KR100741182B1 - 반도체층의 증착 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CVD 방법에 의하여 넓은 전자밴드갭 및 높은 결합에너지를 갖는 SiC, SiCxGe1-x (x = 0 - 1), 또는 이에 관련된 물질(예를 들어 AlN 또는 GaN)을 포함하는 반도체층을 증착하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법과 장치는 하나 이상의 기재가 약 1100 ~ 1800 ℃ 의 온도로 가열되고, 하나 이상의 기재가 사방에서 능동적으로 가열되는 가열형 유동채널 내에서 회전되며, 물질이 호모 - 또는 헤테로 - 에피택시에 의하여 증착된다.
증착방법, 가열형 유동채널, 호모에피택시, 헤테로에피택시

Description

반도체층의 증착 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR THE DEPOSITION OF SEMICONDLICTOR LAYERS}
본 발명은 증기상으로부터 그리고 특히 CVD 방법에 의하여, 예를 들어 AlN 또는 GaN 과 같은, 넓은 전자밴드갭 및 높은 결합에너지를 갖는 SiC 또는 SiCxGe1-x (x=0-1) 반도체층 또는 관련 물질들을 증착하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.
선행기술
미국특허 제 5,788,777 호는 회전형 수용기(susceptor)를 가진 에피택시 반응기를 개시하고 있는데, 이 반응기 상에는 기재판이 유성처럼 배치되어 있다. 이 기재판은 공정챔버내에 위치하고 있고 이 챔버내에 가열수단도 있어서 기재홀더가 아래로부터 가열될 수 있다. 기재판의 상부에는 가스유입구용 통로를 그 중심에 형성하는 커버판이 있으며 이를 통해 복합 반도체층의 증착을 위한 실란 또는 다른 출발물질이 공정챔버내로 도입될 수 있다.
이들의 물리적인 특성으로 인하여, 넓은 밴드갭을 갖는 반도체는 Si 또는 GaAs 에 기초하는 전자반도체 구성요소에 대한 사용범위를 넘는 제품에 특히 적합하다. 화학증기상 에피택시(CVD)는 고온, 고주파수 및 고전력제품의 전자부품용으로 SiC 또는 SiCxGe1-x (x=0-1) 와 같은 전기적인 능동층을 제조하는데 가장 적합한 방법이다.
예를 들어 통상적인 전력 제품의 쇼트키 다이오드 또는 pn 다이오드와 같은 수직한, 공간전하영역조절형 소자의 경우에 있어서, U > 10 kV 범위의 차단 전압을 포함하여야 한다. 따라서, 에피택셜 층은 100 ㎛ 까지의 두께를 갖도록 증착되는 것이 필요하다.
또한 고전력용인 경우 I > 10 A 의 높은 전류를 전환할 수 있어야 한다. 다만 면적이 넓은 소자만이 전송영역에서 이들 높은 전류를 이송할 수 있다. 따라서, 최소직경이 4"(인치)인 기재의 수요에 대한 꾸준한 증가는 에피택시의 경우 기재의 넓은 면적의 균등한 가열가능성을 요구한다.
통상 현재 사용되고 있는 2"(인치) 기재상에 SiC 층의 증착을 위하여 회전기재가 없는 고온벽 반응기를 이용하고 있다.
이들 반응기는 가스의 경로길이를 따라 나아갈수록 성장율이 현저히 떨어지는 결점을 갖는다. 이러한 영향을 줄이기 위하여 종래기술에 따르면 웨이퍼의 균등한 성장이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 반응기 높이가 경로길이를 따라 나아갈수록 달라진다.
다른 결점은 상기한 벽의 영향으로 인하여 유동방향에 수직으로 이루어지는 성장이 불균등하다는 점이다. 성장이 벽에서 일어나 결과적으로 부가적인 공정가스가 소모된다. 더욱이, 벽은 반응기내의 유동특성에 좋지 않은 영향을 준다. 이와 같은 경우에 있어서, 종래기술에 따르면 공정압력 또는 유동상태를 변화시키거나 또는 웨이퍼와 벽사이의 거리를 증가시킴으로서 개선될 수는 있었다.
