JP4374786B2

JP4374786B2 - Ｃｖｄ装置および薄膜製造方法

Info

Publication number: JP4374786B2
Application number: JP2001048887A
Authority: JP
Inventors: 弘塩見
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: JP2002252176A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に薄膜を堆積させるＣＶＤ装置およびこれを用いた薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭化珪素や窒化ガリウム等の軽元素を含む半導体は、酸やアルカリ等に対する耐薬品性に優れるとともに、高エネルギー線に対する耐性も強く、耐久性に優れた半導体材料である。また、絶縁破壊電圧が高く高温でも半導体としての性質を失わないので、パワーデバイスや高温デバイスの材料としても利用されている。
【０００３】
このような半導体材料を用いたデバイスを作成するためには、大型欠陥（マイクロパイプ等）や積層欠陥等の格子欠陥のない高品質の単結晶薄膜を得る必要があり、一般的にはＣＶＤ装置を用いて製造されている。
【０００４】
ＣＶＤ装置としては、例えば、図３に示すような横型ホットゾーンＣＶＤ装置９０および図４に示すような縦型ホットゾーンＣＶＤ装置９１がよく知られている。横型ホットゾーンＣＶＤ装置９０は反応容器７０を具備し、この反応容器７０の対向する側面の一方にガス導入ノズル１５を、他方にガス排出ノズル１６を各々備えているとともに、反応容器７０内に発熱体１３と、反応容器７０の外から発熱体１３を誘導加熱するＲＦワークコイル２０とを備えている。また、反応容器７０内には発熱体１３から外部への熱輻射を防ぐ断熱材（断熱手段）１２を備えるとともに、反応容器７０外には、反応容器７０から外部への熱輻射を防ぐ反射板３１およびこの反射板３１を冷却する冷却管３２を備えている。
【０００５】
また、縦型ホットゾーンＣＶＤ装置９１は、横型ホットゾーンＣＶＤ装置９０を縦置きしたものであり、反応容器７０の下部のノズルをガス導入ノズル１５とし、上部のノズルをガス排出ノズル１６としたものである。
【０００６】
そして、例えば、炭化珪素の単結晶薄膜の製造においては、反応容器７０内にシランやプロパン等の原料ガスをガス導入ノズル１５から導入するとともに、ＲＦワークコイル２０によって誘導加熱される発熱体１３上で基板１４を１２００℃以上、通常は１５００℃程度にまで加熱し、導入ガスを基板１４上で反応させて基板１４上に炭化珪素膜を堆積させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなＣＶＤ装置を用いて薄膜を堆積させる場合、次のような問題が発生していた。横型ホットゾーンＣＶＤ装置９０の場合、ガス導入ノズル１５から導入されるガスが発熱体１３に接近して暖められる際に体積が膨張して密度が減少し、ガスが上昇して図示Ａのような自然対流を起こす。また、反応後のガスが発熱体１３から離れてガス排出ノズル１６に到達するまでの間に、ガスが発熱体１３から遠ざかることにより冷やされ、体積が収縮して密度が増加し、ガスは下降して図示Ｂのような自然対流をおこし、反応容器７０内のガス流の乱れを生じていた。
【０００８】
また、縦型ホットゾーンＣＶＤ装置９１の場合でも、反応後のガスが上昇してガス排出ノズル１６に到達するまでの間に、同様にガスが冷やされて下降し図示Ｃのような自然対流をおこし、反応容器７０内のガス流の乱れを生じていた。
【０００９】
このような、反応容器７０内でのガス流の乱れが生じると、原料ガスの基板１４への供給が不均一になり、基板１４に形成される薄膜が不均一になってしまう。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、反応器内でのガス流の乱れを抑制し、基板上に均一な薄膜を形成することが可能なＣＶＤ装置およびこれを用いた薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＣＶＤ装置は、ガスを基板上に輸送して反応させ基板上に薄膜を堆積させるＣＶＤ装置であって、ガスが下方から導入される内管と、内管の内側に設置され基板を加熱する発熱体と、発熱体の上方に設置され、発熱体を通り過ぎたガスの上向流を内管の外側に水平以下の方向に導いて排出させ、基板に対しては基板の表面に平行なガスの流れを形成可能とする第１整流手段と、を備え、発熱体は断熱手段を介して内管に設置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のＣＶＤ装置によれば、基板上への薄膜の堆積を行った後のガスが発熱体から遠ざかる際に、第１整流手段によって内管の外側に水平以下の方向に導かれるので、発熱体から遠ざかることにより冷却され密度が上昇するガスが内管内に逆流せず、発熱体近傍での自然対流によるガス流の乱れが抑制されて基板面に平行な流れが形成される。