JP2002252176A - Cvd device and thin-film manufacturing method - Google Patents

Cvd device and thin-film manufacturing method

Info

Publication number
JP2002252176A
JP2002252176A JP2001048887A JP2001048887A JP2002252176A JP 2002252176 A JP2002252176 A JP 2002252176A JP 2001048887 A JP2001048887 A JP 2001048887A JP 2001048887 A JP2001048887 A JP 2001048887A JP 2002252176 A JP2002252176 A JP 2002252176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
substrate
heating element
inner tube
cvd apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001048887A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4374786B2 (en
Inventor
Hiroshi Shiomi
弘 塩見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Sixon Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Sixon Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Corp, Kansai Electric Power Co Inc, Sixon Inc, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Corp
Priority to JP2001048887A priority Critical patent/JP4374786B2/en
Publication of JP2002252176A publication Critical patent/JP2002252176A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4374786B2 publication Critical patent/JP4374786B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CVD device, which can form an equal thin film on a substrate, and a thin-film manufacturing method using it. SOLUTION: When a gas, after having stacked a thin film on the substrate 14 moves away from a heating element 13, the gas moves away from the heating element 13, being led in the horizontal direction or under to the outside of an inner tube 11 by an outer tube 10, whereby the gas is cooled and the density increases, but this gas will not flow back into the inner tube 11, and the disorder of the gas caused by the natural convection in the vicinity of the heating element 13 is suppressed, and a flow parallel with the face of the substrate 14 is made, so that the supplying of equal gas to the substrate 14 becomes possible.

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、基板上に薄膜を堆
積させるCVD装置およびこれを用いた薄膜の製造方法
に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a CVD apparatus for depositing a thin film on a substrate and a method for producing a thin film using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭化珪素や窒化ガリウム等の軽元素を含
む半導体は、酸やアルカリ等に対する耐薬品性に優れる
とともに、高エネルギー線に対する耐性も強く、耐久性
に優れた半導体材料である。また、絶縁破壊電圧が高く
高温でも半導体としての性質を失わないので、パワーデ
バイスや高温デバイスの材料としても利用されている。
2. Description of the Related Art Semiconductors containing light elements such as silicon carbide and gallium nitride have excellent chemical resistance to acids and alkalis, as well as high durability to high energy rays, and are excellent in durability. Further, since it has a high dielectric breakdown voltage and does not lose its properties as a semiconductor even at high temperatures, it is also used as a material for power devices and high temperature devices.

【0003】このような半導体材料を用いたデバイスを
作成するためには、大型欠陥(マイクロパイプ等)や積
層欠陥等の格子欠陥のない高品質の単結晶薄膜を得る必
要があり、一般的にはCVD装置を用いて製造されてい
る。
In order to manufacture a device using such a semiconductor material, it is necessary to obtain a high-quality single-crystal thin film free from lattice defects such as large defects (micropipes and the like) and stacking faults. Are manufactured using a CVD apparatus.

【0004】CVD装置としては、例えば、図3に示す
ような横型ホットゾーンCVD装置90および図4に示
すような縦型ホットゾーンCVD装置91がよく知られ
ている。横型ホットゾーンCVD装置90は反応容器7
0を具備し、この反応容器70の対向する側面の一方に
ガス導入ノズル15を、他方にガス排出ノズル16を各
々備えているとともに、反応容器70内に発熱体13
と、反応容器70の外から発熱体13を誘導加熱するR
Fワークコイル20とを備えている。また、反応容器7
0内には発熱体13から外部への熱輻射を防ぐ断熱材
(断熱手段)12を備えるとともに、反応容器70外に
は、反応容器70から外部への熱輻射を防ぐ反射板31
およびこの反射板31を冷却する冷却管32を備えてい
る。
[0004] As the CVD apparatus, for example, a horizontal hot zone CVD apparatus 90 as shown in FIG. 3 and a vertical hot zone CVD apparatus 91 as shown in FIG. 4 are well known. The horizontal hot zone CVD apparatus 90 is used for the reaction vessel 7.
0, a gas introduction nozzle 15 is provided on one of the opposed side surfaces of the reaction vessel 70, and a gas discharge nozzle 16 is provided on the other side.
And R for inductively heating the heating element 13 from outside the reaction vessel 70.
And an F work coil 20. In addition, the reaction vessel 7
A heat insulating material (heat insulating means) 12 for preventing heat radiation from the heating element 13 to the outside is provided in the inside 0, and a reflection plate 31 for preventing heat radiation from the reaction container 70 to the outside is provided outside the reaction vessel 70.
And a cooling pipe 32 for cooling the reflection plate 31.

【0005】また、縦型ホットゾーンCVD装置91
は、横型ホットゾーンCVD装置90を縦置きしたもの
であり、反応容器70の下部のノズルをガス導入ノズル
15とし、上部のノズルをガス排出ノズル16としたも
のである。
A vertical hot zone CVD apparatus 91
Is a vertical hot zone CVD apparatus 90 in which a lower nozzle of a reaction vessel 70 is a gas introduction nozzle 15 and an upper nozzle is a gas discharge nozzle 16.

【0006】そして、例えば、炭化珪素の単結晶薄膜の
製造においては、反応容器70内にシランやプロパン等
の原料ガスをガス導入ノズル15から導入するととも
に、RFワークコイル20によって誘導加熱される発熱
体13上で基板14を1200℃以上、通常は1500
℃程度にまで加熱し、導入ガスを基板14上で反応させ
て基板14上に炭化珪素膜を堆積させる。
For example, in the production of a silicon carbide single crystal thin film, a source gas such as silane or propane is introduced into a reaction vessel 70 from a gas introduction nozzle 15 and heat generated by induction heating by an RF work coil 20. The substrate 14 is placed on the body 13 at a temperature of 1200 ° C. or higher, usually 1500 ° C.
The substrate is heated to about ° C., and the introduced gas is reacted on the substrate 14 to deposit a silicon carbide film on the substrate 14.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなC
VD装置を用いて薄膜を堆積させる場合、次のような問
題が発生していた。横型ホットゾーンCVD装置90の
場合、ガス導入ノズル15から導入されるガスが発熱体
13に接近して暖められる際に体積が膨張して密度が減
少し、ガスが上昇して図示Aのような自然対流を起こ
す。また、反応後のガスが発熱体13から離れてガス排
出ノズル16に到達するまでの間に、ガスが発熱体13
から遠ざかることにより冷やされ、体積が収縮して密度
が増加し、ガスは下降して図示Bのような自然対流をお
こし、反応容器70内のガス流の乱れを生じていた。
However, such C
When depositing a thin film using a VD apparatus, the following problems have occurred. In the case of the horizontal hot zone CVD apparatus 90, when the gas introduced from the gas introduction nozzle 15 is heated close to the heating element 13, the volume expands and the density decreases, and the gas rises as shown in FIG. Cause natural convection. In addition, before the gas after the reaction leaves the heating element 13 and reaches the gas discharge nozzle 16, the gas is generated by the heating element 13.
The gas was cooled by moving away from the reactor, the volume shrank and the density increased, and the gas descended and caused natural convection as shown in FIG.

【0008】また、縦型ホットゾーンCVD装置91の
場合でも、反応後のガスが上昇してガス排出ノズル16
に到達するまでの間に、同様にガスが冷やされて下降し
図示Cのような自然対流をおこし、反応容器70内のガ
ス流の乱れを生じていた。
Also, in the case of the vertical hot zone CVD apparatus 91, the gas after the reaction rises and the gas discharge nozzle 16
In the same manner, the gas is cooled down and descends, causing natural convection as shown in FIG. 2C, and the gas flow in the reaction vessel 70 is disturbed.