또 다른 결점은 경로길이를 따라 나아가면서 이루어지는 도핑과 경로길이에 대하여 수직으로 이루어지는 도핑이 불균일하다는 점이다. 이와 같은 경우에 있어서, 근본적으로 온도의 불균등성이 결정적으로 중요한 바, 회전없는 고온벽 반응기의 경우에 있어서, 이러한 불균등성은 장비를 추가하여야만 개선될 수 있다.
특허문헌 EP-A-0 164 928 에는 기재가 상하로 적층되는 수직고온벽 반응기가 기술되어 있다. 이는 기계적인 구동장치를 필요로 한다.
기재를 회전시키기 위한 기계적인 구동장치는 고온기재홀더에 대한 물리적인 통로를 필요로 한다. 이는 이러한 통로에 의하여 기재홀더의 온도가 불균등하게 되도록 하고, 예를 들어 기어와 같은 기계적인 요소는 요구된 1400℃ 이상의 온도에서는 마모되게 되어 첫째로는 입자가 발생되고 둘째로는 물질이 분리되어 증착되는 층내에 바람직하지 않은 배면 도핑(background doping)이 이루어지도록 한다.
또 다른 결점은 흑연면의 기밀한 밀폐를 위하여 기재홀더 또는 기재캐리어의 흑연에 도포되는 코팅에 있다. 종래기술에 따르면, 이러한 코팅으로서 SiC 가 사용되었다. SiC 의 이용은 공정에 요구되는 1400℃ 이상의 온도에서 SiC 코팅이 에칭되어 흑연부분의 사용수명이 단축된다. 더욱이, 기재의 배면이 밀집공간 에피택시의 결과로서 코팅된 흑연면으로부터의 SiC 로 바람직하지 않게 코팅될 수 있다. 물질의 전달은 SiC 코팅에 구멍을 내는 결과를 가져온다. 더욱이, 흑연의 SiC 코팅에 형성된 구멍을 통하여 불순물이 방출되고 이러한 불순물이 반도체층에 전기적으로 활성을 가지고 이종원자로서 결합됨으로서 반도체층의 전기적인 특성에 영향을 준다. 높은 공정온도에서, 흑연의 SiC 코팅에 형성된 구멍을 통하여 이러한 탄화 수소가 방출되고 이러한 탄화 수소는 SiC 에피택시를 위한 증기상에 탄소의 비율이 증가하도록 하므로 공정의 제어성을 떨어뜨린다.
아울러, 종래기술에 관련하여, 다음의 문헌들을 참조바란다. 이들 문헌의 내용은 상세히 설명하지는 않는다 : DE 195 22 574 A1, WO 98/42897, WO 99/31306.
발명의 요약 :
본 발명은 호모에피택셜 또는 헤테로에피택셜 SiC 또는 SiCxGe1-x (x=0-1) 층이 높은 성장율을 가지고 매우 균등하게 증착될 수 있는 방법과 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적은 증기상으로부터, 예를 들어 AlN 또는 GaN 과 같은, 넓은 전자밴드갭 및 높은 결합에너지를 갖는 SiC 또는 SiCxGe1-x (x=0-1) 반도체층 및 이에 관련된 물질을 증착하기 위한 것으로, 증착이 동일한 물질(호모에피택시) 또는 예를 들어 실리콘, 절연체 사파이어상의 실리콘과 같은 다른 적당한 물질(헤테로에피택시)로 구성되는 회전기재를 이용하여 사방에서 가열되는 유동채널반응기에서 이루어지는 방법과 장치에 의하여 달성된다.
본 발명은 이러한 방법과 장치에 기초한다.
