JPH02196093A - 化合物半導体気相成長用反応器 - Google Patents
化合物半導体気相成長用反応器Info
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
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、ハイドライドＶＰＥ法でＧ ａ Ａ ｓ ＋
−、ｐ、（一般にはＧａＡｓを含む）を成長させる系
において■族元素であるガリウムを塩化水素と反応させ
、液相のガリウムを気相の塩化ガリウムとして供給する
ために主として用いられる化合物半導体気相成長用反応
器に関する。
−、ｐ、（一般にはＧａＡｓを含む）を成長させる系
において■族元素であるガリウムを塩化水素と反応させ
、液相のガリウムを気相の塩化ガリウムとして供給する
ために主として用いられる化合物半導体気相成長用反応
器に関する。
（従来の技術）
多数枚のＧａＡｓ＋−ｘ ｐ、ｌを一度にしかも均一性
よくエピタキシャル成長させるためには縦型エピタキシ
ャル成長炉が一般的に用いられる。
よくエピタキシャル成長させるためには縦型エピタキシ
ャル成長炉が一般的に用いられる。
上記した塩化ガリウムを生成される反応を式で示せば次
の通りである。
の通りである。
Ｇａ （ｆ）＋ＨＣ１（ｇ） −〜９００
℃ ＧａＣ１（ｊり十％Ｈｚ （ｇ） 縦型エピタキシャル成長炉で従来用いられているＧａ反
応器（又はＧａ容器）２ａとしては、第８図に示したご
とく、容器本体４ａと蓋体６ａとからなる構造のものが
知られている。この反応器２ａは、容器本体４ａの底壁
の中央部に立設されたＨＣｌガスの導入路８ａを有し、
かつ蓋体４ａの下面には一枚の仕切＋７ｉ１０ａが垂設
されている、該導入路８ａから容器本体４ａ内に導入さ
れたＨＣｌガスは容器本体４ａ内のＧａメルトｇの表面
と該仕切板１０ａの下端部によって形成された間隙１２
ａを通過するときに互いに反応し、ＧａＣ１となって容
器本体４ａの周縁部に形成された複数個の出口１４ａか
ら排出される。この反応器２ａは縦型エピタキシャル成
長炉から取り外すことができるため、反応後のＧａの減
少量を計量し、Ｇａを補充することが容易に行えるとい
う利点がある。しかし、このＧａ反応器２ａにおいては
、蓋体４ａの下面に一枚の仕切板１０ａが垂設されてい
るに過ぎないから、Ｇａメルト８表面上のＨＣｌガスの
流路は短＜ ＨＣｊ！ガス量の増加に伴い、ＧａとＨ（
ｌガスとの反応効率が低下するという欠点があった。
℃ ＧａＣ１（ｊり十％Ｈｚ （ｇ） 縦型エピタキシャル成長炉で従来用いられているＧａ反
応器（又はＧａ容器）２ａとしては、第８図に示したご
とく、容器本体４ａと蓋体６ａとからなる構造のものが
知られている。この反応器２ａは、容器本体４ａの底壁
の中央部に立設されたＨＣｌガスの導入路８ａを有し、
かつ蓋体４ａの下面には一枚の仕切＋７ｉ１０ａが垂設
されている、該導入路８ａから容器本体４ａ内に導入さ
れたＨＣｌガスは容器本体４ａ内のＧａメルトｇの表面
と該仕切板１０ａの下端部によって形成された間隙１２
ａを通過するときに互いに反応し、ＧａＣ１となって容
器本体４ａの周縁部に形成された複数個の出口１４ａか
ら排出される。この反応器２ａは縦型エピタキシャル成
長炉から取り外すことができるため、反応後のＧａの減
少量を計量し、Ｇａを補充することが容易に行えるとい
う利点がある。しかし、このＧａ反応器２ａにおいては
、蓋体４ａの下面に一枚の仕切板１０ａが垂設されてい
るに過ぎないから、Ｇａメルト８表面上のＨＣｌガスの
流路は短＜ ＨＣｊ！ガス量の増加に伴い、ＧａとＨ（
ｌガスとの反応効率が低下するという欠点があった。
また、第９図に示すごとく、一体的な密閉構造を有する
Ｇａ反応器２ｂも知られている。この反応器２ｂは、上
面の周縁部にＨＣｌガスの導入路８ｂを有し、該反応器
２ｂの内部にはスパイラル状の仕切板１０ｂが設けられ
、この仕切板１０ｂによってスパイラル状のガス流路１
２ｂが形成される。このガス流路１２ｂは、該反応器２
ｂの下面の中央部に形成された排出路１４ｂに連通して
いる。この反応器２ｂは、スパイラル状のガス流路１２
ｂを有するためＨ（ｌガスの流路は長くなり、反応効率
は当然向上する。しかし、このＧａ反応器２ｂは、密閉
構造のためＧａの補充交換が難しく、また内部のエツチ
ング、洗浄も困難であった。また、スパイラル構造の場
合、塩化ガリウムを反応器２ｂの周囲に一様に吹き出さ
せることは困難であった。
Ｇａ反応器２ｂも知られている。この反応器２ｂは、上
面の周縁部にＨＣｌガスの導入路８ｂを有し、該反応器
２ｂの内部にはスパイラル状の仕切板１０ｂが設けられ
、この仕切板１０ｂによってスパイラル状のガス流路１
２ｂが形成される。このガス流路１２ｂは、該反応器２
