JP2002009005A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents

Semiconductor manufacturing device

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JP2002009005A
JP2002009005A JP2001114871A JP2001114871A JP2002009005A JP 2002009005 A JP2002009005 A JP 2002009005A JP 2001114871 A JP2001114871 A JP 2001114871A JP 2001114871 A JP2001114871 A JP 2001114871A JP 2002009005 A JP2002009005 A JP 2002009005A
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JP
Japan
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susceptor
gas
semiconductor manufacturing
manufacturing apparatus
gas introduction
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001114871A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Fukuto
憲司 服藤
Yuzaburo Ban
雄三郎 伴
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a flow of material gas flowing over a susceptor to be uniform and material gas to be quickly switched from one to another, easily handling a semiconductor manufacturing device. SOLUTION: A lateral reactor 10 is composed of a reactor main body 11, a gas inlet pipe 12 with a gas inlet opening 21, and a susceptor 31 which holds and heats a substrate 100. The gas inlet pipe 12 gets gradually larger in diameter, starting from the gas inlet opening 21 toward the susceptor 31 and is equipped with a spreading part 22 whose angle of spread is 12 deg.. A finely rugged region 24 like ground glass is provided to the inner wall surface of the spreading part 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガスを基板面
に対してほぼ平行に流しながら半導体を成長する半導体
製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for growing a semiconductor while flowing a source gas substantially parallel to a substrate surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】II−IV族化合物又はIII-V族化合物半導
体は、エネルギーギャップが大きく且つ直接遷移型の半
導体であり、発光波長が可視領域から紫外領域にわたる
発光材料として有望視されている。
2. Description of the Related Art A group II-IV compound or group III-V compound semiconductor is a semiconductor of a direct transition type having a large energy gap and is regarded as a promising light-emitting material having an emission wavelength ranging from the visible region to the ultraviolet region.

【0003】とりわけ、III 族元素にガリウム(Ga)
やアルミニウム(Al)等を含み、V族元素に窒素
(N)を含むIII 族窒化物半導体が注目されており、結
晶学的に優れた窒化物半導体を製造する手法が求められ
ている。
In particular, gallium (Ga) is used as a group III element.
A group III nitride semiconductor containing nitrogen (N) as a group V element, which contains nitrogen and aluminum (Al), etc., has attracted attention, and a method of manufacturing a nitride semiconductor excellent in crystallography has been demanded.

【0004】そのうち、有機金属気相堆積(MOCV
D)法は、産業的に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。
Among them, metal organic chemical vapor deposition (MOCV)
The D) method is being researched and developed in various fields as a powerful method that can be realized industrially.

【0005】以下、従来のMOCVD用の半導体製造装
置であって、原料ガスを基板面に平行に流す、いわゆる
横型反応炉について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a conventional MOCVD semiconductor manufacturing apparatus, that is, a so-called horizontal reactor in which a raw material gas flows in parallel to a substrate surface, will be described with reference to the drawings.

【0006】図7(a)及び図7(b)に示すように、
横型反応炉200は、反応炉本体201と、ガス導入口
221を有するガス導入管202と、反応炉本体201
の底部に嵌合されたサセプタ211とから構成されてい
る。ここで、反応炉本体201及びガス導入管202は
例えば石英ガラスにより形成されている。また、反応炉
本体201のガス導入管202と反対側の端部にはガス
排出口212が設けられている。
As shown in FIGS. 7A and 7B,
The horizontal reactor 200 includes a reactor main body 201, a gas introduction pipe 202 having a gas inlet 221, and a reactor main body 201.
And a susceptor 211 fitted to the bottom of the susceptor. Here, the reactor main body 201 and the gas introduction pipe 202 are formed of, for example, quartz glass. Further, a gas outlet 212 is provided at an end of the reaction furnace main body 201 opposite to the gas introduction pipe 202.

【0007】サセプタ211は、その上面に基板100
を保持して該基板100を所定の温度にまで加熱され
る。
The susceptor 211 has a substrate 100 on its upper surface.
And the substrate 100 is heated to a predetermined temperature.

【0008】ガス導入口221から導入された原料ガス
101は、ガス導入口221からサセプタ211の上方
に到達するまでの間に、ガス流中に渦が発生しない層流
となって、基板100上でガス流の速度分布及び原料ガ
スの供給量が空間的に一様となることが、優れた結晶成
長を実現する上で必要となる。
The raw material gas 101 introduced from the gas inlet 221 forms a laminar flow in which no vortex is generated in the gas flow before reaching the susceptor 211 from the gas inlet 221. In order to realize excellent crystal growth, it is necessary that the velocity distribution of the gas flow and the supply amount of the source gas be spatially uniform.

【0009】しかしながら、ガス導入口221の開口幅
は、ガス管の製造規格により決定された比較的小さい寸
法であり、これをサセプタ211の幅寸法以上にまで広
げる必要がある。その結果、ガス導入管202には、ガ
ス導入口221からサセプタ211に向かうにつれてそ
の幅が大きくなる広がり部222が形成される。このと
き、広がり部222の広がり角度αが大きいと、図7
(a)に示すように、広がり部222の内壁面近傍の流
れ境界層において、壁面に沿った流線がある剥離点で壁
面から剥離し、ガス導入口221に向かって逆流するこ
とにより、分離流線(渦流線)102が形成され、該分
離流線102により形成される曲面の内部が伴流、すな
わち渦103となる。言い換えれば、広がり部222の
壁面に沿って上流に向かう逆流が生じ、この逆流がある
剥離点で壁面から剥がれて分離流線102を作る。な
お、ガス導入管202の流線は、ガス流に対して左側の
壁面にのみ図示しているが、右側の壁面にもほぼ線対称
な流線が生じる。
However, the opening width of the gas inlet 221 is a relatively small size determined by the manufacturing standard of the gas pipe, and it is necessary to increase the opening width to be equal to or larger than the width of the susceptor 211. As a result, a widening portion 222 is formed in the gas introduction pipe 202, the width of which increases with increasing distance from the gas introduction port 221 toward the susceptor 211. At this time, if the spread angle α of the spread portion 222 is large, FIG.
As shown in (a), in the flow boundary layer near the inner wall surface of the expanding portion 222, the streamline along the wall surface is separated from the wall surface at a certain separation point, and flows back toward the gas inlet 221 to separate the gas. A streamline (vortex streamline) 102 is formed, and the inside of a curved surface formed by the separated streamline 102 becomes a wake, that is, a vortex 103. In other words, a backflow occurs upstream along the wall surface of the expanding portion 222, and the backflow is separated from the wall surface at a certain separation point to form the separated streamline 102. Although the streamline of the gas introduction pipe 202 is shown only on the wall on the left side with respect to the gas flow, a streamline almost line-symmetrical also occurs on the wall on the right side.

