ましい。
【００２５】
次に、図５の斜視図を用いてサセプタ部２５について詳細に説明する。サセプタ部２５は、貫通穴２７ａが形成されたサセプタ２７と、このサセプタ２７の貫通穴２７ａと同径の貫通穴３５ａが形成されたスペーサー３５とを有している。また、サセプタ部２５は、均熱部材２９と、この均熱部材２９に連結され基板３１を保持する保持部である基板保持用治具３７とを有している。この基板保持用治具３７は、薄板状の輪環状部材３３と、この輪環状部材３３の中心軸を中心に１２０度間隔で３箇所に立設された雄螺子部材３９と、この雄螺子部材３９と螺合するナット４１と、を有している。なお、輪環状部材３３、雄螺子部材３９、及びナット４１の材料には、耐熱性のあるセラミックが好ましい。
【００２６】
均熱部材２９は、均熱部材２９を把持するための取手部２９ａと、フランジ部２９ｂと、比較的厚みのある凸部２９ｃとを有している。また、フランジ部２９ｂには、その中心軸を中心に１２０度間隔で３箇所に貫通穴２９ｄが形成されている。
【００２７】
そして、サセプタ部２５の組立てにあたっては、先ず、サセプタ２７の上面２７ｃに、スペーサー３５を載置する。このとき、サセプタ２７の中心とスペーサー３５の中心とが同心軸上に配置されるようにする。次いで、基板３１を基板保持用治具３７の輪環状部材３３上に載置し、この状態で、基板保持用治具３７の雄螺子部材３９を均熱部材２９のフランジ部２９ｂに形成された貫通穴２９ｄに挿通し、ナット４１を螺合し、基板３１を均熱部材２９の凸部２９ｃに当接させ、一体化する。最後に、基板保持用治具３７と基板３１と均熱部材２９の凸部２９ｃとを、均熱部材２９のフランジ部２９ｂがスペーサー３５に当接するまで、スペーサー３５の貫通穴３５ａ及びサセプタ２７の貫通穴２７ａに挿入する。
【００２８】
また、基板３１への成膜にあたっては、先ず、基板３１が収容されたサセプタ部２５を反応管１９内に設置する。次いで、反応管１９内に原料ガスを供給する。すると、基板３１は灼熱部材２９により加熱されているため、原料ガスが熱分解し、基板３１上に結晶が形成され、半導体結晶膜４３（図６記載）が成膜される。このとき、サセプタ２７も加熱されるので、サセプタ２７の下面２７ｂには堆積層４５が形成される。
【００２９】
次いで、基板３１上に所定量の成膜が行われたら、基板３１を取り出し、再び成膜前の基板３１をサセプタ部２５に設置する。そして、上述した操作を繰り返し、多数の基板３１に成膜を行う。
【００３０】
ところで、基板３１に所定量の成膜が行われると基板３１のみを交換し、サセプタ２７を大気に曝すことなく、次の基板３１の成膜を行うので、図６に示すようにサセプタ２７の下面２７ｂに形成される堆積層４５の膜厚Ｌ３が厚くなり、堆積層４５の下面４５ａと、基板３１の下面３１ｂに形成される半導体結晶膜４３の下面４３ａとの段差Ｌ４も大きくなる。段差Ｌ４が大きくなると、基板３１の下面側に接触する原料ガスの流れは、基板３１の下面３１ｂでの位置により大きく相違するようになる。そのため、基板３１に形成される半導体結晶膜４３の厚さ分布が不均一になる。
【００３１】
そこで、堆積層４５の厚さがスペーサー３５の厚さになったら、基板３１を取り換える際にスペーサー３５を撤去し、図７に示すようにスペーサー３５がない状態で基板３１をサセプタ２７の貫通穴２７ａに挿入する。すると、基板３１の下面３１ｂと堆積層４５の下面４５ａとは、同一平面上に位置することになり、段差Ｌ４（図６記載）が解消する。そのため、基板３１の下面３１ｂでの位置により原料ガスの流れが相違し、半導体結晶膜４３の厚さ分布が不均一になるという問題が解決される。
（実施例）
次に、本発明の実施例として、基板３１上に半導体結晶膜４３をエピタキシャル成長させる場合について説明する。
【００３２】
ＧａＡｓ結晶を成長させる場合には、原料ガスとしてＩＩＩ族原料のトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）と、Ｖ族原料のアルシン（ＡｓＨ３）とを用いる。
【００３３】
ＡｌＧａＡｓ結晶を成長させる場合には、原料ガスとしてＩＩＩ族原料のトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）と、Ｖ族原料のアルシン（ＡｓＨ３）とを用いる。
【００３４】
また、ｎ型の化合物半導体結晶を成長させる場合には、シリコン（Ｓｉ）の原料となるジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）をｎ型ドーパントとして用いる。
【００３５】
スペーサー３５の厚さは、基板３１の面内バラツキが約２％を超えない総膜厚よりも小さい寸法にする。ここでは、０．２５ｍｍのものを用いる。このスペーサー３５をサセプタ２７とフランジ部２９ｂとの間に挟み込ませた状態で、基板３１上に成膜を行い、基板３１の面内バラツキが約２％を超えない総膜厚に達した時点でスペーサー３５を取り外し、基板３１の下面３１ｂの位置をサセプタ２７に形成された堆積層４５の下面４５ａの位置に近接させる。