ｂの下面の中央部に形成された排出路１４ｂに連通して
いる。この反応器２ｂは、スパイラル状のガス流路１２
ｂを有するためＨ（ｌガスの流路は長くなり、反応効率
は当然向上する。しかし、このＧａ反応器２ｂは、密閉
構造のためＧａの補充交換が難しく、また内部のエツチ
ング、洗浄も困難であった。また、スパイラル構造の場
合、塩化ガリウムを反応器２ｂの周囲に一様に吹き出さ
せることは困難であった。
また、ＧａとＨ（ｌガスとの反応効率を高める別の方法
としてＧａ反応器自体の内容積を大きくし、ＨＣｌの反
応器内滞在時間を長くすることも有効である。しかし、
成長装置の寸法制限やガス乱流の低減目的からＧａ反応
器を太き（するのは自ずから限界があワた。
としてＧａ反応器自体の内容積を大きくし、ＨＣｌの反
応器内滞在時間を長くすることも有効である。しかし、
成長装置の寸法制限やガス乱流の低減目的からＧａ反応
器を太き（するのは自ずから限界があワた。
（発明が解決しようとする課Ｈ）
本発明は、上記した従来のＧａ反応器の欠点を解消する
ために発明されたもので、■ＧａとＨＣｌガスの反応効
率を高めることができ、■ＧａｔＱ少量の計量及びＧａ
の補充交換が容易で、容器のエツチング、洗浄も極めて
容易であり、■Ｇａ反応器から周囲３６０＠に均一にＧ
ａＣ１の原料ガスを流出させることができるようにした
化合物半導体気相成長用反応器を提供することを目的と
する。
ために発明されたもので、■ＧａとＨＣｌガスの反応効
率を高めることができ、■ＧａｔＱ少量の計量及びＧａ
の補充交換が容易で、容器のエツチング、洗浄も極めて
容易であり、■Ｇａ反応器から周囲３６０＠に均一にＧ
ａＣ１の原料ガスを流出させることができるようにした
化合物半導体気相成長用反応器を提供することを目的と
する。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明の化合物半導体気相
成長用反応器においては、液体原料を収容する容器本体
と、該容器本体の外周壁の上面にガス排出口となる間隙
を介して開閉自在に載置される容器蓋体とを具備し、ガ
ス供給口を該容器本体の底壁に開口し、該供給口に下端
が接続しかつ上端がガス供給出口となるガス供給管を該
容器本体の内部に立設し、該容器蓋体の下面に複数個の
仕切板を該ガス供給管を中心として同心円状に垂設せし
め、該仕切板の下端部にガス通過口を開穿し、かつ相隣
接する仕切板のガス通過口の開穿位置が少なくとも互い
に一致しないように形成し、該ガス供給口から反応ガス
を供給し、該容器本体内に該ガス通過口が閉塞されない
程度に収容された原料液体の液面に接触しながら流れる
反応ガスが原料液体と充分に反応した後原料ガスとなっ
て該ガス排出口から排出されるようにしたものである。
成長用反応器においては、液体原料を収容する容器本体
と、該容器本体の外周壁の上面にガス排出口となる間隙
を介して開閉自在に載置される容器蓋体とを具備し、ガ
ス供給口を該容器本体の底壁に開口し、該供給口に下端
が接続しかつ上端がガス供給出口となるガス供給管を該
容器本体の内部に立設し、該容器蓋体の下面に複数個の
仕切板を該ガス供給管を中心として同心円状に垂設せし
め、該仕切板の下端部にガス通過口を開穿し、かつ相隣
接する仕切板のガス通過口の開穿位置が少なくとも互い
に一致しないように形成し、該ガス供給口から反応ガス
を供給し、該容器本体内に該ガス通過口が閉塞されない
程度に収容された原料液体の液面に接触しながら流れる
反応ガスが原料液体と充分に反応した後原料ガスとなっ
て該ガス排出口から排出されるようにしたものである。
該仕切板の設置枚数は複数個であればよいが、該仕切板
の下端に開穿されるガス通過口の数との関係で最適のガ
ス流路が形成されるように設計される。該ガス通過口の
設置個数は特に制限はないが、例えば同一の仕切仮に一
個開穿するような場合には、ガス流路は当然長くなり、
仕切板の設置枚数を多くしなくても充分な長さのガス流
路を形成することができる。仕切板に一個のガス通過１
コを設ける場合には隣接する仕切板のガス通過口とは互
いに１８０°設置位置を違えて設ければ最も反応効率の
よいガス流路が形成される。また、同一の仕切板に二個
のガス通過口を開穿する場合には、互いに１８０°変位
した対象位置に設置し、かつ隣接する仕切板のガス通過
口とは互いに９０°設置位置を違えて設ければ最も反応
効率のよいガス流路が形成される。ただし、同一の仕切
仮のガス通過口の設置個数を増加すればするほど及び／
又はガス通過口の横幅を拡大すればするほどガスの流路
は短くなり、また仕切板の設置枚数が多くなればなるほ
どガスの流路は長くなる。したがって、最適の反応効率
を達成するためには、この仕切板の設置枚数とガス通過
