(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型反応炉内において、水平にセットされた半導体基板上を溶液槽が相対的に摺動することによって結晶成長溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりするメルトワイプ式の液相エピタキシャル成長装置であって、
上記縦型反応炉の上側を加熱して、上記縦型反応炉内雰囲気の上側に所定温度の高温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する高温加熱ヒータと、
上記縦型反応炉の下側を加熱して、上記縦型反応炉内雰囲気における上記高温均熱ゾーンに隣接した下側に、上記所定温度よりも低い所定温度の低温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する低温加熱ヒータと、
上記半導体基板を収納する凹部を有して、水平方向に自転可能になっていると共に、上記自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転可能になっている基板保持台と、
上記基板保持台に、上記二つの回転の回転力を与える回転駆動手段
を備えたことを特徴とした液相エピタキシャル成長装置。
【請求項２】
縦型反応炉内において、水平にセットされた半導体基板上を溶液槽が相対的に摺動することによって結晶成長溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりするメルトワイプ式の液相エピタキシャル成長装置であって、
上記縦型反応炉の上側を加熱して、上記縦型反応炉内雰囲気の上側に所定温度の高温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する高温加熱ヒータと、
上記縦型反応炉の下側を加熱して、上記縦型反応炉内雰囲気における上記高温均熱ゾーンに隣接した下側に、上記所定温度よりも低い所定温度の低温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する低温加熱ヒータと、
上記溶液槽が設けられて、水平方向に自転可能になっていると共に、上記自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転可能になっている溶液槽収納台と、
上記溶液槽収納台に、上記二つの回転の回転力を与える回転駆動手段
を備えたことを特徴とした液相エピタキシャル成長装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液相エピタキシャル成長装置において、
上記基板保持台上に載置されて上記基板保持台に対して相対的に水平方向に自転可能になっていると共に、上記溶液槽が設けられて、上記自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転可能になっている溶液槽収納台と、
上記溶液槽収納台に、上記二つの回転の回転力を与える第２の回転駆動手段を備えたことを特徴とした液相エピタキシャル成長装置。
【請求項４】
縦型反応炉内において、水平にセットされた半導体基板上を溶液槽が相対的に摺動することによって結晶成長溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりするメルトワイプ式の液相エピタキシャル成長装置であって、
上記縦型反応炉の上側を加熱して、上記縦型反応炉内雰囲気の上側に所定温度の高温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する高温加熱ヒータと、
上記縦型反応炉の下側を加熱して、上記縦型反応炉内雰囲気における上記高温均熱ゾーンに隣接した下側に、上記所定温度よりも低い所定温度の低温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する低温加熱ヒータと、
上記半導体基板および溶液槽を収納すると共に、上側が熱伝導率の高い材質で構成される一方下側が熱伝導率の低い材質で構成されて、内部雰囲気の上側に高温の均熱ゾーンを形成する一方下側に低温の均熱ゾーンを形成する均熱箱
を備えたことを特徴とする液相エピタキシャル成長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶液の冷却やその冷却用の吸熱媒体等を用いることなく溶液に温度差を付けて結晶基板上に溶質を析出する液相エピタキシャル成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｇa等の低融点金属を溶媒とし、ＧaＡs,ＧaＰを溶質とした溶液に温度差を付け、高温側には原料結晶を置き低温側には結晶基板を置くと、溶液中の飽和溶解度の違いと熱エネルギーとによって高温側から低温側に向って結晶材料の拡散が起こる。従来より、この結晶材料の拡散を利用して結晶基板上への結晶成長を行う液相エピタキシャル成長方法がある。