【0009】このような、反応容器70内でのガス流の
乱れが生じると、原料ガスの基板14への供給が不均一
になり、基板14に形成される薄膜が不均一になってし
まう。
When the gas flow in the reaction vessel 70 is disturbed, the supply of the raw material gas to the substrate 14 becomes uneven, and the thin film formed on the substrate 14 becomes uneven.

【0010】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、反応器内でのガス流の乱れを抑制し、基板上に均一
な薄膜を形成することが可能なCVD装置およびこれを
用いた薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a CVD apparatus capable of forming a uniform thin film on a substrate by suppressing turbulence of a gas flow in a reactor, and a thin film using the same. It is an object of the present invention to provide a method for producing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係るCVD装置
は、ガスを基板上に輸送して反応させ基板上に薄膜を堆
積させるCVD装置であって、ガスが下方から導入され
る内管と、内管の内側に設置され基板を加熱する発熱体
と、発熱体の上方に設置され、発熱体を通り過ぎたガス
の上向流を内管の外側に水平以下の方向に導いて排出さ
せ、基板に対しては基板の表面に平行なガスの流れを形
成可能とする第1整流手段とを備えることを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A CVD apparatus according to the present invention is a CVD apparatus for transporting a gas onto a substrate and causing it to react to deposit a thin film on the substrate. A heating element installed inside the inner tube to heat the substrate, and a heating element installed above the heating element to guide the upward flow of the gas passing through the heating element to the outside of the inner tube in a horizontal or lower direction and to discharge the gas, A first rectifying unit configured to form a gas flow parallel to the surface of the substrate with respect to the substrate;

【0012】本発明のCVD装置によれば、基板上への
薄膜の堆積を行った後のガスが発熱体から遠ざかる際
に、第1整流手段によって内管の外側に水平以下の方向
に導かれるので、発熱体から遠ざかることにより冷却さ
れ密度が上昇するガスが内管内に逆流せず、発熱体近傍
での自然対流によるガス流の乱れが抑制されて基板面に
平行な流れが形成される。
According to the CVD apparatus of the present invention, when the gas after depositing the thin film on the substrate moves away from the heating element, the gas is guided to the outside of the inner tube by the first rectifying means in a horizontal or lower direction. Therefore, the gas that is cooled and increases in density by moving away from the heating element does not flow back into the inner tube, and the turbulence of the gas flow due to natural convection near the heating element is suppressed, and a flow parallel to the substrate surface is formed.

【0013】ここで、第1整流手段は、下方に延在し内
管よりも大径かつ内管と所定の距離離間して内管をガス
の上向流に対向して覆う外管を形成することが好まし
い。これにより、内管と外管との隙間を介してガスがさ
らに好適に排出される。
Here, the first straightening means forms an outer pipe extending downward, having a diameter larger than that of the inner pipe, and being spaced apart from the inner pipe by a predetermined distance, and covering the inner pipe in opposition to the upward flow of gas. Is preferred. Thereby, the gas is more appropriately discharged through the gap between the inner pipe and the outer pipe.

【0014】また、発熱体は、内管の上部の内面に内管
と平行に設置されるとともに、基板を内管と平行となる
ように保持することが好ましい。これによって、簡易な
構成で上記機能が十分に発揮される。
Preferably, the heating element is installed on the inner surface of the upper portion of the inner tube in parallel with the inner tube, and holds the substrate in parallel with the inner tube. As a result, the above function is sufficiently exhibited with a simple configuration.

【0015】また、発熱体は断熱手段を介して内管に設
置されていることが好ましい。これによって、発熱体か
らの熱が内管の外側に伝わらないので、内管外に導かれ
るガスが加熱されずさらにスムーズに排出される。
Further, it is preferable that the heating element is provided in the inner pipe via a heat insulating means. As a result, heat from the heating element is not transmitted to the outside of the inner tube, so that the gas guided to the outside of the inner tube is more smoothly discharged without being heated.

【0016】また、発熱体は基板と接触する面が内管に
対して垂直を含む所定の角度を有し、さらにガスが基板
上を平行に流れるべく整流する第2整流手段を内管内に
備えることが好ましい。
The heating element has a predetermined angle including a surface perpendicular to the inner tube with respect to the substrate, and further includes second rectifying means in the inner tube for rectifying the gas to flow in parallel on the substrate. Is preferred.

【0017】これにより、基板が内管に対して垂直を含
む角度を有して設置された場合でも、ガスが基板と平行
に流れるので、基板付近でのガスの余分な乱れが抑制さ
れるとともに、基板にガスが効率よく供給される。
Accordingly, even when the substrate is installed at an angle including the vertical with respect to the inner tube, the gas flows in parallel with the substrate, so that extra turbulence of the gas near the substrate is suppressed and The gas is efficiently supplied to the substrate.

【0018】また、発熱体は貫通孔が形成された水平板
であるとともに、貫通孔にガスを導入する導入管が貫通
孔の下部に連結され、第2整流手段は、導入管、貫通孔
を介して導入されるガスを水平設置される基板に対して
平行流とすべく上記導入されるガスに対向して配置され
る整流体を含むことが好ましい。
The heating element is a horizontal plate having a through-hole formed therein, and an introduction pipe for introducing gas into the through-hole is connected to a lower portion of the through-hole. It is preferable to include a rectifier disposed so as to face the introduced gas so that the gas introduced via the gas flows in parallel to the horizontally installed substrate.

【0019】発熱体が水平であるので発熱体上に多くの
基板を設置することが容易にされるとともに、導入管に
よってガスが基板と整流体との間に容易に導入され、さ
らに、整流体によって基板に平行なガス流が好適に形成
される。
Since the heating element is horizontal, it is easy to install many substrates on the heating element, and gas is easily introduced between the substrate and the rectifier by the introduction pipe. This suitably forms a gas flow parallel to the substrate.

【0020】また、発熱体を水平方向に回転させる回転
手段を備えることが好ましい。これにより、発熱体上の
基板に供給されるガスが均一化され、さらに均一に薄膜
を堆積させることが可能とされる。
Further, it is preferable to provide a rotating means for rotating the heating element in the horizontal direction. Thus, the gas supplied to the substrate on the heating element is made uniform, and a thin film can be more uniformly deposited.

【0021】また、導入管は、さらにガスを予熱するこ
とが好ましい。これによって、基板に到達する前のガス
が予熱されるので、基板近傍での原料ガスの温度上昇が
少なくされ、さらに基板近傍でのガスの余分な乱れが抑
制される。
It is preferable that the introduction pipe further preheats the gas. As a result, the gas before reaching the substrate is preheated, so that the temperature rise of the source gas near the substrate is reduced, and further disturbance of the gas near the substrate is suppressed.

【0022】また、発熱体は、外部からの高周波誘導、
または、通電によって発熱するものであることが好まし
い。これによって、CVD装置が簡易に構成されるとと
もに、発熱による基板の加熱が好適に行われる。
In addition, the heating element includes a high-frequency induction from the outside,
Alternatively, heat is preferably generated by energization. Thus, the CVD apparatus is simply configured, and the substrate is suitably heated by heat generation.

【0023】また、本発明に係る薄膜の製造方法は、上
述のCVD装置を用いて、炭化珪素または窒化物半導体
の薄膜を基板上に堆積することを特徴とする。本発明の
製造方法によれば、本発明にかかるCVD装置を用いる
ので、均一な炭化珪素または窒化物半導体の薄膜が容易
に得られる。
Further, a method of manufacturing a thin film according to the present invention is characterized in that a silicon carbide or nitride semiconductor thin film is deposited on a substrate using the above-described CVD apparatus. According to the manufacturing method of the present invention, since the CVD apparatus according to the present invention is used, a uniform silicon carbide or nitride semiconductor thin film can be easily obtained.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明に係るCVD装置およびこれを用いた薄膜の製造
方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、
図面の説明において、同一または相当要素には同一の符
号を付し、重複する説明は省略する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Preferred embodiments of a CVD apparatus and a thin film manufacturing method using the same according to the present invention will be described in detail. In addition,
In the description of the drawings, the same or corresponding elements have the same reference characters allotted, and overlapping description will be omitted.