口の設置個数とガス通過口の横幅を最適に設定すること
が必要であるさらに、内側の仕切板はガス流路を長くす
るためにガス通過口の設置個数を少なくし、充分な反応
が達成された後はＧａ反応器から周囲３６０゜に如何に
均一に原料ガスを流出させるかが問題となるから、外側
の仕切板のガス通過口の設置個数を多くするような構成
とすれば、充分な反応の達成と周囲への均一な流出とい
う二つの作用を良好に達成することができる。
の下端に開穿されるガス通過口の数との関係で最適のガ
ス流路が形成されるように設計される。該ガス通過口の
設置個数は特に制限はないが、例えば同一の仕切仮に一
個開穿するような場合には、ガス流路は当然長くなり、
仕切板の設置枚数を多くしなくても充分な長さのガス流
路を形成することができる。仕切板に一個のガス通過１
コを設ける場合には隣接する仕切板のガス通過口とは互
いに１８０°設置位置を違えて設ければ最も反応効率の
よいガス流路が形成される。また、同一の仕切板に二個
のガス通過口を開穿する場合には、互いに１８０°変位
した対象位置に設置し、かつ隣接する仕切板のガス通過
口とは互いに９０°設置位置を違えて設ければ最も反応
効率のよいガス流路が形成される。ただし、同一の仕切
仮のガス通過口の設置個数を増加すればするほど及び／
又はガス通過口の横幅を拡大すればするほどガスの流路
は短くなり、また仕切板の設置枚数が多くなればなるほ
どガスの流路は長くなる。したがって、最適の反応効率
を達成するためには、この仕切板の設置枚数とガス通過
口の設置個数とガス通過口の横幅を最適に設定すること
が必要であるさらに、内側の仕切板はガス流路を長くす
るためにガス通過口の設置個数を少なくし、充分な反応
が達成された後はＧａ反応器から周囲３６０゜に如何に
均一に原料ガスを流出させるかが問題となるから、外側
の仕切板のガス通過口の設置個数を多くするような構成
とすれば、充分な反応の達成と周囲への均一な流出とい
う二つの作用を良好に達成することができる。
また、最内側の仕切板の径は短いために幅狭のガス通過
口を開穿してもガス流路の延長化にはあまり寄与しない
わけである。したがって、最内側の仕切板の全体を短尺
としその下端の全面をガス通過間隙として利用し反応ガ
スと原料液体との接触面積を拡大するように構成するこ
とも有利である。同じ観点から、最内側の仕切板のガス
通過口を幅広とし、又は多数設けることも有利である。
口を開穿してもガス流路の延長化にはあまり寄与しない
わけである。したがって、最内側の仕切板の全体を短尺
としその下端の全面をガス通過間隙として利用し反応ガ
スと原料液体との接触面積を拡大するように構成するこ
とも有利である。同じ観点から、最内側の仕切板のガス
通過口を幅広とし、又は多数設けることも有利である。
（作用）
該ガス供給口から反応ガス（例えば、ＨＣ１ガス＋Ｈ工
。Ｈ２はＨＣ１ガスを希釈するために使用される。）を
供給し、該容器本体内に該ガス通過口が閉塞されない程
度に収容された原料液体（例えば、Ｇａメルト）の液面
に接触しながら流れる反応ガスが原料液体と充分に反応
した後、原料ガス（例えば、気相のＧａ Ｃｊりとなっ
て該ガス排出口から均一に外部に排出されるようにした
ものである。
。Ｈ２はＨＣ１ガスを希釈するために使用される。）を
供給し、該容器本体内に該ガス通過口が閉塞されない程
度に収容された原料液体（例えば、Ｇａメルト）の液面
に接触しながら流れる反応ガスが原料液体と充分に反応
した後、原料ガス（例えば、気相のＧａ Ｃｊりとなっ
て該ガス排出口から均一に外部に排出されるようにした
ものである。
（実施例）
以下に本発明の一実施例を添付図面中、第１図〜第７図
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
図中、２は本発明に係る化合物半導体気相成長用反応器
である。該反応器２は、液体原料、例えばＧａメル）ｇ
を収容する容器本体４と、該容器本体４の外周壁６の上
面にガス排出口８となる間隙を介して開閉自在に載置さ
れる容器蓋体１０とを有している。
である。該反応器２は、液体原料、例えばＧａメル）ｇ
を収容する容器本体４と、該容器本体４の外周壁６の上
面にガス排出口８となる間隙を介して開閉自在に載置さ
れる容器蓋体１０とを有している。
該容器本体４の底壁１２には、ガス供給口１４が開口さ
れている。該供給口１４に下端が接続しかつ上端がガス
供給出口１６とされたガス供給管１８を該容器本体４の
内部に立設されている。１９は該外周壁６の上縁部に適
宜間隔をおいて設けられたボッチである。該ボッチ１９
を介して蓋体１０を載置することによってガス排出口８
が形成されるのである。
れている。該供給口１４に下端が接続しかつ上端がガス
供給出口１６とされたガス供給管１８を該容器本体４の
