JP2011096776A

JP2011096776A - Vapor deposition apparatus

Info

Publication number: JP2011096776A
Application number: JP2009247746A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishizuka; 幸司西塚; Toshio Ueda; 登志雄上田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vapor deposition apparatus controlling the flow rate of distributing gas more precisely. <P>SOLUTION: The vapor deposition apparatus 1 includes a susceptor 3 which holds a substrate 5 as a workpiece and can rotate, and a flow channel 10 for flowing gas for deposition on one main surface of the substrate 5. An average pore diameter of a porous body arranged on a side surface part inside the flow channel 10 is larger than an average pore diameter of a porous body arranged in a center part of the flow channel 10. The average pore diameter of the porous body arranged on the side surface part is preferably 50% larger than the average pore diameter of the porous body arranged on the center part. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、気相成長装置に関するものであり、より特定的には、流通するガスの流速をより精密に制御する気相成長装置に関するものである。 The present invention relates to a vapor phase growth apparatus, and more particularly to a vapor phase growth apparatus that more precisely controls the flow rate of flowing gas.

たとえばＣＶＤ法を用いて基板などの処理対象物の一方の主表面上に化合物半導体の薄膜を形成する場合、原料ガスを当該基板の主表面上に供給する。なおここで主表面とは、表面のうち最も面積の大きい主要な面をいう。このとき、所望の量の原料ガスを所望の方向に高精度に供給するために、供給されるガスの流路に、金属製の多孔質体を配置することがある。このようにすれば、当該流路を流通するガスは、多孔質体を通過する際に、多孔質体中に多数含まれる微小な孔を貫通して流れる。このため、多数の微小な孔のそれぞれを貫通したガスは、太い断面を有する流路を流通するガスに比べて、流路内における流速などの変動が起こりにくくなる。このため上記多孔質体は、流通するガスの流量や流通方向などを制御するために広く用いられる。 For example, when a thin film of a compound semiconductor is formed on one main surface of an object to be processed such as a substrate using a CVD method, a source gas is supplied onto the main surface of the substrate. Here, the main surface means a main surface having the largest area among the surfaces. At this time, in order to supply a desired amount of source gas in a desired direction with high accuracy, a metal porous body may be disposed in the flow path of the supplied gas. If it does in this way, the gas which distribute | circulates the said flow path will flow through the micropores contained in many in a porous body, when passing a porous body. For this reason, the gas penetrating each of the many minute holes is less likely to cause fluctuations in the flow velocity and the like in the flow path than the gas flowing through the flow path having a thick cross section. For this reason, the said porous body is widely used in order to control the flow volume, the distribution direction, etc. of the distribute | circulating gas.

たとえば特開２００８−６６４１３号公報（以下「特許文献１」という）には、成膜しようとする被処理体に対向する、原料ガスを供給するシャワーヘッドの下流側に、ポーラス部材（多孔質体）からなるガス噴射板を配置したシャワーヘッド構造、およびこれを用いた成膜用の処理装置が開示されている。ガス噴射板を配置したシャワーヘッドが複数台並んでおり、それぞれのガス噴射板から原料ガスが噴射される。ガス噴射板の作用により噴射されるガスの流量や方向が制御される。一方、複数台並ぶシャワーヘッドに挟まれた領域には、不活性ガスであるアルゴンガスが、噴射口に対向する被処理体に向けて噴射される。このため、当該アルゴンガスは、一旦ガス噴射板から噴射された原料ガスがたとえばガス噴射板の噴射面上などに向かって逆流する現象を抑制し、当該原料ガスを効率よく被処理体に向けて流通させる流れを提供する。またたとえばガス噴射面上に原料ガスが廻る現象が抑制されるため、当該ガス噴射面上に原料ガスによる材料が成膜されることにより、当該処理装置内が汚染されるなどの問題を抑制することができる。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-66413 (hereinafter referred to as “Patent Document 1”) discloses a porous member (porous body) on the downstream side of a shower head that supplies a raw material gas that faces a target object to be formed. ) And a film forming processing apparatus using the same are disclosed. A plurality of shower heads each having a gas injection plate are arranged, and a raw material gas is injected from each gas injection plate. The flow rate and direction of the gas injected are controlled by the action of the gas injection plate. On the other hand, an argon gas, which is an inert gas, is sprayed toward an object to be processed facing the ejection port in a region sandwiched between a plurality of shower heads. For this reason, the argon gas suppresses a phenomenon in which the raw material gas once injected from the gas injection plate flows backward toward the injection surface of the gas injection plate, for example, and efficiently directs the raw material gas toward the object to be processed. Provide a flow to circulate. In addition, for example, since the phenomenon that the source gas flows around the gas injection surface is suppressed, a problem such as contamination of the inside of the processing apparatus is suppressed by forming a film of the material gas on the gas injection surface. be able to.

また、特開平８−２０９３４９号公報（以下「特許文献２」という）には、上下に対峙する電極間に挟まれた領域（下側の電極の上面）に被処理基板（処理対象物）を載置し、上下電極間に高周波電力を印加してプラズマを発生させることにより被処理基板の一方の主表面上に成膜するプラズマＣＶＤ装置が開示されている。ここでは上側の電極の内部空間を中空にし、当該中空空間に反応ガスを導入する。そして反応ガスは上側の電極が下側の電極と対向する面の近傍に配置した、多孔質体からなるシャワー板を貫通して対向する下側の電極上に配置された被処理基板上に供給され、成膜を行なう。ここでは、多孔質体からなるシャワー板を用いているため、たとえばガスが貫通する、シャワー板の噴射面に関して隣り合う孔の間の距離が広い分散孔を有するシャワー板を用いた場合に比べて、シャワー板の被処理基板と対向する面の全体から均一に反応ガスを噴射することができるとしている。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-209349 (hereinafter referred to as “Patent Document 2”), a substrate to be processed (processing object) is placed in a region (upper surface of a lower electrode) sandwiched between electrodes facing each other. There has been disclosed a plasma CVD apparatus for forming a film on one main surface of a substrate to be processed by mounting and generating plasma by applying high-frequency power between upper and lower electrodes. Here, the internal space of the upper electrode is made hollow, and the reaction gas is introduced into the hollow space. Then, the reaction gas is supplied to the substrate to be processed disposed on the lower electrode facing the lower electrode through the porous shower plate disposed near the surface facing the lower electrode of the upper electrode. Then, film formation is performed. Here, since a shower plate made of a porous body is used, for example, compared with a case where a gas is pierced and a shower plate having dispersion holes with a wide distance between adjacent holes with respect to the ejection surface of the shower plate is used. The reaction gas can be uniformly sprayed from the entire surface of the shower plate facing the substrate to be processed.