【００３６】
図８は、従来のサセプタ部３を用いた場合と本発明のサセプタ部２５を用いた場合とにおける基板面内の膜厚のバラツキを示している。縦軸は基板３１の下面３１ｂでの膜厚のバラツキを示しており、横軸はサセプタ１，２７の下面１ｂ，２７ｂに形成される堆積層１３，４５の厚さを示している。黒丸印は従来のサセプタ部３を用いた場合の試験結果を示しており、黒四角印は本発明のサセプタ部２５を用いた場合の試験結果を示している。
【００３７】
図から分かるように、従来のサセプタ部３を用いた場合には、堆積層１３の厚さが０．３ｍｍ程に達したあたりから、基板７に形成される膜厚の基板面内バラツキが急に大きくなり２％を超える。しかしながら、本発明のサセプタ部２５を用いた場合には、堆積層４５の厚さがスペーサー３５の厚さと同じ０．２５ｍｍ程に達したときにスペーサー３５をサセプタ部２５から撤去し、基板３１の下面３１ｂの位置を堆積層４５の下面４５ａの位置まで下降させているので、堆積層４５の厚さが０．４５ｍｍ程に達するまで、膜厚の基板面内バラツキが２％以内に抑えられている。すなわち、サセプタ２７の交換周期が１．５倍程に延びている。
【００３８】
以上述べたように本発明の第１実施形態によれば、スペーサー３５により基板３１の基板厚さ方向の位置が変更される。基板３１への成膜処理にあたっては、基板３１に成膜を行う毎にサセプタ２７に堆積する堆積層４５の厚さが厚くなり、基板３１の下面３１ｂと堆積層４５の下面４５ａとの段差Ｌ４が大きくなり、基板３１に接触する原料ガスの流れは、基板３１の下面３１ｂでの位置により大きく相違するようになる。そのため、均一な膜厚分布の半導体結晶膜４３を基板３１に形成するのが困難になる。しかしながら、スペーサー３５を取り外すことにより基板３１の基板厚さ方向の位置を変更することで段差Ｌ４を解消することが可能である。そのため、サセプタ２７の交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜４３が形成された基板３１を多数作製することができる。また、スペーサー３５の取外しは基板３１を取り換えるときに同時に手軽に行うことができる。
【００３９】
［第２実施形態］
図９は、本発明の半導体気相成長装置の第２実施形態におけるサセプタ部４７を示している。なお、この第２実施形態は、サセプタ部４７の構造のみ第１実施形態のサセプタ部２５と相違するため、サセプタ部４７についてのみ説明する。また、第１実施形態と同一構成部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４０】
サセプタ部４７は、貫通穴２７ａが形成されたサセプタ２７を有している。また、サセプタ部４７は、均熱部材２９と、この均熱部材２９に連結され基板３１を保持する保持部である基板保持用治具４９とを有している。この基板保持用治具４９は、１箇所に形成された螺子穴５１ａと２箇所に形成された貫通穴５１ｂとを有する輪環状部材５１と、螺子穴５１ａに螺合される雄螺子部材５３と、貫通穴５１ｂに挿通されるガイド棒５５と、雄螺子部材５３を回転中心軸とするモーター５７とを有している。そして、雄螺子部材５３、ガイド棒５５、及びモーター５７により基板３１の基板厚さ方向の位置を変更するための調節部が形成されている。また、１つの螺子穴５１ａと２つの貫通穴５１ｂとは、輪環状部材５１の中心軸を中心に１２０度間隔で３箇所に形成されている。なお、輪環状部材５１、雄螺子部材５３、及びガイド棒５５の材料には、耐熱性のあるセラミックが好ましい。
【００４１】
そして、サセプタ部４７の組立てにあたっては、先ず、モーター５７の回転中心軸である雄螺子部材５３を均熱部材２９の貫通穴２９ｄに取手部２９ａ側から挿通し、輪環状部材５１の螺子穴５１ａに螺合する。次いで、基板３１を基板保持用治具４９の輪環状部材５１上に載置する。
【００４２】
次いで、ガイド棒５５を均熱部材２９の貫通穴２９ｄに取手部２９ａ側から挿通し、さらに輪環状部材５１の螺子穴５１ｂに挿通する。最後に、基板保持用治具４９と基板３１と均熱部材２９の凸部２９ｃとを、均熱部材２９のフランジ部２９ｂがサセプタ２７の上面２７ｃに当接するまで、サセプタ２７の貫通穴２７ａに挿入する。
【００４３】
また、基板３１の基板厚さ方向位置の変更にあたっては、モーター５７に直流電流を流し雄螺子部材５３を回転させ、輪環状部材５１をその軸方向に移動させる。このとき、ガイド棒５５はガイドの役割を果たす。
【００４４】
この第２実施形態でも第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
