JPH04335521A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH04335521A JPH04335521A JP10616491A JP10616491A JPH04335521A JP H04335521 A JPH04335521 A JP H04335521A JP 10616491 A JP10616491 A JP 10616491A JP 10616491 A JP10616491 A JP 10616491A JP H04335521 A JPH04335521 A JP H04335521A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主に化合物半導体膜
を基板に成長させる有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）装
置を対象としたものであり、成膜用基板が通常水平に取
付けられる円板状または角型板状のサセプタを加熱し、
基板と平行方向に反応ガスを導入して基板上に所定の膜
を成長させる気相成長装置に関する。
を基板に成長させる有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）装
置を対象としたものであり、成膜用基板が通常水平に取
付けられる円板状または角型板状のサセプタを加熱し、
基板と平行方向に反応ガスを導入して基板上に所定の膜
を成長させる気相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４にこの種の有機金属気相成長装置の
従来の構成例として、本願と同一出願人から出願された
特願平２−３１６４２１号に開示された構成を示す。基
板１はサセプタ２に装着され、またサセプタ２は上下移
動並びに回転運動の可能なサセプタ加熱用のヒータ３に
搭載されている。反応ガス （ＭＯＣＶＤ装置では、水
素キャリアガスのバブリングによりガス化されたＩＩＩ
族元素のアルキル化物とＶ族元素の水素化物との混合ガ
ス） は反応炉容器４の端部に設けられた反応ガス入口
５から入り、反応炉内部に設置されている方形断面流路
をもつ内管部分６ａおよび同じく方形断面流路をもち取
り外し可能な内管部分６ｂの内部を基板１の上へと導か
れる。導かれた反応ガスは、ヒータ３で加熱されたサセ
プタ２および基板１で加熱，熱分解され、熱分解により
生じた原子が拡散して基板１へ到達し膜を形成する。基
板上を通過したガスは排気出口７より排出される。
従来の構成例として、本願と同一出願人から出願された
特願平２−３１６４２１号に開示された構成を示す。基
板１はサセプタ２に装着され、またサセプタ２は上下移
動並びに回転運動の可能なサセプタ加熱用のヒータ３に
搭載されている。反応ガス （ＭＯＣＶＤ装置では、水
素キャリアガスのバブリングによりガス化されたＩＩＩ
族元素のアルキル化物とＶ族元素の水素化物との混合ガ
ス） は反応炉容器４の端部に設けられた反応ガス入口
５から入り、反応炉内部に設置されている方形断面流路
をもつ内管部分６ａおよび同じく方形断面流路をもち取
り外し可能な内管部分６ｂの内部を基板１の上へと導か
れる。導かれた反応ガスは、ヒータ３で加熱されたサセ
プタ２および基板１で加熱，熱分解され、熱分解により
生じた原子が拡散して基板１へ到達し膜を形成する。基
板上を通過したガスは排気出口７より排出される。
【０００３】このように、内管６の流路断面を方形とす
る理由は、内管の底面をサセプタ２の上面と一致させる
ことにより、サセプタ２の上流側から下流側にわたる有
意な範囲、反応ガスを層流状態で通過させて基板１上に
良質の膜を形成させるとともに、この範囲内のガスの流
路 （流線） の変形を防止して流路の垂直全断面にわ
たり反応ガスの流速を等しくしてガス密度を基板の左右
方向に均一にし、かつ基板上の流路の厚みも基板の左右
方向に同じにして成膜に与かるガス量を基板の左右方向
に等しくし、左右方向の膜厚分布を均一にするためであ
る。 したがって、基板１をサセプタ２， ヒータ３とともに
回転させることにより、基板１上に膜厚が実質完全に均
一な， 良質な膜が形成される。
る理由は、内管の底面をサセプタ２の上面と一致させる
ことにより、サセプタ２の上流側から下流側にわたる有
意な範囲、反応ガスを層流状態で通過させて基板１上に
良質の膜を形成させるとともに、この範囲内のガスの流
路 （流線） の変形を防止して流路の垂直全断面にわ
たり反応ガスの流速を等しくしてガス密度を基板の左右
方向に均一にし、かつ基板上の流路の厚みも基板の左右
方向に同じにして成膜に与かるガス量を基板の左右方向
に等しくし、左右方向の膜厚分布を均一にするためであ
る。 したがって、基板１をサセプタ２， ヒータ３とともに
回転させることにより、基板１上に膜厚が実質完全に均
