JPH0258824A - Ｃｖｄ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、紫外線照射下で化学反応を生じさせて薄膜を
生成するＣＶＤ装置に関する。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする課題〉化学的
エピタキシャル成長技術であるＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は薄膜の成
長技術等に広く利用されている。

このようなＣＶＤ法を実施するためのＣＶＤ装置として
は従来より種々な形式のものがあり、その１つの形式と
して紫外線照射下で原料ガスを化学反応させるものがあ
る。紫外線照射を用いるＣＶＤ装置においては、紫外線
によって原料ガスが励起されて反応が促進され、成膜速
度の高速化や反応加熱温度の低温化が達成できる。

上記の利点より、従来においてもしばしばＣＶＤ法に紫
外線照射を用いることがあるが、従来のＣＶＤ装置にお
いては紫外線をある一定の方向からのみ照射するもので
あった。従って、反応容器内を流れる原料ガスを広い範
囲で紫外線照射することができず、所期の化学反応を十
分に行わせることができなかった。このため、成膜速度
の高速化や反応加熱温度の低温化を期待するほどには達
成できなかった。また、反応生成物としての原料の回収
率を高めることもあまりできず、期待するほどのコスト
低減も図れなかった。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、紫外線
照射による原料ガス励起を十分に達成し、上記従来の問
題点を合理的に解決したＣＶＤ装置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本発明に係るＣＶＤ装置は、原料ガ
スを反応させる反応容器と、反応容器内に配設されて原
料ガスの反応により生成された物質が堆積する基板を保
持するサセプタと、反応容器内に原料ガスの流れ方向及
び原料ガスの流れ方向と直角な方向から紫外線を照射す
る紫外線照射手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様として、紫外線照射手段は
、反応容器内に原料ガスの流れ方向から紫外線を照射す
る第１の手段と、原料ガスの流れ方向に沿った複数の位
置おいて反応容器内にｉ科ガスの流れ方向と直角な方向
から第１の手段より波長が短い紫外線を照射する第２の
手段とを有していることを特徴とする。

く作用〉 本発明に係るＣＶＤ装置にあっては、反応容器内を流れ
て来る原料ガスに対し、紫外線照射手段により原料ガス
の流れ方向及び原料ガスの流れ方向と直角な方向から紫
外線を照射する。従って、反応容器内において広範囲に
隈なく紫外線によって励起される。

また、原料を励起する紫外線の波長は原料粒子に大きさ
に応じて適宜定められるが、紫外線照射手段の第１の手
段からの紫外線の波長を励起に最適のものより多少長目
のものとして、この紫外線でガス流に沿った比較的遠く
の範囲まで原料ガスを励起する。一方、紫外線照射手段
の第２の手段からの紫外線の波長は励起に最適なものと
して、この紫外線で原料ガスを更に効率良・く励起し、
原料ガスを完全に反応させる。

〈発明の効果〉 本発明に係るＣＶＤ装置によれば、紫外線照射手段で反
応容器内に原料ガスの流れ方向及び原料ガスの流れ方向
と直角な方向から紫外線を照射するようにしているため
、反応容器内において広範囲に隈なく紫外線励起を施す
ことができる。このため、原料ガスの反応を促進して、
反応温度の低温化成膜速度の高速化を達成することがで
きる。

更に、反応容器内において広範囲に隈なく反応が促進さ
れることから、未反応原料ガスを無くして、基板上の反
応生成物への未反応原料の混入を防止することができ、
純度の高い反応生成物を得ることができる。

〈実施例〉 本発明に係るＣＶＤ装置を実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図及び第２図に示すように、ＣＶＤ装置の反応容器
１１は円筒状をなしている。反応容器１１の一端は蓋部
材１２がオーリング１３を介して取り付けられて気密に
閉止されており、この蓋部材１２には透明ガラスがはめ
込まれた窓１４が設けられている。一方、反応容器１１
の他端には排気管１５がオーリング１６を介して気密に
取り付けられており、この排気管１５は図外の排気装置
に接続されている。

反応容器１１の周囲には複数段（図中では１０段）のヒ
ータ１７が互いに間隔をもって配設されており、これら
ヒータ１７によって反応容器１１は加熱炉となっている
。尚、蓋部材１２及び排気管１５を熱から保護するため
、これらと反応容器１１との接続部には冷却用バイブ１
８がそれぞれ付設されている。また、反応容器１１のヒ
ータ１７間の隙間に対応した位置には透明ガラスがはめ
込まれた窓１９が設けられている。

反応容器１１の一端部には複数の原料ガス供給管２０及
び希釈ガス供給管２１が放射状に接続されている。従っ
て、図外の原料ガス供給源及び希釈ガス供給源から供給
管２０及び２１を介して反応容器１１内に原料ガス及び
希釈ガスが供給され、これらガスは反応容器１１内を一
端側から排気装置のある他端側へ流れる。尚、反応容器
１１内の一端部には整流板２１が設けられており、反応
容器１１内に供給された原料ガスは層流となって流れる
。

反応容器１１内には三角錐形状のサセプタ２５が設けら
れており、このサセプタ２５はその先端を反応容器１１
の一端側すなわち原料ガスの供給方向に向かって突出さ
せている。サセプタ２５の後端には中空管２７が取り付
けられており、この中空管２７が排気管１５の側壁を貫
通して支持されることにより、サセプタ２５は反応容器
１１と同軸に支持されている。中空管２７は排気管１５
の側壁部に軸受部材２８を介して気密且つ摺動自在に支
持されており、中空管２７を軸線方向へ移動させること
により、サセプタ２５を反応容器１１の軸線に沿って移
動させて任意の位置に設定することができる。

