JPS63216332A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPS63216332A JPS63216332A JP4944387A JP4944387A JPS63216332A JP S63216332 A JPS63216332 A JP S63216332A JP 4944387 A JP4944387 A JP 4944387A JP 4944387 A JP4944387 A JP 4944387A JP S63216332 A JPS63216332 A JP S63216332A
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 27
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
気相成長（ＣＶＤ）装置、とくに有機金属気相成長（Ｍ
ＯＣＶＤ）装置において、被成長基板を保持するサセプ
タを高温にした場合反応ガスに対流が生じ、急峻なガス
の切り換えが難しく、成長層の基板内分布を均一化する
ことは困難であった。対流防止の対策として熱源となる
サセプタを被成長基板より上部に配置し、かつ反応ガス
の流れを乱さない構造の内管を用いてサセプタを保持す
るようにした気相成長装置を提起する。
ＯＣＶＤ）装置において、被成長基板を保持するサセプ
タを高温にした場合反応ガスに対流が生じ、急峻なガス
の切り換えが難しく、成長層の基板内分布を均一化する
ことは困難であった。対流防止の対策として熱源となる
サセプタを被成長基板より上部に配置し、かつ反応ガス
の流れを乱さない構造の内管を用いてサセプタを保持す
るようにした気相成長装置を提起する。
本発明はガス流に対する温度の影舌を少なくした、均一
性のよい結晶が得られるＣＶＤ装置、とくにＭＯＣＶＤ
装置に関する。
性のよい結晶が得られるＣＶＤ装置、とくにＭＯＣＶＤ
装置に関する。
ＭＯＣＶＤ装置はＦＥＴ 、 ＨＥＭＴ等のマイクロ波
素子や、レーザ、ＬＥＤ 、フォトダイオード等の光素
子の製造に広（利用されている。
素子や、レーザ、ＬＥＤ 、フォトダイオード等の光素
子の製造に広（利用されている。
ＭＯＣＶＤ法は上記のデバイス製造において、化合物半
導体層を数１０〜数１００人程度の薄い）７さに制御し
て薄層を何層も積層して成長するため、通常のＳｉプロ
セスのＣｖＤに比し、極めて急峻なガスの切り換えが要
求される。
導体層を数１０〜数１００人程度の薄い）７さに制御し
て薄層を何層も積層して成長するため、通常のＳｉプロ
セスのＣｖＤに比し、極めて急峻なガスの切り換えが要
求される。
従来のＭＯＣＶＤ装置の大半は、従来のＣＶＤ法で用い
られてきた横型反応管中の下側に被成長基板を保持する
サセプタを置くタイプの炉か、もしくは５ｉ−ＣＶＤ法
等で用いられている縦型反応管の上部から反応ガスを導
入するタイプの炉を用いている。
られてきた横型反応管中の下側に被成長基板を保持する
サセプタを置くタイプの炉か、もしくは５ｉ−ＣＶＤ法
等で用いられている縦型反応管の上部から反応ガスを導
入するタイプの炉を用いている。
このような炉における結晶成長は、基板上部を流れる反
応ガスが、加熱されたサセプタの熱により熱分解するこ
とによって行われている。
応ガスが、加熱されたサセプタの熱により熱分解するこ
とによって行われている。
これらの従来例の炉の欠点は、サセプタを高温にした場
合反応ガスに対流を生じ、急峻なガスの切り換えが難し
く、成長層の基板内分布を均一化することは困難であっ
た。
合反応ガスに対流を生じ、急峻なガスの切り換えが難し
く、成長層の基板内分布を均一化することは困難であっ
た。
そのため、均一な結晶成長を行うために必要なガス流コ
ントロールが必要となってきた。
ントロールが必要となってきた。
上記問題点の解決は、被成長基板を固定するサセプタと
、該サセプタが該被成長基板の上側に位置するように該
サセプタを保持し、かつ内部に反応ガスを流す内管とを
有し、該サセプタは、該内管の内面に該被成長基板が露
出し、かつ該内管の内面よりも突出しないように保持さ
れ、該内管の内面に沿って反応ガスの流線を層流化する
ようにした気相成長装置により達成される。
、該サセプタが該被成長基板の上側に位置するように該
サセプタを保持し、かつ内部に反応ガスを流す内管とを
有し、該サセプタは、該内管の内面に該被成長基板が露
出し、かつ該内管の内面よりも突出しないように保持さ
れ、該内管の内面に沿って反応ガスの流線を層流化する
ようにした気相成長装置により達成される。
本発明は加熱体（サセプタ）を反応管上部に置き、その
下部に反応ガスを流すことにより熱対流を起こさないよ
うにし、また内管管内面にサセプタが突出しない構造に
して、ガス流が乱されないようにしたものである。
下部に反応ガスを流すことにより熱対流を起こさないよ
うにし、また内管管内面にサセプタが突出しない構造に
して、ガス流が乱されないようにしたものである。
第１図（１１、（２）は本発明の第１の実施例を説明す
る横型炉の断面図である。
る横型炉の断面図である。
第１図（１）において、被成長基板１を保持したサセプ
タ２は下向きに石英製の内管３の上部の開口部に、被成
長基板１を内管３の内面に露出し、かつ内管３の内面よ
りも突出しないように保持される。
タ２は下向きに石英製の内管３の上部の開口部に、被成
長基板１を内管３の内面に露出し、かつ内管３の内面よ
りも突出しないように保持される。
