JP2003328136A - 気相成長装置および気相成長法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱ヒータによって発生する原料ガスの対流
を抑制し、高品質かつ均一性に優れた成膜を行なう気相
成長装置および気相成長法を提供する。 【解決手段】 気相成長装置１は、基板７上に気相成長
法を用いて膜を形成する気相成長装置であって、基板７
を取り囲む反応管３と、基板７を支持する頂面８ｂと、
頂面８ｂに連なる側面８ａとを有する基板ホルダ８と、
反応管３内に原料ガスを導入するガス導入部１１と、側
面８ａに沿った形状を有し、かつ側面８ａに向い合う側
面６ａを含む予備加熱ヒータ６と、基板ホルダ８を加熱
する基板ヒータとを備える。予備加熱ヒータ６は、基板
ホルダ８の近傍で、かつ基板ホルダ８とガス導入部１１
との間に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、気相成長装置お
よびこれを用いた気相成長法に関し、特に、気相温度を
制御するための加熱ヒータを有する気相成長装置、およ
びこれを用いた気相成長法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱された基板に種々の原料ガスを供給
することで、原料ガスが化学反応を起こし基板上に成膜
される気相成長法は、半導体製造工程で広く用いられて
いる。気相成長法では、成膜に寄与する反応種が気相温
度により変化し、得られる結晶性に大きな影響を与え
る。このため、原料ガスが基板に達する前に気相温度を
制御し中間反応を最適化することで、成膜の品質を向上
させることができる場合がある。たとえば、有機金属ガ
スを原料ガスとして用いる有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ；Metalorganic Chemical Vapor Deposition）にこ
のような手法を用いると、顕著に成膜の品質が向上す
る。したがって、基板を加熱する加熱ヒータのほかに、
基板上流において原料ガスの気相温度を制御するための
加熱ヒータを備えた気相成長装置が開発されている。

【０００３】そして、このように原料ガスの気相温度を
制御するための加熱ヒータを備えた有機金属気相成長装
置が、特開平１１−７４２０２号公報に開示されてい
る。図１０は、特開平１１−７４２０２号公報に開示さ
れている有機金属気相成長装置を示す断面図である。

【０００４】図１０を参照して、有機金属気相成長装置
１０１は、第１の加熱部１１０および第２の加熱部１１
１を備える。第１の加熱部１１０は、加熱管１０３およ
びヒータ１０４から構成されている。加熱管１０３の一
方端にガス導入口１０２が形成されている。第２の加熱
部１１１は、高周波コイル１０５、リアクタ１０７およ
びサセプタ１０８から構成されている。リアクタ１０７
の一方端にガス排気口１０９が形成されている。基板１
０６がサセプタ１０８上に設けられる。

【０００５】原料ガスおよびキャリアガスが混合された
状態で、ガス導入口１０２から加熱管１０３に導入され
る。ヒータ１０４により原料ガスを加熱し気相温度を制
御する。加熱された原料ガスがリアクタ１０７に導入さ
れる。サセプタ１０８上の基板１０６は、リアクタ１０
７の外部に設けられた高周波コイル１０５によって加熱
されている。原料ガスが加熱された基板１０６上に導か
れ、化学反応を経て基板１０６上に成膜される。原料ガ
スが、ガス排気口１０９を通じて排気される。

【０００６】このように原料ガスは、基板１０６表面に
達する前にヒータ１０４によって所定の気相温度に設定
されるため、成膜に最適な温度で基板１０６上に原料ガ
スを導入することができる。このため、有機金属気相成
長装置１０１によれば良好な特性をもつ成膜を得ること
ができる。

【０００７】また気相成長法では、供給する種々の原料
ガス間の不要な気相反応を抑制して、成膜の品質を向上
させることができる場合がある。たとえば、トリメチル
アルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）およびアンモニア（ＮＨ₃）の３種の原料ガスから
基板上にＡｌＧａＮ膜を成膜する場合、トリメチルアル
ミニウムおよびトリメチルガリウムとアンモニアが混合
された状態が長時間に渡ると成膜に不要な気相反応が生
じ、ＡｌＧａＮ膜の正常な成膜が妨げられる。したがっ
て、成膜を行なう基板の近傍までは、トリメチルアルミ
ニウムおよびトリメチルガリウムと、アンモニアとを別
々に供給し、基板の近傍に至ったときにこれらの原料ガ
スを混合するガス供給方法が望ましい。

