【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応させるべき原料ガス及びこれを搬送するガスを、開口断面積の狭いガス導入口より導入し、これを、開口断面積のより広い、化学反応を生起するに十分な高温のサセプタ上に誘導し、サセプタ上に設置したウエハー上において化学反応に由来する所望の堆積膜を堆積させることを目的とした有機金属気相成長結晶炉において、サセプタ上に前記ガスを誘導する途中において発生する剥がれ渦の流れ回転方向と逆向きの流れ回転を有する対流型渦を、前記剥がれ渦の近傍に誘起させることにより、前記剥がれ渦に伴う回転流と前記対流型渦に伴う回転流とをお互いに相殺させ、前記剥がれ渦を軽減もしくは解消させ、渦のない滑らかな流れを実現して運転することを特徴とするガスの導入と流れの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等のＩＩＩ族元素とＶ族元素との化合物である半導体は、ワイドギャップを有する直接遷移型半導体であり、遠赤外から紫外域の発光材料として、最も有望であると考えられる。これら、光半導体デバイスの材料となる、砒化ガリウムＧａＡｓ等の、結晶学的に優れた制作手法が求められている。ＭＯＣＶＤ（ＭｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法は、これを産業レベルで実現できる有力な手法として、各方面で研究開発が進められている。
【０００３】
例えば一般に用いられているＭＯＣＶＤ結晶炉を例にとると、その中を流れる原料ガスは、ガス流れの主流方向に対してほぼ垂直方向に細い幅を有するガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有する高温のサセプタ上に輸送される途中のガス導入路、及びサセプタ上において、ガス流れが渦の発生しない層流となり、サセプタ上において、流れの速度分布及び原料ガスの供給が空間的に一様になるようにすることが、優れた結晶成長を実現するために必要である。
【０００４】
図５の横断面図に示すように、開口断面積の狭いガス導入路１内を、ほぼ垂直下方からほぼ上方へ向かってガスが導入され、その後、直角部８の存在により、ほぼ直角に曲がりながら、このガスが開口断面積のより広い空間１０を水平方向にサセプタ２上に誘導される構造を有する有機金属気相成長結晶炉１１において、ガス導入路を通過した後に、運転パラメーターであるガス流速やガス圧力に依存して、炉壁内面に沿う流線が、ある剥離点において壁面から離れて下流に向かって延び、分離流線の作る曲面の内部は伴流、すなわち剥がれ渦３となる。換言すれば、壁面に沿って上流に向かう逆流が生じ、この逆流は剥離点の近傍で壁面から剥がれて分離流線を作る（非特許文献１参照）。
【０００５】
さて、この剥がれ渦の存在により、実質的な流路が狭められたり、変形させられたりすることにより、上記サセプタ上の流れの速度分布及び原料ガスの供給の空間的一様性が満たされなくなると同時に、原料ガスのはがれ渦内における滞留をもたらし、ある１つのガス原料から他のガス原料への速やかなスイッチングを妨げ、急峻な接合の実現に対して、しばしば好ましくない影響がもたらされる。
【０００６】
上記課題を解決するためには、図６に示すように、細い幅のガス導入口から開口断面積のより広い空間１０に至る直角部８を、曲線部９に変え、ゆるやかに広げていく方法が提案されている。理想的には、その広がり角度αを７度程度以下に抑えることが望ましい（例えば、非特許文献２）。さらに、図７に示すように、空間１０の高さを極力低くし、剥がれ渦の発生を押さえ込む方法が取られていた。
【０００７】
【非特許文献１】
巽 友正著、流体力学、培風館
【非特許文献２】
著者Ｇ．Ｂ．Ｓｔｒｉｎｇｆｅｌｌｏｗ、書名 Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ Ｖａｐｏｒ−Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ、 出版社Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、細い幅のガス導入口から開口断面積のより広い空間１０に至る直角部８を、曲線部９に変え、ゆるやかに広げていく方法を採用しても、剥がれ渦は小さくなるものの、完全に消滅させることは困難である。特に、広がり角度を７度程度以下に抑えながら、ゆるやかに広げていくと、ガス導入路１の長さが非常に長くなり、設置スペースがとられること、こわれやすくなること、あるいは操作しにくくなること等の、設置上及び運用上の課題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、反応させるべき原料ガス及びこれを搬送するガスを、開口断面積の狭いガス導入口より導入し、これを、開口断面積のより広い、化学反応を生起するに十分な高温のサセプタ上に誘導し、サセプタ上に設置したウエハー上において化学反応に由来する所望の堆積膜を堆積させることを目的とした有機金属気相成長結晶炉において、サセプタ上に前記ガスを誘導する途中において発生する剥がれ渦の流れ回転方向と逆向きの流れ回転を有する対流型渦を、前記剥がれ渦の近傍に誘起させることにより、前記剥がれ渦に伴う回転流と前記対流型渦に伴う回転流とをお互いに相殺させ、前記剥がれ渦を軽減もしくは解消させ、渦のない滑らかな流れを実現して運転することを特徴とするガスの導入と流れの制御方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のガスの導入と流れの制御方法およびその装置においては、以下のような手段を用いる。
【００１１】