【０００３】
このエピタキシャル成長方法において、溶液中に効果的に温度差を付けるために、ガス等の冷却媒体を使用して低温側(結晶基板側)の吸熱を行う場合がある。特に、炉芯管を横置きに設置した横型電気炉においては、溶液の上下方向に温度差を付ける場合には、溶液の加熱ヒーターを上下に分割して、上下の加熱ヒーターを別々に温度設定することが可能になっている。しかしながら、それだけでは十分な温度差は得られず、溶液の下側を強制冷却によって吸熱することが必要である。
【０００４】
以下、III−Ｖ族化合物であるＧaＡsを例に説明する。ＧaＡs基板,溶媒としてのＧa,溶質(原料結晶)としてのＧaＡs多結晶,ドーパント等が投入されたボートを、水素ガス雰囲気中の炉芯管に入れる。そして、基板温度が６００℃〜８００℃になるように昇温すると共に、空気やＮ2のガス等の冷却媒体を介して炉芯管下部の吸熱を行う。この状態において、飽和状態となった溶液をＧaＡs基板上に接触させると、飽和溶液中の温度差に伴う材料拡散によってＧaＡs基板上に結晶成長が行われる。
【０００５】
図３に、炉芯管下部に冷却部を設けた横型成長炉を用いて、溶液中の温度差を利用してエピタキシャル成長を行う液相エピタキシャル成長装置の断面を示す。この液相エピタキシャル成長装置を用いた液相エピタキシャル成長方法では、スライド式ボート１を用いる。このスライド式ボート(以下、単にボートと言う)１は、基板支持台３上に横方向にセットされた半導体基板２上を、溶液槽５に溶液４が収納された溶液溜め６を相対的に摺動することによって、半導体基板２に溶液４を被せたり拭い取ったりするようになっている。
【０００６】
先ず、図３(a)に示すように、上記基板支持台３上に半導体基板２がセットされたボート１を、炉芯管としての石英管８内に挿入する。そして、水素雰囲気中において、加熱ヒータ９a,９bによってボート１を昇温し、且つ、冷却媒体１１によって炉芯管８の下部を冷却した状態で、溶液４が飽和溶液になるまで所定時間保持する。
【０００７】
その後、図３(b)に示すように、操作棒７によって溶液留め６を操作して、溶液槽５を半導体基板２上に位置させて、溶液４を半導体基板２の表面に接触させる。こうして、エピタキシャル成長が行われる。
【０００８】
その場合に、上記溶液４の上下に温度差を付けるために加熱ヒータ９は上下に分割されており、上下別々に温度設定が可能なようになっている。尚、１０は投入された原料結晶である。また、ボート１の素材としては、一般には高純度処理が施されたグラファイト(黒鉛)が使用される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の横型成長炉を用いて溶液に温度差を付ける液相エピタキシャル成長方法においては、以下のような問題がある。すなわち、横型構造の電気炉においては、上述のごとく、加熱ヒータ９を上下に分割して上下別々に温度設定することによって、溶液４の上下に温度差を付けるようにしている。
【００１０】
しかしながら、図３(c)に示すように、上記加熱ヒータ９は円形断面を有しているため、溶液４の位置において、外側が低温側ヒータ９b又は高温側ヒータ９aの影響を受けて水平方向へ温度斑が発生する。したがって、高温側ヒータ９aと低温側ヒータ９bとの温度制御だけでは十分な温度差は得られず、強制冷却による吸熱が必要になる。そのために、炉芯管８の下部を吸熱すべく、空気やＮ2等のガス類や水等の冷却媒体１１を流す冷却部(図示せず)を成長炉内に設置することになる。その際に、図３(c)に示すように、炉芯管８は円形断面を有しているために、ボート１内の溶液４に均一な温度差を付けるには、炉芯管８の外周部に設置された冷却部による冷却媒体１１の流し方を調整しなければならない。したがって、上記冷却部の具体的構成が複雑になり、延いては成長炉の構成が複雑になるという問題がある。
【００１１】
尚、上記冷却部による冷却媒体１１の流し方を調整しない場合には、エピタキシャル成長した結晶層の厚さが温度差の不均一性に起因して不均一になるという問題が発生する。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、冷却部を用いることなく簡単な構造で溶液に均一な温度差を付けることができる液相エピタキシャル成長装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明は、縦型反応炉内において,水平にセットされた半導体基板上を溶液槽が相対的に摺動することによって結晶成長溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりするメルトワイプ式の液相エピタキシャル成長装置であって、上記縦型反応炉の上側を加熱して,上記縦型反応炉内雰囲気の上側に所定温度の高温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