特開２００８−６６４１３号公報JP 2008-66413 A 特開平８−２０９３４９号公報JP-A-8-209349

しかしながら上述した特許文献に開示された多孔質体はいずれも、多孔質体から原料ガスを均一に噴射することを目的として配置されているが、実際には多孔質体中を流通するガスについても、多孔質体中での当該ガスが貫通する領域により、ガスが流通する量や流速が異なる。また、流そうとする原料ガスの種類によっても上記流通する量や流速は変化する。様々な外乱因子により、多孔質体を流通するガスの流量、流速や流通する方向などが変化すれば、所望の処理対象物の主表面上に均一に成膜することが困難になる可能性がある。特許文献１および特許文献２において、具体的にガス噴射板やシャワー板を構成する多孔質体に含まれる個々の孔の孔径については具体的に記載がなされていない。しかしガス噴射板やシャワー板の全領域に対してほぼ同一孔径の多孔質体が無造作に充填された構成となっているものと推察される。この場合、上述したように、多孔質体を貫通するガスの流量や流速が、当該多孔質体の領域間で大きく変化する可能性がある。すなわち、ガス噴射板やシャワー板の、処理対象物と対向する表面上において噴射されるガスが均一とならなくなることがある。その結果、処理対象物の主表面上に供給されるガスの流量や流通方向が精密に制御されなくなり、形成される薄膜の膜厚や膜質を精密に制御することができなくなることがある。 However, all of the porous bodies disclosed in the above-mentioned patent documents are arranged for the purpose of uniformly injecting the raw material gas from the porous body, but in actuality also about the gas flowing through the porous body The amount and flow rate of gas flow differ depending on the region through which the gas penetrates in the porous body. Further, the amount and the flow rate of the flow change depending on the type of the raw material gas to be flowed. If the flow rate, flow rate, direction, etc. of the gas flowing through the porous material change due to various disturbance factors, it may be difficult to form a uniform film on the main surface of the desired processing target. is there. In patent document 1 and patent document 2, the specific description is not made about the hole diameter of each hole included in the porous body which specifically constitutes the gas injection plate and the shower plate. However, it is assumed that a porous body having almost the same pore diameter is randomly filled in the entire region of the gas injection plate and the shower plate. In this case, as described above, there is a possibility that the flow rate and flow rate of the gas penetrating the porous body greatly change between the regions of the porous body. That is, the gas injected on the surface of the gas injection plate or shower plate facing the object to be processed may not be uniform. As a result, the flow rate and flow direction of the gas supplied onto the main surface of the object to be processed may not be precisely controlled, and the film thickness and film quality of the thin film to be formed may not be precisely controlled.

本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、流通するガスの流速をより精密に制御する気相成長装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus that more precisely controls the flow rate of flowing gas.

本発明に係る気相成長装置は、処理対象物を保持する、回転可能なサセプタと、処理対象物の一方の主表面上に成膜用のガスを流す流路とを備える気相成長装置である。上記流路の内部における側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、上記流路の中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも大きくしている。 A vapor phase growth apparatus according to the present invention is a vapor phase growth apparatus that includes a rotatable susceptor that holds a processing target and a flow path for flowing a film forming gas on one main surface of the processing target. is there. The average pore diameter of the porous body disposed in the side surface portion inside the flow path is set larger than the average pore diameter of the porous body disposed in the central part of the flow path.

たとえば内部に多孔質体などが配置されていない通常の中空の流路において、ガスの流通方向に交差する断面の側面部（すなわち外縁近傍の領域）を流通するガスは、上記断面の中央部を流通するガスに比べて流速が遅くなる傾向にある。なお、ここで側面部とは、流路内部の断面に関して、流路の側面からの距離が流路の幅の２５％以内である領域をいうこととする。また中央部とは、ここでは流路内部の断面に関して、上記側面部以外の領域、すなわち上記側面部の内部にある領域をいうこととする。 For example, in a normal hollow flow path in which no porous body or the like is disposed inside, the gas flowing through the side surface portion (that is, the region in the vicinity of the outer edge) crossing the gas flow direction passes through the central portion of the cross section. The flow rate tends to be slower than the circulating gas. Here, the side surface portion refers to a region where the distance from the side surface of the flow channel is within 25% of the width of the flow channel with respect to the cross section inside the flow channel. Here, the central portion refers to a region other than the side portion, that is, a region inside the side portion with respect to the cross section inside the flow path.

側面部を流通するガスの流速が遅くなるのは、側面部を流通するガスは、中央部を流通するガスに比べて、流路を構成する配管などの構造体から受ける抵抗が大きくなるためである。このため、流路の側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、流路の中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも大きくする。なおここで多孔質体の孔径とは、多孔質体中に含まれる多数の孔の直径の平均値を指す。また上記多数の孔が円形をなさない場合は、上記孔の直径とは、当該孔の形状を円形に近似させた上で近似的に求めた直径とする。 The flow velocity of the gas flowing through the side surface portion is slow because the resistance of the gas flowing through the side surface portion from the structure such as piping constituting the flow path is greater than the gas flowing through the central portion. is there. For this reason, the average pore diameter of the porous body arranged in the side surface portion of the flow path is made larger than the average pore diameter of the porous body arranged in the central portion of the flow path. Here, the pore diameter of the porous body refers to the average value of the diameters of a large number of pores contained in the porous body. When the number of holes does not form a circle, the diameter of the hole is a diameter obtained by approximating the shape of the hole to a circle.

このようにすれば、流路の側面部を流通するガスが多孔質体中に含まれる多数の孔（間隙部）を貫通する際に、当該孔の壁部から受ける抵抗は、流路の中央部を流通するガスが多孔質体を貫通する際に当該孔の壁部から受ける抵抗に比べて小さくなる。しかるに上述したように、流路の側面部を流通するガスが流路を構成する構造体から受ける抵抗は、流路の中央部を流通するガスが流路を構成する構造体から受ける抵抗に比べて大きい。 In this way, when the gas flowing through the side surface of the flow channel passes through a large number of holes (gap portions) contained in the porous body, the resistance received from the wall of the hole is the center of the flow channel. This is smaller than the resistance received from the wall of the hole when the gas flowing through the portion penetrates the porous body. However, as described above, the resistance that the gas flowing through the side surface of the flow path receives from the structure that forms the flow path is higher than the resistance that the gas that flows through the center of the flow path receives from the structure that forms the flow path. Big.

このため両者から受ける抵抗を総合的に勘案すれば、流路の側面部を流通するガスと、流路の中央部を流通するガスとの流速の差を小さくすることができる。したがって当該多孔質体から噴射され、処理対象物の一方の主表面上に到達するガスの流量や流速などを、処理対象物の主表面上の各領域に関してより均一にすることができる。 For this reason, if the resistance received from both is considered comprehensively, the difference in flow velocity between the gas flowing through the side surface portion of the flow path and the gas flowing through the central portion of the flow path can be reduced. Therefore, it is possible to make the flow rate and flow velocity of the gas injected from the porous body and reaching one main surface of the processing object more uniform with respect to each region on the main surface of the processing object.

上述した気相成長装置において、側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、上記中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも５０％以上大きくすることがより好ましい。このようにすれば、上述したように、流路の側面部を流通するガスが多孔質体を貫通する際に多孔質体中の孔の壁面から受ける抵抗を、流路の中央部を流通するガスが多孔質体を貫通する際に当該孔から受ける抵抗に比べて小さくする効果を十分に大きくすることができる。 In the above-described vapor phase growth apparatus, it is more preferable that the average pore diameter of the porous body disposed in the side surface portion is 50% or more larger than the average pore diameter of the porous body disposed in the central portion. In this way, as described above, the resistance received from the wall surface of the hole in the porous body when the gas flowing through the side surface of the flow path penetrates the porous body flows through the central portion of the flow path. The effect of reducing the gas as compared with the resistance received from the hole when the gas penetrates the porous body can be sufficiently increased.

