JP2001118799A - ガスの導入と流れの制御方法およびその装置 - Google Patents
ガスの導入と流れの制御方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 横形有機金属気相成長結晶炉において、細い
幅のガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有
する高温のサセプタ上において、流速分布及び原料ガス
供給が空間的に一様となり、かつ流れが渦等の発生しな
い層流となるガスの導入と流れの制御方法を提供する。 【解決手段】 細い幅のガス導入口７より導入されたガ
スが、より広い幅を有する高温のサセプタ５上におい
て、細い幅のガス導入口７から高温のサセプタ５に至る
末広がりのガス導入路８上に、ガス導入路側壁４と接触
しないようにして、水平面上左右対称に流れベクトルを
制御する菱形状構造物１０を配置する。
幅のガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有
する高温のサセプタ上において、流速分布及び原料ガス
供給が空間的に一様となり、かつ流れが渦等の発生しな
い層流となるガスの導入と流れの制御方法を提供する。 【解決手段】 細い幅のガス導入口７より導入されたガ
スが、より広い幅を有する高温のサセプタ５上におい
て、細い幅のガス導入口７から高温のサセプタ５に至る
末広がりのガス導入路８上に、ガス導入路側壁４と接触
しないようにして、水平面上左右対称に流れベクトルを
制御する菱形状構造物１０を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は反応させるべき原料
ガス及びこれを搬送するガスをガス導入口より導入し、
これを化学反応を生起するに十分な高温のサセプタ上に
誘導し、サセプタ上に設置したウエハー上において化学
反応に由来する所望の堆積膜を堆積させることを目的と
した横形有機金属気相成長結晶炉において、細い幅のガ
ス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有する高
温のサセプタ上において、流れの速度分布及び原料ガス
の供給が空間的に一様となり、かつ流れが渦等の発生し
ない層流となるように、細い幅のガス導入口から高温の
サセプタに至る末広がりのガス導入路上に、ガス導入路
側壁と接触しないようにして、水平面上、流れの主流方
向を対称軸に左右対称に流れベクトルを制御する構造物
を配置することを特徴とするガスの導入と流れの制御方
法に関するものである。
ガス及びこれを搬送するガスをガス導入口より導入し、
これを化学反応を生起するに十分な高温のサセプタ上に
誘導し、サセプタ上に設置したウエハー上において化学
反応に由来する所望の堆積膜を堆積させることを目的と
した横形有機金属気相成長結晶炉において、細い幅のガ
ス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有する高
温のサセプタ上において、流れの速度分布及び原料ガス
の供給が空間的に一様となり、かつ流れが渦等の発生し
ない層流となるように、細い幅のガス導入口から高温の
サセプタに至る末広がりのガス導入路上に、ガス導入路
側壁と接触しないようにして、水平面上、流れの主流方
向を対称軸に左右対称に流れベクトルを制御する構造物
を配置することを特徴とするガスの導入と流れの制御方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Al、Ga、In等のIII族元素とV族元素との
化合物である半導体は、ワイドギャップを有する直接遷
移型半導体であり、可視から紫外域の発光材料として、
最も有望であると考えられる。これら、光半導体デバイ
スの材料となる、窒化ガリウムGaN等の、結晶学的に優
れた制作手法が求められている。ＭＯＣＶＤ（Metalorg
anic Chemical Vapor Phase Deposition）法は、これを
産業レベルで実現できる有力な手法として、各方面で研
究開発が進められている。
化合物である半導体は、ワイドギャップを有する直接遷
移型半導体であり、可視から紫外域の発光材料として、
最も有望であると考えられる。これら、光半導体デバイ
スの材料となる、窒化ガリウムGaN等の、結晶学的に優
