JPH0732128B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0732128B2 JPH0732128B2 JP60199493A JP19949385A JPH0732128B2 JP H0732128 B2 JPH0732128 B2 JP H0732128B2 JP 60199493 A JP60199493 A JP 60199493A JP 19949385 A JP19949385 A JP 19949385A JP H0732128 B2 JPH0732128 B2 JP H0732128B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas supply
- gas
- vapor phase
- phase growth
- substrate
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体の気相成長装置に関する。
（従来の技術） 従来の気相成長装置を第４図を参照して説明する。
反応容器１の上部中央に設けられたガス供給口６から原
料ガスとしての有機金属ガス、例えばトリメチルガリウ
ムおよびドリメチルアルミニウム等のガスを交互に供給
し、反応容器１内に配置されたグラファイト支持台３
（以下支持台と略称する）を反応容器１の周囲に配設さ
れた高周波コイル５により加熱しながら支持台３に載置
されたガリウムヒ素基板２（以下基板と略称する）を所
定温度に保持して基板２上に半導体結晶薄膜を成長させ
る。
料ガスとしての有機金属ガス、例えばトリメチルガリウ
ムおよびドリメチルアルミニウム等のガスを交互に供給
し、反応容器１内に配置されたグラファイト支持台３
（以下支持台と略称する）を反応容器１の周囲に配設さ
れた高周波コイル５により加熱しながら支持台３に載置
されたガリウムヒ素基板２（以下基板と略称する）を所
定温度に保持して基板２上に半導体結晶薄膜を成長させ
る。
なお、反応容器１の下部には、ガス排出管７が設けら
れ、また結晶成長中に支持台３を回転させるための回転
機構４が反応容器１を気密に貫通して配置されている。
れ、また結晶成長中に支持台３を回転させるための回転
機構４が反応容器１を気密に貫通して配置されている。
このような気相成長装置により基板２上に結晶成長を行
った場合には、次に述べるような理由により基板２の半
径方向に結晶の厚さに不均一を生ずる。
った場合には、次に述べるような理由により基板２の半
径方向に結晶の厚さに不均一を生ずる。
すなわち、上記に説明した気相成長装置は、ガス供給口
６が反応容器１の中央に１つだけ設けられた構造であ
り、供給するガスの流速が遅い場合には、相対的に基板
２外周付近の流速が遅くなるため、第５図中の曲線Ａで
示されるように基板２外周部に多くの結晶が成長する。
また、供給するガスの流速が速い場合には、カスの慣性
力により供給口の延長線上に相当する基板２の中央近傍
に多くの結晶が成長し、第５図中の曲線Ｂで示すように
なることが知られている。
６が反応容器１の中央に１つだけ設けられた構造であ
り、供給するガスの流速が遅い場合には、相対的に基板
２外周付近の流速が遅くなるため、第５図中の曲線Ａで
示されるように基板２外周部に多くの結晶が成長する。
また、供給するガスの流速が速い場合には、カスの慣性
力により供給口の延長線上に相当する基板２の中央近傍
に多くの結晶が成長し、第５図中の曲線Ｂで示すように
なることが知られている。
ところが、半導体製造上はこのような結晶薄膜の厚さの
不均一は歩留まりを著しく低下させるといった問題点を
生じている。
不均一は歩留まりを著しく低下させるといった問題点を
生じている。
（発明が解決しようとする課題） このように、従来の気相成長装置では、基板上の結晶薄
膜の厚みが不均一になってしまうという問題点を有して
おり、本発明は、このような状況に鑑みてなされたもの
で、基板の大面積に亘って均一な結晶成長を行なうこと
のできる気相成長装置を提供することを目的としてい
る。
膜の厚みが不均一になってしまうという問題点を有して
おり、本発明は、このような状況に鑑みてなされたもの
で、基板の大面積に亘って均一な結晶成長を行なうこと
のできる気相成長装置を提供することを目的としてい
る。
（課題を解決するための手段） 本発明は、ガスの供給口が形成された反応容器と、この
反応容器内に配設され基板を載置するための支持台と、
前記支持台を加熱するための加熱手段とを備え、前記ガ
ス供給口から原料ガスを導入して所定温度に加熱された
前記基板に結晶を成長させる気相成長装置において、前
記ガス供給口から導入された前記原料ガスを前記反応容
器内の前記基板まで供給するための複数のガス供給ノズ
ルと、このガス供給ノズルを冷却する冷却手段とを具備
することを特徴としている。
反応容器内に配設され基板を載置するための支持台と、
前記支持台を加熱するための加熱手段とを備え、前記ガ
ス供給口から原料ガスを導入して所定温度に加熱された
前記基板に結晶を成長させる気相成長装置において、前
記ガス供給口から導入された前記原料ガスを前記反応容