上述した気相処理装置において、上記流路のうち、上記流路の断面積が変化している領域に多孔質体が配置されることがより好ましい。 In the gas phase treatment apparatus described above, it is more preferable that the porous body is disposed in a region of the flow path where the cross-sectional area of the flow path is changing.

流路の断面積が一定な領域よりも、流路の断面積が変化している領域の方が、当該領域を流れるガスの流速分布、すなわち当該領域の側面部と中央部との間における流通するガスの流速の差が発生しやすい。このため、断面積が変化している領域に対して上述したように、側面部と中央部とで平均孔径の異なる多孔質体を配置することが好ましい。このようにすれば、当該多孔質体から噴射され、処理対象物の一方の主表面上に到達するガスの流量や流速などを、処理対象物の主表面上の各領域に関してより均一にすることができる。 The flow velocity distribution of the gas flowing in the region, that is, the flow between the side surface portion and the central portion of the region is larger in the region where the cross-sectional area of the flow channel is changed than in the region where the cross-sectional area of the flow channel is constant. The difference in the flow velocity of the gas is likely to occur. For this reason, as described above with respect to the region where the cross-sectional area changes, it is preferable to dispose porous bodies having different average pore diameters in the side surface portion and the central portion. In this way, the flow rate and flow velocity of the gas injected from the porous body and reaching one main surface of the processing object are made more uniform with respect to each region on the main surface of the processing object. Can do.

上述した気相処理装置において、上記流路のうち、ガスの流通方向に関する下流側である終端部に多孔質体を備えることがより好ましい。 In the above-described gas phase treatment apparatus, it is more preferable that a porous body is provided at a terminal portion on the downstream side in the gas flow direction in the flow path.

ここでの終端部に備える多孔質体とは、終端部に備える、終端部以外の領域に備える多孔質体とは別個の第２の多孔質体を指す。特に終端部において流路の断面積が変化していれば、上述したように第２の多孔質体を備えることにより、より確実に当該終端部を流れるガスの流速分布を小さくすることができる。したがって、当該多孔質体から噴射され、処理対象物の一方の主表面上に到達するガスの流量や流速などを、処理対象物の主表面上の各領域に関してより均一にすることができる。 Here, the porous body provided in the terminal portion refers to a second porous body provided in the terminal portion and separate from the porous body provided in a region other than the terminal portion. In particular, if the cross-sectional area of the flow path is changed at the end portion, the flow velocity distribution of the gas flowing through the end portion can be more reliably reduced by providing the second porous body as described above. Therefore, it is possible to make the flow rate and flow velocity of the gas injected from the porous body and reaching one main surface of the processing object more uniform with respect to each region on the main surface of the processing object.

本発明によれば、流通するガスの流速をより精密に制御することが可能な気相成長装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vapor phase growth apparatus which can control the flow velocity of the distribute | circulating gas more precisely can be provided.

本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置の一例である気相成長装置の態様を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the aspect of the vapor phase growth apparatus which is an example of the semiconductor manufacturing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in line segment II-II of FIG. 多孔質体の孔径の分布が異なる場合における、図２と同一箇所における概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in the same location as FIG. 2 in case the distribution of the hole diameter of a porous body differs. 本発明の実施の形態２に係る半導体製造装置の一例である気相成長装置の態様を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the aspect of the vapor phase growth apparatus which is an example of the semiconductor manufacturing apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る半導体製造装置の一例である気相成長装置の態様を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the aspect of the vapor phase growth apparatus which is an example of the semiconductor manufacturing apparatus concerning Embodiment 3 of this invention. 図５の線分ＶＩ−ＶＩにおける概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in line segment VI-VI of FIG. 図５の線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in the line segment VII-VII of FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る気相成長装置１は、内部に成膜用のガスを供給することにより、処理対象物の表面上に半導体材料からなる薄膜を形成する装置である。成膜する処理を行なう対象物である基板５を保持するためのサセプタ３と、サセプタ３を主表面に沿った方向に回転可能とするための回転軸１７とを備える。回転軸１７の下端は、モータ２２とジョイント１９とを介して接続されている。このモータ２２によって発生した駆動力は、ジョイント１９および回転軸１７を介してサセプタ３に伝達される。サセプタ３と回転軸１７との接続部の構造は、任意の構造とすることができる。たとえば、サセプタ３と回転軸１７とをろう材などによって接合する、あるいはサセプタ３と回転軸１７との対向する部分において、サセプタ３もしくは回転軸１７のいずれか一方に凸部を設け、他方に当該凸部と対応する凹部または凸部（たとえば、上記凸部と側面が接触することにより回転軸１７の回転がサセプタ３へ伝達されるようになっている凹部または凸部）を設け、当該凸部と凹部、あるいは凸部と凸部とが噛み合うことにより回転軸１７の回転をサセプタ３に伝達するようにしてもよい。つまり、サセプタ３と回転軸１７との接続部は、回転軸１７の回転力をサセプタ３へ伝達することができればよく、サセプタ３と回転軸１７とが固着されていなくてもよい。 (Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the vapor phase growth apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention forms a thin film made of a semiconductor material on the surface of an object to be processed by supplying a gas for film formation therein. It is a device to do. A susceptor 3 for holding a substrate 5 as an object to be subjected to a film forming process and a rotating shaft 17 for allowing the susceptor 3 to rotate in a direction along the main surface are provided. The lower end of the rotating shaft 17 is connected via a motor 22 and a joint 19. The driving force generated by the motor 22 is transmitted to the susceptor 3 through the joint 19 and the rotating shaft 17. The structure of the connecting portion between the susceptor 3 and the rotating shaft 17 can be an arbitrary structure. For example, the susceptor 3 and the rotating shaft 17 are joined by a brazing material or the like, or a convex portion is provided on one of the susceptor 3 and the rotating shaft 17 at a portion where the susceptor 3 and the rotating shaft 17 face each other, A convex portion corresponding to the convex portion or a convex portion (for example, a concave portion or a convex portion in which the rotation of the rotating shaft 17 is transmitted to the susceptor 3 by contacting the convex portion with the side surface); The rotation of the rotating shaft 17 may be transmitted to the susceptor 3 by engaging the recess and the recess or the protrusion and the protrusion. That is, the connecting portion between the susceptor 3 and the rotating shaft 17 only needs to be able to transmit the rotational force of the rotating shaft 17 to the susceptor 3, and the susceptor 3 and the rotating shaft 17 may not be fixed.

形成する薄膜の膜厚や膜質をより均一なものとするため、サセプタ３には１枚の基板５を載置することがより好ましい。しかしサセプタ３の設計仕様により、たとえば２枚、３枚あるいは４枚以上の基板５を一時に載置して処理することができる構成としてもよい。 In order to make the thickness and quality of the thin film to be formed more uniform, it is more preferable to place one substrate 5 on the susceptor 3. However, depending on the design specifications of the susceptor 3, for example, two, three, or four or more substrates 5 may be placed and processed at a time.

またサセプタ３の下部には、成膜する際に基板５を加熱するためにサセプタ３を加熱するヒータ７が配置されている。 A heater 7 for heating the susceptor 3 is disposed below the susceptor 3 in order to heat the substrate 5 during film formation.