【0025】図1は、第1実施形態のCVD装置100
を示す断面図である。このCVD装置100は、原料ガ
スを基板14近傍で反応させて基板14の表面に半導体
等の薄膜を析出させるものであり、基板14を加熱する
発熱体13と、発熱体13が設置される内管11と、内
管11を外側から覆う外管(第1整流手段)10と、発
熱体13を外管10の外部から高周波誘導加熱するRF
ワークコイル20とを備えている。
FIG. 1 shows a CVD apparatus 100 according to the first embodiment.
FIG. The CVD apparatus 100 reacts a raw material gas in the vicinity of the substrate 14 to deposit a thin film such as a semiconductor on the surface of the substrate 14, and includes a heating element 13 for heating the substrate 14, and a heating element 13 in which the heating element 13 is installed. A tube 11, an outer tube (first rectifying means) 10 covering the inner tube 11 from outside, and an RF for heating the heating element 13 from the outside of the outer tube 10 by high-frequency induction heating
And a work coil 20.

【0026】内管11は、垂直に配置された石英製の円
管であり、上端が開口されている一方、下端はガス導入
ノズル15を備える下部フランジ18により閉じられて
いる。
The inner tube 11 is a vertically arranged circular tube made of quartz and has an open upper end and a lower end closed by a lower flange 18 having a gas introduction nozzle 15.

【0027】外管10は、上端がドーム状に閉じられ
た、内管11よりも径の大きい石英製の円管である。そ
して、この外管10は、内管11との間に半径方向に所
定の隙間19を有して内管11を上部から覆うととも
に、下端が下部フランジ18に固定されている。また、
内管11と外管10との各々の下端部によって、ガス排
出ノズル16が形成されている。
The outer tube 10 is a quartz tube whose upper end is closed in a dome shape and whose diameter is larger than that of the inner tube 11. The outer tube 10 has a predetermined gap 19 in the radial direction between the outer tube 10 and the inner tube 11, covers the inner tube 11 from above, and has a lower end fixed to the lower flange 18. Also,
A gas discharge nozzle 16 is formed by the lower end of each of the inner tube 11 and the outer tube 10.

【0028】発熱体13は、炭化珪素コーティングされ
たグラファイト製の板であり、外部のRFワークコイル
20によって誘導加熱される。この発熱体13は、発熱
体13の熱を内管11側に伝えないようにする断熱材
(断熱手段)12を介して内管11の内面の上部に固定
されている。そして、基板14は、発熱体13の表面に
基板14の表面が内管11と平行になるように密着保持
されている。
The heating element 13 is a graphite plate coated with silicon carbide, and is induction-heated by an external RF work coil 20. The heating element 13 is fixed to an upper portion of the inner surface of the inner tube 11 via a heat insulating material (insulation means) 12 for preventing heat of the heating element 13 from being transmitted to the inner tube 11 side. The substrate 14 is held in close contact with the surface of the heating element 13 such that the surface of the substrate 14 is parallel to the inner tube 11.

【0029】RFワークコイル20は高周波の磁束を発
生するものであり、これによって発熱体13内に渦電流
を誘導させ、渦電流によるジュール熱によって発熱体1
3を発熱させる。そして、発熱体13は、熱伝導によっ
て発熱体13上の基板14を最高温度2200℃程度ま
で加熱する。このRFワークコイル20の出力は、図示
しない放射温度計によって測定される基板14および発
熱体13の温度に基づいて制御され、基板14の温度が
所望の温度に維持される。
The RF work coil 20 generates a high-frequency magnetic flux, thereby inducing an eddy current in the heating element 13 and causing the heating element 1 to generate Joule heat due to the eddy current.
3 is exothermic. Then, the heating element 13 heats the substrate 14 on the heating element 13 to a maximum temperature of about 2200 ° C. by heat conduction. The output of the RF work coil 20 is controlled based on the temperatures of the substrate 14 and the heating element 13 measured by a radiation thermometer (not shown), and the temperature of the substrate 14 is maintained at a desired temperature.

【0030】RFワークコイル20の外側には、外管1
0を透過して外側に放射される輻射熱を逃がさないよう
にするための反射板31と、反射板31の外側に設置さ
れ、反射板31を水冷する冷却管32を備えている。ま
た、外管10の上方には、外管10を冷却するファン3
5を備えている。
The outer tube 1 is located outside the RF work coil 20.
There is provided a reflector 31 for preventing radiant heat radiated to the outside through the zero to escape, and a cooling pipe 32 installed outside the reflector 31 for cooling the reflector 31 with water. A fan 3 for cooling the outer tube 10 is provided above the outer tube 10.
5 is provided.

【0031】次に、本実施形態のCVD装置100によ
る作用について説明する。
Next, the operation of the CVD apparatus 100 according to this embodiment will be described.

【0032】まず、ガス導入ノズル15からキャリアガ
スを流しながら、RFワークコイル20を駆動して発熱
体13を加熱し、発熱体13上の基板14の温度を所定
のエッチング温度にする。そして、エッチング温度に達
したらガス導入ノズル15からエッチングガスを流して
基板14の表面のエッチングを行う。その後、さらに基
板14を所定の堆積温度にまで上昇させ、ガス導入ノズ
ル15から原料ガスを導入する。
First, while the carrier gas is flowing from the gas introduction nozzle 15, the RF work coil 20 is driven to heat the heating element 13, and the temperature of the substrate 14 on the heating element 13 is set to a predetermined etching temperature. Then, when the temperature reaches the etching temperature, an etching gas is supplied from the gas introduction nozzle 15 to etch the surface of the substrate 14. Thereafter, the substrate 14 is further raised to a predetermined deposition temperature, and a source gas is introduced from the gas introduction nozzle 15.

【0033】導入された原料ガスは、内管11を下方か
ら上昇し所定の温度に加熱されている発熱体13に接近
する。このとき、ガスが加熱されて膨張し、密度が低下
して浮力により上昇しようとするが、この方向は内管1
1内のガスの流れる方向と同じなので、内管11内の発
熱体13の下部付近のガス流れをほとんど乱さない。そ
して、原料ガスは加熱されて反応を起こし、基板14上
に所望の物質の薄膜を形成する。
The introduced raw material gas rises from below in the inner tube 11 and approaches the heating element 13 heated to a predetermined temperature. At this time, the gas is heated and expands, and the density decreases and tends to increase due to buoyancy.
Since the flow direction is the same as the gas flow direction in the inner tube 1, the gas flow near the lower portion of the heating element 13 in the inner tube 11 is hardly disturbed. Then, the source gas is heated to cause a reaction, and a thin film of a desired substance is formed on the substrate 14.