一な， 良質な膜が形成される。
【０００４】なお、ここには特に図示していないが、サ
セプタ加熱用のヒータ３には、金属パイプ内に加熱抵抗
線を金属パイプと絶縁状態に挿入したシースヒータを円
板状に形成したものが用いられ、このヒータ３への加熱
エネルギーの供給は、加熱ヒータ３から鉛直下方へ延び
る中空回転軸１２内を通る給電線を介して行われる。
セプタ加熱用のヒータ３には、金属パイプ内に加熱抵抗
線を金属パイプと絶縁状態に挿入したシースヒータを円
板状に形成したものが用いられ、このヒータ３への加熱
エネルギーの供給は、加熱ヒータ３から鉛直下方へ延び
る中空回転軸１２内を通る給電線を介して行われる。
【０００５】反応炉容器４と内管６との間の空間にはス
イープガス入口８より導かれた水素ガス， 窒素ガスあ
るいは不活性ガスが流され、この空間への反応ガスの洩
れ出しを防止している。
イープガス入口８より導かれた水素ガス， 窒素ガスあ
るいは不活性ガスが流され、この空間への反応ガスの洩
れ出しを防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の気相成長装置で
は、内管が直接反応ガスに接しているため、温度の上昇
する加熱用ヒータの近傍では内管の内壁に反応生成物が
堆積する。したがって、膜成長を繰り返すと、生成物が
剥離して基板上に落下し成長膜の特性劣化を生ずる恐れ
があるため、しばしば内管を取り外しクリーニングを行
わなければならないという問題点があった。
は、内管が直接反応ガスに接しているため、温度の上昇
する加熱用ヒータの近傍では内管の内壁に反応生成物が
堆積する。したがって、膜成長を繰り返すと、生成物が
剥離して基板上に落下し成長膜の特性劣化を生ずる恐れ
があるため、しばしば内管を取り外しクリーニングを行
わなければならないという問題点があった。
【０００７】この発明の目的は、内管の内壁への反応生
成物の堆積を防止し、内管の取り外し，クリーニングを
行わなくても、長期間にわたり安定した膜成長の可能な
気相成長装置を提供することである。
成物の堆積を防止し、内管の取り外し，クリーニングを
行わなくても、長期間にわたり安定した膜成長の可能な
気相成長装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明においては、反応炉容器によって囲まれた
内管内を流れる反応ガスに、サセプタに装着された被成
膜基板の表面を、該被成膜基板を反応ガスの流れに平行
にして接触させ、サセプタを加熱することにより被成膜
基板の表面に膜を成長させるとともに、反応炉容器と内
管との間に水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを流
す気相成長装置を、前記内管が、該内管のサセプタより
上流側に、前記水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガス
を内管内へ導入して内管の内壁面に沿う水素ガス， 窒
素ガスまたは不活性ガスの流れを形成するためのガス導
入口を備えた構成とする。
に、この発明においては、反応炉容器によって囲まれた
内管内を流れる反応ガスに、サセプタに装着された被成
膜基板の表面を、該被成膜基板を反応ガスの流れに平行
にして接触させ、サセプタを加熱することにより被成膜
基板の表面に膜を成長させるとともに、反応炉容器と内
管との間に水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを流
す気相成長装置を、前記内管が、該内管のサセプタより
上流側に、前記水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガス
を内管内へ導入して内管の内壁面に沿う水素ガス， 窒
素ガスまたは不活性ガスの流れを形成するためのガス導
入口を備えた構成とする。
【０００９】そして、この構成原理に基づく具体構成と
して、反応炉容器によって囲まれた内管が、反応ガスの
流れの方向に直列に配される， それぞれ流路断面が方
形の２個の内管部分からなるとともに、流れの下流側に
位置する内管部分が、流路断面の基板と垂直方向の高さ
を、流れの上流側に位置する内管部分よりも高くかつ基
板と平行方向の幅を、流れの上流側に位置する内管部分
と等しく形成され、水素ガス， 窒素ガスまたは不活性
ガスを内管内へ導入するためのガス導入口が流れに垂直
なガス導入面をもつスリット状のガス導入口として形成
される構成とするか、反応炉容器によって囲まれた内管
が、反応ガスの流れの方向に直列に配される， それぞ
れ流路断面が方形の２個の内管部分からなるとともに、
流れの下流側に位置する内管部分が、流路断面の基板と
垂直方向の高さおよび平行方向の幅を流れの上流側に位
置する内管部分よりそれぞれ大きく形成され、水素ガス