また、発熱体が断熱手段を介して内管に設置されていることによって、発熱体からの熱が内管の外側に伝わらないので、内管外に導かれるガスが加熱されずさらにスムーズに排出される。
【００１３】
ここで、第１整流手段は、下方に延在し内管よりも大径かつ内管と所定の距離離間して内管をガスの上向流に対向して覆う外管を形成することが好ましい。これにより、内管と外管との隙間を介してガスがさらに好適に排出される。
【００１４】
また、発熱体は、内管の上部の内面に内管と平行に設置されるとともに、基板を内管と平行となるように保持することが好ましい。これによって、簡易な構成で上記機能が十分に発揮される。
【００１６】
また、発熱体は基板と接触する面が内管に対して垂直を含む所定の角度を有し、さらにガスが基板上を平行に流れるべく整流する第２整流手段を内管内に備えることが好ましい。
【００１７】
これにより、基板が内管に対して垂直を含む角度を有して設置された場合でも、ガスが基板と平行に流れるので、基板付近でのガスの余分な乱れが抑制されるとともに、基板にガスが効率よく供給される。
【００１８】
また、発熱体は貫通孔が形成された水平板であるとともに、貫通孔にガスを導入する導入管が貫通孔の下部に連結され、第２整流手段は、導入管、貫通孔を介して導入されるガスを水平設置される基板に対して平行流とすべく上記導入されるガスに対向して配置される整流体を含むことが好ましい。
【００１９】
発熱体が水平であるので発熱体上に多くの基板を設置することが容易にされるとともに、導入管によってガスが基板と整流体との間に容易に導入され、さらに、整流体によって基板に平行なガス流が好適に形成される。
【００２０】
また、発熱体を水平方向に回転させる回転手段を備えることが好ましい。これにより、発熱体上の基板に供給されるガスが均一化され、さらに均一に薄膜を堆積させることが可能とされる。
【００２１】
また、導入管は、さらにガスを予熱することが好ましい。これによって、基板に到達する前のガスが予熱されるので、基板近傍での原料ガスの温度上昇が少なくされ、さらに基板近傍でのガスの余分な乱れが抑制される。
【００２２】
また、発熱体は、外部からの高周波誘導、または、通電によって発熱するものであることが好ましい。これによって、ＣＶＤ装置が簡易に構成されるとともに、発熱による基板の加熱が好適に行われる。
【００２３】
また、本発明に係る薄膜の製造方法は、上述のＣＶＤ装置を用いて、炭化珪素または窒化物半導体の薄膜を基板上に堆積することを特徴とする。本発明の製造方法によれば、本発明にかかるＣＶＤ装置を用いるので、均一な炭化珪素または窒化物半導体の薄膜が容易に得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るＣＶＤ装置およびこれを用いた薄膜の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、第１実施形態のＣＶＤ装置１００を示す断面図である。このＣＶＤ装置１００は、原料ガスを基板１４近傍で反応させて基板１４の表面に半導体等の薄膜を析出させるものであり、基板１４を加熱する発熱体１３と、発熱体１３が設置される内管１１と、内管１１を外側から覆う外管（第１整流手段）１０と、発熱体１３を外管１０の外部から高周波誘導加熱するＲＦワークコイル２０とを備えている。
【００２６】
内管１１は、垂直に配置された石英製の円管であり、上端が開口されている一方、下端はガス導入ノズル１５を備える下部フランジ１８により閉じられている。
【００２７】
外管１０は、上端がドーム状に閉じられた、内管１１よりも径の大きい石英製の円管である。そして、この外管１０は、内管１１との間に半径方向に所定の隙間１９を有して内管１１を上部から覆うとともに、下端が下部フランジ１８に固定されている。また、内管１１と外管１０との各々の下端部によって、ガス排出ノズル１６が形成されている。
【００２８】
