JPH1112085A - Growth apparatus for chemical vapor deposition - Google Patents

Growth apparatus for chemical vapor deposition

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JPH1112085A
JPH1112085A JP16738697A JP16738697A JPH1112085A JP H1112085 A JPH1112085 A JP H1112085A JP 16738697 A JP16738697 A JP 16738697A JP 16738697 A JP16738697 A JP 16738697A JP H1112085 A JPH1112085 A JP H1112085A
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chemical vapor
deposition apparatus
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弘治 河合
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a growth apparatus for chemical vapor deposition, capable of realizing optimized gas composition and growth conditions for obtaining good-quality crystal in epitaxial growth of a GaNbased compound semiconductor. SOLUTION: In the growth apparatus, plural gas passage walls providing flange-like upper plate parts in a cylindrical part and the upper part are arranged at nearly equal intervals so that the center shaft is common to constitute a first gas line to a fourth gas line and gas-constricting part is provided on the concentric circumference to the center axis in the intermediate part of these horizontal flow paths. A susceptor comprising a top board supporting part and a substrate heating part is installed on one circumference of rotating disk plate constituting a part of upper plate part of the gas passage wall and the susceptor is rotatably constituted by rotation driving system 3 of the center shaft. A heater 6 comprising circular quartz tube and lamp house, for heating only susceptor is provided through a circular light passage plate made of quartz and constituting a part of attachable and detachable ceiling plate 5. A discharge gas-constricting part is provided on the circumference which is concentric to the center shaft of intermediate part of the discharge gas passage of the gas discharge part 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、化学気相成長装
置に関し、特に、有機金属化学気相成長(MOCVD)
装置に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly to a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
It is suitable for application to an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】III−V族化合物半導体を用いて製造
される、LED、半導体レーザなどの発光素子や通信用
高周波トランジスタなどの素子は、シリコン(Si)系
素子とともに、現代の情報通信社会のハードウェアイン
フラストラクチャを構成している重要な素子である。
2. Description of the Related Art Light-emitting devices such as LEDs and semiconductor lasers and devices such as high-frequency communication transistors manufactured using III-V group compound semiconductors, together with silicon (Si) -based devices, are used in modern information communication society. It is an important element that makes up the hardware infrastructure.

【0003】そして、III−V族化合物半導体素子
は、III−V族化合物半導体のヘテロ接合を巧みに利
用した構造によって、例えば半導体レーザなどのSiで
は実現することができない領域において、Si系素子と
相補的な役割を担っている。
[0003] A III-V compound semiconductor device has a structure that skillfully utilizes a heterojunction of a III-V compound semiconductor, and is used in a region such as a semiconductor laser which cannot be realized by Si. It has a complementary role.

【0004】また、III−V族化合物半導体素子など
の化合物半導体素子の製造においては、MESFETな
どの単純な構造の素子を除いて、ヘテロエピタキシ技術
が重要な技術となっており、基本的にはこのへテロエピ
タキシ技術によって支えられているといっても過言では
ない。そして、このヘテロエピタキシ技術としては、分
子線エピタキシ法と化学気相成長法、特に、MOCVD
法とが現在主な技術であり、学術的には1960年代よ
り研究されている。
In the manufacture of compound semiconductor devices such as III-V compound semiconductor devices, heteroepitaxy technology is an important technology except for devices having a simple structure such as MESFET. It is no exaggeration to say that this heteroepitaxy technology is supported. The heteroepitaxy technique includes molecular beam epitaxy and chemical vapor deposition, especially MOCVD.
Law is currently the main technology and has been studied academically since the 1960s.

【0005】MOCVD法は、GaAs系半導体レーザ
の製造のためのエピタキシャル成長技術として1983
年ごろから実用化され、現在では、一度で多数枚の基板
上にエピタキシャル成長を行うMOCVD装置が市販さ
れている。この多数枚基板対応のMOCVD装置の要素
技術においても様々な方式がある。すなわち、サセプタ
の形状としてはバレル型やパンケーキ型などがあり、ガ
ス流の型としては高流速横型、高速回転型、縦型ダウン
フロー型などがあり、基板の載置方法としては基板をガ
ス流の上に置くもの(フェースダウン)やガス流の下に
置くもの(フェースアップ)があり、加熱方式としては
高周波加熱方式、抵抗加熱方式、ランプ加熱方式などが
あり、それらの要素技術が組み合わされた様々な形式の
MOCVD装置が用いられている。
The MOCVD method is an epitaxial growth technique for manufacturing a GaAs semiconductor laser in 1983.
A MOCVD apparatus that has been put into practical use since about 200 years and that performs epitaxial growth on a large number of substrates at once is now on the market. There are various methods in the element technology of the MOCVD apparatus for a large number of substrates. That is, there are a barrel type and a pancake type as a shape of the susceptor, a high flow velocity horizontal type, a high speed rotation type, a vertical type down flow type and the like as a gas flow type, and a substrate mounting method using a gas. There are ones placed above the flow (face-down) and those placed below the gas flow (face-up). The heating methods include a high-frequency heating method, a resistance heating method, and a lamp heating method. Various types of MOCVD apparatuses have been used.

【0006】従来のIII−V族化合物半導体のエピタ
キシャル成長に用いられるMOCVD装置は、III族
元素としてガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)ま
たはインジウム(In)を使用し、V族元素としてヒ素
(As)またはリン(P)を使用しており、成長温度は
高々800℃であった。一方、近年、アンモニア(NH
3 )を原料としたGaN系半導体素子が開発されてお
り、GaN系半導体をエピタキシャル成長させるMOC
VD装置の要求が高まってきた。
A conventional MOCVD apparatus used for epitaxial growth of a group III-V compound semiconductor uses gallium (Ga), aluminum (Al) or indium (In) as a group III element and arsenic (As) as a group V element. Alternatively, phosphorus (P) was used, and the growth temperature was at most 800 ° C. On the other hand, in recent years, ammonia (NH
3 ) A GaN-based semiconductor device using raw materials as a raw material has been developed.
The demand for VD devices has increased.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】GaN系半導体のMO
CVD装置においては、サファイアまたはSiCからな
る基板上に約1000℃の温度で有機III族金属とN
3 とを反応させ、単結晶薄膜を成長させる。この単結
晶薄膜の成長において、良質な結晶を成長させるための
ガス組成や成長条件はすでに学術的に発表され、知られ
ている。しかしながら、良質な結晶を得るための最適化
されたガス組成や成長条件を実現するためのMOCVD
装置は、個々に行われる技術開発の結果によって変更が
加えられたものであり、一般にはほとんど知られていな
い。それらのMOCVD装置のうちで公知となっている
ものとしては、反応管構造に関するものがある(例え
ば、特開平2−288665号公報、特開平2−610
82号公報、特開平4−94719号公報)。しかしな
がら、これらの公知技術を多数枚基板対応のMOCVD
装置にそのまま適用するのは困難である。
SUMMARY OF THE INVENTION MO of GaN-based semiconductor
In a CVD apparatus, an organic group III metal and N 2 are deposited on a substrate made of sapphire or SiC at a temperature of about 1000 ° C.
By reacting with H 3 , a single crystal thin film is grown. In the growth of this single crystal thin film, the gas composition and growth conditions for growing good quality crystals have already been published and are known academically. However, MOCVD for realizing optimized gas composition and growth conditions for obtaining high-quality crystals
The devices have been modified as a result of individual technological developments and are generally unknown. Among the known MOCVD apparatuses, there are known ones related to a reaction tube structure (for example, JP-A-2-288665, JP-A-2-610).
82, JP-A-4-94719). However, these known techniques are applied to MOCVD for a large number of substrates.
It is difficult to apply to the apparatus as it is.

【0008】したがって、この発明の目的は、GaN系
半導体のエピタキシャル成長において、良質の結晶を得
るための最適化されたガス組成や成長条件を実現するこ
とができる化学気相成長装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a chemical vapor deposition apparatus capable of realizing optimized gas composition and growth conditions for obtaining high-quality crystals in epitaxial growth of a GaN-based semiconductor. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。
Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The outline is described below.

【0010】本発明者の知見によれば、NH3 を主原料
としてGaN系半導体を成長させるためのMOCVD装
置は、NH3 の化学的特性を考慮すると、As系または
P系半導体を成長させるためのMOCVD装置とは異な
る技術的思想が必要である。すなわち、NH3 を主な原
料ガスとして用いてGaN系半導体を成長させるように
したMOCVD装置においては、NH3 の分解効率の低
さ、気相中におけるNH3 とIII族原料との高速な反
応、1000℃程度の高温成長における熱対流による原
料供給の困難性、原料組成(または結晶組成)の相違に
よってキャリアガスを最適化するための結晶成長中にお
けるキャリアガスの組成の変更(例えば、H2 /N2
成の変更)などを考慮しなければならない点で、As系
またはP系半導体を成長させるためのMOCVD装置と
は異なる。これらのことを考慮して、多数枚基板対応の
MOCVD装置に適用した例は公表されていない。
According to the knowledge of the present inventor, an MOCVD apparatus for growing a GaN-based semiconductor using NH 3 as a main raw material is not suitable for growing an As-based or P-based semiconductor in consideration of the chemical characteristics of NH 3. A technical idea different from that of the MOCVD apparatus is required. That is, in a MOCVD apparatus in which a GaN-based semiconductor is grown by using NH 3 as a main source gas, the decomposition efficiency of NH 3 is low, and a high-speed reaction between NH 3 and a group III source in the gas phase. In order to optimize the carrier gas due to the difficulty of supplying the raw material due to thermal convection and the difference in the raw material composition (or the crystal composition) in the high temperature growth of about 1000 ° C., the composition of the carrier gas during the crystal growth is changed (for example, H 2 / Change of N 2 composition) and the like, which is different from the MOCVD apparatus for growing an As-based or P-based semiconductor. Considering these facts, no example has been disclosed in which the invention is applied to an MOCVD apparatus for a large number of substrates.

【0011】また、一般に、結晶の成長速度は基板表面
の近傍のガスの流速に左右される。そのため、結晶を成
長させる基板を例えば円周上に配置し、原料ガスを円周
の中心から放出した場合、円周の中心から流出されたガ
ス流は放射状に広がり、ガス流の上流における周長に対
してその下流の周長は長くなるため、ガスの流速は低下
し、結晶成長させた膜の膜厚は不均一になる。この膜厚
の不均一性は基板を回転させることによって改善するこ
とができる。しかしながら、基板を回転させない状態に
おいても基板上に結晶を均一に成長させることができな
ければ、基板を回転させたときのさらなる均一性を保証
することはできない。したがって、基板の周辺における
ガスの流速を基板のあらゆる部分で等しくすれば、基板
を回転させたときの結晶成長させた膜の膜厚のさらなる
均一性を保証することができる。すなわち、多数枚の基
板上に均一に同時に化合物半導体を成長させるために
は、それらの多数枚の基板のそれぞれの基板上に原料ガ
スを均一に供給しなければならず、そのためにはキャリ
アガスを多数枚の基板のそれぞれの基板のあらゆる部分
において等しい流速で流さなければならない。しかしな
がら、従来のMOCVD装置においては、キャリアガス
をそれぞれの基板のあらゆる部分において等しい流速で
流すことは必ずしもできなかった。そこで、キャリアガ
スを多数枚の基板のそれぞれの基板のあらゆる部分にお
いて等しい流速で流すために、基板が保持されたサセプ
タの周辺において、ガス通路の上流側から下流側に向か
って、断面積が増加しないように、好適には、減少する
ように構成するのが有効である。
In general, the growth rate of a crystal depends on the gas flow rate near the substrate surface. Therefore, when the substrate on which the crystal is grown is arranged, for example, on the circumference and the source gas is discharged from the center of the circumference, the gas flow flowing out from the center of the circumference spreads radially, and the circumferential length at the upstream of the gas flow is increased. On the other hand, the peripheral length downstream thereof becomes longer, so that the gas flow velocity decreases and the thickness of the crystal-grown film becomes non-uniform. This film thickness non-uniformity can be improved by rotating the substrate. However, even if the crystal is not uniformly grown on the substrate even when the substrate is not rotated, further uniformity when the substrate is rotated cannot be guaranteed. Therefore, if the gas flow velocity around the substrate is made equal in all parts of the substrate, further uniformity of the film thickness of the crystal-grown film when the substrate is rotated can be ensured. That is, in order to uniformly grow compound semiconductors on a large number of substrates at the same time, it is necessary to supply a source gas uniformly on each of the substrates. The same number of substrates must flow at the same flow rate in every part of each substrate. However, in the conventional MOCVD apparatus, the carrier gas cannot always flow at the same flow rate in every part of each substrate. Therefore, in order to allow the carrier gas to flow at the same flow rate in all portions of each of the multiple substrates, the cross-sectional area increases from the upstream side to the downstream side of the gas passage around the susceptor holding the substrate. In order to avoid such a situation, it is preferable that the configuration be made so as to decrease the value.