基板５の主表面上、すなわち図１における気相成長装置１の内部の上側には、基板５の主表面に沿った方向に延在するように、成膜用の原料ガスを流すための流路１０が配置されている。ただし流路１０は、基板５の主表面に交差する方向に（つまり図１の上側から下側に延在するように）配置されていてもよい。流路１０にはガスの流通方向（図１における右側から左側へ向かう方向）に交差する断面の面積がほぼ一定である等断面領域１１と、ガスの流通方向に関する上流側から下流側にかけて当該断面の面積が変化する変断面領域１２とを備えている。当該流路１０は、原料ガスが流れる方向に対して垂直な方向における断面形状がたとえば矩形状となっている。 A flow for flowing a source gas for film formation on the main surface of the substrate 5, that is, on the upper side inside the vapor phase growth apparatus 1 in FIG. 1 so as to extend in a direction along the main surface of the substrate 5. A path 10 is arranged. However, the channel 10 may be arranged in a direction intersecting with the main surface of the substrate 5 (that is, extending from the upper side to the lower side in FIG. 1). The flow path 10 has an equal cross-sectional area 11 in which the area of the cross section intersecting the gas flow direction (the direction from the right side to the left side in FIG. 1) is substantially constant, and the cross section from the upstream side to the downstream side with respect to the gas flow direction. And a variable cross-sectional area 12 in which the area of the area changes. The flow path 10 has a rectangular cross-sectional shape in a direction perpendicular to the direction in which the source gas flows, for example.

流路１０はたとえば石英あるいはクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムなどの金属により形成されたものであることが好ましい。このようにすれば、たとえば流通させようとするガスにより流路１０が反応するなどのダメージを受けることなく、当該ガスをスムーズに流通させることができる。ただし、流路１０を流すガスとして腐食性ガスを用いる場合には、上述した各材質のうちアルミニウム以外の材質を用いることが好ましい。 The channel 10 is preferably made of, for example, quartz or a metal such as chromium, iron, nickel, stainless steel, manganese, molybdenum, tungsten, or aluminum. In this way, for example, the gas can be smoothly circulated without being damaged such as the reaction of the flow path 10 by the gas to be circulated. However, when a corrosive gas is used as the gas flowing through the flow path 10, it is preferable to use a material other than aluminum among the above-described materials.

図１に示すように、流路１０の内部の特に変断面領域１２は、多孔質体２０が配置されている。多孔質体２０としてはたとえばニッケルからなる金属多孔質体を用いることが好ましい。しかし多孔質体２０としては、上述したニッケルからなる金属多孔質体の代わりに、金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）を用いてもよい。具体的には当該金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）として、たとえばクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムを用いることが好ましい。ただし、流路１０を流すガスとして腐食性ガスを用いる場合には、当該金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）として、上述した各材料のうちアルミニウム以外の材料を用いることが好ましい。 As shown in FIG. 1, the porous body 20 is disposed in the variable cross-sectional area 12 inside the flow path 10. For example, a porous metal body made of nickel is preferably used as the porous body 20. However, as the porous body 20, a metal film (metal sheet) of a metal porous material may be used instead of the above-described metal porous body made of nickel. Specifically, for example, chromium, iron, nickel, stainless steel, manganese, molybdenum, tungsten, and aluminum are preferably used as the metal film (metal sheet) of the metal porous material. However, when a corrosive gas is used as the gas flowing through the flow path 10, it is preferable to use a material other than aluminum among the above-described materials as the metal film (metal sheet) of the metal porous material.

このような多孔質体２０の内部には、多孔質体２０の表面上の一領域から、当該多孔質体２０の表面上の他の領域に向かって貫通するように形成された微小な孔が多数存在する。 Inside the porous body 20, there are minute holes formed so as to penetrate from one region on the surface of the porous body 20 toward another region on the surface of the porous body 20. There are many.

たとえば流路１０を流通する、成膜用の原料であるガスは、図１において多孔質体２０で充填されていない等断面領域１１においては等断面領域１１の長手方向に沿って流れる。等断面領域１１の内部におけるガスの流れ方は、等断面領域１１へのガスの導入のされ方によって異なる。たとえば等断面領域１１へのガスの導入が時間変化や領域間変化の大きい、外乱の大きい流れ方であれば、等断面領域１１の内部を流通するガスは、同様に時間変化や領域間変化の大きい、外乱の大きい流れ方となる。しかしたとえば多孔質体２０が配置されていない領域を流通したガスが、図１の変断面領域１２のように多孔質体２０で充填された領域を流れると、当該ガスは多孔質体２０の内部の構成により、その流れ方が拘束を受ける。具体的には、多孔質体２０の内部に多数存在する孔の内部を貫通するようにガスが流通する。このため多孔質体２０を流通したガスは、多孔質体２０に流入するガスの流通の状態にかかわらず、ほぼ同様の圧力や流量、方向に流出することになる。この多孔質体２０から流出するガスの圧力や流量、方向などは多孔質体２０に存在する多数の孔の断面の大きさや形状により制御される。 For example, a gas that is a raw material for film formation flowing through the flow path 10 flows along the longitudinal direction of the equal cross-sectional area 11 in the equal cross-sectional area 11 that is not filled with the porous body 20 in FIG. The way in which the gas flows inside the equal cross-sectional area 11 differs depending on how the gas is introduced into the equal cross-sectional area 11. For example, if the introduction of the gas into the equal cross-sectional area 11 has a large time change or inter-area change, or a flow with a large disturbance, the gas flowing in the equal cross-sectional area 11 is also subject to the time change or inter-area change. The flow is large and has a large disturbance. However, for example, when a gas flowing through a region where the porous body 20 is not disposed flows through a region filled with the porous body 20 as in the cross section region 12 of FIG. With this configuration, the flow is restricted. Specifically, the gas flows so as to penetrate through the inside of a large number of holes in the porous body 20. For this reason, the gas that has flowed through the porous body 20 flows out in substantially the same pressure, flow rate, and direction regardless of the flow state of the gas flowing into the porous body 20. The pressure, flow rate, direction, and the like of the gas flowing out from the porous body 20 are controlled by the size and shape of the cross-sections of a large number of holes existing in the porous body 20.

したがって、多孔質体２０を流路１０の内部に充填すれば、流路１０から流出されるガスを、所望の圧力や流量、方向となるように容易に制御することができる。 Therefore, if the inside of the flow path 10 is filled with the porous body 20, the gas flowing out from the flow path 10 can be easily controlled to have a desired pressure, flow rate, and direction.

しかし等断面領域１１の内部が多孔質体２０などを含まない空間であると仮定すれば、等断面領域１１を流通するガスについて以下のことがいえる。すなわちガスの流通方向に交差する断面の側面部（すなわち外縁近傍の領域）を流通するガスは、上記断面の中央部を流通するガスに比べて流速が遅くなる傾向にある。側面部を流通するガスは、中央部を流通するガスに比べて、流路１０を構成する配管などの構造体から受ける抵抗が大きくなるためである。 However, if it is assumed that the inside of the equal cross-sectional area 11 is a space that does not include the porous body 20 or the like, the following can be said about the gas flowing through the equal cross-sectional area 11. That is, the gas flowing through the side surface portion (that is, the region near the outer edge) crossing the gas flow direction tends to have a lower flow velocity than the gas flowing through the central portion of the cross section. This is because the gas flowing through the side surface portion receives a greater resistance from a structure such as a pipe constituting the flow path 10 than the gas flowing through the central portion.

