JPH02238619A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、半導体の気相成長装置に関する。

（従来の技術） 反応容器内で所定の温度に加熱した基板上に反応ガスを
供給して結晶を成長させる気相成長装置においては、成
長膜の均一性，対称性を得るために、基板を、それを保
持するサセプタとともに回転させる手法がよくとられる
。このとき，サセプタを回転させる回転駆動部を反応容
器の外部に設けた場合、回転軸と反応容器との摺動部を
シールする必要がある。そのため、この摺動部、すなわ
ち軸受の設計には慎重さを要する。

結晶成長時に基板を加熱するためこの種気相成長装置は
高温になるが、このとき前述の軸受は余り高温にならな
いことが望ましい。

軸受の温度の上昇は、サセプタから回転軸を通じての熱
伝導による。

サセプタ内に加熱手段を内蔵する方式の気相成長装置で
は、回転軸の内側に加熱手段へ電力を供給する電極を設
ける必要があり、回転軸が太くなるので、この熱伝導の
影響は一層大きくなる。そのため、この方式では特に軸
受の温度の上昇が著しく何らかの対策を講ずる必要があ
る。

第３図は従来の気相成長装置を示す概略構成図である。

反応ガスは供給口１０１から、反応容器１０２内に供給
され、基板１０３上に導かれた後、排出口１０８から排
出される。このとき軸受１．０６により支持されている
サセプタ１０４は回転駆動部１０７により、保持してい
る基板１０３とともに回転させられる。

加熱手段１０５から放射される熱線はサセプタ１０４を
加熱し，基板１０３はサセプタ１０４からの熱伝導によ
り加熱される。その際加熱手段１０５から基板１０３と
反対の方向に放射される熱線が軸受１０６を高温にする
大きな原因となっている。従来の装置ではこの点に関し
て特別な対策はなされてぃながった。

加熱手段１０５が基板１０３以外の部分を加熱してしま
うことによる弊害としては他にもサセプタ１０４の側面
が腐食され易くなることがある。一般にサセプタ１０４
の材質としては耐食性の強い素材例えば、グラファイト
が用いられるが、サセプタ１．０４の側面より下面の部
分では強度が必要なため、ステンレス鋼等が用いられる
。

その場合、この部用が高温になるとガスと反応して腐食
されてしまう。このことも気相成長装置を運転する上で
大きな問題となっていた。

＝４ （発明が解決しようとする課題） 上述したように従来の装置においては加熱手段からの輻
射熱によって基板以外の部分が加熱されることにより軸
受の設計条件が厳しくなる、サセプタの側面が反応ガス
で腐食される等の問題が生じていた。

本発明の目的は，サセプタ内部の加熱手段から基板と反
対の方向に放射される熱線を反射，遮断することにより
基板以外の部分の温度上昇を緩和し、装置運転の安定性
を向上させ、装置の熱効率を改善することにある。

〔発明の構成〕

（課題髪解決するための手段） 本発明の気相成長装置にあっては、サセプタ内部あるい
は下部に設けられた加熱手段から、基板と反対の方向に
放射される熱線を反射する反射手段を設けて構成してい
る。

（作　用） このように構成されたものにあっては、加熱手段からの
熱放射が、サセプタの基板に接してぃる場所以外の部分
を加熱することを防止することができる。ひいては、サ
セプタからの熱伝導による軸受温度の上昇を緩和できる
。又、反射手段から反射される熱線は基板の加熱に寄与
するため、加熱の熱効率も改善されることになる。

（実施例） 以下第１図を参照して本発明の気相成長装置の一実施例
について説明する。

第１図において、反応容器２は例えば石英ガラス製であ
って、下部が円筒状に上部は円錐状に形成されている。

反応容器２の上部には反応ガスを導入するためのガス供
給口１が設けられ、反応容器の下部には反応後の反応ガ
スを排出するための排出口８が形成されている。

反応容器２の中には軸受７を介して反応容器２外部に配
置された回転駆動部９により回転させられる回転軸付き
のサセプタ４が配置されている。

このサラプタ４は例えばクラファイト材により形成され
ており、基板３を載置して回転する。

一方、サセプタ４は中空形状に形成されており、その内
部には基板３の対向下部に熱線を放射する加熱手段５が
配設されている。この加熱手段５から放射される熱線は
サセプタ４を加熱し、基板３はサセプタ４からの熱伝導
により加熱される。