内部に立設されている。１９は該外周壁６の上縁部に適
宜間隔をおいて設けられたボッチである。該ボッチ１９
を介して蓋体１０を載置することによってガス排出口８
が形成されるのである。
該容器蓋体ｌＯの下面には、複数個の仕切板２０ａ〜２
０ｅ（図示の例では５枚）が該ガス供給管１８を中心と
して同心円状に垂設されている。
０ｅ（図示の例では５枚）が該ガス供給管１８を中心と
して同心円状に垂設されている。
該仕切板の設置枚数は複数であれば、特別の限定はない
が、仕切板２０ａ〜２０ｄ及びガス通過口２２によって
形成されるガス流路２４が長くなり、したがって反応効
率が向上するように最適の設置枚数が決定される。
が、仕切板２０ａ〜２０ｄ及びガス通過口２２によって
形成されるガス流路２４が長くなり、したがって反応効
率が向上するように最適の設置枚数が決定される。
該仕切板２０ａ〜２０ｅの内、最内側の仕切仮２０ａは
短尺に形成されており、その下端部の全面がガス通過間
隙２２ａとなっている。残りの仕切板２０ｂ〜２０ｅの
下端部には、ガス通過口２２が開穿されている。該ガス
通過口２２の開穿個数は１個以上（図示の例では２個）
であればよいが、やはり反応効率が向上するように最適
の開穿個数が決定される。該ガス通過口２２の大きさ（
高さ及び横幅）は反応効率が向上するように最適の大き
さが決定される。該ガス通過口２２の高さは、容器本体
４に液相のガリウムを入れて用いる場合に容器の水平度
も考慮し、液相のガリウムの表面とによって形成される
間隙を反応ガスが通過できるように形成される必要があ
る。該ガス通過口２２の横幅は、拡大すればするほどガ
ス流路が短くなるわけであるから、反応効率が向上する
ように最適の横幅が決定される０例えば、図示した形状
の場合（容器本体：外径１０８ｍｍ、高さ３６鵬、容器
蓋体：外径１２０ｍ、高さ３１ｍｍ）には、ガス通過口
２２又は２２ａは幅が１０ｍｍ、高さが１０〜１５ｍｍ
に形成すればよい、この寸法で、Ｇａを容器に充填後、
先端が約５ｍｍＧａ中に沈むため通過間隙は５〜１０ｍ
ｍとなる。
短尺に形成されており、その下端部の全面がガス通過間
隙２２ａとなっている。残りの仕切板２０ｂ〜２０ｅの
下端部には、ガス通過口２２が開穿されている。該ガス
通過口２２の開穿個数は１個以上（図示の例では２個）
であればよいが、やはり反応効率が向上するように最適
の開穿個数が決定される。該ガス通過口２２の大きさ（
高さ及び横幅）は反応効率が向上するように最適の大き
さが決定される。該ガス通過口２２の高さは、容器本体
４に液相のガリウムを入れて用いる場合に容器の水平度
も考慮し、液相のガリウムの表面とによって形成される
間隙を反応ガスが通過できるように形成される必要があ
る。該ガス通過口２２の横幅は、拡大すればするほどガ
ス流路が短くなるわけであるから、反応効率が向上する
ように最適の横幅が決定される０例えば、図示した形状
の場合（容器本体：外径１０８ｍｍ、高さ３６鵬、容器
蓋体：外径１２０ｍ、高さ３１ｍｍ）には、ガス通過口
２２又は２２ａは幅が１０ｍｍ、高さが１０〜１５ｍｍ
に形成すればよい、この寸法で、Ｇａを容器に充填後、
先端が約５ｍｍＧａ中に沈むため通過間隙は５〜１０ｍ
ｍとなる。
また、相隣接する仕切Ｆｉ２０ｂ〜２０ｅのガス通過口
２２の開穿位置が少なくとも互いに一致しないように形
成されることが必要である。ガス通過口２２の開穿位置
が互いに一致している場合にはガス流路２４は極めて短
いものとなり、反応効率の向上に寄与しえない。
２２の開穿位置が少なくとも互いに一致しないように形
成されることが必要である。ガス通過口２２の開穿位置
が互いに一致している場合にはガス流路２４は極めて短
いものとなり、反応効率の向上に寄与しえない。
該仕切板２０ａ〜２０ｅの設置枚数は、上述したごとく
、複数個であればよいが、該仕切板２０ｂ〜２０ｅの下
端に開穿されるガス通過口２２の数との関係で最適のガ
ス流路２４が形成されるように設計される。該ガス通過
口２２の設置個数は、上述したごとく、特に制限はない
が、例えば同一の仕切板に一個開穿するような場合には
、ガス流路２４は当然長くなり、仕切板の設置枚数を多
くしなくても充分な長さのガス流路を形成することがで
きる。仕切板に一個のガス通過口２２を設ける場合には
隣接する仕切板のガス通過口とは互いに１８０°設置位
置を違えて設ければ最も反応効率のよいガス流路が形成
される。また、図示したごとく、同一の仕切仮に二個の
ガス通過口を開穿する場合には、互いに１８０°変位し
た対象位置に設置し、かつ隣接する仕切板のガス通過口
とは互いに９０°設置位置を違えて設ければ１ｍも反応
効率のよいガス流路が形成される。
、複数個であればよいが、該仕切板２０ｂ〜２０ｅの下
端に開穿されるガス通過口２２の数との関係で最適のガ