【0010】広がり部222に渦103が生じると、ガ
スの流路が実質的に狭められたり、変形したりすること
により、サセプタ211上のガス流の速度分布及び原料
ガスの供給量の空間的な一様性を満たさなくなる。さら
に、原料ガス101が渦103の内側に滞留してしまう
ため、一の原料ガスから他の原料ガスへの切り換えが速
やかに行なえなくなるので、成長中の半導体の組成を変
更する際に界面のプロファイルを急峻に変更することが
できない。
When the vortex 103 is generated in the expanding portion 222, the gas flow path is substantially narrowed or deformed, so that the velocity distribution of the gas flow on the susceptor 211 and the spatial distribution of the raw material gas supply amount are reduced. Does not satisfy the required uniformity. Furthermore, since the source gas 101 stays inside the vortex 103, switching from one source gas to another source gas cannot be performed quickly, so that the profile of the interface when changing the composition of the growing semiconductor is changed. Cannot be changed abruptly.

【0011】これらの問題を解決するために、例えば、
著者G.B.Stringfellow、書名 Organometallic Vapor-Ph
ase Epitaxy、Second Edition、(p.364)、出版社 Acade
micPress には、図7(a)に示す広がり角度αを7°
以下に抑え、広がり部222の側壁を緩やかに広げる構
成とすることが提案されている。
To solve these problems, for example,
Author GBStringfellow, Title Organometallic Vapor-Ph
ase Epitaxy, Second Edition, (p.364), Publisher Acade
In micPress, the spread angle α shown in FIG.
It has been proposed to adopt a configuration in which the side wall of the expanding portion 222 is gently expanded.

【0012】また、他の解決例として、図8(a)及び
図8(b)又は図9(a)及び図9(b)に示すよう
に、ガス導入管202の広がり部222に、網状又は多
孔質状の拡散材(ディフューザ)223を設けることに
より、広がり部222のガス流に生じる渦の防止を図っ
ている。
As another solution, as shown in FIG. 8A and FIG. 8B or FIG. 9A and FIG. Alternatively, by providing a porous diffusion material (diffuser) 223, vortices generated in the gas flow of the expanding portion 222 are prevented.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の横型反応炉200は、広がり部222の広がり角度
αを7°度程度以下とすると、横型反応炉200のガス
導入口221からガス排出口212までの長さ寸法が大
きくなるため、設置面積が大きくなったり、破損しやす
くなったりして、取り扱いが困難となるという問題があ
る。
However, in the conventional horizontal reactor 200, if the spread angle α of the expanding portion 222 is set to about 7 ° or less, the gas inlet 221 to the gas outlet 212 of the horizontal reactor 200 are not used. However, there is a problem in that the installation area becomes large or the device is easily damaged, and handling becomes difficult.

【0014】一方、ガス導入管202の内部に、拡散材
223を設けると、ガス流の速度分布及び原料ガスの供
給量の空間的な一様性は改善されるものの、ガス流が拡
散材223により反射して新たな渦が発生し、ここでも
一の原料ガスから他の原料ガスへの切り換えを速やかに
行なうことができないという問題が生じる。
On the other hand, when the diffusing material 223 is provided inside the gas introduction pipe 202, the gas flow velocity distribution and the spatial uniformity of the supply amount of the raw material gas are improved, but the gas flow is reduced. As a result, a new vortex is generated due to the reflection, and also in this case, there is a problem that switching from one source gas to another source gas cannot be performed quickly.

【0015】本発明は、前記従来の問題に鑑み、その目
的は、横型反応炉の取り扱いを容易にしながら、サセプ
タ上の原料ガスのガス流の流れを一様にし且つ原料ガス
の切り換えを速やかに行なえるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to make the flow of the raw material gas on the susceptor uniform and to quickly switch the raw material gas while facilitating the handling of the horizontal reactor. To be able to do it.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、反応炉のガス導入部の壁面上に微細な凹
凸を設ける構成とする。
In order to achieve the above object, the present invention has a structure in which fine irregularities are provided on a wall surface of a gas inlet of a reactor.

【0017】具体的に、本発明に係る半導体製造装置
は、基板を保持するサセプタと、基板が内部に露出する
ようにサセプタを覆う反応炉本体と、開口径がサセプタ
の幅よりも小さい開口部を持ち、基板上に原料ガスを基
板面に対してほぼ平行に導入し且つ反応炉本体と気密に
接続されたガス導入部とを備え、ガス導入部はその内壁
面に微細な凹凸を有する凹凸領域が形成されている。
Specifically, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention comprises a susceptor for holding a substrate, a reactor main body for covering the susceptor so that the substrate is exposed inside, an opening having an opening diameter smaller than the width of the susceptor. And a gas introduction unit for introducing a source gas onto the substrate substantially in parallel with the substrate surface and having a gas introduction unit air-tightly connected to the reactor body, wherein the gas introduction unit has fine irregularities on its inner wall surface. A region is formed.

【0018】一般に、横型反応炉は、ガス導入部の開口
部の開口径がサセプタの幅よりも小さいため、ガス導入
部の壁面の間隔は必然的にサセプタに向かう方向に広が
ることになる。従って、ガスの流れる方向に対して壁面
が斜めになるため、ガスの粘性により、ガス流が壁面か
ら剥がれる剥離現象が生じ、さらには渦が発生する。一
方、本発明の半導体製造装置は、ガス導入部の内壁面に
微細な凹凸を有する凹凸領域が形成されているため、ガ
ス導入部を流通するガス流はその壁面上の微細な凹凸に
より、壁面近傍に微細で多数の渦流が発生する。この壁
面近傍の微細な渦流により、ガス流の粘性率が低下した
のと同等の効果、すなわち壁面に対するガス流の粘着度
が低下したのと同等の効果を得られるため、ガス導入部
における開口部からサセプタに向かう方向とがなす角度
(広がり角度)を7°以上に設定しても、剥離現象が生
じにくくなる。その結果、一様なガス流を得ることがで
き且つ反応炉の長さ寸法を短縮することができる。さら
に、ガス導入部の流路に拡散材を設ける必要がないた
め、原料ガスの切り換えを迅速に行なうことができる。
In general, in a horizontal reactor, the opening diameter of the gas introduction portion is smaller than the width of the susceptor, so that the space between the wall surfaces of the gas introduction portion necessarily increases in the direction toward the susceptor. Therefore, since the wall surface is inclined with respect to the direction in which the gas flows, a separation phenomenon occurs in which the gas flow is separated from the wall surface due to the viscosity of the gas, and further, a vortex is generated. On the other hand, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, since an uneven area having fine unevenness is formed on the inner wall surface of the gas introduction section, the gas flow flowing through the gas introduction section is caused by fine unevenness on the wall surface. Many fine eddies are generated in the vicinity. The fine vortex near the wall provides an effect equivalent to a decrease in the viscosity of the gas flow, that is, an effect equivalent to a decrease in the degree of adhesion of the gas flow to the wall. Even if the angle (spread angle) formed by the direction from the surface to the susceptor is set to 7 ° or more, the peeling phenomenon hardly occurs. As a result, a uniform gas flow can be obtained and the length of the reactor can be reduced. Further, since there is no need to provide a diffusing material in the flow path of the gas introduction section, the source gas can be quickly switched.

