JP2001240488A - Vapor phase growth equipment and vapor phase growth method utilizing the equipment - Google Patents
Vapor phase growth equipment and vapor phase growth method utilizing the equipmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、反応炉内に設けら
れる基板保持台上に基板を設置し、該基板表面に所定の
方向から原料ガスを供給して薄膜を形成させる気相成長
方法および気相成長装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor phase growth method in which a substrate is placed on a substrate holding table provided in a reaction furnace, and a raw material gas is supplied to the surface of the substrate from a predetermined direction to form a thin film. The present invention relates to a vapor phase growth apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、化合物半導体の分野では、ガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）などと
いった化合物半導体基板上へのエピタキシャル薄膜成長
技術が非常に注目されている。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of compound semiconductors, a technique of growing an epitaxial thin film on a compound semiconductor substrate such as gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), etc. has attracted much attention.
【０００３】即ち、エピタキシャル薄膜成長技術によれ
ば欠陥の極めて少ない特性に優れた結晶層を形成でき、
この薄膜を用いて半導体デバイスを作製するならば半導
体デバイスの飛躍的な高性能化，小型化，高信頼性等を
達成することができると期待されている。That is, according to the epitaxial thin film growth technique, a crystal layer excellent in characteristics with very few defects can be formed.
If a semiconductor device is manufactured using this thin film, it is expected that a dramatic improvement in performance, miniaturization, high reliability, and the like of the semiconductor device can be achieved.
【０００４】成長させる薄膜としては、インジウムガリ
ウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）、インジウムガリウムリン
（ＩｎＧａＰ）、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａ
Ａｓ）、インジウムアルミニウム砒素（ＩｎＡｌＡ
ｓ）、インジウムガリウム砒素リン（ＩｎＧａＡｓＰ）
等といったいわゆる混晶層が含まれる。[0004] Thin films to be grown include indium gallium arsenide (InGaAs), indium gallium phosphide (InGaP), and aluminum gallium arsenide (AlGa).
As), indium aluminum arsenide (InAlA)
s), indium gallium arsenide phosphorus (InGaAsP)
Etc., so-called mixed crystal layers.
【０００５】これらのエピタキシャル膜を成長させる有
効な方法として有機金属気相成長法がある。これは、ト
リメチルインジウム、トリメチルガリウム、トリエチル
ガリウム、トリメチルアルミニウムといったいわゆる有
機金属とアルシン、ホスフィンといったガスをキャリア
ガスである水素とともに反応管内に導入し、基板上流部
で熱分解させた後、成長温度となるように加熱された基
板上で薄膜を成長させる方法である。As an effective method for growing these epitaxial films, there is a metal organic chemical vapor deposition method. This is because a so-called organic metal such as trimethylindium, trimethylgallium, triethylgallium, and trimethylaluminum and a gas such as arsine and phosphine are introduced into a reaction tube together with hydrogen as a carrier gas, and thermally decomposed at an upstream portion of the substrate. This is a method in which a thin film is grown on a substrate that has been heated to a desired temperature.
【０００６】なお、原料としてはアルシン、ホスフィン
の代わりにトリメチル砒素、ターシャルブチルホスフィ
ン等の有機金属を用いる場合もある。In some cases, an organic metal such as trimethylarsenic or tert-butylphosphine is used as a raw material instead of arsine or phosphine.
【０００７】これらの薄膜は、その用途から基板全面に
わたってパーティクル等の表面欠陥のない均一な混晶組
成、膜厚を有する膜であることが求められる。[0007] These thin films are required to be films having a uniform mixed crystal composition and film thickness without surface defects such as particles over the entire surface of the substrate from the application.
【０００８】このような均一な薄膜を得る装置として
は、特開昭６０−１１０１１６号等が提案されている。
この気相成長装置は、反応管外周に冷却ジャケットを設
け、これに冷媒を流して反応管壁の温度を反応管のサセ
プタ温度よりも低くするように構成し、反応管内壁に温
度センサを設置して、その温度を検出して制御システム
により該冷媒の流量又は温度を制御し、反応管内壁温度
を導入原料ガスの熱分解温度以下の所定温度に保持する
ようにしたものである。As an apparatus for obtaining such a uniform thin film, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-110116 has been proposed.
