JPH07111244A - Vapor phase crystal growth apparatus - Google Patents
Vapor phase crystal growth apparatusInfo
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- JPH07111244A JPH07111244A JP25542293A JP25542293A JPH07111244A JP H07111244 A JPH07111244 A JP H07111244A JP 25542293 A JP25542293 A JP 25542293A JP 25542293 A JP25542293 A JP 25542293A JP H07111244 A JPH07111244 A JP H07111244A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、気相反応を用いた化
合物半導体等の結晶成長を行う気相結晶成長装置に関
し、特に有機金属気相成長装置(MOCVD:Metal Org
anic ChemicalVapor Deposition)に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor phase crystal growth apparatus for growing a crystal of a compound semiconductor or the like using a vapor phase reaction, and more particularly to a metal organic vapor phase growth apparatus (MOCVD: Metal Org
anic ChemicalVapor Deposition).
【0002】[0002]
【従来の技術】図11は、従来の高速回転型MOCVD
装置の反応炉部の断面図であり、図において、1はSU
S製の円筒形の反応炉、2は反応炉1内に設置された円
板状のサセプタ、3はこのサセプタ2に着脱可能に装着
されたウエハトレイ、4はこのウエハトレイ3の溝内に
収納された、例えばGaAs基板等の半導体基板、5は
上記サセプタ2を下方から加熱するための円形のヒー
タ、6はヒータ5の下方に配置された円形の熱遮蔽板、
7は上記ヒータの電極、8は上記サセプタ2に固定さ
れ、該サセプタ2を回転させるための回転軸、9は上記
ヒータ5の温度を検出する熱電対、12,13は反応炉
1に導入されるガスを均一に混ぜるための第1,第2メ
ッシュ、10は反応炉1内にウエハトレイ3を搬送する
ための開口部、20a、及び20b,20cは反応炉1
内にそれぞれキャリアガス、及び材料ガスを供給するた
めのキャリアガス供給配管、及び材料ガス供給配管であ
る。また、11は各ガスの流量を分配するために上記各
配管20a,20b,20cに取り付けられたニードル
バルブである。また、上記反応炉1の排気口1aの下流
にはロータリポンプ16が設けられ、その前段の圧力調
整バルブ15で反応炉1内のガスの吸引圧力が設定され
るようになっている。また14は上記圧力調整バルブの
前段に設けられたフィルタであり、反応炉1内のガスの
中から粉塵等を除去して圧力調整バルブ15にガスを送
るようになっている。2. Description of the Related Art FIG. 11 shows a conventional high speed rotary MOCVD.
It is a sectional view of a reaction furnace part of the apparatus, in which 1 is SU
A cylindrical reactor made of S, 2 is a disk-shaped susceptor installed in the reactor 1, 3 is a wafer tray detachably mounted on the susceptor 2, and 4 is housed in a groove of the wafer tray 3. Further, for example, a semiconductor substrate such as a GaAs substrate, 5 is a circular heater for heating the susceptor 2 from below, 6 is a circular heat shield plate disposed below the heater 5,
Reference numeral 7 is an electrode of the heater, 8 is a rotary shaft which is fixed to the susceptor 2 and rotates the susceptor 2, 9 is a thermocouple for detecting the temperature of the heater 5, and 12 and 13 are introduced into the reactor 1. First and second meshes for uniformly mixing the gas to be charged, 10 are openings for transferring the wafer tray 3 into the reaction furnace 1, and 20a and 20b and 20c are the reaction furnace 1.
A carrier gas supply pipe and a material gas supply pipe for supplying a carrier gas and a material gas, respectively. Reference numeral 11 is a needle valve attached to each of the pipes 20a, 20b, 20c for distributing the flow rate of each gas. Further, a rotary pump 16 is provided downstream of the exhaust port 1a of the reaction furnace 1, and a suction pressure of gas in the reaction furnace 1 is set by a pressure adjusting valve 15 in the preceding stage. Further, 14 is a filter provided in the preceding stage of the pressure control valve, which removes dust and the like from the gas in the reaction furnace 1 and sends the gas to the pressure control valve 15.
【0003】高速回転型の気相成長装置の特徴として
は、ウエハを搭載したサセプタを高速で回転させながら
材料ガスを供給することにより、供給された材料ガスが
サセプタの中心で渦を巻いて集合し、この材料ガスがサ
セプタ中心よりその周囲に均等に拡がって流れるように
なり、各ウエハ間での成長の均一性が高くなるという利
点がある。A feature of the high-speed rotation type vapor phase growth apparatus is that the material gas is supplied while rotating the susceptor on which the wafer is mounted at a high speed, and the supplied material gas is swirled around the center of the susceptor to gather. However, this material gas flows from the center of the susceptor so as to spread evenly around the susceptor center, which has the advantage of increasing the uniformity of growth between the wafers.
【0004】次に結晶成長時の動作について説明する。
反応炉1の開口部10より、所定の場所に半導体基板
(ここではGaAs基板とする)4が搭載されたウエハ
トレイ3を反応炉内に搬入し、該ウエハトレイ3を、反
応炉1内のサセプタ2の上に設置する。次に、反応炉1
上部のキャリアガス供給配管20aからキャリアガスで
ある水素ガス(H2 )を導入し、反応炉1内を所望の設
定圧力、例えば50Torrにする。この時、キャリア
ガス(H2)は第1メッシュ12によって均一に広げら
れて反応炉1内に供給される。Next, the operation during crystal growth will be described.
A wafer tray 3 on which a semiconductor substrate (here, a GaAs substrate) 4 is mounted at a predetermined location is loaded into the reaction furnace from the opening 10 of the reaction furnace 1, and the wafer tray 3 is attached to the susceptor 2 in the reaction furnace 1. Install on top of. Next, the reactor 1
Hydrogen gas (H2), which is a carrier gas, is introduced from the upper carrier gas supply pipe 20a, and the inside of the reaction furnace 1 is set to a desired set pressure, for example, 50 Torr. At this time, the carrier gas (H2) is uniformly spread by the first mesh 12 and supplied into the reaction furnace 1.
【0005】次に、上記サセプタ2を所望の回転数、例
えば1000rpmに達するまで徐々に回転させる。次
にヒータ5を加熱し、また材料ガス供給配管20bより
基板4の熱分解(主にAs原子の抜け)を抑制するため
にV族材料ガスであるアルシン(AsH3 )を反応炉1
内に導入し、設定温度、例えば700°まで加熱する。
このとき、上記ヒータ5で発せられた熱は下方に配置さ
れた2枚の熱遮蔽板6によって反射され、その大部分が
サセプタ2側に向かう。また、このときの温度は反応炉
1内の熱電対9でモニタされる。またAsH3 は後述す
るTMG等に比べてその分解温度が高いために、比較的
多量に供給して基板4上での濃度を維持する必要があ
る。Next, the susceptor 2 is gradually rotated until it reaches a desired number of revolutions, for example, 1000 rpm. Next, the heater 5 is heated, and arsine (AsH3) which is a group V material gas is added to the reactor 1 through the material gas supply pipe 20b in order to suppress the thermal decomposition of the substrate 4 (mainly the loss of As atoms).
It is introduced into and heated to a set temperature, for example 700 °.
At this time, the heat generated by the heater 5 is reflected by the two heat shield plates 6 arranged below, and most of the heat is directed to the susceptor 2 side. The temperature at this time is monitored by the thermocouple 9 in the reaction furnace 1. Since AsH3 has a higher decomposition temperature than TMG described later, it is necessary to supply a relatively large amount to maintain the concentration on the substrate 4.
【0006】次に材料ガス供給配管20cから反応炉1
の上部よりTMG等の材料ガスを導入し、所望の時間ま
で結晶成長を行なう。ここでAsH3 やTMGは、反応
炉1内の上部に設けられた第2メッシュ13によって均
一に広げられてGaAs基板4上に達する。これによ
り、GaAs基板4上に成長するGaAs結晶の膜厚,
キャリア濃度等の均一性を上げることができる。Next, from the material gas supply pipe 20c to the reactor 1
A material gas such as TMG is introduced from above to grow crystals for a desired time. Here, AsH3 and TMG are uniformly spread by the second mesh 13 provided in the upper part of the reaction furnace 1 and reach the GaAs substrate 4. As a result, the film thickness of the GaAs crystal grown on the GaAs substrate 4,
Uniformity such as carrier concentration can be improved.
【0007】次に、上記TMG等のガスの導入を止め、
成長した結晶中のAsが抜けないようにAsH3 を流し
ながらヒータ5の加熱を停止する。そして所望の温度ま
で低下したら、上記AsH3 の導入を止め、続いてサセ
プタ2の回転数を徐々に低下させてこれを停止させる。
そしてウエハトレイ3を反応炉1の開口部10より取り
出し、結晶成長したGaAs基板4を取り出す。なお、
AlGaAsを成長させる場合には材料ガス供給配管2
0cよりTMGとともにTMA(トリメチルアルミニウ
ム)を供給することとなる。Next, the introduction of the gas such as TMG is stopped,
The heating of the heater 5 is stopped while flowing AsH3 so that As in the grown crystal does not escape. When the temperature has dropped to the desired temperature, the introduction of AsH3 is stopped, and then the rotational speed of the susceptor 2 is gradually decreased to stop it.