発熱体１３は、炭化珪素コーティングされたグラファイト製の板であり、外部のＲＦワークコイル２０によって誘導加熱される。この発熱体１３は、発熱体１３の熱を内管１１側に伝えないようにする断熱材（断熱手段）１２を介して内管１１の内面の上部に固定されている。そして、基板１４は、発熱体１３の表面に基板１４の表面が内管１１と平行になるように密着保持されている。
【００２９】
ＲＦワークコイル２０は高周波の磁束を発生するものであり、これによって発熱体１３内に渦電流を誘導させ、渦電流によるジュール熱によって発熱体１３を発熱させる。そして、発熱体１３は、熱伝導によって発熱体１３上の基板１４を最高温度２２００℃程度まで加熱する。このＲＦワークコイル２０の出力は、図示しない放射温度計によって測定される基板１４および発熱体１３の温度に基づいて制御され、基板１４の温度が所望の温度に維持される。
【００３０】
ＲＦワークコイル２０の外側には、外管１０を透過して外側に放射される輻射熱を逃がさないようにするための反射板３１と、反射板３１の外側に設置され、反射板３１を水冷する冷却管３２を備えている。また、外管１０の上方には、外管１０を冷却するファン３５を備えている。
【００３１】
次に、本実施形態のＣＶＤ装置１００による作用について説明する。
【００３２】
まず、ガス導入ノズル１５からキャリアガスを流しながら、ＲＦワークコイル２０を駆動して発熱体１３を加熱し、発熱体１３上の基板１４の温度を所定のエッチング温度にする。そして、エッチング温度に達したらガス導入ノズル１５からエッチングガスを流して基板１４の表面のエッチングを行う。その後、さらに基板１４を所定の堆積温度にまで上昇させ、ガス導入ノズル１５から原料ガスを導入する。
【００３３】
導入された原料ガスは、内管１１を下方から上昇し所定の温度に加熱されている発熱体１３に接近する。このとき、ガスが加熱されて膨張し、密度が低下して浮力により上昇しようとするが、この方向は内管１１内のガスの流れる方向と同じなので、内管１１内の発熱体１３の下部付近のガス流れをほとんど乱さない。そして、原料ガスは加熱されて反応を起こし、基板１４上に所望の物質の薄膜を形成する。
【００３４】
反応後のガスはさらに上方に流れ、基板１４から遠ざかって発熱体１３の近傍の領域を通過する。発熱体１３から離れたガスは、加熱源を失うとともに外管１０のドーム状部分と接近することにより冷却されるが、ガスは外管１０のドーム状部分によって下向きに向きを変えられ、外管１０と内管１１との間の隙間１９に導かれ、この隙間１９を通って下降し、さらに冷却されながらスムーズにガス排出ノズル１６から排出される。このため、内管１１内に冷却されたガスが密度の低下によって下降・逆流することによって起こる、発熱体１３上部付近での自然対流によるガス流の乱れが抑制されて基板１４上に平行なガスの流れが形成される。これによって、原料ガスが均一に基板１４に供給されて反応することとなるので、基板１４上に薄膜が均一に堆積される。
【００３５】
また、発熱体１３と内管１１との間に断熱材１２を備えていて、発熱体１３の熱が内管１１を介して隙間１９側に伝達されないので、隙間１９を下降するガスが再加熱されることも防止され、さらにスムーズに排出される。
【００３６】
なお、基板の温度は特に限定されないが、例えば、窒化物半導体の場合は９００℃以上が好ましく、また炭化珪素の場合には１３００℃以上が好ましく１５００℃以上が一層好ましい。このような高温ＣＶＤの場合熱対流がさらに顕著になるが、本実施形態のＣＶＤ装置１００によればガス流の乱れが充分効果的に抑制されるので、均一な薄膜を得ることが可能である。
【００３７】
つぎに、第２実施形態のＣＶＤ装置２００について図２を参照しながら説明する。第２実施形態のＣＶＤ装置２００が第１実施形態のＣＶＤ装置１００と違うところは、基板１４を水平に保持しつつ基板１４を加熱する水平発熱体（発熱体）４１と、水平発熱体４１を回転させる軸となるとともに、原料ガスを基板１４に導く導入路となり、さらに原料ガスを予熱する管軸（導入管）４０と、管軸４０を水平回転させる駆動装置（回転手段）５０と、管軸４０によって導入されるガスを水平設置される基板１４に平行に流すとともに水平発熱体４１と同様にＲＦワークコイル２０によって誘導加熱される整流体（第２整流手段）３６と、基板１４近傍の熱が下方に輻射することを防ぐべく水平発熱体４１の下に設置された第２断熱材３７と、基板１４近傍の熱が上方に輻射することを防ぐべく整流体３６の上に設置された第２断熱材３８とを備えている点である。
【００３８】
