JPH01503703A - Ｍｏｃｖｄ装置用石英ガラス反応管 - 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】 発明の名称 ＭＯＣＶＤ装置用石英ガラス反応管 技術分・野 本発明は、単数又は複数の反応ガスを通す反応容器を有し、反応容器内に基板を 、主表面が流れ方向と概ね平行となるように配置してなるＭＯＣＶＤ装置用反応 管に関する。

先行技術 請求の範囲１の前提部分に記載した周知反応管において一般に発生する問題とし て、反応ガス流と基板との間に拡散境界層が生成し、この境界層は反応容器の流 入側末端との距離が増すのに伴い基板表面との距離が大きくなる。これにより、 生成した膜の均一性が劣化する。

ところで本発明により、流れ方向でその距離が大きくなる拡散層の問題は反応ガ スを高い流速で基板付近を流すことにより解決できることか判明した。これによ り基板とほぼ平行に且つその主表面から僅かな距離を置いて延びた境界層が得ら れる。

更にこの場合１０〜１０００　ｍｂａｒの低い圧力で処理して材料使用量を低く 抑えねばならない。

しかしながら更に本発明により、請求の範囲１の前提部分に記載した周知反応管 では渦等が発生し、これにより均一混晶膜の形成が妨げられるので、円形断面の 周知反応管では流速を高め又場合によっては全圧を低くしても十分でないことが 認められた。

発明の説明 本発明は、単数又は複数の反応ガスを通す反応容器を有し、反応容器内に基板を 、主表面が流れ方向と概ね平行となるよう配置してなるＭＯＣＶＤ装置用反応管 を、設備費を大きく支出することなく高い流速と場合によっては低い圧力で均一 な流れ条件を達成できるよう改良することを課題とする。

この課題の本発明による解決法がその諸改良とともに請求の範囲に明示しである 。

本発明によれば反応容器が周知の如く石英ガラスからなり、少なくとも反応ガス の流れる範囲の横断面が長方形である。これにより基板の横幅にわたって同じ流 れ条件が達成される。

長方形の石英ガラス管は管の排気時発生する圧力差に対しあまり安定していない ので、反応容器を囲撓して保護管が設けである。保護管が端面側に反応ガス入口 を有し、これがフランジ要素と結合してあり、該要素に、反応容器に取り付けた フランジ要素をフランジ接合可能である。これにより、保護管のフランジから反 応容器の内部にかけて滑らかな流路が存在し、場合によっては該流路内で反応容 器長方形断面へのフランジ円形断面の適合を基板の範囲で、各種反応ガスの迅速 な「切換え」を妨げる死容積を生じることなく行うことができる。

取扱いや製造を簡素化し又特に温度差によるガラス破損の危険を減らすため反応 容器は片側のみ保護管と強固に結合しである。かかる構造において反応ガスが反 応容器から流出して保護管の（冷たい）壁に堆積するのを防止するため反応容器 、保護管間の隙間を掃気するようになっている。このため、反応容器と保護管と の間の空間を掃気することのできる保護ガス入口と反応ガス出口が被筒面に設け である。反応ガスは反応容器内に転向され、反応ガス出口に対応して反応容器に 設けた穴を通して流出する。反応ガスが保護管に流入するのを防止する拡散遮蔽 部が反応容器のガス流入側末端とは反対側の末端に設けである。

本発明の諸展開が従属請求の範囲に明示しである。

請求の範囲２によれば、サセプタは基板がフランジ要素の壁と同一平面上に配置 されるよう構成しである。

これにより、流れ条件の変更により基板の縦幅上に渦が発生しないよう確保しで ある。

請求の範囲３に明示した有利な１展開ではサセプタが単に反応容器の長さの一部 にわたって延設してあり、サセプタに続いて補償要素が設けてあり、これは反応 容器の入口側末端とは反対側の末端まで延びている。

請求の範囲４乃至６に明示した措置により一方で流れが反応容器の内部により渦 を生じることなく誘導され、他方で反応ガスが保護管に流入するのが防止される 。

請求の範囲７に明示した特徴では特に、保護管も石英ガラスからなり。保護管、 反応容器間の（気密）結合をガラス研磨により行うとき、研磨面が互いに押し付 は合うのを簡単に確保することが可能となるが、それは、外圧により負荷された 突き棒が反応容器を、研磨面が互いに押し付は合うことになる方向に付勢するか らである。

請求の範囲９により、本発明によるＭＯＣＶＤ反応管は主に２０ｍ／秒までの高 いガス速度及び／又は１０〜１０００　ｍｂａｒの低い圧力で■−■族混晶又は ＩＩ−ＶＩ族混晶を製造するのに使用することができる。特に、Ｍｏ添加及び／ 又はＡｓＨ３、ＰＨ３添加ＴＭＧａ、　１ＭＩｎ系にそれを使用することが可能 となる。生成した膜系はきわめて均一であり、死容積を避けて「鮮鋭」な膜系列 が得られる。

図面の簡単な説明 以下図面を参考に本発明の１実施例を詳しく説明する。

第１図は実施例の横断面図。

第２図はこの実施例の斜視図。

実施例の説明 図示した本発明による！１ｔ　ｏ　ｃ　Ｖ　Ｄ反応管は本来の反応容器１を有し 、これが保護管２に挿入しである。このため、図示実施例の場合石英ガラスから なる２本の管が研磨面３．４を有し、この研磨面が気密結合を実現する。更に保 護管２は端面側にフランジ５を有し、これが概略図示したガス供給装置からの反 応ガス入口として働き、又保護管２の円筒面には保護ガス人口６と反応ガス出ロ アがある。