Then, the wafer tray 3 is taken out from the opening 10 of the reaction furnace 1, and the GaAs substrate 4 on which the crystal has grown is taken out. In addition,
When growing AlGaAs, material gas supply pipe 2
From 0c, TMA (trimethylaluminum) is supplied together with TMG.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の気相結晶成長装
置は以上のように構成されているので、反応炉下方から
排気を行うために、サセプタ下方の温度の低い領域に反
応ガスが廻り込み、図12に示すように、反応炉1の管
壁,熱遮蔽板6や回転軸8に、供給された反応ガスの熱
分解による反応生成物17が付着する。そのため、この
付着物17によって熱輻射が変動(低下)し、モニター
される温度が見掛け上低下するために、これを補正すべ
くヒーター5に電力を印加するように制御されるため、
図13(a)に示すように、実際の成長温度が成長中、及
びRun-to-Run(成長回数)で変動し、特にメンテナンス
直後における成長温度の変動が大きく、また反応炉1内
部の部品の、付着物17による汚染のための定期的な洗
浄が必要であった。Since the conventional vapor phase crystal growth apparatus is constructed as described above, in order to exhaust gas from the lower side of the reaction furnace, the reaction gas flows into the low temperature area below the susceptor. As shown in FIG. 12, the reaction product 17 resulting from the thermal decomposition of the supplied reaction gas adheres to the tube wall of the reaction furnace 1, the heat shield plate 6 and the rotary shaft 8. Therefore, the heat radiation fluctuates (decreases) due to the adhering matter 17, and the monitored temperature apparently decreases. Therefore, the heater 5 is controlled to apply electric power to correct this,
As shown in FIG. 13 (a), the actual growth temperature fluctuates during growth and during Run-to-Run (the number of times of growth), and the growth temperature fluctuates particularly immediately after maintenance. However, regular cleaning was required due to contamination with the deposit 17.
【0009】また、ニードルバルブ11を用いて材料ガ
スを分配して供給するため、基板4のガスの流れに反応
炉の下流側となる領域に膜厚やキャリア濃度等の分布が
生じる。図13を用いて詳述すると、膜厚に関しては、
ウエハ下流側では境界層が薄くなるために、図13(b)
に示すように、これに比例して成長層厚も減少する。ま
たキャリア濃度に関しては、分解温度の高いV族原子は
大量に供給されるため基板内での濃度の分布は少ない
が、III 族原子は消費されてウエハ下流側ほど濃度が低
くなくなるため見掛け上V族原子の濃度が上昇し、図1
3(c) に示すように、ウエハ下流側ほど大きくなる傾向
が見られる。以上のことから、成長層厚,キャリア濃度
等の分布が生じ、製品の均一性が低下するなどの問題点
があった。Further, since the material gas is distributed and supplied by using the needle valve 11, the gas flow of the substrate 4 has a distribution such as film thickness and carrier concentration in a region on the downstream side of the reaction furnace. Referring to FIG. 13 in detail, regarding the film thickness,
Since the boundary layer becomes thinner on the downstream side of the wafer, the result shown in FIG.
As shown in, the growth layer thickness also decreases in proportion to this. Regarding the carrier concentration, a large amount of group V atoms with a high decomposition temperature are supplied, so the concentration distribution in the substrate is small, but the group III atoms are consumed and the concentration does not become lower toward the downstream side of the wafer, so the apparent V concentration is lower. As the concentration of group atoms increased,
As shown in FIG. 3 (c), the tendency tends to increase toward the downstream side of the wafer. From the above, there is a problem that the distribution of the growth layer thickness, the carrier concentration, etc. occurs, and the uniformity of the product is deteriorated.
【0010】さらにまた、反応炉上部の配管から反応炉
内に導入された材料ガスの熱分解により、第2メッシュ
に反応生成物が付着して該付着物によりメッシュが目詰
まりを起こし、基板上へ供給される材料ガスの均一性が
悪化し、基板上に成長する結晶の膜厚,キャリア濃度等
の均一性が低下し、またこれを除去するためのメンテナ
ンスが必要となるという問題点があった。Furthermore, due to the thermal decomposition of the material gas introduced into the reaction furnace from the piping in the upper part of the reaction furnace, the reaction product adheres to the second mesh, and the adhered material causes the mesh to be clogged. There is a problem that the uniformity of the material gas supplied to the substrate is deteriorated, the uniformity of the film thickness of the crystal growing on the substrate, the uniformity of the carrier concentration, etc. are reduced, and maintenance is required to remove this. It was
【0011】また、上述のようにAsH3 等のV族材料
ガスはその分解温度が高いことから、主に基板上で分解
されるだけであり、III 族原子と等量供給したのでは基
板上での結晶成長に供するV族原子(アルシンの場合は
As原子)濃度が低くなり、このため結晶成長の際には
大量のV族材料ガスを導入しなければならず、供給した
材料ガスの結晶成長に供される効率(材料効率)が悪い
という問題点があった。Further, as described above, the group V material gas such as AsH3 has a high decomposition temperature, so that it is mainly decomposed only on the substrate, and if it is supplied in the same amount as the group III atoms, it will be decomposed on the substrate. The concentration of the group V atom (As atom in the case of arsine) used for the crystal growth is low, so that a large amount of the group V material gas must be introduced during the crystal growth, and the crystal growth of the supplied material gas However, there is a problem that the efficiency (material efficiency) of the product is low.
【0012】ところで、例えば特開昭61−248519号公報
や特開昭60−126823号公報には、反応炉の下方に2本の
排気ダクトを備えたものが示されており、このような構
成を採用することによってサセプタ下方での反応ガスの
流れを促進し、反応炉下方での付着物の低減を図ること
も考えられるが、この構成では反応ガスのサセプタ下方
への回り込みを十分に抑制することはできず、また上述
のような基板の、反応ガスに対する上流と下流での膜厚
やキャリア濃度等の不均一分布については依然としてこ
れを解消できるものではなく、さらには反応炉の上部側
のメッシュの目詰まりに対しては何ら効果を奏するもの
ではなかった。Incidentally, for example, JP-A-61-248519 and JP-A-60-126823 show an apparatus provided with two exhaust ducts below the reaction furnace. It may be possible to promote the flow of the reaction gas below the susceptor and reduce the deposits below the reaction furnace by adopting the above method. However, with this configuration, it is possible to sufficiently prevent the reaction gas from flowing under the susceptor. In addition, it is not possible to eliminate the uneven distribution of the film thickness and carrier concentration on the upstream and downstream of the reaction gas of the substrate as described above. It had no effect on the clogging of the mesh.
【0013】また従来より反応炉内に堆積した付着物を
除去するために、成長終了後にキャリアガスのみを供給
しつつ、あるいは真空引きした状態で反応炉内の温度を
付着物が分解するに十分な温度になるまで加熱する方法
が採られているが、このような方法ではメンテナンス時
間が極めて長くなり、製造効率が低下する等の不具合が
あった。Further, conventionally, in order to remove the deposits deposited in the reactor, it is sufficient to decompose the deposits at the temperature in the reactor while supplying only the carrier gas after completion of the growth or in a vacuumed state. Although a method of heating until reaching a certain temperature has been adopted, such a method has a problem that maintenance time is extremely long and manufacturing efficiency is lowered.
【0014】またさらに、例えば、特開平4-277627号公
報,特開昭60−126823号公報に示されるように、材料ガ
スを噴出するガスシャワー電極を加熱するものや、材料
ガス導入管を直接加熱するようにしたものが見られる
が、これらの構成では、反応管内に噴出する前に材料ガ
スを加熱する方式であり、ガスシャワー電極,材料ガス
導入管内の材料ガスの流速は速く十分な加熱を行うこと
ができず、またこれらガスシャワー電極,材料ガス導入
管内において材料ガスの分解が起こり、これら部材の中
に反応生成物が付着して目詰まりを起こす等の問題があ
った。Furthermore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-277627 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-126823, a material for heating a gas shower electrode for ejecting a material gas or a material gas introducing pipe is directly connected. Some of them are designed to be heated, but in these configurations, the material gas is heated before being ejected into the reaction tube, and the flow rate of the material gas in the gas shower electrode and the material gas introduction tube is fast and sufficient heating is achieved. However, there is a problem in that the material gas is decomposed in the gas shower electrode and the material gas introduction pipe, and reaction products adhere to these members to cause clogging.
【0015】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、成長温度の変動を低減でき、か
つ、反応炉内の部品の洗浄周期を長くすることができる
気相結晶成長装置を得ることを目的としており、さらに
は均一性の高い結晶成長を行うことができる気相結晶成
長装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to reduce fluctuations in the growth temperature and to elongate the cleaning cycle of the components in the reaction furnace. It is an object of the present invention to obtain an apparatus, and further to provide a vapor phase crystal growth apparatus capable of performing highly uniform crystal growth.
【0016】また、材料ガスを反応炉内に導入する配管
より下部にあるメッシュ部を容易にかつ迅速にクリーニ
ングすることができ、常に材料ガスを均一に基板上に供
給することができる気相結晶成長装置を得ることを目的
とする。Further, the vapor phase crystal which can easily and quickly clean the mesh portion below the pipe for introducing the material gas into the reaction furnace and can always supply the material gas uniformly on the substrate. The purpose is to obtain a growth device.
【0017】また、分解温度の高い材料ガスの分解を促
進し、材料効率を上げることができる気相結晶成長装置
を得ることを目的とする。Another object of the present invention is to obtain a vapor phase crystal growth apparatus capable of promoting the decomposition of a material gas having a high decomposition temperature and increasing the material efficiency.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】この発明に係る気相結晶
成長装置は、反応炉の排気口を反応炉下部に配置し、か
つヒータより下部を囲うように脱着可能な筒状部材を配
置したものである。In the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention, the exhaust port of the reaction furnace is arranged in the lower part of the reaction furnace, and the detachable cylindrical member is arranged so as to surround the lower part of the heater. It is a thing.
【0019】また、この発明に係る気相結晶成長装置
は、反応炉上部から材料ガスを供給する一方、サセプタ
近傍の反応炉側壁に排気口を設け、上記供給された材料
ガスをサセプタ近傍から排気するようにしたものであ
る。Further, in the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention, while supplying the material gas from the upper part of the reaction furnace, an exhaust port is provided on the side wall of the reaction furnace near the susceptor, and the supplied material gas is exhausted from the vicinity of the susceptor. It is something that is done.
【0020】また、上記反応炉の底部から上記サセプタ
の裏面側に向けてキャリアガスを供給するための生成物
付着防止用キャリアガス導入配管を設けたものである。Further, a carrier gas introduction pipe for preventing product adhesion for supplying a carrier gas from the bottom of the reaction furnace to the back side of the susceptor is provided.