水平発熱体４１は炭化珪素コーティングされたグラファイト製の円盤であって、内管１１内に水平配置されている。この水平発熱体４１は複数の基板１４をその上に水平に載置可能であって、垂直等に基板１４を保持する場合と比べて１度に多くの枚数の基板１４が処理可能とされている。またこの水平発熱体４１は、ＲＦワークコイル２０によって誘導加熱され基板１４を加熱する。さらに、水平発熱体４１はその中心に垂直貫通孔が形成され、この貫通孔を介して下方から原料ガスを導入する管軸４０が水平発熱体４１から垂直下方に接続されている。
【００３９】
管軸４０の下端は下部フランジ１８を貫通するとともに、回転可能に下部フランジ１８に軸支されている。管軸４０は図示しないヒーターを備えていて、内部を通る原料ガスを適切な温度に予熱しつつ水平発熱体４１の貫通孔へ到達させる。さらに、管軸４０で下部フランジ１８よりも下方の部分は駆動装置５０に接続されており、所定速度で管軸４０を回転することにより、基板１４を載置する水平発熱体４１が回転運動する。
【００４０】
整流体３６は、内管１１内で水平発熱体４１に対向するとともに、内管１１の内面に断熱材１２を介して固定されている発熱体１３との間に隙間を有する箱状のものであり、水平発熱体４１の貫通孔から導入される原料ガスの流れの向きを、基板１４の表面と平行に流れるように変えるとともに、基板１４を通過したガスが発熱体１３に沿って内管１１を上昇して外管１０のドーム状部分に向かうように変える。
【００４１】
このようなＣＶＤ装置２００においては、ガス導入ノズル１５から導入される原料ガスは管軸４０中で予熱された後、水平発熱体４１の貫通孔でさらに加熱されて上昇する。そして、原料ガスは整流体３６に当たって流れの方向が変えられ、基板１４上を流れて基板１４上に薄膜を堆積させる。その後、ガスは発熱体１３によって再び流れの向きを変えられ、発熱体１３と整流体３６の隙間を通って上方に流れ、内管１１よりも上に出たガスは外管１０のドーム状部分によって向きを変えられ、隙間１９を介して排出される。
【００４２】
このとき、第１実施形態のＣＶＤ装置１００と同様に、排出されるガスが冷却による密度の低下によって内管１１内に戻って逆流等をおこさず、内管１１内でのガス流の乱れが抑制されているので、基板１４上に整流体３６による平行な流れが形成され、基板１４上に均一な薄膜を形成することが可能とされている。
【００４３】
また、必要に応じて駆動装置５０を駆動して水平発熱体４１を回転させることにより、基板１４が動かされてガス濃度の更なる均一化が図られ、さらに均一な薄膜の析出が可能とされている。
【００４４】
また、管軸４０によって導入されるガスが予熱されるので、水平発熱体４１の貫通孔付近でのガスの温度変動が緩和されてガス流の乱れがさらに抑制されている。
【００４５】
また、発熱体１３および発熱する整流体３６を備えていて内管１１と整流体３６との間を上昇するガスが冷却されないので、ガス流の乱れがさらに抑制されている。なお、内管１１と整流体３６との間を上昇する距離が短い場合は、発熱体１３を備えなくても構わない。
【００４６】
以下、上記実施形態のＣＶＤ装置１００，２００の効果を確認すべく、本発明者が実施した実施例、比較例について述べる。
【００４７】
（実施例１）
第１実施形態のＣＶＤ装置１００を用いて、以下の手順で基板１４上に炭化珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。
【００４８】
まず、５０ｍｍφの４Ｈ−ＳｉＣ｛０００１｝基板の調製を行った。この基板は、改良レーリー法により成長させたインゴットをスライスし、鏡面研磨することにより作成したものであり、ショットキー障壁の容量―電圧特性から求めた実効ドナー密度は１〜３×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚さは３３０μｍであった。そして、この基板を溶融水酸化カリウムで５００℃、１０分間エッチングした。その結果、マイクロパイプ密度１０〜１００ｃｍ^-2、らせん転位密度５×１０³〜２×１０⁴ｃｍ^-2程度の欠陥が存在することが分かった。そして、基板を再研磨し、鏡面仕上げし、さらに有機溶媒、王水およびフッ酸で順に洗浄した後、脱イオン水でリンスして、基板１４とした。
【００４９】