본 발명은 하나 이상의 기재홀더 또는 기재판이 기재상부에 연속하고 사방에서 가열되는 유동채널로서 구성되며 흑연과 같이 고온에서 견딜 수 있는 전도성 물질로 구성되는 기재홀더 또는 기재캐리어에서 회전되는 것이 특징이다.
회전기재를 갖는 가열형 유동채널의 다른 실시형태는 방사상유동(radial flow)반응기로서 제공될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 다수의 웨이퍼가 동일한 공정조건하에서 동시에 코팅되는 것이 가능하다. 방사상유동반응기로서 구성되는 형태에 있어서, 공정가스는 중심으로부터 온도가 제어되는 능동냉각형 가스유입구를 통하여 외측으로 유동하고 회전기재의 상부를 지나 기재홀더 또는 기재캐리어의 외주연에서 배출가스수집기측으로 유동한다. 방사상유동반응기는 어떠한 벽도 가지지 않으므로 상기 언급된 고온채널반응기의 부정적인 측벽효과를 피할 수 있다.
기재판의 회전은 가스포일회전(gas foil rotation)에 의하여 수행될 수 있으며, 그 결과 기계적인 마모가 없고 복잡한 기계적인 베어링수단과 구동장치 등이 필요치 않다.
기재의 회전으로 경로길이를 따른 성장율하락이 보상되며, 경로길이에 수직인 기재홀더 또는 기재캐리어에 존재하는 어떠한 온도 변화라도 균등해진다.
회전, 특히 가스포일회전에 의한 기재의 회전은 층두께 및 도핑과 균등온도분포의 면에서 균등성장의 결과를 가져온다. 더욱이, 먼저 가스포일회전의 이용을 고려할 때 입자발생이 매우 적을 수 있다. 또한 온도의 균등성과 구성요소의 사용수명에서 부정적 효과 없는 고온에서의 기계적인 회전이 현재까지는 해결할 수 없었던 문제점을 제기한다는 사실이 가스포일회전의 면에서 한 요인이 된다.
공정가스, 특히 기재홀더 및 회전기재를 향하는 경계벽이 고주파가열, 램프가열, 저항열 및 이러한 가열수단의 조합에 의하여 1800℃ 까지의 온도로 가열될 수 있다. 동일한 온도 또는 상이한 온도로 경계를 가열시키는 온도제어장치를 이용할 수 있다. 따라서, 공정조건이 특별히 변경되거나 고정될 수 있다.
가열을 위하여, 특히 고주파가열에 의한 가열을 위하여, 손실이 적고 제어상의 문제가 거의 없이 열전달이 최적으로 이루어질 수 있도록 수용기 또는 기재홀더의 둘레와 상하에 하나 이상의 코일을 배치할 수 있다.
가열형 유동채널의 두 대향된 경계벽의 독립된 온도제어는 각각 전용의 제어수단을 갖는 두개의 독립된 가열회로를 이용함으로서 가능하다.
특히, 각각 전용의 제어수단을 갖는 두개의 독립된 가열회로를 이용하여 가열형 유동채널의 대향된 경계벽으로부터 분리된 기재측 경계벽의 온도를 제어함으로서 기재에 대하여 수직으로 온도변화를 고정할 수 있다. 이와 같이 함으로서, 가스흐름내에 Si 클루스터 및 씨이드의 형성이 감소될 수 있다.
두 독립제어형 가열회로가 기재측 경계벽의 온도와 대향측 경계벽의 온도를 위하여 사용될 때, 이들 온도는 독립적으로 설정되는 것이 가능하다. 따라서, 기재와 유동채널의 대향측 경계벽사이의 온도변화의 정도를 일정하게 설정할 수 있다.
공정가스, 특히 기재캐리어 또는 기재홀더를 향하는 가열형 유동채널의 경계벽은 특히 제조되는 물질의 균질성을 향상시키거나 개선하는 방향으로 전도성이 큰 물질로 구성될 수 있다.