【0021】また、この発明に係る気相結晶成長装置
は、反応炉上部から材料ガスを供給するとともに、サセ
プタ上に配置されたウエハの上記材料ガスの流れに対し
て下流側となる部分に対して、材料ガスを補助的に供給
する材料ガス補助供給配管を備えたものである。Further, in the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention, the material gas is supplied from the upper part of the reaction furnace, and the portion of the wafer arranged on the susceptor which is on the downstream side with respect to the flow of the material gas. In addition, a material gas auxiliary supply pipe for auxiliary supply of the material gas is provided.
【0022】また、この発明に係る気相結晶成長装置
は、材料ガスを反応炉内に導入する配管の出口と、基板
をセットするウェハトレイまたはサセプタとの間に加熱
可能なメッシュを設け、メンテナンス時にメッシュを加
熱するようにしたものである。Further, in the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention, a heatable mesh is provided between the outlet of the pipe for introducing the material gas into the reaction furnace and the wafer tray or the susceptor for setting the substrate, and at the time of maintenance. The mesh is heated.
【0023】また、この発明に係る気相結晶成長装置
は、分解温度の異なる材料ガスをそれぞれ別々の配管を
用いて供給するとともに、分解温度の高い材料ガスを供
給する材料ガス供給配管の先端部を、これよりも分解温
度の低い材料ガスを供給する材料ガス供給配管の先端部
よりも基板側に近づけて配置し、上記各配管の先端部よ
りも下方に加熱可能なメッシュを設け、結晶成長中に分
解温度の高い材料ガスを余熱、あるいは分解して基板上
に供給するようにしたものである。Further, in the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention, the material gases having different decomposition temperatures are supplied using different pipes, respectively, and the tip of the material gas supply pipe for supplying the material gas having a high decomposition temperature is supplied. Is placed closer to the substrate side than the tip of the material gas supply pipe that supplies the material gas whose decomposition temperature is lower than this, and a heatable mesh is provided below the tip of each of the above pipes to grow crystals. The material gas having a high decomposition temperature is residual heat or decomposed and supplied to the substrate.
【0024】[0024]
【作用】この発明においては、サセプタより下部の部品
が筒状部材で覆われているため、この部分に材料ガスが
流れ込みにくくなる。In the present invention, since the parts below the susceptor are covered with the tubular member, it is difficult for the material gas to flow into this part.
【0025】また、この発明においては、サセプタ周囲
の反応炉側壁に排気口が設けられているため、反応炉上
方から供給された材料ガスはサセプタ周囲の排気口から
排気され、サセプタ下方には回り込みにくくなる。Further, according to the present invention, since the exhaust port is provided on the side wall of the reaction furnace around the susceptor, the material gas supplied from above the reaction furnace is exhausted from the exhaust port around the susceptor and circulates below the susceptor. It gets harder.
【0026】また、反応炉底部から上記サセプタ裏面に
向けてキャリアガスを供給することにより、サセプタ下
方の領域への材料ガスの流れ込みが抑制される。Further, by supplying the carrier gas from the bottom of the reactor toward the back surface of the susceptor, the flow of the material gas into the region below the susceptor is suppressed.
【0027】また、この発明においては、材料ガスの流
れに対して下流側となるウエハの領域に材料ガスを補助
的に供給することにより、ウエハ面内での境界層分布が
低減される。Further, in the present invention, the auxiliary supply of the material gas to the region of the wafer on the downstream side with respect to the flow of the material gas reduces the distribution of the boundary layer in the plane of the wafer.
【0028】また、この発明においては、材料ガスを均
一に広げるためのメッシュに加熱機構を設け、メンテナ
ンス時に上記メッシュを加熱するようにしたから、メッ
シュの目詰まりを迅速に解消できる。Further, in the present invention, since the mesh for uniformly spreading the material gas is provided with the heating mechanism and the mesh is heated during the maintenance, the clogging of the mesh can be quickly eliminated.
【0029】また、分解温度の高い材料ガスをこれの下
方に配置されたメッシュで余熱、あるいは加熱分解して
供給する一方、上記材料ガスよりも分解温度の低い材料
ガスを上記メッシュよりも下方の位置から供給するよう
にしたから、分解温度の高い材料ガスのウエハ上での原
子の濃度が増大し、該材料ガスの使用効率が向上し、ま
た、分解温度の異なる2つのガスがウエハに達するまで
に反応することもない。Further, the material gas having a high decomposition temperature is supplied to the mesh disposed below it by residual heat or thermal decomposition, while the material gas having a decomposition temperature lower than that of the material gas is provided below the mesh. Since the gas is supplied from the position, the concentration of atoms of the material gas having a high decomposition temperature on the wafer is increased, the use efficiency of the material gas is improved, and two gases having different decomposition temperatures reach the wafer. It does not react by the time.
【0030】[0030]
実施例1.以下、この発明の実施例1によるMOCVD
装置を図について説明する。図1において、図11及び
図12と同一符号は同一または相当部分を示し、反応炉
1の底部に複数個の排気口1bと、回転軸8の下側に水
素ガスを導入する配管1cが設けられ、さらに反応炉1
の底面部に、ヒータ5より下部の部品を囲うように、脱
着可能な円筒形の筒(例えば石英製)17が取り付けら
れている。Example 1. Hereinafter, MOCVD according to the first embodiment of the present invention.
The device will be described with reference to the figures. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIGS. 11 and 12 denote the same or corresponding parts, and a plurality of exhaust ports 1b are provided at the bottom of the reactor 1, and a pipe 1c for introducing hydrogen gas is provided below the rotary shaft 8. And the reactor 1
A detachable cylindrical tube (for example, made of quartz) 17 is attached to the bottom surface of the so as to surround the parts below the heater 5.
【0031】次に結晶成長時における上記装置の動作に
ついて説明する。なお、結晶成長の手順は従来例に記載
したものと同じであるため、ここでは本実施例特有の動
作についてのみ説明する。結晶成長時にガスの流れは、
図1に示すように、サセプタ2下方に位置するヒータ5
や回転軸8等の周囲が熱遮蔽板12によって囲まれてい
るため、ヒータ5下部の部品には廻り込みにくく、さら
に反応炉1の底面の配管1cよりキャリアガスである水
素(H2 )が供給されているため、上記材料ガスの廻り
込み防止効果が一層向上され、上記ヒータ5下部の部品
には反応生成物が付着しにくくなる。従って、付着物に
よる熱輻射の変動が少なくなり、成長中およびRun-to-R
unの成長温度の変動が小さくなる。図1では反応炉1の
底面から回転軸8に対して直角方向にガスを供給するよ
うに配管1cが取りつけられているが、結晶成長時には
回転軸8が高速で回転しているために、供給されたキャ
リアガスは回転軸8に沿って回転しながらサセプタ2の
底面に向かって流れるようになる。Next, the operation of the above apparatus during crystal growth will be described. Since the procedure of crystal growth is the same as that described in the conventional example, only the operation peculiar to this embodiment will be described here. The flow of gas during crystal growth is
As shown in FIG. 1, the heater 5 located below the susceptor 2
Since the heat shield plate 12 surrounds the periphery of the rotary shaft 8 and the like, it is difficult for the parts below the heater 5 to go around, and hydrogen (H2) as a carrier gas is supplied from the pipe 1c on the bottom of the reactor 1. Therefore, the effect of preventing the material gas from flowing around is further improved, and the reaction products are less likely to adhere to the parts below the heater 5. Therefore, fluctuations in thermal radiation due to deposits are reduced, and during growth and Run-to-R
The fluctuation of the growth temperature of un becomes small. In FIG. 1, the pipe 1c is attached so as to supply the gas from the bottom surface of the reaction furnace 1 in a direction perpendicular to the rotating shaft 8. However, since the rotating shaft 8 rotates at high speed during crystal growth, The generated carrier gas flows toward the bottom surface of the susceptor 2 while rotating along the rotation axis 8.
【0032】さらに、メンテナンスは、主に円筒形の筒
17の外側が汚れることになるため、成長終了後に反応
炉1内より円筒形の筒17を外部に取り出し、これを洗
浄するだけでよく、メンテナンスが非常に容易となる。Further, for maintenance, since the outside of the cylindrical tube 17 is mainly contaminated, it is sufficient to take out the cylindrical tube 17 from the inside of the reaction furnace 1 after the growth and wash it. Very easy to maintain.
【0033】なお、上記配管1cより導入されるキャリ
アガスは、反応炉1の上部から供給される材料ガス及び
キャリアガス量に比べて6分の1程度の量であるため、
結晶成長中に基板4に供給される材料ガスの流れに悪影
響を与えることはない。Since the carrier gas introduced from the pipe 1c is about one sixth of the amount of the material gas and the carrier gas supplied from the upper part of the reaction furnace 1,
It does not adversely affect the flow of the material gas supplied to the substrate 4 during crystal growth.
【0034】実施例2.次に本発明の実施例2によるM
OCVD装置を図について説明する。図2において、1
dは反応炉1の側面のサセプタ3の近傍に設けられた排
気口であり、反応炉1の周囲に沿って複数個設けられて
いる。該排気口1dの配置については、ウエハトレイ3
に供給された材料ガスの流れが、トレイ3上の各領域に
おいてできるだけ均一になるように、反応炉1側面に、
それぞれが対向する位置に少なくとも1対設けるように
し、さらに複数対設けるときにはウエハトレイ3の中心
を起点として放射状になるように配置するのが望まし
い。また本実施例2でも実施例1と同様に、回転軸8の
下側より水素ガスを導入するように配管1cが設けられ
ている。なお、本実施例2においても、ウエハトレイ3
を出し入れするための開口部10が設けられているが、
図2の断面には現れていない。Example 2. Next, M according to the second embodiment of the present invention.
The OCVD apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG. 2, 1
Reference numeral d denotes an exhaust port provided on the side surface of the reaction furnace 1 in the vicinity of the susceptor 3, and a plurality of exhaust ports are provided along the periphery of the reaction furnace 1. Regarding the arrangement of the exhaust port 1d, the wafer tray 3
So that the flow of the material gas supplied to the reactor 3 is as uniform as possible in each region on the tray 3,
It is desirable that at least one pair is provided at a position facing each other, and when a plurality of pairs are provided, they are radially arranged with the center of the wafer tray 3 as a starting point. Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the pipe 1c is provided so as to introduce the hydrogen gas from the lower side of the rotary shaft 8. In the second embodiment, the wafer tray 3 is also used.