れた制作手法が求められている。ＭＯＣＶＤ（Metalorg
anic Chemical Vapor Phase Deposition）法は、これを
産業レベルで実現できる有力な手法として、各方面で研
究開発が進められている。
【０００３】例えば一般に用いられている横型ＭＯＣＶ
Ｄ結晶炉を例にとると、その中を流れる原料ガスは、幅
の狭いガス吹き出し口からガスが導入された後、より広
い幅を有する高温のサセプタ上において、流れの速度分
布及び原料ガスの供給が空間的に一様になり、かつ流れ
が渦等の発生しない層流となるようにすることが、優れ
た結晶成長を実現するために必要である。
Ｄ結晶炉を例にとると、その中を流れる原料ガスは、幅
の狭いガス吹き出し口からガスが導入された後、より広
い幅を有する高温のサセプタ上において、流れの速度分
布及び原料ガスの供給が空間的に一様になり、かつ流れ
が渦等の発生しない層流となるようにすることが、優れ
た結晶成長を実現するために必要である。
【０００４】細い幅のガス導入口から高温のサセプタに
至る末広がりのガス導入路上において、その広がり角度
αが大きいと、図７に示すように、ガス導入口の細い幅
にほぼ対応した有限の幅内を中心に、速度ベクトル及び
それに伴った原料ガスの供給が大きくなり、上記サセプ
タ上の流れの速度分布及び原料ガスの供給の空間的一様
性が満たされなくなる。
至る末広がりのガス導入路上において、その広がり角度
αが大きいと、図７に示すように、ガス導入口の細い幅
にほぼ対応した有限の幅内を中心に、速度ベクトル及び
それに伴った原料ガスの供給が大きくなり、上記サセプ
タ上の流れの速度分布及び原料ガスの供給の空間的一様
性が満たされなくなる。
【０００５】さらに、ガスの流れの陰になる領域、すな
わちデッドスペースにおいて渦が発生し、これがある１
つのガス原料から他のガス原料への速やかなスイッチン
グを妨げ、急峻な接合の実現に対して、しばしば好まし
くない役割を演じる。
わちデッドスペースにおいて渦が発生し、これがある１
つのガス原料から他のガス原料への速やかなスイッチン
グを妨げ、急峻な接合の実現に対して、しばしば好まし
くない役割を演じる。
【０００６】上記課題を解決するためには、図８に示す
ように、細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至る
末広がりのガス導入路上において、その広がり角度αを
７度程度以下に抑え、ゆるやかに広げていく方法が提案
されている。さらに、図９に示すように、ガス導入路上
に、有限の大きさの孔が複数個開いている多孔質状ある
いは網状の構造物をガス導入路上、ガスの流れ方向と垂
直に設置する方法が取られていた。
ように、細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至る
末広がりのガス導入路上において、その広がり角度αを
７度程度以下に抑え、ゆるやかに広げていく方法が提案
されている。さらに、図９に示すように、ガス導入路上
に、有限の大きさの孔が複数個開いている多孔質状ある
いは網状の構造物をガス導入路上、ガスの流れ方向と垂
直に設置する方法が取られていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、横型Ｍ
ＯＣＶＤ結晶炉において、細い幅のガス導入口から高温
のサセプタに至る末広がりのガス導入路上の、広がり角
度を７度程度以下に抑え、ゆるやかに広げていくと横型
ＭＯＣＶＤ結晶炉の長さが非常に長くなり、設置上及び
運用上の課題があった。一方、ガス導入路上に、有限の
大きさの孔が複数個開いている多孔質状あるいは網状の
構造物をガス導入路上、ガスの流れ方向と垂直に設置す
る方法では、流れの速度分布や原料ガスの供給の空間的
一様性はかなり改善されるが、多孔質状あるいは網状の
構造物の、孔ではない部分に衝突した流体は反射され、
さらに大小の渦を発生し、特にある１つのガス原料から
他のガス原料への速やかなスイッチングを妨げ、急峻な
接合の実現に対して好ましくないという課題が存在して
いた。
ＯＣＶＤ結晶炉において、細い幅のガス導入口から高温
のサセプタに至る末広がりのガス導入路上の、広がり角
度を７度程度以下に抑え、ゆるやかに広げていくと横型
ＭＯＣＶＤ結晶炉の長さが非常に長くなり、設置上及び
運用上の課題があった。一方、ガス導入路上に、有限の
大きさの孔が複数個開いている多孔質状あるいは網状の