【０００８】そして、このように原料ガスを別々に供給
する手段を備えた横形有機金属気相成長結晶炉が、特開
２００１−１１８７９９に開示されている。図１１は、
特開２００１−１１８７９９に開示されている横形有機
金属気相成長結晶炉を示す断面図である。

【０００９】図１１を参照して、横形有機金属気相成長
結晶炉１２１はガス導入路１２８を備え、ガス導入路１
２８は上層路１２３および下層路１２４に分割されてい
る。ガス導入路１２８の一方端にはガス流入口１２２が
形成されている。横形有機金属気相成長結晶炉１２１は
下流部に、高温のサセプタ１２５を備える。サセプタ１
２５上に基板１２６が設けられている。横形有機金属気
相成長結晶炉１２１の最下流部には、ガス流出口１２７
が形成されている。

【００１０】たとえば、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびアンモニア
（ＮＨ₃）の３種の原料ガスから基板１２６上にＡｌＧ
ａＮ膜を成膜する場合、ガス流入口１２２から上層路１
２３に向けてトリメチルアルミニウムおよびトリメチル
ガリウムを、下層路１２４に向けてアンモニアを導入す
る。トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウムおよ
びアンモニアは、ガス合流面１２９で合流する。合流し
た原料ガスは、層流を維持した状態で高温に加熱された
基板１２６上に導かれ、化学反応を経て基板１２６上に
成膜される。原料ガスが、ガス流出口１２７から排気さ
れる。

【００１１】このようにトリメチルアルミニウムおよび
トリメチルガリウムは上層路１２３から、アンモニアは
下層路１２４から基板１２６の近傍まで供給されるた
め、ガス導入路１２８を原料ガスが通過している間に成
膜に不要な反応が起こらない。さらに、これらの原料ガ
スはガス合流面１２９で合流するため、基板１２６の近
傍において原料ガスの供給は平面的に一様となってい
る。このため、基板１２６上の全面に渡って良好な特性
を持つＡｌＧａＮ膜を成膜することができる。

【００１２】図１２は、従来技術において、原料ガスの
気相温度を制御するための加熱ヒータと、種々の原料ガ
スを別々に供給する手段とを備えた気相成長装置を示す
平面図である。図１３は、図１２中のＸＩＩＩ−ＸＩＩ
Ｉ線上に沿った断面図である。

【００１３】図１２および図１３を参照して、気相成長
装置１４７は反応管１４１を備える。反応管１４１の一
方端にはガス供給口１４５が、他方端にはガス排気口１
４６が形成されている。ガス供給口１４５は上下に分割
されており、ガス供給口１４５ａおよびｂが形成されて
いる。反応管１４１の底面に予備加熱ヒータ１４４およ
び基板ホルダ１４２が設けられている。予備加熱ヒータ
１４４は長方形形状を、基板ホルダ１４２は円形形状を
有する。基板ホルダ１４２の底面に接触するように、基
板ホルダ１４２とほぼ同一形状の基板加熱ヒータ１４８
が設けられている。基板ホルダ１４２の上面には、基板
１４３が設けられている。

【００１４】ガス供給口１４５ａからトリメチルアルミ
ニウムおよびトリメチルガリウムを、ガス供給口１４５
ｂからアンモニアをそれぞれ反応管１４１内に供給す
る。原料ガスは反応管１４１に入ると同時に予備加熱ヒ
ータ１４４によって加熱され、所定の気相温度に設定さ
れる。また基板加熱ヒータ１４８によって加熱された基
板ホルダ１４２の発熱効果から基板１４３は加熱されて
いる。原料ガスは、加熱された基板１２６上に導かれ、
化学反応を経て基板１２６上に成膜される。原料ガス
が、ガス排気口１４６から排気される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような気相成長装
置１４７によると、基板加熱ヒータ１４８によって加熱
された基板ホルダ１４２の発熱効果から、反応管１４１
内の原料ガスも加熱される。図１４は、図１２中に示す
反応管内の原料ガスの温度分布を示す図である。図１５
は、図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に沿った断面の原料ガス
の温度分布を示す図である。