An opening 10 is provided for inserting and removing
It does not appear in the cross section of FIG.
【0035】次に結晶成長時における上記装置の動作に
ついて説明する。なお、結晶成長の手順は従来例に記載
したものと同じであるため、ここでも本実施例2特有の
動作についてのみ説明する。結晶成長時の材料ガスは、
その大部分が図2に示すように、ウエハトレイ3の表面
の中心からその周方向に沿って流れ、反応炉1の側面に
設けられた複数の排気口1dへと流れ込むようになり、
さらにサセプタ2下方の配管1cよりキャリアガスが導
入されるために、材料ガスのサセプタ2下方への回り込
みが一層抑制されるようになり、その結果、ヒータ5よ
り下部の部品には反応生成物が付着しにくくなる。従っ
て、付着物による熱輻射の変動が少なくなり、成長中及
びRun-to-Runの成長温度の変動は小さくなる。さらに、
この場合、反応炉1内部の部品には、ほとんど反応生成
物が付着しないため、部品や反応炉内部の洗浄等のメン
テナンスが不要となるか、あるいはその周期を大幅に大
きくすることができる等の効果が期待できる。Next, the operation of the above apparatus during crystal growth will be described. Since the procedure of crystal growth is the same as that described in the conventional example, only the operation peculiar to the second embodiment will be described here. The material gas during crystal growth is
As shown in FIG. 2, most of them flow from the center of the surface of the wafer tray 3 along the circumferential direction thereof, and flow into a plurality of exhaust ports 1d provided on the side surface of the reaction furnace 1,
Further, since the carrier gas is introduced from the pipe 1c below the susceptor 2, the wraparound of the material gas below the susceptor 2 is further suppressed, and as a result, reaction products are generated in the parts below the heater 5. It becomes difficult to adhere. Therefore, the fluctuation of the heat radiation due to the deposit is reduced, and the fluctuation of the growth temperature during the growth and the run-to-run becomes small. further,
In this case, since almost no reaction products adhere to the parts inside the reaction furnace 1, maintenance such as cleaning of the parts and the inside of the reaction furnace becomes unnecessary, or the period can be greatly increased. You can expect an effect.
【0036】実施例3.次に本発明の実施例3によるM
OCVD装置を図について説明する。図3において、2
4は反応炉1の、サセプタ近傍から下方において内周全
面に渡って形成された排気空間であり、サセプタ下方の
部品は内壁25によって囲まれている。Example 3. Next, M according to the third embodiment of the present invention.
The OCVD apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG. 3, 2
Reference numeral 4 denotes an exhaust space formed over the entire inner circumference of the reaction furnace 1 from below the vicinity of the susceptor, and the parts below the susceptor are surrounded by an inner wall 25.
【0037】次に結晶成長時における上記装置の動作に
ついて説明する。なお、結晶成長の手順は従来例に記載
したものと同じであるため、ここでも本実施例3特有の
動作についてのみ説明する。キャリアガス供給配管20
a,材料ガス供給配管20b,20cより供給された各
ガスはウエハトレイ3の中心からその周囲に向かって流
れ、ウエハトレイ3の周囲から均等に排気空間24に向
かって流れ込み、反応炉1より排気され、さらにこのと
きサセプタ2下方の配管1cよりキャリアガスが導入さ
れるために、材料ガスのサセプタ2下方への回り込みが
一層抑制されるようになり、その結果、ヒータ5より下
部には反応生成物が付着しにくくなる。従って、上記実
施例2と同様に付着物による熱輻射の変動が少なくな
り、成長中及びRun-to-Runの成長温度の変動は小さくな
る,さらに、部品や反応炉内部の洗浄等のメンテナンス
が不要となるか、その周期が大幅に大きくなる等の効果
が期待できるのに加え、排気時にウエハトレイ3の全周
囲から均等にガスが排気されるようになるため、各基板
4における境界層分布が改善され、より均一性の優れた
結晶が得られる効果がある。Next, the operation of the above apparatus during crystal growth will be described. Since the crystal growth procedure is the same as that described in the conventional example, only the operation peculiar to the third embodiment will be described here. Carrier gas supply pipe 20
a, each gas supplied from the material gas supply pipes 20b, 20c flows from the center of the wafer tray 3 toward the periphery thereof, uniformly flows from the periphery of the wafer tray 3 toward the exhaust space 24, and is exhausted from the reaction furnace 1. Further, at this time, since the carrier gas is introduced from the pipe 1c below the susceptor 2, the material gas is further suppressed from flowing into the lower portion of the susceptor 2, and as a result, reaction products are generated below the heater 5. It becomes difficult to adhere. Therefore, as in Example 2 above, fluctuations in thermal radiation due to deposits are reduced, fluctuations in growth temperature during growth and in Run-to-Run are reduced, and further maintenance such as cleaning of parts and the inside of the reactor is performed. In addition to the effect that it is unnecessary or the period is significantly increased, the gas is uniformly exhausted from the entire periphery of the wafer tray 3 during exhaust, so that the boundary layer distribution in each substrate 4 is There is an effect that crystals that are improved and more uniform are obtained.
【0038】実施例4.次に本発明の実施例4によるM
OCVD装置を図について説明する。図4において、1
9は、ウエハトレイ3の近傍にこれよりも上方で、かつ
基板4の中央部より外側(管壁側)に材料ガスを導入す
るための材料ガス補助導入管であり、図では1本しか示
されていないが、該導入管19は反応炉1に少なくとも
1本以上複数本取り付けられている。またこの配管19
の他端はバブリング装置21に接続されている。バブリ
ング装置21には、マスフローコントローラ22によっ
て流量がコントロールされたキャリアガス(ここではH
2 )が供給され、これによって所定分量の材料ガスが発
生するようになっている。その他の構成は従来例に示し
たものと同じである。Example 4. Next, M according to the fourth embodiment of the present invention.
The OCVD apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG. 4, 1
Reference numeral 9 denotes a material gas auxiliary introduction pipe for introducing a material gas near the wafer tray 3 and above the wafer tray 3 and outside the central portion of the substrate 4 (on the tube wall side), and only one is shown in the drawing. Although not provided, at least one or more introduction tubes 19 are attached to the reaction furnace 1. Also this pipe 19
The other end of is connected to the bubbling device 21. The bubbling device 21 has a carrier gas whose flow rate is controlled by the mass flow controller 22 (here, H 2
2) is supplied so that a predetermined amount of material gas is generated. Other configurations are the same as those shown in the conventional example.
【0039】次に結晶成長時における上記装置の動作に
ついて説明する。本実施例では材料ガスは、配管20
b,20cを介して反応炉1の上部より供給されるとと
もに、材料ガス補助導入管19からも供給されるため、
境界分布が生じやすいウエハ外側(下流部)にも材料ガ
スが補給され、容易に成長層の均一性を向上でき、例え
ば、GaAs成長層の層厚分布を均一にする場合、材料
ガス補助導入管19にTMGを適当量供給することによ
り、その均一性が向上する。Next, the operation of the above apparatus during crystal growth will be described. In this embodiment, the material gas is the pipe 20.
Since it is supplied from the upper part of the reaction furnace 1 via b and 20c, and is also supplied from the material gas auxiliary introduction pipe 19,
The material gas is also replenished to the outside (downstream portion) of the wafer where boundary distribution is likely to occur, and the uniformity of the growth layer can be easily improved. For example, when the layer thickness distribution of the GaAs growth layer is made uniform, the material gas auxiliary introduction pipe is used. By supplying an appropriate amount of TMG to 19, the uniformity is improved.
【0040】実施例5.次に本発明の実施例5によるM
OCVD装置を図について説明する。上記実施例4で
は、バブリング装置21によって材料ガスを発生させて
材料ガス補助導入管19に供給したが、図5に示すよう
に、この実施例では、必要とされる材料ガスが供給され
る材料ガス供給配管を、バイパス配管23を用いて材料
ガス補助導入管19に接続して材料ガスを供給するよう
にしたものであり、ここではバイパス配管23は材料ガ
ス供給配管20cに接続され、その途中にニードルバル
ブ11が設けられている。他の部分は実施例3と同一で
ある。Example 5. Next, M according to the fifth embodiment of the present invention.
The OCVD apparatus will be described with reference to the drawings. In the fourth embodiment, the material gas is generated by the bubbling device 21 and is supplied to the material gas auxiliary introduction pipe 19. However, as shown in FIG. 5, in this embodiment, the material to which the required material gas is supplied is supplied. The gas supply pipe is connected to the material gas auxiliary introduction pipe 19 by using the bypass pipe 23 to supply the material gas. Here, the bypass pipe 23 is connected to the material gas supply pipe 20c, and in the middle thereof. Is provided with a needle valve 11. The other parts are the same as in the third embodiment.
【0041】このような構成とすることで、上記実施例
5のように別途に材料ガスを発生させる機構を付加する
ことなく、配管の変更のみで所望とする材料ガスを供給
することができ、構成が容易になる。With such a structure, the desired material gas can be supplied only by changing the piping without adding a mechanism for separately generating the material gas as in the fifth embodiment. Easy to configure.
【0042】実施例6.次に本発明の実施例6によるM
OCVD装置を図について説明する。図6において、2
5は第2メッシュ26に接続されたメッシュ加熱用電極
であり、該電極25に電圧を印加することにより、第2
メッシュ26を加熱することができるようになってい
る。また図7は上記第2メッシュ26の詳細な構成を示
す図であり、図に示すように、第2メッシュ26はタン
グステン等の抵抗線26aと石英等の絶縁膜26bを編
み込み、抵抗線26aの両端にメッシュ加熱用電極25
を接続した構造とすることにより、該電極25に電圧を
かけることで加熱することができるように構成されてい
る。Example 6. Next, M according to the sixth embodiment of the present invention.