【0012】また、熱対流によるガス流の不均一性を防
ぐためには、フェースダウン方式が理想的である。しか
しながら、フェースダウン方式では基板のサセプタへの
取付け方式がピン(ねじ)などによる機械的な固定方式
であるため、ピンなどで形成される突起により反応ガス
のガス流が乱れたり、シャドー効果などが生じたりし
た。そして、このガス流の乱れやシャドー効果によっ
て、ピンなどの突起の周辺部分の結晶成長が異常とな
り、その部分には半導体素子を形成できないなどの不良
部分となっていた。また、基板の取り付けや取り外しの
作業中に基板を汚したり、基板の取り付けおよび取り外
しに時間を浪費してしまっていた。これらを防止するた
めには、サセプタに基板を固定するのにピンなどを用い
ないようにすればよく、そのためには結晶成長させる面
を露出させるようになっている開口を有するサセプタを
用いて、その開口に成長面を下側に向けた基板を載置す
るのが有効である。
In order to prevent nonuniformity of gas flow due to thermal convection, a face-down system is ideal. However, in the face-down method, since the method of attaching the substrate to the susceptor is a mechanical fixing method using pins (screw), the gas flow of the reaction gas is disturbed by the projections formed by the pins and the like, and the shadow effect is generated. Has occurred. Then, due to the turbulence of the gas flow and the shadow effect, crystal growth in the peripheral portion of the projection such as a pin becomes abnormal, and the portion has a defective portion such that a semiconductor element cannot be formed. In addition, the board is soiled during the work of mounting and removing the board, and time is wasted on mounting and removing the board. In order to prevent these, it is only necessary not to use pins or the like to fix the substrate to the susceptor.For that purpose, using a susceptor having an opening for exposing a surface for crystal growth, It is effective to place a substrate with the growth surface facing downward in the opening.

【0013】また、これらの基板を加熱する加熱方式と
しては、大きく分けて3通りの方法がある。すなわち、
上述した高周波加熱方式、抵抗加熱方式およびランプ加
熱方式である。しかしながら、これらの加熱方式では、
大きな一体のサセプタ上に複数の基板が配置され、その
大きな一体のサセプタの全体を加熱していたため、基板
と基板との間の部分もすべて加熱されてしまい、基板の
みを効率的に加熱することはいずれの加熱方法において
もできなかった。
As a heating method for heating these substrates, there are roughly three methods. That is,
The high-frequency heating method, the resistance heating method, and the lamp heating method described above. However, in these heating methods,
Since a plurality of substrates are arranged on a large integrated susceptor and the entire large integrated susceptor is heated, all portions between the substrates are also heated, and only the substrate is efficiently heated. Was not possible with any of the heating methods.

【0014】例えば、パンケーキ型のサセプタを用いた
場合のサセプタの加熱方法では、基板を公転させるカー
ボンサセプタ上に基板を自転させるカーボンサセプタが
複雑に組み合わされており、これらのカーボンサセプタ
に載せられた基板を加熱するために、まず、基板を公転
させるカーボンサセプタを加熱し、その熱が基板を自転
させるカーボンサセプタに熱伝導することによって、基
板を自転させるカーボンサセプタを加熱している。この
ように、基板を加熱するために、より大面積の基板を公
転させるカーボンサセプタを加熱しなければならないた
め、熱エネルギ効率が悪いということのみならず、基板
以外の所での原料ガスの余分な分解、析出を助長してし
まい、原料ガスの使用効率をも悪くしていた。したがっ
て、大きな一体のサセプタを用いずに、かつ、基板のみ
を加熱して熱エネルギの効率を向上させるようにすれ
ば、基板以外の所での原料ガスの余分な分解、析出の減
少を図ることができる。そして、このためには、基板を
1枚だけ支持するサセプタを1つの円周上に配置して、
この円周の部分のみを加熱する加熱装置を用いるのが有
効である。
For example, in a method of heating a susceptor using a pancake type susceptor, a carbon susceptor for revolving the substrate is intricately combined with a carbon susceptor for revolving the substrate. In order to heat the substrate, the carbon susceptor for revolving the substrate is first heated, and the heat is conducted to the carbon susceptor for rotating the substrate, thereby heating the carbon susceptor for rotating the substrate. As described above, in order to heat the substrate, it is necessary to heat the carbon susceptor for revolving the substrate having a larger area, which not only results in poor thermal energy efficiency, but also reduces the amount of the source gas other than the substrate. This promoted the decomposition and precipitation, and the efficiency of using the raw material gas was deteriorated. Therefore, if a large integrated susceptor is not used, and only the substrate is heated to improve the efficiency of thermal energy, excessive decomposition and deposition of the source gas other than the substrate can be reduced. Can be. For this purpose, a susceptor that supports only one substrate is arranged on one circumference,
It is effective to use a heating device that heats only this part of the circumference.

【0015】また、従来から知られているように、Ga
InNの結晶の成長にはキャリアガスとしてのH2 ガス
は少ない方が望ましいのに対して、AlGaNの結晶の
成長にはキャリアガスとしてのH2 ガスは多いほうが望
ましい。そのため、半導体レーザの製造などでGaIn
N/AlGaNの多重積層膜を成長させる場合には、H
2 ガスとN2 ガスとの組成の切り換えを瞬時に行わなけ
ればならない。しかしながら、大量のガスを結晶成長に
最適なガス組成に瞬時に切り換えることは困難である。
したがって、結晶成長に最適なガス組成を瞬時に得るた
めには、少量のガスの切り換えによって、結晶成長に最
適なガス組成を得ることができるようにすればよい。そ
して、このためには、キャリアガスが流れるガス通路を
複数設け、そのうち1本のガス通路に流すキャリアガス
の組成を変更することによって結晶成長に最適なガス組
成を得るようにするのが有効である。
Further, as conventionally known, Ga
For the growth of InN crystals, it is desirable that the amount of H 2 gas as a carrier gas is small, whereas for the growth of AlGaN crystals, it is desirable that the amount of H 2 gas as a carrier gas be large. For this reason, GaIn
When growing a multi-layered film of N / AlGaN, H
The composition switching between the two gases and the N 2 gas must be performed instantaneously. However, it is difficult to instantaneously switch a large amount of gas to a gas composition optimal for crystal growth.
Therefore, in order to instantaneously obtain an optimal gas composition for crystal growth, it is sufficient to switch a small amount of gas so that an optimal gas composition for crystal growth can be obtained. For this purpose, it is effective to provide a plurality of gas passages through which the carrier gas flows, and to change the composition of the carrier gas flowing through one of the gas passages so as to obtain an optimum gas composition for crystal growth. is there.

【0016】また、ガスの排出においては、MOCVD
装置に接続される、ガスを外部に排出するガス排出管の
本数は限定され、基板の成長表面上のガス排出管に近い
部分(下流)のガスの流速は大きくなり、ガス排出管か
ら遠い部分(上流)のガスの流速は小さくなる。すなわ
ち、基板表面の近傍において、反応ガスの流速が基板の
成長表面上で不均一になるため、結晶成長の速度が不均
一になり、エピタキシャル成長した膜の膜厚が不均一に
なってしまう。これを防止するためには、ガス排出管か
ら遠い部分においても、近い部分においてもガスの流速
が一定になるようにすればよい。そして、そのために
は、サセプタの下流側のガス排出管にガス狭窄部を設け
るのが有効である。この発明は、以上の検討に基づいて
案出されたものである。
In the gas discharge, MOCVD is used.
The number of gas discharge pipes connected to the apparatus for discharging gas to the outside is limited, and the gas flow velocity near the gas discharge pipe on the growth surface of the substrate (downstream) increases, and the gas flow pipe is located far from the gas discharge pipe. The flow velocity of the (upstream) gas decreases. That is, in the vicinity of the substrate surface, the flow rate of the reaction gas becomes non-uniform on the growth surface of the substrate, so that the crystal growth speed becomes non-uniform and the thickness of the epitaxially grown film becomes non-uniform. In order to prevent this, the gas flow rate may be constant at a portion far from the gas discharge pipe and at a portion near the gas discharge pipe. For this purpose, it is effective to provide a gas constriction in the gas exhaust pipe downstream of the susceptor. The present invention has been devised based on the above study.

【0017】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第1の発明は、1つの円周上に配置された複数
のサセプタと、サセプタに向けて反応ガスを供給するた
めの複数のガス通路と、サセプタを加熱するための加熱
手段とを有する化学気相成長装置において、複数のガス
通路の少なくとも一つに、円周と同心の円周上にガス狭
窄部が設けられていることを特徴とするものである。
That is, in order to achieve the above object, a first invention of the present invention provides a plurality of susceptors arranged on one circumference and a plurality of gases for supplying a reaction gas toward the susceptor. In a chemical vapor deposition apparatus having a passage and a heating means for heating a susceptor, at least one of a plurality of gas passages is provided with a gas constriction on a circumference concentric with the circumference. It is a feature.

【0018】この第1の発明において、好適には、複数
のガス通路のすべてにガス狭窄部が設けられている。
In the first invention, preferably, all of the plurality of gas passages are provided with gas constrictions.

【0019】この第1の発明において、具体的には、複
数のガス通路はIII族元素の原料ガス用の第1のガス
通路とV族元素の原料ガス用の第2のガス通路とを含
み、第1のガス通路と第2のガス通路とがガス狭窄部の
下流で10〜90°の角度をなして合流するように構成
されており、この合流地点は、ガス通路に流されるガス
が十分に混合可能な限りサセプタに近づける。また、供
給されるガスにNH3 が含まれる場合には、付加反応を
抑えるために、サセプタから合流地点までの距離は2〜
15cmに選ばれ、好適には、10cm以下に選ばれ
る。
Specifically, in the first invention, the plurality of gas passages include a first gas passage for a group III element source gas and a second gas passage for a group V element source gas. , The first gas passage and the second gas passage are configured to merge at an angle of 10 to 90 ° downstream of the gas constriction portion, and the merge point is where the gas flowing through the gas passage is formed. Get as close to the susceptor as possible to mix well. When the supplied gas contains NH 3 , the distance from the susceptor to the confluence point is 2 to 2 to suppress the addition reaction.
It is selected to be 15 cm, preferably 10 cm or less.

【0020】この第1の発明において、複数のガス通路
は、具体的には、III族元素の原料ガス用の第1のガ
ス通路と、V族元素の原料ガス用の第2のガス通路と、
不活性ガスのキャリアガス用の第3のガス通路と、水素
を含む不活性ガスのキャリアガス用の第4のガス通路と
を含み、第3のガス通路と第4のガス通路とがサセプタ
の周辺で第1のガス通路および第2のガス通路の合流後
のガス通路とほぼ平行に合流するように構成されてい
る。
In the first invention, the plurality of gas passages are, specifically, a first gas passage for a group III element source gas and a second gas passage for a group V element source gas. ,
A third gas passage for a carrier gas of an inert gas and a fourth gas passage for a carrier gas of an inert gas containing hydrogen, wherein the third gas passage and the fourth gas passage are formed of a susceptor. At the periphery, the first gas passage and the second gas passage merge so as to be substantially parallel to the merged gas passage.

【0021】この第1の発明において、好適には、サセ
プタの周辺において、複数のガス通路の合流後のガス通
路の断面積は、そのガス通路の上流側から下流側に向か
って減少するように構成され、具体的には、合流後のガ
ス通路を構成しているガス通路壁のうち、サセプタに対
向しているガス通路壁の面をサセプタに対して傾斜させ
ることによって、合流後のガス通路の断面積が上流側か
ら下流側に向かって減少するように構成されている。
In the first aspect of the present invention, preferably, the cross-sectional area of the gas passage after the merging of the plurality of gas passages around the susceptor decreases from the upstream side to the downstream side of the gas passage. Specifically, by inclining the surface of the gas passage wall facing the susceptor with respect to the susceptor among the gas passage walls constituting the gas passage after the merge, the gas passage after the merge is formed. Is configured such that the cross-sectional area decreases from the upstream side to the downstream side.

【0022】この発明の第2の発明は、1つの円周上に
配置された複数のサセプタと、サセプタに向けて反応ガ
スを供給するための複数のガス通路と、サセプタを加熱
するための加熱手段とを有する化学気相成長装置におい
て、サセプタを設置するための複数の開口が設けられた
円環状の回転板が複数のガス通路の一つのガス通路の通
路壁の一部を構成することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there are provided a plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor, and a heating for heating the susceptor. Means, wherein an annular rotating plate provided with a plurality of openings for installing a susceptor constitutes a part of a passage wall of one gas passage of the plurality of gas passages. It is a feature.

【0023】この第2の発明において、典型的には、複
数のサセプタが回転板の複数の開口に設置されたときに
サセプタの下面はガス通路の通路壁の一部を構成し、好
適には、回転板の下面とサセプタの下面とは同一面を構
成する。
In the second invention, typically, when a plurality of susceptors are installed at a plurality of openings of the rotating plate, the lower surface of the susceptor forms a part of a passage wall of a gas passage. The lower surface of the rotating plate and the lower surface of the susceptor constitute the same surface.

【0024】この第2の発明において、具体的には、サ
セプタが保持された熱絶縁性を有する回転板の回転によ
りサセプタが公転可能に構成されている。また、この第
2の発明において、例えば、サセプタは外周部に第1の
ギアを有し、この第1のギアは化学気相成長装置に対し
て固定された第2のギアと連結されており、回転板の回
転によって第1のギアが回転することにより、サセプタ
は自転可能に構成されている。また、第2のギアは、内
周部にギアが設けられたリングや外周部にギアが設けら
れた円形板などで構成されている。
In the second aspect of the invention, specifically, the susceptor is configured to be able to revolve by rotation of a heat insulating rotary plate holding the susceptor. In the second invention, for example, the susceptor has a first gear on an outer peripheral portion, and the first gear is connected to a second gear fixed to the chemical vapor deposition apparatus. The susceptor is configured to be able to rotate when the first gear is rotated by the rotation of the rotating plate. The second gear is formed of a ring provided with a gear on the inner peripheral portion, a circular plate provided with a gear on the outer peripheral portion, or the like.

