JPS6364322A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は化合物半導体の製造に用いられる気相成長装置
に関する。

（従来の技術） 第４図に■−■族のへテロ構造の化合物半導体を製造す
るために従来よく使用されている気相成長装置を示す。

冷却器９と一体となった石英製ガラスの反応管１の中に
は回転機溝２によって回転するグラファイト支持台３の
上に（古島基板４が置かれている。高周波コイル５を用
いてグラフナイト支持台３は誘導加熱さｎ、これによシ
結晶基板は一定の高温に保たれる。曜料ガスは導入口６
から供給され、ガス排出管７から排出される。

通常気相成長による基板の製造はガスの導入口６よυ反
「６性ガ°スである（ＣＨ３）　３Ｇａ　、　（ＣＨ３
）　３Ａｌ。

ＡｓＦＩ３等の有機金４が交互にちるいは同時に供給で
れる。これらのガスは高温に熱した、例えば６００〜８
００°Ｃに熱したグラファイト支持台３の上に乗せられ
た結晶基板４上へ拡散し反応して新たな同相が積み重ね
られる。この高温の拮晶基板板４上で有機金、属による
反応を起して面相を積層させる事を目的としている。し
かしグラファイト支持台３の温度の扁射熱により反応管
′１の温度も同時に昇温してしまい、それと同時に反応
性ガスも反応管１の内面に付着して固化する。固化した
反応生成物は厚くなると結晶基板４上へ落下したシ、ま
た、排出口へつ１つたりする。これらの欠点を防止する
ために４　図に示したように反応管１の外側に流水によ
る冷却器９を設け、流入口Ａから排出口Ｂへ冷水を流す
ことによって反応管１の偏度を下げ、反応ガスの付着を
防止していた。しかしこの冷却器９は石英ガラスである
反応管１と一体に形成されるため、形状が複雑で製作し
にくく、歪み除去がやりにくい。また、歪みが除去され
たかどうかわかりにくいら合が多い。そのため長時間の
使用や％装着時の押さえリング８の押さえ力や熱的応力
によシ破損することがるる。特に押さえリング８はガス
がリークしないようにある程度の締め付は力をもってい
る。気相成長中あるいは反応させるガスを流通中に破損
すると、使用しているガスのＡｓＨ３等は非常に毒性が
強＜１ｐｐｈｉ以下で人命にかかわるといわれ上塗であ
る。したがって、反応管１の破損による外気へのガスの
１洩は、絶対；で烙けなければならない。

さらに、反応管１は一定期間使用後洗浄する必要がある
。この洗浄時においても冷却器９を有しているため高腐
食性の洗浄液が冷却器９の中に入シ込み洗浄しにくいと
いの問題点もめった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来の気相成長Ｃ置にちっては、反応管
と冷ＩｉＪ器が一体で形状が複雑なため破損しやすい及
び洗浄しシ′こぐいという問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みてな畑Ｉしたもので、その目的
とするところは、冷却装置を設けても反応管が破損せず
安全に気相成長が行なえると共に洗浄の作条性を向上さ
せた気相成長ｇ　：Ｊ　’ｄ：提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の気相成長装置においては、反応管の周囲に反応
管とは独立に管体を設け、反応管と管体の隙間に冷却用
の流体を供給して反応管を冷却するように構成している
。

（作　用） このように構成された気相成長装置においては、反応管
と冷却器がそれぞれ独立して設けられるため反応管の形
状が簡略化でき歪みが生じることが無くなるため破損す
るおそれがない。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第４図
と同−着しくは相等する部分には同一符号を付して説明
は省略しである。

第１図は本発明の第１の実施例を示す部分断面側面図で
あり、反応管１の中に回転＠構２によって回転するグラ
ファイト支持台３がありその上に結晶基板４が置かれて
いることは従来例と同じである。しかし本発明の場合は
反応管１の外側に反応管１とは独立に冷風で冷却する為
の円筒ｌＯを設けた事が特徴である。この円筒１０のと
如つけ方法としては円筒ｌＯ上下部円筒前押えリング１
１にて固定する構造とした。

まず、反応背押えリング１２の冷又導入口Ａがら流入し
た冷風は反応背押えリング１２を冷却し、それによって
プレート１３も冷却しながら、反応管１にあたシ、矢印
の方向の上方へ移動する。この時反応管１および反応背
押えリング１２、グレートの熱をうばい乍ら移動するた
め、反応管１およびプレートの温度上昇を防ぐ。−ご之
・−・　−６従って反応管１内で反応性ガスの付着を防
ぐことができる。送り出した冷風は最後は大気に放流し
たため構造が簡単になっている。また、再度冷却して導
入口から流す構造にしてもよい。