【0034】反応後のガスはさらに上方に流れ、基板1
4から遠ざかって発熱体13の近傍の領域を通過する。
発熱体13から離れたガスは、加熱源を失うとともに外
管10のドーム状部分と接近することにより冷却される
が、ガスは外管10のドーム状部分によって下向きに向
きを変えられ、外管10と内管11との間の隙間19に
導かれ、この隙間19を通って下降し、さらに冷却され
ながらスムーズにガス排出ノズル16から排出される。
このため、内管11内に冷却されたガスが密度の低下に
よって下降・逆流することによって起こる、発熱体13
上部付近での自然対流によるガス流の乱れが抑制されて
基板14上に平行なガスの流れが形成される。これによ
って、原料ガスが均一に基板14に供給されて反応する
こととなるので、基板14上に薄膜が均一に堆積され
る。
The gas after the reaction flows further upward, and the substrate 1
4 and passes through a region near the heating element 13.
The gas separated from the heating element 13 is cooled by losing the heating source and approaching the dome-shaped portion of the outer tube 10, but the gas is turned downward by the dome-shaped portion of the outer tube 10, The gas is guided to the gap 19 between the inner pipe 10 and the inner pipe 11, descends through the gap 19, and is smoothly discharged from the gas discharge nozzle 16 while being cooled.
For this reason, the heating element 13 caused by the gas cooled down in the inner pipe 11 flowing down and backflow due to the decrease in density.
Disturbance of the gas flow due to natural convection near the upper part is suppressed, and a parallel gas flow is formed on the substrate 14. As a result, the source gas is uniformly supplied to the substrate 14 and reacts, so that a thin film is uniformly deposited on the substrate 14.

【0035】また、発熱体13と内管11との間に断熱
材12を備えていて、発熱体13の熱が内管11を介し
て隙間19側に伝達されないので、隙間19を下降する
ガスが再加熱されることも防止され、さらにスムーズに
排出される。
Further, a heat insulating material 12 is provided between the heating element 13 and the inner tube 11, and since the heat of the heating element 13 is not transmitted to the gap 19 through the inner tube 11, Is also prevented from being reheated, and is discharged more smoothly.

【0036】なお、基板の温度は特に限定されないが、
例えば、窒化物半導体の場合は900℃以上が好まし
く、また炭化珪素の場合には1300℃以上が好ましく
1500℃以上が一層好ましい。このような高温CVD
の場合熱対流がさらに顕著になるが、本実施形態のCV
D装置100によればガス流の乱れが充分効果的に抑制
されるので、均一な薄膜を得ることが可能である。
Although the temperature of the substrate is not particularly limited,
For example, in the case of a nitride semiconductor, the temperature is preferably 900 ° C. or higher, and in the case of silicon carbide, the temperature is preferably 1300 ° C. or higher, more preferably 1500 ° C. or higher. Such high temperature CVD
In this case, the heat convection becomes more remarkable.
According to the D apparatus 100, the turbulence of the gas flow is sufficiently and effectively suppressed, so that a uniform thin film can be obtained.

【0037】つぎに、第2実施形態のCVD装置200
について図2を参照しながら説明する。第2実施形態の
CVD装置200が第1実施形態のCVD装置100と
違うところは、基板14を水平に保持しつつ基板14を
加熱する水平発熱体(発熱体)41と、水平発熱体41
を回転させる軸となるとともに、原料ガスを基板14に
導く導入路となり、さらに原料ガスを予熱する管軸(導
入管)40と、管軸40を水平回転させる駆動装置(回
転手段)50と、管軸40によって導入されるガスを水
平設置される基板14に平行に流すとともに水平発熱体
41と同様にRFワークコイル20によって誘導加熱さ
れる整流体(第2整流手段)36と、基板14近傍の熱
が下方に輻射することを防ぐべく水平発熱体41の下に
設置された第2断熱材37と、基板14近傍の熱が上方
に輻射することを防ぐべく整流体36の上に設置された
第2断熱材38とを備えている点である。
Next, the CVD apparatus 200 of the second embodiment
Will be described with reference to FIG. The difference between the CVD apparatus 200 of the second embodiment and the CVD apparatus 100 of the first embodiment is that a horizontal heating element (heating element) 41 for heating the substrate 14 while holding the substrate 14 horizontally, and a horizontal heating element 41
And a tube shaft (introduction tube) 40 for preheating the source gas, and a driving device (rotating means) 50 for horizontally rotating the tube shaft 40. A rectifying body (second rectifying means) 36 in which the gas introduced by the tube shaft 40 flows in parallel to the horizontally installed substrate 14 and is induction-heated by the RF work coil 20 similarly to the horizontal heating element 41, and the vicinity of the substrate 14 The second heat insulator 37 is provided below the horizontal heating element 41 to prevent the heat of the substrate 14 from radiating downward, and the rectifier 36 is installed on the rectifier 36 to prevent the heat near the substrate 14 from radiating upward. And a second heat insulating material 38.

【0038】水平発熱体41は炭化珪素コーティングさ
れたグラファイト製の円盤であって、内管11内に水平
配置されている。この水平発熱体41は複数の基板14
をその上に水平に載置可能であって、垂直等に基板14
を保持する場合と比べて1度に多くの枚数の基板14が
処理可能とされている。またこの水平発熱体41は、R
Fワークコイル20によって誘導加熱され基板14を加
熱する。さらに、水平発熱体41はその中心に垂直貫通
孔が形成され、この貫通孔を介して下方から原料ガスを
導入する管軸40が水平発熱体41から垂直下方に接続
されている。
The horizontal heating element 41 is a graphite disk coated with silicon carbide, and is disposed horizontally in the inner tube 11. The horizontal heating element 41 includes a plurality of substrates 14.
Can be placed horizontally thereon, and the substrate 14 can be placed vertically or the like.
, A larger number of substrates 14 can be processed at one time. The horizontal heating element 41 is
The substrate 14 is heated by induction heating by the F work coil 20. Further, a vertical through-hole is formed at the center of the horizontal heating element 41, and a tube shaft 40 for introducing a raw material gas from below is connected vertically downward from the horizontal heating element 41 through the through-hole.

【0039】管軸40の下端は下部フランジ18を貫通
するとともに、回転可能に下部フランジ18に軸支され
ている。管軸40は図示しないヒーターを備えていて、
内部を通る原料ガスを適切な温度に予熱しつつ水平発熱
体41の貫通孔へ到達させる。さらに、管軸40で下部
フランジ18よりも下方の部分は駆動装置50に接続さ
れており、所定速度で管軸40を回転することにより、
基板14を載置する水平発熱体41が回転運動する。
The lower end of the tube shaft 40 passes through the lower flange 18 and is rotatably supported by the lower flange 18. The tube shaft 40 has a heater (not shown),
The raw material gas passing through the inside is made to reach the through hole of the horizontal heating element 41 while being preheated to an appropriate temperature. Further, a portion of the tube shaft 40 below the lower flange 18 is connected to a driving device 50, and by rotating the tube shaft 40 at a predetermined speed,
The horizontal heating element 41 on which the substrate 14 is placed rotates.

【0040】整流体36は、内管11内で水平発熱体4
1に対向するとともに、内管11の内面に断熱材12を
介して固定されている発熱体13との間に隙間を有する
箱状のものであり、水平発熱体41の貫通孔から導入さ
れる原料ガスの流れの向きを、基板14の表面と平行に
流れるように変えるとともに、基板14を通過したガス
が発熱体13に沿って内管11を上昇して外管10のド
ーム状部分に向かうように変える。
The rectifying body 36 is provided inside the inner tube 11 for the horizontal heating element 4.
1 and has a gap between the heating element 13 fixed to the inner surface of the inner tube 11 via the heat insulating material 12 and is introduced through a through hole of the horizontal heating element 41. The direction of the flow of the raw material gas is changed so as to flow parallel to the surface of the substrate 14, and the gas that has passed through the substrate 14 moves up the inner tube 11 along the heating element 13 toward the dome-shaped portion of the outer tube 10. To change.