This vapor phase growth apparatus is provided with a cooling jacket on the outer periphery of the reaction tube, a coolant is supplied to the cooling jacket to make the temperature of the reaction tube wall lower than the susceptor temperature of the reaction tube, and a temperature sensor is installed on the inner wall of the reaction tube. Then, the temperature is detected, the flow rate or the temperature of the refrigerant is controlled by a control system, and the inner wall temperature of the reaction tube is maintained at a predetermined temperature equal to or lower than the thermal decomposition temperature of the introduced raw material gas.
【０００９】この気相成長装置を利用した有機金属気相
成長法においては、３００〜４００℃程度において原料
の分解を行い、６００〜７５０℃程度の成長温度におい
て薄膜を成長させている。そして、原料の枯渇を防ぐた
めに一般的には管壁を原料の分解温度以下に保てばよい
との考察のもとに、管壁全体を冷却することが好ましい
としている。In the metalorganic vapor phase epitaxy using this vapor phase epitaxy apparatus, raw materials are decomposed at about 300 to 400 ° C., and a thin film is grown at a growth temperature of about 600 to 750 ° C. Then, in order to prevent the exhaustion of the raw material, it is generally preferable to cool the entire wall of the tube based on the consideration that the tube wall should be kept at a temperature lower than the decomposition temperature of the raw material.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が実験したところ、実際には単純に管壁全体を冷却
する方法では基板上流側で原料の分解反応を十分に起こ
すことができず、基板上でガスの分解反応と成長が同時
に進行してしまうという難点があることが判明した。ま
た、特に、原料によって分解の始まる温度条件にはバラ
ツキがあるため、ガス組成の反応管内の分布を均一にす
ることが難しいことも分かった。However, as a result of experiments conducted by the present inventors, the method of simply cooling the entire tube wall cannot sufficiently cause a decomposition reaction of the raw material upstream of the substrate. It has been found that there is a problem that the decomposition reaction and the growth of the gas proceed simultaneously on the substrate. In addition, it was also found that it is difficult to make the distribution of the gas composition uniform in the reaction tube, particularly because the temperature conditions at which decomposition starts depend on the raw materials.
【００１１】さらに、有機金属気相成長法において、反
応管内の基板以外でガスに接触する部分の冷却を行った
場合、反応管内で熱分解し成長反応によって生じた反応
生成物（析出物）が内壁に剥離し易い形態で堆積し、成
長中に基板表面に落下して付着するなどして、パーティ
クル等の表面欠陥の発生原因となるという重大な問題を
抱えていることも判明した。Further, in the metal organic chemical vapor deposition method, when a portion other than the substrate in the reaction tube, which is in contact with the gas, is cooled, a reaction product (precipitate) generated by the growth reaction due to thermal decomposition in the reaction tube is formed. It has also been found that it has a serious problem that it is deposited on the inner wall in a form that is easily peeled off, and falls and adheres to the substrate surface during growth, thereby causing surface defects such as particles.
【００１２】このパーティクル等の発生を抑制するため
に、従来においてはガスに接触する冷却部分の温度を冷
えすぎないように制御したり（特開平１１−１８０７９
６号公報参照）、パージガスを流すなどの対策が採られ
てきたが、温度制御やパージガス流量の制御が難しく、
パーティクル等の発生を十分に防止できないという欠点
があった。In order to suppress the generation of the particles and the like, conventionally, the temperature of a cooling portion in contact with the gas is controlled so as not to be excessively cooled (Japanese Patent Laid-Open No. 11-18079).
No. 6), measures such as flowing a purge gas have been taken, but it is difficult to control the temperature and the flow rate of the purge gas.
There is a disadvantage that generation of particles and the like cannot be sufficiently prevented.