【0019】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の幅が開口部からサセプタに向かうにつれて段階的
に広がるように形成されていることが好ましい。
In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the width of the gas introduction portion is formed so as to gradually increase from the opening toward the susceptor.

【0020】または、本発明の半導体製造装置におい
て、ガス導入部の幅が、開口部からサセプタに向かうに
つれて滑らかに広がるように形成されていることが好ま
しい。
Alternatively, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, it is preferable that the width of the gas introduction portion is formed so as to smoothly increase from the opening toward the susceptor.

【0021】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の壁面と、開口部からサセプタに向かう方向とがな
す角度が、開口部側で小さく且つサセプタ側で大きいこ
とが好ましい。
In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, it is preferable that the angle formed between the wall surface of the gas inlet and the direction from the opening toward the susceptor is small on the opening side and large on the susceptor side.

【0022】または、本発明の半導体製造装置におい
て、ガス導入部の壁面と、開口部からサセプタに向かう
方向とがなす角度が、開口部側で大きく且つサセプタ側
で小さいことが好ましい。
Alternatively, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, it is preferable that the angle formed by the wall surface of the gas inlet and the direction from the opening toward the susceptor is large on the opening side and small on the susceptor side.

【0023】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の内壁面のうち開口側に凹凸領域を有し、サセプタ
側に鏡面領域を有していることが好ましい。このように
すると、サセプタ上におけるガス流の一様性をさらに向
上することができる。
In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the inner wall surface of the gas inlet has an uneven area on the opening side and a mirror area on the susceptor side. In this case, the uniformity of the gas flow on the susceptor can be further improved.

【0024】本発明の半導体製造装置において、凹凸領
域と鏡面領域との境界部分が、原料ガスの粘性率が相対
的に小さい場合よりも相対的に大きい場合の方がサセプ
タに近い位置に設けられることが好ましい。このように
すると、ガス導入部の内壁面に占める凹凸領域の面積が
大きくなるため、粘性率が相対的に大きい原料ガスの壁
面による実質的な粘着性を確実に低減することができ
る。
In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the boundary portion between the uneven region and the mirror surface region is provided at a position closer to the susceptor when the viscosity of the source gas is relatively large than when the viscosity is relatively small. Is preferred. By doing so, the area of the uneven region occupying the inner wall surface of the gas introduction section increases, so that substantial tackiness due to the wall surface of the source gas having a relatively large viscosity can be reliably reduced.

【0025】本発明の半導体製造装置において、凹凸領
域と鏡面領域との境界部分が、原料ガスの流入速度が相
対的に小さい場合よりも相対的に大きい場合の方がサセ
プタに近い位置に設けられることが好ましい。このよう
にすると、ガス導入部の内壁面に占める凹凸領域の面積
が大きくなるため、流入速度が相対的に大きいことによ
り剥離現象が生じやすい原料ガスであっても、壁面によ
る実質的な粘着性を確実に低減することができる。
In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, the boundary portion between the uneven region and the mirror surface region is provided at a position closer to the susceptor when the flow rate of the source gas is relatively high than when the flow rate of the source gas is relatively low. Is preferred. By doing so, the area of the uneven area occupying the inner wall surface of the gas inlet becomes large, so that even if the source gas is relatively easy to flow due to the relatively high inflow speed, substantial adhesion due to the wall surface will occur. Can be reliably reduced.

【0026】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の壁面と開口部からサセプタに向かう方向とがなす
角度が、原料ガスの粘性率が相対的に小さい場合よりも
相対的に大きい場合の方が小さいことが好ましい。この
ようにすると、粘性率が相対的に大きいことにより剥離
現象が生じやすい原料ガスであっても、壁面からの剥離
現象を低減することができる。
In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the angle between the wall of the gas inlet and the direction from the opening toward the susceptor is larger when the viscosity of the raw material gas is relatively large than when it is relatively small. Is preferably small. In this case, even if the raw material gas has a relatively large viscosity and is likely to cause the peeling phenomenon, the peeling phenomenon from the wall surface can be reduced.

【0027】また、本発明の半導体製造装置において、
ガス導入部の壁面と開口部からサセプタに向かう方向と
がなす角度が、原料ガスの流入速度が相対的に小さい場
合よりも相対的に大きい場合の方が小さいことが好まし
い。流入速度が相対的に大きいことにより剥離現象が生
じやすい原料ガスであっても、壁面からの剥離現象を低
減することができる。
Further, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention,
It is preferable that the angle between the wall surface of the gas inlet and the direction from the opening toward the susceptor is smaller when the flow rate of the raw material gas is relatively large than when it is relatively small. Even in the case of a raw material gas in which the separation phenomenon easily occurs due to the relatively high inflow speed, the separation phenomenon from the wall surface can be reduced.

【0028】本発明の半導体製造装置において、反応炉
本体及びガス導入部がガラスからなり、凹凸領域がすり
ガラス状に形成されていることが好ましい。
In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, it is preferable that the reactor main body and the gas introduction portion are made of glass, and the uneven region is formed in a ground glass shape.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明の第1
の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention.
An embodiment will be described with reference to the drawings.

【0030】図1(a)及び図1(b)は本発明の第1
の実施形態に係る半導体製造装置であって、(a)はM
OCVD用の横型反応炉の平面構成を示し、(b)はそ
の側面構成を示している。
FIGS. 1A and 1B show a first embodiment of the present invention.
(A) is a semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of FIG.
1 shows a plan configuration of a horizontal reactor for OCVD, and FIG. 2B shows a side configuration thereof.