， 窒素ガスまたは不活性ガスを内管内へ導入するため
のガス導入口が流れに垂直なガス導入面をもつコ字状の
ガス導入口として形成される構成とするか、あるいは反
応炉容器と内管との間に流す水素ガス， 窒素ガスまた
は不活性ガスが、反応炉容器と内管との間の空間内で、
内管内を流れている反応ガスの静圧より高い静圧をもつ
ような流量で反応炉容器と内管との間に導入されるとと
もに、内管が、反応ガスの流れの方向に直列に配される
， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路断面の高さと
幅とが互いに等しく形成された２個の内管部分からなり
、流れの下流側に位置する内管部分が、基板と対向する
面の上流側端面を端面と平行に浅く切り欠かれて上流側
内管部分の下流側端面に当接され、流れに平行なガス導
入面をもつスリット状のガス導入口を形成する構成とす
るか、反応炉容器と内管との間に流す水素ガス， 窒素
ガスまたは不活性ガスが、反応炉容器と内管との間の空
間内で、内管内を流れている反応ガスの静圧より高い静
圧をもつような流量で反応炉容器と内管との間に導入さ
れるとともに、内管が、反応ガスの流れの方向に直列に
配される， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路断面
の高さと幅とが互いに等しく形成された２個の内管部分
からなり、該２個の内管部分が反応ガスの流れの方向に
小間隔離隔して配されて流れに平行なガス導入面をもつ
コ字状のガス導入口を形成する構成とするものとする。
して、反応炉容器によって囲まれた内管が、反応ガスの
流れの方向に直列に配される， それぞれ流路断面が方
形の２個の内管部分からなるとともに、流れの下流側に
位置する内管部分が、流路断面の基板と垂直方向の高さ
を、流れの上流側に位置する内管部分よりも高くかつ基
板と平行方向の幅を、流れの上流側に位置する内管部分
と等しく形成され、水素ガス， 窒素ガスまたは不活性
ガスを内管内へ導入するためのガス導入口が流れに垂直
なガス導入面をもつスリット状のガス導入口として形成
される構成とするか、反応炉容器によって囲まれた内管
が、反応ガスの流れの方向に直列に配される， それぞ
れ流路断面が方形の２個の内管部分からなるとともに、
流れの下流側に位置する内管部分が、流路断面の基板と
垂直方向の高さおよび平行方向の幅を流れの上流側に位
置する内管部分よりそれぞれ大きく形成され、水素ガス
， 窒素ガスまたは不活性ガスを内管内へ導入するため
のガス導入口が流れに垂直なガス導入面をもつコ字状の
ガス導入口として形成される構成とするか、あるいは反
応炉容器と内管との間に流す水素ガス， 窒素ガスまた
は不活性ガスが、反応炉容器と内管との間の空間内で、
内管内を流れている反応ガスの静圧より高い静圧をもつ
ような流量で反応炉容器と内管との間に導入されるとと
もに、内管が、反応ガスの流れの方向に直列に配される
， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路断面の高さと
幅とが互いに等しく形成された２個の内管部分からなり
、流れの下流側に位置する内管部分が、基板と対向する
面の上流側端面を端面と平行に浅く切り欠かれて上流側
内管部分の下流側端面に当接され、流れに平行なガス導
入面をもつスリット状のガス導入口を形成する構成とす
るか、反応炉容器と内管との間に流す水素ガス， 窒素
ガスまたは不活性ガスが、反応炉容器と内管との間の空
間内で、内管内を流れている反応ガスの静圧より高い静
圧をもつような流量で反応炉容器と内管との間に導入さ
れるとともに、内管が、反応ガスの流れの方向に直列に
配される， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路断面
の高さと幅とが互いに等しく形成された２個の内管部分
からなり、該２個の内管部分が反応ガスの流れの方向に
小間隔離隔して配されて流れに平行なガス導入面をもつ
コ字状のガス導入口を形成する構成とするものとする。
【００１０】
【作用】上記のごとく、内管のサセプタより上流側に入
口を設けて適量の水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガ
スを内管内部へ導入し、内壁面に沿って層流状の流れを
形成させると、反応ガスの内管内壁面への接触が抑制さ
れる。したがって、ヒータにより内管が加熱され高温度
となっても、内壁面へ反応ガスが接することがないので
、反応ガスの熱分解による反応生成物の内壁面への堆積
が防止される。
口を設けて適量の水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガ
スを内管内部へ導入し、内壁面に沿って層流状の流れを
形成させると、反応ガスの内管内壁面への接触が抑制さ
