JPS636832A - 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、半導体の気相成長装置に関する。

（従来の技術） 相成長装置は上部に反応ガスの供給口１０１を、下部に
反応ガスの排出口１０３を有する反応炉体１０５を備え
ている。この反応炉体１０５は供給口ｌｏｔから所定の
拡大率、換言すれば一定の拡大角αで漸次拡大したデイ
フユーザ１０６　ｔ−備えている。この反応炉体１０５
内！デイフユーザ１０６の拡大端（下端）と同′じ高さ
に結晶基板１０７　′ｔ−保持するサセプタ１０９が設
置されている。サセプタ１０９は反応炉体１０５の底壁
１０５ａに回転自在に支承された回転軸１１１に取付け
られ、図示しないモータ等によって回転さ＾る０反応炉
体１０５の周囲には結晶基板１０７　ｔ−加熱する加熱
手段として高周波誘導加熱装置１１３が設けられている
。

そして、結晶させるべき原料ガスを含む反応ガス（原料
ガス及びキャリアガス）を反応ガス供給口１０１から反
応炉体１０５内に導入する。導入された反応ガスはデイ
フユーザ１０６によって案内され、サセプタ１０９上に
保持され高周波誘導加熱装置１１３によって所定温度（
７００℃〜８００℃）に加熱された結晶基板１０７に向
けて流れ、結晶基板１０７表面での反応、分解作用によ
って結晶成長が行われる０反応、分解を終了した反りガ
スは、サセプタ１０９の周縁部１０９．ｌと反応炉体１
０５の内壁１０５ｂとの間の空間部１１５を流れて反応
ガス排出口１０３から図外の排ガス処理装置へ導かれる
。

ところで、この種の気相成長装置においては、量産化を
前提にして結晶基板１０７表面での結晶膜厚の均一性が
要求されている。

ところで、第６図の従来の気相成長装置では反応ガスの
流量と膜厚の関係は一般に第７図に示すごとく、反応ガ
スの流量の変化によυ膜厚の分布は大きく変化する。

これは結晶の膜厚分布はサセプタ１０９上方の速度分布
Ｊ、ｄ大きく依存しているためである。ところでこのサ
セプタ１０９上方の速度分布、特に速度分布のスケール
は第８図に示すごとく反応炉体の径に規定されている。

このため流量の変化に対し、膜厚分布は第７図のごとく
速度分布のスケールで変化し、均一性が大きくくずれる
といった問題が生じていた。

（発明が解決しようとする問題点） 前述のごと〈従来の気相成長装置にあっては反応ガスの
流量の変化に対し、結晶の膜厚分布が大きく変わシ、最
適流量以外では、均一な膜厚分布が得られなかった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その
目的は反応ガスの流量を常に一定にして均一な膜厚を有
する結晶が容易に得られる気相成長装置を提供すること
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、反応炉体内る。

（作用） このように構成されたものにおいては、流路制御板によ
シ反応ガスの流路が分割され、反るガスの速度分布が均
一化されるために、結晶基板上に形成される膜厚も均一
化される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る気相成長装置の断面図を示し、反
応炉体ｌ内に回転軸３に支持されたサセプタ５が配置さ
れており、このサセプタ５上に結晶基板７が保持されて
いる。サセプタ５を支持する回転軸３は、反応炉体１の
底壁（図示省略）に回転自在に支持され、図示しないモ
ータ等によって回転駆動される。

反応炉体ｌの上部中央部には、原料ガスを含む反応ガス
をＦｉ応炉体ｌ内に供給する供給口９が設けられている
。

また反応炉体１内には、サセプタ５上方に複数個の流路
ｆ！ｔｌＪ　釘板２０が設けられている。この流路制却
仮２０は複数個の仕切板２２で各々が結合され、さらに
支詩板２１で反応炉体ｌに結合されている。

反応ガスは供給口９から供給され、下方へ流れていくが
、この際流路制御板２０を＾ることにより、流れは整流
され、−様流となシ結晶基板７に達する。

また反応炉体１の周囲には、サセプタ５上に保持された
結晶基板７を所定の温度（７００Ｃ〜８００℃）に加熱
するための加熱手段たる高周波誘導加熱装置１７が設け
られている。

