JPS62169410A - 気相成長装置 - Google Patents

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〕 本発明は気相成長装置に関し、特に原料ガスとして液体
の蒸発ガスを用いた気相成長装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

この種の気相成長装置は１反応に寄与する原料をガス状
態にして反応炉に導入し膜を堆積させていた。液体原料
をガス化する手段としては１例えば反応炉外に液体原料
を入れた気化室を設け、当該気化室に気体を導入しバブ
リングすることにより原料を蒸発せしめ、反応炉内に導
入していた。

この−例を第３図に示す。同図の装置は、ウヱノ・−８
を入れる反応炉５、原料９１が充てんされている気化室
５２反応炉を加熱するヒータ６．０２やＡｒ等のガスの
導入管１１，１２、原料９１を気化するためのＡ「ガス
等のキャリヤーガスの導入管１３、気化室９を加熱する
ヒータ７２、各配管に設けられたバルブ２１，２２，２
３，２８、排気口１６から成る。当該気相成長装置に８
いて、液体原料は蒸気圧が低いことからガス化した原料
の輸送量を高めるために気化室９をヒータ７２により加
熱することが行われている。また、気化室９と反応炉と
を結ぶ配管が室温程度であると、当該配管の管壁に原料
ガスが凝結して配管の詰まりゃバルブ２８の故障が起こ
る。これを防ぐために、通常は当該配管をヒーター等で
気化室より５〜１０℃高温に加熱することが行われてい
る。

しかし当該気相成長装置のようｌこ、反応炉５と気化室
９とを結ぶ配管が長くなると、バルブ２８等の熱容量の
大きな部分での′＆度が下がる等配管全体の温度を均一
に保つのが困難になる。局所的な温度の低下は配管の詰
まりゃバルブの故障の原因となり、気化室９から反応炉
５へ原料ガスを安定的に供給できない問題がある。さら
に、気化室９に原料を充てんする場合あるいは保守のた
めに気化室９を取りはずす限に、配管に巻かれたヒータ
をはずしたり、また再度巻くなど当該気相成長装置の保
守、整備が繁雑である欠点がある。

これらを改善すべく、第４図に示すように気化室９を反
応炉５内に置く方法が提案されている。

図に３いて、第３図と同じ記号は同一機能を有するもの
を示す。なｊｃｆ、バルブ２８は反応炉用内ｌこ入れる
。

即ち、当該装置は原料９１を充てんした気化室９８反応
炉内に設けることで気化室９と反応炉５とを結ぶ配管を
なくしてしまうものである。当該装置によれば、気化室
９出Ｏ部ｔこはバルブ２８が設けられるのみで良く、当
該バルブ部分の加熱は気化室９を加熱源７２を共有でき
る。従って気化室９出Ｏ部分配管に特別なヒーターを設
ける必要が無い上ｔこ当該ガス配管の温度を気化室９と
ほぼ等しく保つことが容易になる。従って、第３図に示
すような気相成長装置にみられた配管の温度の不均一に
よる原料ガスの凝縮が起こらないので、配管の目詰まり
やバルブの故障が無くなり、原料ガスを反応炉５へ安定
ｉこ供給でき、安定な膜の堆積が可能となる。また、第
３図に示す気相成長装置にみられた気化室９出口部分の
配管にヒータを巻くことが必要なくなるので、第３図に
示す装置に比べ保守・整備が容易になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第４図に示すような気相成長装置は。

反応炉５内に気化室９を設ける部分だけ反応炉が大盤に
なる欠点がある。従って気化室８極力小さくする必要が
あるため、＃！３図に示すような気相成長装置に比較し
て、少量の原料しか充てんできないという欠点がある。

従って原料の補給を頻繁に行う必要がある場合気化室を
反応炉から取り出したり等のため時間がかかり１反応炉
内部や気化室が外気に長時間さらされるため安定で再現
性のある膜が堆積しにくいという欠点もある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の気相成長装置は、反応ガスとして液体原料の蒸
発ガスを用いた気相成長装置において。

液体原料を充填した貯蔵室が反応炉外に設けられ。

液体原料を蒸発させる気化室が反応炉の内部に設けられ
、貯蔵室と気化室とがその上部および底部に設けられた
２本の配管を通じバルブを介して互いに接続されたこと
を特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の気相成長装置の概略構成図
である。図の装置は、ウェハー８を入れる反応炉５、液
体原料３１の貯蔵室３．液体原料４１の気化室４１反応
炉を加熱するヒータ６、反応炉中のガス流速の調節の堆
積を促進させたりてるのに用いられるＯ２や人ｒ等のガ
スのガス尋人’ｆｌｌｅ１２．Ａｒガス管等のキャリヤ
ーガスの導入管１３．貯蔵室３の上部と気化室４の上部
とを結ぶ配管１４、貯蔵室３の底部と気化室４の底部を
結ぶ配管１５．貯ｆｆｉ寛ａ：ｓよび気化室４を加熱す
るヒータ７１，７２ｊｄよびバルブ２１，２２゜２３．
２４，２５，２６，２７から成る。

本装置は液体原料３１を充てんした貯蔵室３を反応炉５
外に設け、液体原料４１を蒸発させる気化室４を反応炉
５内に設けである。貯蔵室３と反応炉４とを結ぶ配管は
２系統ある。配Ｗ１４は、貯蔵室３において液体原料３
１の液面より上部の部分と気化室４にだいて液体原料４
１の液面より上部の部分とを結ぶ配管である。一方、配
管１５は貯蔵室３および気化室４の底部を互いに結ぶ縮
管である。バルブ２５と２６を開くことで、液体原料が
貯蔵室３から気化室４へ移動し、補給が可能となる。室
温で液体原料の粘度が大きい場合や原料の凝固点が室温
は近ｉこある場合は、補給が容易に行えるよう貯蔵室３
をヒータ７１で、気化室４をヒータ７２でそれぞれ加熱
することで、液体原料の粘度を小さくしたり原通を完全
に液化し、液体原料の移動をスムーズに行なうことも一
法である。