れる。したがって、ヒータにより内管が加熱され高温度
となっても、内壁面へ反応ガスが接することがないので
、反応ガスの熱分解による反応生成物の内壁面への堆積
が防止される。
【００１１】ここで、反応炉容器によって囲まれた内管
を、反応ガスの流れの方向に直列に配される， それぞ
れ流路断面が方形の２個の内管部分で構成し、流れの下
流側に位置する内管部分の流路断面の基板と垂直方向の
高さを、流れの上流側に位置する内管部分よりも高く、
かつ基板と平行方向の幅を、流れの上流側に位置する内
管部分と等しく形成して、水素ガス， 窒素ガスまたは
不活性ガスを内管内へ導入するためのガス導入口を、流
れに垂直なガス導入面をもつスリット状のガス導入口と
して形成すれば、水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガ
スの内管内壁面に沿う層流状の流れは、反応生成物が最
も堆積しやすい基板との対向壁面に沿って形成され、内
管内壁面への反応生成物の堆積を効果的に少なくするこ
とができる。
を、反応ガスの流れの方向に直列に配される， それぞ
れ流路断面が方形の２個の内管部分で構成し、流れの下
流側に位置する内管部分の流路断面の基板と垂直方向の
高さを、流れの上流側に位置する内管部分よりも高く、
かつ基板と平行方向の幅を、流れの上流側に位置する内
管部分と等しく形成して、水素ガス， 窒素ガスまたは
不活性ガスを内管内へ導入するためのガス導入口を、流
れに垂直なガス導入面をもつスリット状のガス導入口と
して形成すれば、水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガ
スの内管内壁面に沿う層流状の流れは、反応生成物が最
も堆積しやすい基板との対向壁面に沿って形成され、内
管内壁面への反応生成物の堆積を効果的に少なくするこ
とができる。
【００１２】また、反応炉容器に囲まれた内管を、反応
ガスの流れの方向に直列に配される， それぞれ流路断
面が方形の２個の内管部分で構成し、流れの下流側に位
置する内管部分の流路断面の基板と垂直方向の高さおよ
び平行方向の幅を、流れの上流側に位置する内管部分よ
りそれぞれ大きく形成して、水素ガス， 窒素ガスまた
は不活性ガスを内管内に導入するためのガス導入口を流
れに垂直なガス導入面をもつコ字状のガス導入口として
形成すれば、水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスの
内管内壁面に沿う層流状の流れは、基板との対向面のほ
か、基板を挟む側壁面に沿っても形成され、内管内壁面
への反応生成物の堆積を実質完全に防止することができ
る。
ガスの流れの方向に直列に配される， それぞれ流路断
面が方形の２個の内管部分で構成し、流れの下流側に位
置する内管部分の流路断面の基板と垂直方向の高さおよ
び平行方向の幅を、流れの上流側に位置する内管部分よ
りそれぞれ大きく形成して、水素ガス， 窒素ガスまた
は不活性ガスを内管内に導入するためのガス導入口を流
れに垂直なガス導入面をもつコ字状のガス導入口として
形成すれば、水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスの
内管内壁面に沿う層流状の流れは、基板との対向面のほ
か、基板を挟む側壁面に沿っても形成され、内管内壁面
への反応生成物の堆積を実質完全に防止することができ
る。
【００１３】さらに、反応炉容器と内管との間に流す水
素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを、反応炉容器と
内管との間の空間内の静圧が、内管内を流れている反応
ガスの静圧より高くなるような流量で反応炉容器と内管
との間に導入するとともに、内管を、反応ガスの流れの
方向に直列に配される， それぞれ流路断面が方形にか
つ該流路断面の高さと幅とが互いに等しく形成された２
個の内管部分で構成し、流れの下流側に位置する内管部
分を、該内管部分の基板との対向面の上流側端面を端面
と平行に浅く切り欠いて上流側内管部分の下流側端面に
当接させ、流れに平行なガス導入面をもつスリット状の
ガス導入口を形成すれば、内管の高さと幅とを従来技術
のものと等しく保って内管の基板との対向壁面に、水素
ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスの層流状の流れを形
成することができる。
素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを、反応炉容器と
内管との間の空間内の静圧が、内管内を流れている反応
ガスの静圧より高くなるような流量で反応炉容器と内管
との間に導入するとともに、内管を、反応ガスの流れの
方向に直列に配される， それぞれ流路断面が方形にか