すなわち、反応させるべき原料ガス及びこれを搬送するガスを、開口断面積の狭いガス導入口より導入し、これを、開口断面積のより広い、化学反応を生起するに十分な高温のサセプタ上に誘導し、サセプタ上に設置したウエハー上において化学反応に由来する所望の堆積膜を堆積させることを目的とした有機金属気相成長結晶炉において、サセプタ上に前記ガスを誘導する途中において発生する剥がれ渦の流れ回転方向と逆向きの流れ回転を有する対流型渦を、前記剥がれ渦の近傍に誘起させることにより、前記剥がれ渦に伴う回転流と前記対流型渦に伴う回転流とをお互いに相殺させ、前記剥がれ渦を軽減もしくは解消させ、渦のない滑らかな流れを実現する。
【００１２】
サセプタ上に前記ガスを誘導する途中において発生する剥がれ渦の流れ回転方向と逆向きの流れ回転を有する対流型渦を、前記剥がれ渦の近傍に誘起させることにより、前記剥がれ渦に伴う回転流と前記対流型渦に伴う回転流とをお互いに相殺させ、前記剥がれ渦を軽減もしくは解消させ、渦のない滑らかな流れを実現する１つの手段としては、サセプタとガス導入口の間に発熱体を設けることを挙げることができる。
【００１３】
本発明は上述した構成によって、ある１つのガス原料から他のガス原料への速やかなスイッチングと、これによる急峻な接合が実現され、またウエハー上に堆積する膜厚の空間分布が一様となるようにすることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第一の実施例である、ガスの導入と流れの制御方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明のガスの導入と流れの制御方法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用した構成図である。炉本体はおおよそ円柱状をしており、対称中心軸２０を通る断面について、その右半分のみが示されている。結晶炉本体は、後述するサセプタやウエハー等を除いて実質的にステンレススチールで作られている。この結晶炉本体は側壁、上壁、下壁で構成され、反応させるべき原料ガス及びこれを搬送するガスは、図の下部のガス導入口１２から供給され、対称中心軸２０を通るガス導入路１を経由して上方へ流れ、広い円柱状の空間１０に至り、空間１０内を半径の外側方向へ向かって水平に移動し、水平発熱体４、及び高温のサセプタ２の上を通り、図の右側のガス流出口から排気される。図には、ガス流出口は描かれていない。
【００１６】
ガス導入口からは、水素とこの水素で希釈されたトリメチルガリウム及びアルシンが、流速６０ｍ／秒で供給され、サセプタ２上でガス平均流速がほぼ１．０ｍ／秒となるように調整されている。結晶炉内圧力は０．１気圧になるように調整されている。本体下流部に設置されている高温のサセプタ２上にウエハーが設置されている。ガス導入口及びサセプタ上における圧力、流速及び流量は、それぞれ圧力計、流速計及び流量計によりモニターされている。サセプタの上流側に、サセプタと接して水平発熱体４が設置されている。水平発熱体４の上流側先端位置は、この水平発熱体４がない場合に発生する剥がれ渦の中心近傍になるように調整した。サセプタ２及び水平発熱体４の温度は、それぞれ７００℃、及び４５０℃に設定したが、サセプタ２の温度が水平発熱体４の温度より大きければ良い。ただし、あまりにも水平発熱体４の温度が高いと、水平発熱体４の直上で原料ガスが分解してしまう。そのため、サセプタ２の温度は５００℃以上１２００℃以下、水平発熱体４の温度は１００℃以上４５０℃以下が好ましい。サセプタ２の温度と水平発熱体４の温度との差は５０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましく、１５０℃以上がさらにより好ましい。
【００１７】
流線６０が示すように、サセプタより上流側では若干流線が屈曲しおているもの、剥がれ渦が消え、サセプタ上においては、一様な流れが実現されている。サセプタ上に設置されたウエハー上おいて、流線６０が示す流れの速度分布、温度分布及び成長膜厚分布は、空間的にほぼ一様となった。
【００１８】
このように、サセプタの上流側に、サセプタと接して水平発熱体４を設置することにより、剥がれ渦が縮小あるいは消滅するメカニズムについて説明する。図２は、剥がれ渦は考えずに、水平発熱体４を設置することにより発生する対流型渦５のみを描いている。対流型渦５の流れ回転方向は、矢印で示したように反時計回りとなる。一方、図４〜６に示されるように、本横形有機金属気相成長結晶炉の構成では、発生する剥がれ渦３の流れ回転方向は、矢印で示したように時計回りとなる。図３に示すように、これら２つの剥がれ渦３と対流型渦５とを同時に発生させた場合には、剥がれ渦に伴う回転流と対流型渦に伴う回転流がお互いに相殺し、この結果、剥がれ渦が軽減もしくは解消し、渦のない滑らかな流れが実現されることになる。
【００１９】
以下本発明の第二の実施例である、ガスの導入と流れの制御方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図４は本発明のガスの導入と流れの制御方法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用した構成図である。横断面図が示されている。第一の実施例との違いは、水平発熱体４の水平方向の長さを短くしたことである。すなわち、、水平発熱体４の上流側先端位置は、同様に、この水平発熱体４がない場合に発生する剥がれ渦の中心近傍になるようにしているが、下流側位置は、サセプタ２とは接していない。すなわち、水平発熱体４とサセプタの間に、発熱部は存在しない。この場合にも、上流側では若干流線が屈曲しているもの、剥がれ渦が消え、サセプタ上においては、一様な流れが実現されている。サセプタ上に設置されたウエハー上おいて、流線６０、流れの速度分布、温度分布及び成長膜厚分布は、空間的にほぼ一様となった。
【００２１】