【００１６】図１４および図１５を参照して、原料ガス
が高温となる領域１６１は、予備加熱ヒータ１４４およ
び基板ホルダ１４２を中心とした領域となる。原料ガス
が中温度となる領域１６２が領域１６１を取り囲むよう
に広がる。原料ガスが低温度となる領域１６３が反応管
１４１の周縁部に広がる。

【００１７】このように原料ガスの温度分布が反応管１
４１の中心部で高温となり、両端部に近づくに従い低温
となることによって、反応管１４１内部の原料ガスに対
流が発生する。図１６は、図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に
沿った断面の原料ガスに発生する対流の様子を示す断面
図である。

【００１８】図１６を参照して、反応管１４１の下層部
で中心付近に位置する原料ガスが基板ホルダ１４２の発
熱効果によって加熱される。これにより反応管１４１の
中心付近では、原料ガスが下層部から上層部に向かう流
れが発生する。また、反応管１４１の両端部では、原料
ガスが上層部から下層部に向かう流れが発生する。

【００１９】図１４中のＸＶ−ＸＶに沿った断面の原料
ガスを見ると、上層部にはトリメチルアルミニウムおよ
びトリメチルガリウムが多く含まれており、また下層部
にはアンモニアが多く含まれている。このような状態の
原料ガスに上述の対流が発生すると、反応管１４１の中
心部と両端部とで原料ガスの均一性が乱され、基板１４
３上で原料ガスの意図する混合状態を得ることができな
い。このため、基板１４３上に均一な成膜を行なうこと
ができないという問題が発生する。

【００２０】そこでこの発明の目的は、上記の課題を解
決することであり、加熱ヒータによって発生する原料ガ
スの対流を抑制し、高品質かつ均一性に優れた成膜を行
なう気相成長装置および気相成長方法を提供することで
ある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明に従った気相成
長装置は、被処理体上に気相成長法を用いて膜を形成す
る気相成長装置である。この気相成長装置は、被処理体
を取り囲む反応管と、被処理体を支持する頂面と、頂面
に連なる側面とを有する支持部材と、反応管内に原料ガ
スを導入するガス導入部と、側面に沿った形状を有し、
かつ側面に向い合う第１の面を含む第１の加熱部材と、
支持部材を加熱する第２の加熱部材とを備える。第１の
加熱部材は、支持部材の近傍で、かつ支持部材とガス導
入部との間に配置される。

【００２２】このように構成された気相成長装置によれ
ば、支持部材の側面に沿った形状を有する第１の加熱部
材が、支持部材の近傍で、かつ支持部材とガス導入部と
の間に配置されている。このため、支持部材の形状がい
かなる形状であっても、ガス導入部から導入された原料
ガスが、第２の加熱部材によって加熱された支持部材に
よって不均一に加熱されることを抑制できる。これによ
り原料ガスに対流が発生することを防止して、被処理体
上に高品質かつ均一性に優れた成膜を行なうことができ
る。また、第１の加熱部材が原料ガスを加熱すること
で、原料ガスが被処理体上に達する前に気相温度を制御
することができる。これにより、気相成長法における原
料ガスの中間反応を最適化し、成膜の品質を向上させる
ことができる。

【００２３】また好ましくは、支持部材は、円柱形状を
有し、第１の面は円柱の側面と同心円上に位置する凹状
面を有する。このように構成された気相成長装置によれ
ば、被処理体の断面が円形形状を有する場合、支持部材
の断面形状を被処理体の断面形状と同一または相似とす
ることができる。このため、支持部材の小型化を図る場
合においても、支持部材により被処理体を確実に支持す
ることができる。また、支持部材は円柱形状を有するた
め、支持部材の製造が容易になる。