構造物をガス導入路上、ガスの流れ方向と垂直に設置す
る方法では、流れの速度分布や原料ガスの供給の空間的
一様性はかなり改善されるが、多孔質状あるいは網状の
構造物の、孔ではない部分に衝突した流体は反射され、
さらに大小の渦を発生し、特にある１つのガス原料から
他のガス原料への速やかなスイッチングを妨げ、急峻な
接合の実現に対して好ましくないという課題が存在して
いた。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、反応させるべ
き原料ガス及びこれを搬送するガスをガス導入口より導
入し、これを化学反応を生起するに十分な高温のサセプ
タ上に誘導し、サセプタ上に設置したウエハー上におい
て化学反応に由来する所望の堆積膜を堆積させることを
目的とした横形有機金属気相成長結晶炉において、細い
幅のガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有
する高温のサセプタ上において、流れの速度分布及び原
料ガスの供給が空間的に一様なり、かつ流れが渦等の発
生しない層流となるように、細い幅のガス導入口から高
温のサセプタに至る末広がりのガス導入路上に、ガス導
入路側壁と接触しないようにして、水平面上左右対称に
流れベクトルを制御する構造物を配置することを特徴と
するガスの導入と流れの制御方法を提供するものであ
る。
き原料ガス及びこれを搬送するガスをガス導入口より導
入し、これを化学反応を生起するに十分な高温のサセプ
タ上に誘導し、サセプタ上に設置したウエハー上におい
て化学反応に由来する所望の堆積膜を堆積させることを
目的とした横形有機金属気相成長結晶炉において、細い
幅のガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有
する高温のサセプタ上において、流れの速度分布及び原
料ガスの供給が空間的に一様なり、かつ流れが渦等の発
生しない層流となるように、細い幅のガス導入口から高
温のサセプタに至る末広がりのガス導入路上に、ガス導
入路側壁と接触しないようにして、水平面上左右対称に
流れベクトルを制御する構造物を配置することを特徴と
するガスの導入と流れの制御方法を提供するものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のプラズマ加工方法および装置において
は、以下のような手段を用いる。
めに、本発明のプラズマ加工方法および装置において
は、以下のような手段を用いる。
【００１０】すなわち、反応させるべき原料ガス及びこ
れを搬送するガスをガス導入口より導入し、これを化学
反応を生起するに十分な高温のサセプタ上に誘導し、サ
セプタ上に設置したウエハー上において化学反応に由来
する所望の堆積膜を堆積させることを目的とした横形有
機金属気相成長結晶炉において、細い幅のガス導入口よ
り導入されたガスが、より広い幅を有する高温のサセプ
タ上において、流れの速度分布及び原料ガスの供給が空
間的に一様なり、かつ流れが渦等の発生しない層流とな
るように、細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至
る末広がりのガス導入路上に、ガス導入路側壁と接触し
ないようにして、水平面上左右対称に流れベクトルを制
御する以下のような構造物を配置する。１つは、流れ方
向に相対して２つの斜め面を有し、上下方向に水平面を
有する菱形状構造物である。この菱形状構造物の上流側
の斜め面間角度θ１を９０度より小さく、下流側の２つ
の斜め面間角度θ２を９０度より小さく、かつθ１がθ
２以下にするとより有効である。この菱形状構造物の上
下の水平面をガス導入路の上下の水平面に密着させても
良く、若干隙間を設けても良い。特に、４つの斜め面間
角部の内の少なくとも１つをカットして、なめららかに
することも有効である。 さらに、斜め面をなめらかな
曲面にする方法も有効である。さらに側面が、流線形を
有する構造物を配置することも有効である。２つめとし
て、有限の大きさの孔が複数個開いている網状で、流れ
の上流方向に開いており、流れの下流方向に尖っている
構造物をも配置する。以上に述べた、これら構造物を、
細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至る末広がり