なお、水平発熱体４の最適な加熱条件が決定された後、炉内ガスの気圧を増加させた場合には、剥がれ渦は大きくなるので、これを抑えるために、水平発熱体４の加熱温度も高くすることが有効である。さらに、水平発熱体４の最適な加熱条件が決定された後、炉内ガスをより粘性率の高いガスに変更した場合には、剥がれ渦は大きくなるので、これを抑えるために、水平発熱体４の加熱温度も高くすることが有効である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明のガスの導入と流れの制御方法を用いることにより、ガス流れの主流方向に対してほぼ垂直方向に細い幅を有するガス導入口より導入されたガスが、より広い幅を有する炉空間に輸送される途中において、ガス流れが剥がれ渦の発生しない層流となり、サセプタ上において、流れの速度分布及び原料ガスの供給が空間的に一様になる流れを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるガスの導入と流れの制御方法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用した構成図
【図２】本発明の第１の実施例におけるガスの導入と流れの制御方法に対し、サセプタの上流側に、サセプタと接して水平発熱体４を設置することにより、剥がれ渦が縮小あるいは消滅するメカニズムについて説明した補足図
【図３】本発明の第１の実施例におけるガスの導入と流れの制御方法に対し、サセプタの上流側に、サセプタと接して水平発熱体４を設置することにより、剥がれ渦が縮小あるいは消滅するメカニズムについて説明した補足図
【図４】本発明の第２の実施例におけるガスの導入と流れの制御方法を、横形有機金属気相成長結晶炉に適用した構成図
【図５】本課題の具体的な内容を、説明した図
【図６】本課題の解決策に対する従来の第一の解決例を示す図
【図７】本課題の解決策に対する従来の第二の解決例を示す図
【符号の説明】
１ ガス導入路
２ サセプタ
３ 剥がれ渦
４ 水平発熱体
５ 対流型渦
８ 垂直部
９ 曲線部
１０ 炉空間
１１ 結晶成長炉
１２ ガス導入口
２０ 対称中心軸
６０ 流線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a source gas to be reacted and a gas carrying the same are introduced from a gas inlet having a narrow opening cross-sectional area, and the susceptor is heated at a high temperature sufficient to cause a chemical reaction with a wider opening cross-sectional area. In the metalorganic vapor phase epitaxy crystal furnace aimed at depositing a desired deposition film derived from a chemical reaction on a wafer placed on a susceptor and generating the gas on the way to the susceptor By inducing a convection type vortex having a flow rotation in a direction opposite to the flow rotation direction of the peeling vortex to be generated in the vicinity of the peeling vortex, the rotational flow caused by the peeling vortex and the rotational flow caused by the convection type vortex are mutually separated. The present invention relates to a gas introduction and flow control method characterized in that the separation is reduced or eliminated, and a smooth flow without vortices is realized.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor that is a compound of a group III element and a group V element such as Al, Ga, and In is a direct transition type semiconductor having a wide gap, and is considered to be the most promising as a light emitting material in the far-infrared to ultraviolet region. Can be There is a need for a production method that is excellent in crystallography, such as gallium arsenide GaAs, which is a material for these optical semiconductor devices. The MOCVD (Metalorganic Chemical Vapor Phase Deposition) method is being researched and developed in various fields as a promising method capable of realizing this on an industrial level.