つぎに、この基板１４上に薄膜を堆積させた。まず、基板１４を発熱体１３上にセットし、ガス置換と高真空排気を数回繰り返した。つぎに、キャリアガスである水素を導入しながら１３００℃まで基板１４を昇温したのち、塩化水素／水素ガスによって基板１４を所定時間気相エッチングした。つぎに、基板温度を１５００℃にし、原料ガスとしてシランとプロパンガスをガス導入ノズル１５を介して導入し次のように薄膜を２層堆積させた。まず、実効ドナー密度３〜４×１０¹⁷ｃｍ^-3のｎ型ＳｉＣバッファ層を２．６μｍ堆積させ、つぎに、実効ドナー密度１〜２×１０¹⁶ｃｍ^-3のｎ型活性層を１２μｍ堆積させた。ここで、ｎ型伝導性の制御は堆積中に窒素ガスを添加することにより行った。成長条件の詳細を表１に示す。
【表１】

【００５０】
（比較例１）
外管１０を備えず、ガスが下から上に流通する従来の縦型ホットゾーンＣＶＤ装置９１（図４参照）用いた以外は、実施例１と同様に基板１４上に炭化珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。
【００５１】
ここで、成長させた炭化珪素単結晶薄膜の表面を微分干渉光学顕微鏡で観察したところ、実施例１で得た薄膜の表面は全面が鏡面状態となっていた。これに対して、比較例１で得た薄膜の表面は、ガスの出口側において表面の曇りが見られた。また、薄膜の膜圧の均一性を比較したところ、実施例１で得た薄膜の膜厚の水平方向のばらつきは３％以内であったのに対し、比較例１で得た薄膜の膜厚の水平方向のばらつきは７％以上であった。
【００５２】
これによって、本願発明により、ＣＶＤ装置内でのガス流の乱れを抑制し、基板１４に均一な薄膜を形成することが可能なＣＶＤ装置を提供できることが確認された。
【００５３】
（実施例２）
第２実施形態のＣＶＤ装置２００を用い、表２に示す条件の下、実施例１と同様に用意した５０ｍｍφの４Ｈ−ＳｉＣ｛０００１｝基板を６枚同時に設置した以外は実施例１と同様に、かつ、水平発熱体４１を回転させないで炭化珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。
【表２】

【００５４】
（比較例２）
内管１１を備えず、ガスが水平方向に流通する従来の横型ホットゾーンＣＶＤ装置９０（図３参照）を用いた以外は、実施例２と同様に炭化珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。
【００５５】
その結果、堆積した薄膜の中心部は、実施例２、比較例２ともに鏡面であった。しかし、実施例２で得られた６枚の基板の中心部の薄膜の膜厚のばらつきは５％以下であったのに対し、比較例２で得られた６枚の基板の中心部の薄膜の膜厚のばらつきは１０％であった。
【００５６】
これによっても、本願発明により、ＣＶＤ装置内でのガス流の乱れを抑制し、基板１４に均一な薄膜を形成することが可能なＣＶＤ装置を提供できることが確認された。
【００５７】
（実施例３）
水平発熱体４１を管軸４０の回転により１分間に１０回転させる以外は、実施例２と同様に炭化珪素薄膜のエピタキシャル成長を行った。実施例２で得られた６枚の基板の中心部の膜厚のばらつきは５％以下であったのに対し、実施例３で得られた６枚の基板の中心部の膜厚のばらつきは３％以下であった。これによって、基板１４を回転することにより、さらに均一な薄膜の堆積が可能であることが確認された。
【００５８】
なお、本発明に係るＣＶＤ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形態様をとることが可能である。
【００５９】
例えば、第１および第２実施形態では、外管１０によってガスを内管１１外にかつ下方に排出させているがこれに限られない。例えば、内管１１の上方に平板を配置して、ガスを内管１１の外に水平に排出させても構わない。
【００６０】
また、第１および第２実施形態では、内管１１を垂直に設置しているが、これに限られず、例えば、垂直に対して±３０度程度傾けて設置しても、ほぼ同様の作用効果が得られる。
【００６２】
また、第２実施形態では、基板１４を水平に配置しているが、斜めに配置しても構わない。この場合は、ガスが、斜めに配置された基板と平行に流れるように整流体の形状を変えて構成する必要がある（例えば、下方から導入されるガス流に対向するクサビ形状を有し、このクサビ形状に従って斜めの基板上にガスが平行に流れるようにする整流体）。
【００６３】
また、第１および第２実施形態では、発熱体１３、水平発熱体４１あるいは第２断熱材３８は外部のＲＦワークコイル２０からの高周波誘導によって発熱するが、これに限られず、通電等によって発熱するものであってもよい。
【００６４】
