JPH04228496A - 有機金属気相成長装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等
の化合物半導体結晶を有機金属原料の熱分解反応により
形成する有機金属気相成長装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来有機金属気相成長装置は、図２に示
すようにステンレス鋼又は石英からなるチャンバ２の中
にサセプタ３を設け、サセプタ３の表面に基板１０を載
せて、上部の原料ガス入口１１から供給した原料ガスを
基板１０の上で熱分解させ、基板上に化合物半導体の結
晶膜を形成していた。（例えば、特開昭６４−８３５９
９号公報）

【０００３】原料ガスはチャンバ２の中を矢印で示した
原料ガスの流れ１４のように流れ、基板表面において熱
分解反応により結晶薄膜が形成される。原料ガスの流れ
を乱すことなく滑らかに原料ガス入口１１から基板表面
まで誘導するために、チャンバ２の上部およびサセプタ
３はガスの流線に沿うような形状に整形されていた。チ
ャンバの材質は、加工の容易さ、減圧成長時の耐圧性な
どの点から、ステンレス鋼又は石英が一般に使用されて
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の気相成
長装置においては、チャンバ２の上部の形状が固定され
てしまうために、サセプタ３を別の形状・寸法のものに
交換した場合には最適なガスの流線が得られなくなり、
ガスの流れが乱れる結果、原料ガスの無駄や成長層の厚
みの不均一などが生じやすかった。このようなサセプタ
の交換は、成長すべきウエハのサイズや枚数を変更する
ようなときにその必要が生じる。

【０００５】また、成長終了後チャンバの内壁には堆積
物が付着するが、従来の気相成長装置ではその清掃作業
が必ずしも容易でなかった。堆積物がチャンバ内部の広
い範囲に付着し、しかもチャンバが成長装置本体に固定
されていて内壁に手が届き難いからである。

【０００６】この発明の目的は、上に述べたような従来
の気相成長装置の欠点を除き、サセプタの交換に対応し
て最適なガスの流れを実現することができるとともに、
チャンバ内壁の堆積物の清掃作業を容易にすることが出
来る、新規な有機金属気相成長装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の有機金属気相成長装置は、基板の上流
側にガスの流れを誘導する原料ガス誘導管を設けたこと
を特徴とする。また、原料ガス誘導管の外側に雰囲気ガ
スを流すための雰囲気ガス入口を設けたことを特徴とす
る。原料ガス誘導管の材質としては、石英またはステン
レス鋼を使用することができる。さらに、原料ガス誘導
管の少なくとも一部を二重構造とし、二重構造により形
成された空間に冷却媒体を導入および導出する配管を設
けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】この発明の有機金属気相成長装置は、原料ガス
誘導管を基板の上流側に設けた結果、サセプタの形状・
寸法に応じて原料ガス誘導管の形状・寸法を最適なもの
にすることにより、原料ガスをスムーズに誘導すること
ができる。原料ガス誘導管を成長装置本体に対して着脱
可能に設けておけば、サセプタを交換するときに同時に
原料ガス誘導管を最適なものに取り替えることが容易に
できる。

【０００９】また、原料ガス誘導管の外側に雰囲気ガス
入口を設けたので、雰囲気ガスの流量を独立に制御する
ことが出来る。そのために、原料ガス誘導管の下流側の
開放端付近において、原料ガスの流速と外側の雰囲気ガ
スの流速とがほぼ同じになるよう調節することができ、
ガスの流れが乱れない。このようにガスの流れをスムー
ズに保つ結果、成長層の均一性が良好であり、また不要
な堆積物がチャンバの内部に拡散し難い。

【００１０】さらに、原料ガス誘導管によって成長領域
が基板付近の狭い空間に限られるために、成長終了後の
堆積物は主として原料ガス誘導管の内壁のみに付着しチ
ャンバ内の広い範囲には及ばない。したがって、成長後
の清掃が容易であり、また原料ガス誘導管を取り外せば
手軽に完全な清掃が出来る。原料ガス誘導管の少なくと
も一部を二重構造とし、二重構造の空間に冷却媒体を流
すことによって、成長中原料ガス誘導管の内面が冷却さ
れ、堆積物がより付着し難くなる。