つ該流路断面の高さと幅とが互いに等しく形成された２
個の内管部分で構成し、流れの下流側に位置する内管部
分を、該内管部分の基板との対向面の上流側端面を端面
と平行に浅く切り欠いて上流側内管部分の下流側端面に
当接させ、流れに平行なガス導入面をもつスリット状の
ガス導入口を形成すれば、内管の高さと幅とを従来技術
のものと等しく保って内管の基板との対向壁面に、水素
ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスの層流状の流れを形
成することができる。
【００１４】また、反応炉容器と内管との間に流す水素
ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを、反応炉容器と内
管との間の空間内の静圧が、内管内を流れている反応ガ
スの静圧よりも高くなる流量で反応容器と内管との間に
導入するとともに、内管を、反応ガスの流れの方向に直
列に配される， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路
断面の高さと幅とが互いに等しく形成された２個の内管
部分で構成し、該２個の内管部分を反応ガスの流れの方
向に小間隔離隔して配して流れに平行なガス導入面をも
つコ字状のガス導入口を形成すれば、内管の高さと幅と
を従来技術のものと等しく保って内管の基板との対向壁
面のほか、基板を挟む側壁面に沿っても水素ガス， 窒
素ガスまたは不活性ガスの層流状の流れを形成すること
ができる。
ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを、反応炉容器と内
管との間の空間内の静圧が、内管内を流れている反応ガ
スの静圧よりも高くなる流量で反応容器と内管との間に
導入するとともに、内管を、反応ガスの流れの方向に直
列に配される， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路
断面の高さと幅とが互いに等しく形成された２個の内管
部分で構成し、該２個の内管部分を反応ガスの流れの方
向に小間隔離隔して配して流れに平行なガス導入面をも
つコ字状のガス導入口を形成すれば、内管の高さと幅と
を従来技術のものと等しく保って内管の基板との対向壁
面のほか、基板を挟む側壁面に沿っても水素ガス， 窒
素ガスまたは不活性ガスの層流状の流れを形成すること
ができる。
【００１５】
【実施例】図１に本発明による気相成長装置構成の第１
の実施例を示す。図において、図４と同一の部材には同
一符号が付されている。石英ガラスで成形され反応炉容
器４の反応ガス入口５と底面とで支えられた，流路断面
が方形の内管部分１６ａ を通して導入された反応ガス
を、加熱された基板１上に層流として導く役割を果たす
内管部分１６ｂ は、流路断面が方形に、かつ該流路断
面の高さが内管部分１６ａ よりも高く、幅が内管部分
１６ａ と等しい石英ガラス成形品として形成され、内
管部分１６ａ との当接部において、天井側にスリット
状のガス導入口２０を形成する。水素ガス， 窒素ガス
または不活性ガス等のスイープガスを導入するスイープ
ガス入口８から導入されたスイープガスは内管部分１６
ａ の外側を流れ、その一部がガス導入口２０から内管
部分１６ｂ の内部へ導入される。導入されたスイープ
ガスは基板１と対向する内管部分天井面に沿って層流状
に流れ、反応ガスの分解生成物の天井面への堆積を抑制
する。
の実施例を示す。図において、図４と同一の部材には同
一符号が付されている。石英ガラスで成形され反応炉容
器４の反応ガス入口５と底面とで支えられた，流路断面
が方形の内管部分１６ａ を通して導入された反応ガス
を、加熱された基板１上に層流として導く役割を果たす
内管部分１６ｂ は、流路断面が方形に、かつ該流路断
面の高さが内管部分１６ａ よりも高く、幅が内管部分
１６ａ と等しい石英ガラス成形品として形成され、内
管部分１６ａ との当接部において、天井側にスリット
状のガス導入口２０を形成する。水素ガス， 窒素ガス
または不活性ガス等のスイープガスを導入するスイープ
ガス入口８から導入されたスイープガスは内管部分１６
ａ の外側を流れ、その一部がガス導入口２０から内管
部分１６ｂ の内部へ導入される。導入されたスイープ
ガスは基板１と対向する内管部分天井面に沿って層流状
に流れ、反応ガスの分解生成物の天井面への堆積を抑制
する。
【００１６】なお、図１における内管部分１６ｂ の流
路断面の幅を内管部分１６ａ よりも大きく形成し、ガ
ス導入口を、流れに垂直なガス導入面をもつコ字状のガ
ス導入口として形成することにより、内管部分１６ｂ
に導入されたスイープガスは、内管部分１６ｂ の天井
面と側壁面とに層流状の流れを形成し、内管部分１６ｂ
の内壁面に堆積する反応ガスの分解生成物による基板