【0041】このようなCVD装置200においては、
ガス導入ノズル15から導入される原料ガスは管軸40
中で予熱された後、水平発熱体41の貫通孔でさらに加
熱されて上昇する。そして、原料ガスは整流体36に当
たって流れの方向が変えられ、基板14上を流れて基板
14上に薄膜を堆積させる。その後、ガスは発熱体13
によって再び流れの向きを変えられ、発熱体13と整流
体36の隙間を通って上方に流れ、内管11よりも上に
出たガスは外管10のドーム状部分によって向きを変え
られ、隙間19を介して排出される。
In such a CVD apparatus 200,
The raw material gas introduced from the gas introduction nozzle 15 is
After being preheated inside, it is further heated by the through holes of the horizontal heating element 41 and rises. Then, the raw material gas strikes the flow straightener 36, the flow direction is changed, and flows on the substrate 14 to deposit a thin film on the substrate 14. Thereafter, the gas is heated 13
The gas flows again upward through the gap between the heating element 13 and the rectifier 36, and gas flowing above the inner pipe 11 is turned by the dome-shaped portion of the outer pipe 10, Discharged via 19.

【0042】このとき、第1実施形態のCVD装置10
0と同様に、排出されるガスが冷却による密度の低下に
よって内管11内に戻って逆流等をおこさず、内管11
内でのガス流の乱れが抑制されているので、基板14上
に整流体36による平行な流れが形成され、基板14上
に均一な薄膜を形成することが可能とされている。
At this time, the CVD apparatus 10 of the first embodiment
0, the discharged gas returns to the inner pipe 11 due to a decrease in density due to cooling and does not cause a backflow or the like.
Since the turbulence of the gas flow in the inside is suppressed, a parallel flow is formed by the rectifier 36 on the substrate 14, and a uniform thin film can be formed on the substrate 14.

【0043】また、必要に応じて駆動装置50を駆動し
て水平発熱体41を回転させることにより、基板14が
動かされてガス濃度の更なる均一化が図られ、さらに均
一な薄膜の析出が可能とされている。
Further, by driving the driving device 50 and rotating the horizontal heating element 41 as necessary, the substrate 14 is moved to further uniform the gas concentration, and a more uniform thin film is deposited. It is possible.

【0044】また、管軸40によって導入されるガスが
予熱されるので、水平発熱体41の貫通孔付近でのガス
の温度変動が緩和されてガス流の乱れがさらに抑制され
ている。
Further, since the gas introduced by the pipe shaft 40 is preheated, the temperature fluctuation of the gas in the vicinity of the through hole of the horizontal heating element 41 is reduced, and the turbulence of the gas flow is further suppressed.

【0045】また、発熱体13および発熱する整流体3
6を備えていて内管11と整流体36との間を上昇する
ガスが冷却されないので、ガス流の乱れがさらに抑制さ
れている。なお、内管11と整流体36との間を上昇す
る距離が短い場合は、発熱体13を備えなくても構わな
い。
The heating element 13 and the heat generating rectifier 3
6, the gas rising between the inner pipe 11 and the flow regulating body 36 is not cooled, so that the turbulence of the gas flow is further suppressed. When the distance between the inner tube 11 and the flow straightening body 36 is short, the heating element 13 may not be provided.

【0046】以下、上記実施形態のCVD装置100,
200の効果を確認すべく、本発明者が実施した実施
例、比較例について述べる。
Hereinafter, the CVD apparatus 100 of the above embodiment,
Examples and comparative examples implemented by the present inventor will be described in order to confirm the effects of the present invention.

【0047】(実施例1)第1実施形態のCVD装置1
00を用いて、以下の手順で基板14上に炭化珪素薄膜
のエピタキシャル成長を行った。
Example 1 CVD apparatus 1 of the first embodiment
By using the substrate No. 00, a silicon carbide thin film was epitaxially grown on the substrate 14 in the following procedure.

【0048】まず、50mmφの4H−SiC{000
1}基板の調製を行った。この基板は、改良レーリー法
により成長させたインゴットをスライスし、鏡面研磨す
ることにより作成したものであり、ショットキー障壁の
容量―電圧特性から求めた実効ドナー密度は1〜3×1
18cm-3、厚さは330μmであった。そして、この
基板を溶融水酸化カリウムで500℃、10分間エッチ
ングした。その結果、マイクロパイプ密度10〜100
cm-2、らせん転位密度5×103〜2×104cm-2
度の欠陥が存在することが分かった。そして、基板を再
研磨し、鏡面仕上げし、さらに有機溶媒、王水およびフ
ッ酸で順に洗浄した後、脱イオン水でリンスして、基板
14とした。
First, 50 mmφ 4H-SiC {000
A 1} substrate was prepared. This substrate was prepared by slicing an ingot grown by the modified Rayleigh method and polishing it to a mirror surface. The effective donor density obtained from the capacitance-voltage characteristics of the Schottky barrier was 1-3 × 1
0 18 cm −3 , and the thickness was 330 μm. Then, the substrate was etched with molten potassium hydroxide at 500 ° C. for 10 minutes. As a result, the micropipe density is 10 to 100.
It was found that defects having a density of about cm −2 and a screw dislocation density of 5 × 10 3 to 2 × 10 4 cm −2 were present. Then, the substrate was polished again, mirror-finished, washed sequentially with an organic solvent, aqua regia, and hydrofluoric acid, and then rinsed with deionized water to obtain a substrate 14.

【0049】つぎに、この基板14上に薄膜を堆積させ
た。まず、基板14を発熱体13上にセットし、ガス置
換と高真空排気を数回繰り返した。つぎに、キャリアガ
スである水素を導入しながら1300℃まで基板14を
昇温したのち、塩化水素/水素ガスによって基板14を
所定時間気相エッチングした。つぎに、基板温度を15
00℃にし、原料ガスとしてシランとプロパンガスをガ
ス導入ノズル15を介して導入し次のように薄膜を2層
堆積させた。まず、実効ドナー密度3〜4×1017cm
-3のn型SiCバッファ層を2.6μm堆積させ、つぎ
に、実効ドナー密度1〜2×1016cm-3のn型活性層
を12μm堆積させた。ここで、n型伝導性の制御は堆
積中に窒素ガスを添加することにより行った。成長条件
の詳細を表1に示す。
Next, a thin film was deposited on the substrate 14. First, the substrate 14 was set on the heating element 13, and gas replacement and high vacuum evacuation were repeated several times. Next, after the temperature of the substrate 14 was raised to 1300 ° C. while introducing hydrogen as a carrier gas, the substrate 14 was subjected to vapor phase etching with a hydrogen chloride / hydrogen gas for a predetermined time. Next, set the substrate temperature to 15
The temperature was set to 00 ° C., and silane and propane gas were introduced as raw material gases through the gas introduction nozzle 15 to deposit two thin films as follows. First, the effective donor density is 3-4 × 10 17 cm
The n-type SiC buffer layer of -3 to 2.6μm deposited, then the n-type active layer of the effective donor density 1 to 2 × 10 16 cm -3 was 12μm deposited. Here, the control of the n-type conductivity was performed by adding nitrogen gas during the deposition. Table 1 shows details of the growth conditions.

【表1】 [Table 1]

【0050】(比較例1)外管10を備えず、ガスが下
から上に流通する従来の縦型ホットゾーンCVD装置9
1(図4参照)用いた以外は、実施例1と同様に基板1
4上に炭化珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。
(Comparative Example 1) A conventional vertical hot zone CVD apparatus 9 having no outer tube 10 and allowing gas to flow from bottom to top
Substrate 1 in the same manner as in Example 1 except that
4 was epitaxially grown on a silicon carbide thin film.

【0051】ここで、成長させた炭化珪素単結晶薄膜の
表面を微分干渉光学顕微鏡で観察したところ、実施例1
で得た薄膜の表面は全面が鏡面状態となっていた。これ
に対して、比較例1で得た薄膜の表面は、ガスの出口側
において表面の曇りが見られた。また、薄膜の膜圧の均
一性を比較したところ、実施例1で得た薄膜の膜厚の水
平方向のばらつきは3%以内であったのに対し、比較例
1で得た薄膜の膜厚の水平方向のばらつきは7%以上で
あった。
Here, the surface of the grown silicon carbide single crystal thin film was observed with a differential interference optical microscope.
The entire surface of the thin film obtained in the above was in a mirror state. On the other hand, the surface of the thin film obtained in Comparative Example 1 was clouded on the gas outlet side. When the uniformity of the film thickness of the thin film was compared, the variation in the horizontal direction of the film thickness of the thin film obtained in Example 1 was within 3%, whereas the film thickness of the thin film obtained in Comparative Example 1 was less than 3%. In the horizontal direction was 7% or more.