【0025】この第2の発明において、ガス流の滑らか
な流れを維持するために、回転板の下面とサセプタの下
面とはほぼ同一の平面上にある。
In the second aspect, in order to maintain a smooth gas flow, the lower surface of the rotating plate and the lower surface of the susceptor are substantially on the same plane.

【0026】この発明の第3の発明は、1つの円周上に
配置された複数のサセプタと、サセプタに向けて反応ガ
スを供給するための複数のガス通路と、サセプタを加熱
するための加熱手段とを有する化学気相成長装置におい
て、サセプタが、基板を設置する開口を有する基板保持
部と、基板に熱を伝えて加熱する基板加熱部とから構成
されていることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there are provided a plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor, and a heating for heating the susceptor. Means, wherein the susceptor comprises a substrate holding unit having an opening for installing the substrate, and a substrate heating unit for transmitting heat to the substrate to heat it. is there.

【0027】この第3の発明において、典型的には、基
板保持部は、下部に基板を保持するための突起部を有す
る。また、この第3の発明において、具体的には、基板
加熱部はそれ自体の重量によって、基板保持部に設置さ
れた基板に接触固定されているとともに、基板保持部に
対して着脱可能に設けられる。
In the third aspect of the invention, typically, the substrate holding portion has a projection at a lower portion for holding the substrate. Further, in the third invention, specifically, the substrate heating section is fixed in contact with a substrate installed on the substrate holding section by its own weight, and is provided detachably with respect to the substrate holding section. Can be

【0028】この発明の第4の発明は、1つの円周上に
配置された複数のサセプタと、サセプタに向けて反応ガ
スを供給するための複数のガス通路と、サセプタを加熱
するための加熱手段とを有する化学気相成長装置におい
て、加熱手段は、円環状の光源と、光源が発する光をサ
セプタに集光するための円環状の反射鏡とから構成され
ていることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas to the susceptor, and a heating for heating the susceptor. Wherein the heating means comprises an annular light source and an annular reflecting mirror for condensing the light emitted by the light source on the susceptor. It is.

【0029】この第4の発明において、サセプタを効率
よく加熱するために、円環状の反射鏡の半径方向の断面
形状は、好適には、円環状の光源が一方の焦点に位置し
た楕円形状または円環状の光源が焦点に位置した放物線
形状である。また、この第4の発明において、加熱手段
とサセプタがおかれている反応系とは例えば石英からな
る光通過板によって分離されており、加熱手段の内部お
よびサセプタと光通過板との間の部分は不活性ガスで満
たされている。また、この第4の発明において、典型的
には、光通過板のサセプタが存在する側の面に例えば不
活性ガスを吹きつけることにより曇り止めを行う曇り止
め手段をさらに有する。
In the fourth aspect of the invention, in order to heat the susceptor efficiently, the cross-sectional shape in the radial direction of the annular reflecting mirror is preferably an elliptical shape in which the annular light source is located at one focal point. It has a parabolic shape with an annular light source located at the focal point. In the fourth invention, the heating means and the reaction system in which the susceptor is placed are separated by a light passing plate made of, for example, quartz, and the inside of the heating means and the portion between the susceptor and the light passing plate are separated. Is filled with an inert gas. In addition, the fourth invention typically further includes anti-fog means for blowing anti-fog on the surface of the light passing plate on the side where the susceptor is present, for example, by blowing an inert gas.

【0030】この第4の発明において、具体的には、複
数のサセプタを保持するための複数の開口が設けられた
円環状の回転板を有し、この回転板上に内周面が光反射
面を構成する半径の異なる2つの円筒が、回転板と同心
に複数の開口を挟むようにして設けられているととも
に、これらの2つの円筒の開口の存在する側の面に例え
ば金(Au)膜などの光反射膜が設けられている。
In the fourth aspect of the present invention, specifically, there is provided an annular rotating plate provided with a plurality of openings for holding a plurality of susceptors, and the inner peripheral surface of the rotating plate has a light reflecting surface. Two cylinders having different radii constituting the surface are provided concentrically with the rotating plate so as to sandwich a plurality of openings, and a surface of the two cylinders where the openings exist is, for example, a gold (Au) film or the like. Is provided.

【0031】この発明の第5の発明は、1つの円周上に
配置された複数のサセプタと、サセプタに向けて反応ガ
スを供給するための複数のガス通路と、サセプタを加熱
するための加熱手段と、反応ガスを排気するガス排気手
段とを有する化学気相成長装置において、ガス排気手段
が、排気ガス狭窄部を有することを特徴とするものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there are provided a plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor, and a heating for heating the susceptor. Means and a gas exhaust means for exhausting a reaction gas, wherein the gas exhaust means has an exhaust gas constricted portion.

【0032】この第5の発明において、典型的には、ガ
ス排気手段は排気ガス狭窄部の下流側に、反応ガスを化
学気相成長装置の外部に排出するための排気ガス管と接
続された排気ガス溜部をさらに有する。
In the fifth aspect of the invention, typically, the gas exhaust means is connected to an exhaust gas pipe for exhausting the reaction gas to the outside of the chemical vapor deposition apparatus, downstream of the exhaust gas constriction. It further has an exhaust gas reservoir.

【0033】この第5の発明において、排気ガス狭窄部
は、例えば、複数の微小な開口を有する薄板と溝とから
構成されている。
In the fifth aspect of the present invention, the exhaust gas confinement portion is composed of, for example, a thin plate having a plurality of minute openings and a groove.

【0034】この発明の第6の発明は、1つの円周上に
配置された複数のサセプタと、サセプタに向けて反応ガ
スを供給するための複数のガス通路と、サセプタを加熱
するための加熱手段とを有する化学気相成長装置におい
て、サセプタがおかれる反応系と加熱手段とを分離する
取り付けおよび取り外し可能な天板と、天板を支持する
天板支持手段とを有することを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there are provided a plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor, and a heating for heating the susceptor. Means for attaching and detaching a top plate for separating a reaction system in which a susceptor is placed and a heating means, and top plate supporting means for supporting the top plate. Things.

【0035】この第6の発明において、好適には、天板
は、石英からなる部分とステンレス鋼などの金属からな
る部分とが組み合わされて構成されている。
In the sixth aspect, the top plate is preferably formed by combining a portion made of quartz and a portion made of a metal such as stainless steel.

【0036】この第6の発明において、天板支持手段
は、具体的には、サセプタを保持する回転板を回転させ
る回転手段の中心軸である。
In the sixth aspect, the top plate supporting means is, specifically, a central axis of the rotating means for rotating the rotating plate holding the susceptor.

【0037】この発明において、典型的には、ガス通路
に流される反応ガスがサセプタに設置された基板の面と
平行に流れるように構成されている。
In the present invention, typically, the reaction gas flowing through the gas passage is configured to flow parallel to the surface of the substrate provided on the susceptor.

【0038】上述のように構成されたこの発明の第1の
発明によれば、複数のサセプタを1つの円周上に配置
し、これらの複数のサセプタに反応ガスを供給するため
のガス通路の、サセプタが配置された円周と同心の円周
上にガス狭窄部を設けていることにより、反応ガスのガ
ス通路における圧力損失をガス狭窄部における圧力損失
より小さくすることができ、ガス狭窄部の上流側の圧力
が下流側の圧力より高くすることができるので、反応ガ
スの圧力をガス狭窄部の周方向にわたって均一にするこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention configured as described above, a plurality of susceptors are arranged on one circumference, and a gas passage for supplying a reaction gas to the plurality of susceptors is provided. By providing the gas constriction on the circumference concentric with the circumference on which the susceptor is arranged, the pressure loss in the gas passage of the reaction gas can be made smaller than the pressure loss in the gas constriction. The pressure on the upstream side can be higher than the pressure on the downstream side, so that the pressure of the reaction gas can be made uniform over the circumferential direction of the gas constriction.

【0039】また、この発明の第2の発明によれば、円
環状の回転板がガス通路の通路壁を構成していることに
より、ガス通路に反応ガスを流すときに、サセプタまで
の反応ガスの流れを規定することができる。
According to the second aspect of the present invention, since the annular rotating plate forms the passage wall of the gas passage, when the reaction gas flows through the gas passage, the reaction gas reaches the susceptor. Can be defined.

【0040】また、この発明の第3の発明によれば、サ
セプタが、基板を保持する開口を有する基板保持部と、
基板に熱を伝えて加熱する基板加熱部とから構成されて
いることにより結晶成長させる基板をピンなどを用いず
に容易にサセプタに固定することができる。
According to the third aspect of the present invention, the susceptor has a substrate holding portion having an opening for holding the substrate;
The substrate for crystal growth can be easily fixed to the susceptor without using pins or the like, because the substrate heating unit is configured to transmit heat to the substrate to heat the substrate.

【0041】また、この発明の第4の発明によれば、加
熱手段が、円環状の光源と光源が発する光をサセプタに
集光するための円環状の反射鏡とから構成されているこ
とにより、サセプタのみを加熱することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the heating means comprises an annular light source and an annular reflecting mirror for condensing light emitted from the light source on the susceptor. , Only the susceptor can be heated.

【0042】また、この発明の第5の発明によれば、反
応ガスを排気するガス排気手段が、排気ガス狭窄部を有
していることにより、反応ガスの圧力を排気ガス狭窄部
の周方向にわたって均一にすることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the gas exhaust means for exhausting the reaction gas has the exhaust gas constriction, the pressure of the reaction gas is reduced in the circumferential direction of the exhaust gas constriction. Over the entire surface.

【0043】また、この発明の第6の発明によれば、サ
セプタがおかれている反応系と加熱手段とを分離する取
り付けおよび取り外し可能な天板と、この天板を支持す
る天板支持部とを有していることにより、天板にかかる
圧力を天板支持部にかけるようにすることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, a detachable and detachable top plate for separating the heating system from the reaction system in which the susceptor is placed, and a top plate support for supporting the top plate With this configuration, the pressure applied to the top plate can be applied to the top plate support portion.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形
態の全図においては、同一または対応する部分には同一
の符号を付す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0045】図1はこの一実施形態による横型MOCV
D装置の全体の構成を示す。
FIG. 1 shows a horizontal MOCV according to this embodiment.
1 shows the overall configuration of a D device.

【0046】図1に示すように、この一実施形態による
横型MOCVD装置は、ガスライン/ガス供給系1、ガ
ス排出部2、回転駆動系3、サセプタ/回転円環板4、
天板5および加熱装置6を有する。ガスライン/ガス供
給系1は、例えばIII族元素やV族元素などの原料ガ
スおよび不活性ガスなどのキャリアガスを反応部に供給
するためのものである。ガス排出部2は反応後の排気ガ
スを外部に排出するためのものである。回転駆動系3
は、サセプタ/回転円環板4を回転させるためのもので
ある。天板5はサセプタ/回転円環板4が置かれる反応
部と加熱装置6とを分離するためのものであり、この天
板5の加熱装置6の直下の部分は加熱用の光を通過する
ことができるようになっている。
As shown in FIG. 1, a horizontal MOCVD apparatus according to this embodiment includes a gas line / gas supply system 1, a gas discharge unit 2, a rotary drive system 3, a susceptor / rotary annular plate 4,
It has a top plate 5 and a heating device 6. The gas line / gas supply system 1 is for supplying a source gas such as a group III element or a group V element and a carrier gas such as an inert gas to the reaction unit. The gas discharge unit 2 is for discharging the exhaust gas after the reaction to the outside. Rotary drive system 3
Is for rotating the susceptor / rotating annular plate 4. The top plate 5 is for separating the reaction unit on which the susceptor / rotating ring plate 4 is placed from the heating device 6, and the portion of the top plate 5 directly below the heating device 6 passes light for heating. You can do it.

