JPS62211914A - 半導体薄膜気相成長装置 - 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） 本発明は半導体薄膜気相成長装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の半導体薄膜気相成長用の反応炉を第８図（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）に示す。第８図（Ａ）において基板ｌは
カーボンサセプタ２−１−におかれ外部よりＲＦコイル
３により、高周波誘導加熱され所定の温度に保たれてい
る。反応管４−Ｌ部のガス導入口２３より、キャリアガ
スと共に導入された原料ガス５は基板付近で熱分解等の
反応をおこし、基板１」二に薄膜を堆積する。反応終了
後のガスは排気口６より掴気される。薄膜の均一性をあ
げるために成長中はカーボンサセプタ２を回転シャフト
７で回転させる。８は冷却水である。

また第８図（Ｂ）はＧａＡｓ、ＧａＡＪＩＡｓ等の化合
物半導体薄膜の気相成長装置を示す。

ＧａＡｓ、ＧａＡ文Ａｓ等の薄膜気相成長装置では、反
応管を空気にさらすと！膜の特性が劣化するので、これ
を防止するため図示のように反応管の下部に基板交換用
の前室９を設ける。図は成長中の状態を示している。基
板交換時には回転シャフト７を下げ、ゲートバルブ１０
を閉じ、反応管４と前室９を遮断して、基板交換用の窓
から行う。成長中は第８図（Ａ）と同様であるが、回転
シャフト７の途中にし拳へい板１１を設けて反応終了後
のガスが前室９へ流れこんで反応生成物が前室に付着す
るのを防止する構造になっている。

なお１２は基板交換用窓フランジである。

次に第８図（Ｃ）は大量生産用の装置であり、キャップ
１３ａを有し角錐台状のカーボンサセプタ１３が用いら
れ、そのカーボンサセプタ１３の各側面に基板ｌが設置
できるようになっている。

機能的には第８図（Ｂ）と同様である。なおこの場合反
応管径が大きくなるので、図示のように排気口６を複数
設け、ガスの流れが均一となるようにすることが好まし
い。図中では排気口は２つとなっている。第８図（Ｄ）
は第８図（Ｃ）の反応管の横断面図である。第８図（Ａ
）、（Ｂ）または（Ｃ）において同符号は同じものを示
す。

第８図（Ａ）〜（Ｄ）において（ア）、（イ）は反応管
内のガス流を示す。

（発明が解決しようとする問題点） しかし第８図（Ａ）、（Ｂ）の装置では反応管４の排気
口側（ア）と反対側（イ）のガス速度は（ア）側で大き
くなり（イ）側で小さくなる。このため（イ）側でガス
の巻き上りが見られ、反応管内壁のサセプタ２上流部に
反応生成物が付着する。一方第８図（Ｃ）では排気口６
と排気口６の中間（イ）の部分（第８図（Ｄ）参照）で
上記と同じことがいえる。反応管に付着した生成物は極
めて不安定に付着しているため成長中に基板１上へ落下
し薄膜の表面欠陥の原因となる。これを防止するにはガ
ス流量を増加させればよいが、原料収率の低下がみられ
経済性が損なわれる。また、排気口の数を増加させるこ
とも考えられるが、構造上の制約のためこの方法は困難
が伴なう。

（問題点を解決するための手段） 本発明はこのような半導体薄膜気相成長装置の欠点に鑑
みなされたものであり、これらの従来の半導体薄膜気相
成長装置の欠点を解消するものである。

すなわち本発明は、薄膜気相成長装置において、排気口
を設けた円筒部の内側に円筒状じゃへい部を設け、該し
帝へい部に透孔を排気口の数の２倍数あけることにより
、均一排気することを特徴とする半導体薄膜気相成長装
置を提供するものである。