また、第２実施形態では、管軸４０がヒーターを備えこれによってガスが予熱されるが、これに限られず、管軸４０の一部をグラファイト素材としＲＦワークコイル２０によって予熱してもよいし、水平発熱体４１の熱を伝達させて管軸４０を予熱してもよい。さらに、管軸４０に導入される前のガスを他の予熱手段で予熱してもよい。また、基板１４の温度が低い等の場合は、予熱しなくても構わない。
【００６５】
また、第２実施形態では、水平発熱体４１上を回転させるための駆動装置５０を備えているが、これを備えなくてもよい。
【００６６】
また、本発明の実施例では、炭化珪素薄膜の製造を行っているが、他の物質の薄膜、例えば、窒化物半導体等の薄膜の製造においても同様の作用効果を得ることができるのは言うまでもない。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のＣＶＤ装置によれば、基板上への薄膜の堆積を行った後のガスが発熱体から遠ざかる際に、整流手段によってガスが内管の外側に水平以下の方向に導かれ、発熱体から遠ざかることにより冷却され密度が上昇するガスが内管内に逆流せず、発熱体近傍での自然対流によるガス流の乱れが抑制され基板面に平行な流れが形成される。これによって、基板への均一なガスの供給が可能になるので基板上に均一な薄膜を形成することが可能となる。また、発熱体が断熱手段を介して内管に設置されていることによって、発熱体からの熱が内管の外側に伝わらないので、内管外に導かれるガスが加熱されずさらにスムーズに排出される。
【００６８】
また、本発明の薄膜の製造方法によれば、本発明のＣＶＤ装置によって炭化珪素や窒化物系半導体の均一な薄膜を容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のＣＶＤ装置を示す模式図である。
【図２】第２実施形態のＣＶＤ装置を示す模式図である。
【図３】従来の横型ホットゾーンＣＶＤ装置を示す模式図である。
【図４】従来の縦型ホットゾーンＣＶＤ装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１０…外管（第１整流手段）、１１…内管、１２…断熱材（断熱手段）、１３…発熱体、１４…基板、１９…隙間、３６…整流体（第２整流手段）、４０…管軸（導入管）、４１…水平発熱体（発熱体）、５０…駆動装置（回転手段）、１００，２００…ＣＶＤ装置。

Claims

ガスを基板上に輸送して反応させ前記基板上に薄膜を堆積させるＣＶＤ装置であって、
前記ガスが下方から導入される内管と、
前記内管の内側に設置され前記基板を加熱する発熱体と、
前記発熱体の上方に設置され、前記発熱体を通り過ぎたガスの上向流を前記内管の外側に水平以下の方向に導いて排出させ、前記基板に対しては前記基板の表面に平行なガスの流れを形成可能とする第１整流手段と、を備え、
前記発熱体は断熱手段を介して前記内管に設置されていることを特徴とする、ＣＶＤ装置。
前記第１整流手段は、下方に延在し前記内管よりも大径かつ前記内管と所定の距離離間して前記内管を前記ガスの上向流に対向して覆う外管を形成することを特徴とする、請求項１に記載のＣＶＤ装置。
前記発熱体は、前記内管の上部の内面に内管と平行に設置されるとともに、前記基板を前記内管と平行となるように保持することを特徴とする、請求項１または２に記載のＣＶＤ装置。
前記発熱体は前記基板と接触する面が前記内管に対して垂直を含む所定の角度を有し、さらに前記ガスが前記基板上を平行に流れるべく整流する第２整流手段を前記内管内に備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のＣＶＤ装置。
前記発熱体は貫通孔が形成された水平板であるとともに、前記貫通孔に前記ガスを導入する導入管が前記貫通孔の下部に連結され、前記第２整流手段は前記導入管、前記貫通孔を介して導入されるガスを水平設置される基板に対して平行流とすべく前記導入されるガスに対向して配置される整流体を含むことを特徴とする、請求項４に記載のＣＶＤ装置。
前記発熱体を水平方向に回転させる回転手段を備えることを特徴とする、請求項５に記載のＣＶＤ装置。
前記導入管は、さらに前記ガスを予熱することを特徴とする、請求項５または６に記載のＣＶＤ装置。
前記発熱体は、外部からの高周波誘導、または、通電によって発熱するものであることを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
請求項１〜８のＣＶＤ装置を用いて、炭化珪素または窒化物半導体の薄膜を前記基板上に堆積することを特徴とする、薄膜の製造方法。