内面３は石英製の反応管４内に置かれ、ガス導入口５よ
り反応ガスが導入される。
り反応ガスが導入される。
反応管４はガス導入口５と反対側に排気口６を有するＭ
７で閉じられる。
７で閉じられる。
以上の構造において、反応ガスの流れが乱されない程度
に内管３は反応管４、またはＭ７に密着するようにする
ことが必要である。
に内管３は反応管４、またはＭ７に密着するようにする
ことが必要である。
サセプタ２はカーボン等の導電物質よりなり高周波（ｒ
ｆ）コイル８により誘導加熱されて、被成長基板１に触
れる反応ガスを熱分解して被成長基板１上に結晶成長す
る。
ｆ）コイル８により誘導加熱されて、被成長基板１に触
れる反応ガスを熱分解して被成長基板１上に結晶成長す
る。
第１図（２）は第１図（１１の側面より見た断面図であ
る。
る。
第２図（１）、（２）は第２の実施例を説明する横型炉
の断面図である。
の断面図である。
この例は、第１図の変形例で、サセプタ２は内管３の内
面上側に、支持板９により保持された構造である。
面上側に、支持板９により保持された構造である。
この場合はガス流を層流化するためにガスガイド１０が
、被成長基板１の面に合わせて内管３の上側にサセプタ
２に並べて取り付けられる。
、被成長基板１の面に合わせて内管３の上側にサセプタ
２に並べて取り付けられる。
内管３は石英製の反応管４内に置かれ、ガス溝入口５よ
り反応ガスが導入され、ガス導入口５Ａよりキャリアガ
スが内管３の内部、および内管３と反応管４の隙間に流
される。
り反応ガスが導入され、ガス導入口５Ａよりキャリアガ
スが内管３の内部、および内管３と反応管４の隙間に流
される。
このようにキャリアガスの一部が内管３と反応管４の隙
間に流されるのは、反応管内のガスの溜りをなくするた
めである。
間に流されるのは、反応管内のガスの溜りをなくするた
めである。
第３図は第３の実施例を説明する縦型炉の断面図である
。
。
図において、それぞれに被成長基板１を保持した複数の
サセプタ２は下向きにカーボン、あるいは石英製の内管
３の側車部の開口部に、被成長基板１を内管３の内面に
露出し、かつ内管３の内面よりも突出しないように保持
される。
サセプタ２は下向きにカーボン、あるいは石英製の内管
３の側車部の開口部に、被成長基板１を内管３の内面に
露出し、かつ内管３の内面よりも突出しないように保持
される。
この場合、サセプタ２がカーボン製である場合は、サセ
プタ自りが加熱されるから内管３は石英製でよい。
プタ自りが加熱されるから内管３は石英製でよい。
内管３は石英製の反応管４内に置かれ、ガス導入口５よ
り反応ガスが導入される。
り反応ガスが導入される。
ガス導入口５より導入された反応ガスは石英製のディス
ク１１．１２の隙間より、内管３の内面に沿って吹き出
される。
ク１１．１２の隙間より、内管３の内面に沿って吹き出
される。
反応管４はガス導入口５と反対側に排気口６を存するＭ
７で閉じられる。
７で閉じられる。
この際、内管３とＭ７間に石英リング１３を挿入し、反
応ガスを排気口６に滑らかに導くようにしている。
応ガスを排気口６に滑らかに導くようにしている。
以上の構造により、加熱体をガス流の上にして熱対流を
防ぎ、ディスク１１．１２の隙間より吹き出されたガス
流は内管３の内面に沿った層流を形成することができる
。
防ぎ、ディスク１１．１２の隙間より吹き出されたガス
流は内管３の内面に沿った層流を形成することができる
。
最近、反応ガスの対流を防ぐために、この例のように、
縦型反応管の下部より反応ガスを導入する方法が提案さ
れているが、ガス流の層流化について未だ問題が多かっ
た。
縦型反応管の下部より反応ガスを導入する方法が提案さ
れているが、ガス流の層流化について未だ問題が多かっ
た。
また、被成長基板をサセプタの下に取り付けなければな
らないため、基板表面の一部を何かで押さえる方法が一
般的にとられている。しかし、このようにすると、基板
の使用面積が減り、基板上でガス流の乱れを生ずる欠点
がある。
らないため、基板表面の一部を何かで押さえる方法が一
般的にとられている。しかし、このようにすると、基板
の使用面積が減り、基板上でガス流の乱れを生ずる欠点
がある。
また、基板の裏面から真空吸引して基板を固定する方法
もあるが、装置が複雑化し、また減圧ＣＶＤには用いる
ことはできないという欠点もあった。
もあるが、装置が複雑化し、また減圧ＣＶＤには用いる
ことはできないという欠点もあった。
そこで、本発明に使用するサセプタは第４図の構造のも
のを使用した。
のを使用した。
第４図（１）、（２）は本発明に使用したサセプタの断
面図と平面図である。
面図と平面図である。
図において、高純度カーボン製、またはＢＮ製の固定部
２八と可動部２Ｂとよりなり、被成長基板１を固定部２
への凹部に嵌め込み、可動部２Ｂで押さえて、締め付は
ネジ２Ｃで締め付けて固定する。
２八と可動部２Ｂとよりなり、被成長基板１を固定部２
への凹部に嵌め込み、可動部２Ｂで押さえて、締め付は
ネジ２Ｃで締め付けて固定する。
この構造のサセプタの使用により、被成長基板を全面使
用でき、また押さえ金具等の突起がないため、被成長基
板上においてもガス流の乱れを生ずることがない。
用でき、また押さえ金具等の突起がないため、被成長基
板上においてもガス流の乱れを生ずることがない。
以上詳細に説明したように本発明によれば、均一性のよ
い結晶が得られ、素子の製造歩留と性能の向上が可能と
なる。
い結晶が得られ、素子の製造歩留と性能の向上が可能と