のガス導入路上に、水平面上左右対称に複数個配置する
とさらに有効である。
れを搬送するガスをガス導入口より導入し、これを化学
反応を生起するに十分な高温のサセプタ上に誘導し、サ
セプタ上に設置したウエハー上において化学反応に由来
する所望の堆積膜を堆積させることを目的とした横形有
機金属気相成長結晶炉において、細い幅のガス導入口よ
り導入されたガスが、より広い幅を有する高温のサセプ
タ上において、流れの速度分布及び原料ガスの供給が空
間的に一様なり、かつ流れが渦等の発生しない層流とな
るように、細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至
る末広がりのガス導入路上に、ガス導入路側壁と接触し
ないようにして、水平面上左右対称に流れベクトルを制
御する以下のような構造物を配置する。１つは、流れ方
向に相対して２つの斜め面を有し、上下方向に水平面を
有する菱形状構造物である。この菱形状構造物の上流側
の斜め面間角度θ１を９０度より小さく、下流側の２つ
の斜め面間角度θ２を９０度より小さく、かつθ１がθ
２以下にするとより有効である。この菱形状構造物の上
下の水平面をガス導入路の上下の水平面に密着させても
良く、若干隙間を設けても良い。特に、４つの斜め面間
角部の内の少なくとも１つをカットして、なめららかに
することも有効である。 さらに、斜め面をなめらかな
曲面にする方法も有効である。さらに側面が、流線形を
有する構造物を配置することも有効である。２つめとし
て、有限の大きさの孔が複数個開いている網状で、流れ
の上流方向に開いており、流れの下流方向に尖っている
構造物をも配置する。以上に述べた、これら構造物を、
細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至る末広がり
のガス導入路上に、水平面上左右対称に複数個配置する
とさらに有効である。
【００１１】本発明は上述した構成によって、細い幅の
ガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有する
高温のサセプタ上において、流れの速度分布及び原料ガ
スの供給が空間的に一様なり、かつ流れが渦等の発生し
ない層流を実現することが可能となる。
ガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有する
高温のサセプタ上において、流れの速度分布及び原料ガ
スの供給が空間的に一様なり、かつ流れが渦等の発生し
ない層流を実現することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の第一の実施例であ
る、ガスの導入と流れの制御方法について、図面を参照
しながら説明する。
る、ガスの導入と流れの制御方法について、図面を参照
しながら説明する。
【００１３】図１は本発明のガスの導入と流れの制御方
法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用した構成図で
ある。上面図及び側面図が示されている。結晶炉本体１
は、石英製の側壁４、上壁２、下壁３で構成され、反応
させるべき原料ガス及びこれを搬送するガスは、図の右
側のガス流入口７から供給され、図の左側のガス流出口
８から排気される。ガス導入口１５から末広がりのガス
導入路８までは、上層路１６と下層路１７に２分され、
上層からは水素と水素で希釈されたトリメチルガリウム
が、下層からはアンモニアが、それぞれ流速１０ｍ／秒
で供給され、ガス合流面９において、両者は合流する。
結晶炉本体下流部に高温のカーボンサセプタ５が設置さ
れ、このサセプタ上にウエハー６が設置されている。細
い幅のガス導入口７より導入されたガスは、末広がりの
ガス導入路８を経て、高温のサセプタ５上を通り、ガス
流出口８から排気される。末広がり角αは１２度であ
る。細い幅のガス導入口１５から高温のサセプタ５に至
る末広がりのガス導入路８上に、ガス導入路側壁４と接
触しないようにして、水平面上左右対称に流れベクトル
を制御する、流れ方向に相対して２つの斜め面を、上下
方向に水平面を持つ菱形状構造物１０を配置した。この
菱形状構造物１０の上流側の斜め面間角度θ１を３０
度、下流側の斜め面間角度θ２を２０度とした。この菱
形状構造物１０の上下の水平面をガス導入路８の上下の
水平面に密着させた。図中に、ＴｉＯ２の微粒子を用い