【0031】図1(a)及び図1(b)に示すように、
横型反応炉10は、反応炉本体11と、ガス導入口21
を有するガス導入管12と、上面に保持した基板100
を加熱する例えばカーボンからなるサセプタ31とから
構成されている。ここで、反応炉本体11及びガス導入
管12は、例えば石英ガラスにより形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B,
The horizontal reactor 10 includes a reactor main body 11 and a gas inlet 21.
Gas introduction pipe 12 having
And a susceptor 31 made of, for example, carbon. Here, the reactor main body 11 and the gas introduction pipe 12 are formed of, for example, quartz glass.

【0032】反応炉本体11の底部には開口部11aが
設けられ、該開口部11aには、底部がヒータ(図示せ
ず)等により加熱されるサセプタ31が、反応炉本体1
1の内部に基板100を露出すると共に上面の高さが反
応炉本体11の底面と揃うように嵌合されている。
An opening 11a is provided at the bottom of the reactor main body 11, and a susceptor 31 whose bottom is heated by a heater (not shown) or the like is provided in the opening 11a.
1 and is fitted so that the height of the upper surface is aligned with the bottom surface of the reactor main body 11.

【0033】反応炉本体11のガス導入管12と反対側
の端部にはガス排出口13が設けられている。
A gas outlet 13 is provided at the end of the reactor main body 11 opposite to the gas introduction pipe 12.

【0034】ガス導入管12は、ガス管の製造規格で決
定された、開口径がサセプタ31の幅よりも小さいガス
導入口21を持ち、原料ガス101を基板100上に基
板面に対してほぼ平行に導入する。また、ガス導入管1
2のガス導入口21と反対側の端部は反応炉本体11と
気密に溶接されている。
The gas introduction pipe 12 has a gas introduction port 21 whose opening diameter is smaller than the width of the susceptor 31 determined by the production standard of the gas pipe. Introduce in parallel. Gas introduction pipe 1
The other end of the second gas inlet 21 is hermetically welded to the reactor main body 11.

【0035】また、ガス導入管12は、ガス導入口21
からサセプタ31に向かうにつれて両壁面の間隔が徐々
に大きくなる広がり部22を有している。ここでは、広
がり部22の壁面とガス導入口21からサセプタ31に
向かう方向とがなす広がり角度αの値を約12°に設定
している。
The gas introduction pipe 12 is connected to a gas introduction port 21.
The divergent portion 22 has a widening portion 22 in which the distance between the two wall surfaces gradually increases from the side toward the susceptor 31. Here, the value of the spread angle α formed by the wall surface of the spread portion 22 and the direction from the gas inlet 21 toward the susceptor 31 is set to about 12 °.

【0036】第1の実施形態に係る横型反応炉10は、
広がり部22の内壁面にすりガラス状の微細な凹凸を持
つ凹凸領域24が形成されていることを特徴とする。
The horizontal reactor 10 according to the first embodiment comprises:
An uneven region 24 having fine ground glass-like unevenness is formed on the inner wall surface of the expanding portion 22.

【0037】ガス導入管12の内部には、該内部を上層
路12aと下層路12bとに仕切る仕切板23が設けら
れている。
Inside the gas introduction pipe 12, a partition plate 23 for dividing the inside into an upper layer passage 12a and a lower layer passage 12b is provided.

【0038】以下、前記のように構成された横型反応炉
10を用いて、一例としてサファイアからなる基板10
0上に窒化ガリウム(GaN)からなる半導体を成長さ
せる場合について説明する。
Hereinafter, the substrate 10 made of sapphire is used as an example by using the horizontal reactor 10 configured as described above.
A case in which a semiconductor made of gallium nitride (GaN) is grown on zero will be described.

【0039】ガス導入管12の上層路12aに、III 族
源であるトリメチルガリウム(TMG)と該TMGを希
釈する水素(H2 )とを約10m/秒の流速で導入す
る。
A group III source, trimethylgallium (TMG), and hydrogen (H 2 ) for diluting the TMG are introduced into the upper passage 12a of the gas introduction tube 12 at a flow rate of about 10 m / sec.

【0040】一方、下層路12bには、窒素源であるア
ンモニア(NH3 )を約10m/秒の流速で導入する。
On the other hand, ammonia (NH 3 ) as a nitrogen source is introduced into the lower passage 12b at a flow rate of about 10 m / sec.

【0041】上層路12aを流通したIII 族源の原料ガ
スと下層路12bを流通した窒素源の原料ガスとは、反
応炉本体11とガス導入管12との接合部付近で合流
し、合流したガスのサセプタ31上での流速は約1m/
秒となるように調整されている。
The group III source gas flowing through the upper channel 12a and the nitrogen source gas flowing through the lower channel 12b merge near the junction between the reactor main body 11 and the gas introduction pipe 12, and merge. The flow velocity of the gas on the susceptor 31 is about 1 m /
It has been adjusted to be seconds.

【0042】以下、広がり部22の内壁面に設けられた
凹凸領域24の作用とその効果とを説明する。
Hereinafter, the function and effect of the uneven region 24 provided on the inner wall surface of the expanding portion 22 will be described.

【0043】図2は第1の実施形態に係る横型反応炉1
0のガス導入管12における広がり部22の内壁面に設
けられた凹凸領域24を拡大して示している。
FIG. 2 shows a horizontal reactor 1 according to the first embodiment.
The uneven area 24 provided on the inner wall surface of the expanding portion 22 in the gas introduction pipe 12 of No. 0 is enlarged.

【0044】図2の部分拡大図に示すように、広がり部
22の内壁面に設けられた凹凸領域24の近傍において
微細な渦流104が発生するものの、図7に示したよう
な渦流線102及び大きい渦103は発生しない。この
微細な渦流104により、広がり部22の内壁面の近傍
において、原料ガス101は、広がり部22の内壁面に
対する粘着度が低下するため、サセプタ31上に到達す
るまでの間にガス流に渦が発生しない層流となり、サセ
プタ31上でガス流の速度分布及び原料ガス101の供
給量が空間的にほぼ一様となる。
As shown in the partially enlarged view of FIG. 2, a fine eddy current 104 is generated near the uneven region 24 provided on the inner wall surface of the expanding portion 22, but the eddy current line 102 and the eddy current line 102 shown in FIG. No large vortex 103 is generated. Due to the fine vortex 104, the raw material gas 101 has a reduced degree of adhesion to the inner wall surface of the expanding portion 22 near the inner wall surface of the expanding portion 22. Is generated, and the velocity distribution of the gas flow on the susceptor 31 and the supply amount of the raw material gas 101 become substantially uniform spatially.