反応炉体ｌの反応ガスの供給口９から原料ガス。

を含んだ反応ガスが、サセプタ５上に保持される結晶基
板７の表面に向けて供給される。この反応ガスは、例え
ば■族元素の有機金属トリメチルガリウム（（ＣＨＩ）
ｓ　Ｇａ　’）とＶ族元素の水素化物アルシンガス（Ａ
　Ｓ　−Ｈａ　）及び水素ガス（Ｈｌ）の混合ガスによ
シ組成されている。そして供給された反応ガスはデイフ
ユーザ１３で案内されかつ流路側（財）板２０で整流さ
れて結晶基板７の上に至シ、高周波誘導加熱装置１７に
よって所定温度（７００℃〜８００℃）に加熱されると
共に回転軸３で回転されている結晶基板７の表面で反ろ
、分解し、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）の結晶となって結
晶基板７表面で成長する。結晶基板７表面での反応、分
解を終了した反応ガスは、サセプタ５の周縁８５　Ｂと
反応炉体ｌの内壁１ａとの間の空間部１５ｉ流下し、反
応炉体ｌの例・、えば下部に設けられる排出口（図示省
略）から図外の排ガス処理装置へ導かれる。

の速度分布は第３図に示すようになる。つまり、反応ガ
スは粘性流体であるため流路制仰仮２０の内壁及び仕切
板２２の近傍では反応ガスの速度は充分減速される。し
たがって、第８図に示す従来の速度分布のようにサセプ
タ５の中央で速度が速く、サセプタ５の外周側で遅いと
いう不均一性は緩和される。流路制陣仮２０及び仕切板
２２の近傍で減速された反応ガスの速度分布は、結晶基
板に到達する直前には、はぼ第４図に示すように均一化
されている。したがって膜厚分布も第５図のように均一
性を保持することができる。

第２図は、本発明の他の実施例であり、流路制御板２０
を供給口９まで延長したものである。ここでは、反応ガ
スの供給は流路制御板２０及び仕切板２２で仕切られる
。各々の流路に別々に供給してもよいし、同時に供給し
てもよい。

各流路に別々に反応ガスを供給する場合には、特に結晶
基板上の膜厚分布に応じて、各流路における反応ガスに
含まれる原料ガスの濃度を調整して供給すれば、よシ膜
厚を均一化できる。

なお、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
することができる０例えば上記実施例では、反応炉体は
、反応ガスの供給口から下側へ所定の拡大率で拡大した
デイフユーザ形状を有していたが、これに限定されるも
のではない、さらに、流路制御板２０の形状も図示した
断面會形状及び多重管に限定されない。仕切板２２は、
等間隔に配置するのが望ましいが、これにも限定されな
いものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、結晶基板上に導か
れるガスの流速がほぼ均一となるために形成される薄膜
の厚さも均一化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の気相成長装置の一実施例？示す断面
図、第２図は、本発明の他の実施例を示す断面図、第３
図と第４図は、本発明に係る反応ガスの速度分布を示す
説明図、第５図は、本発明に係る膜厚分布図、第６図は
、従来の気相成長装置の断面図、第７図は、従来の気相
成長装置における膜厚分布図、第８図は、従来の気相成
長装置における反応ガスの速度分布を示す説明図である
。 １・・・反応炉体（灰石容器）、５・・・サセプタ、７
・・・結晶基板、９・・・供給口、１７・・・高周波誘
導加熱装置、２０・・・流路制御板、２２・・・仕切板
。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　竹　花　喜久男 Ａ−Ａ；＠−語 Ｍｌ　　図 Ａ−Ａｒ８面 第２図 第３図 第４図 第６図 第　　７　図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応させるべきガスを反応容器内で反応させて試料面に
   薄膜を成長させる気相成長装置において、前記ガスを供
   給する供給口と前記試料を保持するサセプタの間に、前
   記試料面上で前記ガスの流速分布がほぼ均一となるよう
   に、前記ガスが供給される流路を分割する流路制御板を
   設けたことを特徴とする気相成長装置。