てストロボ撮影をすることにより得られた流れベクトル
の測定結果を示す。菱形状構造物上流側で若干淀みが発
生しているが、大きな渦は発生せず、菱形状構造物１０
下流側においてもなめらかな流れが達成され、高温のサ
セプタ５上において、一様流れの速度分布が得られた。
また、サセプタ５上のウエハー６に堆積した結晶窒化ガ
リウムの膜厚分布は、２原子層の精度で一様であり、こ
れは原料ガスの供給が空間的に一様であることを示すも
のであった。
法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用した構成図で
ある。上面図及び側面図が示されている。結晶炉本体１
は、石英製の側壁４、上壁２、下壁３で構成され、反応
させるべき原料ガス及びこれを搬送するガスは、図の右
側のガス流入口７から供給され、図の左側のガス流出口
８から排気される。ガス導入口１５から末広がりのガス
導入路８までは、上層路１６と下層路１７に２分され、
上層からは水素と水素で希釈されたトリメチルガリウム
が、下層からはアンモニアが、それぞれ流速１０ｍ／秒
で供給され、ガス合流面９において、両者は合流する。
結晶炉本体下流部に高温のカーボンサセプタ５が設置さ
れ、このサセプタ上にウエハー６が設置されている。細
い幅のガス導入口７より導入されたガスは、末広がりの
ガス導入路８を経て、高温のサセプタ５上を通り、ガス
流出口８から排気される。末広がり角αは１２度であ
る。細い幅のガス導入口１５から高温のサセプタ５に至
る末広がりのガス導入路８上に、ガス導入路側壁４と接
触しないようにして、水平面上左右対称に流れベクトル
を制御する、流れ方向に相対して２つの斜め面を、上下
方向に水平面を持つ菱形状構造物１０を配置した。この
菱形状構造物１０の上流側の斜め面間角度θ１を３０
度、下流側の斜め面間角度θ２を２０度とした。この菱
形状構造物１０の上下の水平面をガス導入路８の上下の
水平面に密着させた。図中に、ＴｉＯ２の微粒子を用い
てストロボ撮影をすることにより得られた流れベクトル
の測定結果を示す。菱形状構造物上流側で若干淀みが発
生しているが、大きな渦は発生せず、菱形状構造物１０
下流側においてもなめらかな流れが達成され、高温のサ
セプタ５上において、一様流れの速度分布が得られた。
また、サセプタ５上のウエハー６に堆積した結晶窒化ガ
リウムの膜厚分布は、２原子層の精度で一様であり、こ
れは原料ガスの供給が空間的に一様であることを示すも
のであった。
【００１４】さらに、菱形状構造物１０の４つの斜め面
間角の内３つの角を、図２に示すように、流れの主流方
向に対して平行及び垂直にカットしてなめららかにする
と、菱形状構造物１０上流側での淀みは緩和され、より
一様な流れの速度分布が得られた。
間角の内３つの角を、図２に示すように、流れの主流方
向に対して平行及び垂直にカットしてなめららかにする
と、菱形状構造物１０上流側での淀みは緩和され、より
一様な流れの速度分布が得られた。
【００１５】また、図３に示すように、斜め面や４つの
角をなめらかな曲面にすると、この菱形状構造物１１の
上流側での淀みはさらに緩和され、より一様な流れの速
度分布が得られた。菱形状構造物を、これと相似な流線
形を有する構造物を配置すると、さらに優れた一様な流
れの速度分布が得られた。
角をなめらかな曲面にすると、この菱形状構造物１１の
上流側での淀みはさらに緩和され、より一様な流れの速
度分布が得られた。菱形状構造物を、これと相似な流線
形を有する構造物を配置すると、さらに優れた一様な流
れの速度分布が得られた。
【００１６】一方、図４に示すように、これら構造物
を、細い幅のガス導入口から高温のサセプタ５に至る末
広がりのガス導入路８上に、図１で説明した菱形状構造
物１０を、水平面上左右対称に、上流側に1個、これよ
り下流側に対称に1個ずつ、合計３個配置して実験を行
った。菱形状構造物１０を１個配置した図１の場合と比
較して、図１の場合に生じていた流れの速度分布のわず
かな一様性の乱れが、さらに改善された。菱形状構造物
１０の大きさを２割程小さくして、合計５個配置して実
験を行った。この場合にも、図４とほぼ同様の有効性が
確認された。
を、細い幅のガス導入口から高温のサセプタ５に至る末
広がりのガス導入路８上に、図１で説明した菱形状構造
物１０を、水平面上左右対称に、上流側に1個、これよ
り下流側に対称に1個ずつ、合計３個配置して実験を行
