JPH0354193A - 有機金属気相成長装置 - Google Patents

有機金属気相成長装置

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Publication number
JPH0354193A
JPH0354193A JP18893289A JP18893289A JPH0354193A JP H0354193 A JPH0354193 A JP H0354193A JP 18893289 A JP18893289 A JP 18893289A JP 18893289 A JP18893289 A JP 18893289A JP H0354193 A JPH0354193 A JP H0354193A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
susceptor
raw material
wafer
material gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18893289A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Doi
秀之 土井
Kouichi Koukado
香門 浩一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH0354193A publication Critical patent/JPH0354193A/ja
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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、バレル型サセプタを備えたff機金属気相成
長装置に関する。
(従来の技術) 第5図は従来のバレル型サセプタを備えた有機金屈気相
成長装買の断面図である。この装惟は、ウェハ1を装着
するバレル型サセプタ2を、回転軸3によりチャンバー
4の中央に配Zt, L,、有機金属原料ガス等を供給
するためのノズル5を該チャンバーの頂部に】4た、排
気管6を下部にそれぞれ接続し、ウエ/%を成長温度に
加熱するための高周波フイル7を該チャンバーの周囲に
配置し、該高周波コイルの内側のチャンバー外壁に冷却
水のジャケット8付設したものである。
結晶成長は、上記サセプタ2上にウエ/% 1を装着し
、チャンバー4の中央で回転させ、高周波コイル7によ
りウェハを成長温度に加熱してから、有機金属原料ガス
等をチャンバー頂部のノズル5より導入し、ウエノ1表
面付近で熱分解等の反応により、ウェハ上に結晶膜をエ
ビタキシャル成長させ、排気ガスはチャンバー下方の排
気管6より排気する。サセプタの回転は、ノズルから導
入される原料ガスの片流れを防止し、ウエ/%の横方向
の膜厚を均一にしている。また、バレル型サセプタの側
壁に傾斜を設けて、原料ガスの流速を下方になるほど増
大させ、原料ガスの経時的な消費に対応させることによ
り、ウエノ\の縦方向のFlNを均一にしようとしたも
のであZなお、冷却水ジャケット8はチャンバー内壁を
冷却することにより、内壁付近における熱分解等の反応
を抑えて原料ガスの消費を抑制している。
(発明が解決しようとする課題) 上記装置においてバレル型サセプタ側壁の傾斜角は、ガ
スの流れ方向につい−Cの結品膜厚分布を均一にするた
めに、模擬チャンバーにおける司視化実験やコンビュー
タシュミL/一シジン、さらには現実の装置により、該
傾斜角の異なるサセプタを交換して試行錯誤的にガス流
速の増大を調べ、最適傾斜角を決定してきた。しかし、
原料ガスの導入時の流速によっても、サセプタ側壁の最
適傾斜角は変動するので、これを一義的に決定すること
は非常に困難である。
本発明は、」二記の問題点を解消し、チャンバー内の原
料ガス流速の増大する割合を容易に変化させることがで
き、ガスの流れ方同の結晶膜厚分布を均−にすることの
できΣν機金属気相或長装置を提供しようとするもので
ある。
く課題を解決するための手段) 本発明は、ウェハを装着するサセプタをチャンバーの中
央に配置し、有機金属原料ガスを供給するためのノズル
をチャンバーの一端に、排気管を他端に接続し、ウェハ
を成長温度に加熱するためのヒータを該チャンバーの周
囲に配訳した有機金属気相成長装置において、下流に向
かってチャンバーの断面積を小さくするように、該チャ
ンバー側壁に角度を設け、かつ、該サセプタを下流に移
動する手、段を付設して、ウェハとチャンバー側壁との
距離を調節可能としたことを特徴とする有機金属気相或
長装置である。
なお、ウェハを装着するサセプタとして回転軸に支持さ
れたバレル型サセプタを用い、該回転軸を上下移動させ
ることにより、原料ガスの下流に向かう流速の増大する
割合を調整し、ウェハの横方向と合わせて縦方ハ欠つい
ても、膜厚の均一なエビタキシャル成長を行うことを可
能にした。また、バレル型サセプタは、下方に向かって
その断面積を大きくすることにより、ウェハ表面とサセ
プタ側壁との距離を下方に向かって急激に小さくするこ
とができるので、原料ガス流速の増大する割合をより容
易に変化させることができる。
また、有機金属原料ガス供給ノズルの先端をチャンバー
内に仲人して、バレル型サセプタ」二端との距離を調節
可能とすることもできる。
(作用) 第1図は、本発明のl具体例である有機金属気相成長装
置の断面図である。第5図の装訴との相違点は、下方に
向かってチヤ・ンバー9の断面積を小さくするように、
該チャンバー側壁に角度を設け、かつ、バレル型サセプ
タ2の回転軸3に上下移動手段を付設して、ウェハlと
チャンバー9側壁との距離を調節oJ能とした点にあり
、第1図中点線から実線に該サセプタを移動することに
より、下−,方に向かって原料ガス流速の増大する割合
を変化させることができる。
第2図は、この関係を説明するための図であり、チャン
バーの壁面を角度8.、サセプタの壁面を角度θ,に傾
けたと仮定し、サセプタの位置がXにあるときに、ウェ
ハ上下端におけるウェハとチャンバーとの距離の比L,
/I,,(=k +)は、次式で表すことができる。
k +−1− z/I− +4L +−(!(tanl
l++tan#*)1/I, ,asのただし、Qはウ
ェハの置かれた上下方向の長さである。
いま、サセプタをX゛の拉置に垂直下方に移動させると
、ウェハとチャンバーとの距離の比L./L3(・kt