このため、たとえば多孔質体２０が充填されていない等断面領域１１を流通したガスは、多孔質体２０に流入しようとする際に、断面の側面部を流通するガスよりも、断面の中央部を流通するガスの方が流速が速くなっている。このため最終的に流路１０から基板５の主表面上に供給されるガスの流量や圧力、方向を基板５の主表面上のあらゆる領域においてほぼ一定とするためには、変断面領域１２の多孔質体２０を流通する原料ガスは、断面の中央部を流通するガスの方が、断面の側面部を流通するガスよりも大きく減速されることが好ましい。 For this reason, for example, when the gas that has flowed through the equal cross-sectional region 11 that is not filled with the porous body 20 is to flow into the porous body 20, the gas at the center of the cross section is greater than the gas that flows through the side surface of the cross section. The flow rate of the gas flowing through is faster. Therefore, in order to make the flow rate, pressure, and direction of the gas finally supplied from the flow path 10 onto the main surface of the substrate 5 almost constant in all regions on the main surface of the substrate 5, As for the raw material gas which distribute | circulates the porous body 20, it is preferable that the gas which distribute | circulates the center part of a cross section is decelerated more largely than the gas which distribute | circulates the side part of a cross section.

このため図２の変断面領域１２の断面図に示すように、断面の側面部に配置する多孔質体２０の平均孔径を、断面の中央部に配置する多孔質体２０の平均孔径よりも大きくなるように配置することが好ましい。図２を参照して、上述したように流路１０の変断面領域１２には多孔質体２０が充填されている。多孔質体２０は孔径の比較的大きい大径孔１５ａと、孔径の比較的小さい小径孔１３ａとから構成される。そして変断面領域１２のうち、断面の側面部１５には大径孔１５ａが、断面の中央部１３には小径孔１３ａが配置されることが好ましい。なおここで断面の側面部１５とは、当該断面の側面に沿った領域、すなわち断面の外周部の全体を含むものとする。なお図１や図２の多孔質体２０中の多数の小石状の形状は孔を表わすこととする。 Therefore, as shown in the cross-sectional view of the variable cross-sectional area 12 in FIG. 2, the average pore diameter of the porous body 20 disposed in the side surface portion of the cross section is larger than the average pore diameter of the porous body 20 disposed in the central portion of the cross section. It is preferable to arrange so that. With reference to FIG. 2, as described above, the variable cross-sectional area 12 of the flow path 10 is filled with the porous body 20. The porous body 20 includes a large diameter hole 15a having a relatively large hole diameter and a small diameter hole 13a having a relatively small hole diameter. In the variable cross-sectional area 12, it is preferable that the large-diameter hole 15a is disposed in the side surface portion 15 of the cross section and the small-diameter hole 13a is disposed in the central portion 13 of the cross section. In addition, the side surface part 15 of a cross section shall include the area | region along the side surface of the said cross section, ie, the whole outer peripheral part of a cross section. A large number of pebbles in the porous body 20 in FIGS. 1 and 2 represent holes.

当該多孔質体２０に多数含まれる孔の部分を貫通するように原料ガスが流通し、変断面領域１２の最も下流側の面から噴射される。図２に示すように、上記空隙部（孔）に関して、隣り合う大径孔１５ａに挟まれた空隙部は、隣り合う小径孔１３ａに挟まれた空隙部に比べて大きい。すなわち、多孔質体２０のうち大径孔１５ａで構成された領域の孔は、小径孔１３ａで構成された領域の孔よりも大きい。つまり大径孔１５ａが配置された領域（側面部１５）を流通するガスは、小径孔１３ａが配置された領域（中央部１３）を流通するガスよりも、断面積の大きい領域を流通することになる。 The raw material gas flows so as to penetrate through a large number of holes included in the porous body 20 and is injected from the most downstream surface of the cross-sectional area 12. As shown in FIG. 2, with respect to the gap (hole), the gap between the adjacent large-diameter holes 15a is larger than the gap between the adjacent small-diameter holes 13a. That is, the hole of the area | region comprised by the large diameter hole 15a among the porous bodies 20 is larger than the hole of the area | region comprised by the small diameter hole 13a. In other words, the gas flowing through the region (side surface portion 15) in which the large-diameter hole 15a is arranged flows through the region having a larger cross-sectional area than the gas flowing through the region (center portion 13) in which the small-diameter hole 13a is arranged. become.

したがって、小径孔１３ａが配置された領域を流通するガスは、大径孔１５ａが配置された領域を流通するガスよりも流通する量が少なく、また当該ガスが多孔質体２０から受ける抵抗が大きい。このため小径孔１３ａが配置された領域を流通するガスは、大径孔１５ａが配置された領域を流通するガスよりも、当該領域において大きく減速される。以上より上述したように、側面部１５に配置する多孔質体２０の平均孔径を、中央部１３に配置する多孔質体２０の平均孔径よりも大きくなるように配置することが好ましい。 Therefore, the amount of gas flowing through the region where the small diameter hole 13a is disposed is less than the amount of gas flowing through the region where the large diameter hole 15a is disposed, and the resistance that the gas receives from the porous body 20 is large. . For this reason, the gas flowing through the region in which the small diameter hole 13a is disposed is greatly decelerated in the region than the gas flowing through the region in which the large diameter hole 15a is disposed. As described above, it is preferable that the average pore diameter of the porous body 20 disposed in the side surface portion 15 is larger than the average pore diameter of the porous body 20 disposed in the central portion 13.

このようにすれば、変断面領域１２を充填する多孔質体２０は、断面の中央部１３を流通するガスの方が側面部１５を流通するガスよりも周囲から受ける抵抗を大きくし、結果的に流速を大きく減速させることができる。ここで上述したように、多孔質体２０に流入する時点においては、中央部を流通するガスの方が側面部を流通するガスよりも流速が速い。したがって、変断面領域１２の側面部１５から最終的に噴射されるガスと、変断面領域１２の中央部１３から最終的に噴射されるガスとの流速の差を小さくし、より均一に当該ガスを対向する基板５の主表面上に供給することができる。 In this way, the porous body 20 filling the variable cross-sectional area 12 increases the resistance received by the gas flowing through the central portion 13 of the cross section from the surroundings compared with the gas flowing through the side surface portion 15. The flow rate can be greatly reduced. As described above, when flowing into the porous body 20, the gas flowing through the central portion has a higher flow rate than the gas flowing through the side surface portion. Accordingly, the difference in flow velocity between the gas finally injected from the side surface portion 15 of the variable cross-sectional area 12 and the gas finally injected from the central portion 13 of the variable cross-sectional area 12 is reduced, and the gas is more evenly distributed. Can be supplied on the main surface of the opposing substrate 5.

なおここで、側面部１５に配置される多孔質体２０の平均孔径は、中央部１３に配置される多孔質体２０の平均孔径よりも５０％以上大きいことが好ましい。多孔質体２０の孔径とは、上述したように、多孔質体２０を構成する多数の孔の直径の平均値を指す。また上記の孔が円形をなさない場合は、上記孔の直径とは、当該孔の形状を円形に近似させた上で近似的に求めた直径とする。 Here, the average pore diameter of the porous body 20 disposed in the side surface portion 15 is preferably 50% or more larger than the average pore diameter of the porous body 20 disposed in the central portion 13. As described above, the pore diameter of the porous body 20 refers to an average value of the diameters of a large number of holes constituting the porous body 20. When the hole does not form a circle, the diameter of the hole is a diameter obtained by approximating the shape of the hole to a circle.

このように、変断面領域１２の側面部１５における孔の平均孔径を、中央部１３における孔の平均孔径よりもおよそ５０％以上大きくすれば、変断面領域１２に流入する時点で中央部と側面部とを流通したガスの間に発生した流速の差を十分に小さくなるよう制御することができる。したがって、変断面領域１２から最終的に噴射されるガスを、流路１０の断面に沿った方向に関する全面においてほぼ均一にすることができる。 Thus, if the average hole diameter of the holes in the side surface portion 15 of the variable cross-sectional area 12 is set to be approximately 50% or more larger than the average hole diameter of the holes in the central portion 13, the central portion and the side surface at the time of flowing into the variable cross-sectional area 12 It is possible to control so that the difference in flow velocity generated between the gas flowing through the section becomes sufficiently small. Therefore, the gas finally injected from the variable cross-sectional area 12 can be made substantially uniform over the entire surface in the direction along the cross section of the flow path 10.

なお、図２の断面図においては、流路１０の変断面領域１２の多孔質体２０に関して、上下方向は側面に沿った１列分、左右方向は側面に沿った２列分の孔が大径孔１５ａであり、大径孔１５ａの内部に小径孔１３ａが配置されている。そして大径孔１５ａ間、小径孔１３ａ間の孔径の差は小さく、側面部１５と中央部１３との境界において、配置される多孔質体２０の孔径が大きく変化する。 In the cross-sectional view of FIG. 2, the porous body 20 in the variable cross-sectional area 12 of the flow path 10 has a large number of holes for one row along the side surface in the up-down direction and two rows along the side surface in the left-right direction. The small-diameter hole 13a is disposed inside the large-diameter hole 15a. And the difference of the hole diameter between the large diameter hole 15a and the small diameter hole 13a is small, and the hole diameter of the porous body 20 arrange | positioned changes in the boundary of the side part 15 and the center part 13 largely.

しかしたとえば図３の断面図に示すように、流路１０の変断面領域１２を充填する多孔質体２０における個々の孔の孔径が、中央部１３から側面部１５に向けて漸次大きくなる構成とすることがさらに好ましい。このようにすれば、流路１０の等断面領域１１を流通した原料ガスの流速が、断面の側面部から中央部に向けて漸次速くなるよう分布している場合において、変断面領域１２の多孔質体２０が、より精密に変断面領域１２から流出するガスの流量を調整することができる。 However, for example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the diameter of each hole in the porous body 20 filling the variable cross-sectional area 12 of the flow path 10 gradually increases from the central portion 13 toward the side portion 15. More preferably. In this way, when the flow velocity of the raw material gas flowing through the equal cross-sectional area 11 of the flow path 10 is distributed so as to gradually increase from the side surface to the center of the cross section, the porosity of the variable cross-section area 12 is increased. The mass body 20 can adjust the flow rate of the gas flowing out from the cross-sectional area 12 more precisely.

ところで上述した流路１０は、変断面領域１２にのみ多孔質体２０が配置された構成となっている。しかし流路１０のうちガスの流通方向に交差する断面の面積が小さい等断面領域１１にも、変断面領域１２と同様に多孔質体２０を配置してもよい。 By the way, the channel 10 described above has a configuration in which the porous body 20 is disposed only in the cross section region 12. However, the porous body 20 may also be disposed in the equal cross-sectional area 11 having a small cross-sectional area intersecting the gas flow direction in the flow path 10 in the same manner as the variable cross-sectional area 12.

仮に流路１０を等断面領域１１のみを備える構成とした場合、面積の小さい等断面領域１１の断面を噴射口（噴射面）として原料ガスが噴射されることになる。この場合、たとえ流路１０の内部に多孔質体２０が配置されていたとしても、当該流路１０の断面が小さいために噴射されるガスの圧力が高くなる。このためたとえば噴射される方向や圧力に大きな誤差が発生し、その結果、圧力や流速などを精密に制御することが困難となる場合がある。このために流路１０には、等断面領域１１からガスの流通方向の下流側に向けて、漸次断面の面積が大きくなる変断面領域１２を設けることが好ましい。 If the flow path 10 is configured to include only the equal cross-sectional area 11, the raw material gas is injected using the cross section of the equal cross-sectional area 11 having a small area as the injection port (injection surface). In this case, even if the porous body 20 is disposed inside the flow path 10, the pressure of the gas to be injected increases because the cross section of the flow path 10 is small. For this reason, for example, a large error occurs in the jetting direction and pressure, and as a result, it may be difficult to precisely control the pressure and flow velocity. For this purpose, the flow path 10 is preferably provided with a variable cross-sectional area 12 in which the area of the cross section gradually increases from the equal cross-sectional area 11 toward the downstream side in the gas flow direction.

流路１０の内部を流通する原料ガスは、等断面領域１１より変断面領域１２において、流速や圧力、流通方向などが設定値から大きく異なる誤差を生じる可能性が高い。これは断面積が漸次変化することにより、流通するガスに渦を生じたり、その他の外乱を受ける可能性が高くなるためである。このため上述した多孔質体２０は、流路１０のなかでも等断面領域１１より変断面領域１２の内部に優先的に配置することが好ましい。このようにすれば、上述した多孔質体２０に多数含まれる孔により、多孔質体２０を流通するガスの流速や圧力などを所望の値となるよう均一に制御することが容易となる。 The source gas flowing through the flow path 10 is more likely to cause an error in which the flow velocity, pressure, flow direction, and the like are significantly different from the set values in the variable cross-sectional area 12 than in the equal cross-sectional area 11. This is because the gradual change in the cross-sectional area increases the possibility of vortices in the flowing gas and other disturbances. For this reason, it is preferable that the porous body 20 described above is preferentially disposed inside the variable cross-sectional area 12 rather than the equal cross-sectional area 11 in the flow path 10. If it does in this way, it will become easy to control uniformly the flow velocity, the pressure, etc. of the gas which distribute | circulates the porous body 20 so that it may become a desired value by the hole contained in many porous bodies 20 mentioned above.

ここで、上記気相成長装置１の動作を簡単に説明する。気相成長装置１においては、基板５をサセプタ３の搭載用凹部に配置する。そして、基板５が搭載されたサセプタ３を回転可能に設置した後、気相成長装置１の内部（図１において四角で囲った領域の内部）を所定の圧力に設定する。当該圧力の設定は、たとえば排気部材により雰囲気ガスを排気することにより行なってもよい。そして、当該装置の内部が所定の設定圧力になった後、ヒータ７を動作させることによりサセプタ３を介して基板５を所定の温度（処理温度）に加熱する。ここでは一例として、基板５を１０００℃以上の高温に加熱することが好ましい。 Here, the operation of the vapor phase growth apparatus 1 will be briefly described. In the vapor phase growth apparatus 1, the substrate 5 is disposed in the mounting recess of the susceptor 3. Then, after the susceptor 3 on which the substrate 5 is mounted is rotatably installed, the inside of the vapor phase growth apparatus 1 (inside the area surrounded by a square in FIG. 1) is set to a predetermined pressure. The pressure may be set by, for example, exhausting the atmospheric gas with an exhaust member. Then, after the inside of the apparatus reaches a predetermined set pressure, the heater 7 is operated to heat the substrate 5 to a predetermined temperature (processing temperature) via the susceptor 3. Here, as an example, it is preferable to heat the substrate 5 to a high temperature of 1000 ° C. or higher.

このとき、同時にモータ２２を駆動させることにより、ジョイント１９および回転軸１７を介してサセプタ３を回転させる。基板５の温度が処理温度となった状態で、流路１０から装置の内部に原料ガスを所定量供給する。この状態で、基板５と対向する領域において原料ガスが分解し、基板５の表面に原料ガスの成分を原料とする膜（たとえば窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる膜）が形成される。なお、成膜反応に用いられた後のガスは排気部材によって当該装置の内部から排気される。このようにして、基板５の表面に所定の膜を形成することができる。 At this time, the susceptor 3 is rotated via the joint 19 and the rotating shaft 17 by simultaneously driving the motor 22. In a state where the temperature of the substrate 5 reaches the processing temperature, a predetermined amount of source gas is supplied from the flow path 10 into the apparatus. In this state, the source gas is decomposed in a region facing the substrate 5, and a film (for example, a film made of gallium nitride (GaN)) using the source gas component as a source is formed on the surface of the substrate 5. The gas used for the film formation reaction is exhausted from the inside of the apparatus by the exhaust member. In this way, a predetermined film can be formed on the surface of the substrate 5.

（実施の形態２）
図４に示すように、本発明の実施の形態２に係る気相成長装置１は、図１に示す本発明の実施の形態１に係る気相成長装置１と、基本的に同様の態様を示している。しかし図４に示す本発明の実施の形態２に係る気相成長装置１は、変断面領域１２のうち、ガスの流通方向に関する下流側（図４における流路１０の左側）の終端部２１の近傍に多孔質体２０を備えている。図４に図示しないが、図４に図示された多孔質体２０が配置された領域よりも変断面領域１２の上流側（図４における右側）に、別の多孔質体が配置されており、図４に図示された多孔質体２０は上記別の多孔質体とは異なる第２の多孔質体として配置されていてもよい。あるいは上述した２種類の多孔質体が配置された領域を有さず、図４に示すように流路１０の終端部２１の近傍のみに多孔質体２０を配置した構成としてもよい。 (Embodiment 2)
As shown in FIG. 4, the vapor phase growth apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention basically has the same mode as the vapor phase growth apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Show. However, in the vapor phase growth apparatus 1 according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 4, the end portion 21 on the downstream side (the left side of the flow path 10 in FIG. 4) in the gas flow direction in the cross-sectional area 12. A porous body 20 is provided in the vicinity. Although not shown in FIG. 4, another porous body is disposed on the upstream side (right side in FIG. 4) of the variable cross-sectional area 12 with respect to the region in which the porous body 20 illustrated in FIG. 4 is disposed. The porous body 20 illustrated in FIG. 4 may be arranged as a second porous body different from the other porous body. Or it is good also as a structure which does not have the area | region where the two types of porous bodies mentioned above are arrange | positioned, and has arrange | positioned the porous body 20 only in the vicinity of the terminal part 21 of the flow path 10, as shown in FIG.

たとえば変断面領域１２の上流側に配置する第１の多孔質体と、変断面領域１２の下流側２３（終端部２１の近傍）に配置する第２の多孔質体とは、異なる材質から構成されてもよい。たとえば第１の多孔質体がニッケルからなる金属多孔質体であり、第２の多孔質体がたとえばクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムからなる金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）であってもよい。 For example, the first porous body disposed on the upstream side of the variable cross-sectional area 12 and the second porous body disposed on the downstream side 23 (near the end portion 21) of the variable cross-sectional area 12 are made of different materials. May be. For example, the first porous body is a metal porous body made of nickel, and the second porous body is a metal porous material metal film made of chromium, iron, nickel, stainless steel, manganese, molybdenum, tungsten, aluminum, for example. (Metal sheet) may be sufficient.

また、終端部２１の近傍に配置する多孔質体２０は、図４に示すように、当該流路１０（変断面領域１２）の内部における側面部１５の多孔質体２０を構成する孔の平均孔径が、中央部１３の多孔質体２０を構成する孔の平均孔径よりも大きいことが好ましい。すなわち図４に示すように、側面部１５に大径孔１５ａが、中央部１３に小径孔１３ａが配置されていることが好ましい。図４には流路１０の上下方向に関する多孔質体２０の孔径のみ示している。しかし他の方向、たとえば気相成長装置１の奥行き方向などに関しても同様に、側面部１５に大径孔１５ａが、中央部１３に小径孔１３ａが配置されていることが好ましい。また図４の多孔質体２０についてもたとえば図２に示すように、側面部１５の数列分のみ大径孔１５ａが、側面部１５の内部である中央部１３には大径孔１５ａと大きく孔径の異なる小径孔１３ａが配置されてもよい。しかし図４の多孔質体２０についてもたとえば図３に示すように、中央部１３から側面部１５に向けて孔径が漸次変化するように多孔質体２０が配置されてもよい。 In addition, the porous body 20 disposed in the vicinity of the terminal portion 21 is, as shown in FIG. 4, an average of the pores constituting the porous body 20 of the side surface portion 15 in the flow path 10 (the variable cross-sectional area 12). It is preferable that the pore diameter is larger than the average pore diameter of the pores constituting the porous body 20 in the central portion 13. That is, as shown in FIG. 4, it is preferable that the large-diameter hole 15 a is disposed in the side surface portion 15 and the small-diameter hole 13 a is disposed in the central portion 13. FIG. 4 shows only the pore diameter of the porous body 20 in the vertical direction of the flow path 10. However, also in other directions, for example, in the depth direction of the vapor phase growth apparatus 1, it is preferable that the large-diameter hole 15 a is disposed in the side surface portion 15 and the small-diameter hole 13 a is disposed in the central portion 13. 4, for example, as shown in FIG. 2, the large-diameter holes 15a are provided only for several rows of the side surface portions 15, and the central portion 13 inside the side surface portion 15 has a large hole diameter. The small-diameter holes 13a having different diameters may be arranged. However, the porous body 20 of FIG. 4 may also be arranged so that the pore diameter gradually changes from the central portion 13 toward the side surface portion 15, as shown in FIG.

多孔質体２０は、流路１０の終端部２１から噴射される原料ガスを制御するために配置されたものである。このため、終端部２１の近傍において流速や圧力、方向などをより精密に制御することができる多孔質体２０を配置することがより好ましい。このようにすれば、より確実に当該終端部２１を流れるガスの流速を均一にすることができ、併せて圧力なども均一となるように制御することができる。また、多孔質体２０を終端部２１の近傍（下流側２３）のみに配置すれば、多孔質体２０を配置する領域を小さくすることにより、設備の製作コストを低減することができる。 The porous body 20 is disposed to control the raw material gas injected from the end portion 21 of the flow path 10. For this reason, it is more preferable to arrange the porous body 20 in which the flow velocity, pressure, direction, and the like can be controlled more precisely in the vicinity of the terminal portion 21. In this way, the flow velocity of the gas flowing through the terminal portion 21 can be made more uniform, and the pressure can be controlled to be uniform at the same time. Further, if the porous body 20 is disposed only in the vicinity (downstream side 23) of the terminal portion 21, the manufacturing cost of the facility can be reduced by reducing the area in which the porous body 20 is disposed.

本実施の形態２は、以上に述べた各点についてのみ、本実施の形態１と異なる。すなわち実施の形態２について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態１に順ずる。 The second embodiment is different from the first embodiment only in each point described above. In other words, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like not described above for the second embodiment are all in accordance with the first embodiment.

（実施の形態３）
図５に示すように、本発明の実施の形態３に係る気相成長装置１は、図１に示す本発明の実施の形態１に係る気相成長装置１と、基本的に同様の態様を示している。しかし図６および図７の断面図に示すように、本発明の実施の形態３に係る気相成長装置１は、流路１０の内部に２枚の仕切り板３０が配置されている。仕切り板３０により、流路１０の内部の断面が３つの領域に区切られている。このようにして、仕切り板３０において区切られた流路１０の各領域を３種類のそれぞれ異なるガスを流通させることができるようになっている。なお、仕切り板３０を設置する枚数（台数）は本実施の形態のように必ずしも２枚である必要はなく、任意の枚数とすることができる。 (Embodiment 3)
As shown in FIG. 5, the vapor phase growth apparatus 1 according to Embodiment 3 of the present invention basically has the same mode as the vapor phase growth apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. Show. However, as shown in the cross-sectional views of FIGS. 6 and 7, in the vapor phase growth apparatus 1 according to Embodiment 3 of the present invention, two partition plates 30 are arranged inside the flow path 10. The partition plate 30 divides the cross section inside the flow path 10 into three regions. In this way, three different types of gas can be circulated through each region of the flow path 10 partitioned by the partition plate 30. Note that the number (number) of the partition plates 30 to be installed is not necessarily two as in the present embodiment, and may be an arbitrary number.

仕切り板３０の材質は、たとえば石英あるいはクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムなどの金属とすることが好ましい。このようにすれば、たとえば流通させようとするガスにより流路１０が反応するなどのダメージを受けることなく、当該ガスをスムーズに流通させることができる。ただし、流路１０を流すガスとして腐食性ガスを用いる場合には、仕切り板３０として、上述した各材質のうちアルミニウム以外の材質を用いることが好ましい。 The material of the partition plate 30 is preferably made of, for example, quartz or a metal such as chromium, iron, nickel, stainless steel, manganese, molybdenum, tungsten, or aluminum. In this way, for example, the gas can be smoothly circulated without being damaged such as the reaction of the flow path 10 by the gas to be circulated. However, when a corrosive gas is used as the gas flowing through the flow path 10, it is preferable to use a material other than aluminum among the above-described materials as the partition plate 30.

たとえば区切られた流路１０の各領域のうち、断面の側面部１５（図２、図３参照）が占める割合が高い第１の領域（図６の下側領域、図７の右側領域）および第２の領域（図６の上側領域、図７の左側領域）には比較的孔径の大きい多孔質体２０を充填することが好ましい。そして断面の中央部１３（図２、図３参照）が占める割合が高い第３の領域（図６、図７の中央領域）には比較的孔径の小さい多孔質体２０を充填することが好ましい。図６に示すように、上述した第１の領域には大径孔１４ａ、第２の領域には大径孔１４ｃ、第３の領域には小径孔１４ｂが、それぞれ流路１０の変断面領域１２に配置されている。 For example, the first region (the lower region in FIG. 6, the right region in FIG. 7) in which the side surface portion 15 (see FIG. 2, FIG. 3) occupies a high proportion of each region of the divided flow path 10, and The second region (the upper region in FIG. 6 and the left region in FIG. 7) is preferably filled with a porous body 20 having a relatively large pore diameter. And it is preferable to fill the porous region 20 with a relatively small pore diameter in the third region (the central region in FIGS. 6 and 7) in which the central portion 13 (see FIGS. 2 and 3) of the cross section occupies a high ratio. . As shown in FIG. 6, the above-mentioned first region has a large-diameter hole 14a, the second region has a large-diameter hole 14c, and the third region has a small-diameter hole 14b. 12 is arranged.

より厳密には、図７の断面図に示すように、仕切り板３０により流路１０が３つの領域に区切られた場合においても、各領域における中央部よりも側面部（外縁に近い領域）に配置される多孔質体の孔径が大きくなることが好ましい。 More strictly, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7, even when the flow path 10 is divided into three regions by the partition plate 30, the side portions (regions closer to the outer edge) than the central portion in each region. It is preferable that the pore diameter of the porous body to be arranged becomes large.

このようにすれば、上述した各実施の形態における多孔質体２０と同様に、多孔質体２０に流入されるガスの流速が速い領域においては多孔質体２０の内部において多孔質体２０から大きな抵抗を受け、ガスを大きく減速させることができる。このため、各領域から噴射される各種類のガスを、すべてより均一に所望の基板の主表面上に供給することができる。したがって、多種類のガスを、より精密に制御した状態で供給することができるため、さらに高品質の薄膜を、所望の基板の主表面上などに形成することができる。 In this way, like the porous body 20 in each of the above-described embodiments, in the region where the flow rate of the gas flowing into the porous body 20 is high, the porous body 20 has a larger flow rate than the porous body 20. Receiving resistance, the gas can be greatly decelerated. For this reason, it is possible to supply each type of gas injected from each region more uniformly on the main surface of the desired substrate. Therefore, since various types of gases can be supplied in a more precisely controlled state, a higher quality thin film can be formed on the main surface of a desired substrate.

本実施の形態３は、以上に述べた各点についてのみ、本実施の形態１と異なる。すなわち実施の形態３について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態１に順ずる。 The third embodiment is different from the first embodiment only in each point described above. That is, the configuration, conditions, procedures, effects, and the like that have not been described above for the third embodiment are all in accordance with the first embodiment.

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。本発明の範囲は上述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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、気相成長装置において、原料ガスを処理対象物の表面上に均一に供給する技術として、特に優れている。 The present invention is particularly excellent as a technique for uniformly supplying a source gas onto the surface of an object to be processed in a vapor phase growth apparatus.

１気相成長装置、３サセプタ、５基板、７ヒータ、１０流路、１１等断面領域、１２変断面領域、１３中央部、１３ａ，１４ｂ小径孔、１４ａ，１４ｃ，１５ａ大径孔、１５側面部、１７回転軸、１９ジョイント、２０多孔質体、２１終端部、２２モータ、２３下流側、３０仕切り板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vapor growth apparatus, 3 Susceptor, 5 Substrate, 7 Heater, 10 Flow path, 11 Equivalent cross section area, 12 Change cross section area, 13 Center part, 13a, 14b Small diameter hole, 14a, 14c, 15a Large diameter hole, 15 Side Part, 17 rotating shaft, 19 joint, 20 porous body, 21 terminal part, 22 motor, 23 downstream side, 30 partition plate.

Claims

A rotatable susceptor for holding the object to be processed;
A vapor phase growth apparatus comprising a flow path for flowing a film forming gas on one main surface of the processing object;
A vapor phase growth apparatus in which an average pore diameter of a porous body disposed in a side surface portion inside the flow path is larger than an average pore diameter of a porous body disposed in a central portion of the flow path.

2. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein an average pore diameter of the porous body disposed in the side surface portion is set to be 50% or more larger than an average pore diameter of the porous body disposed in the central portion.

The vapor phase growth apparatus according to claim 1 or 2, wherein a porous body is disposed in a region of the flow path where the cross-sectional area of the flow path is changing.

The vapor phase growth apparatus of any one of Claims 1-3 provided with a porous body in the termination | terminus part which is the downstream regarding the distribution direction of gas among the said flow paths.