The OCVD apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG. 6, 2
Reference numeral 5 is a mesh heating electrode connected to the second mesh 26, and by applying a voltage to the electrode 25,
The mesh 26 can be heated. FIG. 7 is a diagram showing a detailed configuration of the second mesh 26. As shown in the figure, the second mesh 26 is formed by weaving a resistance wire 26a made of tungsten or the like and an insulating film 26b made of quartz or the like into the resistance wire 26a. Mesh heating electrodes 25 on both ends
With the structure in which the electrodes are connected, heating can be performed by applying a voltage to the electrode 25.
【0043】次に結晶成長時における上記装置の動作に
ついて説明する。結晶成長の手順は従来の技術と同様で
あるが、材料ガスを反応炉1内に導入する材料ガス供給
20b,20cと、GaAs基板4をセットするウェハ
トレイ3との間に設けられた第2メッシュ26が加熱で
きるような構造となっているため、結晶成長とは別に、
結晶成長後に下記に示す動作を行うことにより、容易に
第2メッシュ26のクリーニングを行うことができる。Next, the operation of the above device during crystal growth will be described. The procedure of crystal growth is the same as that of the conventional technique, but the second mesh provided between the material gas supplies 20b and 20c for introducing the material gas into the reaction furnace 1 and the wafer tray 3 for setting the GaAs substrate 4 therein. Since 26 has a structure that can be heated, apart from crystal growth,
The second mesh 26 can be easily cleaned by performing the following operation after crystal growth.
【0044】すなわちまず、ウェハトレイ3にGaAs
基板4を載せる、あるいはまた何も載せないで上記ウェ
ハトレイ3を反応炉1内のサセプタ2上に設置する。次
に反応炉1上部のキャリアガス供給配管20aからキャ
リアガスである水素ガス(H2 )を反応炉1内に導入
し、反応炉1内の圧力を所望の圧力、例えば50Torr
にするか、または反応炉1内にキャリアガスを導入しな
いで反応炉1内を真空状態にする。That is, first, GaAs is placed on the wafer tray 3.
The wafer tray 3 is placed on the susceptor 2 in the reaction furnace 1 with the substrate 4 placed thereon, or with nothing placed thereon. Next, hydrogen gas (H2), which is a carrier gas, is introduced into the reaction furnace 1 from the carrier gas supply pipe 20a above the reaction furnace 1, and the pressure in the reaction furnace 1 is set to a desired pressure, for example, 50 Torr.
Alternatively, the inside of the reaction furnace 1 is evacuated without introducing the carrier gas into the reaction furnace 1.
【0045】次に、第2メッシュ26に接続されたメッ
シュ加熱用電極25に所定の電圧をかけ、該第2メッシ
ュ26を、反応生成物が熱分解する温度、例えば300
℃以上の高温に加熱することにより、第2メッシュ26
のクリーニングを所望の時間かけて実施する。これによ
り第2メッシュ26に付着した反応生成物が熱分解され
て第2メッシュ26から取り除かれ、該熱分解された反
応生成物は排気口1aより反応炉1外部に排除されるこ
とになるが、このとき熱分解した反応生成物の一部がサ
セプタ上にも飛散してここに付着する恐れがあるが、上
述のように、サセプタ2上にウエハトレイ3を乗せてお
くことにより、サセプタ2に反応生成物が付着するのを
防止することができ、クリーニング後に再度結晶成長を
行う際に、サセプタ2の熱が効率よくウエハトレイ3に
伝導されるようになる。そして、第2メッシュ26の温
度を下げた後、ウェハトレイ3を反応炉1より取り出
し、次の結晶成長に備える。Next, a predetermined voltage is applied to the mesh heating electrode 25 connected to the second mesh 26, and the temperature at which the reaction product is thermally decomposed in the second mesh 26, for example, 300.
By heating to a high temperature of ℃ or more, the second mesh 26
Cleaning is carried out for the desired time. As a result, the reaction product attached to the second mesh 26 is pyrolyzed and removed from the second mesh 26, and the pyrolyzed reaction product is discharged to the outside of the reaction furnace 1 through the exhaust port 1a. At this time, a part of the reaction product thermally decomposed may be scattered on the susceptor and adhere to the susceptor. However, by placing the wafer tray 3 on the susceptor 2 as described above, It is possible to prevent the reaction product from adhering, and the heat of the susceptor 2 is efficiently conducted to the wafer tray 3 when the crystal growth is performed again after the cleaning. Then, after lowering the temperature of the second mesh 26, the wafer tray 3 is taken out from the reaction furnace 1 to prepare for the next crystal growth.
【0046】このように本実施例によれば、材料ガスを
供給する材料ガス供給配管20b,20c下方に位置
し、噴出された材料ガスを広げるための第2メッシュ2
6を加熱可能な構成としたから、メンテナンス時に速や
かに第2メッシュ26のみを選択的に加熱することがで
き、反応炉1内のクリーニングを迅速に行うことがで
き、また基板4上に成長する結晶の膜厚,キャリア濃度
等の均一性が向上する。As described above, according to the present embodiment, the second mesh 2 located below the material gas supply pipes 20b, 20c for supplying the material gas and for spreading the jetted material gas.
Since 6 is configured to be heatable, only the second mesh 26 can be quickly and selectively heated at the time of maintenance, the inside of the reaction furnace 1 can be quickly cleaned, and it grows on the substrate 4. Uniformity of crystal film thickness, carrier concentration, etc. is improved.
【0047】実施例7.次に本発明の実施例7によるM
OCVD装置について説明する。実施例6ではクリーニ
ング時に、反応炉1内にキャリアガスを流す、あるいは
真空状態として第2メッシュ13を加熱するようにした
が、この実施例では、図8に示すように、キャリアガス
である水素(H2 )とともにHCl等のエッチングガス
を同時に導入しながら第2メッシュ26を加熱するよう
にしたものである。構成については実施例6と同一であ
る。Example 7. Next, M according to the seventh embodiment of the present invention.
The OCVD device will be described. In the sixth embodiment, at the time of cleaning, the carrier gas is made to flow in the reaction furnace 1 or the second mesh 13 is heated in a vacuum state. However, in this embodiment, as shown in FIG. The second mesh 26 is heated while simultaneously introducing (H2) and an etching gas such as HCl. The configuration is the same as that of the sixth embodiment.
【0048】このようにエッチングガスを導入しながら
第2メッシュ26のクリーニングを行うことで、実施例
6に比べてさらに効果的にメッシュ26のクリーニング
を行うことができる。By cleaning the second mesh 26 while introducing the etching gas in this way, the mesh 26 can be cleaned more effectively than in the sixth embodiment.
【0049】なお、本実施例ではエッチングガスとして
HClを用いるようにしたが、除去すべき付着物に応じ
て適宜エッチングガスを変更することで、GaAs,I
nP以外の他の結晶からなる付着物の除去を促進するこ
とができる。Although HCl is used as the etching gas in this embodiment, GaAs, I can be changed by appropriately changing the etching gas according to the deposit to be removed.
It is possible to accelerate the removal of deposits made of crystals other than nP.
【0050】実施例8.次に本発明の実施例8によるM
OCVD装置について説明する。実施例6では第2メッ
シュ26の構造として、タングステン等の抵抗線26a
と石英等の絶縁膜26bを編み込み、抵抗線26aの両
端にメッシュ加熱用電極25を接続した構造としたが、
上記構造に代えて、図9に示すように、多孔質性のセラ
ミックヒータ30に加熱用電極25を接続した構造等と
してもよく、要するに、温度を上げることができ、腐食
性に優れ、かつ材料ガスを通すことができる構造であれ
ば他の構造であってもよい。Example 8. Next, M according to the eighth embodiment of the present invention.
The OCVD device will be described. In the sixth embodiment, as the structure of the second mesh 26, the resistance wire 26a made of tungsten or the like is used.
And an insulating film 26b made of quartz or the like is woven, and the mesh heating electrodes 25 are connected to both ends of the resistance wire 26a.
Instead of the above structure, as shown in FIG. 9, a structure in which a heating electrode 25 is connected to a porous ceramic heater 30 may be used. In short, the temperature can be raised, the corrosiveness is excellent, and the material is Other structures may be used as long as the structure allows gas to pass therethrough.
【0051】実施例9.次に本発明の実施例9によるM
OCVD装置を図について説明する。図10において、
27は第2メッシュ24の下方に設けられた第3メッシ
ュであり、上記第2メッシュ24と同様の構成を有し、
メッシュ加熱用電極25が接続されている。20dはそ
の先端が上記第2メッシュ24と第3メッシュ27との
間に位置する材料ガス供給配管である。Example 9. Next, M according to the ninth embodiment of the present invention.
The OCVD apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG.
27 is a third mesh provided below the second mesh 24, and has the same configuration as the second mesh 24,
The mesh heating electrode 25 is connected. Reference numeral 20d is a material gas supply pipe whose tip is located between the second mesh 24 and the third mesh 27.
【0052】以上のように構成されたMOCVD装置の
動作について説明する。まず、ウェハトレイ3上の溝内
にGaAs基板4を載せ、上記ウェハトレイ3を反応炉
1内のサセプタ2上に設置する。次に、反応炉1上部の
材料ガス供給配管20aからキャリアガスである水素ガ
ス(H2 )を反応炉1内に導入し、反応炉1内の圧力を
所望の圧力、例えば50Torr にする。The operation of the MOCVD apparatus configured as above will be described. First, the GaAs substrate 4 is placed in the groove on the wafer tray 3, and the wafer tray 3 is set on the susceptor 2 in the reaction furnace 1. Next, hydrogen gas (H2), which is a carrier gas, is introduced into the reaction furnace 1 from the material gas supply pipe 20a above the reaction furnace 1, and the pressure in the reaction furnace 1 is set to a desired pressure, for example, 50 Torr.