)は、次式で表すことができる。
k t”L 4/L 3”[L 3−12(tanL+
jan6t)]/L ,”■図より明らかなように、 L ,> L .であるから k ,> k ,   
 ・・・■即ち、サセプタを下方に移動させることによ
り、原料ガス流速の増大の割合を大8:′/することが
でき、実質的にサセプタ側壁の角度を微妙に調整したこ
とになる。このサセプタの移動にともない、チャンバー
−L方のガス導入部におけるガス流の乱れをなくするた
め、ガス導入ノズルをチャンバー内に挿入して該ノズル
先端とサセプタ上端との距離を調整してM流を形成する
ことも可能である。
以,ヒ、バレル型サセプタを用いた装同について説明し
たが、第4図に示すくさび型サセプタ10を横型チャン
バー11内に配i& シた装置においても、第1図と同
様に、チャンバー側壁に角度を設け、該サセプタ10を
横方向に移動することにより、原料ガス流速の増大割合
を調整可能としたものであり、l一記と同様の作用効果
を奏する。
(実施例) 第1図の装置を用い、直径2インチのGaAs基板−L
にGaAsエビタキシャル居を或長させた。
チャンバー側壁の角度を3゜、サセプタ側壁の角度を6
゜に設計し、チャンバーを石英軍ノサセプタをカーボン
でそれぞれ作戊した。原料ガスは、トリメチルガリウム
(TMG)を30SCCMで、アルシン( A s I
I a )をISLMで流し、全流量を8SLMとした
。基板の成長温度を850℃に、成長圧力をlOTor
rにそれぞれ設定し、サセプタをarp@で回転させな
がらエビタキシャル成長させた。
第3図は、戊長じたGaAs層をステンエッチして測定
した膜厚分布のグラフである。図中(b)は、第2図の
し+(ウェハの上端におけるチャンバーとの距離)が4
c−のときの、ガス流の方向の膜厚分布を示したもので
、バラツキ(膜厚最大値一膜厚最小値)/(膜厚最大値
一膜厚最小値)(%)は11.1%と大きいのに対して
、図中(a)は、サセプタを下げてL1を3cmにした
ときの、膜厚分布を示したもので、バラツキは4.2%
に抑えることができた。なお、サセプタの移動にともな
い、ノズル先端の位置がサセプタ上端から2cmになる
ように、ノズルを下方に移動した。
(発明の効果) 本発明は、L記の構成を採用し、サセプタをガス流の方
向に移動することにより、チャンバー白の原料ガスの流
速の増大割合をf!tlQ1に変化させることができ、
エビタキシャル層の膜淳分布を均一にすることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1具体例であるバレル型サセプタを有
する有機金属気相成長装置の断而図、第2図は第1図の
装置のチャンバー側壁とウェハ表面との位置関係を示し
た説明図、第3図は実施例で得たエビタキシャル層のガ
ス流れ方向の膜厚分布を示したグラフ、第4図は本発明
の別の具体例であるくさび型サセプタを有するllF[
型有機金属気相成長装置の断面図、第5図は従来のバレ
ル型サセプタを有するイf機金属気相成長装置の断面図
である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウェハを装着するサセプタをチャンバーの中央に
    配置し、有機金属原料ガスを供給するためのノズルをチ
    ャンバーの一端に、排気管を他端に接続し、ウェハを成
    長温度に加熱するためのヒータを該チャンバーの周囲に
    配置した有機金属気相成長装置において、下流に向かっ
    てチャンバーの断面積を小さくするように、該チャンバ
    ー側壁に角度を設け、かつ、該サセプタを下流に移動す
    る手段を付設して、ウェハとチャンバー側壁との距離を
    調節可能としたことを特徴とする有機金属気相成長装置
  2. (2)ウェハを装着するサセプタとして回転軸に支持さ
    れたバレル型サセプタを用い、該回転軸を上下移動させ
    る手段を付設したことを特徴とする請求項(1)記載の
    有機金属気相成長装置。
  3. (3)下方に向かってバレル型サセプタの断面積を大き
    くするように、該サセプタの側壁に角度を設けたことを
    特徴とする請求項(2)記載の有機金属気相成長装置。
  4. (4)有機金属原料ガス供給ノズルの先端をチャンバー
    内に挿入して、バレル型サセプタ上端との距離を調節可
    能としたことを特徴とする請求項(2)又は(3)記載
    の有機金属気相成長装置。
JP18893289A 1989-07-24 1989-07-24 有機金属気相成長装置 Pending JPH0354193A (ja)

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JP18893289A Pending JPH0354193A (ja) 1989-07-24 1989-07-24 有機金属気相成長装置

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JP (1) JPH0354193A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5253324A (en) * 1992-09-29 1993-10-12 North Carolina State University Conical rapid thermal processing apparatus
US20140038421A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Deposition Chamber and Injector
JP2015153983A (ja) * 2014-02-18 2015-08-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5253324A (en) * 1992-09-29 1993-10-12 North Carolina State University Conical rapid thermal processing apparatus
US20140038421A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Deposition Chamber and Injector
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