더욱이, 공정가스와 대향하는(face) 가열형 유동채널의 경계벽과, 특히 기재판 또는 기재홀더는 TaC, NbC 를 포함하는 물질의 코팅에 의하여 보호되는 것이 유리하다. 이 물질은 수소기에 의하여 에칭되지 않으며 1800 ℃ 까지의 온도에서도 승화되지 않고 기재판 또는 기재홀더의 흑연에 도포되어 코팅의 표면이 고온에서도 장시간 유지될 수 있다. 따라서 흑연면이 유리되지 않아 흑연으로부터 불순물이 방출되는 것이 최소화될 수 있다. 또한 바람직하지 않은 배면도핑이 < 5 x 1014 cm-3 으로 제한될 수 있다. 적당한 기밀성 밀폐가 부가적인 탄화수소의 형성을 방지한다. 기재의 근방에서 규소와 탄소로 구성되는 증기상 조성의 제어성이 증가된다.
기재의 배면에서의 밀집공간 에피택시는 수소기의 에칭에 대하여 내성을 보이는 내열성 코팅의 이용으로 방지될 수 있다. 흑연으로 제조되는 기재판의 이러한 코팅은 예를 들어 TaC 로 구성될 수 있다.
유동채널로서 구성되는 기재홀더 또는 기재캐리어로 유입되는 가스는 능동냉각형 가스유입구에 의하여 이들 가스가 유입되기 직전까지 공정가스분해온도 이하로 유지된다. 따라서, 공정가스는 기재에 도달하기 전까지는 가능한 한 분해되는 것이 방지된다. 따라서 증기상의 증착은 최초 기재상에서만 이루어질 수 있다.
능동냉각형 가스유입구와 고온의 기재홀더 또는 기재캐리어는 열적으로 분리되고 좁다란 강단열체 세그먼트에 의하여 연결되는 것이 좋다. 이는 간단하여 유리한 단열수단이라 할 수 있다.
따라서, 증착되어야 할 공정가스는 기재에 도달하기 직전에는 분해되지않으므로 앞서의 두 수단은 공정가스의 증착효율을 높여준다. 아울러, 급격한 온도변화가 기재의 근방에서 증기상의 분해를 제어할 수 있도록 이용되는 온도 범위에서 가스의 소모를 억제한다.
고온의 가열형 유동채널 내에서 기재홀더 또는 기재캐리어에 수직한 수직선상의 부분들 사이의 온도변화의 정도가 적어짐에 따라 소오스 가스의 분해는 효과적으로 이루어지게 된다. 능동냉각형 가스유입구와 기재홀더 또는 기재캐리어사이의 온도변화가 급격하고 기재홀더 또는 기재캐리어에 대하여 수직한 수직선상의 부분들 사이의 온도변화의 정도가 적어짐에 따라 가스흐름내에서의 Si 클루스터 또는 씨이드의 형성이 감소하게 된다. 이로써 성장율은 최대가 될 수 있다.
따라서, 통합형의 기재홀더 또는 기재캐리어를 갖는 이러한 형태의 유동채널에서 > 10 ㎛/h 의 성장율을 얻을 수 있다.
여러 불활성 물질로 제조되는 유출구 세그먼트를 갖는 기재홀더 또는 기재캐리어 하류측의 유동채널 구성은 유출되는 가스의 반응을 방지하고, 이와 같이 함으로서 제조될 물질의 균질성이 역시 개선될 수 있도록 한다. 따라서 공정조건이 재현될 수 있다. 유출되는 가스의 반응에 의한 통제불능한 영향을 피할 수 있다.

기재홀더상에서 또는 기재홀더내에서 기재홀더로부터 다양한 전도율을 갖는 불활성 물질(예를 들어 Ta, Mo)로 제조된 박막체의 도입은 코일의 위치에 관계없이 기재홀더의 온도분포에 영향을 준다.
