JPH0512279Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、有機金属気相成長（MOCVD）法
に好適な有機金属気相成長装置に関する。

〔従来の技術〕

有機金属と金属水素化物の熱化学反応を利用し
たガリウム砒素（GaAs）基板への薄膜形成技術
はMOCVD法として知られているが、これはシ
リコン（Si）基板に二酸化珪素（SiO₂）等の薄
膜を形成する方法（以下、SiCVD法という）か
ら発展したものである。両者は基板や薄膜を異に
するが共に熱化学反応を利用する点で共通なた
め、従来、MOCVD法はSiCVD法を実施する装
置（以下、SiCVD装置という）により実施され
てきた。

第２図は保持台とフローチヤンネルの外面を示
すSiCVD装置の断面図で、複数枚の基板の同時
処理に用いるバレル型の例である。

図中、１はドーム状頭部の頂部にガス導入管２
を有し、側部下方にガス排出管３，３を、底部に
開口部を夫々有する反応管で、外周にはRFコイ
ル４が巻き付けられている。なお、前記反応管１
は、耐熱性及び王水に溶けない程度の耐薬品性の
点で石英ガラスにより形成されている。

前記反応管１の下方には、前記底部開口部を介
して基板の搬入、搬出用の前室５が連設し、該前
室５を同心二重に構成された蓋部材６と軸部材７
とが貫通している。なお、５ａは前室５に設けた
扉である。

蓋部材６とこれを貫通する軸部材７は、各々独
立に昇降可能に構成され、蓋部材６は上端に反応
管１の底部開口部を閉塞し得る鍔部６ａを有し、
また、軸部材７の上端には、上面に弾頭形フロー
チヤンネル９を有する保持台８が設けられてい
る。

保持台８は、発熱源とすると共に、基板の保持
に用いるもので、カーボン製の多角錐台状体の側
面に基板取付溝８ａが設けられている。また、弾
頭形フローチヤンネル９は、ガス導入管２から流
入する気相成長ガスを整流して円滑に下方に流す
カバーである。

次に、このSiCVD装置を用いたMOCVD法の
一例を、GaAs基板にGaAsを堆積する場合で説
明する。

(1) RFコイル４により保持台８を誘導加熱し、
該保持台８を介して基板を所定温度に保持する
と共に、ガス導入管２からアルシン（AsH₃）
とトリメチルガリウム（TMG）と水素（H₂）
からなる気相成長ガスを導入する。これによ
り、気相成長ガスは、弾頭形フローチヤンネル
９で整流されつつ基板面と平行に流れ、基板よ
り若干上方の高温部でAsH₃とTMGが熱化学
反応してGaAsが基板面に堆積する。処理後、
気相成長ガスの導入及び保持台８の加熱を停止
する。（処理工程） (2) ガス導入管２から不活性ガスを導入し反応管
１内をパージする。（パージ工程） (3) 蓋部材６、軸部材７が共に下降して保持台８
を前室５内に移動し、該前室５内で処理済基板
と未処理板とを交換した後、軸部材７を上昇し
て保持台８を反応管１内の所定位置にセツトす
ると共に、蓋部材６を上昇して反応管１と前室
５間を仕切る。（基板取替工程） 〔考案が解決しようとする課題〕 前記の如き操作において、(1)の処理工程時に反
応管１の中間部より下方の内面に堆積物１０が付
着する。この堆積物１０は、SiCVD法実施時に
は反応管１内面に付着したままであるが、
MOCVD法実施時にはその後の工程中に剥離し
て基板上に落下し欠陥をもたらす不都合がある。

また、この堆積物１０は、蓋部材６の鍔部６ａ
にも付着して該部６ａの気密性を低下させるの
で、反応管１内の気相成長ガス（人体に有害なも
のが多い）が前室５内に漏洩し危険である。

そこで、適宜処理を中断して前記堆積物１０を
王水等を用いて除去しているが、手間がかかると
共に生産性が低下するのをさけられないのが実情
である。

本考案は、上記の課題を解決するもので、反応
管内面の前記堆積物の剥離、落下による有害作用
のない有機金属気相成長装置を提供するものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、ドーム状頭部の頂部にガス導入管を
有し、底部にガス排出管を有する反応管を、該反
応管の内面に付着する堆積物の付着位置の上方で
着脱可能に上下に分割してなる上蓋と本体とで形
成し、前室を前記本体に連設して反応管の上方に
設け、上面に弾頭形フローチヤンネルを有する保
持台を前記前室と反応管との間で昇降可能に設け
ると共に、前記上蓋をガス導入管を介して昇降可
能に設けたことを特徴とする。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例の断面図で、保持台
及びフローチヤンネルは外面を示し、また、前記
第２図と同一構成部分には同一符号を付してあ
る。

図中、２０は反応管で、ドーム状頭部の頂部に
ガス導入管２を有し、底部にガス排出管３を有し
ており、該反応管２０の内面に付着する堆積物１
０の付着位置の上方で着脱可能に上下に分割して
なる上蓋２０ａと本体２０ｂとで形成されてい
る。