[0003]
For example, taking a commonly used MOCVD crystal furnace as an example, the source gas flowing therethrough is a gas introduced from a gas inlet having a narrow width in a direction substantially perpendicular to the main flow direction of the gas flow. The gas flow becomes a laminar flow without vortices on the gas introduction passage on the way to the high-temperature susceptor having a wide width and on the susceptor, and on the susceptor, the flow velocity distribution and the supply of the raw material gas are spatially reduced. It is necessary to achieve uniform crystal growth in order to achieve excellent crystal growth.
[0004]
As shown in the cross-sectional view of FIG. 5, gas is introduced into the gas introduction passage 1 having a narrow opening cross-sectional area from substantially vertically downward to substantially upward. After passing through the gas introduction path in the metal organic chemical vapor deposition crystal furnace 11 having a structure in which the gas is guided in the space 10 having a larger opening cross-sectional area in the horizontal direction onto the susceptor 2, the gas as an operation parameter Depending on the flow velocity and gas pressure, the streamline along the inner wall of the furnace wall extends downstream from the wall at a separation point, and the inside of the curved surface formed by the separation streamline becomes a wake, that is, a separation vortex 3 . In other words, a backflow occurs upstream along the wall surface, and the backflow separates from the wall surface near the separation point to form a separated streamline (see Non-Patent Document 1).
[0005]
Now, due to the presence of the peeling vortex, the substantial flow path is narrowed or deformed, so that the flow velocity distribution on the susceptor and the spatial uniformity of the supply of the raw material gas are not satisfied. At the same time, it causes the source gas to stagnate within the vortex, hindering the rapid switching from one gas source to another, which often has an unfavorable effect on the realization of steep junctions.
[0006]
In order to solve the above-mentioned problem, as shown in FIG. 6, a method of changing a right angle portion 8 from a gas inlet having a small width to a space 10 having a larger opening cross-sectional area into a curved portion 9 and gradually expanding the same. Has been proposed. Ideally, it is desirable to suppress the spread angle α to about 7 degrees or less (for example, Non-Patent Document 2). Further, as shown in FIG. 7, a method has been adopted in which the height of the space 10 is reduced as much as possible to suppress the occurrence of peeling vortices.
[0007]
[Non-patent document 1]
Tomomasa Tatsumi, Fluid Dynamics, Baifukan [Non-Patent Document 2]
Author G. B. Stringflow, Book Title Organometallic Vapor-Phase Epitaxy, Publisher Academic Press
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if a method in which the right-angled portion 8 extending from the gas inlet having a small width to the space 10 having a larger opening cross-sectional area is changed to a curved portion 9 and a method of gently widening is adopted, the peeling vortex becomes small, It is difficult to annihilate. In particular, if the divergence angle is reduced to about 7 degrees or less and gently expanded, the length of the gas introduction path 1 becomes very long, and the installation space is taken up, the gas introduction path is easily broken, or the operation becomes difficult. There were issues in installation and operation, such as that.