방사상유동 반응기의 형태에서, 회전기재를 갖는 가열형 유동채널의 다른 실시형태에서, 기재에 대향하여 놓이는 가열형 채널의 경계벽은 이로부터 일정한 거리에 있는 가열형 유동채널의 기재측 경계에 회전가능하게 연결되는 것이 좋다. 이로써 제조되는 반도체층의 균질성이 최적하게 되도록 유동채널내에서 적어도 하나의 기재의 회전운동이 개선된다.
더욱이, 요구된 온도변화를 제공하기 위하여 기재에 대향하여 놓인 가열형 유동채널의 경계벽이 가스매체에 의하여 능동적으로 냉각되는 것이 유리하다. 이와 같이 함으로서 온도변화와 온도/시간 프로파일에 대하여 유리한 효과를 얻을 수 있다.
회전기재가 가열형 유동채널의 요구된 경계벽에 배치된 기재홀더에 의하여 위치가 결정될 수 있으므로 중력효과가 공정의 최적화를 위하여 신중하게 이용될 수 있다.

만약 기재홀더의 가스유출구가 가스분배링으로서 구성되는 경우, 가스는 가스유동채널로부터 주연방향으로 균일하게 방출될 수 있다. 다양한 불활성 물질로 가스분배링을 구성함으로서 온도변화 및 온도/시간 프로파일이 유리하게 영향받도록 한다. 이 경우에 있어서도, 영향받게되는 공정파라메타의 수는 유리하게 증가될 것이다. 이로써 유출되는 가스의 반응이 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 이와 같이 공정가스 및 캐리어가스를 이용하고 층이 매우 균등하고 고성장율로 증착되는 적당한 압력과 조합하여 온도관리를 최적화함으로서 수행될 수 있다. 특히, 본 발명은 CVD, MOCVD 또는 MOVPE 방법과 같은 공지의 증착방법을 개선한다.
고온의 기재에 도달하기 직전에 공정온도의 이하로 냉각되는 공정가스 및 캐리어가스가 소오스 가스의 조기분해를 방지하고 가스흐름이 국지적으로 분해생성물에 의하여 과포화되는 것을 방지한다.
제조되는 반도체층의 품질에 영향을 주는 선택된 공정가스 및 캐리어가스가 본 발명에 따른 방법에 사용된다.
특히 5 x 1014 cm-3 ~ 1 x 1019 cm-3 의 도핑이 이루어진다.
기재의 직전에서 소오스 가스의 완전한 분해는 기재홀더의 균일한 온도 프로파일을 고려할 때 반도체층에서 SiC 또는 SiCxGe1-x (x = 0 - 1)의 성장율이 10 ㎛/h 이상이 되도록 한다.
본 발명에 따른 방법을 이용하여 제조되는 기재에 수직한 수직선상의 부분들 사이의 온도변화의 정도가 적어짐에 따라 가스흐름내에 Si 클루스터 또는 씨이드의 형성이 감소하게 된다.
호모에피택셜 또는 헤테로에피택셜 증착이 유리하게 이루어질 수 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 증기상으로부터 층의 증착을 위한 본 발명에 따른 장치의 단면도.
도 2 는 도 1 장치내의 점선으로 지적된 a, b, c 및 d 위치에 따 른 온도의 프로파일을 보인 그래프.
도 3 은 증기상으로부터 층의 증착을 위하여 이중회전형 방사상유동 반응기로서 구성되는 본 발명에 따른 장치의 단면도.
도 4 는 도 3 장치내의 점선으로 지적된 a, b, c 및 d 위치에 따른 온도의 프로파일을 보인 그래프.
도 1 에서 보인 예시의 실시형태에서, 참조부호들은 본 발명에 따른 시스템 또는 장치의 다음 구성요소를 나타낸다.
부호 1 은 능동냉각형 가스유입구를 나타낸다. 부호 2 는 능동냉각형 가스유입구(1)와 가열형 유동채널사이에 구성된 고단열 물질(예를 들어, 흑연 폼)의 짧은 단열세그먼트를 나타낸다.