【0047】図2は、ガスライン/ガス供給系1の半径
方向の断面を示す。ガスライン/ガス供給系1は、結晶
成長に用いられる原料ガスや結晶成長に直接寄与しない
ダミーガス(キャリアガス)をサセプタ7に載せられた
基板8に供給するためのものである。このガスライン/
ガス供給系1は、円筒部とその上部のつば状の平板部と
からなる複数のガス通路壁9〜13が中心軸O−Oを共
通にして、相互にほぼ一定の間隔をおいて配置されて構
成されている。そして、ガス通路壁9とガス通路壁10
との間の空間部分が例えばIII族元素の原料ガスを流
すための第1のガスライン14を構成する。また、ガス
通路壁10とガス通路壁11との間の空間部分が例えば
V族元素の原料ガスを流すための第2のガスライン15
を構成する。また、ガス通路壁11とガス通路壁12と
の間の空間部分が例えばN2 ガスとH2 ガスの混合ガス
を流すための第3のガスライン16を構成する。また、
ガス通路壁12とガス通路壁13との間の空間部分が例
えばN2 ガスの不活性ガスを流すための第4のガスライ
ン17を構成する。III族元素やV族元素の原料ガス
およびN2 ガスなどのダミーガスはそれぞれのガス通路
壁10〜13の円筒部の側面に取り付けられるVCRジ
ョイントなどのガス流入端子(図示せず)から導入され
るように構成されている。
FIG. 2 shows a radial cross section of the gas line / gas supply system 1. The gas line / gas supply system 1 is for supplying a source gas used for crystal growth and a dummy gas (carrier gas) that does not directly contribute to crystal growth to the substrate 8 mounted on the susceptor 7. This gas line /
In the gas supply system 1, a plurality of gas passage walls 9 to 13 composed of a cylindrical portion and a flange-shaped flat plate portion on the upper portion thereof are arranged at a substantially constant interval from each other with a common central axis OO. It is configured. The gas passage wall 9 and the gas passage wall 10
A space portion between the first gas line and the second gas line constitutes a first gas line 14 for flowing a source gas of, for example, a group III element. Further, a space between the gas passage wall 10 and the gas passage wall 11 is provided with a second gas line 15 for flowing, for example, a group V element source gas.
Is configured. The space between the gas passage wall 11 and the gas passage wall 12 constitutes a third gas line 16 for flowing, for example, a mixed gas of N 2 gas and H 2 gas. Also,
The space between the gas passage wall 12 and the gas passage wall 13 constitutes a fourth gas line 17 for flowing an inert gas such as N 2 gas. Dummy gases such as group III element and group V element source gases and N 2 gas are introduced from gas inflow terminals (not shown) such as VCR joints attached to the side surfaces of the cylindrical portions of the gas passage walls 10 to 13. It is configured as follows.

【0048】また、第1のガスライン14、第2のガス
ライン15、第3のガスライン16および第4のガスラ
イン17は、それらの上部でそれぞれのガス通路壁10
〜13の上板部により上下にスタック構造をした水平流
路となり、これらの水平流路にガスが導入されると、ガ
スがその水平流路の内部を放射状に流れるように構成さ
れている。それぞれの水平流路の中間部分のそれぞれの
ガス通路壁10〜13の上板部上には中心軸O−Oと同
心の円周上にそれぞれガス狭窄部10a〜13aが設け
られている。ここで、ガス狭窄部10a〜13aは円周
方向に沿って互いに分離して設けられている。ガス狭窄
部10aの部分の円周方向に沿った断面を図3に示す。
なお、ガス狭窄部11a〜13aにおいても同様であ
る。そして、ガスがこれらのガス狭窄部10a〜13a
を通過する際に、それらのガス狭窄部10a〜13aの
上流側のガスの圧力に対して、下流側のガスの圧力が1
0Torr程度低くなるように構成されている。
The first gas line 14, the second gas line 15, the third gas line 16 and the fourth gas line 17 have their respective gas passage walls 10
Upper plates 13 to 13 form a horizontal flow path having a vertically stacked structure, and when gas is introduced into these horizontal flow paths, the gas flows radially inside the horizontal flow path. Gas constrictions 10a to 13a are provided on the upper plates of the gas passage walls 10 to 13 at the intermediate portions of the horizontal flow paths, respectively, on the circumference concentric with the central axis OO. Here, the gas constricted portions 10a to 13a are provided separately from each other along the circumferential direction. FIG. 3 shows a cross section along the circumferential direction of the gas constricted portion 10a.
The same applies to the gas constricted portions 11a to 13a. Then, the gas flows into these gas constricted portions 10a to 13a.
When passing through the gas constriction portions 10a to 13a, the pressure of the gas on the downstream side is 1
It is configured to be lower by about 0 Torr.

【0049】第1のガスライン14〜第4のガスライン
17のそれぞれの上板部の中間部分にガス狭窄部10a
〜13aが設けられていることにより、それぞれの第1
のガスライン14、第2のガスライン15、第3のガス
ライン16および第4のガスライン17にガスを流す際
に、水平流路の部分におけるガスの圧力の損失がガス狭
窄部10a〜13aにおけるガスの圧力の損失に比べて
小さくなるため、ガスの圧力をガス狭窄部10a〜13
aの円周に亘って均一とすることができ、ガスを放射状
に均一に流すことができる。
The gas constriction portion 10a is provided at an intermediate portion of the upper plate portion of each of the first gas line 14 to the fourth gas line 17.
To 13a, the first
When the gas flows through the gas line 14, the second gas line 15, the third gas line 16, and the fourth gas line 17, the gas pressure loss in the horizontal flow path portion is reduced by the gas constricted portions 10a to 13a. Is smaller than the gas pressure loss in the gas confining portions 10a to 13
A can be made uniform over the circumference of a, and the gas can flow radially and uniformly.

【0050】また、第1のガスライン14と第2のガス
ライン15とは、サセプタ7の周辺の上流側で角度をな
して合流するように構成されている。ここで、合流して
いる部分のガスラインの上下の幅は、合流していない部
分での第1のガスライン14の上下の幅と第2のガスラ
イン15の上下の幅との合計よりも小さくなるように構
成されている。すなわち、第1のガスライン14に流さ
れるIII族元素の原料ガスと、第2のガスライン15
に流されるV族元素の原料ガスとは、サセプタ7に供給
される前、すなわち上流側で合流し、それらのガスの流
れの断面積は下流側に向かって減少するようになってい
る。ここで、放射状に均一に流れるこれらの原料ガスを
合流させたとしても、それらの原料ガスの流れの均一性
は維持される。
Further, the first gas line 14 and the second gas line 15 are configured to merge at an angle on the upstream side around the susceptor 7. Here, the upper and lower widths of the gas lines at the merging portion are larger than the sum of the upper and lower widths of the first gas line 14 and the second gas line 15 at the non-merging portion. It is configured to be smaller. That is, the raw material gas of the group III element flowing through the first gas line 14 and the second gas line 15
The raw material gas of the group V element flowing into the susceptor 7 joins before being supplied to the susceptor 7, that is, on the upstream side, and the cross-sectional area of the flow of those gases decreases toward the downstream side. Here, even if these source gases that flow radially and uniformly are combined, the uniformity of the flow of the source gases is maintained.

【0051】このように、第1のガスライン14と第2
のガスライン15とが角度をなし、III族元素の原料
ガスとV族元素の原料ガスとの合流後のガスラインの上
下の幅が、それらの原料ガスの合流前のそれぞれのガス
ラインの上下の幅の合計よりも小さくなるようにしてい
ることによりサセプタ7の上流側でIII族元素の原料
ガスとV族元素の原料ガスとを十分に混合させることが
できる。
As described above, the first gas line 14 and the second
Make an angle with each other, and the upper and lower widths of the gas lines after the merging of the group III element source gas and the group V element source gas are equal to the upper and lower widths of the respective gas lines before the merging of the source gases. Is smaller than the sum of the widths, the source gas of the group III element and the source gas of the group V element can be sufficiently mixed on the upstream side of the susceptor 7.

【0052】ところで、第1のガスライン14と第2の
ガスライン15とのなす最適な角度は、これらが合流す
る地点からサセプタ7までの距離に依存する。すなわ
ち、例えば第1のガスライン14と第2のガスライン1
5とが合流する地点からサセプタ7までの距離が短けれ
ば、それらに流すIII族元素およびV族元素の原料ガ
スを早く混合させるために角度を大きくしなければなら
ず、その距離が長ければ角度を小さくしなければならな
い。このため、これらの第1のガスライン14と第2の
ガスライン15とのなす角度θは10°〜90°に選ば
れ、この実施形態においては角度θは例えば30°に選
ばれる。
The optimum angle between the first gas line 14 and the second gas line 15 depends on the distance from the point where they merge to the susceptor 7. That is, for example, the first gas line 14 and the second gas line 1
If the distance from the point where the convergence point 5 merges to the susceptor 7 is short, the angle must be increased in order to quickly mix the group III element and group V element source gases flowing into them, and if the distance is long, the angle must be increased. Must be reduced. For this reason, the angle θ between the first gas line 14 and the second gas line 15 is selected from 10 ° to 90 °, and in this embodiment, the angle θ is selected, for example, to 30 °.

【0053】また、V族元素の原料ガスがNH3 を含む
場合には、このNH3 がトリメチルガリウム(TMG)
やトリメチルアルミニウム(TMA)などと付加反応を
おこすことによって、結晶成長効率を低下させる例えば
(NH3 2 Ga(CH3 2 などの固体が生成するの
を防止するために、III族元素の原料ガスとV族元素
の原料ガスとが合流した地点からサセプタ7までの距離
は2〜15cm、望ましくは2〜10cmに選ばれ、こ
の実施形態においては例えば4cmに選ばれる。
[0053] When the raw material gas of Group V element comprises NH 3, the NH 3 is trimethyl gallium (TMG)
In order to prevent the formation of a solid such as (NH 3 ) 2 Ga (CH 3 ) 2 which lowers the crystal growth efficiency by causing an addition reaction with trimethylaluminum (TMA) or the like, The distance from the point where the source gas and the source gas of the group V element merge to the susceptor 7 is selected to be 2 to 15 cm, preferably 2 to 10 cm, and in this embodiment, for example, 4 cm.

【0054】また、ダミーガスを流す第3のガスライン
16と第4のガスライン17とは、例えば水平流路の外
周部分のサセプタ7の下方で合流するように構成されて
おり、ガス通路壁13のサセプタ7に対向する面、すな
わちサセプタ7の対向面は、ガスラインの下流に向かっ
てその流路断面積が減少するように傾斜している。
The third gas line 16 and the fourth gas line 17 through which the dummy gas flows are configured to join, for example, below the susceptor 7 on the outer peripheral portion of the horizontal flow path. The surface facing the susceptor 7, that is, the surface facing the susceptor 7, is inclined so that the flow path cross-sectional area decreases toward the downstream of the gas line.

【0055】ここで、ダミーガスを第3のガスライン1
6および第4のガスライン17に導入するのは、次のよ
うな理由による。すなわち、加熱されたサセプタ7の輻
射熱により、サセプタ7の対向面は加熱されるが、サセ
プタ7に載せられた基板8の成長表面上にIII族元素
およびV族元素を結晶成長させる際に、III族元素や
V族元素の原料ガスがこのサセプタ7の対向面に接触す
ると、III族元素やV族元素の原料がこの対向面に分
解析出し、原料を無駄に使用することになり、原料効率
の低下を招いてしまうので、これを防止するためであ
る。また、例えばサセプタ7の周辺の温度を計測する場
合には、この対向面の部分に温度計が設置され、原料が
サセプタ7の対向面に分解析出するとその温度計測に支
障が生じてしまうので、これを防止するためである。そ
して、第3のガスライン16および第4のガスライン1
7に不活性ガスなどのダミーガスを流して、原料ガスと
サセプタ7の対向面との接触を防止するようにしている
ことにより、高濃度の原料ガスを流すことができ、原料
の供給量を増加させることなく、結晶の成長速度の上昇
を図ることができる。
Here, the dummy gas is supplied to the third gas line 1
The gas is introduced into the sixth and fourth gas lines 17 for the following reason. That is, the radiant heat of the heated susceptor 7 heats the opposing surface of the susceptor 7, but when growing a group III element and a group V element on the growth surface of the substrate 8 placed on the susceptor 7, When the raw material gas of the group III element or the group V element comes into contact with the facing surface of the susceptor 7, the raw material of the group III element or the group V element is decomposed and deposited on the facing surface, and the raw material is wastefully used. This is to prevent this. In addition, for example, when measuring the temperature around the susceptor 7, a thermometer is installed on the facing surface, and if the raw material decomposes and precipitates on the facing surface of the susceptor 7, the temperature measurement will be hindered. This is to prevent this. Then, the third gas line 16 and the fourth gas line 1
By flowing a dummy gas such as an inert gas into the nozzle 7 so as to prevent contact between the source gas and the opposing surface of the susceptor 7, a high-concentration source gas can be flowed, and the supply amount of the source increases. Without this, the growth rate of the crystal can be increased.

【0056】また、ダミーガスを流す理由として、原料
ガスとサセプタ7の対向面との接触の防止以外にも次の
ような理由もある。すなわち、一般にサセプタ7の下方
で放射状に流れる原料ガスの流速は下流になるほど減少
するが、この流速の減少によって放射状に流れる原料ガ
スの濃度境界層の厚さは増加し、基板8の成長表面にお
いては原料ガスの下流ほど結晶の成長速度は減少してし
まうので、これを防止するためである。具体的には、上
述したように、サセプタ7の対向面をサセプタ7に対し
て傾斜させ、その対向面の近傍にダミーガスを流すこと
により原料ガスを圧縮させ、下流になるほど流路断面積
を小さくして、ガスの流速を下流に向かうにしたがって
上昇させることにより、成長速度の減少を防ぎ、基板8
の成長表面における成長速度の均一化を図る。
The reason for flowing the dummy gas is as follows besides preventing the contact between the source gas and the opposing surface of the susceptor 7. That is, in general, the flow velocity of the raw material gas flowing radially below the susceptor 7 decreases as it goes downstream, but the thickness of the concentration boundary layer of the raw material gas flowing radially increases due to the decrease in the flow velocity. This is to prevent the crystal growth rate from decreasing as it goes downstream of the source gas. Specifically, as described above, the facing surface of the susceptor 7 is inclined with respect to the susceptor 7, and the raw material gas is compressed by flowing a dummy gas near the facing surface, so that the flow path cross-sectional area becomes smaller toward the downstream. Then, by increasing the gas flow rate toward the downstream, a decrease in the growth rate is prevented and the substrate 8
The growth rate on the growth surface is made uniform.

【0057】また、ダミーガスを第3のガスライン16
と第4のガスライン17との2つのガスラインに流すの
は、それぞれの第3のガスラインおよび第4のガスライ
ン17に流すダミーガスが次のような役割を果たすから
である。すなわち、2つのガスラインのうちの第4のガ
スライン17に流れるダミーガスは、サセプタ7の対向
面に接触しながら流れ、全体のガスの流速を維持する役
割を果たす。そのため、この第4のガスライン17を流
れるダミーガスは主に例えばN2 ガスなどの不活性ガス
が用いられる。一方で、第3のガスライン16に流れる
ダミーガスは原料ガスと接触しつつほぼ平行に流れ、そ
の一部は原料ガスと混合することがあるため、原料ガス
に最適なガス組成とする。すなわち、第3のガスライン
16に流すダミーガスの組成は、例えば、基板8の成長
表面上にAlGaN層を成長させる際にはH2 を主体と
した組成とし、GaInN層を成長させる際にはN2
主体とした組成とする。このように、基板8の成長表面
上に成長させる化合物半導体によって第3のガスライン
16に流すダミーガスの組成を最適化する。そして、ダ
ミーガスを2つのガスラインに流し、成長させる化合物
半導体によって一方のガスラインに流れるダミーガスの
組成のみを変化させるようにしていることにより、1つ
のラインにおける組成の変更のみで、成長させる結晶に
適したダミーガスを供給することができる。そのため、
異なる結晶を成長させるたびに全てのダミーガスを交換
する必要がなくなり、ダミーガスの交換による一次配管
の供給圧力の変動を低減することができ、それぞれのガ
スラインの流量制御にかかる負担を大幅に低減すること
ができる。
The dummy gas is supplied to the third gas line 16.
The reason why the dummy gas flows through the third gas line and the fourth gas line 17 is as follows. That is, the dummy gas flowing through the fourth gas line 17 of the two gas lines flows while being in contact with the facing surface of the susceptor 7, and plays a role of maintaining the flow rate of the entire gas. Therefore, an inert gas such as N 2 gas is mainly used as the dummy gas flowing through the fourth gas line 17. On the other hand, the dummy gas flowing in the third gas line 16 flows substantially in parallel while contacting the source gas, and a part of the dummy gas may be mixed with the source gas. That is, the composition of the dummy gas flowing in the third gas line 16 is, for example, a composition mainly composed of H 2 when growing an AlGaN layer on the growth surface of the substrate 8, and N when growing a GaInN layer. The composition is mainly composed of 2 . As described above, the composition of the dummy gas flowing through the third gas line 16 is optimized by the compound semiconductor grown on the growth surface of the substrate 8. Then, the dummy gas is caused to flow through the two gas lines, and only the composition of the dummy gas flowing through one of the gas lines is changed by the compound semiconductor to be grown. A suitable dummy gas can be supplied. for that reason,
It is not necessary to replace all the dummy gases every time a different crystal is grown, the fluctuation of the supply pressure of the primary pipe due to the replacement of the dummy gas can be reduced, and the burden on the flow rate control of each gas line is greatly reduced. be able to.

【0058】回転駆動系3およびサセプタ/回転円環板
4は、サセプタ7を公転させるとともに自転させるため
のものであり、この一実施形態においては、図4に示す
ように構成される。また、図5はこの一実施形態による
サセプタ7を示す断面図および平面図である。
The rotary drive system 3 and the susceptor / rotating annular plate 4 are used to revolve and rotate the susceptor 7 and, in this embodiment, are configured as shown in FIG. FIG. 5 is a sectional view and a plan view showing the susceptor 7 according to this embodiment.

【0059】図4に示すように、回転駆動系3およびサ
セプタ/回転円環板4は、可視光線および近赤外線を吸
収しない熱絶縁性を有する材料、例えば石英からなる円
環状の回転円環板20が、中心軸O−Oの周りに回転可
能に構成されている。また、この回転円環板20の同心
の円周上には、複数のサセプタ7を載せるための複数の
円形の開口20aが設けられており、複数のサセプタ7
がこれらの開口20aに着脱可能、かつ、これらの開口
20aに対して回転可能に載せられるようになってい
る。また、これらの開口20aにサセプタ7を保持する
ことにより、これらのサセプタ7と回転円環板20との
下面はガス通路壁9の滑らかな一面を構成し、原料ガス
やダミーガスなどのガスを流す際には、ガスの流れを規
定する役割を果たす。ここで、この回転円環板20の寸
法についての一例を挙げると、回転円環板20の厚さを
6mm、半径を260mmとする。また、直径63mm
の円形の開口20aが回転円環板20の中心軸O−Oを
中心とした半径190mmの円周上にその中心が重ねら
れて形成されている。
As shown in FIG. 4, the rotary drive system 3 and the susceptor / rotating annular plate 4 are made of a material having a heat insulating property that does not absorb visible light and near infrared rays, for example, an annular rotating annular plate made of quartz. 20 is configured to be rotatable about a central axis OO. A plurality of circular openings 20a for mounting a plurality of susceptors 7 are provided on the concentric circumference of the rotary annular plate 20.
Are removably mounted on these openings 20a and rotatably mounted on these openings 20a. By holding the susceptor 7 in these openings 20a, the lower surfaces of the susceptor 7 and the rotary annular plate 20 form a smooth surface of the gas passage wall 9 and allow a gas such as a source gas or a dummy gas to flow. In doing so, it plays a role in regulating the gas flow. Here, as an example of the dimensions of the rotary ring plate 20, the thickness of the rotary ring plate 20 is 6 mm and the radius is 260 mm. In addition, diameter 63mm
The circular opening 20a is formed so that its center is superimposed on a circumference having a radius of 190 mm centered on the central axis OO of the rotating annular plate 20.

【0060】図5Aに示すように、サセプタ7は、基板
保持部7aと基板加熱部7bとからなり、これらはそれ
ぞれ例えばSiCからなる。この基板保持部7aは、図
5Bに示すように、基板8の形状および基板加熱部7b
の形状に対応した開口7cが設けられた円環状をしてい
る。また、基板保持部7aの下部には、開口7cの部分
にはみ出たフック7d〜7fが例えば3か所の部分に設
けられている。これらのフック7d〜7fは、基板保持
部7aの半径方向に対して、それぞれ例えば厚さが0.
5mm、幅が2mm、長さが1mmである。そして、こ
れらのフック7d〜7fによって、開口7cの位置に基
板8および基板加熱部7bを保持するように構成されて
いる。すなわち、サセプタ7に基板8を保持する際に
は、基板保持部7aの上方から成長表面を下側に向けた
基板8を開口7cに落とし込み、フック7d〜7fによ
って保持した後、基板加熱部7bを基板8上に載せる。
この基板加熱部7bはそれ自体の重量によって基板8に
押しつけられる。そのため、基板加熱部7bを加熱する
ことにより、基板加熱部7bから基板8に熱が伝導し、
基板8を加熱することができる。また、基板8をサセプ
タ7から取り出すときには、例えば真空ピンセットを用
いて、基板加熱部7bを吸い上げて取り出した後、基板
8を吸い上げて取り出すようにする。
As shown in FIG. 5A, the susceptor 7 includes a substrate holding section 7a and a substrate heating section 7b, each of which is made of, for example, SiC. As shown in FIG. 5B, the substrate holding portion 7a has a shape of the substrate 8 and a substrate heating portion 7b.
Has an annular shape provided with an opening 7c corresponding to the shape of. Hooks 7d to 7f protruding from the opening 7c are provided at, for example, three portions below the substrate holding portion 7a. Each of the hooks 7d to 7f has a thickness of, for example, 0.5 mm in the radial direction of the substrate holding portion 7a.
5 mm, width 2 mm, length 1 mm. The substrate 8 and the substrate heating unit 7b are held at the position of the opening 7c by the hooks 7d to 7f. That is, when holding the substrate 8 on the susceptor 7, the substrate 8 with the growth surface directed downward from above the substrate holding portion 7a is dropped into the opening 7c, and is held by the hooks 7d to 7f. Is placed on the substrate 8.
The substrate heating section 7b is pressed against the substrate 8 by its own weight. Therefore, by heating the substrate heating unit 7b, heat is conducted from the substrate heating unit 7b to the substrate 8,
The substrate 8 can be heated. When the substrate 8 is taken out from the susceptor 7, the substrate heating unit 7b is sucked up and taken out using, for example, vacuum tweezers, and then the substrate 8 is sucked up and taken out.

【0061】また、図6に示すように、回転円環板20
の外側には横型MOCVD装置に固定され内周にギア2
1aを有する円環状の自転用リング21が設けられてお
り、サセプタ7の外周に設けられたギア7gと噛み合っ
てサセプタ7が自転可能となるように構成されている。
そして、回転駆動系3により回転円環板20がその中心
軸O−Oの周りに回転することによって、サセプタ7は
回転円環板20の中心軸O−Oの周りを公転するととも
にサセプタ7自体の中心軸の周りに自転する。
Further, as shown in FIG.
Is fixed to a horizontal MOCVD device on the outside and a gear 2
An annular rotation ring 21 having 1a is provided, and the susceptor 7 is configured to be able to rotate by meshing with a gear 7g provided on the outer periphery of the susceptor 7.
The susceptor 7 revolves around the central axis OO of the rotary annular plate 20 while the susceptor 7 itself rotates by rotating the rotary annular plate 20 around its central axis OO by the rotary drive system 3. Revolves around the central axis.

【0062】このように、サセプタ7に成長表面を下側
に向けた基板8を載置するようにしていることにより、
基板8をサセプタ7に保持するために例えばねじやピン
などを使用することがないため、ねじやピンなどの突起
に起因するガスの乱れやシャドー効果を防止することが
できるとともに、サセプタ7への基板8の取付けや取り
出しを簡略化することができるので、基板8の汚染を防
止することができる。
As described above, by mounting the substrate 8 on the susceptor 7 with the growth surface facing downward,
Since, for example, screws or pins are not used to hold the substrate 8 on the susceptor 7, gas turbulence and shadow effects due to projections such as screws and pins can be prevented, and the susceptor 7 Since attachment and removal of the substrate 8 can be simplified, contamination of the substrate 8 can be prevented.

【0063】次に、図7に示すように、加熱装置6は、
光源となる円環状の石英管ランプ30と、石英管ランプ
30から出される赤外線をサセプタ7に集光するための
円環状のランプハウス31とがそれらの中心軸を共通に
して構成されている。ここで、円環状のランプハウス3
1の半径方向の断面の形状は、例えば放物線の形状をし
ており、円環状の石英管ランプ30はこの放物線の焦点
の位置に設けられている。また、このランプハウス31
の内周面は光反射面となっており、石英管ランプ30が
発する赤外線をこの光反射面で反射させて中心軸O−O
と平行に進め、サセプタ7に集光するように構成されて
いる。ここで、サセプタ7は、加熱装置6の下方で光を
通過する光通過板5aを介して回転円環板20の開口2
0aに載せられている。これらの加熱装置6とその下方
のサセプタ7がおかれている反応系とは、光通過板5a
によって空間的に仕切られ分離されている。光通過板5
aは、加熱装置6の形状に対応しサセプタ7の直径より
やや大きな幅を有する円環状の石英板であり、横型MO
CVD装置における天板5の一部を構成している。ま
た、回転円環板20上には例えばモリブデン(Mo)か
らなる半径の異なる2つの円筒32、33がそれらの中
心軸を回転円環板20の中心軸O−Oと重ねつつ、半径
方向にサセプタ7を挟むようにして設けられている。こ
れらの2つの円筒32、33のそれぞれのサセプタ7側
の面には加熱装置6からの赤外線をサセプタ7に向けて
反射する例えばAu膜からなる光反射膜32a、33a
が設けられている。これによって、2つの円筒32、3
3の部分に照射された赤外線はサセプタ7に向けて反射
されるので、石英管ランプ30から発せられたほとんど
の赤外線は実効的にサセプタ7に照射され、サセプタ7
の加熱の均一性および効率を向上させることができる。
Next, as shown in FIG. 7, the heating device 6
An annular quartz tube lamp 30 serving as a light source and an annular lamp house 31 for condensing infrared rays emitted from the quartz tube lamp 30 on the susceptor 7 have a common central axis. Here, the annular lamp house 3
The shape of the cross section in the radial direction 1 is, for example, a parabolic shape, and the annular quartz tube lamp 30 is provided at the focal point of the parabola. Also, this lamp house 31
Has an inner peripheral surface serving as a light reflecting surface, and reflects an infrared ray emitted from the quartz tube lamp 30 on the light reflecting surface to form a central axis OO.
And the light is focused on the susceptor 7. Here, the susceptor 7 is connected to the opening 2 of the rotary annular plate 20 through the light passing plate 5a through which light passes below the heating device 6.
0a. The reaction system in which the heating device 6 and the susceptor 7 below the heating device 6 are placed includes a light passing plate 5a.
Are spatially separated and separated by Light passing plate 5
a is an annular quartz plate having a width slightly larger than the diameter of the susceptor 7 corresponding to the shape of the heating device 6,
It constitutes a part of the top plate 5 in the CVD apparatus. Two cylinders 32 and 33 made of, for example, molybdenum (Mo) having different radii are overlapped on the rotating annular plate 20 in the radial direction while overlapping their central axes with the central axis OO of the rotating annular plate 20. It is provided so as to sandwich the susceptor 7. Light reflecting films 32a and 33a made of, for example, an Au film for reflecting infrared rays from the heating device 6 toward the susceptor 7 are provided on the surfaces of the two cylinders 32 and 33 on the susceptor 7 side.
Is provided. Thereby, the two cylinders 32, 3
3 is reflected toward the susceptor 7, so that most of the infrared light emitted from the quartz tube lamp 30 is effectively irradiated on the susceptor 7, and
Can improve the uniformity and efficiency of heating.

【0064】また、サセプタ7と光通過板5aとによっ
て仕切られている空間が不活性ガスで満たされるように
構成されているとともに、不活性ガスを光通過板5aの
下面に吹きつけるための不活性ガス導入管(図示せず)
が設けられている。これは、結晶成長が行われている際
に、サセプタ7の下方に流されるガスが、サセプタ7と
回転円環板20との摺動面の隙間からサセプタ7の上方
に漏れる可能性があり、この漏れたガスが光通過板5a
に付着して曇り、光通過板5aを透過する光量を減少さ
せてしまうので、これを防止するためである。すなわ
ち、不活性ガス導入管を通じて、不活性ガスを光通過板
5aの下面に吹きつけることにより、光通過板5aの曇
り止めを行い、加熱装置6からの一定の赤外線量を維持
するようにする。
The space defined by the susceptor 7 and the light passing plate 5a is configured to be filled with an inert gas, and an inert gas for blowing the inert gas onto the lower surface of the light passing plate 5a. Active gas inlet pipe (not shown)
Is provided. This is because the gas flowing below the susceptor 7 during the crystal growth may leak above the susceptor 7 from the gap between the sliding surfaces of the susceptor 7 and the rotating annular plate 20, The leaked gas passes through the light passing plate 5a.
This is to prevent light from being adhered to and fogging and reducing the amount of light transmitted through the light passing plate 5a. That is, the inert gas is blown onto the lower surface of the light passing plate 5a through the inert gas introducing pipe to prevent the light passing plate 5a from fogging and to maintain a constant amount of infrared rays from the heating device 6. .

【0065】図8に示すように、ガス排出部2は、排気
ガス狭窄部40と排気ガス溜部41と複数本の排気ガス
管42から構成されている。排気ガス狭窄部40と排気
ガス溜部41とはサセプタ7の下流の部分に回転円環板
20と同心の円周上に設けられている。また、複数の排
気ガス管42は排気ガス溜部41の外側で回転円環板2
0と同心の円周上に等間隔に並べられ、排気ガス溜部4
1と接続されて設けられている。ここで、例えば、排気
ガス狭窄部40は、ステンレス鋼などの金属からなり微
小の穴が多数設けられたメッシュ状の薄板40aと溝4
0bとから構成されている。ここで、メッシュ状の薄板
40aに設けられた微小の穴の一個の直径は例えば0.
3mmであり、その面密度は例えば1個/mm2 であ
る。また、溝40bの寸法は例えば5×5mmである。
As shown in FIG. 8, the gas discharge section 2 includes an exhaust gas constriction section 40, an exhaust gas storage section 41, and a plurality of exhaust gas pipes. The exhaust gas constriction portion 40 and the exhaust gas reservoir portion 41 are provided on a portion of the susceptor 7 downstream of the susceptor 7 on a circumference concentric with the rotary annular plate 20. Further, the plurality of exhaust gas pipes 42 are provided outside the exhaust gas reservoir 41 on the rotating annular plate 2.
0 and are arranged at equal intervals on a circle concentric with
1 and is provided. Here, for example, the exhaust gas constriction portion 40 is formed of a mesh-shaped thin plate 40 a made of a metal such as stainless steel and provided with a large number of minute holes and a groove 4.
0b. Here, the diameter of one minute hole provided in the mesh-shaped thin plate 40a is, for example, 0.1 mm.
3 mm, and the surface density is, for example, 1 piece / mm 2 . The dimension of the groove 40b is, for example, 5 × 5 mm.

【0066】この排気ガス狭窄部40を設けるのは、ガ
スを流す際に排気ガス管42から遠い部分(上流)での
サセプタ7の下方のガスの流速に対して、近い部分(下
流)でのサセプタ7の下方のガスの流速が大きくなるこ
とによって、基板8の成長表面上におけるガスの流速が
不均一になってしまうので、これを防止するためであ
る。そして、このように排気ガス狭窄部40を設けるこ
とにより排気ガスの圧力を排気ガス狭窄部40の周方向
にわたって均一にすることができる。したがって、あら
ゆる基板8の部分でガス排出を均一にすることができ、
あらゆる基板8の成長表面上においてガスの流速を均一
にすることができるので、結晶成長の均一性を向上させ
ることができる。また、円周上に排気ガス溜部41を設
けることにより、排気ガス溜部41に接続される排気ガ
ス管42の本数を少なくすることができる。
The exhaust gas constricted portion 40 is provided at a portion (downstream) close to the flow velocity of the gas below the susceptor 7 at a portion (upstream) far from the exhaust gas pipe 42 when flowing the gas. This is to prevent the gas flow rate on the growth surface of the substrate 8 from becoming non-uniform due to an increase in the gas flow rate below the susceptor 7. By providing the exhaust gas constriction portion 40 in this manner, the pressure of the exhaust gas can be made uniform over the circumferential direction of the exhaust gas constriction portion 40. Therefore, the gas discharge can be made uniform in all the portions of the substrate 8,
Since the gas flow velocity can be made uniform on the growth surfaces of all the substrates 8, the uniformity of crystal growth can be improved. Further, by providing the exhaust gas reservoir 41 on the circumference, the number of exhaust gas pipes 42 connected to the exhaust gas reservoir 41 can be reduced.

【0067】天板5は、図9に示すように、例えばステ
ンレス鋼などの金属からなる円盤5bとこの円盤5bの
外周に設けられた円環状の例えば石英からなる光通過板
5aと、光通過板5aの外周に設けられた例えばステン
レス鋼からなる円環状の金属板5cとから構成されてい
る。光通過板5aは、上述したように、上方に設けられ
た加熱装置6(図示せず)から発せられる赤外線を通過
するように、加熱装置6の形状に対応した形状に構成さ
れる。この天板5は円盤5bの中心で天板支持部50に
支持されており、これによって天板5の上下方向の位置
が固定されている。また、回転円環板20およびサセプ
タ7は回転駆動系3によって回転可能に構成されている
ため、天板5にそれらの回転運動を伝えないようにする
ために、天板支持部50にはベアリング(図示せず)が
設けられている。
As shown in FIG. 9, the top plate 5 includes a disk 5b made of metal such as stainless steel, an annular light transmitting plate 5a made of quartz, for example, provided on the outer periphery of the disk 5b, An annular metal plate 5c made of, for example, stainless steel provided on the outer periphery of the plate 5a. As described above, the light passing plate 5a is configured in a shape corresponding to the shape of the heating device 6 so as to pass infrared rays emitted from the heating device 6 (not shown) provided above. The top plate 5 is supported by the top plate support 50 at the center of the disk 5b, whereby the vertical position of the top plate 5 is fixed. In addition, since the rotating annular plate 20 and the susceptor 7 are configured to be rotatable by the rotary drive system 3, the top plate support 50 is provided with a bearing so as not to transmit the rotational motion to the top plate 5. (Not shown) is provided.

【0068】また、基板8をサセプタ7から取り出すと
きには、まず、加熱装置6の石英管ランプ30と天板5
とをともに上方に引き上げる。次に、真空ピンセット
(図示せず)を用いて、基板加熱部7bを吸い上げて取
り出した後、基板8を吸い上げて取り出す。
When removing the substrate 8 from the susceptor 7, first, the quartz tube lamp 30 of the heating device 6 and the top plate 5
And both are raised upward. Next, using vacuum tweezers (not shown), the substrate heating unit 7b is sucked up and taken out, and then the substrate 8 is sucked up and taken out.

【0069】以上のように、天板5が、例えばステンレ
ス鋼からなる円盤5bや金属板5cと石英からなる光通
過板5aとから構成され、横型MOCVD装置の中心軸
に設けられた天板支持部50によって支持されているこ
とにより、横型MOCVD装置における反応部が減圧さ
れたことによって天板5に圧力がかかった場合において
も、十分な機械的強度を得ることができる。
As described above, the top plate 5 is composed of the disk 5b or metal plate 5c made of, for example, stainless steel and the light transmission plate 5a made of quartz, and is provided on the center axis of the horizontal MOCVD apparatus. By being supported by the section 50, sufficient mechanical strength can be obtained even when pressure is applied to the top plate 5 due to the reduced pressure of the reaction section in the horizontal MOCVD apparatus.

【0070】次に、上述のように構成されたこの一実施
形態による横型MOCVD装置において基板8の成長表
面上にGaNを成長させる方法について説明する。
Next, a method for growing GaN on the growth surface of the substrate 8 in the lateral MOCVD apparatus according to this embodiment configured as described above will be described.

【0071】いま、平板5と加熱装置6とを横型MOC
VD装置から取り外した状態で、すでに述べた方法によ
って所定位置に配置された各サセプタ7に複数の基板8
を載せる。この状態では、サセプタ7と天板5との間の
空間部分はN2 ガスなどの不活性ガスで満たされてい
る。次に、加熱装置6とともに天板5をかぶせた後、回
転駆動系3に所定の方法によって動力を伝え、回転円環
板20を所定の回転数で回転させる。これによって、複
数のサセプタ7は公転するとともにそれ自体の中心軸の
周りに自転する。また、加熱装置6によってサセプタ7
を所定の温度まで加熱する。
Now, the flat plate 5 and the heating device 6 are connected to a horizontal MOC.
In a state where the susceptor 7 is removed from the VD device, a plurality of substrates 8
Put. In this state, the space between the susceptor 7 and the top plate 5 is filled with an inert gas such as N 2 gas. Next, after the top plate 5 is covered with the heating device 6, power is transmitted to the rotary drive system 3 by a predetermined method, and the rotary annular plate 20 is rotated at a predetermined rotation speed. Thereby, the plurality of susceptors 7 revolve and rotate around their own central axes. Further, the susceptor 7 is heated by the heating device 6.
Is heated to a predetermined temperature.

【0072】次に、図2に示すように、ガス流入端子
(図示せず)を通じて第3のガスライン16にダミーガ
ス(キャリアガス)として例えばN2 ガスとH2 ガスと
の混合ガスを導入するとともに、第4のガスライン17
にダミーガスとして例えばN2ガスの不活性ガスを導入
した後、同様にしてガス流入端子を通じて、第1のガス
ライン14にGa原料として例えばTMG(Ga(CH
3 3 )を含む原料ガスを導入するとともに、第2のガ
スライン15にN原料として例えばNH3 を含む原料ガ
スを導入する。ここで、第3のガスライン16に導入さ
れるダミーガスはGaNの結晶成長に最適なダミーガス
の組成となっている。これらの原料ガスおよびダミーガ
スはそれぞれの第1のガスライン14〜第4のガスライ
ン17の水平流路を放射状に均一に流れ、それぞれガス
狭窄部10a〜13aを通過した後、サセプタ7の上流
側でIII族元素の原料ガスとV族元素の原料ガスとが
例えば30°の角度をなして合流する。次に、サセプタ
7の下方で第1のガスライン14と第2のガスライン1
5に流されている原料ガスの合流後の原料ガスと第3の
ガスライン16および第4のガスライン17に流されて
いるダミーガスとがほぼ平行に合流する。これによっ
て、サセプタ7の下方でTMGとNH3 とが熱分解して
反応し、各サセプタ7に設置されたそれぞれの基板8の
成長表面上にGaNが成長される。そして、図8に示す
ように、基板8上の成長表面上に堆積しなかった材料や
反応生成物を含んだ原料ガスとダミーガスとからなる排
気ガスは排気ガス狭窄部40を通過して、一旦、排気ガ
ス溜部41に溜められた後、排気ガス管42を通じて外
部に排出される。
Next, as shown in FIG. 2, a mixed gas of, for example, N 2 gas and H 2 gas is introduced as a dummy gas (carrier gas) into the third gas line 16 through a gas inflow terminal (not shown). And the fourth gas line 17
After introducing, for example, an inert gas such as N 2 gas as a dummy gas into the first gas line 14 through the gas inflow terminal in the same manner, for example, TMG (Ga (CH
3 ) A source gas containing 3 ) is introduced, and a source gas containing, for example, NH 3 as an N source is introduced into the second gas line 15. Here, the dummy gas introduced into the third gas line 16 has a composition of the dummy gas that is optimal for the crystal growth of GaN. The source gas and the dummy gas radially and uniformly flow through the horizontal flow paths of the first to fourth gas lines 14 to 17, respectively, and after passing through the gas constrictions 10 a to 13 a, respectively, the upstream side of the susceptor 7. Then, the group III element source gas and the group V element source gas merge at an angle of, for example, 30 °. Next, below the susceptor 7, the first gas line 14 and the second gas line 1
5 and the dummy gas flowing in the third gas line 16 and the fourth gas line 17 merge substantially in parallel. Thus, TMG and NH 3 are thermally decomposed and reacted below the susceptor 7, and GaN is grown on the growth surface of each substrate 8 provided on each susceptor 7. Then, as shown in FIG. 8, the exhaust gas including the material gas and the dummy gas containing the reaction products and the material not deposited on the growth surface on the substrate 8 passes through the exhaust gas constriction portion 40 and once After being stored in the exhaust gas storage section 41, it is discharged to the outside through an exhaust gas pipe 42.

【0073】GaNの結晶成長が終了した後、加熱装置
6による加熱を停止しつつ、原料ガスおよびダミーガス
の導入を停止させ、続いて、回転円環板20の回転を停
止させる。次に、天板5および加熱装置6をともに上方
に引き上げて横型MOCVD装置から取り外した後、複
数の例えば真空ピンセットを用いてサセプタ7から結晶
成長終了後の基板8を吸い上げて取り出す。
After the crystal growth of GaN is completed, the introduction of the raw material gas and the dummy gas is stopped while the heating by the heating device 6 is stopped, and then the rotation of the rotary annular plate 20 is stopped. Next, after the top plate 5 and the heating device 6 are both lifted up and removed from the horizontal MOCVD device, the substrate 8 after the completion of the crystal growth is sucked out from the susceptor 7 using a plurality of, for example, vacuum tweezers and taken out.

【0074】なお、上述においては基板8上にGaNの
結晶を成長させたが、基板8上に成長させる化合物半導
体によってIII族元素の原料ガスおよびV族元素の原
料ガスは任意に変えることができ、第3のガスラインに
導入されるダミーガスはこれらのIII族元素およびV
族元素の原料ガスに最適なガスに変えるようにする。こ
こで、第4のガスラインに導入されるダミーガスは常に
不活性ガスとしておく。
Although GaN crystals are grown on the substrate 8 in the above description, the source gas of the group III element and the source gas of the group V element can be arbitrarily changed depending on the compound semiconductor grown on the substrate 8. , The dummy gas introduced into the third gas line includes these group III elements and V
The gas should be changed to the optimal gas for the group element gas. Here, the dummy gas introduced into the fourth gas line is always an inert gas.

【0075】以上説明したように、この一実施形態によ
れば、基板8の成長表面上に均一に均質な結晶を成長さ
せるために最適なガス組成および最適な成長条件を容易
に設定することができる多数枚基板対応の横型MOCV
D装置を得ることができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to easily set the optimum gas composition and the optimum growth conditions for growing a uniform crystal uniformly on the growth surface of the substrate 8. Horizontal MOCV for multiple substrates
D device can be obtained.

【0076】以上、この発明の一実施形態について具体
的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種
の変形が可能である。
As described above, one embodiment of the present invention has been specifically described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. .

【0077】例えば、上述の一実施形態において挙げた
数値、材料、構造はあくまでも例に過ぎず、必要に応じ
てこれと異なる数値、材料、構造を用いてもよい。
For example, the numerical values, materials, and structures given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values, materials, and structures may be used as needed.

【0078】具体的には、例えば、上述の一実施形態に
おいては、ガス狭窄部10a〜13aは円周方向に沿っ
て互いに分離して設けられているが、このガス狭窄部1
0a〜13aの構造として、スリット状のものや微粒子
の焼結体などを用いてもよい。また、例えば、上述の一
実施形態においては、ガス流入端子をガス通路壁10〜
13の円筒部の側面に取り付け、それらのガス流入端子
を通じて原料ガスやダミーガスをそれぞれの第1のガス
ライン14〜第4のガスライン17に導入するようにし
ているが、それぞれの第1のガスライン11〜第4のガ
スライン14の水平流路に直接パイプなどを接続して原
料ガスやダミーガスを導入するようにしてもよく、この
ときには、原料ガスやダミーガスが水平流路においてよ
り均一に放射状に流れるようにガス狭窄部10a〜13
aを最適化して設計することができる。
Specifically, for example, in the above-described embodiment, the gas constricted portions 10a to 13a are provided separately from each other along the circumferential direction.
As the structure of Oa to 13a, a slit-like structure or a sintered body of fine particles may be used. Further, for example, in the above-described embodiment, the gas inflow terminals are connected to the gas passage walls 10 to 10.
13, the source gas and the dummy gas are introduced into each of the first gas line 14 to the fourth gas line 17 through their gas inflow terminals. A raw material gas or a dummy gas may be introduced by connecting a pipe or the like directly to the horizontal flow path of the lines 11 to the fourth gas line 14, and in this case, the raw material gas and the dummy gas are more uniformly radiated in the horizontal flow path. Gas constricted portions 10a to 13
a can be optimized and designed.

【0079】また、例えば、上述の一実施形態において
は、サセプタ7としてSiC製のものを用いているが、
SiCをコートしたカーボン製のものを用いてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the susceptor 7 is made of SiC.
A carbon material coated with SiC may be used.

【0080】また、例えば、上述の一実施形態において
は、横型MOCVD装置に対して固定されたサセプタ7
を自転させるための円環状の自転用リング21が回転円
環板20の外周に設けられ、ギア21aがその自転用リ
ング21の内周に設けられているが、サセプタ7を自転
させるための、外周にギアが設けられた円盤を回転円環
板20の内周の部分に設けるようにしてもよく、この場
合には、サセプタ7の外周に設けられたギア7gと円盤
の外周に設けられたギアとを噛み合わせつつ円盤の外周
に沿って、サセプタ7を移動させることによってサセプ
タ7を自転させることができる。また、例えば、上述の
一実施形態においては、ギア7gとギア21aとが直接
噛み合っているが、ギア7gとギア21aとの間に第3
のギアを設け、ギア7gとギア21aとをこの第3のギ
アを介して連結させるようにしてもよく、この場合に
も、回転円環板20を回転させることにより、サセプタ
7を自転させることができる。また、例えば、上述の一
実施形態においては、回転円環板20を回転させる駆動
方法として、回転円環板20の内周の部分の回転駆動系
3に動力を伝える方法を採用しているが、回転円環板2
0の外周に動力を伝え回転させる方法を採用することも
可能である。
For example, in the above-described embodiment, the susceptor 7 fixed to the horizontal MOCVD apparatus is used.
An annular rotation ring 21 for rotating the ring is provided on the outer periphery of the rotating annular plate 20, and a gear 21 a is provided on the inner periphery of the rotation ring 21, but for rotating the susceptor 7, A disk provided with a gear on the outer circumference may be provided on the inner circumference of the rotary annular plate 20. In this case, a gear 7g provided on the outer circumference of the susceptor 7 and the outer circumference of the disk are provided. By moving the susceptor 7 along the outer periphery of the disk while meshing with the gear, the susceptor 7 can be rotated on its own. Further, for example, in the above-described embodiment, the gear 7g and the gear 21a are directly meshed, but the third gear is interposed between the gear 7g and the gear 21a.
And the gear 7g and the gear 21a may be connected via the third gear. In this case as well, the susceptor 7 is rotated by rotating the rotary annular plate 20. Can be. Further, for example, in the above-described embodiment, a method of transmitting power to the rotation drive system 3 on an inner peripheral portion of the rotating annular plate 20 is employed as a driving method for rotating the rotating annular plate 20. , Rotating ring plate 2
It is also possible to adopt a method of transmitting power to the outer periphery of the zero and rotating it.

【0081】また、例えば、上述の一実施形態において
は、ランプハウス31の半径方向の光反射面の断面の形
状が放物線であるが、この断面の形状を放物線にする代
わりに楕円としてもよい。この場合には、円環状の石英
管ランプ30は楕円の一方の焦点に設けられ、他方の焦
点がサセプタ7の上方数cmの位置にくるようにする。
これによっても、円周上に配置された複数のサセプタ7
を均一に加熱することができる。また、回転円環板20
上に光反射板を設置することも可能であり、このように
することによりサセプタを加熱する際の加熱効率をさら
に高めることができる。
For example, in the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the light reflecting surface in the radial direction of the lamp house 31 is a parabola, but the cross-sectional shape may be an ellipse instead of a parabola. In this case, the annular quartz tube lamp 30 is provided at one focal point of the ellipse, and the other focal point is located several cm above the susceptor 7.
This also allows the plurality of susceptors 7 arranged on the circumference to be
Can be uniformly heated. Also, the rotating annular plate 20
It is also possible to install a light reflection plate on the top, so that the heating efficiency when heating the susceptor can be further increased.

【0082】また、例えば、上述の一実施形態におい
て、排気ガス狭窄部40の溝40bの部分と排気ガス溜
部41の部分との間に、排気ガス狭窄部40と同心の円
周上に、複数の穴を、等間隔に並べて設けるようにして
もよい。このとき、穴の直径を例えば20mmとし、複
数の穴と穴との間隔を例えば40mmとする。
Further, for example, in the above-described embodiment, between the portion of the groove 40 b of the exhaust gas constriction portion 40 and the portion of the exhaust gas reservoir portion 41, on the circumference concentric with the exhaust gas constriction portion 40, A plurality of holes may be provided at regular intervals. At this time, the diameter of the hole is, for example, 20 mm, and the interval between the holes is, for example, 40 mm.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の第1の
発明によれば、反応ガスの流れる通路にガス狭窄部が設
けられていることにより基板の成長面に均一に反応ガス
を流すことができるので、基板上に均質な結晶を均一の
膜厚で成長させることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the gas narrowing portion is provided in the passage through which the reactant gas flows, the reactant gas can flow uniformly on the growth surface of the substrate. Therefore, a uniform crystal can be grown on the substrate with a uniform film thickness.

【0084】また、この発明の第2の発明によれば、サ
セプタを設置するための複数の開口が設けられた熱絶縁
性を有する円環状の回転板がガス通路の通路壁の一部を
構成していることにより、基板の成長表面上に均質な結
晶を均一の膜厚で成長させることができる。
According to the second aspect of the present invention, an annular rotary plate having a plurality of openings for installing a susceptor and having heat insulation properties constitutes a part of a passage wall of a gas passage. By doing so, a uniform crystal can be grown with a uniform thickness on the growth surface of the substrate.

【0085】また、この発明の第3の発明によれば、サ
セプタを、1枚の基板を保持する基板保持部と、基板に
熱を伝えて加熱する基板加熱部とから構成していること
により、基板のみを加熱することができるので、熱効率
が向上し、成長コストを下げることができる。
According to the third aspect of the present invention, the susceptor comprises a substrate holding section for holding one substrate and a substrate heating section for transferring heat to the substrate to heat it. Since only the substrate can be heated, the thermal efficiency can be improved and the growth cost can be reduced.

【0086】また、この発明の第4の発明によれば、加
熱手段が、円環状の光源と、光源が発する光をサセプタ
に集光するための円環状の反射鏡とから構成されている
ことにより、サセプタのみを加熱することができるの
で、サセプタの加熱における熱効率を向上させることが
できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the heating means comprises an annular light source and an annular reflecting mirror for condensing light emitted from the light source on the susceptor. Accordingly, since only the susceptor can be heated, the thermal efficiency in heating the susceptor can be improved.

【0087】また、この発明の第5の発明によれば、ガ
ス排気手段が、排気ガス狭窄部を有していることによ
り、あらゆる基板の成長表面上においてガスの流速を均
一にすることができ、基板の成長表面上に均一に結晶を
成長させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the gas exhaust means has the exhaust gas constriction, the gas flow rate can be made uniform on the growth surface of any substrate. Crystals can be grown uniformly on the growth surface of the substrate.

【0088】また、この発明の第6の発明によれば、取
り付けおよび取り外し可能な天板とこの天板を支持する
天板支持手段とを有していることにより、基板のサセプ
タへの取り付けおよびサセプタからの取り出しを容易に
行うことができるとともに、天板の機械的強度を向上さ
せることができる。
Further, according to the sixth aspect of the present invention, since the apparatus has the top plate which can be attached and detached and the top plate supporting means for supporting the top plate, it is possible to attach and detach the substrate to the susceptor. The removal from the susceptor can be easily performed, and the mechanical strength of the top plate can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態による横型MOCVD装
置の構成を示す略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a horizontal MOCVD apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施形態によるガスライン/ガス
供給系を示す半径方向の断面図である。
FIG. 2 is a radial sectional view showing a gas line / gas supply system according to an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の一実施形態によるガス狭窄部の円周
方向に沿った断面図である。
FIG. 3 is a sectional view taken along a circumferential direction of a gas constricted portion according to an embodiment of the present invention.

【図4】この発明の一実施形態によるサセプタが設置さ
れた回転円環板を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a rotating annular plate provided with a susceptor according to an embodiment of the present invention.

【図5】この発明の一実施形態によるサセプタを示す平
面図および断面図である。
FIG. 5 is a plan view and a sectional view showing a susceptor according to an embodiment of the present invention.

【図6】この発明の一実施形態によるサセプタおよび自
転用リングを示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a susceptor and a rotation ring according to an embodiment of the present invention.

【図7】この発明の一実施形態による加熱装置を示す断
面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a heating device according to an embodiment of the present invention.

【図8】この発明の一実施形態によるガス排出部の断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view of a gas discharge unit according to one embodiment of the present invention.

【図9】この発明の一実施形態による天板を示す断面図
である。
FIG. 9 is a sectional view showing a top plate according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ガスライン/ガス供給系、2・・・ガス排出
部、3・・・回転駆動系、4・・・サセプタ/回転円環
板、5・・・天板、6・・・加熱装置、7・・・サセプ
タ、8・・・基板、20・・・回転円環板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... gas line / gas supply system, 2 ... gas discharge part, 3 ... rotation drive system, 4 ... susceptor / rotational ring plate, 5 ... top plate, 6 ... heating Apparatus, 7: susceptor, 8: substrate, 20: rotating circular plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/205 H01L 21/205 // H01L 33/00 33/00 C H01S 3/18 H01S 3/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/205 H01L 21/205 // H01L 33/00 33/00 C H01S 3/18 H01S 3/18

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1つの円周上に配置された複数のサセプ
タと、 上記サセプタに向けて反応ガスを供給するための複数の
ガス通路と、 上記サセプタを加熱するための加熱手段とを有する化学
気相成長装置において、 上記複数のガス通路の少なくとも一つに、上記円周と同
心の円周上にガス狭窄部が設けられていることを特徴と
する化学気相成長装置。
1. A chemistry comprising: a plurality of susceptors disposed on one circumference; a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor; and a heating means for heating the susceptor. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein at least one of the plurality of gas passages is provided with a gas constriction on a circumference concentric with the circumference.
【請求項2】 上記複数のガス通路のすべてに上記ガス
狭窄部が設けられていることを特徴とする請求項1記載
の化学気相成長装置。
2. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the gas constriction is provided in all of the plurality of gas passages.
【請求項3】 上記複数のガス通路はIII族元素の原
料ガス用の第1のガス通路とV族元素の原料ガス用の第
2のガス通路とを含み、上記第1のガス通路と上記第2
のガス通路とが上記ガス狭窄部の下流で角度をなして合
流するように構成されていることを特徴とする請求項1
記載の化学気相成長装置。
3. The plurality of gas passages include a first gas passage for a group III element source gas and a second gas passage for a group V element source gas. Second
2. The gas passage of claim 1, wherein the gas passage and the gas passage converge at an angle downstream of the gas constriction.
A chemical vapor deposition apparatus as described.
【請求項4】 上記角度が10°以上90°以下である
ことを特徴とする請求項3記載の化学気相成長装置。
4. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein said angle is not less than 10 ° and not more than 90 °.
【請求項5】 上記複数のガス通路は、III族元素の
原料ガス用の第1のガス通路と、V族元素の原料ガス用
の第2のガス通路と、不活性ガスのキャリアガス用の第
3のガス通路と、水素を含む不活性ガスのキャリアガス
用の第4のガス通路とを含み、上記第3のガス通路と上
記第4のガス通路とが上記サセプタの周辺で上記第1の
ガス通路および上記第2のガス通路の合流後のガス通路
とほぼ平行に合流するように構成されていることを特徴
とする請求項1記載の化学気相成長装置。
5. A gas passage for a source gas of a group III element, a second gas passage for a source gas of a group V element, and a gas passage for an inert gas carrier gas. A third gas passage, and a fourth gas passage for a carrier gas of an inert gas containing hydrogen, wherein the third gas passage and the fourth gas passage are arranged around the susceptor in the first gas passage. 2. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein said gas passage and said second gas passage are merged substantially in parallel with each other.
【請求項6】 上記サセプタの周辺において上記複数の
ガス通路の合流後のガス通路の断面積が上流側から下流
側に向かって減少するように構成されていることを特徴
とする請求項5記載の化学気相成長装置。
6. A structure according to claim 5, wherein a cross-sectional area of the gas passage after the merge of the plurality of gas passages decreases from an upstream side to a downstream side around the susceptor. Chemical vapor deposition equipment.
【請求項7】 上記サセプタに対向する上記合流後のガ
ス通路の面が上記サセプタに対して傾斜していることを
特徴とする請求項5記載の化学気相成長装置。
7. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 5, wherein a surface of the gas passage after the merging facing the susceptor is inclined with respect to the susceptor.
【請求項8】 1つの円周上に配置された複数のサセプ
タと、 上記サセプタに向けて反応ガスを供給するための複数の
ガス通路と、 上記サセプタを加熱するための加熱手段とを有する化学
気相成長装置において、 上記サセプタを設置するための複数の開口が設けられた
円環状の回転板が上記複数のガス通路の一つのガス通路
の通路壁の一部を構成することを特徴とする化学気相成
長装置。
8. A chemical having a plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor, and a heating means for heating the susceptor. In the vapor phase growth apparatus, an annular rotating plate provided with a plurality of openings for installing the susceptor forms a part of a passage wall of one of the plurality of gas passages. Chemical vapor deposition equipment.
【請求項9】 上記サセプタが上記回転板の上記開口に
設置されたときに、上記サセプタの下面が上記通路壁の
一部を構成することを特徴とする請求項8記載の化学気
相成長装置。
9. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 8, wherein when the susceptor is installed in the opening of the rotating plate, a lower surface of the susceptor forms a part of the passage wall. .
【請求項10】 上記回転板の回転により上記サセプタ
が公転可能に構成されていることを特徴とする請求項8
記載の化学気相成長装置。
10. The susceptor is configured to revolve by rotation of the rotating plate.
A chemical vapor deposition apparatus as described.
【請求項11】 上記サセプタが外周部に第1のギアを
有し、この第1のギアは上記化学気相成長装置に対して
固定された第2のギアと連結されており、上記回転板の
回転によって上記第1のギアが回転することにより、上
記サセプタが自転可能に構成されていることを特徴とす
る請求項8記載の化学気相成長装置。
11. The susceptor has a first gear on an outer peripheral portion, the first gear being connected to a second gear fixed to the chemical vapor deposition apparatus, and 9. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 8, wherein the susceptor is configured to rotate by rotating the first gear by the rotation of the first gear.
【請求項12】 上記第2のギアが円環板の内周部に設
けられていることを特徴とする請求項11記載の化学気
相成長装置。
12. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 11, wherein the second gear is provided on an inner peripheral portion of the annular plate.
【請求項13】 上記第2のギアが円形板の外周部に設
けられていることを特徴とする請求項11記載の化学気
相成長装置。
13. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 11, wherein said second gear is provided on an outer peripheral portion of a circular plate.
【請求項14】 上記回転板が熱絶縁性を有することを
特徴とする請求項8記載の化学気相成長装置。
14. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 8, wherein said rotating plate has thermal insulation.
【請求項15】 上記回転板の下面と上記サセプタの下
面とがほぼ同一平面上にあることを特徴とする請求項8
記載の化学気相成長装置。
15. The apparatus according to claim 8, wherein a lower surface of said rotating plate and a lower surface of said susceptor are substantially coplanar.
A chemical vapor deposition apparatus as described.
【請求項16】 1つの円周上に配置された複数のサセ
プタと、 上記サセプタに向けて反応ガスを供給するための複数の
ガス通路と、 上記サセプタを加熱するための加熱手段とを有する化学
気相成長装置において、 上記サセプタが、基板を設置する開口を有する基板保持
部と、上記基板に熱を伝えて加熱する基板加熱部とから
構成されていることを特徴とする化学気相成長装置。
16. A chemistry having a plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor, and a heating means for heating the susceptor. In the vapor phase growth apparatus, the susceptor includes a substrate holding section having an opening for installing a substrate, and a substrate heating section for transmitting heat to the substrate to heat the substrate. .
【請求項17】 上記基板保持部は、上記基板を保持す
るための突起部を有することを特徴とする請求項16記
載の化学気相成長装置。
17. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 16, wherein said substrate holding portion has a projection for holding said substrate.
【請求項18】 上記基板加熱部が、それ自体の重量に
よって上記基板保持部に設置された基板に接触固定され
るとともに、上記基板保持部に対して着脱可能に設けら
れることを特徴とする請求項16記載の化学気相成長装
置。
18. The apparatus according to claim 18, wherein the substrate heating section is fixed in contact with a substrate installed on the substrate holding section by its own weight, and is detachably provided to the substrate holding section. Item 17. A chemical vapor deposition apparatus according to Item 16.
【請求項19】 1つの円周上に配置された複数のサセ
プタと、 上記サセプタに向けて反応ガスを供給するための複数の
ガス通路と、 上記サセプタを加熱するための加熱手段とを有する化学
気相成長装置において、 上記加熱手段は、円環状の光源と、上記光源が発する光
を上記サセプタに集光するための円環状の反射鏡とから
構成されていることを特徴とする化学気相成長装置。
19. A chemistry comprising: a plurality of susceptors arranged on one circumference; a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor; and a heating means for heating the susceptor. In the vapor phase epitaxy apparatus, the heating means comprises an annular light source, and an annular reflecting mirror for condensing light emitted from the light source on the susceptor. Growth equipment.
【請求項20】 上記円環状の反射鏡の半径方向の断面
が、上記円環状の光源にその一つの焦点が位置する楕円
であることを特徴とする請求項19記載の化学気相成長
装置。
20. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 19, wherein a cross section in the radial direction of the annular reflecting mirror is an ellipse whose focal point is located on the annular light source.
【請求項21】 上記円環状の反射鏡の半径方向の断面
が、上記円環状の光源にその焦点が位置する放物線であ
ることを特徴とする請求項19記載の化学気相成長装
置。
21. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 19, wherein a cross section in a radial direction of said annular reflecting mirror is a parabola whose focal point is located at said annular light source.
【請求項22】 上記加熱手段と上記サセプタがおかれ
ている反応系とが、光を通過する光通過板によって分離
されていることを特徴とする請求項19記載の化学気相
成長装置。
22. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 19, wherein the heating means and the reaction system in which the susceptor is located are separated by a light passing plate through which light passes.
【請求項23】 上記加熱手段の内部が不活性ガスで満
たされているとともに、上記サセプタと上記光通過板と
の間の部分が不活性ガスで満たされていることを特徴と
する請求項22記載の化学気相成長装置。
23. The apparatus according to claim 22, wherein an inside of said heating means is filled with an inert gas, and a portion between said susceptor and said light passage plate is filled with an inert gas. A chemical vapor deposition apparatus as described.
【請求項24】 上記光通過板の曇り止めを行う曇り止
め手段がさらに設けられていることを特徴とする請求項
22記載の化学気相成長装置。
24. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 22, further comprising anti-fog means for preventing the light passing plate from fogging.
【請求項25】 上記光通過板が石英からなることを特
徴とする請求項22記載の化学気相成長装置。
25. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 22, wherein said light passing plate is made of quartz.
【請求項26】 上記サセプタを設置するための複数の
開口が設けられた円環状の回転板を有し、上記回転板上
に半径の異なる2つの円筒が、上記回転板と同心に、上
記複数の開口を挟むようにして設けられているととも
に、上記円筒の開口が存在する側の面が光反射面を構成
することを特徴とする請求項19記載の化学気相成長装
置。
26. An annular rotating plate provided with a plurality of openings for installing the susceptor, wherein two cylinders having different radii on the rotating plate are concentric with the rotating plate. 20. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 19, wherein the surface on the side where the opening of the cylinder exists constitutes a light reflecting surface.
【請求項27】 1つの円周上に配置された複数のサセ
プタと、 上記サセプタに向けて反応ガスを供給するための複数の
ガス通路と、 上記サセプタを加熱するための加熱手段と、 上記反応ガスを排気するガス排気手段とを有する化学気
相成長装置において、 上記ガス排気手段が、排気ガス狭窄部を有することを特
徴とする化学気相成長装置。
27. A plurality of susceptors arranged on one circumference, a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor, a heating unit for heating the susceptor, and the reaction A chemical vapor deposition apparatus having gas exhaust means for exhausting gas, wherein the gas exhaust means has an exhaust gas constriction.
【請求項28】 上記ガス排気手段が上記排気ガス狭窄
部の下流側にさらに排気ガス溜部を有することを特徴と
する請求項27記載の化学気相成長装置。
28. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 27, wherein said gas exhaust means further has an exhaust gas reservoir downstream of said exhaust gas constriction.
【請求項29】 上記排気ガス狭窄部が、複数の微小な
開口を有する薄板と溝とから構成されていることを特徴
とする請求項27記載の化学気相成長装置。
29. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 27, wherein the exhaust gas confinement portion is constituted by a thin plate having a plurality of minute openings and a groove.
【請求項30】 1つの円周上に配置された複数のサセ
プタと、 上記サセプタに向けて反応ガスを供給するための複数の
ガス通路と、 上記サセプタを加熱するための加熱手段とを有する化学
気相成長装置において、 上記サセプタがおかれる反応系と上記加熱手段とを分離
する取り付けおよび取り外し可能な天板と、 上記天板を支持する天板支持手段とを有することを特徴
とする化学気相成長装置。
30. A chemistry comprising: a plurality of susceptors arranged on one circumference; a plurality of gas passages for supplying a reaction gas toward the susceptor; and a heating means for heating the susceptor. In a vapor phase epitaxy apparatus, a chemical gas comprising: a top plate that can be attached and detached to separate the reaction system in which the susceptor is placed and the heating means; and a top plate supporting means that supports the top plate. Phase growth equipment.
【請求項31】 上記天板が、石英からなる部分と金属
からなる部分とから構成されていることを特徴とする請
求項30記載の化学気相成長装置。
31. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 30, wherein the top plate comprises a portion made of quartz and a portion made of metal.
【請求項32】 上記天板支持手段が、上記サセプタを
保持する回転板を回転させる回転手段の中心軸であるこ
とを特徴とする請求項30記載の化学気相成長装置。
32. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 30, wherein said top plate supporting means is a central axis of a rotating means for rotating a rotating plate holding said susceptor.
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