【００２４】また好ましくは、ガス導入部側に位置する
第１の加熱部材の第２の面は、原料ガスの流れる方向と
ほぼ直交するように延びる。このように構成された気相
成長装置のよれば、ガス導入部から導入された原料ガス
が、第１の加熱部材のガス導入部側に位置する第２の面
上を通過する際に、第１の加熱部材によって不均一に加
熱されることを抑制できる。これにより原料ガスに対流
が発生することを防止でき、被処理体上に高品質かつ均
一性に優れた成膜を行なうことができる。

【００２５】また好ましくは、第１の加熱部材の頂面と
支持部材の頂面とは、ほぼ同一平面である。このように
構成された気相成長装置によれば、ガス導入部から導入
された原料ガスが第１の加熱部材と支持部材の境界を通
過する際に、第１の加熱部材の頂面と支持部材の頂面と
が形成する段差によって、原料ガスの流れに乱れが発生
することを防止できる。これにより、被処理体上に高品
質かつ均一性に優れた成膜を行なうことができる。

【００２６】この発明に従った気相成長法は、上述のい
ずれかに記載の気相成長装置を用いた気相成長法であ
る。この気相成長法は、支持部材の頂面に被処理体を載
置するステップと、ガス導入部から原料ガスを導入する
とともに、第１の加熱部材で原料ガスを加熱して被処理
体上に膜を形成するステップとを備える。このように構
成された気相成長法によれば、第１の加熱部材が原料ガ
スを加熱することで、原料ガスが被処理体上に達する前
に気相温度を制御することができる。これにより、気相
成長法における原料ガスの中間反応を最適化し、成膜の
品質を向上させることができる。また、上述のいずれか
に記載の気相成長装置を用いているので、原料ガスに対
流が発生することを防止して、被処理体上に高品質かつ
均一性に優れた成膜を行なうことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について、
図面を参照して説明する。

【００２８】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１における気相成長装置を示す平面図である。図
２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った気相成長装置を
示す断面図である。

【００２９】図１および図２を参照して、気相成長装置
１は筐体２を備える。筐体２内部には反応管３が設けら
れている。反応管３の一方端にはガス導入管５が、反応
管３の他方端にはガス排気管９がそれぞれ筐体２の外部
に向かって接続されている。ガス導入管５は、筐体２の
外部に設けられたガス供給器４に接続されている。ガス
導入管５およびガス供給器４は、ガス導入部１１を構成
している。反応管３は、高温および反応性雰囲気に耐性
がある材料、たとえば石英により形成されている。

【００３０】反応管３の底面には、ガス導入部１１から
近い順に予備加熱ヒータ６と基板ホルダ８が設けられて
いる。基板ホルダ８の底面に接触するように、基板加熱
ヒータ１０が設けられている。反応管３の内部で、基板
ホルダ８の頂面８ｂに基板７が設けられている。

【００３１】基板ホルダ８は円柱形状を有する。基板７
および基板加熱ヒータ１０も円柱形状を有し、基板ホル
ダ８、基板７および基板加熱ヒータ１０が同心円上に配
置されている。予備加熱ヒータ６の基板７側の側面６ａ
が基板ホルダ８の側面８ａと同心円上にあるように、予
備加熱ヒータ６が基板ホルダ８と所定の間隔を隔てて設
けられている。予備加熱ヒータ６の頂面６ｂと基板ホル
ダ８の頂面８ｂが同一平面上にあるように、予備加熱ヒ
ータ６および基板ホルダ８が設けられている。

【００３２】この発明の実施の形態１に従った気相成長
装置は、被処理体としての基板７上に気相成長法を用い
て膜を形成する気相成長装置１であって、基板７を取り
囲む反応管３と、基板７を支持する頂面８ｂと、頂面８
ｂに連なる側面８ａとを有する支持部材としての基板ホ
ルダ８と、反応管３内に原料ガスを導入するガス導入部
１１と、側面８ａに沿った形状を有し、かつ側面８ａに
向い合う第１の面としての側面６ａを含む第１の加熱部
材としての予備加熱ヒータ６と、基板ホルダ８を加熱す
る第２の加熱部材としての基板加熱ヒータ１０とを備え
る。予備加熱ヒータ６は、基板ホルダ８の近傍で、かつ
基板ホルダ８とガス導入部１１との間に配置される。