부호 3a 는 가스포일회전에 의하여 회전하는 기재판(4)을 갖는 기재홀더 또는 기재캐리어를 나타내며, 이들 구성요소는 불활성의 연속 코팅(예를 들어, TaC 나 NbC)을 가지고 고온에서 견딜 수 있는 전도성 물질(예를 들어, 흑연)로 구성되고 1800 ℃ 까지의 온도에서도 수소기에 대하여 내성을 보인다. 기재홀더(3a)에 대향하여, 측벽(도시하지 않았음)을 이용하여 가스유동방향에 대해 수직으로는 폐쇄되어 있고 기재홀더(3a)가 일체로 구성되어 있는 유동채널을 형성하기 위한 유동채널의 상부경계(3b)가 배치된다. 또한 기재홀더(3a)는 다른 경계벽에 배치될 수도 있다. 부호 5 는 전체 유동채널을 능동적으로 가열하기 위하여 폐쇄된 기재홀더(3a)의 주위와 상하에 배치된 하나 이상의 코일을 나타낸다. 부호 6 은 수용기와 가스유출구사이의 온도를 낮추기 위하여 TaC-코팅 흑연, SiC-코팅 흑연, 석영을 포함하는 여러 물질로 구성되는 하나 이상의 유출구세그먼트를 나타낸다. 부호 8 은 코일위치에 관계없이 온도분포에 영향을 주기 위하여 기재홀더(3a)에 비하여 두께가 얇고 기재홀더(3a)와는 전기적인 전도율이 다르며 불활성인 물질(예를 들어, Mo, Te)로 구성되는 판을 나타낸다.
도 2 는 이 시스템에서 공정가스의 위치에 따라서 달라지는 시스템내의 온도프로파일을 보이고 있다. 이로부터 공정가스는 이들이 가열된 유동채널로 유입되기 전까지는 어느 위치에서나 냉각되어 있고 가열된 유동채널에서는 이들이 공정가스의 열분해에 요구된 온도로 급격히 상승된다. 유출구 이후에, 공정가스의 연속적이고 제어된 냉각이 유출구세그먼트에 의하여 이루어진다.
도 3 은 이중회전형의 방사상유동 반응기 형태인 본 발명에 따른 시스템의 다른 예시적인 실시형태를 보이고 있다. 반응기는 도 3 의 좌측에 표시된 점선에 대하여 대칭으로 구성되며, 도 3 에서는 그 반부분만을 보이고 있다. 이 도면에서도 역시 부호 1 은 능동냉각형 가스유입구를 나타낸다. 부호 2 는 능동냉각형 가스유입구(1)와 가열형 유동채널사이에 구성된 고단열 물질(예를 들어, 흑연 폼)의 짧은 단열세그먼트를 나타낸다. 부호 3a 는 가스포일회전에 의하여 회전하는 기재판(4)을 갖는 기재홀더 또는 기재캐리어를 나타내며, 이들 구성요소는 전도성이고 고온에서 견디는 물질(예를 들어, 흑연)로 구성되고 1800 ℃ 까지의 온도에서도 수소기에 대하여 내성을 보이는 불활성 코팅(예를 들어, TaC)을 갖는다. 기재홀더(3a)에 대향하여 경계(3b)가 배치되어 있어서 측벽(도시하지 않았음)과 함께 가스유동방향에 대해 수직으로는 폐쇄되어 있고 기재홀더(3a)가 일체로 구성되어 있는 유동채널을 형성한다. 또한 기재홀더(3a)는 다른 경계벽에 배치될 수도 있다. 부호 5 는 전체 기재홀더(3a)를 능동적으로 가열하기 위하여 폐쇄된 기재홀더(3a)의 주위와 상하에 배치된 하나 이상의 코일을 나타낸다. 부호 6 은 수용기와 가스유출구사이의 온도를 낮추기 위하여 다양한 물질로 구성되는 하나 이상의 유출구세그먼트를 나타낸다. 부호 8 은 코일위치에 관계없이 온도분포에 영향을 주기 위하여 기재홀더(3a)에 비하여 두께가 얇고 기재홀더(3a)와는 전기적인 전도율이 다르며 불활성인 물질(예를 들어, Mo, Te)로 구성되는 판을 나타낸다.
도 1 의 시스템과는 다르게, 이중회전형인 방사상유동 반응기의 구성에서 부호 7 은 기재홀더의 주연에 균일한 유동분포가 이루어질 수 있도록 하는 유출구 링을 나타낸다.
도 4 는 이중회전형인 방사상유동 반응기의 구성에서 시스템의 온도프로파일을 보이고 있는 바, 근본적으로 이 온도프로파일은 도 2 에 따른 온도프로파일과 같다.

Claims (39)

  1. CVD 방법에 의하여 SiC, SiCxGe1-x (x = 0 - 1), AlN, GaN, 또는 관련 물질들을 포함하는 반도체층을 증착하기 위한 방법에 있어서,
    하나 이상의 기재가 1,100 ℃ ~ 1,800 ℃ 의 온도로 가열되고,
    하나 이상의 기재가 능동적으로 가열되는 가열형 유동채널 내에서 회전하며,
    코팅층이 호모에피택시 또는 헤테로에피택시 증착으로 형성되고,
    하나 이상의 공정가스 또는 캐리어가스가 가열된 기재 직전까지 도입되되,
    가열형 유동채널이 사방에서(on all sides) 가열되고,
    공정가스 또는 캐리어가스는, 도입되기 전에, 공정온도보다 낮은 온도로 능동적으로 냉각됨으로써 공정가스의 조기분해 또는 분해생성물에 의한 가스흐름의 부분적인 과포화현상이 방지되도록 함을 특징으로 하는 반도체층의 증착방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 기재가 기재홀더내 또는 기재홀더상에 배치된 하나 이상의 기재판상에 배치되고, 기재판이 "가스포일회전" 에 의하여 기재홀더에 대해 구동됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 공정가스로서 실란(SiH4), 다른 Si-함유의 무기 및 유기출발물질, 게르만(GeH4)과 프로판(C3H8), 또는 다른 탄화수소가스를 사용함을 특징으로 하는 반도체층의 증착방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체층에서 SiC 또는 SiCxGe1-x (x = 0 - 1) 에 대하여 10 ㎛/h 이상의 성장율이 확보되도록 기재홀더의 균일한 온도 프로파일로 인해 기재의 전방 또는 상부에서 소오스 가스의 완전한 분해가 이루어짐을 특징으로 하는 반도체층의 증착방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가열형 유동채널 내에서 기재에 수직한 수직선상의 부분들 사이의 온도 변화의 정도가 적어짐에 따라 가스흐름내에 Si 클루스터 및 씨이드(cluster and seed)의 형성이 감소하게 됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착방법.