器内の前記基板まで供給するための複数のガス供給ノズ
ルと、このガス供給ノズルを冷却する冷却手段とを具備
することを特徴としている。
（作用） 本発明によれば、複数のガス供給ノズルを設けたことに
より基板に供給されるガスの流速分布を制御できるの
で、基板の大面積に亘って均一な結晶成長を行なうこと
ができる。またガス供給ノズルを冷却しているため、ガ
スを熱分解して結晶を成長させる気相成長装置であって
も、ガス供給ノズルに反応生成物が付着することを抑制
でき、均一な結晶の成長を長期間に亘って行うことがで
きる。
より基板に供給されるガスの流速分布を制御できるの
で、基板の大面積に亘って均一な結晶成長を行なうこと
ができる。またガス供給ノズルを冷却しているため、ガ
スを熱分解して結晶を成長させる気相成長装置であって
も、ガス供給ノズルに反応生成物が付着することを抑制
でき、均一な結晶の成長を長期間に亘って行うことがで
きる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る気相成長装置の概略
構成を示す図であり、第４図に示した従来の気相成長装
置と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略す
る。
構成を示す図であり、第４図に示した従来の気相成長装
置と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略す
る。
第１図に示した、本発明に係る気相成長装置が、従来の
気相成長装置と異なる部分は、ガス供給口６の下流部分
に基板２の近傍までガスを供給するための複数のガス供
給ノズル6aを設けると共に、これら複数のガス供給ノズ
ル6aを冷却するための冷媒を供給する冷媒流通管８を配
設した構成にある。
気相成長装置と異なる部分は、ガス供給口６の下流部分
に基板２の近傍までガスを供給するための複数のガス供
給ノズル6aを設けると共に、これら複数のガス供給ノズ
ル6aを冷却するための冷媒を供給する冷媒流通管８を配
設した構成にある。
すなわち、従来の気相成長装置では、反応容器１の上部
中央に設けられたガス供給口６から供給されるガスが、
基板２上に供給される時点でガスの流速分布が不均一と
なっていることに起因して結晶の厚みに不均一を生じて
いたが、本実施例によれば、複数のガス供給ノズル6aを
配置したことにより、ガスの流速分布の不均一を是正す
ることが可能となる。
中央に設けられたガス供給口６から供給されるガスが、
基板２上に供給される時点でガスの流速分布が不均一と
なっていることに起因して結晶の厚みに不均一を生じて
いたが、本実施例によれば、複数のガス供給ノズル6aを
配置したことにより、ガスの流速分布の不均一を是正す
ることが可能となる。
より具体的説明すると、第１図に示すようにガスの流れ
方向を基準にしてガス供給口６の下流側でかつ基板２の
上流側にガス供給ノズル6aが複数設けられている。ガス
供給口６から導入されたガスは、ガス供給ノズル6aを通
過する時のそれぞれのノズル6aの流路抵抗により、流速
がコントロールされ、基板２上では所望の流速分布を呈
するようになる。この流速のコントロールには、それぞ
れのガス供給ノズル6aの流路面積を所望の流速分布を呈
するように決定することにより制御することができる。
例えば、結晶成長速度を向上させるために大流量のガス
を流す場合には、反応容器１の中央部に配置されるガス
供給ノズル6aの流路面積を大きくし、反応容器１の外周
部に配置されるガス供給ノズル6aの流路面積を小さく設
定すれば良い。このようにガス供給ノズル6aの流路面積
の大きさを制御することにより基板２の全面に亘って結
晶薄膜の厚みを均一化することが可能となる。
方向を基準にしてガス供給口６の下流側でかつ基板２の
上流側にガス供給ノズル6aが複数設けられている。ガス
供給口６から導入されたガスは、ガス供給ノズル6aを通
過する時のそれぞれのノズル6aの流路抵抗により、流速
がコントロールされ、基板２上では所望の流速分布を呈
するようになる。この流速のコントロールには、それぞ
れのガス供給ノズル6aの流路面積を所望の流速分布を呈
するように決定することにより制御することができる。
例えば、結晶成長速度を向上させるために大流量のガス
を流す場合には、反応容器１の中央部に配置されるガス
供給ノズル6aの流路面積を大きくし、反応容器１の外周
部に配置されるガス供給ノズル6aの流路面積を小さく設
定すれば良い。このようにガス供給ノズル6aの流路面積
の大きさを制御することにより基板２の全面に亘って結
晶薄膜の厚みを均一化することが可能となる。
なお、このようにガス供給ノズル6aを基板２の上流側に
配置することにより、ガスの流速分布を制御することが
可能となるが、この種の気相成長装置では、ガスを熱に
より分解して結晶成長を行う原理上、ガス供給ノズル6a
に分解したガスが反応生成物として堆積付着し、流速分
布を乱して結晶薄膜の厚みが不均一となってしまう虞が
生じる。この反応生成物の付着量によっては最悪ガス供
給ノズル6aが閉塞してしまう虞もあり、ガス供給ノズル
6aの洗浄工程が必要となる等のメンテナンス上の問題点