また、サセプタ４の中空内部で、加熱手段５の基板３と
は反対の対向側には、加熱手段５から放射される熱線を
遮蔽あるいは反射する遮蔽・反射手段６が設けられてい
る。この遮蔽・反射手段６としては、耐熱性に優れたも
のが望ましく、形状としては平板形状のものや、サセプ
タ４周囲が中央部よりも温度が低くなるため、サセプタ
４の周囲に熱線を集中的に反射させるように中央部を凸
面形状にしてもよい。

さらに、反射面を表面処理して光沢を持たせ反射効率を
高めてもよい。具体的な材質としては鋼やステンレスで
もよい。単に遮蔽する場合には、軸受７の温度上昇を防
止でき、反射させる場合には熱効率が向上し、サセプタ
４の周囲に反射させる熱線の割合を多くすれば温度分布
の均一化、ひいては薄膜の均一化が図れ、その効果は多
大である。

このように構成された気相成長装置は、サセプタ４を回
転させ、さらに加熱手段５で基板３を所定温度に保持し
た後にガス供給口１から反応ガス例えば（ＣＨ３）３Ｇ
ａ等を供給して高温の基板３上で反応させ、結晶成長さ
せる。

このような本発明の気相成長装置によれば、加熱手段５
から軸受７側に放射される熱線が遮蔽・反射手段６によ
り反射あるいは遮断されるため、サセプタ４の側面の温
度や軸受７の温度を遮蔽・反射手段６を設けない場合に
比べて低く保つことができる。特に反射させる場合には
、無駄に捨てられる熱量が少なくなることを意味し、装
置の熱効率の改善にもつながる。

第２図は、本発明の気相成長装置の他の実施例を示すも
のである。

この実施例が先の実施例と異なる箇所は、サセプタ４を
中空に形成せずに、加熱手段５及び遮蔽・反射手段６を
サセプタ４の下方に配置したことにある。ここでＩＯは
、加熱手段５と遮蔽・反射手段６を支持するための支持
棒である。このような構成にしても先の実施例と同様の
作用・効果が得られる。

また、上記加熱手段５および遮蔽・反射手段６は、反応
容器２の外部に設けられていてもよい。

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、反応
容器の形状等は種々変形でき、サセプタに基板を複数枚
装着するようにしてもよく、要はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して用いることができる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば基板の温度を所定
の値に保つ際、装置の他の部分の温度が不必要に上昇す
ることを防止することができる。

これは装置運転の安定性を高め、かつ装置のエネルギ効
率改善する効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気相成長装置の一実施例を示す部分断
面側面図、第２図は、本発明の変形例を示す部分断面側
面図、第３図は、従来の気相成長装置を示す部分断面側
図である。 １・・・ガス供給口　　　　２・・・反応容器３・・・
基板　　　　　　　４・・・サセプタ５・・・加熱手段
　　　　　６・・・反射手段７・・・軸受　　　　　　
　８・・・ガス排出口９・・・回転駆動部 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　松山允之

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応ガスの供給口と排出口とが形成された反応容
   器と、 この反応容器内に回転自在設けられ前記反応ガスにより
   結晶薄膜が形成される結晶基板を載置する中空のサセプ
   タと、 このサセプタを回転駆動する回転駆動手段と、前記サセ
   プタの中空内部に配置されこのサセプタを加熱する加熱
   手段と、 前記サセプタの中空内部で前記加熱手段に対して、前記
   結晶基板とは反対側に対向して設けられ、前記加熱手段
   から放射される熱線を遮蔽あるいは反射させる遮蔽・反
   射手段と、 を具備することを特徴とする気相成長装置。
2. （２）反応ガスの供給口と排出口とが形成された反応容
   器と、 この反応容器内に回転自在に設けられ前記反応ガスによ
   り結晶薄膜が形成される結晶基板を載置するサセプタと
   、 このサセプタを回転駆動する回転駆動手段と前記サセプ
   タに対して前記結晶基板とは反対側に配置される加熱手
   段と、 この加熱手段に対して前記サセプタとは反対側に配置さ
   れ、前記加熱手段から放射される熱線を遮蔽あるいは反
   射させる遮蔽・反射手段と、を具備することを特徴とす
   る気相成長装置。
3. （３）前記反射手段は、前記サセプタの周辺部近傍へ反
   射させる熱線の割合を中央部近傍へ反射させる割合より
   も多くさせたことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の気相成長装置。