フランジ５とは反対側の端面に保護管２がやはりフランジ８を有し、これは反応 容器１を保護管２内に支障な（挿入させ、フランジ板９で閉鎖可能である。

反応容器１は、基板１０がサセプタｌｌ上に配置してある範囲では横断面の下部 が円形、横断面の上部が長方形である（第２図）。これにより、基板１０上の流 れ条件が流れ方向を横切る方向で均一になるよう確保しである。フランジの円形 流入口又は研磨面３を流路の長方形状に拡張するのは、特に第２図かられかるよ うに、死容積等の現れることのないよう部分１２において連続的に行われる。

更に本発明では反応容器１の中央部にのみ基板１０が設けてあり、流れが転向さ れ従ってもはや流れ条件が一定していない後部には補償要素１２を設け、基板表 面と「同一面上で」成端しである。

補償要素１２に穴１３が設けてあり、これが反応ガス出ロアと一致しているので 、フランジ５から流入した反応ガスを再び取り出すことができる。

反応容器は後部の横断面がサセプタ１１又は補償要素１２の寸法より僅かに大き い寸法に狭まっている。保護管２、反応容器１間の空間に保護ガスが導入される ので反応容器後部のこの設計が拡散遮蔽部を形成しており、保護管、反応容器間 の後端を気密結合しなくてもよい。

この拡散遮蔽効果は約４５°傾いた平面１４を穴１３の上方に配置することで付 加的に促進される。この平面１４は高速反応ガス流用「そらせ板」として役立つ 。

これにより、反応ガスが穴１３又はフランジ７以外の別の箇所から流出して保護 管内に堆積するのが防止される。

フランジ板９が圧潰ねじ継手１５を有し、これに挿通した突き棒１６が面１４の 鼻端１７に接触している。突き棒１６は外圧と内圧との圧力差により反応容器の 方向に負荷されて両フランジ３．４を互いに圧縮させ、こうして気密結合を確保 する。

図示反応容器は少なくとも２つの２”ウェハを同時に処理できるよう長さ４５− １直径９０ｍｍの代表寸法を有ことな（本発明を説明してきたが、その枠内で各 種の変形態様も当然可能である。例えば別の寸法及び／又は材料も可能である。

しかしいずれにしても、得られる反応管は長方形の流路により２０ｍ／秒までの 高い流速と約１０〜１０００　ｍｂａｒの低い圧力で均一な膜の製造を可能とす る。反応容器の安定性は外側保護管により保証され、その不純物は保護ガス掃気 により最少限に抑えられる。死容積のない構造全体がガス種及び／又は添加物貫 挿の迅速な交換を可能とするので「鮮鋭」な膜境界が得られる。

国際調査報告 −一、、１１昏参内自「＾−書−く呻−・Ｓコ；τ、′；三己ミ／ロＣ二９７国 際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．単数又は複数の反応ガスを通す反応容器を有し、反応容器内に基板を、主表 面が流れ方向と概ね平行となるよう配置してなるＭＯＣＶＤ装置用反応管におい て、 −反応容器（１）が周知の如く石英ガラスからなり、少なくとも反応ガスの流れ る範囲の横断面が長方形である；−反応容器のガラス入口側末端にフランジ要素 （３）が設けてある； −保護管（２）が反応容器を囲撓している；−保護管が端面に反応ガス入口（５ ）を有し、これがフランジ要素（４）と結合してあり、該要素に反応容器のフラ ンジ要素（３）をフランジ接合可能であり、又被筒面に反応容器、保護管間の空 間の掃気を可能とする保護ガス入口（６）と反応ガス出口（７）とを有する；− 反応ガスが反応容器内に転向され反応容器の被筒面から流出する； −反応容器のガス入口側末端とは反対側の末端に拡散遮蔽部が設けてある 以上の特徴の組合せを特徴とする反応管。 ２．請求の範囲１記載の反応管において、サセプタ（１１）を、基板がフランジ 要素（３）の壁と同一平面上に配置されるよう構成したことを特徴とする反応管 。 ３．請求の範囲２記載の反応管において、サセプタを反応容器の長さの単に一部 にわたって延設し、サセプタに続いて補償要素（１２）を、反応容器入口端とは 反対側の末端まで延設したことを特徴とする反応管。 ４．請求の範囲３記載の反応管において、補償要素に通し穴（１３）を設け、こ の穴で反応容器の内部を保護管被筒面の反応ガス出口（７）と連絡することを特 徴とする反応管。 ５．請求の範囲３又は４記載の反応管において、反応容器を補償要素の横断面ま で狭めて拡散遮蔽部を形成したことを特徴とする反応管。 ６．請求の範囲５記載の反応管において、反応容器は横断面を狭めた範囲に平ら な境界壁部分（１４）を有し、該部分が補償要素の通し穴の上方に設けてあるこ とを特徴とする反応管。 ７．請求の範囲６記載の反応管において、保護管が反応ガス入口とは反対側の端 面にフランジ（８）を有し、これが端板（９）と結合可能であり、端板に挿通可 能な突き棒（１７）が反応容器の平らな境界壁部分に接触することを特徴とする 反応管。 ８．請求の範囲１乃至７のいずれか１項記載の反応管において、保護管も石英ガ ラスからなり、反応容器を保護管と研磨面結合により結合したことを特徴とする 反応管。 ９．２０ｍ／秒までの高いガス速度及び／又は１０乃至１０００ｍｂａｒの低い 圧力でＩＩＩ−Ｖ族混晶又はＩＩ−ＶＩ族混晶を製造するのに使用する請求の範 囲１乃至８のいずれか１項記載の反応管の用途。