【００３３】予備加熱ヒータ６の頂面６ｂと基板ホルダ
８の頂面８ｂとは、ほぼ同一平面である。

【００３４】なお実施の形態１における気相成長装置
は、図１中に示す円柱形状を有する基板ホルダ８に限ら
れるものではない。図３および図４は、異なる形状を有
する基板ホルダおよび予備加熱ヒータを示す平面図であ
る。

【００３５】図３を参照して、基板ホルダ８の断面は長
円形状を有する。基板ホルダ８上には、原料ガスが流れ
る方向に対して垂直方向に３個の基板７が並んで設けら
れている。予備加熱ヒータ６の基板７側の側面６ａが基
板ホルダ８の側面８ａに沿うようにして、予備加熱ヒー
タ６が基板ホルダ８と所定の間隔を隔てて設けられてい
る。

【００３６】図４を参照して、基板ホルダ８の断面は、
原料ガスが流れる方向にＶ字形状を有する。基板ホルダ
８上には、Ｖ字形状に沿って３個の基板７が設けられて
いる。予備加熱ヒータ６の基板７側の側面６ａが基板ホ
ルダ８の側面８ａに沿うようにして、予備加熱ヒータ６
が基板ホルダ８と所定の間隔を隔てて設けられている。

【００３７】気相成長装置１を用いて基板７上に成膜を
行なう工程について、以下に説明する。

【００３８】基板ホルダ８の頂面８ｂに基板７を載置す
る。基板７は、基板ホルダ８を介して基板加熱ヒータ１
０によって１０００℃程度の温度まで加熱される。ガス
供給器４を用いて、ガス導入管５から反応管３内に原料
ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびアンモ
ニア（ＮＨ₃）をキャリアガスである水素または窒素と
ともに注入する。

【００３９】注入された原料ガスは、予備加熱ヒータ６
によって所定の温度まで加熱されて活性化し、気相中で
中間化学反応が生じる。原料ガスは反応管３の下流に進
み、基板７の近傍で基板加熱ヒータ１０によって加熱さ
れた基板ホルダ８の放熱効果によりさらに加熱される。
原料ガスが基板７の表面に接触すると、基板７上にＧａ
Ｎ膜が成膜される。原料ガスは基板７上を通過したあ
と、ガス排気管９から排気される。

【００４０】この発明の実施の形態１に従った気相成長
方法は、気相成長装置１を用いた気相成長法であり、基
板ホルダ８の頂面８ｂに基板７を載置するステップと、
ガス導入部１１から原料ガスを導入するとともに、予備
加熱ヒータ６で原料ガスを加熱して基板７に膜を形成す
るステップとを備える。

【００４１】図１中に示す気相成長装置１において、原
料ガスの熱流体シミュレーションを行なった。具体的に
は、基板ホルダ８の温度を１１００℃、反応管３の下流
に向けたキャリアガスの流速を０．１ｍ／ｓとした。反
応管３の高さを９ｍｍ、幅を９０ｍｍ、基板ホルダ８の
直径を７５ｍｍとした。キャリアガスとして窒素を用い
た。

【００４２】図５は、図１中のＶ−Ｖ線上に沿った断面
の原料ガスの速度分布ベクトル図である。図５中の矢印
の向きは原料ガスの流れの向きを示し、矢印の長さは原
料ガスの流速を示している。また反応管３の内部の断面
形状は中心軸に対して線対称であるため、原料ガスの下
流に向かって左側半分の計算結果のみを示している。

【００４３】図５を参照して、反応管３の中心付近で下
層から上層に向けた原料ガスの流れが、反応管３の端部
で上層から下層に向けた原料ガスの流れが発生した。図
５中に示した反応管３の範囲において、全体として反時
計周りの循環流が発生した。原料ガスの循環流の速度
は、０．００１５ｍ／ｓから０．００３ｍ／ｓであっ
た。

【００４４】比較例として、図１中に示す予備加熱ヒー
タ６とは形状が異なる予備加熱ヒータを用いて熱流体シ
ミュレーションを行なった。図６は、比較例として熱流
体シミュレーションを行なった気相成長装置を示す平面
図である。