【0053】次に、上記サセプタ2を回転させ、GaA
s基板4の熱分解を抑制するためにV族材料ガスである
アルシン(AsH3 )を材料ガス供給配管20bから反
応炉1内に導入しながらヒータ5を加熱し、サセプタ2
の温度を上げることによりGaAs基板4の温度を所望
の温度、例えば700℃にする。このとき同時に材料ガ
ス供給配管20bよりも下部に設けた第2メッシュ24
に接続された電極25に電圧をかけ、該第2メッシュ2
4を100〜300℃程度に加熱する。これにより第2
メッシュ24を通過したAsH3 は予備加熱されること
となりGaAs基板4上での分解が促進され、該GaA
s基板4上でのAsの濃度が増大し、有効に利用される
材料の割合が増大する。Next, the susceptor 2 is rotated and GaA
In order to suppress thermal decomposition of the substrate 4, the heater 5 is heated while introducing arsine (AsH3), which is a group V material gas, into the reaction furnace 1 from the material gas supply pipe 20b.
The temperature of the GaAs substrate 4 is raised to a desired temperature, for example 700 ° C. At this time, at the same time, the second mesh 24 provided below the material gas supply pipe 20b
A voltage is applied to the electrode 25 connected to the second mesh 2
4 is heated to about 100 to 300 ° C. This makes the second
The AsH3 that has passed through the mesh 24 is preheated, and the decomposition on the GaAs substrate 4 is promoted.
The concentration of As on the substrate 4 increases, and the ratio of materials that are effectively used increases.
【0054】次に材料ガス供給配管20dからトリメチ
ルガリウム(TMG)等のIII 族材料ガスを導入し、結
晶成長を行う。ここでAsH3 はこれを反応炉1内に導
入する材料ガス供給配管20bより下部に設けた第2メ
ッシュ24により、またTMGはこれを反応炉1内に導
入する材料ガス供給配管20dより下部に設けた第3メ
ッシュ27により、それぞれ均一に広げられてGaAs
基板4上に到達する。このことにより、GaAs基板4
上に成長するGaAs結晶の膜厚,組成,キャリア濃度
の均一性を向上させることができる。またTMGは第2
メッシュ24より下方にその先端が位置する材料ガス供
給配管20dから供給されるため、TMGがGaAs基
板4上に到達するまでに分解されてAsH3 と反応を起
こして第3メッシュ部27に付着することを防止でき
る。Next, a group III material gas such as trimethylgallium (TMG) is introduced from the material gas supply pipe 20d to grow crystals. Here, AsH3 is provided by the second mesh 24 provided below the material gas supply pipe 20b for introducing it into the reaction furnace 1, and TMG is provided below the material gas supply pipe 20d for introducing it into the reaction furnace 1. The third mesh 27 spreads the GaAs evenly.
Reach onto the substrate 4. As a result, the GaAs substrate 4
It is possible to improve the uniformity of the film thickness, composition, and carrier concentration of the GaAs crystal grown above. Also, TMG is the second
Since it is supplied from the material gas supply pipe 20d whose tip is located below the mesh 24, TMG is decomposed by the time it reaches the GaAs substrate 4, reacts with AsH3, and adheres to the third mesh portion 27. Can be prevented.
【0055】次に、TMGの導入を止め、AsH3 を流
しながらヒータ5の加熱を抑えていくことによりGaA
s基板4の温度を下げる。次に、第2メッシュ部24の
加熱とAsH3 の導入を止め、サセプタ2の回転を停止
させる。そして、最後にウェハトレイ3を反応炉1より
取り出し、結晶成長を行ったGaAs基板4を取り出
す。Next, by stopping the introduction of TMG and suppressing the heating of the heater 5 while flowing AsH3, GaA
The temperature of the substrate 4 is lowered. Next, the heating of the second mesh portion 24 and the introduction of AsH3 are stopped, and the rotation of the susceptor 2 is stopped. Then, finally, the wafer tray 3 is taken out of the reaction furnace 1 and the GaAs substrate 4 on which the crystal has been grown is taken out.
【0056】また、所定回数成長を繰り返し、メッシュ
26に反応生成物が付着して目詰まりを起こした場合に
は、上記実施例6と同様にして、第3メッシュ27に接
続するメッシュ加熱用電極25に電圧を印加してこれを
加熱することにより、クリーニングを行うことができ
る。また必要に応じて第2メッシュ24と接続するメッ
シュ加熱用電極25にも電圧を印加して加熱するように
してもよい。When the reaction product adheres to the mesh 26 and becomes clogged after repeating the growth a predetermined number of times, the mesh heating electrode connected to the third mesh 27 in the same manner as in Example 6 above. Cleaning can be performed by applying a voltage to 25 and heating it. If necessary, a voltage may be applied to the mesh heating electrode 25 connected to the second mesh 24 to heat it.
【0057】このように本実施例によれば、AsH3 を
供給する材料ガス供給配管20bの下方にこれと近接し
て加熱可能な第2メッシュ24を設ける一方、TMGを
供給する材料ガス供給配管20dの先端部を上記第2メ
ッシュ24よりも下方に延長し、該先端部下方に第3メ
ッシュ27を設け、結晶成長時に上記第2メッシュ24
を加熱するようにし、TMGよりも分解温度が高く、分
解効率の悪いAsH3を余熱して基板4に供給するよう
にしたから、基板4上でのAsH3 の分解が促進され、
その結果、基板4上でのV族種の濃度を上げることがで
き、供給された材料ガスのうち結晶成長に有効に利用さ
れる割合が増大することとなる。As described above, according to the present embodiment, the second mesh 24 that can be heated is provided below the material gas supply pipe 20b for supplying AsH3 in the vicinity thereof, while the material gas supply pipe 20d for supplying TMG is supplied. Of the second mesh 24 is extended below the second mesh 24, and a third mesh 27 is provided below the second mesh 24.
Is heated and the decomposition temperature is higher than that of TMG and AsH3 having poor decomposition efficiency is preheated to be supplied to the substrate 4, so that the decomposition of AsH3 on the substrate 4 is promoted,
As a result, the concentration of the group V species on the substrate 4 can be increased, and the proportion of the supplied material gas that is effectively used for crystal growth increases.
【0058】また、AsH3 よりも分解温度の低いTM
Gを供給する材料ガス供給配管20dの先端を上記第2
メッシュ24よりも下方に位置させ、これの下方に第3
メッシュ27を設けるようにしたから、TMGが分解さ
れて上記第2メッシュ24によって余熱されたAsH3
が反応して第3メッシュ27に付着するというような問
題が生じない。TM having a lower decomposition temperature than AsH3
The tip of the material gas supply pipe 20d for supplying G is set to the above-mentioned second
It is located below the mesh 24, and the third
Since the mesh 27 is provided, TMG is decomposed and AsH3 which is left overheated by the second mesh 24 is used.
Does not occur such that the reacts with and adheres to the third mesh 27.
【0059】実施例10.次に本発明の実施例10によ
るMOCVD装置について説明する。上記実施例9で
は、結晶成長中に第2メッシュ24を100〜300℃
に加熱することにより分解温度の高いAsH3 を余熱す
るようにしたが、第2メッシュ24を700℃以上の高
温に加熱して、ここでAsH3 を分解してもよい。この
場合、AsH3 が分解しても、第2メッシュ部24の温
度がAsH3 の分解温度に比べて充分に高いことによ
り、該第2メッシュ24への反応生成物の付着は起こり
にくい。このようにすることでAsH3 の使用効率をさ
らに向上させることができる。Example 10. Next, an MOCVD apparatus according to Example 10 of the present invention will be described. In the above-mentioned Example 9, the 2nd mesh 24 is 100-300 degreeC during crystal growth.
Although AsH3 having a high decomposition temperature is preheated by heating the second mesh 24, the second mesh 24 may be heated to a high temperature of 700 ° C. or higher to decompose AsH3. In this case, even if AsH3 is decomposed, the temperature of the second mesh portion 24 is sufficiently higher than the decomposition temperature of AsH3, so that the reaction product is less likely to adhere to the second mesh 24. By doing so, the use efficiency of AsH3 can be further improved.
【0060】さらに、結晶成長時において、第3メッシ
ュ27の温度もAsH3 ,TMG等の材料ガスの分解温
度に比べて充分に高くすることにより、TMG等の材料
ガス供給配管20dから供給される材料ガスの使用効率
をも向上させることができる。なおこの場合、第3メッ
シュ27近傍にて共に分解された材料ガス同士が反応し
てこれらの生成物が反応炉1内の側壁に付着しやすくな
る可能性がある。Further, at the time of crystal growth, the temperature of the third mesh 27 is set sufficiently higher than the decomposition temperature of the material gas such as AsH3 and TMG, so that the material supplied from the material gas supply pipe 20d such as TMG. The gas usage efficiency can also be improved. In this case, there is a possibility that the material gases decomposed together in the vicinity of the third mesh 27 may react with each other and these products may easily adhere to the side wall in the reaction furnace 1.
【0061】なお上記各実施例では、V族材料ガスとし
てAsH3 を用い、III 族材料ガスとしてTMGを用い
てGaAs結晶を成長する場合について説明したが、A
lGaAs,InP,InGaAsP,AlGaInP
等の他の材料系の結晶成長に関しても上記実施例と同様
の効果を奏することができる。またIII −V族系の結晶
成長以外の結晶成長においても、分解温度の異なる2種
以上の材料ガスを用いる場合には同様の効果を期待する
ことができる。In each of the above embodiments, the case where AsH3 is used as the group V material gas and TMG is used as the group III material gas has been described.
lGaAs, InP, InGaAsP, AlGaInP
With respect to the crystal growth of other material systems such as the above, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Further, also in crystal growth other than III-V group crystal growth, the same effect can be expected when two or more kinds of material gases having different decomposition temperatures are used.
