JPH01283918A - 光気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光照射のもとて基板情に化合物半導体等を結
晶成長させる際用いられる光気相成長装置に関する。

〔従来の技術１ 従来の気相成長装置においては、第４図の如く原料ガス
の吹出口と、光照射窓のパージ用ガスの吹出口が共にリ
アクタ端に位置し、それぞれの吹出口から仕切板開口部
までの距離は、はぼ同一であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来の技術では、仕切板開口部における
原料ガスの流速と、光照射窓のパージ用ガスの流路がほ
ぼ等しくないと、流速の大きい方のガスが流速の小さい
方のガスの流路に流れ込み、これによって原料ガスの流
れに乱れが生じて、成長膜の膜厚、キャリア濃度等にム
ラが生じるばかりか、原料ガスの流速の方が光照射窓の
パージ用ガスの流速より大きい場合、仕切板上部に侵入
した原料ガスは反応励起光により分解して光照射窓に付
着し、光照射効率を低下させるという問題点を有する。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは膜厚、キャリア濃度等が一様で良
質の膜質をもつ結晶膜を容易に成長することが可能な光
気相成長装置を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光気相成長装置は、気相成長室が、原料ガスの
流路と、光照射窓への原料ガス付着防止用 様４スの流路とに、窓直下に開口部を有する仕切板によ
って分割された光気相成長装置において、上記光照射窓
のパージ用ガスの吹出口が、原料ガスの吹出口と比べて
仕切板開口部に近い場所に存在することを特徴とする。

［実　施　例］ 本発明の一実施例として有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ
）装置に応用した場合を第１図に示す。

気相成長室は、基板加熱用のカーボンサセブクーを除き
すべて石英で構成されており、仕切板下側に原料ガスを
流す、光照射窓のパージ用ガスは、仕切板の上側の開口
部近くまで石英ガラス製の導入管によって導かれた後、
リアクター内に吹き出す。

第２図及び第５図に本発明の気相成長装置と、従来の気
相成長装置を用いて、ＧａＡｓ基板上にＡＩ　ＧａＡｓ
、単結晶を成長させた場合に、原料ガスと光照射窓のパ
ージ用ガスの流量比を変化させ、その時のウェハ面内に
おける膜厚の最大値と最小値の比をプロットしたグラフ
を示す。

従来例（第５図）では、単位断面積当たりの流量比が１
．１５＜らいのとき膜厚の最大値と最小値の比が極小値
をとっており、膜厚分布が±ｌＯ％以内に入るのは流量
比が、１．ｌから１．２の狭い範囲のみである。一方、
本実施例（第２図）では流量比が、１．２から１．７ま
での広い領域に渡って、膜厚分布が±ｌＯ％以内に入っ
ている。

どちらの場合も光照射窓のパージ用ガスの流量が少ない
領域では、ウェハのガスの流れに対して上流側の膜厚が
厚く、下流側が薄い、これは光照射窓はじめ仕切板上部
に原料ガスが付着することと合わせて、開口部を通じて
仕切板上側へ原料ガスが侵入していることを示嗟する。

窓パージガスの流量を殖やしてゆくと、ウェハの窓直下
部分の膜厚が他の部分に比べて厚くなり膜厚分布が悪く
なる。これは上述の場合とは逆に、光照射窓へのパージ
用ガスが仕切板下側へ侵入していることに起因するが、
本発明と従来例とを比べると従来例では流量バランスが
１．２を越えると膜厚分布が１０％を越えるのに対し１
本発明では流量比１．７まで膜厚分布が１０％の範囲内
に収まっている。

本発明の気相成長装置では光照射窓のパージ用ガスを仕
切板開口部直近まで石英管で導き吹き出させているので
、窓パージガスは開口部では下流向きの指向性の強い、
しかも流速の大きいガス流となり、原料ガスが仕切板上
側に侵入するのを防ぐと共に、窓パージガス自身も仕切
板下側へ拡散しにくくなっている。

第３図は本発明の他の実施例を示す、仕切板をリアクタ
の上側にずらし光照射窓のパージ用ガスの流路を狭くす
ると同時に、窓パージ用ガスの吹出口の形状を第３図（
ｂ）の如く、円形から平板状に変更する。仕切板と結晶
成長に用いる基板の距離を離すことにより、光照射窓の
パージ用ガスの仕切板下部への侵入による基板付近にお
ける原料ガスの流れに与える影響を最小限に押さ＾、−
様な膜厚分布を得ると共に、吹出口の膜幅を広げ仕切板
開口部上側を完全に窓パージガスでおおって原料ガスの
仕切板上側への侵入を防ぐ０本実施例においても前述の
第１の実施例と同様に、光照射窓への原料ガスの分解生
成物の付着は認められず、また膜厚分布は単位断面積当
りの流量比が１．２から１．９の領域で±１０％の範囲
に収まる８ 〔発明の効果１ 以上述べたように本発明によれば、光照射窓のパージ用
ガスの吹出口を仕切板開口部近くまで延ばしたことによ
り、従来技術では単位断面積当りの原料ガスと窓パージ
ガスの流量比がほぼｌでなければ−様な膜厚分布をもつ
エピタキシャル成長膜が得られなかったところを、窓パ
ージガスの単位断面積当りの流量の方が多い領域では広
い範囲に渡って−様な膜厚分布の成長膜が得られる。

またエピタキシャル成長を重ねると、リアクタ内部に原
料ガスが付着するなどしてリアクタ内におけるガスの流
れが少しづつ変化し原料ガスと光照射窓パージ用ガスの
流量バランスがくずれ、膜厚分布が悪くなる。従来の気
相成長装置で−様な膜厚分布を保つためには各成長毎に
流量比を制御することが必要であるが、本発明によれば
窓パージガスの流量を原料ガスの流量に比べて高めに設
定しておけば、流量比の自由度が大きいので流量バラン
スを調整する必要がない。

この様に本発明は、−様な膜厚分布のエピタキシャル成
長膜が得られるという点では、デバイス製造という観点
で見た場合歩留り向上という効果が、また−様な膜厚分
布を有する成長膜を得るために毎回流量バランスを変更
する必要がないという点では作業効率の向上という効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光気相成長装置の成長室の一実施例を
示す主要断面図、第２図は本発明の光気相成長装置にお
いて単位断面積当りの窓パージガスと原料ガスの流量比
を変化させた時の膜厚分布の変化を示す図、第３図（ａ
）（ｂ）は本発明の他の実施例を示す成長室の主要断面
図及び窓パージガスの吹出口を示す図、第４図は従来の
光気相成長装置の成長室を示す主要断面図、第５図は従
来の光気相成長装置において単位断面積当りの窓パージ
ガスと原料ガスの流量比を変化させた時の膜厚分布の変
化を示す図である。 ｌ・・・カーボンサセブクー ２・・・半導体基板 ３・・・ＲＦコイル ４・・・仕切板 ５・・・仕切板開口部 ６・・・光照射窓パージ用ガス導入管 ７・・・光照射窓パージ用ガス ８・・・原料ガス ９・・・排気 以上 ／、０　　　　　／、２　　　　　／・４′ｌ・ｂ″８
９ノ　ユ　　； （の）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　気相成長室が、原料ガスの流路と、光照射窓への原料
   ガス付着防止用ガスの流路とに、窓直下に開口部を有す
   る仕切板によって分割された光気相成長装置において、
   上記光照射窓のパージ用ガスの吹出口が原料ガスの吹出
   口と比べて仕切板開口部に近い場所に存在することを特
   徴とする光気相成長装置。