【0052】これによって、本願発明により、CVD装
置内でのガス流の乱れを抑制し、基板14に均一な薄膜
を形成することが可能なCVD装置を提供できることが
確認された。
As a result, it has been confirmed that the present invention can provide a CVD apparatus capable of forming a uniform thin film on the substrate 14 while suppressing disturbance of the gas flow in the CVD apparatus.

【0053】(実施例2)第2実施形態のCVD装置2
00を用い、表2に示す条件の下、実施例1と同様に用
意した50mmφの4H−SiC{0001}基板を6
枚同時に設置した以外は実施例1と同様に、かつ、水平
発熱体41を回転させないで炭化珪素薄膜のエピタキシ
ャル成長を行った。
(Example 2) The CVD apparatus 2 of the second embodiment
Under the conditions shown in Table 2, a 50 mmφ 4H—SiC {0001} substrate prepared in the same manner as
An epitaxial growth of a silicon carbide thin film was performed in the same manner as in Example 1 except that the plurality of silicon carbide thin films were simultaneously installed, and without rotating the horizontal heating element 41.

【表2】 [Table 2]

【0054】(比較例2)内管11を備えず、ガスが水
平方向に流通する従来の横型ホットゾーンCVD装置9
0(図3参照)を用いた以外は、実施例2と同様に炭化
珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。
(Comparative Example 2) Conventional horizontal hot zone CVD apparatus 9 having no inner tube 11 and allowing gas to flow in the horizontal direction
A silicon carbide thin film was epitaxially grown in the same manner as in Example 2 except that 0 (see FIG. 3) was used.

【0055】その結果、堆積した薄膜の中心部は、実施
例2、比較例2ともに鏡面であった。しかし、実施例2
で得られた6枚の基板の中心部の薄膜の膜厚のばらつき
は5%以下であったのに対し、比較例2で得られた6枚
の基板の中心部の薄膜の膜厚のばらつきは10%であっ
た。
As a result, the central portion of the deposited thin film was a mirror surface in both Example 2 and Comparative Example 2. However, Example 2
The variation in the thickness of the thin film at the center of the six substrates obtained in the above was 5% or less, while the variation in the thickness of the thin film at the center of the six substrates obtained in Comparative Example 2 Was 10%.

【0056】これによっても、本願発明により、CVD
装置内でのガス流の乱れを抑制し、基板14に均一な薄
膜を形成することが可能なCVD装置を提供できること
が確認された。
According to the present invention, the CVD
It has been confirmed that it is possible to provide a CVD apparatus capable of forming a uniform thin film on the substrate 14 by suppressing turbulence of the gas flow in the apparatus.

【0057】(実施例3)水平発熱体41を管軸40の
回転により1分間に10回転させる以外は、実施例2と
同様に炭化珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。実
施例2で得られた6枚の基板の中心部の膜厚のばらつき
は5%以下であったのに対し、実施例3で得られた6枚
の基板の中心部の膜厚のばらつきは3%以下であった。
これによって、基板14を回転することにより、さらに
均一な薄膜の堆積が可能であることが確認された。
Example 3 A silicon carbide thin film was epitaxially grown in the same manner as in Example 2 except that the horizontal heating element 41 was rotated 10 times per minute by the rotation of the tube shaft 40. While the variation in the film thickness at the center of the six substrates obtained in Example 2 was 5% or less, the variation in the film thickness at the center of the six substrates obtained in Example 3 was less than 5%. It was 3% or less.
Thus, it has been confirmed that a more uniform thin film can be deposited by rotating the substrate 14.

【0058】なお、本発明に係るCVD装置は、上記実
施形態に限定されるものではなく、種々の変形態様をと
ることが可能である。
It should be noted that the CVD apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiment, but can take various modifications.

【0059】例えば、第1および第2実施形態では、外
管10によってガスを内管11外にかつ下方に排出させ
ているがこれに限られない。例えば、内管11の上方に
平板を配置して、ガスを内管11の外に水平に排出させ
ても構わない。
For example, in the first and second embodiments, the gas is discharged to the outside of the inner tube 11 and downward by the outer tube 10, but the invention is not limited to this. For example, a flat plate may be arranged above the inner tube 11 and gas may be discharged horizontally out of the inner tube 11.

【0060】また、第1および第2実施形態では、内管
11を垂直に設置しているが、これに限られず、例え
ば、垂直に対して±30度程度傾けて設置しても、ほぼ
同様の作用効果が得られる。
In the first and second embodiments, the inner tube 11 is installed vertically. However, the present invention is not limited to this. For example, the inner tube 11 may be installed at an angle of about ± 30 degrees with respect to the vertical. The operation and effect of the invention can be obtained.

【0061】また、第1および第2実施形態では、発熱
体13の熱が隙間19に伝わらないように、断熱材12
を備えているが、温度がそれほど高くない場合は、これ
を備えなくてもよく、また、内管11に断熱材を兼ねさ
せてもよい。
In the first and second embodiments, the heat insulating material 12 is provided so that the heat of the heating element 13 is not transmitted to the gap 19.
However, if the temperature is not so high, it may not be provided, and the inner tube 11 may also serve as a heat insulating material.

【0062】また、第2実施形態では、基板14を水平
に配置しているが、斜めに配置しても構わない。この場
合は、ガスが、斜めに配置された基板と平行に流れるよ
うに整流体の形状を変えて構成する必要がある(例え
ば、下方から導入されるガス流に対向するクサビ形状を
有し、このクサビ形状に従って斜めの基板上にガスが平
行に流れるようにする整流体)。
In the second embodiment, the substrates 14 are arranged horizontally, but they may be arranged obliquely. In this case, it is necessary to change the shape of the flow rectifier so that the gas flows in parallel with the substrate disposed obliquely (for example, a wedge-shaped shape facing a gas flow introduced from below, A rectifier that allows gas to flow in parallel on the oblique substrate according to the wedge shape).

【0063】また、第1および第2実施形態では、発熱
体13、水平発熱体41あるいは第2断熱材38は外部
のRFワークコイル20からの高周波誘導によって発熱
するが、これに限られず、通電等によって発熱するもの
であってもよい。
In the first and second embodiments, the heating element 13, the horizontal heating element 41, or the second heat insulating material 38 generates heat by high-frequency induction from the external RF work coil 20, but is not limited to this. The heat may be generated due to the above.

【0064】また、第2実施形態では、管軸40がヒー
ターを備えこれによってガスが予熱されるが、これに限
られず、管軸40の一部をグラファイト素材としRFワ
ークコイル20によって予熱してもよいし、水平発熱体
41の熱を伝達させて管軸40を予熱してもよい。さら
に、管軸40に導入される前のガスを他の予熱手段で予
熱してもよい。また、基板14の温度が低い等の場合
は、予熱しなくても構わない。
In the second embodiment, the tube shaft 40 is provided with a heater to preheat the gas. However, the present invention is not limited to this. A part of the tube shaft 40 is made of graphite material and preheated by the RF work coil 20. Alternatively, the tube shaft 40 may be preheated by transmitting the heat of the horizontal heating element 41. Further, the gas before being introduced into the tube shaft 40 may be preheated by another preheating means. Further, when the temperature of the substrate 14 is low or the like, the preheating does not have to be performed.