【0062】また、上記実施例1では反応炉1の底面か
ら垂直方向に材料ガスを排気するように排気口1bを設
けたが、反応炉1の底面部において水平方向に材料ガス
を排気するように排気口を設けてもよい。In the first embodiment, the exhaust port 1b is provided so that the material gas is exhausted vertically from the bottom surface of the reaction furnace 1. However, the material gas is exhausted horizontally at the bottom surface of the reaction furnace 1. You may provide an exhaust port in.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上のように、この発明に係る気相結晶
成長装置によれば、ヒータより下部の部品が筒状部材に
よって覆われているために、該部材に囲まれた部分には
反応生成物が付着しにくくなり、成長温度が安定化し、
また、反応炉内のメンテナンスが容易となる効果があ
る。As described above, according to the vapor phase crystal growth apparatus of the present invention, since the parts below the heater are covered with the tubular member, the portion surrounded by the member is not affected. The product is less likely to adhere, the growth temperature stabilizes,
Further, there is an effect that the maintenance inside the reaction furnace becomes easy.
【0064】また、この発明に係る気相結晶成長層によ
れば、材料ガスの排気をサセプタ周囲から行うようにし
たので、サセプタ下方に材料ガスが回り込みにくくな
り、従ってサセプタ下方への反応生成物の付着が低減
し、成長温度が安定化し、また、反応炉内のメンテナン
スが容易となる効果がある。Further, in the vapor phase crystal growth layer according to the present invention, the material gas is exhausted from the periphery of the susceptor, so that the material gas is less likely to flow into the lower portion of the susceptor, so that the reaction product to the lower portion of the susceptor. Adhesion is reduced, the growth temperature is stabilized, and maintenance in the reaction furnace is facilitated.
【0065】また、反応炉底部から上記サセプタの裏面
側に向けてキャリアガスを供給することにより、上記材
料ガスの上記サセプタ下方への回り込みを一層低減でき
る効果がある。Further, by supplying the carrier gas from the bottom of the reaction furnace toward the back side of the susceptor, it is possible to further reduce the sneak of the material gas below the susceptor.
【0066】また、この発明に係る気相結晶成長装置に
よれば、サセプタ上に配置されたウエハの、材料ガスの
流れに対して下流側となる部分に対して、材料ガスを補
助的に供給するようにしたから、ウエハ内での境界層分
布が改善され、膜厚やキャリア濃度等の均一性が高い成
長層が得られる効果がある。Further, according to the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention, the material gas is supplementarily supplied to the portion of the wafer arranged on the susceptor on the downstream side with respect to the flow of the material gas. As a result, the distribution of the boundary layer in the wafer is improved, and there is an effect that a growth layer having high uniformity in film thickness and carrier concentration can be obtained.
【0067】また、この発明に係る気相結晶成長装置に
よれば、材料ガスを反応炉内に導入する配管の出口と基
板をセットするウェハトレイまたはサセプタとの間に設
けたメッシュを加熱できるような構造にしたので、メッ
シュのクリーニングを容易に行うことができ、常に材料
ガスを均一に基板上に供給できるようになり、成長する
結晶の均一性を上げることができる効果がある。Further, according to the vapor phase crystal growth apparatus of the present invention, it is possible to heat the mesh provided between the outlet of the pipe for introducing the material gas into the reaction furnace and the wafer tray or the susceptor for setting the substrate. Since the structure is employed, the mesh can be easily cleaned, the material gas can always be uniformly supplied onto the substrate, and the uniformity of growing crystals can be improved.
【0068】また、この発明に係る気相結晶成長装置に
よれば、分解温度の高い材料ガスを導入する配管をこれ
よりも分解温度の低い材料ガスを導入する配管よりも上
部に設け、それぞれのエリアの下部に加熱できるメッシ
ュを設け、上記分解温度の高い材料ガスを余熱あるいは
加熱分解してウエハに供給するようにしたので、分解温
度の高い材料ガスの使用効率が向上するという効果があ
る。Further, according to the vapor phase crystal growth apparatus of the present invention, the pipe for introducing the material gas having a high decomposition temperature is provided above the pipe for introducing the material gas having a decomposition temperature lower than that, and Since a mesh that can be heated is provided in the lower part of the area and the above-mentioned material gas having a high decomposition temperature is supplied to the wafer after residual heat or thermal decomposition, the use efficiency of the material gas having a high decomposition temperature is improved.
【図1】この発明の実施例1による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 1 of the present invention.
【図2】この発明の実施例2による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 2 of the present invention.
【図3】この発明の実施例3による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 3 of the present invention.
【図4】この発明の実施例4による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 4 of the present invention.
【図5】この発明の実施例5による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing an MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 5 of the present invention.
【図6】この発明の実施例6による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing an MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 6 of the present invention.
【図7】上記MOCVD装置の第2メッシュの構造を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing a structure of a second mesh of the MOCVD apparatus.
【図8】この発明の実施例7による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing an MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 7 of the present invention.
【図9】この発明の実施例8による気相結晶成長装置で
あるMOCVD装置に用いられる多孔質性のセラミック
ヒータの構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a structure of a porous ceramic heater used in a MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Example 8 of the present invention.
【図10】この発明の実施例9及び実施例10による気
相結晶成長装置であるMOCVD装置を示す断面図であ
る。FIG. 10 is a sectional view showing an MOCVD apparatus which is a vapor phase crystal growth apparatus according to Examples 9 and 10 of the present invention.
【図11】従来の高速回転型のMOCVD装置を示す断
面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a conventional high speed rotation type MOCVD apparatus.
【図12】従来のMOCVDの問題点を説明するための
装置断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of an apparatus for explaining problems of conventional MOCVD.
【図13】従来のMOCVDの問題点を説明するための
図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a problem of conventional MOCVD.
1 反応炉 1b 排気口 1c 配管 1d 排気口 2 サセプタ 3 ウエハトレイ 4 基板 5 ヒータ 6 熱しゃへい板 7 ヒータ電極 8 回転軸 9 熱電対 10 開口部 11 ニードルバルブ 12 第1メッシュ 13 第2メッシュ 14 フィルタ 15 圧力調整バルブ 16 ロータリポンプ 17 円筒形の筒 18 圧力調整バルブ 19 材料ガス補助導入管 20a キャリアガス供給配管 20b,20c 材料ガス供給配管 20d 材料ガス供給配管 21 バブリング装置 22 マスフローコントローラ 23 バイパス配管 24 排気空間 25 内壁 25 メッシュ加熱用電極 26 第2メッシュ 26a 抵抗線 26b 絶縁線 27 第3メッシュ 30 多孔質性のセラミックヒータ 1 Reactor 1b Exhaust Port 1c Piping 1d Exhaust Port 2 Susceptor 3 Wafer Tray 4 Substrate 5 Heater 6 Heat Shield Plate 7 Heater Electrode 8 Rotating Shaft 9 Thermocouple 10 Opening 11 Needle Valve 12 First Mesh 13 Second Mesh 14 Filter 15 Pressure Adjustment valve 16 Rotary pump 17 Cylindrical cylinder 18 Pressure adjustment valve 19 Material gas auxiliary introduction pipe 20a Carrier gas supply pipe 20b, 20c Material gas supply pipe 20d Material gas supply pipe 21 Bubbling device 22 Mass flow controller 23 Bypass pipe 24 Exhaust space 25 Inner wall 25 Mesh heating electrode 26 Second mesh 26a Resistance wire 26b Insulation wire 27 Third mesh 30 Porous ceramic heater
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成6年12月19日[Submission date] December 19, 1994
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0023】また、この発明に係る気相結晶成長装置
は、分解温度の異なる材料ガスをそれぞれ別々の配管を
用いて供給するとともに、分解温度の低い材料ガスを供
給する材料ガス供給配管の先端部を、これよりも分解温
度の高い材料ガスを供給する材料ガス供給配管の先端部
よりも基板側に近づけて配置し、上記各配管の先端部よ
りも下方に加熱可能なメッシュを設け、結晶成長中に分
解温度の高い材料ガスを余熱、あるいは分解して基板上
に供給するようにしたものである。Further, the vapor phase crystal growth apparatus according to the present invention supplies with respectively different pipe materials having different gas decomposition temperatures, the material the tip of the gas supply pipe for supplying low have material gas decomposition temperature part of this was placed closer to the substrate side than the tip of the source gas supply pipe for supplying a high not material gas decomposition temperature than provided a mesh heatable lower than the distal end portion of each pipe, The material gas having a high decomposition temperature is heated or decomposed during crystal growth and supplied onto the substrate.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0042[Correction target item name] 0042
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0042】実施例6.次に本発明の実施例6によるM
OCVD装置を図について説明する。図6において、2
5は第2メッシュ26に接続されたメッシュ加熱用電極
であり、該電極25に電圧を印加することにより、第2
メッシュ26を加熱することができるようになってい
る。また図7は上記第2メッシュ26の詳細な構成を示
す図であり、図に示すように、第2メッシュ26はタン
グステン等の抵抗線26aと石英等の絶縁線26bを編
み込み、抵抗線26aの両端にメッシュ加熱用電極25
を接続した構造とすることにより、該電極25に電圧を
かけることで加熱することができるように構成されてい
る。Example 6. Next, M according to the sixth embodiment of the present invention.
The OCVD apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG. 6, 2
Reference numeral 5 is a mesh heating electrode connected to the second mesh 26, and by applying a voltage to the electrode 25,
The mesh 26 can be heated. FIG. 7 is a diagram showing a detailed configuration of the second mesh 26. As shown in the figure, the second mesh 26 is made by weaving a resistance wire 26a made of tungsten or the like and an insulation wire 26b made of quartz or the like into the resistance wire 26a. Mesh heating electrodes 25 on both ends
With the structure in which the electrodes are connected, heating can be performed by applying a voltage to the electrode 25.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図8】 [Figure 8]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 豊 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社光・マイクロ波デバイス開発研究 所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yutaka Mitsuhashi 4-1-1 Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Corp. Optical & Microwave Device Development Research Center
Claims (13)
方、反応炉底部より上記材料ガスを排気し、上記反応炉
内に配置されたウエハ上で結晶成長を行う気相結晶成長
装置において、 上記ウエハを搭載するサセプタと、 該サセプタ下方に配置され、該サセプタを加熱するため
のヒータと、 上記サセプタ下方を覆うよう上記反応炉底面に配置さ
れ、上記材料ガスのサセプタ下側への流入を阻止する、
着脱自在な筒形部材とを備えたことを特徴とする気相結
晶成長装置。1. A vapor phase crystal growth apparatus for supplying a material gas from the upper part of a reaction furnace, exhausting the material gas from the bottom part of the reaction furnace, and performing crystal growth on a wafer arranged in the reaction furnace, A susceptor on which the wafer is mounted, a heater arranged below the susceptor, for heating the susceptor, and a reactor bottom surface so as to cover the susceptor lower side, and the inflow of the material gas to the lower side of the susceptor. Stop,
An apparatus for vapor phase crystal growth, comprising: a detachable tubular member.