上薄膜の汚染を長期にわたり実質完全に防止することが
できる。
路断面の幅を内管部分１６ａ よりも大きく形成し、ガ
ス導入口を、流れに垂直なガス導入面をもつコ字状のガ
ス導入口として形成することにより、内管部分１６ｂ
に導入されたスイープガスは、内管部分１６ｂ の天井
面と側壁面とに層流状の流れを形成し、内管部分１６ｂ
の内壁面に堆積する反応ガスの分解生成物による基板
上薄膜の汚染を長期にわたり実質完全に防止することが
できる。
【００１７】図２に本発明による気相成長装置構成の第
２の実施例を示す。図において、図１および図４と同一
の部材には同一符号が付されている。内管部分１８ａ
および１８ｂ は、いずれも流路断面が方形に、かつ該
流路断面の高さ， 幅ともに互いに等しく形成されると
ともに、内管部分１８ｂ の基板１と対向する天井面の
上流側端面が端面と平行に切り欠かれ、流れに平行なガ
ス導入面をもつガス導入口２２が形成されている。スイ
ープガス入口８から導入されるスイープガスは、反応炉
容器４と内管１８との間の空間内で、内管部分１８ａ
と１８ｂ との当接部における静圧が、内管１８内を流
れる反応ガスのこの位置での静圧よりも高くなる流量で
導入され、導入されたスイープガスの一部が、ガス導入
口２２から内管部分１８ｂ 内へ流れ込み、反応ガスに
押し流されて内管部分１８ｂ の天井面に沿う層流状の
流れを形成する。
２の実施例を示す。図において、図１および図４と同一
の部材には同一符号が付されている。内管部分１８ａ
および１８ｂ は、いずれも流路断面が方形に、かつ該
流路断面の高さ， 幅ともに互いに等しく形成されると
ともに、内管部分１８ｂ の基板１と対向する天井面の
上流側端面が端面と平行に切り欠かれ、流れに平行なガ
ス導入面をもつガス導入口２２が形成されている。スイ
ープガス入口８から導入されるスイープガスは、反応炉
容器４と内管１８との間の空間内で、内管部分１８ａ
と１８ｂ との当接部における静圧が、内管１８内を流
れる反応ガスのこの位置での静圧よりも高くなる流量で
導入され、導入されたスイープガスの一部が、ガス導入
口２２から内管部分１８ｂ 内へ流れ込み、反応ガスに
押し流されて内管部分１８ｂ の天井面に沿う層流状の
流れを形成する。
【００１８】図３に本発明による気相成長装置構成の第
３の実施例を示す。図において、図１， 図２および図
４と同一の部材には同一符号が付されている。内管部分
１９ａ および１９ｂ は、いずれも流路断面が方形に
、かつ該流路断面の高さ， 幅ともに互いに等しく形成
されて流れの方向に互いに小間隔離隔して置かれ、流れ
に平行なガス導入面をもつコ字状のガス導入口２３を形
成している。スイープガス入口８から導入されるスイー
プガスは、反応炉容器４と内管１９との間の空間内で、
内管部分１９ａ と１９ｂ との当接部における静圧が
、内管１９内を流れる反応ガスのこの位置での静圧より
も高くなる流量で導入され、導入されたスイープガスの
一部がガス導入口２３から内管部分１９ｂ 内へ流れ込
み、反応ガスに押し流されて内管部分１９ｂ の天井面
および側壁面に沿う層流状の流れを形成する。
３の実施例を示す。図において、図１， 図２および図
４と同一の部材には同一符号が付されている。内管部分
１９ａ および１９ｂ は、いずれも流路断面が方形に
、かつ該流路断面の高さ， 幅ともに互いに等しく形成
されて流れの方向に互いに小間隔離隔して置かれ、流れ
に平行なガス導入面をもつコ字状のガス導入口２３を形
成している。スイープガス入口８から導入されるスイー
プガスは、反応炉容器４と内管１９との間の空間内で、
内管部分１９ａ と１９ｂ との当接部における静圧が
、内管１９内を流れる反応ガスのこの位置での静圧より
も高くなる流量で導入され、導入されたスイープガスの
一部がガス導入口２３から内管部分１９ｂ 内へ流れ込
み、反応ガスに押し流されて内管部分１９ｂ の天井面
および側壁面に沿う層流状の流れを形成する。
【００１９】
【発明の効果】本発明においては、気相成長装置を上述
のように構成したので、以下に記載する効果が得られる
。
のように構成したので、以下に記載する効果が得られる
。
【００２０】請求項１の装置では、反応ガスの内管内壁
面への接触が抑制され、ヒータにより内管が加熱され高
温度となっても、内壁面へ反応ガスが接することがない
ので、反応ガスの熱分解による分解生成物の内管内壁面
への堆積が防止され、内管の取外し， クリーニングを
行わなくても、長期にわたり、汚染のない， 安定した
膜成長が可能になり、装置の稼働率が向上する。
面への接触が抑制され、ヒータにより内管が加熱され高
温度となっても、内壁面へ反応ガスが接することがない
ので、反応ガスの熱分解による分解生成物の内管内壁面
への堆積が防止され、内管の取外し， クリーニングを
行わなくても、長期にわたり、汚染のない， 安定した