さらに冷風の導入口は反応背押えリング１２に何ケ所設
けてもよいし、大気へ放流する出口を狭くして冷却効果
を高めてもよい。

第２図は、第１の実施例の変形例であり、反応管ｌの外
壁と円筒１０の内壁Ｖてフィン１４を設けて冷却面積を
大きくし冷却効率を高めブこものである。このフィン１
４ば、反応管１の外壁と円筒１０の内壁（でズ互に設け
ることによって冷風の流れが規則的に制御でき効果が高
い。また、反応管１の外壁と円筒ｌＯの内壁のどちらか
一方に設けてもよい。

次に、８ｇ３図は本発明の第２の実施例を示して２す、
この実施例冷却流体として水を用いておシ反応管１の外
周に反応管１とは独立に円筒１５を設け、更に円筒１５
の外側にも独立に円筒１６を設けた。これら円筒の取シ
付は方法としては１円筒１５は反応管押さえリング１２
の内側を円筒１５と同じ直径か又は若干大きく削シ込み
０リングで水のリークを防ぐ構造とした。また、最外周
の円筒１６は下部で円筒背押えリング１８で押える構造
としである。これら円筒の固定方法は他の方法でもよい
。

また、水の流入穴Ａは反応管押えリング１２に設けられ
ておυ、この反応管押えリング１２は水の流路及び冷却
水用円筒の固定治具として一体となっているものである
。

このように反応管１と独立に円筒１５．１６を装着する
ことによって反応管１の形状を単純にすることが出来、
応力を経減でき、円筒１５．１６は必ずしも石英ガラス
でゐる必要もなく加工しやすい。

冷却動作としては、反応管押えリング１２の流入穴Ａか
も水を供給し、反応管ｌと円筒１５の隙間を水が上方（
矢印方向）に流れ、円筒１５の上限に達したらオーバー
フローして外側の円筒１６と内側の円筒１５の間に流れ
込み排水口Ｂより排水される。

このように４成することにょシ、先ず反応管押えリング
１２が冷却され、それによってプレート１３も同時に冷
却され、更に反応管１も冷却される。

したがって、結晶基板４以外の、・Ａ所に反応生成物が
出来なくなシ、ガス排出ロア付近にも生成物が付着しな
くなる。

水の経路としてはＡからＢへ流す必要はなくＢからＡへ
逆に流してもよい。また、Ｆ［１１５，１６を二重に設
ける必要もなく、第１の実施例のように一つの円筒で、
あふれた水は装置下部で回収するようにしてもよい。

なお、以上の実施例では、すべて円筒を設けた実施例で
あったが、管体の形状は円筒に限られることなく製作上
都合のよい形状とすることができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、反応管と独立に管
体を設けたために反応管が破損しなくなると共に洗浄も
しやすい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の気相成長装置の第１の実施例を示す
部分断面側面図、第２図は、第１の実施例の変形例を示
す部分断面側面図、第３図は、本発明の第２の実施例を
示す部分所面劇面図、第４図は、従来の気相成長製置を
示す部分、ｔＦｒ面側面図である。 １・・・反応管、３・・・グラファイト支持台、４・・
・結晶基板（試料）、５・・・高周波コイル（加熱装置
）、６・・・導入口、７・・・ガス排出管、１０・１０
円筒（管体）、１５・・・ｌ：１簡（昏住）、１６・・
・円筒（管体） 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応管と、この反応管内に設けられ試料を保持す
   る支持台と、前記試料を所長温度に加熱するための加熱
   装置と、前記反応管に設けられ、前記試料面上で反応し
   て薄膜を成長させるためのガスを供給するガス導入口と
   、前記反応管に設けられ、反応後の前記ガスを排出する
   ガス排出口と、前記反応管とは独立に前記反応管の周囲
   を覆って配置される少なくとも一つの管体と、この管体
   と前記反応管の隙間に前記反応管冷却用の流体を供給す
   る供給手段とを具備することを特徴とする気相成長装置
   。
2. （２）前記反応管の外壁と前記管体の内壁の少なくとも
   一方にフィンを形成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の気相成長装置。