った。菱形状構造物１０を１個配置した図１の場合と比
較して、図１の場合に生じていた流れの速度分布のわず
かな一様性の乱れが、さらに改善された。菱形状構造物
１０の大きさを２割程小さくして、合計５個配置して実
験を行った。この場合にも、図４とほぼ同様の有効性が
確認された。
【００１７】なお、図４において配置する菱形状構造物
を、図２や図３で示した構造物に置き換えても同様に有
効な効果が得られた。
を、図２や図３で示した構造物に置き換えても同様に有
効な効果が得られた。
【００１８】２つめの実施例として、図５に示すよう
に、有限の大きさの孔が複数個開いている網状で、流れ
の上流方向に開いており、流れの下流方向に尖っている
構造物１２を、末広がりのガス導入路８の上流端に配置
した。開き角は３０度、網状構造物１２の孔の直径は0.
1ｍｍ、また網状構造物１２の全面積に対する孔の面積
の割合、すなわち開口率は６０％である。図中に、Ｔｉ
Ｏ２の微粒子を用いてストロボ撮影をすることにより得
られた流れベクトルの測定結果を示す。網状構造物１２
の上流側で若干淀みが発生しているが、大きな渦は発生
せず、網状構造物１２の下流側においてもなめらかな流
れが達成され、高温のサセプタ５上において、一様流れ
の速度分布が得られた。また、サセプタ５上にウエハー
６に堆積した結晶窒化ガリウムの膜厚分布は、２原子層
の精度で一様であり、これは原料ガスの供給が空間的に
一様であることを示すものであった。図６に示すよう
に、網状構造物１２を下流側にもう１つ設置すると、さ
らに優れた一様な流れの速度分布が得られた。
に、有限の大きさの孔が複数個開いている網状で、流れ
の上流方向に開いており、流れの下流方向に尖っている
構造物１２を、末広がりのガス導入路８の上流端に配置
した。開き角は３０度、網状構造物１２の孔の直径は0.
1ｍｍ、また網状構造物１２の全面積に対する孔の面積
の割合、すなわち開口率は６０％である。図中に、Ｔｉ
Ｏ２の微粒子を用いてストロボ撮影をすることにより得
られた流れベクトルの測定結果を示す。網状構造物１２
の上流側で若干淀みが発生しているが、大きな渦は発生
せず、網状構造物１２の下流側においてもなめらかな流
れが達成され、高温のサセプタ５上において、一様流れ
の速度分布が得られた。また、サセプタ５上にウエハー
６に堆積した結晶窒化ガリウムの膜厚分布は、２原子層
の精度で一様であり、これは原料ガスの供給が空間的に
一様であることを示すものであった。図６に示すよう
に、網状構造物１２を下流側にもう１つ設置すると、さ
らに優れた一様な流れの速度分布が得られた。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明のガスの導入と流
れの制御方法を用いることにより、細い幅のガス導入口
より導入されたガスが、より広い幅を有する高温のサセ
プタ上において、流れの速度分布及び原料ガスの供給が
空間的に一様なり、かつ流れが渦等の発生しない層流を
実現することができる。
れの制御方法を用いることにより、細い幅のガス導入口
より導入されたガスが、より広い幅を有する高温のサセ
プタ上において、流れの速度分布及び原料ガスの供給が
空間的に一様なり、かつ流れが渦等の発生しない層流を
実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例におけるガスの導入と流
れの制御方法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用し
た構成図
れの制御方法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用し
た構成図
【図２】図１に示した横形有機金属気相成長結晶炉にお
いて、菱形状構造物の４つの斜め面間角の内３つの角
を、流れの主流方向に対して平行及び垂直にカットして
なめららかにした場合の説明図
いて、菱形状構造物の４つの斜め面間角の内３つの角
を、流れの主流方向に対して平行及び垂直にカットして
なめららかにした場合の説明図
【図３】図１に示した横形有機金属気相成長結晶炉にお
いて、菱形状構造物の斜め面や４つの角をなめらかな曲
面にした場合の速度分布説明図
いて、菱形状構造物の斜め面や４つの角をなめらかな曲
面にした場合の速度分布説明図
【図４】図１に示した横形有機金属気相成長結晶炉にお