【0045】これにより、広がり角度αを約12°と、
7°以上の値に設定しても、ガス導入管12の内壁面か
らガス流が剥離する剥離現象が生じにくくなるため、横
型反応炉10の長さ寸法を短縮でき、且つ、一様なガス
流をも得ることができる。その上、ガス導入管12の内
部に拡散材を設ける必要がないため、原料ガス101の
切り換えを迅速に行なうことができるので、成長中の窒
化ガリウムからなる半導体に、例えばインジウム(I
n)を添加して該半導体の組成を変更するような場合
に、ヘテロ界面のプロファイルを急峻に変更することが
できる。
Thus, the spread angle α is about 12 °,
Even if it is set to a value of 7 ° or more, the separation phenomenon in which the gas flow separates from the inner wall surface of the gas introduction pipe 12 is less likely to occur, so that the length of the horizontal reactor 10 can be shortened and uniform gas Streams can also be obtained. In addition, since there is no need to provide a diffusing material inside the gas introduction pipe 12, the source gas 101 can be switched quickly, and therefore, the growing gallium nitride semiconductor can be made of, for example, indium (I).
When the composition of the semiconductor is changed by adding n), the profile of the hetero interface can be changed sharply.

【0046】なお、凹凸領域24は、広がり部22のみ
に限らず、ガス導入管12におけるガス導入口21側の
壁面同士が平行な部分にも設けてもよい。
The uneven region 24 is not limited to the widened portion 22 but may be provided in a portion of the gas inlet pipe 12 where the wall surfaces on the gas inlet 21 side are parallel to each other.

【0047】また、ガス導入管12の天井面がサセプタ
31に近づくにつれて高くなる構造の場合には、該天井
面にも、すりガラス状の凹凸領域24を設けることが好
ましい。
In the case of a structure in which the ceiling surface of the gas introduction pipe 12 becomes higher as it approaches the susceptor 31, it is preferable to provide a ground glass-like uneven region 24 also on the ceiling surface.

【0048】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0049】図3(a)及び図3(b)は本発明の第2
の実施形態に係る半導体製造装置であって、(a)はM
OCVD用の横型反応炉の平面構成を示し、(b)はそ
の側面構成を示している。図3(a)及び図3(b)に
おいて、図1(a)及び図1(b)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
FIGS. 3A and 3B show a second embodiment of the present invention.
(A) is a semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of FIG.
1 shows a plan configuration of a horizontal reactor for OCVD, and FIG. 2B shows a side configuration thereof. In FIGS. 3A and 3B, the same components as those shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0050】図3(a)及び図3(b)に示すように、
第2の実施形態に係る横型反応炉10におけるガス導入
管12の広がり部22は、その内壁面のうちガス導入口
21側に凹凸領域24を有し、残りの内壁面に表面が鏡
面状に仕上げられた鏡面領域25を有していることを特
徴とする。
As shown in FIGS. 3A and 3B,
The expanding portion 22 of the gas introduction pipe 12 in the horizontal reaction furnace 10 according to the second embodiment has an uneven area 24 on the gas introduction port 21 side of the inner wall surface, and has a mirror-like surface on the remaining inner wall surface. It is characterized by having a finished mirror surface area 25.

【0051】さらに、凹凸領域24と鏡面領域25との
境界部分は、原料ガス101の粘性率が相対的に小さい
場合よりも相対的に大きい場合の方が、サセプタ31に
近い位置に設けられる。
Further, the boundary between the uneven region 24 and the mirror surface region 25 is provided at a position closer to the susceptor 31 when the viscosity of the source gas 101 is relatively large than when the viscosity is relatively small.

【0052】また、凹凸領域24と鏡面領域25との境
界部分は、原料ガス101の流入速度が相対的に小さい
場合よりも相対的に大きい場合の方が、サセプタ31に
近い位置に設けられる。
The boundary between the uneven region 24 and the mirror surface region 25 is provided at a position closer to the susceptor 31 when the flow rate of the source gas 101 is relatively high than when the flow rate is relatively low.

【0053】なお、ここでも、広がり部22の広がり角
度αの値を約12°としている。
Here, the value of the spread angle α of the spread portion 22 is set to about 12 °.

【0054】第2の実施形態においては、図3(b)に
示すように、下層路12bの境界部分が上層路12aの
境界部分よりもサセプタ31に近い位置に設定されてい
る。
In the second embodiment, as shown in FIG. 3B, the boundary of the lower road 12b is set closer to the susceptor 31 than the boundary of the upper road 12a.

【0055】以下、前記のように構成された横型反応炉
10を用いて、サファイアからなる基板100上に窒化
ガリウムからなる半導体を成長させる場合について説明
する。
Hereinafter, a case will be described in which a semiconductor made of gallium nitride is grown on a substrate 100 made of sapphire using the horizontal reactor 10 having the above-described structure.

【0056】ここでは、窒素源であるアンモニアガスの
方が、III 族源であるTMGガスを希釈する水素ガスよ
りも粘性率が大きいため、アンモニアガスを前述した理
由により下層路12bに導入する。
Here, since the ammonia gas as the nitrogen source has a higher viscosity than the hydrogen gas that dilutes the TMG gas as the group III source, the ammonia gas is introduced into the lower passage 12b for the above-described reason.

【0057】具体的には、ガス導入管12の上層路12
aに、TMGを希釈する水素を約8m/秒の流速で導入
し、一方、下層路12bに、アンモニアを約12m/秒
の流速で導入する。
Specifically, the upper passage 12 of the gas introduction pipe 12
Hydrogen for diluting TMG is introduced at a flow rate of about 8 m / sec into a, while ammonia is introduced at a flow rate of about 12 m / sec into the lower passage 12b.

【0058】第2の実施形態によると、広がり部22の
内壁面のサセプタ31側の領域に鏡面領域25が設けら
れているため、図2の拡大図に示した微細な渦104は
鏡面領域25において徐々に消滅する。その結果、原料
ガス101のガス流は、サセプタ31上においてその速
度分布及び原料ガスの供給量の空間的な一様性がさらに
良好となる。
According to the second embodiment, since the mirror region 25 is provided in the region of the inner wall surface of the expanding portion 22 on the susceptor 31 side, the fine vortex 104 shown in the enlarged view of FIG. Gradually disappears at. As a result, the velocity distribution of the gas flow of the source gas 101 and the spatial uniformity of the supply amount of the source gas on the susceptor 31 are further improved.