２１は扉２１ａを有する前室で、前記本体２０
ｂに連設して反応管２０の上方に設けられてい
る。該前室内の上蓋２０ａに連設するガス導入管
２は、前室２１の上面を気密に、かつ摺動自在に
貫通して、ピストン２２の如き昇降駆動機構に連
結し、上蓋２０ａをガス導入管２を介して昇降可
能にしている。また、前室２１外において、ガス
導入管２には、気相成長ガスまたはパージガスを
供給するコイル管２３が連設されている。

前記反応管２０の本体２０ｂ底部には、軸部材
７が昇降可能に貫通して設けられ、該軸部材７の
上端には、上面に弾頭形フローチヤンネル９を有
する保持台８が設置され、該保持台８は軸部材７
の昇降に伴つて前記前室２１と反応管２０との間
を移動する。

次に前記の如く構成された本考案装置の操作方
法を説明する。

(i) 保持台８の加熱と気相成長ガスの導入を前記
(1)同様に行ない気相成長を実施する。

（処理工程） (ii) 前記(2)同様にして反応管２０内をパージす
る。（パージ工程） (iii) ピストン２２を上方に駆動させガス導入管２
を介して上蓋２０ａを前室２１内の上方に移動
する。次いで、軸部材７を上昇して保持台８を
前室２１内に移動し、該前室２１内で処理済基
板と未処理基板とを交換した後、軸部材７を下
降して保持台８を反応管２０内の所定位置にセ
ツトすると共に、ピストン２２を下降して上蓋
２０ａを本体２０ｂに気密に連結する。（基板
取替工程） 次いで上記(i)の処理工程に戻り、連続して気相
成長を実施することができる。

なお、上記装置はMOCVD法に用いて好適で
あるが、SiCVD法にも用いることができる。

〔考案の効果〕 本考案は、反応管を上蓋と本体とで形成し、
上蓋を本体に被せることにより、従来と同様の
ドーム状頭部を有する反応管になるようにし、
該ドーム状頭部と弾頭形フローチヤンネルとで
形成される独特の流路及び上蓋の頂部から導入
される気相成長ガスを本体底部から排出して気
相成長ガスの流れを直線状にすることによつ
て、上蓋内面での対流を防止し、上蓋内面に堆
積物が付着しないようにしたこと、 この気相成長時の堆積物は、反応管内面の比
較的下方に付着するが、本考案では、反応管を
形成する上蓋と本体とを、反応管内面の堆積物
の付着位置より上方で上下に分割し、上蓋内面
に堆積物が付着しないようにしたこと、 また、本考案は、前室を前記本体に連設して
反応管の上方に設け、かつ保持台を及び上蓋を
昇降可能に設けて、気相成長後の基板の交換を
反応管上方位置の前室内で行うようにしたこ
と、 等によつて、前室内での基板の交換時に、反
応管の本体内面に付着している堆積物が剥離、
落下しても基板が有害作用を受けないように
し、かつ、上蓋内面から堆積物が落下すること
もないようにして、即ち、堆積物の影響を一切
受けないようにしたから、基板の劣化が防止で
き歩留が大幅に向上する。

反応管を形成する上蓋と本体を、反応管内面
の堆積物の付着位置の上方で分割したので、分
割部には堆積物がなく、上蓋と本体とを常に気
密性高く結合でき、反応管内の気相成長ガスが
前室内に漏洩する危険がない。

フローチヤンネルの表面は、気相成長の実施
により汚れ、この汚れにより、フローチヤンネ
ル表面の微細な固形物が、気相成長ガスに同伴
されて、基板上に形成される薄膜に悪影響を与
えるため、フローチヤンネルが汚れたら清掃も
しくは交換する必要があるが、本考案は、保持
台と上蓋とが独立して昇降可能としたので、保
持台をそのままの位置に止めて上蓋を上昇させ
ることにより、保持台と上蓋との間隔を広くで
き、フローチヤンネルの清掃や交換が容易とな
り、メンテナンスに要する時間を短縮化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す断面図、
第２図はSiCVD装置の断面図である。 ２……ガス導入管、３……ガス排出管、７……
軸部材、８……保持台、９……弾頭形フローチヤ
ンネル、２０……反応管、２０ａ……上蓋、２０
ｂ……本体、２１……前室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ドーム状頭部の頂部にガス導入管を有し、底部
   にガス排出管を有する反応管を、該反応管の内面
   に付着する堆積物の付着位置の上方で着脱可能に
   上下に分割してなる上蓋と本体とで形成し、前室
   を前記本体に連設して反応管の上方に設け、上面
   に弾頭形フローチヤンネルを有する保持台を前記
   前室と反応管との間で昇降可能に設けると共に、
   前記上蓋をガス導入管を介して昇降可能に設けた
   ことを特徴とする有機金属気相成長装置。