【００４５】図６を参照して、長方形形状を有する予備
加熱ヒータ３１を用いた。この点を除けば、図１中に示
す気相成長装置１と同様の構成および条件のもとで熱流
体シミュレーションを行なった。

【００４６】図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿
った断面の原料ガスの速度分布ベクトル図である。図７
を参照して、図５に示した原料ガスと同様に全体として
反時計周りの循環流が発生した。原料ガスの循環流の速
度は、０．００５ｍ／ｓから０．００７ｍ／ｓであっ
た。したがって、図１中に示す気相成長装置１によれ
ば、比較例に対して原料ガスの循環流の速度を１／３か
ら１／５程度に低減できることが確認できた。

【００４７】このように構成された気相成長装置によれ
ば、基板加熱ヒータ１０によって加熱された基板ホルダ
８の放熱効果によって、反応管３内の原料ガスが不均一
に加熱されることを防止することができる。これによ
り、基板７上の原料ガスに発生する循環流の速度を軽減
させて、基板７上に高品質で均一性に優れた成膜を行な
うことができる。また、予備加熱ヒータ６の頂面６ｂと
基板ホルダ８の頂面８ｂとは、ほぼ同一平面であるた
め、原料ガスの流れが予備加熱ヒータ６と基板ホルダ８
の境界部分で乱されることがなく、基板７上に高品質で
均一性に優れた成膜を行なうことができる。

【００４８】またこのように構成された気相成長法によ
れば、基板７上に成膜が行なわれる前に予備加熱ヒータ
６により原料ガスを加熱するので、気相温度を調節し原
料ガスの中間反応を最適化することができる。このた
め、基板７上に行なわれる成膜の品質を向上させること
ができる。

【００４９】（実施の形態２）図８は、この発明の実施
の形態２における気相成長装置を示す平面図である。実
施の形態２では、予備加熱ヒータの断面形状が実施の形
態１と異なる。

【００５０】図８を参照して、気相成長装置１は予備加
熱ヒータ２１を備える。予備加熱ヒータ２１の基板７側
の側面２１ａが基板ホルダ８の側面８ａと同心円上にあ
るように、予備加熱ヒータ２１が基板ホルダ８と所定の
間隔を隔てて設けられている。予備加熱ヒータ２１のガ
ス導入部１１側の側面２１ｃが、原料ガスが流れる方向
に垂直方向に直線形状を有する。

【００５１】この発明の実施の形態２に従った気相成長
装置は、基板ホルダ８は円柱形状を有し、予備加熱ヒー
タ２１が含む側面２１ａは、円柱の側面８ａと同心円上
に位置する凹状面を有する。ガス導入部１１側に位置す
る予備加熱ヒータ２１の第２の面としての側面２１ｃ
は、原料ガスの流れる方向とほぼ直交するように延び
る。

【００５２】図８中に示す気相成長装置１において、実
施の形態１で行なった条件と同一条件のもと熱流体シミ
ュレーションを行なった。図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ
線上に沿った断面の原料ガスの速度分布ベクトル図であ
る。

【００５３】図９を参照して、反応管３の中心付近で下
層から上層に向けた原料ガスの流れが、反応管３の端部
で上層から下層に向けた原料ガスの流れが発生した。図
９に示した反応管３の範囲において、全体として反時計
周りの循環流が発生した。原料ガスの循環流の速度は最
大で０．００２ｍ／ｓであった。したがって、図８中に
示す気相成長装置１によれば、実施の形態１における場
合と比較して原料ガスの循環流をさらに抑制できること
が確認できた。

【００５４】このように構成された気相成長装置によれ
ば、原料ガスが予備加熱ヒータ２１の側面２１ｃ上を通
過する際に予備加熱ヒータ２１により不均一に加熱され
ることを抑制できる。このため、原料ガスに対流が発生
することをさらに抑制することができ、基板７上に高品
質かつ均一性に優れた成膜を行なうことができる。ま
た、基板ホルダ８は円柱形状を有するため、断面が円形
形状を有する基板７に合わせた形状とした場合にも基板
７を確実に支持することができる。また、基板ホルダ８
の製造が容易になる。