【0059】その上、原料ガス101の粘性率の値に応
じて、すなわち、粘性率が相対的に大きい場合には、鏡
面領域25に対する凹凸領域24の割合を大きくし、ま
た、原料ガス101の流入速度が相対的に大きい場合に
も、鏡面領域25に対する凹凸領域24の割合を大きく
するため、ガス流の壁面からの剥離現象を確実に低減す
ることができる。
In addition, in accordance with the value of the viscosity of the raw material gas 101, that is, when the viscosity is relatively large, the ratio of the uneven region 24 to the mirror surface region 25 is increased. Even when the inflow velocity is relatively high, the ratio of the uneven area 24 to the mirror area 25 is increased, so that the separation phenomenon of the gas flow from the wall surface can be reliably reduced.

【0060】原料ガス101の流入速度の一例として、
アンモニアガスの流速を15m/秒と大きくする場合に
は、図3(b)に示した下層路12bにおける凹凸領域
24と鏡面領域25との境界をさらにサセプタ31側に
設定して、凹凸領域24の面積を拡大することが好まし
い。
As an example of the inflow velocity of the raw material gas 101,
When the flow rate of the ammonia gas is increased to 15 m / sec, the boundary between the uneven region 24 and the mirror surface region 25 in the lower layer path 12b shown in FIG. Is preferably enlarged.

【0061】また、ガス導入管12の内部に拡散材を設
ける必要がないため、原料ガス101の切り換えを迅速
に行なうことができる。
Since there is no need to provide a diffusing material inside the gas introduction pipe 12, the source gas 101 can be switched quickly.

【0062】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0063】図4(a)及び図4(b)は本発明の第3
の実施形態に係る半導体製造装置であって、(a)はM
OCVD用の横型反応炉の平面構成を示し、(b)はそ
の側面構成を示している。図4(a)及び図4(b)に
おいて、図1(a)及び図1(b)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
FIGS. 4A and 4B show a third embodiment of the present invention.
(A) is a semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of FIG.
1 shows a plan configuration of a horizontal reactor for OCVD, and FIG. 2B shows a side configuration thereof. 4A and 4B, the same components as those shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0064】図4(a)及び図4(b)に示すように、
第3の実施形態に係る横型反応炉10のガス導入管12
は、ガス導入口21側から順次気密に溶接され、広がり
角度が互いに異なる第1の広がり部22Aと第2の広が
り部22Bとを有している。第2の広がり部22Bは反
応炉本体11と気密に溶接されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B,
Gas inlet pipe 12 of horizontal reactor 10 according to the third embodiment
Has a first expanding portion 22A and a second expanding portion 22B that are sequentially and hermetically welded from the gas inlet 21 side and have different spreading angles. The second expanding portion 22B is hermetically welded to the reactor main body 11.

【0065】第1の広がり部22Aの第1の広がり角度
α1 は約6°に設定され、第2の広がり部22Bの第2
の広がり角度α2 は約14°に設定されている。すなわ
ち、ガス導入管12におけるガス導入口21に近い部分
の第1の広がり角度α1 をサセプタ31に近い部分の第
2の広がり角度α2 よりも小さくして、ガス導入管12
におけるガス流の剥離現象をより生じにくくしている。
The first spread angle α 1 of the first spread portion 22A is set to about 6 °, and the second spread angle 22A of the second spread portion 22B is set to about 6 °.
The spread angle alpha 2 is set to approximately 14 °. That is, the first divergence angle α 1 of the portion of the gas inlet tube 12 near the gas inlet 21 is made smaller than the second divergence angle α 2 of the portion near the susceptor 31,
, The separation phenomenon of the gas flow is less likely to occur.

【0066】さらに、第1の広がり部22Aの側面と第
2の広がり部22Bの側面のガス導入口21側の一部に
は、凹凸領域24が形成されており、第2の広がり部2
2Bの側面の残部には、鏡面領域25が形成されてい
る。
Further, an uneven area 24 is formed on a part of the side surface of the first expanding part 22A and the side surface of the second expanding part 22B on the side of the gas inlet 21.
A mirror surface region 25 is formed in the remaining side surface of 2B.

【0067】第3の実施形態においても、第1の広がり
部22Aの側面には凹凸領域24が設けられていると共
に、第2の広がり部22Bの内壁面のサセプタ31側の
領域に鏡面領域25が設けられているため、図2の拡大
図に示した微細な渦104は鏡面領域25において徐々
に消滅する。その結果、原料ガス101のガス流は、サ
セプタ31上においてその速度分布及び原料ガスの供給
量の空間的な一様性がさらに良好となる。
Also in the third embodiment, an uneven area 24 is provided on the side surface of the first expanding section 22A, and a mirror area 25 is formed on the inner wall surface of the second expanding section 22B on the susceptor 31 side. Are provided, the fine vortex 104 shown in the enlarged view of FIG. As a result, the velocity distribution of the gas flow of the source gas 101 and the spatial uniformity of the supply amount of the source gas on the susceptor 31 are further improved.

【0068】また、ガス導入管12の内部に拡散材を設
ける必要がないため、原料ガス101の切り換えを迅速
に行なうことができる。
Further, since there is no need to provide a diffusing material inside the gas introduction pipe 12, the source gas 101 can be switched quickly.

【0069】(第3の実施形態の一変形例)以下、本発
明の第3の実施形態の一変形例について図面を参照しな
がら説明する。
(Modification of Third Embodiment) A modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0070】図5(a)及び図5(b)は本発明の第3
の実施形態の一変形例に係る半導体製造装置であって、
(a)はMOCVD用の横型反応炉の平面構成を示し、
(b)はその側面構成を示している。図5(a)及び図
5(b)において、図4(a)及び図4(b)に示す構
成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。
FIGS. 5A and 5B show a third embodiment of the present invention.
A semiconductor manufacturing apparatus according to a modification of the first embodiment,
(A) shows a plane configuration of a horizontal reactor for MOCVD,
(B) shows the side structure. In FIGS. 5A and 5B, the same components as those shown in FIGS. 4A and 4B are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0071】図5(a)及び図5(b)に示すように、
本変形例に係る横型反応炉10のガス導入管12は、ガ
ス導入口21側から順次気密に溶接され、広がり角度が
互いに異なる第1の広がり部22Aと第2の広がり部2
2Bとを有している。第2の広がり部22Bは反応炉本
体11と気密に溶接されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B,
The gas introduction pipe 12 of the horizontal reactor 10 according to the present modification is welded in a gas-tight manner sequentially from the gas introduction port 21 side, and the first divergent portion 22A and the second divergent portion 2 having different divergence angles from each other.
2B. The second expanding portion 22B is hermetically welded to the reactor main body 11.