いて、菱形状構造物を、水平面上左右対称に、上流側に
1個、これより下流側に対称に1個ずつ、合計３個配置し
た場合の速度分布説明図
いて、菱形状構造物を、水平面上左右対称に、上流側に
1個、これより下流側に対称に1個ずつ、合計３個配置し
た場合の速度分布説明図
【図５】本発明の第２の実施例におけるガスの導入と流
れの制御方法を、 図１に示した横形有機金属気相成長
結晶炉において、有限の大きさの孔が複数個開いている
網状で、流れの上流方向に開いており、流れの下流方向
に尖っている構造物を、末広がりのガス導入路の上流端
に配置した場合の速度分布で説明した図
れの制御方法を、 図１に示した横形有機金属気相成長
結晶炉において、有限の大きさの孔が複数個開いている
網状で、流れの上流方向に開いており、流れの下流方向
に尖っている構造物を、末広がりのガス導入路の上流端
に配置した場合の速度分布で説明した図
【図６】図１に示した横形有機金属気相成長結晶炉にお
いて、図５において説明した網状構造物を下流側にもう
１つ設置した場合の速度分布説明図
いて、図５において説明した網状構造物を下流側にもう
１つ設置した場合の速度分布説明図
【図７】本課題の具体的な内容を、角度αの大きい横形
有機金属気相成長結晶炉において、速度分布で説明した
図
有機金属気相成長結晶炉において、速度分布で説明した
図
【図８】本課題の解決策に対する従来の解決例を示す図
【図９】本課題の解決策に対する従来の解決例を示す図
【符号の説明】 １ 結晶炉本体 ２ 結晶炉本体上壁 ３ 結晶炉本体下壁 ４ 結晶炉本体側壁 ５ サセプタ ６ ウエハー基板 ７ ガス導入口 ８ ガス流出口 ９ ガス合流面 １０ 菱形状構造物 １１ 菱形状構造物と相似な、なめらかな構造物 １２ 網状構造物 １５ ガス流入口 １６ 上層路 １７ 下層路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 明彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伴 雄三郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 BA08 BA38 EA05 EA06 KA02 LA14 5F045 AA04 AB14 AC08 AC12 BB02 DP04 EB02 EE12 EE17 EE20 EF14
Claims (11)
- 【請求項１】 反応させるべき原料ガス及びこれを搬送
するガスを、ガス導入口より導入し、これを化学反応を
生起するに十分な高温のサセプタ上に誘導し、サセプタ
上に設置したウエハー上において化学反応に由来する所
望の堆積膜を堆積させることを目的とした横形有機金属
気相成長結晶炉において、細い幅のガス導入口より導入
されたガスが、より広い幅を有する高温のサセプタ上に
おいて、流れの速度分布及び原料ガスの供給が空間的に
一様なり、かつ流れが渦等の発生しない層流となるよう
に、細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至る末広
がりのガス導入路上に、ガス導入路側壁と接触しないよ
うにして、水平面上左右対称に流れベクトルを制御する
構造物を配置することを特徴とするガスの導入と流れの
制御方法。 - 【請求項２】 流れベクトルを制御する構造物として、
流れ方向に相対して２つの斜め面を有し、上下に水平面
を有する菱形状構造物を配置することを特徴とする請求
項１に記載のガスの導入と流れの制御方法。 - 【請求項３】 流れベクトルを制御する菱形状構造物と
して、この構造物の上流側の２つの斜め面間の角度θ１
を９０度より小さく、下流側の２つの斜め面間の角度θ
２を９０度より小さく、かつθ１がθ２以下にすること
を特徴とする請求項１または２に記載のガスの導入と流
れの制御方法。 - 【請求項４】 流れベクトルを制御する菱形状構造物と
して、この構造物の上下の水平面をガス導入路の上下の
水平面に密着させることを特徴とする請求項１、２、３
のいずれかに記載のガスの導入と流れの制御方法。 - 【請求項５】 流れベクトルを制御する菱形状構造物と
して、この構造物の上下の水平面の内のどちらか片方、
あるいは両方を、ガス導入路の上下の水平面から離すこ
とを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載のガ
