JPS59112615A - 気相反応装置 - Google Patents

気相反応装置

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JPS59112615A
JPS59112615A JP22238482A JP22238482A JPS59112615A JP S59112615 A JPS59112615 A JP S59112615A JP 22238482 A JP22238482 A JP 22238482A JP 22238482 A JP22238482 A JP 22238482A JP S59112615 A JPS59112615 A JP S59112615A
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Japan
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gas
reaction
nonreaction
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reactive gas
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JP22238482A
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Hirozo Shima
島 博三
Junichi Nozaki
野崎 順一
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体製造における気相反応装置に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点 従来、この種の気相反応装置としては、第1図に示すよ
うに、透明石英からなる一体製作されたペルジャー1で
反応容器を構成し、この反応容器内部に、半導体基板2
を支持するだめのサセプタ−3と、ガス導入ノズル4と
、基台5に設けられたガス排出孔6を有し、上記サセプ
ター3に半導体基板2を載置し、これを石英ペルジャー
1上面に設けられた赤外線ランプ7で加熱しながら、ガ
ス導入ノズル4より反応ガスを流入して半導体基板上に
気相成長させるものがあった。
しかし、このような気相反応装置においては、石英ペル
ジャー1が赤外線ランプ7の加熱を受け、蓄熱される結
果、高温加熱状態で石英ペルジャー1に熱応力によるク
ランクを生じること、また石英ペルジャー1の内壁に反
応生成物が付着し易く、−塵付着が始まると、その部分
が不透明になり、加熱さ牙[易くなるため、壕す捷す付
着速度か早められ、たち捷ち石英ペルジャー1の内壁は
付着物で蓋われてし甘う。特にジクロールシラン(S 
I H2Cβ2)を反応ガスとして用いた場合、ガス温
度が600℃以上で、壁面の温度が350℃以上になる
と、壁面に反応生成物の付着が開始される。
またモノシラン(S iH2)を反応ガスとして用いた
場合には、ガスの分解温度が400 ’C以下と低いた
め、壁面への付着は著るしいものがあった。以上の反応
生成物の壁面への付着のため、半導体基板の諦度分布が
不均一になり、気相成長層の厚みのバラツキが生じ易い
、また壁面に付着した反応生成物が半導体基板上−2飛
散する結果、気相成長層の異常突起等の結晶欠陥が生じ
やすい、またガス導入ノズルから流出される反応ガス流
れか石英ペルジャーの形状により仄められるため、均一
なガス流れを得るのが困難で、気相成長層の厚さに大き
なバラツキを生じていたという欠点を有していた。
発明の目的 本発明は一ヒ記従来の欠点を解消するもので、反応容器
の強度をもたせ、かつ反応生成物の付着をなくし、ガス
流れを均一にし、気相成長層の厚さのバラツキの少ない
、また結晶欠陥の少ない気相反応装置を提供することを
目的とする。
発明の構成 本発明は、反応ガス供給口と排出口を備えた基台と、こ
の基台上に固着され内部に冷却流体の循環孔を有し、少
くとも2つ以上の非反応ガス供給口と、非反応ガス排出
口を具備した筐体と、この筐体上部の開口部に固着され
た透明石英からなるトッププレートとで反応室を構成し
、この反応室内部に、半導体基板支持のだめのサセプタ
ーと、サセプターの下に設けられた石英からなる熱遮蔽
板と、この熱遮蔽板上に石英からなる矩形状の反応ガス
ガイド板を載置し、前記基台に設けられた反応ガス供給
口と連結したガス導入ノズル及びガス排出口と連結した
排気パイプに排気ガスをガイドする排気ガイド板とで主
反応室を構成し、サセプター上に半導体基板を載置し、
反応室外部にあってサセプターと対面するよう設置され
た赤外線ランプで半導体基板を加熱しながらガス導入ノ
ズルから反応ガスを流し、かつ筐体に設けた少くとも2
つ以」二の非反応ガス供給口より、それぞれ非反応ガス
を流し、−力はトッププレート(て非反応ガスを当てる
ように流し、もう−力は、反応室内の主反応ガス室を除
いた部分の)く−ジに非反応ガスを流し、それぞれ排気
口より排気させることにより、筐体及び基台は温度上昇
を避け、かつ透明石英からなるトッププレートには反応
ガスの接触を避けるようにし、反応生成物の付着をなく
し、均一なガス流れでかつ、容器の強度をもたせるとい
う効果を有する。
実施例の説明 以下に、本発明の一実施例を第2図と第3図にもとづい
て説明する。第2図及び第3図において、8はステンレ
スからなる基台、その基台上に非反応ガス供給口9a、
9b及び排出口10を備え、かつ内部に冷却流体の循環
孔11を有するステンレスからなる筐体12及びこの筐
体12の上方開口部に透明石英からなる平板形状のトッ
プグレート13で反応室を構成している。トッププレー
ト13は冷却流体の循環孔11を有し、ステンレスから
なる押えリング14で筐体12に固着されている。また
反応室内部には、半導体基板15を支持するサセプター
16と、サセプター16の下に石英からなる熱遮蔽板1
7が基台8上に置かれた支持リング18上に置かれ、熱
遮蔽板17の上に石英からなる矩形状の反応ガスガイド
板19と、基台8の反応ガス供給口20と連結されたガ
ス導入ノズル21と、基台8のガス排気口22と連結さ
れた排気パイプ23に排気ガスをガイドするよう設けら
れた排気ガイド24とで主反応ガス室を構成しているo
26は非反応ガス供給口9aより流入した非反応ガスか
トッププレート13面に沿って流れるよう設置された非
反応ガスガイドである。また反応室外部にあってトップ
プレート13の上方に、ザセフリ−16と対面するよう
に赤外線ランプ26が配置されている。
以」二のように構成した気相反応装置において、ンリコ
ンカーバイド(SiC)をコートしたグラファイト製の
サセプター16の上に半導体基板16を載置し、反応室
外部に設けた赤外線ランプ26でサセプタ−16及び半
導体基板11を加熱する。
この時、函体12及び押えリング14に設けた冷却流体
の循環孔11に冷却水を流し、かつトッププレート13
と赤外線加熱ランプ26との間は図示していない強制空
冷装置で十分冷却を行なう○そして、ガス導入ノズル2
1よりHe又はH2などのキャリアガスを流しながら、
同時に筐体12に設けた非反応供給口9a及び9bより
He又はH2などの非反応ガスを流す。この状態の時に
ガス導入ノズル21のキャリアガスの中にジクロールシ
ラン(S xH2cu 2 )  ガスなどを所定量導
入する。この際He又は弓と5iH2C℃2 ガスを混
合した反応ガスの流速に応じてトップブレー)、13に
反応生成物が堆積しないように、かつ半導体基板15上
の反応ガスの流れが実質的に乱れないように、非反応ガ
ス供給口9aから導入する非反応ガスの流速及び非反応
ガスガイド25の取付位置と形状及び非反応ガスガイド
26とトッププレート13との隙間及び、排気ガイド2
4の取付位置と形状等を決め、反応ガスは排気ガイド2
4に沿って排気パイプ23へ、また非反応ガスは筐体1
2に設けた非反応ガス排気口10にそれぞれ排出される
ようにする。またサセプタ−16及び半導体基板15の
加熱温度は、気相成長層の目的、反応ガスによって異な
るが、約400℃乃至1200’Cの範囲の一定温度に
保つ。以上のような条件でもって反応ガスを反応させ、
半導体基板15の上に気相成長層を形成する。以上のよ
うに構成した気相反応装置において、筐体12は循環冷
却水て十分に冷却され、また非反応ガスがトッププレー
ト13面に沿って流れることでガス導入ノズル21から
流入された反応ガスかトップグレー)13(/こ接触す
ることなく、反応ガスガイド19に沿って均一に流れ、
半導体基板16上で気相成長した後、排気ガイド24に
沿って排気パイプ23より排気されることにより、反り
し生成物の壁面への付着がない。
なお、気相成長層はSi だけでなく、反応ガスの組成
を変えることにより、513N4.SiO2,A℃20
3等の絶縁物でも良く、GaAs 、GaPのような化
合物半導体層の成長でもよい。また基台8は冷却流体の
循環孔を設けてもよいことは言うまでもない。
壕だサセプタ−16は図示していない回転機構に接続し
、気相成長中に回転することも可能である。
発明の効果 以上のように本発明は、十分に冷却された金属部材より
なる筐体と透明石英よりなる平板形状のトッププレート
とで反応室を構成し、この反応室内において、気相成長
中に、ガス導入ノズルより反応ガスを、筐体の非反応カ
ス供給口より非反応ガスを流すことにより、l・ノブプ
レートに非反応ガスの膜をつくり、反応ガスの接触を避
け、反応ガスは、石英より囲まれた主反応ガス室内で均
一よく流れ、排気ガイドで排気パイプに排出されること
により、壁面への反応生成物の付着がなく、均一なガス
流れを得ることができ、気相成長層の厚みのバラツキの
少ない、寸だ結晶欠陥の少なくかつ反応容器の強度も十
分な気相反応装置を得ることかできるという効果を発揮
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の気相反応装置の断面図、第2図は本発明
の一実施例における気相反応装置の断面図、第3図は第
2図における八−A線の断面図である。 2.16・ 半導体基板、3,16・ サセプター、4
,21  ・ガス尋人ノズル、5,8 ・基台、7,2
6 ・・・赤外線ランプ、12・・・・筐体、13・・
・・ トッププレート、17・・熱遮蔽板、19・・・
・・・ガスガイド板、23・・・・・・排気パイプ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 第3図 6