【００１１】

【実施例】図１に基づいて、この発明の有機金属気相成
長装置の１実施例を説明する。基板１０を載せたサセプ
タ３の上流側に原料ガス誘導管１を設け、原料ガス入口
１１から導入した原料ガスを基板１０の上に誘導する構
造とした。原料ガス誘導管１は固定具５の着脱で容易に
取り付け、取り外しが出来る。サセプタ３を、大型ウエ
ハを複数枚搭載することが出来るバレル型のものに交換
する場合には、これに合わせて原料ガス誘導管１を大型
のものに交換し、原料ガス１４の流れをスムーズで無駄
のないものにした。原料ガス誘導管１の一部は二重構造
とし、配管６を通じて二重構造内部の空間に冷却媒体１
２を流すことが出来るように構成した。

【００１２】チャンバ２の上部には雰囲気ガス入口７を
設け、原料ガス誘導管１の外側のチャンバ２の空間に雰
囲気ガス１３を流すことが出来るようにした。雰囲気ガ
ス１３の流量を調節することによって、原料ガス誘導管
１の下流端での原料ガス１４の流速と雰囲気ガス１３の
流速とがほぼ等しくなるようにした。この結果原料ガス
の流れが下流側で乱れることは殆どなくなった。原料ガ
ス１４および雰囲気ガス１３は排気管１５からチャンバ
２の外に排出される。

【００１３】原料ガス誘導管１の材質としては、石英を
使用した。形状の加工が容易であり、また成長時の昇降
温および成長後の化学薬品による洗浄処理に対して十分
な耐久性があるからである。また、チャンバ２はステン
レス鋼製とした。減圧成長時の圧力差などによるガスの
リークが極めて少なく、また機械的に十分堅牢だからで
ある。ただし、これらの材質については上記実施例のも
のに限らず、例えば原料ガス誘導管１をステンレス鋼製
としてもよいし、チャンバ２を石英製としてもよい。こ
れ以外の材質を使用することも出来る。装置の規模など
に応じて、加工の容易さその他を考慮して適切な材質を
選択することが可能である。

【００１４】

【発明の効果】本発明の有機金属気相成長装置では、原
料ガス誘導管を交換することにより、サセプタの形状・
寸法に応じて最適なガスの流れを実現することが出来る
ので原料ガスの無駄や成長層の厚みの不均一などが生じ
難い。また、成長終了後堆積物がチャンバ内部の広い範
囲に拡散することがなく、清掃が容易である。さらに、
チャンバ内の雰囲気ガスの流れとガス誘導管下流端での
原料ガスの流れを揃えることにより、均一な成長層が得
られ、また不要な堆積物がチャンバの内部に拡散するこ
とがない。この発明の有機金属気相成長装置によれば、
以上のような優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例である有機金属気相成長装
置の断面図である。

【図２】従来の有機金属気相成長装置の断面図である。

【符号の説明】

１：原料ガス誘導管 ２：チャンバ ３：サセプタ ５：固定具 ６：配管 ７：雰囲気ガス入口 １０：基板 １１：原料ガス入口 １２：冷却媒体 １３：雰囲気ガスの流れ １４：原料ガスの流れ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板の上流側にガスの流れを誘導する
   原料ガス誘導管を設けたことを特徴とする化合物半導体
   結晶の有機金属気相成長装置。
2. 【請求項２】　　原料ガス誘導管の少なくとも一部を二
   重構造とし、二重構造により形成された空間に冷却媒体
   を導入および導出する配管を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の化合物半導体結晶の有機金属気相成長装置
   。
3. 【請求項３】　　原料ガス誘導管の外側に雰囲気ガスを
   流すためのガス入口を設けたことを特徴とする請求項１
   又は２に記載の化合物半導体結晶の有機金属気相成長装
   置。