【0065】また、第2実施形態では、水平発熱体41
上を回転させるための駆動装置50を備えているが、こ
れを備えなくてもよい。
In the second embodiment, the horizontal heating element 41
Although the drive device 50 for rotating the upper portion is provided, the drive device 50 need not be provided.

【0066】また、本発明の実施例では、炭化珪素薄膜
の製造を行っているが、他の物質の薄膜、例えば、窒化
物半導体等の薄膜の製造においても同様の作用効果を得
ることができるのは言うまでもない。
In the embodiment of the present invention, a silicon carbide thin film is manufactured. However, a similar effect can be obtained in the manufacture of a thin film of another material, for example, a thin film of a nitride semiconductor or the like. Needless to say.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明のCVD装置によれば、基板上へ
の薄膜の堆積を行った後のガスが発熱体から遠ざかる際
に、整流手段によってガスが内管の外側に水平以下の方
向に導かれ、発熱体から遠ざかることにより冷却され密
度が上昇するガスが内管内に逆流せず、発熱体近傍での
自然対流によるガス流の乱れが抑制され基板面に平行な
流れが形成される。これによって、基板への均一なガス
の供給が可能になるので基板上に均一な薄膜を形成する
ことが可能となる。
According to the CVD apparatus of the present invention, when the gas after depositing the thin film on the substrate moves away from the heating element, the gas is diverted to the outside of the inner tube by the rectifying means in a horizontal direction or less. The gas, which is guided and cooled by moving away from the heating element and whose density increases, does not flow back into the inner tube. Disturbance of the gas flow due to natural convection near the heating element is suppressed, and a flow parallel to the substrate surface is formed. Thus, a uniform gas can be supplied to the substrate, so that a uniform thin film can be formed on the substrate.

【0068】また、本発明の薄膜の製造方法によれば、
本発明のCVD装置によって炭化珪素や窒化物系半導体
の均一な薄膜を容易に製造することが可能となる。
According to the method for producing a thin film of the present invention,
The CVD apparatus of the present invention makes it possible to easily produce a uniform thin film of silicon carbide or a nitride semiconductor.

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

【図1】第1実施形態のCVD装置を示す模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view showing a CVD apparatus according to a first embodiment.

【図2】第2実施形態のCVD装置を示す模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic view illustrating a CVD apparatus according to a second embodiment.

【図3】従来の横型ホットゾーンCVD装置を示す模式
図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a conventional horizontal hot zone CVD apparatus.

【図4】従来の縦型ホットゾーンCVD装置を示す模式
図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a conventional vertical hot zone CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…外管(第1整流手段)、11…内管、12…断熱
材(断熱手段)、13…発熱体、14…基板、19…隙
間、36…整流体(第2整流手段)、40…管軸(導入
管)、41…水平発熱体(発熱体)、50…駆動装置
(回転手段)、100,200…CVD装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Outer pipe (1st rectifying means), 11 ... Inner pipe, 12 ... Heat insulating material (Insulating means), 13 ... Heating body, 14 ... Board, 19 ... Gap, 36 ... Rectifying body (2nd rectifying means), 40 ... pipe shaft (introduction pipe), 41 ... horizontal heating element (heating element), 50 ... driving device (rotating means), 100, 200 ... CVD device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005979 三菱商事株式会社 東京都千代田区丸の内2丁目6番3号 (72)発明者 塩見 弘 大阪府吹田市原町1−6−19 Fターム(参考) 4K030 BA37 BA38 FA10 KA04 KA05 KA12 KA24 5F045 AB06 AB14 AC01 AD18 AF02 AF13 BB01 DA53 DQ04 EB13 EB15 EC02 EC09 EE12 EE20 EF13 EK01 EK02 EK07 EK24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (71) Applicant 000005979 Mitsubishi Corporation 2-6-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Hiroshi Shiomi 1-6-19 Haramachi, Suita-shi, Osaka F-term (reference) 4K030 BA37 BA38 FA10 KA04 KA05 KA12 KA24 5F045 AB06 AB14 AC01 AD18 AF02 AF13 BB01 DA53 DQ04 EB13 EB15 EC02 EC09 EE12 EE20 EF13 EK01 EK02 EK07 EK24

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスを基板上に輸送して反応させ前記基
板上に薄膜を堆積させるCVD装置であって、 前記ガスが下方から導入される内管と、 前記内管の内側に設置され前記基板を加熱する発熱体
と、 前記発熱体の上方に設置され、前記発熱体を通り過ぎた
ガスの上向流を前記内管の外側に水平以下の方向に導い
て排出させ、前記基板に対しては前記基板の表面に平行
なガスの流れを形成可能とする第1整流手段と、 を備えることを特徴とする、CVD装置。
1. A CVD apparatus for transporting a gas onto a substrate to react and deposit a thin film on the substrate, comprising: an inner pipe through which the gas is introduced from below; A heating element that heats the substrate, installed above the heating element, guides an upward flow of gas passing through the heating element to a direction less than horizontal to the outside of the inner tube, and discharges the gas; And a first rectifying means capable of forming a gas flow parallel to the surface of the substrate.
【請求項2】 前記第1整流手段は、下方に延在し前記
内管よりも大径かつ前記内管と所定の距離離間して前記
内管を前記ガスの上向流に対向して覆う外管を形成する
ことを特徴とする、請求項1に記載のCVD装置。
2. The first straightening means extends downward, has a diameter larger than that of the inner pipe, and is spaced apart from the inner pipe by a predetermined distance to cover the inner pipe so as to face the upward flow of the gas. The CVD apparatus according to claim 1, wherein an outer tube is formed.
【請求項3】 前記発熱体は、前記内管の上部の内面に
内管と平行に設置されるとともに、前記基板を前記内管
と平行となるように保持することを特徴とする、請求項
1または2に記載のCVD装置。
3. The heating element is installed on an inner surface of an upper portion of the inner tube in parallel with the inner tube, and holds the substrate so as to be parallel to the inner tube. 3. The CVD apparatus according to 1 or 2.
【請求項4】 前記発熱体は断熱手段を介して前記内管
に設置されていることを特徴とする、請求項3に記載の
CVD装置。
4. The CVD apparatus according to claim 3, wherein said heating element is installed in said inner tube via heat insulating means.
【請求項5】 前記発熱体は前記基板と接触する面が前
記内管に対して垂直を含む所定の角度を有し、さらに前
記ガスが前記基板上を平行に流れるべく整流する第2整
流手段を前記内管内に備えることを特徴とする、請求項
1または2に記載のCVD装置。
5. A second rectifying means for rectifying the gas so that a surface of the heating element in contact with the substrate has a predetermined angle including perpendicular to the inner tube, and further rectifies the gas to flow in parallel on the substrate. The CVD apparatus according to claim 1 or 2, wherein the inside of the inner tube is provided.
【請求項6】 前記発熱体は貫通孔が形成された水平板
であるとともに、前記貫通孔に前記ガスを導入する導入
管が前記貫通孔の下部に連結され、前記第2整流手段は
前記導入管、前記貫通孔を介して導入されるガスを水平
設置される基板に対して平行流とすべく前記導入される
ガスに対向して配置される整流体を含むことを特徴とす
る、請求項5に記載のCVD装置。
6. The heating element is a horizontal plate having a through-hole formed therein, and an introduction pipe for introducing the gas into the through-hole is connected to a lower portion of the through-hole. The tube, further comprising a rectifier disposed opposite to the introduced gas so that the gas introduced through the through-hole is made to flow parallel to a horizontally installed substrate. 6. The CVD apparatus according to 5.
【請求項7】 前記発熱体を水平方向に回転させる回転
手段を備えることを特徴とする、請求項6に記載のCV
D装置。
7. The CV according to claim 6, further comprising rotating means for rotating the heating element in a horizontal direction.
D device.
【請求項8】 前記導入管は、さらに前記ガスを予熱す
ることを特徴とする、請求項6または7に記載のCVD
装置。
8. The CVD according to claim 6, wherein the introduction pipe further preheats the gas.
apparatus.
【請求項9】 前記発熱体は、外部からの高周波誘導、
または、通電によって発熱するものであることを特徴と
する、請求項1〜8の何れか1項に記載のCVD装置。
9. The heating element includes a high-frequency induction from outside,
9. The CVD apparatus according to claim 1, wherein the apparatus generates heat when energized.
【請求項10】 請求項1〜9のCVD装置を用いて、
炭化珪素または窒化物半導体の薄膜を前記基板上に堆積
することを特徴とする、薄膜の製造方法。
10. The method according to claim 1, wherein:
A method for producing a thin film, comprising depositing a thin film of silicon carbide or a nitride semiconductor on the substrate.
JP2001048887A 2001-02-23 2001-02-23 CVD apparatus and thin film manufacturing method Expired - Fee Related JP4374786B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001048887A JP4374786B2 (en) 2001-02-23 2001-02-23 CVD apparatus and thin film manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001048887A JP4374786B2 (en) 2001-02-23 2001-02-23 CVD apparatus and thin film manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002252176A true JP2002252176A (en) 2002-09-06
JP4374786B2 JP4374786B2 (en) 2009-12-02