膜成長が可能になり、装置の稼働率が向上する。
【００２１】請求項２の装置では、従来の下流側内管部
分の高さ寸法のみを大きくするのみの部材変更により、
実質的に内管部分のクリーニング周期を決める内管部分
天井面への反応ガス分解生成物の堆積が防止され、クリ
ーニング周期の延長による装置稼働率向上の効果を反応
炉容器寸法の実質的な変更なく得ることができる。
分の高さ寸法のみを大きくするのみの部材変更により、
実質的に内管部分のクリーニング周期を決める内管部分
天井面への反応ガス分解生成物の堆積が防止され、クリ
ーニング周期の延長による装置稼働率向上の効果を反応
炉容器寸法の実質的な変更なく得ることができる。
【００２２】請求項３の装置では、下流側内管部分の天
井面および側壁面に沿うスイープガスの層流状流れが形
成され、内管部分への反応ガス分解生成物の堆積を実質
完全に防止することができ、反応炉容器の寸法はやや大
きくなるものの、内管部分のクリーニング周期がさらに
延長され、装置の稼働率がさらに向上して、反応炉容器
大形化の損失を補って余りある効果が得られる。
井面および側壁面に沿うスイープガスの層流状流れが形
成され、内管部分への反応ガス分解生成物の堆積を実質
完全に防止することができ、反応炉容器の寸法はやや大
きくなるものの、内管部分のクリーニング周期がさらに
延長され、装置の稼働率がさらに向上して、反応炉容器
大形化の損失を補って余りある効果が得られる。
【００２３】請求項４の装置では、スイープガスの消費
量が請求項２の装置と比べてやや多くなるものの、反応
炉容器の寸法を全く変更することなく装置の稼働率を従
来より大幅に上げることができる。
量が請求項２の装置と比べてやや多くなるものの、反応
炉容器の寸法を全く変更することなく装置の稼働率を従
来より大幅に上げることができる。
【００２４】請求項５の装置では、スイープガスの消費
量が、請求項３の装置よりもやや多くなるものの、従来
の反応炉容器と内管との間には幅方向にギャップが存在
していることから、反応炉容器を全く変更することなく
、内管部分のクリーニング周期を請求項３の装置と同等
とすることができる。従って、従来の装置と比べ、コス
ト上昇を伴うことなく装置の稼働率を請求項３の装置と
同等の稼働率に向上させることができる。
量が、請求項３の装置よりもやや多くなるものの、従来
の反応炉容器と内管との間には幅方向にギャップが存在
していることから、反応炉容器を全く変更することなく
、内管部分のクリーニング周期を請求項３の装置と同等
とすることができる。従って、従来の装置と比べ、コス
ト上昇を伴うことなく装置の稼働率を請求項３の装置と
同等の稼働率に向上させることができる。
【図１】本発明による気相成長装置構成の第１の実施例
を示す装置本体の縦断面図
を示す装置本体の縦断面図
【図２】本発明による気相成長装置構成の第２の実施例
を示す反応炉要部の縦断面図
を示す反応炉要部の縦断面図
【図３】本発明による気相成長装置構成の第３の実施例
を示す反応炉要部の縦断面図
を示す反応炉要部の縦断面図
【図４】従来の気相成長装置の構成例を示す装置本体の
縦断面図
縦断面図
１ 基板 （被成膜基板）
２ サセプタ
３ ヒータ
４ 反応炉容器
６ 内管
６ａ 内管部分
６ｂ 内管部分
１６ 内管
１６ａ 内管部分
１６ｂ 内管部分
１８ 内管
１８ａ 内管部分
１８ｂ 内管部分
１９ 内管
１９ａ 内管部分
１９ｂ 内管部分
２０ ガス導入口
２２ ガス導入口
２３ ガス導入口
Claims (5)
- 【請求項１】反応炉容器によって囲まれた内管内を流れ
る反応ガスに、サセプタに装着された被成膜基板の表面
を、該被成膜基板を反応ガスの流れに平行にして接触さ
せ、サセプタを加熱することにより被成膜基板の表面に
膜を成長させるとともに、反応炉容器と内管との間に水
素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを流す気相成長装
置において、前記内管が、該内管のサセプタより上流側
に、前記水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガスを内管
内へ導入して内管の内壁面に沿う水素ガス， 窒素ガス
または不活性ガスの流れを形成するためのガス導入口を
備えていることを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】請求項第１項に記載の気相成長装置におい
て、反応炉容器によって囲まれた内管が、反応ガスの流
れの方向に直列に配される， それぞれ流路断面が方形
の２個の内管部分からなるとともに、流れの下流側に位
置する内管部分が、流路断面の基板と垂直方向の高さを
、流れの上流側に位置する内管部分よりも高くかつ基板
と平行方向の幅を、流れの上流側に位置する内管部分と