なる。
本発明をＭＯＣＶＤ装置に適用して、極めて急峻なガス
の切り換えが可能となり、化合物半導体薄層の連続成長
の制御精度を向上することができる。
の切り換えが可能となり、化合物半導体薄層の連続成長
の制御精度を向上することができる。
第１図（１）、（２）は本発明の第１の実施例を説明す
る横型炉の断面図、 第２図（１）、（２）は第２の実施例を説明する横型炉
の断面図、 第３図は第３の実施例を説明する縦型炉の断面図、 第４図（１）、（２）は本発明に使用したサセプタの断
面図と平面図である。 図において、 １は被成長基板、 ２はサセプタ、 ３は内管、 ４は反応管・ ５はガス導入口、 ６は排気口、 ７は蓋、 ８はｒｆコイル、 ９は支持板、 １０はガスガイド、 １１．１２のディスク、 １３は石英リング
る横型炉の断面図、 第２図（１）、（２）は第２の実施例を説明する横型炉
の断面図、 第３図は第３の実施例を説明する縦型炉の断面図、 第４図（１）、（２）は本発明に使用したサセプタの断
面図と平面図である。 図において、 １は被成長基板、 ２はサセプタ、 ３は内管、 ４は反応管・ ５はガス導入口、 ６は排気口、 ７は蓋、 ８はｒｆコイル、 ９は支持板、 １０はガスガイド、 １１．１２のディスク、 １３は石英リング
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被成長基板を固定するサセプタと、該サセプタが該被成
長基板の上側に位置するように該サセプタを保持し、か
つ内部に反応ガスを流す内管とを有し、 該サセプタは、該内管の内面に該被成長基板が露出し、
かつ該内管の内面よりも突出しないように保持され、該
内管の内面に沿って反応ガスの流線を層流化するように
したことを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62049443A JP2645474B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62049443A JP2645474B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216332A true JPS63216332A (ja) | 1988-09-08 |
| JP2645474B2 JP2645474B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=12831264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62049443A Expired - Lifetime JP2645474B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2645474B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4920918A (en) * | 1989-04-18 | 1990-05-01 | Applied Materials, Inc. | Pressure-resistant thermal reactor system for semiconductor processing |
| JP2012022934A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導加熱装置、そのための二重管 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114877A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-11-01 | ||
| JPS5843225U (ja) * | 1981-09-19 | 1983-03-23 | 株式会社西播 | かばん |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP62049443A patent/JP2645474B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114877A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-11-01 | ||
| JPS5843225U (ja) * | 1981-09-19 | 1983-03-23 | 株式会社西播 | かばん |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4920918A (en) * | 1989-04-18 | 1990-05-01 | Applied Materials, Inc. | Pressure-resistant thermal reactor system for semiconductor processing |
| JP2012022934A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導加熱装置、そのための二重管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2645474B2 (ja) | 1997-08-25 |
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