ス流路２４が形成されるように設計される。該ガス通過
口２２の設置個数は、上述したごとく、特に制限はない
が、例えば同一の仕切板に一個開穿するような場合には
、ガス流路２４は当然長くなり、仕切板の設置枚数を多
くしなくても充分な長さのガス流路を形成することがで
きる。仕切板に一個のガス通過口２２を設ける場合には
隣接する仕切板のガス通過口とは互いに１８０°設置位
置を違えて設ければ最も反応効率のよいガス流路が形成
される。また、図示したごとく、同一の仕切仮に二個の
ガス通過口を開穿する場合には、互いに１８０°変位し
た対象位置に設置し、かつ隣接する仕切板のガス通過口
とは互いに９０°設置位置を違えて設ければ１ｍも反応
効率のよいガス流路が形成される。
ただし、同一の仕切仮のガス通過口の設置個数を増加す
ればするほど及び／又はガス通過Ｉコの横幅を拡大すれ
ばするほどガスの流路は短くなり、また仕切板の設置枚
数が多くなればなるほどガスの流路は長くなる。したが
って、最適の反応効率を達成するためには、この仕切板
の設置枚数とガス通過口の設置個数とガス通過口の横幅
を最適に設定することが必要である。
ればするほど及び／又はガス通過Ｉコの横幅を拡大すれ
ばするほどガスの流路は短くなり、また仕切板の設置枚
数が多くなればなるほどガスの流路は長くなる。したが
って、最適の反応効率を達成するためには、この仕切板
の設置枚数とガス通過口の設置個数とガス通過口の横幅
を最適に設定することが必要である。
さらに、図示は省略するが、内側の仕切板はガス流路を
長くするためにガス通過口の設置個数を少なくし、充分
な反応が達成された後はＧａ飽和器２から周囲３６０°
に如何に均一に原料ガスを流出させるかが問題となるか
ら、外側の仕切板のガス通過口の設置個数を多くするよ
うな構成とすれば、充分な反応の達成と周囲への均一な
流出という二つの作用を良好に達成することができる。
長くするためにガス通過口の設置個数を少なくし、充分
な反応が達成された後はＧａ飽和器２から周囲３６０°
に如何に均一に原料ガスを流出させるかが問題となるか
ら、外側の仕切板のガス通過口の設置個数を多くするよ
うな構成とすれば、充分な反応の達成と周囲への均一な
流出という二つの作用を良好に達成することができる。
該蓋体ｌＯの外周部には下方に垂下する外周板２６が設
けられており、前記した容器本体４の外周壁６にボッチ
１９を介して載置される。該外周板２６の形状としては
、該３図に仮想線で示したごとく、外方に折曲した形状
としておけば、原料ガスの排出がより良好に行われる利
点がある。また、第１図の外周板２６は、容器蓋体ｌＯ
が容器本体４の外周壁６を超えて延在する周辺部が、該
外周壁６との間隙を残して下方に折れ曲がっているが、
場合によっては、この折れ曲がり部分がなく、該容器蓋
体１０が平面板であってもよい、かかる容ｈＭ体１０の
外周部の蓋体の主平面に対する傾斜を任意に調節して、
その下部から流出する混合ガスの流れ方向が調節され、
この流れ方向がこの混合ガスをエピタキシャル成長の反
応ガスとして用いるとき、その基板上のガス組成の均一
化に大きな影響を持つ。
けられており、前記した容器本体４の外周壁６にボッチ
１９を介して載置される。該外周板２６の形状としては
、該３図に仮想線で示したごとく、外方に折曲した形状
としておけば、原料ガスの排出がより良好に行われる利
点がある。また、第１図の外周板２６は、容器蓋体ｌＯ
が容器本体４の外周壁６を超えて延在する周辺部が、該
外周壁６との間隙を残して下方に折れ曲がっているが、
場合によっては、この折れ曲がり部分がなく、該容器蓋
体１０が平面板であってもよい、かかる容ｈＭ体１０の
外周部の蓋体の主平面に対する傾斜を任意に調節して、
その下部から流出する混合ガスの流れ方向が調節され、
この流れ方向がこの混合ガスをエピタキシャル成長の反
応ガスとして用いるとき、その基板上のガス組成の均一
化に大きな影響を持つ。
叙上の構成により、該ガス供給口１４から反応ガス（例
えば、ＨＣｊｌ！ガス＋Ｈ，、Ｈ，は）ＩＣｊ２ガスを
希釈するために使用される。）を供給し、該容器本体４
内に該ガス通過間隙２２ａ及び該ガス通過口２２が閉塞
されない程度に収容された原料液体（例えば、Ｇａメル
ト）ｇの液面に接触しながら流れる反応ガスが原料液体
ｇと充分に反応した後、原料ガス（例えば、気相のＧａ
Ｃｆ）となって該ガス排出口８から均一に外部に排出さ
れるようにしたものである。
えば、ＨＣｊｌ！ガス＋Ｈ，、Ｈ，は）ＩＣｊ２ガスを
希釈するために使用される。）を供給し、該容器本体４
内に該ガス通過間隙２２ａ及び該ガス通過口２２が閉塞
されない程度に収容された原料液体（例えば、Ｇａメル
ト）ｇの液面に接触しながら流れる反応ガスが原料液体
ｇと充分に反応した後、原料ガス（例えば、気相のＧａ