【００５５】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００５６】

【発明の効果】加熱ヒータによって発生する原料ガスの
対流を抑制し、高品質かつ均一性に優れた成膜を行なう
気相成長装置および気相成長方法を提供することができ
る。また、原料ガスの気相温度を制御することによっ
て、原料ガスの中間反応を最適化し成膜の品質を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における気相成長装
置を示す平面図である。

【図２】 図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った気相成長装
置を示す断面図である。

【図３】 異なる形状を有する基板ホルダおよび予備加
熱ヒータを示す平面図である。

【図４】 異なる形状を有する基板ホルダおよび予備加
熱ヒータを示す別の平面図である。

【図５】 図１中のＶ−Ｖ線上に沿った断面の原料ガス
の速度分布ベクトル図である。

【図６】 比較例として熱流体シミュレーションを行な
った気相成長装置を示す平面図である。

【図７】 図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿った断面の
原料ガスの速度分布ベクトル図である。

【図８】 この発明の実施の形態２における気相成長装
置を示す平面図である。

【図９】 図８中のＩＸ−ＩＸ線上に沿った断面の原料
ガスの速度分布ベクトル図である。

【図１０】 特開平１１−７４２０２号公報に開示され
ている有機金属気相成長装置を示す断面図である。

【図１１】 特開２００１−１１８７９９に開示されて
いる横形有機金属気相成長結晶炉を示す断面図である。

【図１２】 従来技術において、原料ガスの気相温度を
制御するための加熱ヒータと、種々の原料ガスを別々に
供給する手段とを備えた気相成長装置を示す平面図であ
る。

【図１３】 図１２中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線上に沿っ
た断面図である。

【図１４】 図１２中に示す反応管内の原料ガスの温度
分布を示す図である。

【図１５】 図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に沿った断面の
原料ガスの温度分布を示す図である。

【図１６】 図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に沿った断面の
原料ガスに発生する対流の様子を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 気相成長装置、３ 反応管、６，２１ 予備加熱ヒ
ータ、６ａ，８ａ，２１ａ，２１ｃ 側面、６ｂ，８ｂ
頂面、７ 基板、８ 基板ホルダ、１０ 基板加熱ヒ
ータ、１１ ガス導入部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC04 BD05 BD14 CA02 DA02 EA06 EB21 EE02 EE31 FA05 4K030 AA11 AA13 BA02 BA08 BA38 EA06 GA02 KA09 KA23 LA12 5F045 AA04 AB14 AC08 AC15 AD15 BB02 DP04 DP20 DQ10 EK22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体上に気相成長法を用いて膜を形
   成する気相成長装置であって、 被処理体を取り囲む反応管と、 被処理体を支持する頂面と、前記頂面に連なる側面とを
   有する支持部材と、 前記反応管内に原料ガスを導入するガス導入部と、 前記側面に沿った形状を有し、かつ前記側面に向い合う
   第１の面を含む第１の加熱部材と、 前記支持部材を加熱する第２の加熱部材とを備え、 前記第１の加熱部材は、前記支持部材の近傍で、かつ前
   記支持部材と前記ガス導入部との間に配置される、気相
   成長装置。
2. 【請求項２】 前記支持部材は、円柱形状を有し、 前記第１の面は前記円柱の側面と同心円上に位置する凹
   状面を有する、請求項１に記載の気相成長装置。
3. 【請求項３】 前記ガス導入部側に位置する前記第１の
   加熱部材の第２の面は、原料ガスの流れる方向とほぼ直
   交するように延びる、請求項１または２に記載の気相成
   長装置。
4. 【請求項４】 前記第１の加熱部材の頂面と前記支持部
   材の頂面とは、ほぼ同一平面である、請求項１から３の
   いずれか１項に記載の気相成長装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
   気相成長装置を用いた気相成長法であって、 前記支持部材の頂面に被処理体を載置するステップと、 前記ガス導入部から原料ガスを導入するとともに、前記
   第１の加熱部材で原料ガスを加熱して前記被処理体上に
   膜を形成するステップとを備えた、気相成長法。