原料ガス流の流れ方向に対して同一の角度で傾斜したサ
セプタ２５０３つの側面にはそれぞれ基板保持面２６が
設けられており、これら基板保持面２６には原料ガスの
反応により生成された物質を堆積させる基板が保持され
る。尚、中空管２７の後端部には赤外線源２９が設けら
れており、この赤外線源２９から中空管２７を通してサ
セプタ２５の後端を赤外線で照射し、基板保持部２６に
保持した基板を加熱して反応を促進させることができる
。

反応容器１１の近傍には紫外線源３０が設けられており
、この紫外線源３０からの紫外線はミラー３１を介して
ハーフミラ−３２に導かれ、このハーフミラ−３２で２
つに分けられて反応容器１１内に導かれる。すなわち、
ハーフミラ−３２て分けられた一方の紫外線は、ミラー
３３を介して反応容器１１の一端の窓１４に導かれ、反
応容器１１内にその軸線方向くガスの流れ方向）から照
射させる。また、ハーフミラ−３２て分けられた他方の
紫外線は、反応容器１１の側部に窓１９に対応して配設
されたハーフミラ−群３４に導かれ、このハーフミラ−
群３４で均等に分けられてそれぞれの窓１９から反応容
器１１内にその軸線に直角な方向から照射される。

従って、上記構成のＣＶＤ装置によれば、排気装置で反
応容器１１内を排気すると共にヒータ１７により反応容
器１１を加熱した状態で、この反応容器１１内に供給管
２０から原料ガスを供給すると、原料ガスは層流となっ
て排気管１５側へ流れ、紫外線照射による励起の下に化
学反応を生じてその生成物がサセプタ２５に保持された
基板上に堆積する。この原料ガスの化学反応に際して、
窓１４及び１９から交差して照射される紫外線照射の励
起更には赤外線加熱による基板の熱を受けて反応が促進
されると共に生成物の再反応が防止される。更に、紫外
線の照射は原料ガス流に沿った方向と、原料ガス流に沿
った複数の位置において原料ガス流に直角な方向とから
行われるため、原料ガスは反応容器１１内の広い範囲で
隈なく励起される。

そして、反応容器１１内を送給されて来る原料ガスに対
し、サセプタ２５に保持された複数の基板は互いに同一
の条件で、且つ、前方に他の基板が障害となることはな
く臨むこととなり、各基板には均一に反応成牛物が堆積
する。更に、サセプタ２５は原料ガス流に対して先端が
突出した錐形状をなしていることから、原料ガスのＮ流
をあまり乱してしまうことはなく、渦等の発生を防止し
て反応生成物を均一に基板上に堆積させることができる
。尚、サセプタを円錐形状や四角錐形状等種々の錐体形
状とすることができる。

第３図には本発明の他の一実施例を示しである。

この実施例では、２つの紫外線源３７．３８を設け、紫
外線源３７からの紫外線は窓１４を通して反応容器１１
内にその軸線方向（ガスの流れ方向）から照射させ、他
方の紫外線源３８からの紫外線はミラー群３４を介して
窓１９を通して反応容器１１内にその軸線に直角な方向
から照射される。紫外線源３８からの紫外線の波長は原
料粒子の大きさに応じてこれを励起するに最適な程度で
あり、紫外線源３７からの紫外線の波長は紫外線源３８
からのものより多少長いものとしである。

従って、紫外線源３７の紫外線でガス流に沿った比較的
遠くの範囲まで原料ガスを励起する一方、紫外線源３８
の紫外線で原料ガスを更に効率良く励起し、原料ガスを
完全に反応させることはできる。

尚、上記実施例では原料ガスの流れ方向と直角な方向か
ら照射する紫外線を複数とした例を示したが、原料ガス
の流れ方向及びそれと直角方向のそれぞれ１箇所づつか
ら照射するようにしてもよい。また、原料ガスの流れ方
向と直角な方向から照射する紫外線を基板の直前位置に
設定して、基板直前で完全に反応させるようにすれば、
反応生成物の再反応を防止して基板上に堆積させること
ができる。また、原料ガスの流れ方向と直角な方向から
紫外線を照射する紫外線源を複数設け、これら紫外線源
の波長を異ならせるようにしてもよく、このようにすれ
ば、原料ガスの流れ方向に沿って原料ガス中の元素を順
次反応させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＣＶＤ装置の縦断面図
、第２図は第１図中の■−■矢視断面図、第３図は本発
明の他の一実施例に係るＣＶＤ装置の縦断面図である。 １１は反応容器、 ２５はサセプタ、 ２６は基板保持面、 ３０．３７．３８は紫外線源である。 特許出願人　　　　三菱金属株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料ガスを反応させる反応容器と、反応容器内に
   配設されて原料ガスの反応により生成された物質が堆積
   する基板を保持するサセプタと、反応容器内に原料ガス
   の流れ方向及び原料ガスの流れ方向と直角な方向から紫
   外線を照射する紫外線照射手段と、を備えたことを特徴
   とするＣＶＤ装置。
2. （２）紫外線照射手段は、反応容器内に原料ガスの流れ
   方向から紫外線を照射する第１の手段と、原料ガスの流
   れ方向に沿った複数の位置おいて反応容器内に原料ガス
   の流れ方向と直角な方向から第１の手段より波長が短い
   紫外線を照射する第２の手段とを有していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のＣＶＤ装置。