Ｃｆ）となって該ガス排出口８から均一に外部に排出さ
れるようにしたものである。
本発明に係るＧａ反応器２と第８図に示した従来のＧａ
反応器２ａを用いて実際に反応効率を測定した結果を第
７図に示した０本発明に係るＧａ反応器２（実線Ａ）が
従来のもの（実線Ｂ）よりも高い反応効率を達成するこ
とが確認できた。この実験は、９００℃の温度で行われ
、Ｈ（ｌガス希釈用の１１．の流量は３３５ ＳＣＣＭ
（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔ
ｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ ）であった、このＨ２流
量に対してＨＣｌガス流量は２０〜１１０５ＣＣＭとし
てあり、反応器内に流入するときのＨＣｌガス濃度は５
．６％〜２５％である。現実の製造例としでは、希釈用
Ｈ２流量３３５ ＳＣＣＭに対しＨＣｌガス流量が１０
０ＳＣＣＭであり、反応器内に流入するときのＨＣｌ２
ガス濃度は２３％である。このときのＧａの初期充填量
は５００ｇである。
反応器２ａを用いて実際に反応効率を測定した結果を第
７図に示した０本発明に係るＧａ反応器２（実線Ａ）が
従来のもの（実線Ｂ）よりも高い反応効率を達成するこ
とが確認できた。この実験は、９００℃の温度で行われ
、Ｈ（ｌガス希釈用の１１．の流量は３３５ ＳＣＣＭ
（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔ
ｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ ）であった、このＨ２流
量に対してＨＣｌガス流量は２０〜１１０５ＣＣＭとし
てあり、反応器内に流入するときのＨＣｌガス濃度は５
．６％〜２５％である。現実の製造例としでは、希釈用
Ｈ２流量３３５ ＳＣＣＭに対しＨＣｌガス流量が１０
０ＳＣＣＭであり、反応器内に流入するときのＨＣｌ２
ガス濃度は２３％である。このときのＧａの初期充填量
は５００ｇである。
反応効率の算出は、反応器に流したＨＣｌガスの全量と
反応により減少したＧａの量から求める、ＨＣｊ！ガス
量はマスフローコントローラによる流量と流した時間よ
り求め、Ｇａの減少量は反応前後の重量を計ることによ
り求める。
反応により減少したＧａの量から求める、ＨＣｊ！ガス
量はマスフローコントローラによる流量と流した時間よ
り求め、Ｇａの減少量は反応前後の重量を計ることによ
り求める。
計算例）
毎分１００ＳＣＣＭのＨＣｌガスを５時間（３００分）
反応器に流してＧａＡｓ Ｐを成長させたところ、Ｇａ
が５００ｇから４１４ｇに減少した場合の反応効率の計
算方法。
反応器に流してＧａＡｓ Ｐを成長させたところ、Ｇａ
が５００ｇから４１４ｇに減少した場合の反応効率の計
算方法。
ＨＣｌがＧａと１００％反応した場合ＨＣｆｌｒａ ｏ
１ （２２，４ＳＬ （Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｌｉｔｔ
ｅｒ ） ）に対し、Ｇａも１ｍｏＨ６９，７ｇ）減少
するはずである。この場合、反応器に流したＨＣｊ２ガ
スの全量は３０ Ｓ Ｌ、即ち１．３４ｍｏｌであるの
で、Ｇａは６９．７Ｃ；／ｍｏｌｘ１．３４ｍｏｌ−９
３，４ｇＪ少するはずであるが、実際のＧａ減少量は８
６ｇであった。従って、ＨＣｌガスのＧａとの反応効率
は、 （８６＋９３．４）Ｘ１００＝９２％ となり、残り８％のＨＣｌガスはＧａと未反応で反応器
より流出したと考えられる。
１ （２２，４ＳＬ （Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｌｉｔｔ
ｅｒ ） ）に対し、Ｇａも１ｍｏＨ６９，７ｇ）減少
するはずである。この場合、反応器に流したＨＣｊ２ガ
スの全量は３０ Ｓ Ｌ、即ち１．３４ｍｏｌであるの
で、Ｇａは６９．７Ｃ；／ｍｏｌｘ１．３４ｍｏｌ−９
３，４ｇＪ少するはずであるが、実際のＧａ減少量は８
６ｇであった。従って、ＨＣｌガスのＧａとの反応効率
は、 （８６＋９３．４）Ｘ１００＝９２％ となり、残り８％のＨＣｌガスはＧａと未反応で反応器
より流出したと考えられる。
上記実施例では、最内側の仕切板２０ａは短尺状でその
上端部全面にガス通過間隙２２ａを形成した場合につい
て説明した。これは、最内側の仕切板の径は短いために
幅狭のガス通過口を開穿してもガス流路の延長化にはあ
まり寄与しないことを考慮し、最内側の仕切板の全体を
短尺としその下端の全面をガス通過口として利用し反応
ガスと原料液体との接触面積を拡大する方が有利である
ことに着目した構成である。しかし、最内側の仕切板２
０ａについても残りの仕切板２０ｂ〜２０ｅと同様にガ