なＳ、貯蔵室３の材質については特に制約がないが、ス
テンレス等の金属材料や石英等を用いるのが好ましい。

石英製の貯蔵室３の場合、貯蔵室３内の原料３１の有無
の確認が容易にできる利点がある。この場合、貯蔵室３
を全部石英製にしても、もしくは１部を石英製にしても
自由である。

次に本発明を用いた気相成長装置による気相成長の一実
施例として、ＴａｚＯｓｇの気相成長法を説明する。ま
ず貯蔵室３に液体原料Ｔａ（ＯＣｚＨｓ）ｓを入れ、貯
蔵室３、気化室４及び配管１５をヒータ７１．７２で５
０〜１００℃に加熱する。ノ（ルプ２５，２６を開け、
貯蔵室３と気化室４とを同圧にすることで液体原料を貯
蔵室３から気化室４へ輸送する。この際、液体原料を加
熱するのは液体原料の粘度を小さくシ、輸送をスムーズ
にするためである。気相成長を行う手順としては、まず
バルブ２５．２６を閉じた後に気化室４を１５０〜２０
０℃にヒータ７２で加熱し、バルブ２４を続いてバルブ
２７を開けＡｒ等のキャリヤーガスを気化室４へ導入し
、気化した原料ガスを反応炉５に輸送する。一方、反応
炉内ウェハー８はヒータ６で３５０〜６００℃に加熱さ
れ、ウェハー上に膜が堆積される。この際１反応炉５の
圧力や原料ガスの流速をコントロールするために、ガス
の導入管１１からＡｒガスを入れることで調節する。

ざらに膜質の改善を行うために０２ガスを１２から入れ
るのも自由である。気化室４内の原料４１が減少すれば
、バルブ２５．２６を開けて、前記したと同様の手順で
、液体原料を貯蔵室３から気化室４へ輸送させればよい
。当該法は気化室４や反応炉５内を外気にさらす必要が
ないため、原料を高純度に保つ、炉内を清浄に保てるた
め、より安定で再現性のある膜を堆積できる。

第２図は本発明の他の実施例で、横型の抵抗加熱式の気
相成長装置の概略構成図を示す。図において、第１図と
同じ記号は同一機能を有するもの’ｒ　示Ｙ、サセプタ
−８１を通電することでサ−１＝７”ター上のクエハー
８を加熱し、ｇ８堆積するものである。また反応炉５は
、冷却水５１で冷却されているｃｏｌｄ−ｗａｌ　１　
ｇで、反応炉５の内壁に反応物が付着しにくいという利
点がある。当該気相成長装置に２いても、本発明の効果
は変わらない。

なＳ、抵抗加熱式の変わりにランプ加熱等を用いる気相
成長装置や光反応を利用した気相成長装置に本発明を用
いても、その効果は変らない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、反応炉内に気化室を設け
、反応炉外に当該気化室に原料を補給すべく貯蔵室を設
けることで、従来の気相成長装置に比較して小型の気化
室でも多数回の堆積が可能になり、そのため反応炉全体
も小型化できる利点がある。さらに貯蔵室から気化室に
液体原料を安定に供給可能となり、原料が高純度に保つ
１反応炉内が清浄に保つため安定で再現性のよい堆積で
きる利点がある。

また、貯蔵室を設けたことにより、液体原料の補給が従
来装置のように繁雑憂こ行なわなくていいという利点や
気化室を取りはずして原料を補給する必要がないため、
短時間で行えることから、保守が容易となる利点がある
。

前記した本発明の利点により、本気相成長装置により量
産性の高い気相成長が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１ＩｉＡは本発明の一実施例の気相成長装置を説明す
る概略構成図、第２図は本発明の他の実施例の気相成長
装置を説明する概略構成図、第３図は気化室が反応炉外
にある従来の気相成長装置の概略構成図、第４図は気化
室が反応炉内にある従来の気相成長装置の概略構成図で
ある。 図に３いて、ｌ　ｌ　、　１２−−−−−−ガ３の導入
管１１３・・・・・・キャリーガスの導入管、１４・・
・・・・貯蔵室の上部と気化室の上部とを結ぶ配管、１
５・・・・・・貯蔵室の下部と気化室を結ぶ配管、１６
・・・・・・排気口、２１．２２，２３，２４，２５，
２６，２７゜２８．２９・・・・・・バルブ、３・・・
・・・貯蔵室、５・・・・・・反応炉、５１は反応炉５
を冷却する冷却水、６゜７１．７２はヒータ、８・・・
・・・ウエノ〜−，８１−−−−−−サセプター、９・
・・・・・原料９１を充てんした気化室、３１・・・・
・・貯蔵室内の原料、４１・・・・・・気化室内の原料
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　反応ガスとして液体原料の蒸発ガスを用いた気相成長
   装置において、液体原料を充填した貯蔵室が反応炉外に
   設けられ、液体原料を蒸発させる気化室が反応炉の内部
   に設けられ、貯蔵室と気化室とがその上部および底部に
   設けられた配管を通じバルブを介して互いに接続された
   ことを特徴とする気相成長装置。