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 反応ガス供給口と排出口を備えた基台と、この基台上に
    固着された内部に冷却流体の循環孔を有し、少くとも2
    つ以上設けられた非反応ガス供給口と、この非反応ガス
    供給口と反対側に排出口を具備した筐体と、前記筐体の
    上部開口部孔固着され、反応室を構成するよう設けられ
    た透明石英からなるトッププレートと、前記反応室内部
    に、前記トッププレー1・と対向して設けられた半導体
    基板支持のす、セプターと、サセプターからの輻射熱を
    基台に阻止するよう前記サセプターの下に設けらhた石
    英からなる熱遮蔽板と、この熱遮蔽板の上に設けられた
    石英からなる矩形状の反応ガスガイド板と、前記反応ガ
    ス供給口と連結されたガス導入ノズル及び前記反応ガス
    排出口と連結された排気パイプに排気ガスをガイドする
    排気ガイド板とで構成された主反応ガス室と、前記反応
    室外部に設けられ、サセプターと対向するよう取付けら
    f′した加熱用赤外線ランプとからなり、前記ガス導入
    ノズルから反応ガスを流し、前記筐体に設けられた非反
    応ガス供給口より非反応ガスを流入するよう構成した気
    相反応装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0717126A2 (en) * 1994-12-16 1996-06-19 Chul-Ju Hwang Apparatus for low pressure chemical vapor deposition

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