スの導入と流れの制御方法。 - 【請求項６】 流れベクトルを制御する菱形状構造物に
おいて、４つの斜め面間角部の内の少なくとも１つをカ
ットして、なめらかにすることを特徴とする請求項１、
２、３、４、５のいずれかに記載のガスの導入と流れの
制御方法。 - 【請求項７】 流れベクトルを制御する構造物として、
上下に水平面を有する菱形状構造物と相似であり、斜め
面をなめらかな曲面にした構造物を配置することを特徴
とする請求項１、２、３、４、５のいずれかに記載のガ
スの導入と流れの制御方法。 - 【請求項８】 流れベクトルを制御する構造物として、
上下に水平面を有し、側面が流線形を有する構造物を配
置することを特徴とする請求項１、２、３、４、５のい
ずれかに記載のガスの導入と流れの制御方法。 - 【請求項９】 流れベクトルを制御する構造物として、
有限の大きさの孔が複数個開いている網状であり、その
形状が、流れの上流方向に開いており、流れの下流方向
に尖っている構造物を配置することを特徴とする請求項
１、４、５のいずれかに記載のガスの導入と流れの制御
方法。 - 【請求項１０】 流れベクトルを制御する構造物を、細
い幅のガス導入口から高温のサセプタに至る末広がりの
ガス導入路上に、水平面上、流れの主流方向を対称軸に
左右対称に複数個配置することを特徴とする請求項１、
２、３、４、５、６、７、８、９のいずれかに記載のガ
スの導入と流れの制御方法。 - 【請求項１１】 反応させるべき原料ガス及びこれを搬
送するガスをガス導入口より導入し、これを化学反応を
生起するに十分な高温のサセプタ上に誘導し、サセプタ
上に設置したウエハー上において化学反応に由来する所
望の堆積膜を堆積させることを目的とした横形有機金属
気相成長結晶炉において、細い幅のガス導入口より導入
されたガスが、より広い幅を有する高温のサセプタ上に
おいて、流れの速度分布及び原料ガスの供給が空間的に
一様なり、かつ流れが渦等の発生しない層流となるよう
に、細い幅のガス導入口から高温のサセプタに至る末広
がりのガス導入路上に、ガス導入路側壁と接触しないよ
うにして、水平面上左右対称に流れベクトルを制御する
機能を具備したことを特徴とするガスの導入と流れの制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30094899A JP2001118799A (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | ガスの導入と流れの制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30094899A JP2001118799A (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | ガスの導入と流れの制御方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001118799A true JP2001118799A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17891026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30094899A Pending JP2001118799A (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | ガスの導入と流れの制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001118799A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20180091760A (ko) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 개선된 반각 노즐 |
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-
1999
- 1999-10-22 JP JP30094899A patent/JP2001118799A/ja active Pending
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