【００１３】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たものであり、パーティクル等の表面欠陥の発生を有効
に抑制することができ、均一な組成の薄膜を成長させる
ことのできる気相成長装置およびその装置を利用した気
相成長方法を提供することを主な目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is capable of effectively suppressing the occurrence of surface defects such as particles and vapor phase growth capable of growing a thin film having a uniform composition. It is a main object to provide an apparatus and a vapor phase growth method using the apparatus.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、反応炉内に設けられる基板保持台上に基
板を設置し、該基板表面に所定の方向から原料ガスを供
給して薄膜を形成させる気相成長装置において、原料ガ
スが接触する反応炉の内壁の少なくとも一部を、表面に
粗化処理を施した保護膜で被覆したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a substrate is set on a substrate holding table provided in a reaction furnace, and a raw material gas is supplied to the surface of the substrate from a predetermined direction. In a vapor phase growth apparatus for forming a thin film by heating, at least a part of an inner wall of a reaction furnace contacted with a source gas is covered with a protective film having a roughened surface.
【００１５】これによれば、反応炉の内壁を被覆した粗
化処理を施した保護膜による反応生成物のゲッタリング
効果により、反応炉の内壁に付着した反応生成物の剥離
を防止することができ、基板表面に反応生成物が付着し
てパーティクル等の表面欠陥を生じる事態を未然に回避
してエピタキシャル薄膜を成長させることができる。According to this, the reaction product gettering effect of the roughened protective film covering the inner wall of the reaction furnace can be prevented from separating the reaction product attached to the inner wall of the reaction furnace. Thus, an epitaxial thin film can be grown while avoiding a situation in which a reaction product adheres to the substrate surface to cause surface defects such as particles.
【００１６】また、他の発明に係る気相成長装置は、反
応炉内に設けられる基板保持台上に基板を設置し、該基
板表面に所定の方向から原料ガスを供給して薄膜を形成
させる気相成長装置において、原料ガスが接触する反応
炉の内壁の少なくとも一部に、表面に粗化処理を施した
保護膜で被覆した内壁部材を配置したものである。In a vapor phase growth apparatus according to another invention, a substrate is placed on a substrate holding table provided in a reaction furnace, and a source gas is supplied to the surface of the substrate from a predetermined direction to form a thin film. In a vapor phase growth apparatus, an inner wall member whose surface is covered with a protective film whose surface has been subjected to a roughening treatment is disposed on at least a part of an inner wall of a reaction furnace with which a source gas comes into contact.
【００１７】この場合においても、反応炉の内壁に配置
した粗化処理を施した保護膜で被覆した内壁部材による
反応生成物のゲッタリング効果により、反応炉の内壁に
付着した反応生成物の剥離を防止することができ、基板
表面に反応生成物が付着してパーティクル等の表面欠陥
を生じる事態を未然に回避してエピタキシャル薄膜を成
長させることができる。In this case as well, the reaction product gettering effect of the inner wall member coated on the inner wall of the reaction furnace and covered with the roughened protective film causes separation of the reaction product adhered to the inner wall of the reaction furnace. Can be prevented, and the occurrence of surface defects such as particles due to reaction products adhering to the substrate surface can be avoided before growing the epitaxial thin film.
【００１８】なお、上記反応炉の内壁の保護膜による被
覆を施した部位を上記原料ガスの分解温度以下に冷却す
る冷却手段、あるいは上記内壁部材を配置した部位を上
記原料ガスの分解温度以下に冷却する冷却手段を備える
ようにするとよい。Cooling means for cooling the inner wall of the reaction furnace coated with the protective film to a temperature lower than the decomposition temperature of the raw material gas, or cooling the part where the inner wall member is disposed to a temperature lower than the decomposition temperature of the raw material gas. It is preferable to provide a cooling means for cooling.
【００１９】このように原料ガスの分解温度以下に冷却
することにより、保護膜と原料ガスの反応を防止して、
原料ガスの汚染により不純物が基板上のエピタキシャル
膜に取り込まれる事態を未然に防止することができる。By cooling the raw material gas to a temperature lower than the decomposition temperature, the reaction between the protective film and the raw material gas can be prevented.
It is possible to prevent a situation in which impurities are taken into the epitaxial film on the substrate due to contamination of the source gas.