Family

ID=18910076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001048887A Expired - Fee Related JP4374786B2 (en) 2001-02-23 2001-02-23 CVD apparatus and thin film manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4374786B2 (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006028625A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Denso Corp Cvd apparatus
JP2006261612A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Shikusuon:Kk Silicon carbide semiconductor, its manufacturing method and manufacturing apparatus
JP2007095923A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Central Res Inst Of Electric Power Ind Semiconductor crystal growth apparatus
JP2008021708A (en) * 2006-07-11 2008-01-31 Taiyo Nippon Sanso Corp Vapor phase growing apparatus
JP2008282976A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Mitsubishi Electric Corp Manufacturing method of film forming device and silicon carbide semiconductor device
DE112006003485T5 (en) 2005-12-21 2009-02-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Device for producing a semiconductor thin film
WO2009128253A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 本田技研工業株式会社 Solar cell thermal processing device
JP2012022934A (en) * 2010-07-15 2012-02-02 Fuji Electric Co Ltd Induction heating apparatus and double tube for the same
JP2014166957A (en) * 2014-04-24 2014-09-11 Sumitomo Electric Ind Ltd Silicon carbide semiconductor, and method and device for manufacturing the same
JP2015098434A (en) * 2006-11-22 2015-05-28 ソイテック Injection method of gallium trichloride
JP2015122540A (en) * 2015-03-16 2015-07-02 住友電気工業株式会社 Silicon carbide semiconductor, and method and apparatus for manufacturing the same
US9481943B2 (en) 2006-11-22 2016-11-01 Soitec Gallium trichloride injection scheme
US9481944B2 (en) 2006-11-22 2016-11-01 Soitec Gas injectors including a funnel- or wedge-shaped channel for chemical vapor deposition (CVD) systems and CVD systems with the same
CN111058015A (en) * 2018-10-16 2020-04-24 东京毅力科创株式会社 Substrate processing apparatus, substrate input method, and substrate processing method
TWI803056B (en) * 2021-11-16 2023-05-21 國立雲林科技大學 Horizontal Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition System

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006028625A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Denso Corp Cvd apparatus
JP2006261612A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Shikusuon:Kk Silicon carbide semiconductor, its manufacturing method and manufacturing apparatus
JP2007095923A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Central Res Inst Of Electric Power Ind Semiconductor crystal growth apparatus
DE112006003485T5 (en) 2005-12-21 2009-02-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Device for producing a semiconductor thin film
JP2008021708A (en) * 2006-07-11 2008-01-31 Taiyo Nippon Sanso Corp Vapor phase growing apparatus
JP2015098434A (en) * 2006-11-22 2015-05-28 ソイテック Injection method of gallium trichloride
US9481944B2 (en) 2006-11-22 2016-11-01 Soitec Gas injectors including a funnel- or wedge-shaped channel for chemical vapor deposition (CVD) systems and CVD systems with the same
US9481943B2 (en) 2006-11-22 2016-11-01 Soitec Gallium trichloride injection scheme
JP2008282976A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Mitsubishi Electric Corp Manufacturing method of film forming device and silicon carbide semiconductor device
ES2409947A1 (en) * 2008-04-17 2013-06-28 Honda Motor Co., Ltd. Solar cell thermal processing device
JP5244170B2 (en) * 2008-04-17 2013-07-24 本田技研工業株式会社 Solar cell heat treatment equipment
WO2009128253A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 本田技研工業株式会社 Solar cell thermal processing device
JP2012022934A (en) * 2010-07-15 2012-02-02 Fuji Electric Co Ltd Induction heating apparatus and double tube for the same
JP2014166957A (en) * 2014-04-24 2014-09-11 Sumitomo Electric Ind Ltd Silicon carbide semiconductor, and method and device for manufacturing the same
JP2015122540A (en) * 2015-03-16 2015-07-02 住友電気工業株式会社 Silicon carbide semiconductor, and method and apparatus for manufacturing the same
CN111058015A (en) * 2018-10-16 2020-04-24 东京毅力科创株式会社 Substrate processing apparatus, substrate input method, and substrate processing method
TWI803056B (en) * 2021-11-16 2023-05-21 國立雲林科技大學 Horizontal Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition System

Also Published As

Publication number Publication date
JP4374786B2 (en) 2009-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002252176A (en) Cvd device and thin-film manufacturing method
US4579080A (en) Induction heated reactor system for chemical vapor deposition
EP1252364B1 (en) Apparatus and method for epitaxially processing a substrate
US5155062A (en) Method for silicon carbide chemical vapor deposition using levitated wafer system
KR100504634B1 (en) Susceptor and method for minimizing or eliminating thermal gradient between two surfaces of a substrate wafer during epitaxial growth and chemical vapor deposition system including the susceptor
US4421592A (en) Plasma enhanced deposition of semiconductors
KR20050039709A (en) Induction heating devices and methods for controllably heating an article
EP0147967B1 (en) Induction heated reactor system for chemical vapor deposition
TW201145447A (en) Semiconductor thin-film manufacturing method, seminconductor thin-film manufacturing apparatus, susceptor, and susceptor holding tool
JP6018909B2 (en) Wafer holder and epitaxial wafer manufacturing equipment
US20090269490A1 (en) Coating apparatus and coating method
KR20120073273A (en) Cvd reactor
TWI822413B (en) Preheating ring and substrate processing equipment
JPH10183353A (en) Gas injection system and gas injection method for cvd reactor
CN112626618B (en) Silicon carbide single crystal wafer and method for producing silicon carbide single crystal ingot
JP2009071210A (en) Susceptor and epitaxial growth system
JP2006196807A (en) Vacuum deposition apparatus and thin-film formation method
KR100375335B1 (en) A Method for Depositing Diamond Films Without Fracture by a Control of Substrate Temperatures Using Powders
JP3206375B2 (en) Method for manufacturing single crystal thin film
JPH11209198A (en) Synthesis of silicon carbide single crystal
JP2017022320A (en) Wafer support table, wafer support body, and chemical vapor deposition apparatus
JP2007180132A (en) Susceptor and cvd unit using the same
KR101056363B1 (en) Heat treatment apparatus of semiconductor substrate and its method
JP2003086516A (en) Susceptor, cvd unit, film-forming method and semiconductor device
JP2006196806A (en) Vacuum deposition apparatus and thin-film formation method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070219

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20080508

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20080509

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080508

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090818

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090831

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130918

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees