JP2013235947A - Rotary blade vapor deposition equipment - Google Patents

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JP2013235947A JP2012107137A JP2012107137A JP2013235947A JP 2013235947 A JP2013235947 A JP 2013235947A JP 2012107137 A JP2012107137 A JP 2012107137A JP 2012107137 A JP2012107137 A JP 2012107137A JP 2013235947 A JP2013235947 A JP 2013235947A
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Takeshi Nishizawa
武志 西澤
Naomi Mura
直美 村
Masayuki Takeda
正行 武田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a structure of equipment satisfying the requirements: in mass production using chemical vapor deposition (CVD) in which a crystal film is deposited on a substrate, a batch size is increased while improving uniformity; a gas flow rate is increased without increasing a gas flow amount; and HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) can be used as a method other than organic metal CVD which is expensive and consumes a large amount of carry gas.SOLUTION: Rotary blade vapor deposition equipment is provided in which susceptors are arranged like turbine blades, and a substrate is placed on a surface of the susceptor. The rotation of the blades provides high-speed line velocity. The number of wafers which can be processed once (a batch size) can be increased according to the number of the blades. This rotation also functions as an exhaust mechanism to allow the equipment to be downsized at the same time. The introduction of a heating joint for vaporizing solid metal and guiding the vaporized metal remaining at a high temperature allows liquid or solid materials to be used to reduce a manufacturing cost.

Description

本発明は、基板に薄膜を成長させる装置構造に関するものである。 The present invention relates to an apparatus structure for growing a thin film on a substrate.

高温で気相から基板に膜を成長させる装置は半導体産業とともに発達した。結晶膜を成長させる装置は気相成長装置の中でも雰囲気の清浄さと基板の上の粒子ゴミの管理を再現性よく行う必要から、その構造は特殊である。量産用の装置の構造は、基板の大きさに合わせて、いくつかの代表的な構造が発明された。 Equipment for growing films from the vapor phase to the substrate at high temperatures has been developed with the semiconductor industry. An apparatus for growing a crystal film has a special structure because it is necessary to clean the atmosphere and manage particle dust on the substrate with high reproducibility among vapor phase growth apparatuses. Several typical structures have been invented according to the size of the substrate as the structure of the mass production apparatus.

シリコン半導体産業においては、バイポーラトランジスタをLSI(大規模集積回路)に搭載する開発を競った時代があった。当該トランジスタはシリコン基板の上にシリコンの結晶膜を成長させる結晶構造を用いた。この結晶膜を成長させる装置をシリコンエピタキシャル装置と呼んだ。シリコン基板(ウエハと呼ぶ)が現在12インチ直径が主流であるので、現在のエピタキシャル装置は枚葉式である。 In the silicon semiconductor industry, there was a time when the development of mounting bipolar transistors on LSIs (Large Scale Integrated Circuits) competed. The transistor has a crystal structure in which a silicon crystal film is grown on a silicon substrate. An apparatus for growing this crystal film was called a silicon epitaxial apparatus. Since silicon substrates (referred to as wafers) currently have a 12-inch diameter, the current epitaxial device is a single wafer type.

基板が大きいとき、1枚の基板を処理する装置構造が均一性を得るために好適であるからだ。しかし、2インチや4インチの基板を処理していた1980年代ではバッチ式を用いた。その時代には大量に基板を処理する必要からいくつかの装置構造が発明された。 This is because when the substrate is large, an apparatus structure for processing one substrate is suitable for obtaining uniformity. However, in the 1980's when processing 2 inch and 4 inch substrates, the batch method was used. At that time, several device structures were invented because of the need to process a large number of substrates.

シリコン半導体産業は成熟したが、化合物半導体を用いるデバイスが産業として今成長しつつある。GaAs(砒素化ガリューム)基板を用いるレーザーデバイス、GaN(窒化ガリューム)やサファイアーの基板を用いるLED(Light Emitting Diode)デバイスがその産業である。 Although the silicon semiconductor industry has matured, devices using compound semiconductors are now growing as an industry. The industry is a laser device using a GaAs (gallium arsenide) substrate and an LED (Light Emitting Diode) device using a GaN (gallium nitride) or sapphire substrate.

これらの産業において、基板は2インチないし4インチが主流である。一回の成長で処理できる基板枚数が多いほど製造効率を上げられる産業である。シリコン産業においては、基板の大きさを大きくすることは可能であったので、基板の大きさを大きくして製造コストを下げた。従って、基板は現在12インチまで大きくなったという現実がある。 In these industries, substrates are 2 to 4 inches. This is an industry that can increase the production efficiency as the number of substrates that can be processed in one growth increases. In the silicon industry, it was possible to increase the size of the substrate, so the size of the substrate was increased to reduce the manufacturing cost. Therefore, there is a reality that the substrate is now up to 12 inches.

化合物半導体の産業においては、まだ2インチや4インチの基板を用いる時代が続くがコスト競争が市場で激しくなり始めた。このため一回の処理に成長できる基板枚数を多くすること、原料のコストを下げることが差別化競争力になる。 In the compound semiconductor industry, the age of using 2-inch and 4-inch substrates still continues, but cost competition has begun to intensify in the market. For this reason, increasing the number of substrates that can be grown in a single process and lowering the cost of raw materials become a competitive advantage of differentiation.

化合物半導体膜の成長には有機金属ガスを用いる。このガスは熱分解して重合体を気相で形成する。この性質があるので、結晶成長用の量産装置の種類は少ない。1枚のサセプタ(基板の載せる加熱板)を用い、その上に1枚または複数枚の基板を載せるのが基本構造であり、昔から進化してない。 An organic metal gas is used for the growth of the compound semiconductor film. This gas is thermally decomposed to form a polymer in the gas phase. Because of this property, there are few types of mass production equipment for crystal growth. The basic structure is to use one susceptor (a heating plate on which a substrate is placed) and to place one or more substrates thereon, which has not evolved since a long time ago.

これに対して、産業成長が急速であった時代のシリコンエピタキシャル装置には多くの構造アイデアがあった。その中に多数のサセプタを用いるアイデアがある。一例として特開昭60−090894気相成長装置(特許文献1)に開示された構造を転写して図1に示す。 On the other hand, there were many structural ideas for silicon epitaxial devices in the era of rapid industrial growth. Among them is the idea of using a large number of susceptors. As an example, the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-090894 (Patent Document 1) is transferred and shown in FIG.

複数のサセプタ11を放射状に配置して、各サセプタ11の両面に基体(基板と同じ)4を搭載する構造である。図2にシリンダー反応室12の構造を示す。 In this structure, a plurality of susceptors 11 are arranged radially, and a base body (same as a substrate) 4 is mounted on both surfaces of each susceptor 11. FIG. 2 shows the structure of the cylinder reaction chamber 12.

サセプタはヒーター16により加熱され基体回転導入器15により回転する。13原料吹き出しノズル13よりCVD(化学気相成長)のガスが複数の導入口から導入され、サセプタの上の方から流れ、サセプタ上の基体の上で熱分解して結晶膜を成長させ、通過して、排気口14から排気される。 The susceptor is heated by the heater 16 and rotated by the substrate rotation introducing device 15. 13 Chemical vapor deposition (CVD) gas is introduced from a plurality of inlets from the raw material blowing nozzle 13, flows from above the susceptor, thermally decomposes on the substrate on the susceptor, and grows a crystal film. Then, the air is exhausted from the exhaust port 14.

バッチサイズを大きくする(一度の成長させる基板枚数を多くする)成長装置の構造例を公開された発明から示した。 An example of the structure of a growth apparatus for increasing the batch size (increasing the number of substrates to be grown at one time) is shown from the disclosed invention.

特許文献2には減圧でシリコンカーバイド結晶膜をシリコン基板の上に成長させる発明が1987年に公開されている。この発明は基板の軸を僅かに傾けることにより、表面の平滑な結晶膜を異種基板の上に成長させる技術である。 Patent Document 2 discloses an invention in 1987 in which a silicon carbide crystal film is grown on a silicon substrate under reduced pressure. The present invention is a technique for growing a crystal film having a smooth surface on a heterogeneous substrate by slightly tilting the axis of the substrate.

近年、シリコンカーバイドは高耐圧、高周波、大電力デバイス結晶として実用化が進んでいる。またGaNもLED照明や高速大電力デバイスのための結晶として実用化が進んでいる。これらの結晶をシリコン結晶基板の上にヘテロ結晶成長させる試みが大バッチサイズで行う市場ニーズが強くなっている。 In recent years, silicon carbide has been put into practical use as a high breakdown voltage, high frequency, high power device crystal. GaN is also being put into practical use as a crystal for LED lighting and high-speed high-power devices. There is a growing market need for attempts to grow these crystals heterocrystals on a silicon crystal substrate in a large batch size.

特開昭60−090894号公報JP-A-60-090894 特開昭62−155512号公報JP 62-155512 A

サセプタ枚数を増加させる構造を用いることで、バッチサイズを大きくすることが可能である。量産では、均一性を改良しながらバッチサイズを大きくする改良が基本的な課題である。 By using a structure that increases the number of susceptors, the batch size can be increased. In mass production, improving the batch size while improving uniformity is a fundamental issue.

バッチサイズまたは装置を大きくしたとき均一性を悪化させない方法は大流量のキャリアーガスを流すことである。これには消費するキャリアーガスの量が増えるという課題1がある。有機金属ガスをCVDガスとして用いるときは、気相で重合反応を起こし粒子ゴミを発生させるので、大流量ガスは加熱空間を早く横切るために、この重合反応を抑制する効果がある。 A method that does not degrade uniformity when the batch size or equipment is increased is to flow a large flow of carrier gas. This has the problem 1 that the amount of carrier gas consumed increases. When an organometallic gas is used as a CVD gas, a polymerization reaction is caused in the gas phase to generate particle dust. Therefore, a large flow rate gas has an effect of suppressing this polymerization reaction because it quickly crosses the heating space.

大流量はCVDガスの基板上での流速を早くする。速い流速は拡散層(停滞層)を薄くし、成長速度を増加させる効果がある。バッチサイズを大きくしても流速を速くしたいという課題2がある。また、排気される未反応ガスを消費して排気配管やポンプへの付着を減らし、メンテナンスによるダウンタイムを減らしたいという課題3がある。 A large flow rate increases the flow rate of the CVD gas on the substrate. A high flow rate has the effect of thinning the diffusion layer (stagnation layer) and increasing the growth rate. There is a problem 2 that it is desired to increase the flow rate even when the batch size is increased. In addition, there is a problem 3 in that unreacted gas to be exhausted is consumed to reduce adhesion to exhaust pipes and pumps and to reduce downtime due to maintenance.

有機金属ガスは高価であるので、それら金属を含む液体原料や金属固体をガスに変換して高温輸送して、これを使い安い原料で結晶膜を成長させたいという希望がある。そのために高温でガスを輸送するという構造が必要である。これが課題4である。 Since organometallic gases are expensive, there is a desire to grow liquid films containing these metals and metal solids into gases, transport them at high temperatures, and use them to grow crystalline films with cheaper raw materials. Therefore, a structure for transporting gas at high temperature is necessary. This is problem 4.

本発明は、請求項1に記載のように、基板を支持加熱するための複数のサセプタを傾斜させてブレード状に配置した回転可能な回転ブレードサセプタを備え、加熱した当該回転ブレードサセプタが回転してCVDガスを吸引排気し、当該CVDガスが分解して当該サセプタの上に載置した基板に膜を成長させる製造装置である。 The present invention includes a rotatable rotating blade susceptor in which a plurality of susceptors for supporting and heating a substrate are inclined and arranged in a blade shape as described in claim 1, and the heated rotating blade susceptor rotates. In this manufacturing apparatus, the CVD gas is sucked and exhausted, and the CVD gas is decomposed to grow a film on the substrate placed on the susceptor.

請求項2に係る発明は前記回転ブレードサセプタを回転させるシャフトがあり、当該シャフト内部がCVD排気管と接続されてあり、当該排気管内部を加熱する機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の製造装置である。 The invention according to claim 2 has a shaft for rotating the rotating blade susceptor, the inside of the shaft is connected to a CVD exhaust pipe, and a mechanism for heating the inside of the exhaust pipe is provided. It is a manufacturing apparatus of description.

請求項3に係る発明は、前記加熱が誘導加熱、ランプ加熱、抵抗加熱、またはこれらの組み合わせで加熱されることを特徴とする請求項1、2記載の製造装置である。 The invention according to claim 3 is the manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the heating is performed by induction heating, lamp heating, resistance heating, or a combination thereof.

請求項4に係る発明は傾斜させた前記ブレードサセプタを垂直に見込むように当該ブレードサセプタの温度または光反射率を測定する測定装置の光路軸を設定したことを特徴とする請求項1〜3記載の製造装置である。 The invention according to claim 4 is characterized in that the optical path axis of the measuring device for measuring the temperature or light reflectance of the blade susceptor is set so that the inclined blade susceptor is viewed vertically. It is a manufacturing apparatus.

請求項5に係る発明は、前記基板が前記ブレードサセプタの表面に取り外し可能なカバーを備え、当該カバーの上に基板を載置することを特徴とする請求項1〜4記載の製造装置である。 The invention according to claim 5 is the manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the substrate includes a removable cover on a surface of the blade susceptor, and the substrate is placed on the cover. .

請求項6に係る発明は、前記CVDガスが低くても200℃以上に加熱された加熱継手を経由して供給されることを特徴とする請求項1〜5記載の製造装置である。 The invention according to claim 6 is the manufacturing apparatus according to claims 1 to 5, wherein the CVD gas is supplied via a heating joint heated to 200 ° C. or more even if the CVD gas is low.

請求項7に係る発明は、前記加熱継手の加熱が同軸のシリンダー抵抗発熱体に電流を通じることで加熱が行われ、中心のシリンダー抵抗発熱体を前記CVDガスが通過して供給されることを特徴とする請求項1〜7記載の製造装置である。 The invention according to claim 7 is that the heating of the heating joint is performed by passing a current through a coaxial cylinder resistance heating element, and the CVD gas is supplied through the central cylinder resistance heating element. It is a manufacturing apparatus of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.

請求項8に係る発明は、前記CVDガスが固体原料を加熱して気化させた気化ガスか、または固体原料と反応可能なハロゲンまたは水素を含むガスと反応させて発生させた反応ガスであることを特徴とする請求項1〜7記載の製造装置である。 The invention according to claim 8 is that the CVD gas is a vaporized gas obtained by heating and vaporizing a solid material, or a reaction gas generated by reacting with a gas containing halogen or hydrogen capable of reacting with the solid material. It is a manufacturing apparatus of Claims 1-7 characterized by these.

請求項9に係る発明は、前記CVDガスが固体原料を加熱して気化させた気化ガスか、または固体原料と反応可能なハロゲンまたは水素を含むガスと反応させて発生させた反応ガスであることを特徴とする請求項1〜8記載の製造装置である。 The invention according to claim 9 is that the CVD gas is a vaporized gas obtained by heating and vaporizing a solid material, or a reaction gas generated by reacting with a gas containing halogen or hydrogen capable of reacting with the solid material. The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein:

請求項10に係る発明は、前記サセプタと抵抗発熱体がカーボングラファイト製であることを特徴とする請求項1〜9記載の製造装置である。 The invention according to claim 10 is the manufacturing apparatus according to claims 1 to 9, wherein the susceptor and the resistance heating element are made of carbon graphite.

請求項11に係る発明は前記膜がシリコン、ゲルマニューム、カーボングラファイト、ガリューム、アルミニューム、インジューム、亜鉛、窒素、酸素、マグネシューム、リン、ボロンのいずれか、または複数を含む半導体膜、またはそれらの積層膜であることを特徴とする請求項1〜10載の製造装置である。 The invention according to claim 11 is a semiconductor film in which the film contains any one or more of silicon, germanium, carbon graphite, gallium, aluminum, indium, zinc, nitrogen, oxygen, magnesium, phosphorus, boron, or a combination thereof. The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the manufacturing apparatus is a laminated film.

請求項1から3に係る発明によれば、サセプタをブレード状に配置した回転ブレードサセプタは回転することによりCVDガスを吸引するとともに、排気を行う。これは排気ポンプの役割を兼ねることを意味する。CVDガス排気のためのポンプ容量は小さいものを選べることになり、装置のスペースを小さくできる効果がある。 According to the first to third aspects of the present invention, the rotating blade susceptor in which the susceptor is arranged in a blade shape rotates to suck and exhaust the CVD gas. This means that it also serves as an exhaust pump. The pump capacity for exhausting the CVD gas can be selected so that the space of the apparatus can be reduced.

回転速度は当該ブレードサセプタがガスを横切る速度を決めるので、基板とガスの相対速度を制御できる。高速回転はガスが基板表面を横切る速さを速くする。この回転速度調整はガスの分解によって生じる分解活性種の種類と濃度を制御できることを意味する。回転が早まると遠心力が作用するので、それに応じてガスの流路を外側にシフトさせる制御が可能である。この効果は基板の内外の成長速度調整に利用できる。 Since the rotational speed determines the speed at which the blade susceptor crosses the gas, the relative speed between the substrate and the gas can be controlled. High speed rotation increases the speed at which the gas crosses the substrate surface. This rotation speed adjustment means that the type and concentration of decomposition active species generated by gas decomposition can be controlled. Since the centrifugal force acts when the rotation speeds up, it is possible to control to shift the gas flow path to the outside accordingly. This effect can be used to adjust the growth rate inside and outside the substrate.

排気系の配管内部も加熱されるので、未反応のガスが低温成長して膜欠陥原因の粒子を作り出しづらくさせる。以上で課題1と2、3が解決された。 Since the inside of the exhaust system pipe is also heated, unreacted gas grows at low temperature, making it difficult to produce particles that cause film defects. Thus, the problems 1, 2 and 3 have been solved.

請求項4に係る発明によれば、基板表面からの放射光を測定した温度測定と、表面の粗さに依存した光反射率の測定が可能になる。回転サセプタは回転するので、回転角度と連動させ各ブレードに対応した測定データを取得できる。 According to the invention which concerns on Claim 4, the temperature measurement which measured the emitted light from a substrate surface, and the measurement of the light reflectivity depending on the roughness of the surface are attained. Since the rotating susceptor rotates, measurement data corresponding to each blade can be acquired in conjunction with the rotation angle.

請求項5に係る発明によれば、基板を載置するカバーを取り外せるので、前記サセプタ全体を分解して外さなくても、付いた膜の洗浄がカバーだけの洗浄で可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the cover on which the substrate is placed can be removed, the attached film can be cleaned by cleaning only the cover without disassembling and removing the entire susceptor.

請求項6と7に係る発明によれば、200℃以上に加熱された加熱継手を経由してCVDガスを供給するので、ガス配管に当該ガスが残らない。残ったガスがないので、配管に残り吸着ガスと空気が反応してしばしば形成される粒子が発生しない。反応系が常にクリーンに維持されるので、膜の品質、とりわけ結晶欠陥を減少させるのに寄与する。これは課題4の解決である。同軸のシリンダー抵抗発熱体は中心部が最高温度で外部のシリンダーほど低温なので、断熱効果のある構造を与える。 According to the invention which concerns on Claim 6 and 7, since the CVD gas is supplied via the heating joint heated at 200 degreeC or more, the said gas does not remain in gas piping. Since there is no remaining gas, particles that are often formed by the reaction of the remaining adsorbed gas and air in the piping do not occur. Since the reaction system is always kept clean, it contributes to reducing film quality, especially crystal defects. This is the solution to Problem 4. A coaxial cylinder resistance heating element has a maximum temperature at the center and a lower temperature at the outer cylinder, thus providing a heat-insulating structure.

請求項8と9に係る発明によれば、室温ではガスとして扱えない原料ガスでも反応室にガスとして導き成膜が可能となる。
例えば、Ga金属を固体原料とし塩酸を反応ガスとして用いると塩化ガリュームのガスを発生できる。この発生ガスを例えば750℃の高温に維持したまま反応室に導き、アンモニアNH3と1000〜1200℃で反応させると、GaNの結晶膜が成長できる。
According to the inventions according to claims 8 and 9, even a raw material gas that cannot be handled as a gas at room temperature can be introduced into the reaction chamber as a gas to form a film.
For example, when Ga metal is used as a solid raw material and hydrochloric acid is used as a reaction gas, a gas of gallium chloride can be generated. When this generated gas is introduced into the reaction chamber while being kept at a high temperature of 750 ° C., for example, and reacted with ammonia NH 3 at 1000 to 1200 ° C., a GaN crystal film can be grown.

回転ブレードサセプタが回転する円周上に塩化ガリュームとアンモニアの供給を配置すると、ガリュームの吸着とその窒化を原子層ごとに行わせることができるので、原子層エピタキシが可能な成長装置となる。配置するガス供給元を、例えばInの塩化物とガリュームの塩化物にすると、GaN−InNの混晶に制御して成長させることが可能となる。 If the supply of gallium chloride and ammonia is arranged on the circumference around which the rotating blade susceptor rotates, the adsorption and nitridation of the gallium can be performed for each atomic layer, so that the growth apparatus is capable of atomic layer epitaxy. When the gas supply source to be arranged is, for example, an In chloride and a gallium chloride, it is possible to grow by controlling to a mixed crystal of GaN-InN.

請求項10に係る発明によれば、不純物の含まない反応室を維持しながら、1200℃程度までの温度で反応させることができる。シリコンカーバイドのコーティングをすれば、さらに清浄になる。 According to the invention which concerns on Claim 10, it can be made to react at the temperature to about 1200 degreeC, maintaining the reaction chamber which does not contain an impurity. A silicon carbide coating makes it even cleaner.

請求項11に係る発明によれば、シリコン膜、ゲルマニューム膜の成長が可能である。炭素(カーボングラファイト)を含むガス、例えばプロパンと塩化シリコンを反応させるとシリコンカーバイドの結晶膜の成長が可能である。 According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to grow a silicon film and a germanium film. When a gas containing carbon (carbon graphite), for example, propane and silicon chloride are reacted, a crystal film of silicon carbide can be grown.

ガリューム、アルミニューム、インジュームの塩化物とアンモニを反応させるとGaN、AlN、InNの結晶膜やそれらの混合結晶膜の成長が可能である。亜鉛の塩化物と酸素を反応させると酸化亜鉛の結晶膜の成長が可能である。 Crystals of GaN, AlN, and InN and mixed crystal films thereof can be grown by reacting gallium, aluminum, and indium chloride with ammonia. When zinc chloride and oxygen are reacted, a crystal film of zinc oxide can be grown.

シリコンやマグネシュームを含むガスとGaNを成長させる当該ガスを反応させるとドーピングが可能である。リンまたはボロンとシランガス、塩化シランガスを反応させると、ドーピングしたシリコン結晶膜の成長が可能である。また、これらの結晶膜の積層膜を成長させることも、上記ガスを切り替えた連続成長で可能である。 Doping is possible by reacting a gas containing silicon or magnesium with the gas for growing GaN. When phosphorus or boron is reacted with silane gas or silane chloride gas, a doped silicon crystal film can be grown. Further, it is possible to grow a laminated film of these crystal films by continuous growth with the gas switched.

図1は、特開昭60−090894気相成長装置の構造模式図。FIG. 1 is a schematic diagram of the structure of a vapor phase growth apparatus disclosed in JP-A-60-090894. 図2は、特開昭60−090894気相成長装置の構造模式図。FIG. 2 is a schematic diagram of the structure of a vapor phase growth apparatus disclosed in JP-A-60-090894. 図3は、回転ブレードサセプタの構造模式図。FIG. 3 is a structural schematic diagram of a rotating blade susceptor. 図4は、サセプタカバーの模式図。FIG. 4 is a schematic view of a susceptor cover. 図5は、回転ブレードサセプタの結晶成長装置の模式図。FIG. 5 is a schematic view of a crystal growth apparatus for a rotating blade susceptor. 図6は、加熱継手の構造模式図。FIG. 6 is a structural schematic diagram of a heating joint.

図3は本発明の基本構造の模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram of the basic structure of the present invention.

タービンブレードのようにブレードサセプタ301がサセプタシャフト302のまわりに傾斜をつけて配置されている。当該ブレードサセプタの傾斜角度は任意に設計可能である。サセプタ上面303の上に基板としてのウエハ304が載置される。サセプタ下面305にはウエハ304は載置されない。 Like a turbine blade, a blade susceptor 301 is disposed around the susceptor shaft 302 with an inclination. The inclination angle of the blade susceptor can be arbitrarily designed. A wafer 304 as a substrate is placed on the susceptor upper surface 303. The wafer 304 is not placed on the susceptor lower surface 305.

サセプタシャフト302は回転する。シャフト302にはガス通路になる排気孔306が配置されてあり、ガスは当該孔306を通過して当該シャフト302の中心を通り排気される。本サセプタを回転ブレードサセプタ300と呼ぶことにする。上記回転ブレードサセプタは加熱される。 The susceptor shaft 302 rotates. An exhaust hole 306 serving as a gas passage is disposed in the shaft 302, and the gas passes through the hole 306 and is exhausted through the center of the shaft 302. This susceptor will be referred to as a rotating blade susceptor 300. The rotating blade susceptor is heated.

前記回転ブレードサセプタは回転することにより当該ブレードがサセプタとして作用することのほかに、排気装置として作用する。回転速度を制御することにより、排気速度と基板上のガスの線速度を制御する。 The rotating blade susceptor functions as an exhaust device in addition to rotating as the susceptor. By controlling the rotation speed, the exhaust speed and the linear speed of the gas on the substrate are controlled.

ブレードの上にウエハ304を載置したが、ブレードの枚数が増えるとウエハを載置するポケットの加工がやりづらい。また成長膜が直接にサセプタに付着すると、洗浄のための分解と復旧管理が厄介である。ブレードが重なりあう枚数の例を示したが前記傾斜角度によってブレードは重ならない。また、サセプタシャフト302は円形である例を示したが多角形であってもよい。 The wafer 304 is placed on the blade. However, when the number of blades is increased, it is difficult to process the pocket on which the wafer is placed. Also, if the growth film adheres directly to the susceptor, it is troublesome to disassemble and recover for cleaning. Although an example of the number of blades that overlap is shown, the blades do not overlap due to the inclination angle. In addition, although the example in which the susceptor shaft 302 is circular is shown, it may be polygonal.

図4はサセプタカバーの模式図である。 FIG. 4 is a schematic view of a susceptor cover.

ブレードサセプタ401を挟みこむようにウエハポケット402付のサセプタカバー403が付けてある。サセプタはSiC被覆したグラファイトである。加熱方法はランプ加熱や抵抗加熱であればSiCやAlNのセラミクス、石英で作製することも可能である。ブレードサセプタ401は前記シャフト302と組み込むことも、それと一体で作製することも可能である。以上は発明実施の基本形態である。 A susceptor cover 403 with a wafer pocket 402 is attached so as to sandwich the blade susceptor 401. The susceptor is SiC coated graphite. If the heating method is lamp heating or resistance heating, it can be made of ceramics of SiC or AlN, or quartz. The blade susceptor 401 can be integrated with the shaft 302 or can be made integrally therewith. The above is the basic embodiment of the invention.

実施例として図5に回転ブレードサセプタの気相成長装置の構造模式図を示す。 As an example, FIG. 5 shows a schematic diagram of the structure of a rotary blade susceptor vapor phase growth apparatus.

構造を説明する。回転ブレードサセプタのサセプタシャフト501に上記ブレードサセプタが取り付けられ、その上にサセプタカバー502が取り付けられている。カバー502の上に4インチのシリコンウエハ503が載置されてある。サセプタシャフト501は回転機構504に連結されて回転する。回転機構の継手領域はカバー505で囲われている。本カバー505は石英である。なお、当該シャフトは円形でなくても多角形でもよい。 The structure will be described. The blade susceptor is attached to the susceptor shaft 501 of the rotating blade susceptor, and the susceptor cover 502 is attached thereon. A 4-inch silicon wafer 503 is placed on the cover 502. The susceptor shaft 501 is connected to the rotation mechanism 504 and rotates. The joint area of the rotation mechanism is surrounded by a cover 505. The cover 505 is made of quartz. The shaft may be polygonal or not circular.

回転機構504は上下フランジ506に固定されて上下移動機構507により上下移動する。上下フランジ506はベースフランジ508と図示しないOリングで真空シールする。フランジは水冷機構509で水冷される。
反応室510はステンレスである。その反応室を貫いて、水冷誘導加熱コイル511が設置されてある。当該コイルは石英カバー512で囲われてある。
The rotation mechanism 504 is fixed to the vertical flange 506 and moved up and down by the vertical movement mechanism 507. The upper and lower flanges 506 are vacuum-sealed with a base flange 508 and an O-ring (not shown). The flange is water cooled by a water cooling mechanism 509.
The reaction chamber 510 is stainless steel. A water-cooled induction heating coil 511 is installed through the reaction chamber. The coil is surrounded by a quartz cover 512.

誘導加熱コイル511に誘導電流を例えば20KHZで通じると、カーボングラファイトで作製された部品ブレードサセプタは加熱される。ブレード内には誘導電流が流れる。カーボングラファイトで作製したサセプタシャフト501も同様に加熱される。加熱されると放射熱がまわりを加熱するので温度は均一になる方向に平衡する。 When an induction current is passed through the induction heating coil 511 at 20 KHZ, for example, the component blade susceptor made of carbon graphite is heated. An induced current flows in the blade. A susceptor shaft 501 made of carbon graphite is also heated in the same manner. When heated, the radiant heat heats around, so the temperature is balanced in a uniform direction.

しかし、放熱の程度により温度は任意ではない。これを補正するためにランプヒーター513が備えられている。同じ表示はランプヒーターを表す。ランプヒーター513は上下フランジ506のほかに、上部フランジ514にも備えられてある。それぞれの電力は個別に調整できる。上部フランジ514は上下移動機構515により移動できる。本移動はメンテナンスのときに利用する。基板の温度や表面の粗さに依存した光反射率の測定のために、傾斜した当該ブレードの角度に合わせて、ブレードサセプタを垂直に見込むように温度または光反射率を測定する図示してない測定装置の光路軸を設定する。 However, the temperature is not arbitrary depending on the degree of heat dissipation. In order to correct this, a lamp heater 513 is provided. The same display represents the lamp heater. The lamp heater 513 is provided on the upper flange 514 in addition to the upper and lower flanges 506. Each power can be adjusted individually. The upper flange 514 can be moved by a vertical movement mechanism 515. This movement is used for maintenance. In order to measure the light reflectivity depending on the temperature of the substrate and the roughness of the surface, the temperature or light reflectivity is measured so that the blade susceptor is viewed vertically according to the angle of the inclined blade. Sets the optical path axis of the measuring device.

上部フランジ514にはガス導入器516が加熱継手517を介して取り付けられている。加熱継手517の詳細構造は図6に示した。加熱継手517は低くても200℃以上の温度に維持したガス管である。室温で固体になるような、または液体になるようなガスであっても、当該通路で液化、固体化にさせない温度制御を行う。 A gas introducer 516 is attached to the upper flange 514 via a heating joint 517. The detailed structure of the heating joint 517 is shown in FIG. The heating joint 517 is a gas pipe maintained at a temperature of 200 ° C. or higher at the lowest. Even for a gas that becomes solid or liquid at room temperature, temperature control is performed so that the gas is not liquefied or solidified in the passage.

加熱継手517のガスはカーボングラファイト製の分散板518で分散される。回転ブレードサセプタで吸引されて導入ガスはウエハ503の上を通過して、排気孔305を通して排気される。ガスの流れを点線で図に示した。 The gas in the heating joint 517 is dispersed by a dispersion plate 518 made of carbon graphite. The introduced gas sucked by the rotating blade susceptor passes over the wafer 503 and is exhausted through the exhaust hole 305. The gas flow is shown in the figure by dotted lines.

排気管519には加熱された反応促進棒520が備えられ、端子521から電力供給されて1000℃以上に加熱可能である。高温にした反応促進棒520で反応してウエハ上の膜成長に寄与できなかった残りガスをここで付着させて、排気口522以降のポンプを含む排気系に残ガスが行き低温で粉状の生成物ができるのを防止する。 The exhaust pipe 519 is provided with a heated reaction promoting rod 520 and can be heated to 1000 ° C. or more by being supplied with electric power from the terminal 521. Residual gas that did not contribute to the film growth on the wafer by reacting with the reaction promoting rod 520 at high temperature is attached here, and the residual gas goes to the exhaust system including the pump after the exhaust port 522 and is powdered at low temperature. Prevent product formation.

反応室510の各部にはパージガスが供給される。ランプヒーターの窓が曇るのを防止する窓パージガス523、回転連結
部パージガス524、コイルパージガス525、反応室パージガス526は窒素である。
以上、回転ブレードサセプタの結晶成長装置の構造実施例を模式図で示した。
A purge gas is supplied to each part of the reaction chamber 510. The window purge gas 523, the rotating connection purge gas 524, the coil purge gas 525, and the reaction chamber purge gas 526 that prevent the lamp heater window from fogging are nitrogen.
The structural example of the crystal growth apparatus for the rotating blade susceptor has been shown in the schematic diagram.

上記説明で部品として用いた加熱継手517を詳しく図6に示した。 The heating joint 517 used as a component in the above description is shown in detail in FIG.

高温のまま、またその温度を制御して、分散容器527までガス導入器516からの原料ガスを導く部品が加熱継手517である。 A component that guides the raw material gas from the gas introducing device 516 to the dispersion vessel 527 while maintaining the high temperature and controlling the temperature is a heating joint 517.

下部フランジ601にはガス導入管602を加熱するためのヒーター603が取り付けてある。ガス導入管602は石英管である。当該ガス導入管は金属やカーボングラファイト、セラミクスであってもよい。ヒーター603は同軸のカーボングラファイトヒーターである。同軸の筒状のカーボングラファイトをヒータースリット604で二つに割ると、カーボングラファイトヒーター電極1(605)からカーボングラファイトヒーター電極2(606)に通じる1本のヒーター回路を作る。 A heater 603 for heating the gas introduction pipe 602 is attached to the lower flange 601. The gas introduction pipe 602 is a quartz pipe. The gas introduction pipe may be metal, carbon graphite, or ceramics. The heater 603 is a coaxial carbon graphite heater. When the coaxial cylindrical carbon graphite is divided into two by the heater slit 604, one heater circuit is formed from the carbon graphite heater electrode 1 (605) to the carbon graphite heater electrode 2 (606).

当該電極は同じ材料のカーボングラファイトの袋ナット607,608で電力導入端子1と2(609と610)に接続される。電力導入端子1と2(609と610)に通電すると、カーボングラファイトヒーター603が加熱される。当該カーボングラファイトヒーターはカーボングラファイト製であり、その表面は電気接触面以外はシリコンカーバイドで被覆されている。 The electrodes are connected to power introduction terminals 1 and 2 (609 and 610) by carbon graphite cap nuts 607 and 608 made of the same material. When the power introduction terminals 1 and 2 (609 and 610) are energized, the carbon graphite heater 603 is heated. The carbon graphite heater is made of carbon graphite, and the surface thereof is covered with silicon carbide except for the electrical contact surface.

ここでは、ヒーター材料としてカーボングラファイトを選んだが、他の材料、例えばタングステンなどの金属、ボロンナイトライドやランタンボライド、シリコンカーバイドなどの高温耐熱材料であってもよい。セラミクス絶縁板611は下部フランジ601とヒーター電極605,606を絶縁する。また、ここでは単相の2電極ヒーターの例を示したが、ヒ−タースリットを3ついれて3相ヒ-ターにすることは自由に設計できる。 Here, carbon graphite is selected as the heater material, but other materials such as metals such as tungsten, high-temperature heat-resistant materials such as boron nitride, lanthanum boride, and silicon carbide may be used. The ceramic insulating plate 611 insulates the lower flange 601 and the heater electrodes 605 and 606. Although an example of a single-phase two-electrode heater is shown here, it is possible to freely design a three-phase heater by adding three heater slits.

絶縁2重管612は本筐体と当該ヒーターの熱絶縁と電気絶縁を行う。2重にして効果を高めたが、温度によっては無垢の石英やセラミクスの管でもよい。また3重、4重に増やすことも自由に設計できる。 The insulated double tube 612 performs thermal insulation and electrical insulation between the casing and the heater. The effect is improved by double, but depending on the temperature, solid quartz or ceramic tube may be used. It is also possible to design freely to increase to triple or quadruple.

絶縁2重管612とカーボングラファイトヒーター603の外周ヒーターを貫いて内部の温度をモニターする熱電対TCが備えられている。
上部フランジ613にはガイド円板614が備えられ、パージガス管615からパージガスが導入される。当該パージガスはガイド円板614の裏面を通り、一部はガス導入管602を通り、一部はカーボングラファイトヒーターを抜ける。
A thermocouple TC is provided to monitor the internal temperature through the insulated double pipe 612 and the outer peripheral heater of the carbon graphite heater 603.
The upper flange 613 is provided with a guide disk 614, and purge gas is introduced from the purge gas pipe 615. The purge gas passes through the back surface of the guide disk 614, part passes through the gas introduction pipe 602, and part passes through the carbon graphite heater.

ガイド円板は断熱の為に石英である。ガイド円板は他の材料、カーボングラファイトやセラミクスであってもよい。
以上説明した加熱継手600により、上部のガイド円板614から高温で導入されるガス、または液体をバブリングしたガスを低温にすることなく、高温を維持して分散容器516まで導く。以上、装置構造と加熱継手部品構造を実施例1で説明した。
The guide disk is quartz for thermal insulation. The guide disk may be other materials, such as carbon graphite or ceramics.
The heating joint 600 described above guides the gas introduced from the upper guide disk 614 at a high temperature or the gas obtained by bubbling the liquid to the dispersion vessel 516 while maintaining the high temperature without lowering the temperature. The apparatus structure and the heated joint component structure have been described in the first embodiment.

実施例2はシリコン成膜の例である。 Example 2 is an example of silicon film formation.

成膜に用いるガスとして液体で供給されるトリクロロシランSiHClを用いた。
これは室温で液体であるので、水素でバブリングして送り出す。 当該バブラーから加熱継手517にバブリングガスを通じた。
Trichlorosilane SiHCl 3 supplied as a liquid was used as a gas used for film formation.
Since this is a liquid at room temperature, it is sent out by bubbling with hydrogen. Bubbling gas was passed from the bubbler to the heating joint 517.

基板503としては<211>方向に4度傾けた(111)面を主面とする高濃度n型4インチシリコン基板を用いた。ここでは指数にマイナスを意味する記号をつけてない。軸を傾ける理由は、一定の密度で主面にステップを設けるためである。 As the substrate 503, a high-concentration n-type 4-inch silicon substrate having a (111) plane inclined by 4 degrees in the <211> direction as a main surface was used. Here, no sign meaning minus is added to the index. The reason for tilting the axis is to provide steps on the main surface with a constant density.

トリクロルシラン(SiHCl)とともにキャリアーガスとして水素(H)ガスを導入した。加熱継手517の温度は250℃と設定した。回転ブレードサセプタを支えるサセプタシャフト501の回転数を毎分60回転とした。 Hydrogen (H 2 ) gas was introduced as a carrier gas together with trichlorosilane (SiHCl 3 ). The temperature of the heating joint 517 was set to 250 ° C. The number of rotations of the susceptor shaft 501 that supports the rotating blade susceptor was 60 rotations per minute.

図示しない排気ポンプの排気量を調整して反応室510の内部圧力は200Paの減圧に制御した。シリコン基板の温度が1000℃になるように誘導コイル511とランプヒ−ター513によりブレードサセプタを加熱した。 The internal pressure of the reaction chamber 510 was controlled to a reduced pressure of 200 Pa by adjusting the exhaust amount of an exhaust pump (not shown). The blade susceptor was heated by the induction coil 511 and the lamp heater 513 so that the temperature of the silicon substrate was 1000 ° C.

シリコン基板の温度は図示しない当該基板503を垂直に見込む角度で設置した赤外放射温度計測定した。基板温度は1000℃に設定した。反応促進棒520の温度は1100℃とした。 The temperature of the silicon substrate was measured by an infrared radiation thermometer installed at an angle at which the substrate 503 (not shown) is viewed vertically. The substrate temperature was set to 1000 ° C. The temperature of the reaction promoting rod 520 was 1100 ° C.

赤外フィーリエ分光器を用いて膜厚を測定した。約300nm/分の成長速度でシリコンエピタキシャル膜が成長した。 Film thickness was measured using an infrared Felier spectrometer. A silicon epitaxial film was grown at a growth rate of about 300 nm / min.

実施例3はガリュームナイトライドGaN成膜の例である。 Example 3 is an example of gallium nitride GaN film formation.

ガス導入器516には固体のガリュームが収納されて800℃に加熱される。ガリュームは溶融する。それに塩酸ガスを通じて、塩化ガリュームをガス導入器516で発生させる。発生させた塩化ガリュームは室温では固体であるので、高温に維持したまま輸送しなくてはならない。 The gas inlet 516 contains solid gallium and is heated to 800 ° C. The gallium melts. In addition, gallium chloride is generated in the gas introducing device 516 through hydrochloric acid gas. Since the generated gallium chloride is a solid at room temperature, it must be transported while maintaining a high temperature.

高温で気化している塩化ガリュームを輸送するための加熱された水素がガス導入器516に導かれている。気化した塩化ガリュームがキャリアーガスの加熱水素で加熱継手517に導かれる。 Heated hydrogen for transporting gallium chloride vaporized at high temperatures is directed to a gas introducer 516. The vaporized gallium chloride is guided to the heating joint 517 by the heated hydrogen of the carrier gas.

加熱継手517の温度は750℃に設定した。加熱継手517を経由して分散容器527まで導かれた気化された塩化ガリュームはキャリアー水素とともに分散板518で分散されて反応室510の基板503に到達する。 The temperature of the heating joint 517 was set to 750 ° C. The vaporized gallium chloride led to the dispersion vessel 527 via the heating joint 517 is dispersed by the dispersion plate 518 together with the carrier hydrogen and reaches the substrate 503 in the reaction chamber 510.

一方、加熱継手517と同じ円周上に設置したもう一つの図示しない加熱継手からはアンモニアNH3ガスを導入した。アンモニアガスは分散容器527で塩化ガリュームと出会い混合する。アンモニアNH3も基板503に到達する。 On the other hand, ammonia NH 3 gas was introduced from another heating joint (not shown) installed on the same circumference as the heating joint 517. Ammonia gas encounters and mixes with gallium chloride in the dispersion vessel 527. Ammonia NH 3 also reaches the substrate 503.

基板503としては異種基板である4インチのサファイアーウエハ(C面)を用いた。C面は正方向から2度傾けた基板を用いた。傾けた基板を用いる理由はステップ密度を大きくするためである(特許文献2参照)。結晶膜の組成は基板と異なるので、これはヘテロ結晶成長の例である。 As the substrate 503, a 4-inch sapphire wafer (C surface), which is a different substrate, was used. As the C plane, a substrate inclined by 2 degrees from the positive direction was used. The reason for using the tilted substrate is to increase the step density (see Patent Document 2). This is an example of heterocrystal growth because the composition of the crystal film is different from the substrate.

反応室510は真空排気して大気を無くする。真空排気のあと、ガスの供給管523,524,525,526から窒素を流し、再び真空にしてパージを行う。 The reaction chamber 510 is evacuated to eliminate the atmosphere. After evacuation, nitrogen is supplied from the gas supply pipes 523, 524, 525, and 526, and the vacuum is again applied for purging.

水素を減圧で導入しながら、回転ブレードサセプタを加熱する。基板503の温度は図示しない当該基板を垂直に見込む角度で設置した放射温度計測定した。当該温度は1000℃に設定した。 The rotating blade susceptor is heated while introducing hydrogen under reduced pressure. The temperature of the substrate 503 was measured by a radiation thermometer installed at an angle at which the substrate (not shown) is viewed vertically. The temperature was set at 1000 ° C.

回転ブレードサセプタのサセプタシャフト501の回転数を毎分60回転とした。図示しない排気ポンプの排気量を調整して反応室510の内部圧力は200Paの減圧に制御し、サファイア基板の温度が1000℃になるように誘導コイル511とランプヒ−ター513により加熱して制御した。反応促進棒520の温度は1100℃とした。 The rotational speed of the susceptor shaft 501 of the rotating blade susceptor was set to 60 revolutions per minute. The internal pressure of the reaction chamber 510 was controlled to a reduced pressure of 200 Pa by adjusting the exhaust amount of an exhaust pump (not shown) and controlled by heating with an induction coil 511 and a lamp heater 513 so that the temperature of the sapphire substrate was 1000 ° C. . The temperature of the reaction promoting rod 520 was 1100 ° C.

膜厚を測定した。ガスの導入量に依存して1000nm/分以上の成長速度でGaN膜を成長させることが可能であった。 The film thickness was measured. It was possible to grow the GaN film at a growth rate of 1000 nm / min or more depending on the amount of gas introduced.

実施例4はシリコンカーバイドSiC成膜の例である。 Example 4 is an example of silicon carbide SiC film formation.

4インチシリコン基板にシリコンカーバイド(SiC)の結晶膜を成長させる。 A crystal film of silicon carbide (SiC) is grown on a 4-inch silicon substrate.

室温で液体であるので、トリクロルシラン(SiHCl)は水素でバブリングして送り出す。 図示しない当該バブラーから加熱継手517にトリクロルシラン(SiHCl)を水素キャリアーとともに通じた。 Since it is a liquid at room temperature, trichlorosilane (SiHCl 3 ) is bubbled with hydrogen and sent out. Trichlorosilane (SiHCl 3 ) was passed from the bubbler (not shown) to the heating joint 517 together with a hydrogen carrier.

基板503としては<211>方向に4度傾けた(111)面を主面とするp型4インチシリコン基板を用いた。ここでは指数にマイナスを意味する記号をつけてない。軸を傾ける理由は、一定の密度で主面にステップを設けるためである。軸を傾けるこの技術は1987年に特許文献2で既に公開された。 As the substrate 503, a p-type 4-inch silicon substrate having a (111) plane inclined by 4 degrees in the <211> direction as a main surface was used. Here, no sign meaning minus is added to the index. The reason for tilting the axis is to provide steps on the main surface with a constant density. This technique of tilting the axis was already published in Patent Document 2 in 1987.

加熱継手517の温度は250℃とした。一方、加熱継手517と同じ円周上に設置したもう一つの図示しない加熱継手からはプロパンガスC3H8を導入した。プロパンは分散容器527でトリクロルシラン(SiHCl)と水素キャリアーに出会う。 The temperature of the heating joint 517 was 250 ° C. On the other hand, propane gas C3H8 was introduced from another heating joint (not shown) installed on the same circumference as the heating joint 517. Propane meets trichlorosilane (SiHCl 3 ) and a hydrogen carrier in a dispersion vessel 527.

回転ブレードサセプタのサセプタシャフト501の回転数を毎分60回転とした。図示しない排気ポンプの排気量を調整して反応室510の内部圧力は200Paの減圧に制御し、シリコン基板を1000℃に誘導コイル511とランプヒ−ター513により加熱した。反応促進棒520の温度は1100℃とした。 The rotational speed of the susceptor shaft 501 of the rotating blade susceptor was set to 60 revolutions per minute. The internal pressure of the reaction chamber 510 was controlled to a reduced pressure of 200 Pa by adjusting the exhaust amount of an exhaust pump (not shown), and the silicon substrate was heated to 1000 ° C. by the induction coil 511 and the lamp heater 513. The temperature of the reaction promoting rod 520 was 1100 ° C.

ガスの流量に応じて立方晶の3C−SiCをシリコン基板の上に25〜45nm/minの速度で成長させることが可能であった。成長させたSiC膜は鋭い(111)X線回折ピークを示した。表面はストリークパタンの電子線回折が観察されるほど平滑であった。
以上、大きなバッチで基板上に結晶膜を気相成長させる装置を製作した。
It was possible to grow cubic 3C-SiC on the silicon substrate at a rate of 25 to 45 nm / min depending on the gas flow rate. The grown SiC film showed a sharp (111) X-ray diffraction peak. The surface was so smooth that electron diffraction of the streak pattern was observed.
As described above, an apparatus for vapor-phase growth of a crystal film on a substrate in a large batch was manufactured.

本発明は、大きなバッチサイズで固体や液体の原料から結晶膜を安価に高速製造できるので、LEDや化合物半導体LSIを安価に製造する技術に好適である。 The present invention is suitable for a technique for manufacturing LEDs and compound semiconductor LSIs at low cost because a crystal film can be manufactured at low cost and at high speed from a solid or liquid raw material with a large batch size.