さらに、この第２実施形態では、モーター５７により連続的に基板３１の基板厚さ方向の位置を変更することができるので、半導体結晶膜４３の成長に合わせて基板３１の基板厚さ方向の位置を変更すれば、常時、基板３１に形成される半導体結晶膜４３の下面４３ａとサセプタ２７に形成される堆積層４５の下面４５ａとの段差を解消することができる。そのため、サセプタ２７の交換を行わなくても、第１実施形態よりも均一な膜厚分布の半導体結晶膜４３が形成された基板３１を多数作製することができる。
【００４６】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の半導体気相成長装置の第３実施形態におけるサセプタ部５９を示している。なお、この第３実施形態は、サセプタ部５９の構造のみ第１実施形態のサセプタ部２５と相違するため、サセプタ部５９についてのみ説明する。また、第１実施形態と同一構成部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４７】
サセプタ部５９は、貫通穴６０ａが形成されたサセプタ６０を有している。このサセプタ６０には、貫通穴６０ａの中心軸を中心に９０度間隔で凹部であるスリット６０ｄが形成されている。また、均熱部材６１のフランジ部６１ｂには、フランジ部６１ｂの中心軸を中心に９０度間隔で４箇所に突起部６１ｅが形成されている。
【００４８】
そして、サセプタ部５９の組立てにあたっては、先ず、基板３１を基板保持用治具３７の輪環状部材３３上に載置し、この状態で、基板保持用治具３７の雄螺子部材３９を均熱部材６１のフランジ部６１ｂに形成された貫通穴６１ｄに挿通し、ナット４１に螺合し、基板３１を均熱部材６１の凸部６１ｃと当接させ、一体化する。最後に、基板保持用治具３７と基板３１と均熱部材６１の凸部６１ｃとを、取手部６１ａを把持しながら、均熱部材６１の突起部６１ｅがサセプタ６０の上面６０ｃに当接するまで貫通穴６０ａに挿入する。
【００４９】
また、サセプタ６０の下面６０ｂに突起部６１ｅの高さ分の成膜が行われたら、取手部６１ａを把持しながら均熱部材６１を回転させ、突起部６１ｅをサセプタ６０のスリット６０ｄに嵌合させる。すると、均熱部材６１は、フランジ部６１ｂがサセプタ６０の上面６０ｃと当接するまで下降し、基板３１の下面３１ｂとサセプタ６０の下面６０ｂに形成された堆積層４５の下面４５ａとは同一平面上に位置するようになる。
【００５０】
この第３実施形態でも第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５１】
さらに、この第３実施形態では、均熱部材６１のフランジ部６１ｂに突起部６１ｅを形成し、サセプタ６０のスリット６０ｄに突起部６１ｅを嵌合させ、均熱部材６１の基板３１の基板厚さ方向位置を変更できるようにしたので、第１実施形態のようにスペーサー３５を必要とせず、部品点数の低減を図ることができる。
【００５２】
なお、上述した第３実施形態では、均熱部材６１のフランジ部６１ｂに凸部６１ｃを形成し、サセプタ６０にスリット６０ｄを形成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フランジ部６１ｂにその周方向に沿って複数の円柱突起を設け、サセプタ６０にこの円柱突起と係合する嵌合穴を設けるようにしても良い。或いは、サセプタ６０の上面６０ｃにその周方向に沿って複数の円柱突起を設け、フランジ部６１ｂにこの円柱突起と係合する嵌合穴を設けるようにしても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、サセプタに対する基板の基板厚さ方向の位置を変更できるようにしたので、サセプタの交換周期が長くなり、均一な膜厚分布の半導体結晶膜が形成された基板を多数作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体気相成長装置の第１実施形態を示す説明図である。
【図２】図１のサセプタ部の上面側を示す説明図である。
【図３】図１のサセプタ部の下面側を示す説明図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１のサセプタ部を斜視的に示す分解図である。
【図６】図４のサセプタに堆積層が形成された状態を示す説明図である。
【図７】図４のスペーサーを取り外した状態を示す説明図である。
【図８】従来のサセプタ部を用いた場合と本発明のサセプタ部を用いた場合とにおける基板面内の膜厚のバラツキを示す説明図である。
【図９】本発明の半導体気相成長装置の第２実施形態におけるサセプタ部を示す説明図である。
【図１０】本発明の半導体気相成長装置の第３実施形態におけるサセプタ部を示す説明図である。
【図１１】従来のサセプタ部の上面側を示す説明図である。
【図１２】従来のサセプタ部の下面側を示す説明図である。
【図１３】図１１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１４】図１３のサセプタに堆積層が形成された状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１５ 半導体気相成長装置