[0009]
In view of the above problems, the present invention introduces a raw material gas to be reacted and a gas for transporting the same from a gas inlet having a narrow opening cross-sectional area. In a metal-organic chemical vapor deposition crystal furnace aimed at depositing a desired deposition film derived from a chemical reaction on a wafer placed on a susceptor at a sufficiently high temperature and depositing the same on a wafer placed on the susceptor, the gas is supplied onto the susceptor. By inducing a convection type vortex having a flow rotation in the direction opposite to the direction of flow rotation of the peeling vortex generated in the course of guidance near the peeling vortex, the rotational flow accompanying the peeling vortex and the convection type vortex are generated. A gas introduction and flow control method characterized by offsetting the rotating flow with each other to reduce or eliminate the peeling vortex and realizing and operating the vortex-free smooth flow. It is intended to.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the following means are used in the method and apparatus for controlling gas introduction and flow according to the present invention.
[0011]
That is, a source gas to be reacted and a gas for transporting the same are introduced from a gas inlet having a narrow opening cross-sectional area, and are placed on a susceptor having a wide opening cross-sectional area and a high temperature sufficient to cause a chemical reaction. In the metal-organic vapor phase epitaxy crystal furnace for the purpose of inducing and depositing a desired deposited film derived from a chemical reaction on a wafer placed on a susceptor, peeling generated while inducing the gas on the susceptor By inducing a convection type vortex having a flow rotation in a direction opposite to the flow rotation direction of the vortex near the separation vortex, the rotation flow associated with the separation vortex and the rotation flow associated with the convection type vortex cancel each other. This reduces or eliminates the peeling vortex, and realizes a smooth flow without vortex.
[0012]
By inducing a convection type vortex having a flow rotation in a direction opposite to the flow rotation direction of the peeling vortex generated while guiding the gas on the susceptor in the vicinity of the peeling vortex, the rotational flow accompanying the peeling vortex is generated. One means for offsetting the rotating flow accompanying the convection type vortex with each other, reducing or eliminating the peeling vortex, and realizing a smooth flow without a vortex, includes a heating element between a susceptor and a gas inlet. Can be provided.
[0013]
According to the present invention, with the above-described configuration, rapid switching from one gas source to another gas source and steep bonding by this are realized, and the spatial distribution of the film thickness deposited on the wafer becomes uniform. It is possible to do so.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for controlling gas introduction and flow, which is a first embodiment of the present invention, will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a configuration diagram in which the gas introduction and flow control method of the present invention is applied to a horizontal metal organic chemical vapor deposition crystal furnace. The furnace main body has a substantially columnar shape, and only the right half thereof is shown in a cross section passing through the central axis 20 of symmetry. The crystal furnace main body is substantially made of stainless steel except for a susceptor, a wafer, and the like described later. The crystal furnace main body is composed of side walls, an upper wall, and a lower wall. A source gas to be reacted and a gas for transporting the source gas are supplied from a gas inlet 12 at a lower portion of the drawing, and a gas introduction passage passing through a central axis 20 of symmetry. 1, flows upward through the space 1, reaches a wide columnar space 10, moves horizontally in the space 10 toward the outside of the radius, passes over the horizontal heating element 4 and the high-temperature susceptor 2, and It is exhausted from the gas outlet on the right side of. The gas outlet is not shown in the figure.
[0016]
From the gas inlet, hydrogen and trimethylgallium and arsine diluted with the hydrogen are supplied at a flow rate of 60 m / sec, and are adjusted so that the average gas flow rate on the susceptor 2 becomes approximately 1.0 m / sec. . The pressure in the crystallization furnace is adjusted to 0.1 atm. A wafer is placed on a high-temperature susceptor 2 placed downstream of the main body. The pressure, flow rate and flow rate on the gas inlet and the susceptor are monitored by a pressure gauge, a flow meter and a flow meter, respectively. On the upstream side of the susceptor, a horizontal heating element 4 is provided in contact with the susceptor. The upstream end position of the horizontal heating element 4 was adjusted so as to be near the center of the peeling vortex generated when the horizontal heating element 4 was not provided. The temperatures of the susceptor 2 and the horizontal heating element 4 are set to 700 ° C. and 450 ° C., respectively, but it is sufficient that the temperature of the susceptor 2 is higher than the temperature of the horizontal heating element 4. However, if the temperature of the horizontal heating element 4 is too high, the raw material gas will be decomposed immediately above the horizontal heating element 4. Therefore, the temperature of the susceptor 2 is preferably 500 ° C or more and 1200 ° C or less, and the temperature of the horizontal heating element 4 is preferably 100 ° C or more and 450 ° C or less. The difference between the temperature of the susceptor 2 and the temperature of the horizontal heating element 4 is preferably 50 ° C. or more, more preferably 100 ° C. or more, and even more preferably 150 ° C. or more.