4 基体
11 サセプタ
12 シリンダー反応室
13 原料吹き出しノズル
14 排気口
15 基体回転導入器
16 ヒーター
300 回転ブレードサセプタ
301 ブレードサセプタ
302 サセプタシャフト
303 サセプタ上面
304 ウエハ
305 サセプタ下面
306 排気孔
401 ブレードサセプタ
402 ウエハポケット
403 サセプタカバー
404 サセプタシャフト
501 サセプタシャフト
502 サセプタカバー
503 基板
504 回転機構
505 カバー
506 上下フランジ
507 上下移動機構
508 ベースフランジ
509 水冷機構
510 反応室
511 誘導コイル
512 石英カバー
513 ランプヒーター
514 上部フランジ
515 上下移動機構
516 ガス導入器
517 加熱継手
518 分散板
519 排気管
520 反応促進棒
521 端子
522 排気口
523 窓パージガス
524 連結部パージガス
525 コイルパージガス
526 反応室パージガス
527 分散容器
600 加熱継手
601 下部フランジ
602 ガス導入管
603 カーボングラファイトヒーター
604 ヒータースリット
605 カーボングラファイトヒーター電極1
606 カーボングラファイトヒーター電極2
607 カーボングラファイト袋ナット
608 カーボングラファイト袋ナット
609 電力導入端子1
610 電力導入端子2
611 セラミクス絶縁板
612 絶縁2重管
613 上部フランジ
614 ガイド円板
615 パージガス管
4 Substrate 11 Susceptor 12 Cylinder reaction chamber 13 Raw material blowing nozzle 14 Exhaust port 15 Substrate rotation introducer 16 Heater 300 Rotating blade susceptor 301 Blade susceptor 302 Susceptor shaft 303 Susceptor upper surface 304 Wafer 305 Susceptor lower surface 306 Exhaust hole 401 Blade susceptor 402 Wafer pocket 403 Susceptor cover 404 susceptor shaft 501 susceptor shaft 502 susceptor cover 503 substrate 504 rotation mechanism 505 cover 506 vertical flange 507 vertical movement mechanism 508 base flange 509 water cooling mechanism 510 reaction chamber 511 induction coil 512 quartz cover 513 lamp heater 514 upper flange 515 vertical movement mechanism 516 Gas introducing device 517 Heating joint 518 Dispersion plate 519 Exhaust pipe 520 Reaction promoting rod 521 End 522 outlet 523 window purge gas 524 connection portion purge gas 525 coil purge gas 526 reaction chamber purge gas 527 dispersion vessel 600 heated joint 601 the lower flange 602 gas introduction pipe 603 carbon graphite heater 604 heating slit 605 carbon graphite heater electrode 1
606 Carbon graphite heater electrode 2
607 Carbon graphite cap nut 608 Carbon graphite cap nut
609 Power introduction terminal 1
610 Power introduction terminal 2
611 Ceramic insulating plate 612 Insulating double pipe 613 Upper flange 614 Guide disk 615 Purge gas pipe

Claims (11)

基板を支持加熱するための複数のサセプタを傾斜させてブレード状に配置した回転可能な回転ブレードサセプタを備え、加熱した当該回転ブレードサセプタが回転してCVDガスを吸引排気し、当該CVDガスが分解して当該サセプタの上に載置した基板に膜を成長させる製造装置。 Provided with a rotatable rotating blade susceptor that tilts a plurality of susceptors for supporting and heating the substrate and arranged in a blade shape. The heated rotating blade susceptor rotates to suck and exhaust CVD gas, and the CVD gas decomposes. Then, a manufacturing apparatus for growing a film on the substrate placed on the susceptor. 前記回転ブレードサセプタを回転させるシャフトがあり、当該シャフト内部がCVD排気管と接続されてあり、当該排気管内部を加熱する機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の製造装置。 The manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a shaft for rotating the rotating blade susceptor, the inside of the shaft being connected to a CVD exhaust pipe, and a mechanism for heating the inside of the exhaust pipe. 前記加熱が誘導加熱、ランプ加熱、抵抗加熱、またはこれらの組み合わせで加熱されることを特徴とする請求項1、2記載の製造装置。 The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the heating is performed by induction heating, lamp heating, resistance heating, or a combination thereof. 傾斜させた前記ブレードサセプタを垂直に見込むように当該ブレードサセプタの温度または光反射率を測定する測定装置の光路軸を設定したことを特徴とする請求項1〜3記載の製造装置。 4. The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein an optical path axis of a measuring device for measuring temperature or light reflectance of the blade susceptor is set so that the inclined blade susceptor is vertically viewed. 前記基板が前記ブレードサセプタの表面に取り外し可能なカバーを備え、当該カバーの上に基板を載置することを特徴とする請求項1〜4記載の製造装置。 The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the substrate includes a removable cover on a surface of the blade susceptor, and the substrate is placed on the cover. 前記CVDガスが低くても200℃以上に加熱された加熱継手を経由して供給されることを特徴とする請求項1〜5記載の製造装置。 The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the CVD gas is supplied via a heating joint heated to 200 ° C. or higher even if the CVD gas is low. 前記加熱継手の加熱が同軸の複数のシリンダー抵抗発熱体に電流を通じることで加熱が行われ、中心のシリンダー抵抗発熱体を前記CVDガスが通過して供給されることを特徴とする請求項1〜6記載の製造装置。 2. The heating of the heating joint is performed by passing a current through a plurality of coaxial resistance heating elements, and the CVD gas is supplied through a central cylinder resistance heating element. The manufacturing apparatus of -6. 前記CVDガスが固体原料を加熱して気化させた気化ガスか、または固体原料と反応可能なハロゲンまたは水素を含むガスと反応させて発生させた反応ガスであることを特徴とする請求項1〜7記載の製造装置。 The CVD gas is a vaporized gas obtained by heating and vaporizing a solid material, or a reaction gas generated by reacting with a gas containing halogen or hydrogen capable of reacting with the solid material. 7. The manufacturing apparatus according to 7. 前記CVDガスが固体原料を加熱して気化させた気化ガスか、または固体原料と反応可能なハロゲンまたは水素を含むガスと反応させて発生させた反応ガスであることを特徴とする請求項1〜8記載の製造装置。 The CVD gas is a vaporized gas obtained by heating and vaporizing a solid material, or a reaction gas generated by reacting with a gas containing halogen or hydrogen capable of reacting with the solid material. 8. The manufacturing apparatus according to 8. 前記サセプタと抵抗発熱体がカーボングラファイト製であることを特徴とする請求項1〜9記載の製造装置。 The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the susceptor and the resistance heating element are made of carbon graphite. 前記膜がシリコン、ゲルマニューム、カーボングラファイト、ガリューム、アルミニューム、インジューム、亜鉛、窒素、酸素、マグネシューム、リン、ボロンのいずれか、または複数を含む半導体膜、またはそれらの積層膜であることを特徴とする請求項1〜10記載の製造装置。 The film is a semiconductor film containing silicon, germanium, carbon graphite, gallium, aluminum, indium, zinc, nitrogen, oxygen, magnesium, phosphorus, boron, or a plurality thereof, or a laminated film thereof. The manufacturing apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015185750A (en) * 2014-03-25 2015-10-22 東京エレクトロン株式会社 vacuum processing apparatus
CN111501019A (en) * 2020-05-13 2020-08-07 深圳市纳设智能装备有限公司 Reaction chamber turbine structure for CVD equipment

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JP2015185750A (en) * 2014-03-25 2015-10-22 東京エレクトロン株式会社 vacuum processing apparatus
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