【0072】本変形例においては、第1の広がり部22
Aの第1の広がり角度α1 が約14°に設定され、第2
の広がり部22Bの第2の広がり角度α2 が約6°に設
定されている。これにより、ガス導入管12におけるガ
ス導入口21に近い部分の第1の広がり角度α1 をサセ
プタ31に近い部分の第2の広がり角度α2 よりも大き
くして、横型反応炉10の長さの短縮を図っている。
In this modification, the first expanding portion 22
The first spreading angle α 1 of A is set to about 14 °,
Second expansion angle alpha 2 is set to about 6 ° of the spread portion 22B. As a result, the first divergence angle α 1 of the portion near the gas inlet 21 in the gas inlet tube 12 is made larger than the second divergence angle α 2 of the portion near the susceptor 31, and the length of the horizontal reactor 10 is increased. Is being shortened.

【0073】第1の広がり部22Aの側面には凹凸領域
24が形成されており、第2の広がり部22Bの側面に
は鏡面領域25が形成されている。
An irregular region 24 is formed on the side surface of the first expanding portion 22A, and a mirror surface region 25 is formed on the side surface of the second expanding portion 22B.

【0074】このように、本変形例においても、第1の
広がり部22Aの側面には凹凸領域24が設けられてい
ると共に、第2の広がり部22Bの内壁面のサセプタ3
1側の領域に鏡面領域25が設けられているため、図2
の拡大図に示した微細な渦104は鏡面領域25におい
て徐々に消滅する。その結果、原料ガス101のガス流
は、サセプタ31上においてその速度分布及び原料ガス
の供給量の空間的な一様性がさらに良好となる。
As described above, also in the present modification, the irregularities 24 are provided on the side surfaces of the first expanding portion 22A and the susceptor 3 on the inner wall surface of the second expanding portion 22B.
Since the mirror area 25 is provided in the area on the first side, FIG.
The fine vortex 104 shown in the enlarged view of FIG. As a result, the velocity distribution of the gas flow of the source gas 101 and the spatial uniformity of the supply amount of the source gas on the susceptor 31 are further improved.

【0075】なお、第3の実施形態及びその変形例にお
いて、ガス導入管12を広げる段数は、2段に限らず、
3段以上であっても良い。さらには、曲率を滑らかに変
化させるのも有効である。
In the third embodiment and its modified example, the number of stages in which the gas introduction pipe 12 is expanded is not limited to two,
There may be three or more stages. Further, it is also effective to smoothly change the curvature.

【0076】また、原料ガス101の粘性率が大きい場
合、又は流入速度が大きい場合には、広がり角度α1
α2 を小さくすると、渦の発生が抑制されるため、好ま
しい。
When the raw material gas 101 has a high viscosity or a high inflow velocity, the spread angle α 1 ,
Smaller alpha 2, since the occurrence of vortex is suppressed, which is preferable.

【0077】なお、第2の実施形態と同様に、原料ガス
101の粘性率の値又は流速に応じて、鏡面領域25に
対する凹凸領域24の割合を変更するのが好ましい。
As in the second embodiment, it is preferable to change the ratio of the concavo-convex region 24 to the mirror surface region 25 according to the value of the viscosity of the source gas 101 or the flow rate.

【0078】また、第3の実施形態の他の変形例とし
て、図6(a)及び図6(b)に示すように、ガス導入
管12の広がり角度αを滑らかに変化させる場合、又は
図6(c)に示すように、段階的に変化させる場合に
は、広がり部22における広がり角度が相対的に大きい
領域に凹凸領域24を設けると共に、広がり角度が相対
的に小さい領域に鏡面領域25を設けても良い。
As another modified example of the third embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the spread angle α of the gas introduction pipe 12 is smoothly changed, or as shown in FIG. As shown in FIG. 6 (c), when changing stepwise, the uneven region 24 is provided in a region where the spread angle is relatively large in the spread portion 22, and the mirror surface region 25 is formed in a region where the spread angle is relatively small. May be provided.

【0079】[0079]

【発明の効果】本発明に係る半導体の製造装置による
と、横型反応炉に一様なガス流を得ながら、装置の長さ
寸法を短縮することができる。また、ガス導入部の流路
に拡散材を設ける必要がないため、原料ガスの切り換え
を迅速に行なうことができる。
According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the length of the apparatus can be reduced while obtaining a uniform gas flow in the horizontal reactor. Further, since there is no need to provide a diffusing material in the flow path of the gas introduction unit, the source gas can be switched quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)及び(b)は本発明の第1の実施形態に
係る半導体製造装置を示し、(a)は平面図であり、
(b)は側面図である。
FIGS. 1A and 1B show a semiconductor manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view,
(B) is a side view.

【図2】本発明の第1の実施形態に係る半導体製造装置
におけるガス導入管の内壁を部分的に拡大した断面図で
ある。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of an inner wall of a gas introduction pipe in the semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)及び(b)は本発明の第2の実施形態に
係る半導体製造装置を示し、(a)は平面図であり、
(b)は側面図である。
3A and 3B show a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3A is a plan view,
(B) is a side view.

【図4】(a)及び(b)は本発明の第3の実施形態に
係る半導体製造装置を示し、(a)は平面図であり、
(b)は側面図である。
4A and 4B show a semiconductor manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a plan view,
(B) is a side view.

【図5】(a)及び(b)は本発明の第3の実施形態の
一変形例に係る半導体製造装置を示し、(a)は平面図
であり、(b)は側面図である。
FIGS. 5A and 5B show a semiconductor manufacturing apparatus according to a modification of the third embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view.

【図6】(a)〜(c)は本発明の第3の実施形態の他
の変形例に係る半導体製造装置の平面図である。
FIGS. 6A to 6C are plan views of a semiconductor manufacturing apparatus according to another modification of the third embodiment of the present invention.

【図7】(a)及び(b)は従来のMOCVD用の半導
体製造装置を示し、(a)は平面図であり、(b)は
(a)のVIIb−VIIb線における断面図である。
7A and 7B show a conventional semiconductor manufacturing apparatus for MOCVD, FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a sectional view taken along line VIIb-VIIb of FIG.