[0017]
As shown by the streamline 60, although the streamline is slightly bent upstream of the susceptor, the peeling vortex disappears, and a uniform flow is realized on the susceptor. On the wafer placed on the susceptor, the flow velocity distribution, temperature distribution, and growth film thickness distribution indicated by the streamline 60 became substantially uniform spatially.
[0018]
The mechanism in which the peeling vortex is reduced or eliminated by installing the horizontal heating element 4 in contact with the susceptor on the upstream side of the susceptor will be described. FIG. 2 illustrates only the convection type vortex 5 generated by installing the horizontal heating element 4 without considering the peeling vortex. The flow rotation direction of the convection type vortex 5 is counterclockwise as indicated by the arrow. On the other hand, as shown in FIGS. 4 to 6, in the configuration of the present horizontal metalorganic vapor phase epitaxy crystal furnace, the direction of flow of the peeling vortex 3 generated is clockwise as indicated by the arrow. As shown in FIG. 3, when these two peeling vortices 3 and the convective vortex 5 are generated at the same time, the rotating flow accompanying the peeling vortex and the rotating flow accompanying the convective vortex cancel each other out. Thus, the peeling vortex is reduced or eliminated, and a smooth flow without vortex is realized.
[0019]
Hereinafter, a method for controlling gas introduction and flow according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 4 is a configuration diagram in which the gas introduction and flow control method of the present invention is applied to a horizontal metal organic chemical vapor deposition crystal furnace. A cross-sectional view is shown. The difference from the first embodiment is that the length of the horizontal heating element 4 in the horizontal direction is shortened. That is, the upstream end position of the horizontal heating element 4 is similarly set near the center of the peeling vortex generated when the horizontal heating element 4 is not provided, but the downstream position is different from the susceptor 2. Not in contact. That is, there is no heating part between the horizontal heating element 4 and the susceptor. Also in this case, although the streamline is slightly bent on the upstream side, the peeling vortex disappears, and a uniform flow is realized on the susceptor. On the wafer placed on the susceptor, the streamline 60, the flow velocity distribution, the temperature distribution, and the growth film thickness distribution became almost spatially uniform.
[0021]
When the pressure of the gas in the furnace is increased after the optimal heating condition of the horizontal heating element 4 is determined, the peeling vortex becomes large. It is effective to increase the height as well. Furthermore, if the gas in the furnace is changed to a gas having a higher viscosity after the optimal heating condition of the horizontal heating element 4 is determined, the peeling vortex becomes large. It is effective to increase the heating temperature of No. 4.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, by using the gas introduction and flow control method of the present invention, the gas introduced from the gas inlet having a narrow width in a direction substantially perpendicular to the main flow direction of the gas flow has a wider width. In the middle of transportation to a furnace space having a laminar flow, the gas flow becomes a laminar flow without peeling and vortices are generated, and on the susceptor, a flow in which the flow velocity distribution and the supply of the raw material gas are spatially uniform can be realized. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram in which a method for controlling gas introduction and flow according to a first embodiment of the present invention is applied to a horizontal metal organic chemical vapor deposition crystal furnace. FIG. FIG. 3 is a supplementary diagram illustrating a mechanism for reducing or eliminating peeling vortices by installing a horizontal heating element 4 in contact with the susceptor on the upstream side of the susceptor, in contrast to the method of introducing and controlling the flow. In addition to the method for controlling the introduction and flow of gas in the first embodiment, a supplementary diagram illustrating a mechanism for reducing or eliminating peeling vortices by installing a horizontal heating element 4 in contact with the susceptor upstream of the susceptor. FIG. 4 is a configuration diagram in which the method for controlling the introduction and flow of gas in the second embodiment of the present invention is applied to a horizontal metal organic chemical vapor deposition crystal furnace. Figure Figure [EXPLANATION OF SYMBOLS] indicating the second resolution of the conventional relative present solutions to problems FIG 7 This problem solution showing a first solution of a conventional against
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas introduction path 2 Susceptor 3 Peeling vortex 4 Horizontal heating element 5 Convection type vortex 8 Vertical part 9 Curve part 10 Furnace space 11 Crystal growth furnace 12 Gas inlet 20 Symmetry central axis 60 Streamline