１７ 反応炉
２７，６０ サセプタ
２７ａ，６０ａ 貫通穴
２９，６１ 均熱部材
３１ 基板
３５ スペーサー
３７，４９ 基板保持用治具
４３ 半導体結晶膜
６０ｄ スリット
６１ｅ 突起部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、
前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、
前記基板を保持する保持部と、
前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調整部材と、
が設けられることを特徴とする半導体気相成長装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体気相成長装置において、
前記基板を加熱するための均熱部材が設けられ、
前記調整部材を前記均熱部材と前記基板との間隙に挟み込むことを特徴とする半導体気相成長装置。
【請求項３】
反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、
前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、
前記基板を保持する保持部と、
を有し、
前記保持部には、前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調節部が設けられることを特徴とする半導体気相成長装置。
【請求項４】
反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、
前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、
前記基板を保持する保持部と、
前記基板を加熱するための均熱部材と、
が設けられ、
前記サセプタには凹部又は凸部が形成され、
前記均熱部材には前記サセプタの前記凹部又は凸部と係合する凸部又は凹部が形成され、
前記サセプタの前記凹部又は凸部と前記均熱部材の前記凸部又は凹部とを係合させることで、前記均熱部材の前記サセプタ厚さ方向の位置を変更することを特徴とする半導体気相成長装置。
【請求項１】
反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、
前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、
前記基板を保持する保持部と、
前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調整部材と、
が設けられることを特徴とする半導体気相成長装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体気相成長装置において、
前記基板を加熱するための均熱部材が設けられ、
前記調整部材を前記均熱部材と前記基板との間隙に挟み込むことを特徴とする半導体気相成長装置。
【請求項３】
反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、
前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、
前記基板を保持する保持部と、
を有し、
前記保持部には、前記基板の前記基板厚さ方向の位置を変更するための調節部が設けられることを特徴とする半導体気相成長装置。
【請求項４】
反応炉内に少なくとも２種類以上の原料ガスを供給して半導体結晶膜を基板上に形成する半導体気相成長装置において、
前記基板を挿通可能な貫通穴が形成されたサセプタと、
前記基板を保持する保持部と、
前記基板を加熱するための均熱部材と、
が設けられ、
前記サセプタには凹部又は凸部が形成され、
前記均熱部材には前記サセプタの前記凹部又は凸部と係合する凸部又は凹部が形成され、
前記サセプタの前記凹部又は凸部と前記均熱部材の前記凸部又は凹部とを係合させることで、前記均熱部材の前記サセプタ厚さ方向の位置を変更することを特徴とする半導体気相成長装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００４−２７３５１５（Ｐ２００４−２７３５１５Ａ）
【公開日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−５８３３１（Ｐ２００３−５８３３１）
【出願日】平成１５年３月５日（２００３．３．５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年３月５日（２００３．３．５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]