する高温加熱ヒータと、上記縦型反応炉の下側を加熱して,上記縦型反応炉内雰囲気における上記高温均熱ゾーンに隣接した下側に,上記所定温度よりも低い所定温度の低温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する低温加熱ヒータと、上記半導体基板を収納する凹部を有して,水平方向に自転可能になっていると共に,上記自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転可能になっている基板保持台と、上記基板保持台に上記二つの回転の回転力を与える回転駆動手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、上側に高温均熱ゾーンが形成される一方、下側に低温均熱ゾーンが形成された上記縦型反応炉内において、回転駆動手段からの回転力によって、上記半導体基板を搭載した基板保持台が水平方向に自転する。さらに、自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転する。その結果、上記縦型反応炉内の水平方向の雰囲気温度分布が不均一であったとしても、上記半導体基板が受ける雰囲気温度分布の影響が平均化される。したがって、上記半導体基板の温度が均一になり、上記半導体基板上に形成される結晶の層厚がさらに均一になる。
【００１５】
また、第２の発明は、縦型反応炉内において,水平にセットされた半導体基板上を溶液槽が相対的に摺動することによって結晶成長溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりするメルトワイプ式の液相エピタキシャル成長装置であって、上記縦型反応炉の上側を加熱して,上記縦型反応炉内雰囲気の上側に所定温度の高温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する高温加熱ヒータと、上記縦型反応炉の下側を加熱して,上記縦型反応炉内雰囲気における上記高温均熱ゾーンに隣接した下側に,上記所定温度よりも低い所定温度の低温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する低温加熱ヒータと、上記溶液槽が設けられて,水平方向に自転可能になっていると共に,上記自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転可能になっている溶液槽収納台と、上記溶液槽収納台に上記二つの回転の回転力を与える回転駆動手段を備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、上側に高温均熱ゾーンが形成される一方、下側に低温均熱ゾーンが形成された上記縦型反応炉内において、回転駆動手段からの回転力によって、上記結晶成長溶液を収納した溶液槽収納台が水平方向に自転する。更に、自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転する。その結果、上記縦型反応炉内の水平方向の雰囲気温度分布が不均一であったとしても、上記結晶成長溶液が受ける雰囲気温度分布の影響が平均化される。したがって、上記結晶成長溶液における上下の温度差がより均一になり、上記半導体基板上に形成される結晶の層厚がさらに均一になる。
【００１７】
また、上記第２の発明の液相エピタキシャル成長装置は、上記基板保持台上に載置されて上記基板保持台に対して相対的に水平方向に自転可能になっていると共に,上記溶液槽が設けられて,上記自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転可能になっている溶液槽収納台と、上記溶液槽収納台に,上記二つの回転の回転力を与える第２の回転駆動手段を備えることが望ましい。
【００１８】
上記構成によれば、上側に高温均熱ゾーンが形成される一方、下側に低温均熱ゾーンが形成された上記縦型反応炉内において、第１,第２の回転駆動手段からの回転力によって、上記半導体基板を搭載した基板保持台が水平方向に自転する一方、上記結晶成長溶液を収納した溶液槽収納台が上記基板保持台に対して相対的に水平方向に自転する。更に、上記両台が、自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転する。その結果、上記縦型反応炉内の水平方向の雰囲気温度分布が不均一であったとしても、上記半導体基板および結晶成長溶液が受ける雰囲気温度分布の影響が平均化される。したがって、上記半導体基板の温度と上記結晶成長溶液の上下の温度差とがより均一になり、上記半導体基板上に形成される結晶の層厚がさらに均一になる。
【００１９】
また、第３の発明は、縦型反応炉内において,水平にセットされた半導体基板上を溶液槽が相対的に摺動することによって結晶成長溶液を上記半導体基板上に被せたり拭い取ったりするメルトワイプ式の液相エピタキシャル成長装置であって、上記縦型反応炉の上側を加熱して,上記縦型反応炉内雰囲気の上側に所定温度の高温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する高温加熱ヒータと、上記縦型反応炉の下側を加熱して,上記縦型反応炉内雰囲気における上記高温均熱ゾーンに隣接した下側に,上記所定温度よりも低い所定温度の低温均熱ゾーンを形成する縦方向に所定長さを有する低温加熱ヒータと、上記半導体基板および溶液槽を収納すると共に、上側が熱伝導率の高い材質で構成される一方下側が熱伝導率の低い材質で構成されて、内部雰囲気の上側に高温の均熱ゾーンを形成する一方下側に低温の均熱ゾーンを形成する均熱箱を備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、上記半導体基板および溶液槽を収納している均熱箱の内部雰囲気の上側には高温の均熱ゾーンが形成される一方、下側には低温の均熱ゾーンが形成される。したがって、上記半導体基板の温度と上記結晶成長溶液の上下の温度差とがより均一になり、上記半導体基板上に形成される結晶の層厚がより一層均一になる。
【００２１】
さらに、上記均熱箱の上側と下側との材質を変えることによって、上記両均熱ゾーンの境界における温度勾配の傾きが変えられる。こうして、上記結晶成長溶液の上下の温度差が変えられて成長速度等が制御される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の液相エピタキシャル成長方法を実現する液相エピタキシャル成長装置の縦断面図である。本実施の形態における液相エピタキシャル成長装置は、縦型構造の成長炉(電気炉)である。
【００２３】
炉芯管としての石英管２１は、円筒状を成して縦方向に立設されている。そして、石英管２１の上端は閉塞されて中心部に水素ガス導入孔２１aが設けられている。また、石英管２１の周囲には、上側には縦方向に所定の長さを有する高温側ヒータ２２を巻き付ける一方、下側における高温側ヒータ２２に隣接した位置には縦方向に所定の長さを有する低温側ヒータ２３を巻き付けて、個別に温度設定することが可能になっている。
【００２４】
こうして、縦方向に立設された円筒状の石英管２１の周囲に、軸方向上側に軸方向に所定の長さを有する高温側ヒータ２２を巻き付け、軸方向下側に軸方向に所定の長さを有する低温側ヒータ２３を巻き付けることによって、図３(a)に示すように、円筒状の石英管８の周囲に、軸に直交する方向上側半分に高温側ヒータ９aを設け、軸に直交する方向下側半分に低温側ヒータ９bを設ける場合に比して、石英管２１内の雰囲気に、温度が安定した高温均熱ゾーンと低温均熱ゾーンとを形成できる。したがって、両均熱ゾーンの境界に結晶成長溶液を位置させることによって、成長溶液の上下に均一な温度差を付けることができるのである。
【００２５】
但し、その場合、上記石英管２１内における外側が低温側ヒータ２３あるいは高温側ヒータ２２の影響を多少は受けるために、水平方向への僅かな温度斑が発生し、そのことに起因して上記成長溶液の上下の温度差が多少不均一になる。そこで、本実施の形態における液相エピタキシャル成長装置においては、成長溶液の上下により均一な温度差を付けるために３個のスライド式ボート(以下、単にボートと言う)２４を円筒状の回転箱２５内に収納し、この回転箱２５の回転に伴って３個のボート２４は夫々自公転するような構成に形成するのである。尚、回転箱２５の下面中央には、バルブ２７を介して石英管２１の外部から回転駆動される回転軸２６の先端が取り付けられている。
【００２６】
図２は、上記回転箱２５およびこの回転箱２５内に収納されたボート２４,２８,２９を詳細に示す断面図である。但し、図２(a)は縦断面図であり、図２(b)は図２(a)のＡ‐Ａ矢視断面図であり、図２(c)は図２(a)のＢ‐Ｂ矢視断面図である。尚、図２(a)は、図２(b)および図２(c)におけるＣ‐Ｃ矢視断面図に相当する。
【００２７】
先ず、図２に従ってボート２４の構成について説明する。但し、他の２つのボート２８,２９も全く同じ構成を有している。上記ボート２４は、同じ直径を有する円盤状の基板支持台３０と溶液収納台３２とを積層して構成されている。そして、下側に位置する基板支持台３０の底面中央には短い回転軸３１が突出して設けられ、回転箱２５の底面内側に形成された円形孔に嵌合している。また、上側に位置する溶液収納台３２の底面中央には短い回転軸３３が突出して設けられて、基板支持台３０の上面中央に形成された円形孔に嵌合している。こうして、基板支持台３０は回転軸３１を中心として自転する一方、回転箱２５の回転に伴って公転可能になっている。また、溶液収納台３２は回転軸３３を中心として自転する一方、基板支持台３０の公転に伴って公転可能になっている。
【００２８】
上記基板支持台３０の上面には、回転軸３１から半径方向外側に矩形の凹部である基板設置部が設けられており、この基板設置部内に半導体基板３５がセットされる。また、基板支持台３０の外周面にはギア３６が設けられて、回転箱２５の底板内側の中央に設けられて回転箱２５と一体に回転する歯車３７に歯合している。したがって、回転軸２６の回転に伴う歯車３７の回転によって、基板支持台３０は回転軸３１を中心として自転するのである。
【００２９】
上記溶液収納台３２には、回転軸３３から半径方向外側に１２０度の間隔を置いて、矩形の貫通穴で成る第１溶液槽３８と第２溶液槽３９との２つの溶液槽が放射状に設けられている。また、溶液収納台３２の外周面にはギア４０が設けられて、回転箱２５の外周面の内側に設けられたギア４１に歯合している。したがって、回転箱２５の回転によって、溶液収納台３２は回転軸３３(回転軸３１)を中心として基板支持台３０とは逆方向に自転するのである。
【００３０】
次に、上記回転箱２５は、ギア４１が設けられている上側半分２５aを熱伝導率が高い材質で構成されている。これに対して、下側半分２５bは熱伝導率の低い材質で構成されている。こうすることによって、上側半分２５aの温度は高温側加熱ヒータ２２の温度まで容易に上昇するのに対して、下側半分２５bの温度は高温側ヒータ２２からの熱の影響を受けにくい。したがって、回転箱２５内の雰囲気には、上側に高温の均熱ゾーンが形成される一方、下側に低温の均熱ゾーンが形成されるのである。つまり、回転箱２５は、均熱板(均熱箱)として機能するのである。
【００３１】
上記構成の液相エピタキシャル成長装置は、以下のように動作して液相エピタキシャル成長を行う。ここで、ボート２４の基板設置部内には半導体基板３５がセットされ、第１溶液槽３８と第２溶液槽３９とには第１溶液４２および第２溶液４３が充填されているものとする。尚、以下の説明においては、他のボート２８,２９については、ボート２４と同様であるから説明は省略する。
【００３２】
先ず、例えば水素ガス雰囲気中で昇温し、ボート２４の第１溶液槽３８および第２溶液槽３９内の第１溶液４２および第２溶液４３が均一な液組成になるまで一定時間保持する。その後、回転軸２６を回転駆動して、回転箱２５を歯車３７と一体に回転させる。そうすると、回転箱２５の底面内側に形成された上記円形孔の回転に伴って、この円形孔に嵌合する回転軸３１を有する基板支持台３０および基板支持台３０上に載置された溶液収納台３２が一体となって、回転軸２６を中心として公転する。さらに、歯車３７に歯合するギア３６が外周面に設けられた基板支持台３０が、回転箱２５および歯車３７とは反対方向に自転する。一方、回転箱２５の内周面に設けられたギア４１に歯合するギア４０を外周面に有する溶液収納台３２が、回転箱２５と同方向に自転する。
【００３３】
こうして、上記溶液収納台３２を基板保持台３０に対して相対的に回転することによって、基板保持台３０上の基板設置部内にセットされている半導体基板３５上に第１溶液槽３８を位置させて、半導体基板３５に第１溶液４２の低温側を接触させる。その結果、半導体基板３５上に第１層が形成される。次に、さらに回転軸２６を回転駆動して、溶液収納台３２を基板保持台３０に対して相対的に回転させ、溶液収納台３２の底面における第１溶液槽３８と第２溶液槽３９との間で構成されるメルトワイプ部で、半導体基板３５上の余分な第１溶液４２を拭い去り(メルトワイプし)ながら、続いて第２溶液４３の低温側を半導体基板３５に接触させる。その結果、半導体基板３５上に第２層が形成されるのである。
【００３４】
上述のように、本実施の形態においては、縦方向に立設された円筒状の石英管２１の周囲に、軸方向上側に軸方向に所定の長さを有する高温側ヒータ２２を巻き付け、軸方向下側に軸方向に所定の長さを有する低温側ヒータ２３を巻き付けている。したがって、石英管２１内雰囲気の上側に高温均熱ゾーンを形成し、下側に低温均熱ゾーンを形成できる。
【００３５】
その場合に、上記回転箱２５の回転によって、半導体基板３５および溶液４２,４３を搭載したボート２４,２８,２９が自公転するようになっている。したがって、各々のボート２４,２８,２９の溶液４２,４３および半導体基板３５が水平方向に万遍なく連続的に移動する。その結果、回転箱２５内の水平方向の雰囲気温度分布が不均一であったとしても、溶液４２,４３および半導体基板３５が受ける雰囲気温度分布の影響は平均化される。
【００３６】
さらに、上記３つのボート２４,２８,２９を覆う回転箱２５は、溶液４２,４３の上側を覆う上側半分２５aを熱伝導率が高い材質で構成する一方、溶液４２,４３の下側を覆う下側半分２５bを熱伝導率の低い材質で構成している。したがって、回転箱２５内には、上側に高温の均熱ゾーンが形成される一方、下側に低温の均熱ゾーンが形成されて、均熱板(均熱箱)の役目を成している。
【００３７】
以上このとから、図１(b)に示すように、上記縦型構造の石英管２１内および回転箱２８内の雰囲気には、上側の均熱ゾーンの温度が下側の均熱ゾーンの温度よりも高く設定された上下方向に温度差Δｔ℃を有する２つの均熱ゾーンを形成することができるのである。したがって、その２つの均熱ゾーン間の温度勾配領域にボート２４,２８,２９の溶液槽３８,３９を位置させることによって、溶液４２,４３に上下の均一な温度差を形成することができ、低温側に置かれた半導体基板３５に向かっての原料結晶４４の拡散によって、液相エピタキシャル成長を最適に行うことができる。
【００３８】
このように、本実施の形態によれば、高温側ヒータ２２と低温側ヒータ２３との温度制御だけで溶液４２,４３の上下に十分な温度差を付けることができる。したがって、強制冷部による吸熱を必要とはしない。そのために、石英管２１の下部を吸熱する冷却部を設置する必要がなくなり、成長炉の構成が複雑になることはないのである。
【００３９】
尚、上記回転箱２５における上側半分２５aあるいは下側半分２５bの材質(熱伝導率)を変えることによって、回転箱２５内に形成された上記両均熱ゾーンの境界の温度勾配、延いては溶液４２,４３の上下の温度勾配を変化させることができる。その結果として、溶液４２,４３の上下の温度差を変化させて成長速度等を制御することが可能になる。
【００４０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、第１の発明の液相エピタキシャル成長装置は、上記半導体基板を搭載する基板保持台を、回転駆動手段による回転力によって、水平方向に自転させると共に、自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転させれば、上記縦型反応炉内の水平方向の雰囲気温度分布が不均一であっても、上記雰囲気温度分布の影響を平均化させて上記半導体基板の温度を均一にできる。したがって、上記半導体基板上に形成される結晶の層厚を均一にできる。
【００４１】
また、第２の発明の液相エピタキシャル成長装置は、溶液槽が設けられた溶液槽収納台を、回転駆動手段による回転力によって、水平方向に自転させると共に、自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転させれば、上記縦型反応炉内の水平方向の雰囲気温度分布が不均一であっても、上記結晶成長溶液の温度に対する上記雰囲気温度分布の影響を平均化させることができる。したがって、上記結晶成長溶液における上下の温度差をさらに均一にできる。
【００４２】
また、上記第２の発明の液相エピタキシャル成長装置は、溶液槽が設けられた溶液槽収納台を、上記基板保持台用の第１の回転駆動手段とは異なる第２の回転駆動手段によって、水平方向に自転させると共に、自転の中心とは異なる点を中心として水平方向に回転させれば、上記縦型反応炉内の水平方向の雰囲気温度分布が不均一であっても、上記半導体基板および結晶成長溶液の温度に対する上記雰囲気温度分布の影響を平均化させることができる。したがって、上記半導体基板の温度を均一にすると共に、上記結晶成長溶液における上下の温度差をさらに均一にできる。
【００４３】
また、第３の発明の液相エピタキシャル成長装置は、上記半導体基板および溶液槽を収納すると共に、上側が熱伝導率の高い材質で構成される一方、下側が熱伝導率の低い材質で構成された均熱箱を備えれば、この均熱箱の内部雰囲気の上側に高温の均熱ゾーンを形成する一方、下側に低温の均熱ゾーンを形成できる。したがって、上記半導体基板の温度と上記結晶成長溶液の上下の温度差とをより均一にできる。
【００４４】
さらに、上記均熱箱の上側と下側との材質を変えることによって、上記両均熱ゾーンの境界における温度勾配の傾きを変えることができる。したがって、上記結晶成長溶液の上下の温度差を変化させて、成長速度等を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の液相エピタキシャル成長装置の縦断面図である。
【図２】  図１における回転箱およびボートを詳細に示す断面図である。
【図３】  炉芯管下部に冷却部を設けた横型成長炉を用いる従来の液相エピタキシャル成長装置の断面図である。
【符号の説明】
２１…石英管、  ２２…高温側ヒータ、
２３…低温側ヒータ、                ２４,２８,２９…ボート、
２５…回転箱、                      ２６…回転軸、
３０…基板支持台、                  ３２…溶液収納台、
３５…半導体基板、                  ３６,４０,４１…ギア、
３７…歯車、                        ３８,３９…溶液槽、
４２,４３…溶液、                   ４４…原料結晶。
【図１】
0003689604.tif 000002
【図２】
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【図３】
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