ス通過口を開穿する構造としても特別の不都合はなく、
本発明の作用効果は達成されるものである。
上端部全面にガス通過間隙２２ａを形成した場合につい
て説明した。これは、最内側の仕切板の径は短いために
幅狭のガス通過口を開穿してもガス流路の延長化にはあ
まり寄与しないことを考慮し、最内側の仕切板の全体を
短尺としその下端の全面をガス通過口として利用し反応
ガスと原料液体との接触面積を拡大する方が有利である
ことに着目した構成である。しかし、最内側の仕切板２
０ａについても残りの仕切板２０ｂ〜２０ｅと同様にガ
ス通過口を開穿する構造としても特別の不都合はなく、
本発明の作用効果は達成されるものである。
尚、この最内側の仕切板２０ａのガス通過口は、他の仕
切板２０ｂ〜２０ｅと同様の構成の幅狭として相隣接す
る仕切板のガス通過口が互いに一敗しない構成としても
よいし、また幅広のガス通過口とし又は多数のガス通過
口を開穿して該ガス通過間隙２２ａと同様の作用を持た
せるようにしてもよい。
切板２０ｂ〜２０ｅと同様の構成の幅狭として相隣接す
る仕切板のガス通過口が互いに一敗しない構成としても
よいし、また幅広のガス通過口とし又は多数のガス通過
口を開穿して該ガス通過間隙２２ａと同様の作用を持た
せるようにしてもよい。
なお、上記記述では、化合物半導体の内、Ｇａを用いた
例について述べたが、その他の化合物半導体の気相成長
法についても本発明の反応器は同様に適用できるもので
ある。
例について述べたが、その他の化合物半導体の気相成長
法についても本発明の反応器は同様に適用できるもので
ある。
上記実施例で用いた反応器の材質は高純度透明石英であ
った。
った。
（発明の効果）
以上のように、本発明によれば、■ＧａとＨＣｌガスの
反応効率を高めることができ、■Ｇａ減少量の計量及び
Ｇａの補充交換が容易で、容器のエツチング、洗浄も極
めて容易であり、■Ｇａ反応器から周囲３６０°に均一
にＧａ Ｃｊ！の原料ガスを流出させることができると
いう大きな効果が達成される。
反応効率を高めることができ、■Ｇａ減少量の計量及び
Ｇａの補充交換が容易で、容器のエツチング、洗浄も極
めて容易であり、■Ｇａ反応器から周囲３６０°に均一
にＧａ Ｃｊ！の原料ガスを流出させることができると
いう大きな効果が達成される。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図的説明図、第
２図は同上の横断面図的説明図、第３図は第４図の■−
■線断面図、第４図は蓋体の下面図、第５図は容器本体
の上面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線断面図、第７
図は本発明と第一の従来例との反応効率の違いを示すグ
ラフ、第８図は第一の従来例の断面説明図及び第９図は
第二の従来例の斜視説明図である。 特許出願人 信越半導体株式会社 第３図 第１図 第２図 第５図 第６図 銅７図 ＨＣｌ流 量（ＳＣＣＭ） 第８図 第９図
２図は同上の横断面図的説明図、第３図は第４図の■−
■線断面図、第４図は蓋体の下面図、第５図は容器本体
の上面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線断面図、第７
図は本発明と第一の従来例との反応効率の違いを示すグ
ラフ、第８図は第一の従来例の断面説明図及び第９図は
第二の従来例の斜視説明図である。 特許出願人 信越半導体株式会社 第３図 第１図 第２図 第５図 第６図 銅７図 ＨＣｌ流 量（ＳＣＣＭ） 第８図 第９図
Claims (3)
- （１）液体原料を収容する容器本体と、該容器本体の外
周壁の上面にガス排出口となる間隙を介して開閉自在に
載置される容器蓋体とを具備し、ガス供給口を該容器本
体の底壁に開口し、該供給口に下端が接続しかつ上端が
ガス供給出口となるガス供給管を該容器本体の内部に立
設し、該容器蓋体の下面に複数個の、仕切板を該ガス供
給管を中心として同心円状に垂設せしめ、該仕切板の下
端部にガス通過口を開穿し、かつ相隣接する仕切板のガ
ス通過口の開穿位置が少なくとも互いに一致しないよう
に形成し、該ガス供給口から反応ガスを供給し、該容器
本体内に該ガス通過口が閉塞されない程度に収容された
原料液体の液面に接触しながら流れる反応ガスが原料液
体と充分に反応した後原料ガスとなって該ガス排出口か
ら排出されるようにしたことを特徴とする化合物半導体
気相成長用反応器。 - （２）請求項（１）の化合物半導体気相成長用反応器に
おいて、該容器蓋体の下面に垂設された複数個の仕切板
の最内側の仕切板を短尺として該仕切板の下端の全面を
ガス通過間隙とし、残りの相隣接する仕切板のガス通過
口の開穿位置が少なくとも互いに一致しないように形成