【図8】(a)及び(b)は従来のMOCVD用の半導
体製造装置を示し、(a)は平面図であり、(b)は
(a)のVIIIb−VIIIb線における断面図である。
8A and 8B show a conventional semiconductor manufacturing apparatus for MOCVD, FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line VIIIb-VIIIb of FIG. 8A.

【図9】(a)及び(b)は従来のMOCVD用の半導
体製造装置を示し、(a)は平面図であり、(b)は側
面図である。
FIGS. 9A and 9B show a conventional MOCVD semiconductor manufacturing apparatus, wherein FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a side view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 横型反応炉 11 反応炉本体 11a 開口部 12 ガス導入管(ガス導入部) 12a 上層路 12b 下層路 13 ガス排出口 21 ガス導入口(開口部) 22 広がり部 22A 第1の広がり部 22B 第2の広がり部 23 仕切板 24 凹凸領域 25 鏡面領域 31 サセプタ 100 基板 101 原料ガス 104 微細な渦流 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Horizontal reaction furnace 11 Reactor main body 11a Opening 12 Gas introduction pipe (gas introduction part) 12a Upper layer path 12b Lower layer path 13 Gas outlet 21 Gas introduction port (opening) 22 Expanding part 22A First expanding part 22B Second Spread portion 23 Partition plate 24 Uneven area 25 Mirror area 31 Susceptor 100 Substrate 101 Source gas 104 Fine eddy current

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板を保持するサセプタと、 前記基板が内部に露出するように前記サセプタを覆う反
応炉本体と、 開口径が前記サセプタの幅よりも小さい開口部を持ち、
前記基板上に原料ガスを基板面に対してほぼ平行に導入
し且つ前記反応炉本体と気密に接続されたガス導入部と
を備え、 前記ガス導入部は、その内壁面に微細な凹凸を有する凹
凸領域が形成されていることを特徴とする半導体製造装
置。
1. A susceptor for holding a substrate, a reactor main body for covering the susceptor so that the substrate is exposed inside, and an opening having an opening diameter smaller than the width of the susceptor,
A gas introduction unit for introducing a raw material gas substantially parallel to the substrate surface onto the substrate, and a gas introduction unit airtightly connected to the reaction furnace main body, wherein the gas introduction unit has fine irregularities on its inner wall surface. A semiconductor manufacturing apparatus, wherein an uneven region is formed.
【請求項2】 前記ガス導入部の幅は、前記開口部から
前記サセプタに向かうにつれて段階的に広がるように形
成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体
製造装置。
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the width of the gas introduction section is formed so as to gradually increase from the opening toward the susceptor.
【請求項3】 前記ガス導入部の幅は、前記開口部から
前記サセプタに向かうにつれて滑らかに広がるように形
成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体
製造装置。
3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the width of the gas introduction portion is formed so as to increase smoothly from the opening to the susceptor.
【請求項4】 前記ガス導入部の壁面と、前記開口部か
ら前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記開口
部側で小さく且つ前記サセプタ側で大きいことを特徴と
する請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の半導体
製造装置。
4. An angle formed between a wall surface of the gas inlet and a direction from the opening toward the susceptor is small on the opening side and large on the susceptor side. The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the above.
【請求項5】 前記ガス導入部の壁面と、前記開口部か
ら前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記開口
部側で大きく且つ前記サセプタ側で小さいことを特徴と
する請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の半導体
製造装置。
5. An angle formed between a wall surface of the gas inlet and a direction from the opening toward the susceptor is large on the opening side and small on the susceptor side. The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the above.
【請求項6】 前記ガス導入部は、その内壁面のうち前
記開口側に前記凹凸領域を有し、前記サセプタ側に鏡面
領域を有していることを特徴とする請求項1〜5のうち
のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
6. The gas introduction section according to claim 1, wherein the inner wall surface has the concave-convex region on the opening side and a mirror surface region on the susceptor side. The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the above.
【請求項7】 前記凹凸領域と前記鏡面領域との境界部
分は、前記原料ガスの粘性率が相対的に小さい場合より
も相対的に大きい場合の方が前記サセプタに近い位置に
設けられることを特徴とする請求項6に記載の半導体製
造装置。
7. A boundary portion between the uneven region and the mirror surface region is provided at a position closer to the susceptor when the raw material gas has a relatively large viscosity than when the raw material gas has a relatively small viscosity. 7. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6, wherein:
【請求項8】 前記凹凸領域と前記鏡面領域との境界部
分は、前記原料ガスの流入速度が相対的に小さい場合よ
りも相対的に大きい場合の方が前記サセプタに近い位置
に設けられることを特徴とする請求項6に記載の半導体
製造装置。
8. A boundary portion between the concavo-convex region and the mirror surface region is provided at a position closer to the susceptor when the flow rate of the source gas is relatively large than when the flow rate is relatively low. 7. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6, wherein:
【請求項9】 前記ガス導入部の壁面と、前記開口部か
ら前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記原料
ガスの粘性率が相対的に小さい場合よりも相対的に大き
い場合の方が小さいことを特徴とする請求項1〜8のう
ちのいずれか1項に記載の半導体製造装置。
9. An angle formed by a wall surface of the gas introduction portion and a direction from the opening toward the susceptor is relatively larger when the viscosity of the source gas is relatively small than when the viscosity is relatively small. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor manufacturing apparatus is small.
【請求項10】 前記ガス導入部の壁面と、前記開口部
から前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記原
料ガスの流入速度が相対的に小さい場合よりも相対的に
大きい場合の方が小さいことを特徴とする請求項1〜8
のうちのいずれか1項に記載の半導体製造装置。
10. An angle formed by a wall surface of the gas introduction portion and a direction from the opening to the susceptor is relatively larger when the flow rate of the raw material gas is relatively low than when the flow rate is relatively low. 9. The device according to claim 1, wherein the size is small.
The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the above.
【請求項11】 前記反応炉本体及びガス導入部はガラ
スからなり、前記凹凸領域はすりガラス状に形成されて
いることを特徴とする請求項1〜10のうちのいずれか
1項に記載の半導体製造装置。
11. The semiconductor according to claim 1, wherein the reactor main body and the gas introduction portion are made of glass, and the uneven region is formed in a ground glass shape. manufacturing device.
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JP2007311660A (en) * 2006-05-19 2007-11-29 Toyoda Gosei Co Ltd Gas supplying nozzle and semiconductor manufacturing equipment using it
KR20110101556A (en) * 2010-03-09 2011-09-16 주식회사 엘지실트론 Apparatus for depositing epitaxial layer on wafer

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