記反応炉内に配置されたウエハ上で結晶成長を行う気相
結晶成長装置において、 上記ウエハを搭載するサセプタと、 該サセプタ下方に配置され、該サセプタを加熱するため
のヒータと、 上記サセプタ近傍の上記反応炉側壁に設けられた排気口
とを備えたことを特徴とする気相結晶成長装置。2. A vapor phase crystal growth apparatus for supplying a material gas from the upper part of a reaction furnace to grow crystals on a wafer arranged in the reaction furnace, wherein a susceptor on which the wafer is mounted and a susceptor below the susceptor. A vapor phase crystal growth apparatus comprising: a heater arranged to heat the susceptor; and an exhaust port provided on a side wall of the reactor near the susceptor.
て、 上記排気口に接続された複数の排気管は、それぞれ排気
される材料ガスの排気圧力を調整するための圧力調整機
構を有することを特徴とする気相結晶成長装置。3. The vapor phase crystal growth apparatus according to claim 2, wherein each of the plurality of exhaust pipes connected to the exhaust port has a pressure adjusting mechanism for adjusting the exhaust pressure of the material gas to be exhausted. A vapor phase crystal growth apparatus characterized by:
て、 上記排気口は、上記反応炉の内側側壁面と、所定間隔を
あけてこれの内周全周にわたって形成された隔壁とによ
って構成されており、 上記材料ガスは上記反応炉の内側側壁面と隔壁との間の
空間を介して反応炉外に排気されることを特徴とする気
相結晶成長装置。4. The vapor phase crystal growth apparatus according to claim 2, wherein the exhaust port is constituted by an inner side wall surface of the reaction furnace and a partition wall formed at a predetermined interval over the entire inner circumference thereof. In the vapor phase crystal growth apparatus, the material gas is exhausted to the outside of the reaction furnace through a space between an inner side wall surface of the reaction furnace and a partition wall.
装置において、 上記反応炉底面部から上記サセプタ裏面に向けてキャリ
アガスを導入するためのキャリアガス導入配管を設け、
上記材料ガスのサセプタ下側への流入を抑制するように
したことを特徴とする気相結晶成長装置。5. The vapor phase crystal growth apparatus according to claim 1, further comprising a carrier gas introduction pipe for introducing a carrier gas from the bottom surface of the reaction furnace toward the back surface of the susceptor,
A vapor phase crystal growth apparatus, characterized in that the material gas is prevented from flowing into the lower side of the susceptor.
炉の上部から供給された材料ガスが、上記反応炉内に配
置されたサセプタ上でその中心から周縁側に流れるよう
構成した気相結晶成長装置において、 上記サセプタに搭載されたウエハの上記材料ガスの流れ
に対して下流側となる部分に、材料ガスを補助的に供給
する材料ガス補助供給配管を備えたことを特徴とする気
相結晶成長装置。6. A vapor phase crystal having a susceptor for mounting a wafer, wherein the material gas supplied from the upper part of the reaction furnace flows from the center to the peripheral side on the susceptor arranged in the reaction furnace. In the growth apparatus, a material gas auxiliary supply pipe for auxiliary supply of a material gas is provided in a portion of the wafer mounted on the susceptor on the downstream side with respect to the flow of the material gas. Crystal growth equipment.
て、 上記材料ガスを供給する材料ガス供給配管は、材料ガス
の種類に応じて複数種設けられており、 上記材料ガス補助供給配管は、上記補助的に供給する材
料ガスと同種の材料ガスを供給する上記材料ガス供給配
管を分岐してなるものであることを特徴とする気相結晶
成長装置。7. The vapor phase crystal growth apparatus according to claim 6, wherein a plurality of material gas supply pipes for supplying the material gas are provided in accordance with the type of the material gas, and the material gas auxiliary supply pipe is A vapor phase crystal growth apparatus, characterized in that the material gas supply pipe for supplying a material gas of the same type as the auxiliary material gas is branched.
記反応炉内に配置されたウエハ上に結晶成長を行う気相
結晶成長装置において、 材料ガスを反応炉内に供給する材料ガス供給配管と、 該材料ガス供給配管の先端部よりも下方に配置され、供
給された材料ガスを均一に広げるためのメッシュと、 該メッシュを加熱するメッシュ加熱手段とを備え、 装置清浄時に上記メッシュを加熱して該メッシュに付着
した反応生成物を除去するようにしたことを特徴とする
気相結晶成長装置。8. A vapor phase crystal growth apparatus for supplying a material gas from the upper part of a reaction furnace to grow crystals on a wafer arranged in the reaction furnace, wherein the material gas is supplied to the reaction furnace. A pipe, a mesh arranged below the tip of the material gas supply pipe for uniformly spreading the supplied material gas, and a mesh heating means for heating the mesh are provided. A vapor-phase crystal growth apparatus, characterized in that a reaction product attached to the mesh is removed by heating.
て、 上記メッシュ加熱時に上記材料ガス供給配管からキャリ
アガスとともに上記反応生成物を分解するエッチングガ
スを導入することを特徴とする気相結晶成長装置。9. The vapor phase crystal growth apparatus according to claim 8, wherein an etching gas for decomposing the reaction product is introduced together with a carrier gas from the material gas supply pipe when the mesh is heated. Growth equipment.
いて、 上記メッシュに多孔質性のセラミックヒータを用い、上
記メッシュの加熱を、該セラミックヒータに電圧を印加
して行うことを特徴とする気相結晶成長装置。10. The vapor phase crystal growth apparatus according to claim 8, wherein a porous ceramic heater is used for the mesh, and the mesh is heated by applying a voltage to the ceramic heater. Vapor phase crystal growth equipment.
上記反応炉内に配置されたウエハ上に結晶成長を行う気
相結晶成長装置において、 第1の材料ガスを供給する第1の材料ガス供給配管と、 その先端部が上記第1の材料ガス供給配管の先端部より
上記ウエハ側に近づけて配置され、分解温度が上記第1
の材料ガスよりも低い第2の材料ガスを供給する第2の
材料ガス供給配管と、 上記第1の材料ガス供給配管の下方に配置され、該配管
より供給された第1の材料ガスを均一に広げるための第
1のメッシュと、 上記第2の材料ガス供給配管の下方に配置され、該配管
より供給された第2の材料ガスを均一に広げるための第
2のメッシュと、 上記第1及び第2のメッシュを加熱するための加熱手段
とを備え、 結晶成長中に上記第1のメッシュを加熱して上記第1の
材料ガスを余熱するようにしたことを特徴とする気相結
晶成長装置。11. A material gas is supplied from the upper part of the reaction furnace,
In a vapor phase crystal growth apparatus for performing crystal growth on a wafer arranged in the reaction furnace, a first material gas supply pipe for supplying a first material gas, and a tip portion thereof for supplying the first material gas. It is placed closer to the wafer side than the tip of the pipe, and has a decomposition temperature of the first
Second material gas supply pipe for supplying a second material gas lower than that of the first material gas and the first material gas supply pipe arranged below the first material gas supply pipe for uniformizing the first material gas supplied from the pipe. A first mesh for expanding the second material gas supply pipe, a second mesh arranged below the second material gas supply pipe for uniformly expanding the second material gas supplied from the pipe, and the first mesh And a heating means for heating the second mesh, wherein the first mesh is heated during crystal growth to preheat the first material gas. apparatus.
上記反応炉内に配置されたウエハ上に結晶成長を行う気
相結晶成長装置において、 第1の材料ガスを供給する第1の材料ガス供給配管と、 その先端部が上記第1の材料ガス供給配管の先端部より
も上記ウエハ側に位置し、上記第1の材料ガスよりも分
解温度が低い第2の材料ガスを供給する第2の材料ガス
供給配管と、 上記第1の材料ガス供給配管の下方に配置され、該配管
より供給された第1の材料ガスを均一に広げるための第
1のメッシュと、 上記第2の材料ガス供給配管の下方に配置され、該配管
より供給された第2の材料ガスを均一に広げるための第
2のメッシュと、 上記第1及び第2のメッシュを加熱するための加熱機構
とを備え、 結晶成長中に上記第1のメッシュを上記第1の材料ガス
の分解温度よりも高い温度に加熱して該第1の材料ガス
を分解して上記ウエハ上に供給するようにしたことを特
徴とする気相結晶成長装置。12. The material gas is supplied from the upper part of the reaction furnace,
In a vapor phase crystal growth apparatus for performing crystal growth on a wafer arranged in the reaction furnace, a first material gas supply pipe for supplying a first material gas, and a tip portion thereof for supplying the first material gas A second material gas supply pipe that is located closer to the wafer than the tip of the pipe and supplies a second material gas whose decomposition temperature is lower than that of the first material gas; and the first material gas supply pipe. A first mesh for uniformly spreading the first material gas supplied from the pipe, and a second mesh provided below the second material gas supply pipe and supplied from the pipe. A second mesh for uniformly spreading the second material gas, and a heating mechanism for heating the first and second meshes, the first mesh being used for the first material during crystal growth. By heating it to a temperature higher than the decomposition temperature of the gas By decomposing the first material gas vapor phase crystal growth apparatus is characterized in that so as to supply on the wafer.
晶成長装置において、 装置清浄時に上記第2のメッシュを加熱して該メッシュ
に付着した反応生成物を除去することを特徴とする気相
結晶成長装置。13. The vapor phase crystal growth apparatus according to claim 11 or 12, wherein the second mesh is heated when the apparatus is cleaned to remove a reaction product attached to the mesh. Crystal growth equipment.
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