  6. 삭제
  7. 증기상 증착 방법, 및 CVD 방법에 의하여 넓은 전자밴드갭 및 높은 결합에너지를 갖는 SiC, SiCxGe1-x (x = 0 - 1), AlN, GaN, 또는 관련 물질들을 포함하는 반도체층을 증착하기 위한 장치에 있어서,
    하나 이상의 능동냉각형 가스유입구를 갖는 가열형 유동채널, 하나 이상의 기재가 서로 인접하게 수평으로 배치되는 회전형 기재홀더, 기재홀더 바로 앞에 배치된 상기 능동냉각형 가스유입구, 가스유출구, 및 기재홀더를 가열하고 그에 따라 코팅될 기재홀더 표면이 1,100 ~ 1,800 ℃ 의 온도로 제어가능하게 가열되도록 하는 가열장치를 포함하고,
    코팅될 기재홀더표면의 맞은편에 있는 가열형 유동채널의 경계벽 영역도 고온으로 능동적으로 가열될 수 있으며,
    능동냉각형 가스유입구가 공정온도보다 낮은 온도로 냉각될 수 있음을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 가열형 유동채널이 회전대칭형으로 구성되고 중앙의 능동냉각형 가스유입구와 회전대칭형의 가스유출구를 가짐을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 반응기 공간과 대향하는 가열형 유동채널의 경계벽과 기재판 또는 기재홀더가 TaC, NbC 를 포함하는 연속코팅을 가지되, 이 연속코팅은 1,800 ℃ 까지의 고온에 견디고 수소기에 의하여 에칭되지 않는 불활성을 가짐을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 기재판 상에서 하나 이상의 기재를 "가스포일회전" 으로 회전시키기 위한 회전장치가 기재홀더내에 또는 기재홀더상에 배치됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 기재판 상에서 하나 이상의 기재를 기계적인 구동축으로 회전시키기 위한 회전장치가 기재홀더내에 또는 기재홀더상에 배치됨을 특징으로 하는반도체층의 증착장치.
  12. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 가열형 유동채널의 상측벽, 하측벽 및 측벽으로 폐쇄되는 공정가스를 향하는 모든 경계벽에 균일하거나 상이한 온도를 제공하기 위한 하나 이상의 온도제어장치가 구성되어 있음을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  13. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정가스를 향하는 경계벽, 및 기재홀더를 가열하기 위한 고주파, 램프 및 저항가열수단의 조합이 제공됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  14. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 가열형 유동채널의 대향된 경계벽으로부터의 기재측 경계벽의 온도가 전용제어수단을 갖는 독립된 두개의 가열회로를 이용하여 독립적으로 제어됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  15. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정가스를 향하는 가열형 유동채널의 경계벽과 기재판 또는 기재홀더가 흑연과 같은 고전도성 물질로 구성됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  16. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 가열된 가열형 유동채널의 공정가스와 대향하는 경계벽과 기재판 또는 기재홀더가 TaC, NbC 를 포함하는 연속 코팅을 가지되, 이 연속코팅은 1,800 ℃ 까지의 고온에 견디고 수소기에 의하여 에칭되지 않는 불활성을 가짐을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  17. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각장치에 의해 액체 또는 기체매체를 이용하여 가열형 유동채널의 직전까지 능동냉각형 가스유입구가 능동적으로 냉각됨을 특징으로 하는반도체층의 증착장치.
  18. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 능동냉각형 가스유입구는, 고단열성의 좁은 어댑터편에 의하여 사방이 가열되는 가열형 유동채널에 대하여 밀폐됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  19. 제 9 항에 있어서, 능동가열 영역의 하류측에서 가열형 유동채널이 유출구 세그먼트들을 포함하되 이 유출구 세그먼트들이 상기한 불활성을 가지는 여러 물질을 가지며 이 여러 물질은 TaC-코팅 흑연, SiC-코팅 흑연, 및 석영을 포함함을 특징으로 하는 반도체 층의 증착장치.
  20. 제 9 항에 있어서, 고주파의 도입과 그에 따른 에너지의 입력에 부분적으로 영향을 주기 위하여 상기 기재홀더와는 전기 전도율이 다른 Ta, Mo, 및 W 를 포함하는 물질들로 구성되면서 이 물질들이 상기한 불활성을 가지도록 구성된 판이 기재홀더상에 또는 기재홀더내에 설치되되, 상기 판이 기재홀더의 두께에 비해 얇음을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  21. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 기재에 대향하여 놓이는 가열형 유동채널의 경계벽이 가열형 유동채널의 기재측 경계벽으로부터 일정한 거리에 있는 고정 위치에 설치되거나 이에 회전가능하게 연결됨을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
  22. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 기재에 대향하여 놓이는 가열형 유동채널의 경계벽이 기체 매체에 의하여 능동적으로 냉각될 수 있음을 특징으로 하는 반도체층의 증착장치.
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