が新たに生じる。
配置することにより、ガスの流速分布を制御することが
可能となるが、この種の気相成長装置では、ガスを熱に
より分解して結晶成長を行う原理上、ガス供給ノズル6a
に分解したガスが反応生成物として堆積付着し、流速分
布を乱して結晶薄膜の厚みが不均一となってしまう虞が
生じる。この反応生成物の付着量によっては最悪ガス供
給ノズル6aが閉塞してしまう虞もあり、ガス供給ノズル
6aの洗浄工程が必要となる等のメンテナンス上の問題点
が新たに生じる。
この新たな問題点に対して、第１図に示すように複数の
ガス供給ノズル6aを冷却するための冷媒を供給する冷媒
流通管８が反応容器１に配設されている。この冷媒流通
管８は、ガス供給ノズル6aの部分を中空構造として、こ
の空間部分を冷媒通路8aとして水等の冷媒を供給して循
環させた後に排出させるようにガス供給ノズル6aに接続
して設けられている。このようにガス供給ノズル6aを冷
却することにより、高周波コイル５により加熱された支
持台３の輻射熱によってガス供給ノズル6aが昇温し、こ
のガス供給ノズル6aの近傍でガスが分解してガス供給ノ
ズル6aに付着するのを防止することが可能となる。
ガス供給ノズル6aを冷却するための冷媒を供給する冷媒
流通管８が反応容器１に配設されている。この冷媒流通
管８は、ガス供給ノズル6aの部分を中空構造として、こ
の空間部分を冷媒通路8aとして水等の冷媒を供給して循
環させた後に排出させるようにガス供給ノズル6aに接続
して設けられている。このようにガス供給ノズル6aを冷
却することにより、高周波コイル５により加熱された支
持台３の輻射熱によってガス供給ノズル6aが昇温し、こ
のガス供給ノズル6aの近傍でガスが分解してガス供給ノ
ズル6aに付着するのを防止することが可能となる。
以上のように本実施例によれば、複数のガス供給ノズル
6aを設けたことにより基板２の全面に亘って結晶薄膜の
厚みを均一化することが可能となり、またこのガス供給
ノズル6aを冷却するための冷媒流通管８を設けたことに
よりガス供給ノズル6aに反応生成物が付着するのを防止
できるため、長時間に亘って結晶薄膜の均一性を保って
気相成長を続行することができる。
6aを設けたことにより基板２の全面に亘って結晶薄膜の
厚みを均一化することが可能となり、またこのガス供給
ノズル6aを冷却するための冷媒流通管８を設けたことに
よりガス供給ノズル6aに反応生成物が付着するのを防止
できるため、長時間に亘って結晶薄膜の均一性を保って
気相成長を続行することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
ガス供給ノズル6aの形状や流路面積については適宜変更
して実施することができる。つまり、ガス供給ノズル6a
の流路面積の大きさを変えずに同径のノズルを反応容器
１の中央部に多く、周辺部に少なく配設するように構成
しても良い。また、ガス供給ノズル6aの断面形状は、円
に限られるものではなく、角形、長円形、等の他の形状
も考えられる。さらにガス供給ノズル6aは、開孔形式に
限らず複数本のパイプ6bを反応容器１内に配置したもの
でも良い。
ガス供給ノズル6aの形状や流路面積については適宜変更
して実施することができる。つまり、ガス供給ノズル6a
の流路面積の大きさを変えずに同径のノズルを反応容器
１の中央部に多く、周辺部に少なく配設するように構成
しても良い。また、ガス供給ノズル6aの断面形状は、円
に限られるものではなく、角形、長円形、等の他の形状
も考えられる。さらにガス供給ノズル6aは、開孔形式に
限らず複数本のパイプ6bを反応容器１内に配置したもの
でも良い。
またガス供給ノズルの冷却方法も上記実施例に限定され
るものではなく、例えば第３図に示すように、冷媒を閉
ループ状に循環せるための独立した冷却管９を複数のガ
ス供給ノズル6cの周囲に蛇行させて配設しても良い。な
お、これら冷却方法はガス供給ノズルを反応生成物の付
着が抑えられる程度に冷却できるものであればどの様な
形式を採用してもさしつかえない。
るものではなく、例えば第３図に示すように、冷媒を閉
ループ状に循環せるための独立した冷却管９を複数のガ
ス供給ノズル6cの周囲に蛇行させて配設しても良い。な
お、これら冷却方法はガス供給ノズルを反応生成物の付
着が抑えられる程度に冷却できるものであればどの様な
形式を採用してもさしつかえない。
［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、複数のガス供給ノズルを
設けたことにより基板に供給されるガスの流速分布を制
御できるので、基板の大面積に亘って均一な結晶成長を
行なうことができ、またガス供給ノズルを冷却している
ため、ガスを熱分解して結晶を成長させる気相成長装置
であっても、ガス供給ノズルに反応生成物が付着するこ
とを抑制でき、均一な結晶の成長を長期間に亘って行う
ことができる。
設けたことにより基板に供給されるガスの流速分布を制
御できるので、基板の大面積に亘って均一な結晶成長を
行なうことができ、またガス供給ノズルを冷却している
ため、ガスを熱分解して結晶を成長させる気相成長装置
であっても、ガス供給ノズルに反応生成物が付着するこ