したことを特徴とする化合物半導体気相成長用反応器。 - （３）請求項（１）の化合物半導体気相成長用反応器に
おいて、該容器蓋体の下面に垂設された複数個の仕切板
の最内側の仕切板のガス通過口を幅広に形成し又は多数
設け、残りの相隣接する仕切板のガス通過口の開穿位置
が少なくとも互いに一致しないように形成したことを特
徴とする化合物半導体気相成長用反応器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1546689A JPH02196093A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 化合物半導体気相成長用反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1546689A JPH02196093A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 化合物半導体気相成長用反応器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02196093A true JPH02196093A (ja) | 1990-08-02 |
| JPH0579638B2 JPH0579638B2 (ja) | 1993-11-04 |
Family
ID=11889580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1546689A Granted JPH02196093A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 化合物半導体気相成長用反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02196093A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009537977A (ja) * | 2006-05-15 | 2009-10-29 | アイクストロン、アーゲー | Ｖｐｅ反応装置の線源 |
| JP2015173273A (ja) * | 2015-04-15 | 2015-10-01 | 株式会社サイオクス | 半導体ウエハの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
| JP2016044341A (ja) * | 2014-08-25 | 2016-04-04 | 住友化学株式会社 | 基板処理装置及び処理ガス生成器 |
| JP2016044342A (ja) * | 2014-08-25 | 2016-04-04 | 住友化学株式会社 | 基板処理装置及び処理ガス生成器 |
| CN110637104A (zh) * | 2017-05-18 | 2019-12-31 | 国立大学法人东京农工大学 | 气液反应装置、反应管及成膜装置 |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1546689A patent/JPH02196093A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009537977A (ja) * | 2006-05-15 | 2009-10-29 | アイクストロン、アーゲー | Ｖｐｅ反応装置の線源 |
| JP2016044341A (ja) * | 2014-08-25 | 2016-04-04 | 住友化学株式会社 | 基板処理装置及び処理ガス生成器 |
| JP2016044342A (ja) * | 2014-08-25 | 2016-04-04 | 住友化学株式会社 | 基板処理装置及び処理ガス生成器 |
| JP2015173273A (ja) * | 2015-04-15 | 2015-10-01 | 株式会社サイオクス | 半導体ウエハの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
| CN110637104A (zh) * | 2017-05-18 | 2019-12-31 | 国立大学法人东京农工大学 | 气液反应装置、反应管及成膜装置 |
| CN110637104B (zh) * | 2017-05-18 | 2022-03-25 | 国立大学法人东京农工大学 | 气液反应装置、反应管及成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579638B2 (ja) | 1993-11-04 |
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