等しく形成され、水素ガス， 窒素ガスまたは不活性ガ
スを内管内へ導入するためのガス導入口が流れに垂直な
ガス導入面をもつスリット状のガス導入口として形成さ
れることを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項３】請求項第１項に記載の気相成長装置におい
て、反応炉容器によって囲まれた内管が、反応ガスの流
れの方向に直列に配される， それぞれ流路断面が方形
の２個の内管部分からなるとともに、流れの下流側に位
置する内管部分が、流路断面の基板と垂直方向の高さお
よび平行方向の幅を流れの上流側に位置する内管部分よ
りそれぞれ大きく形成され、水素ガス， 窒素ガスまた
は不活性ガスを内管内へ導入するためのガス導入口が流
れに垂直なガス導入面をもつコ字状のガス導入口として
形成されることを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項４】請求項第１項に記載の気相成長装置におい
て、反応炉容器と内管との間に流す水素ガス， 窒素ガ
スまたは不活性ガスが、反応炉容器と内管との間の空間
内で、内管内を流れている反応ガスの静圧より高い静圧
をもつような流量で反応炉容器と内管との間に導入され
るとともに、内管が、反応ガスの流れの方向に直列に配
される， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路断面の
高さと幅とが互いに等しく形成された２個の内管部分か
らなり、流れの下流側に位置する内管部分が、基板と対
向する面の上流側端面を端面と平行に浅く切り欠かれて
上流側内管部分の下流側端面に当接され、流れに平行な
ガス導入面をもつスリット状のガス導入口を形成するこ
とを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項５】請求項第１項に記載の気相成長装置におい
て、反応炉容器と内管との間に流す水素ガス， 窒素ガ
スまたは不活性ガスが、反応炉容器と内管との間の空間
内で、内管内を流れている反応ガスの静圧より高い静圧
をもつような流量で反応炉容器と内管との間に導入され
るとともに、内管が、反応ガスの流れの方向に直列に配
される， それぞれ流路断面が方形にかつ該流路断面の
高さと幅とが互いに等しく形成された２個の内管部分か
らなり、該２個の内管部分が反応ガスの流れの方向に小
間隔離隔して配されて流れに平行なガス導入面をもつコ
字状のガス導入口を形成することを特徴とする気相成長
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10616491A JPH04335521A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10616491A JPH04335521A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335521A true JPH04335521A (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=14426643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10616491A Pending JPH04335521A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04335521A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012036013A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 結晶成長装置 |
| CN111378953A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | P&T株式会社 | 晶片沉积用石英管的防止接触硅烷气体的方法 |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP10616491A patent/JPH04335521A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012036013A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 結晶成長装置 |
| CN111378953A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | P&T株式会社 | 晶片沉积用石英管的防止接触硅烷气体的方法 |
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