（実施例） 次に本発明を図示の実施例に従って説明する。

第１図は従来の半導体薄膜気相成長装置のうち前室を有
さない型（第８図（Ａ）参照）に対応する本発明の実施
例の要部断面図であり、排気口取り付は用円筒部１４の
内側にじゃへい用円筒部１５を設けて閉空間２１ができ
る構造となっている。しゃへい用円筒部１５には排気口
の内径と同等の口径を有する透孔が排気口の数の２倍数
あけられている。第２図（Ａ）は第１図のＡ−Ａ　’線
断面図であり、第２図（Ｂ）、（Ｃ）は他例の実施例で
ある。同図から明らかなように、し牛へい円筒部１５の
透孔１５ａの位置は排気口６の間にくるよう（排気口が
２個以上の場合）、もしくは透孔１５ａの間に排気口６
がくるよう（排気口が１個の場合）に配置される。第２
図において（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は各々排気口ｌ、２
．３個の場合である。第２図中にガスの流れを矢印で示
すが、し壱へい用円筒部１５の透孔１５ａに分割されて
排気されることから、あたかも排気口が２倍になったの
と等価となり、反応管中のガスの流れは均一となる。こ
の結果、ガス速度の遅い部分でのガスの巻き上げは抑制
される。

実際に第１図のようにじゃへい用円筒の内径を反応管径
に一致させた構造において以下のパラメータを用いた場
合、サセプタ上流側の反応管内壁への反応生成物の付着
が防止でき、薄膜の表面欠陥は減少した。

以下に第１図の装置における反応管径と排気口数とじヤ
へい用円筒部の透孔の孔径との関係を例示する。

反応管径（璽層）排気口数（個）し◆へい穴径（腸鵬）
第３図は本発明の他例の要部断面図であり、第１図のし
牛へい用円筒部１５に代えてろうと状しゃへい体１６を
用い、その基部１６ａの内径を反応管より小さくした例
である。透孔は基部１６ａに設けられる。この実施例に
よればろうと状としてシャフト周辺から排気することに
よりガスの流れの均一性が一層向上する。

これらの点景外は第２図の実施例と同様であり、同図と
同符号は同じものを意味する。

第４図は第８図（Ｂ）、（Ｃ）のように前室９を有する
半導体薄膜気相成長装置における実施例を示す要部断面
図であり、１７がしやへい用円筒部である。

また第５図はしゃへい用円筒部１８と反応生成物の前室
への付着を防止するしやへい板１１を用いて閉空間２１
をつくっている。しやへい板１１は回転シャフト７に固
定されている。

第４．５図ともし僧へい用円筒部１７．１８の透孔の配
置等は第２図と同様である。

第６図はさらに本発明の半導体薄膜気相成長装置の他例
を示す要部断面図であり、しゃへい用円筒部１９の内側
にさらに同様のしやへい用円筒部２０を設けたものであ
る。第７図に第６図の装置のＡ−Ａ　’線断面図を示す
。この場合しゃへい用円筒部２０の透孔２０ａの数は先
と同様にしやへい用円筒１９の透孔１９ａの数の２倍と
する０図中２１．２２は閉空間を示す。

第６図及び第７図において、−１−述した以外は前記第
１〜５図について述べたものと同様である。

（発明の効果） しゃへい用円筒部に排気口の２倍の数の透孔をあけ、分
割して排気することにより、反応管中のガスの流れが均
一となり、ガスの巻き上げを抑制することができる。こ
の結果反応生成物のサセプタ」１流側への付着がなくな
り、薄膜の表面欠陥がなくなる。したがって本発明装置
によれば、原料収率の低下を招くことなく高品質の半導
体薄膜を成長させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体の薄膜気相成長装置の実施例の
要部断面図、第２図（Ａ）は第１図のＡ−Ａ’線断面図
、同図（Ｂ）、（Ｃ）は他例の断面図である。 第３〜第６図は本発明装置の他例の要部断面図であり、
第７図は第６図のＡ−Ａ’線断面図である。 第８図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来の半導体薄膜気相
成長装置の断面図であり、第８図ＣＤ）は第８図（Ｃ）
の反応管の横断面図を示す。 符号の説明 １・・・基板 ２・・・サセプタ ４・・・反応管 ５・・・原料ガス ６・・・排気口 ア・・・回転シャフト ９・・・前室 １１・・・しゃへい板 １３・・・サセプタ １４・・・排気口取り付は用円筒部 １５・・・し壱へい用円筒部 １５ａ・・・透孔 第　　１　　図 第　　３　　図 第　　２　　図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）（Ｃ） 第　　４　　図 第　　５　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄膜気相成長装置において、排気口を設けた円筒部の内
   側に円筒状しゃへい部を設け、該しゃへい部に透孔を排
   気口の数の２倍数あけることにより、均一排気すること
   を特徴とする半導体薄膜気相成長装置。