とを抑制でき、均一な結晶の成長を長期間に亘って行う
ことができる。
第１図は、本発明の気相成長装置に係る一実施例を示す
ための概略縦断面図、第２図および第３図は、本発明の
気相成長装置の要部に係る他の実施例を示す概略横断面
図、第４図は、従来の気相成長装置に係る概略縦断面
図、第５図は、ガス流量の違いによる結晶成長の様子を
誇張して示す概略の特性図である。 １……反応容器,2……基板、３……支持台,4……回転機
構,5……高周波コイル（加熱手段）,6……ガス供給口,6
a,6b,6c……ガス供給ノズル,7……ガス排出管,8……冷
媒流通管（冷却手段）,8a……冷媒通路（冷却手段）,9
……冷却管
ための概略縦断面図、第２図および第３図は、本発明の
気相成長装置の要部に係る他の実施例を示す概略横断面
図、第４図は、従来の気相成長装置に係る概略縦断面
図、第５図は、ガス流量の違いによる結晶成長の様子を
誇張して示す概略の特性図である。 １……反応容器,2……基板、３……支持台,4……回転機
構,5……高周波コイル（加熱手段）,6……ガス供給口,6
a,6b,6c……ガス供給ノズル,7……ガス排出管,8……冷
媒流通管（冷却手段）,8a……冷媒通路（冷却手段）,9
……冷却管
Claims (2)
- 【請求項１】ガスの供給口が形成された反応容器と、こ
の反応容器内に配設され基板を載置するための支持台
と、前記支持台を加熱するための加熱手段とを備え、前
記ガス供給口から原料ガスを導入して所定温度に加熱さ
れた前記基板に結晶を成長させる気相成長装置におい
て、前記ガス供給口から導入された前記原料ガスを前記
反応容器内の前記基板まで供給するための複数のガス供
給ノズルと、このガス供給ノズルを冷却する冷却手段と
を具備することを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】前記冷却手段は、冷媒を循環させるための
独立した冷却管を前記ガス供給ノズルの周囲に蛇行させ
て設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60199493A JPH0732128B2 (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60199493A JPH0732128B2 (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6261317A JPS6261317A (ja) | 1987-03-18 |
| JPH0732128B2 true JPH0732128B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=16408728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60199493A Expired - Lifetime JPH0732128B2 (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732128B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20050962A1 (it) * | 2005-05-25 | 2006-11-26 | Lpe Spa | Dispositivo per introurre gas di reazione in una camera di reazione e reattore epitassiale che lo utilizza |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57121236A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Matsushita Electronics Corp | Plasma processing and device thereof |
| JPS57121234A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Matsushita Electronics Corp | Plasma processing and device thereof |
| JPS57121235A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Matsushita Electronics Corp | Plasma processing and device thereof |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP60199493A patent/JPH0732128B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6261317A (ja) | 1987-03-18 |
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