【００２０】さらに、上記反応炉の内壁の保護膜による
被覆を施した部位または上記内壁部材を配置した部位
は、上記基板と対向する面を少なくとも含むようにする
とよい。Further, it is preferable that the portion where the inner wall of the reaction furnace is coated with the protective film or the portion where the inner wall member is disposed includes at least a surface facing the substrate.
【００２１】これにより、保護膜による被覆を施した部
位や内壁部材を配置した部位における原料ガスと保護膜
との反応をより有効に抑制し、反応生成物による原料ガ
スの汚染を防止することができ、不所望な組成の薄膜が
成長することを防止することができる。Thus, it is possible to more effectively suppress the reaction between the source gas and the protective film at the portion coated with the protective film and at the portion where the inner wall member is disposed, and to prevent contamination of the source gas by the reaction product. It is possible to prevent a thin film having an undesired composition from growing.
【００２２】なお、パーティクルなどの原因となる析出
物は、熱分解、析出反応を起こした後に大量に発生する
ため、基板対向位置を含むガス流路の下流側に保護膜で
被覆した内壁部材を設ける場合には、上記と同等又はそ
れ以上の効果が期待できる。Since a large amount of precipitates causing particles and the like are generated after the thermal decomposition and the precipitation reaction, the inner wall member coated with a protective film is provided downstream of the gas flow path including the substrate facing position. If provided, an effect equivalent to or greater than the above can be expected.
【００２３】また、上記保護膜は、表面粗さが５〜３０
μｍ、膜厚が１００〜３００μｍであるようにするとよ
い。The protective film has a surface roughness of 5 to 30.
μm, and the film thickness is preferably 100 to 300 μm.
【００２４】即ち、表面粗さについては、余り細かすぎ
ると反応生成物のゲッタリング効果が不十分となり、逆
に粗すぎると保護膜表面の凸部よりゲッタリングした反
応生成物の突発的な剥離の確率が高まってしまう。本発
明者は、実験の結果、表面粗さは５〜３０μｍが好まし
いとの結論を得たものである。That is, if the surface roughness is too small, the gettering effect of the reaction product becomes insufficient. On the other hand, if the surface roughness is too coarse, the reaction product gettered from the projection on the surface of the protective film is suddenly peeled off. Probability increases. The present inventor has concluded from an experiment that the surface roughness is preferably 5 to 30 μm.
【００２５】また、膜厚については、反応生成物をゲッ
タリングした保護膜を反応炉の内壁や内壁部材から除去
して再生する際に、余り厚すぎると保護膜の溶媒による
溶解処理に長時間を要し、また内壁自体や内壁部材の母
材へのダメージが大きくなってしまう。そして、本発明
者は、実験の結果、膜厚は１００〜３００μｍであるこ
とが好ましいとの結論を得たものである。When the protective film on which the reaction product is gettered is removed from the inner wall or the inner wall member of the reaction furnace and regenerated, if the film is too thick, the dissolution treatment of the protective film with the solvent takes a long time. And damage to the base material of the inner wall itself and the inner wall member increases. The inventor has concluded from experiments that the film thickness is preferably 100 to 300 μm.
【００２６】また、上記保護膜は、溶射により形成する
のが望ましい。It is desirable that the protective film be formed by thermal spraying.
【００２７】これにより、所望の表面粗さおよび厚さ
で、密着性の良い保護膜を容易且つ低コストで形成する
ことができる。また、他の発明に係る気相成長方法は、
上記気相成長装置を利用して気相成長方法によりエピタ
キシャル膜を成長させるようにしたものである。Thus, a protective film having desired surface roughness and thickness and good adhesion can be formed easily and at low cost. Further, a vapor phase growth method according to another invention includes:
An epitaxial film is grown by a vapor phase growth method using the vapor phase growth apparatus.
【００２８】これにより、表面にパーティクル等の欠陥
がないエピタキシャル膜を得ることができる。Thus, an epitaxial film having no defects such as particles on the surface can be obtained.
【００２９】なお、上記エピタキシャル膜は、少なくと
も一つの化合物半導体を含むようにしてもよい。また、
上記基板は、化合物半導体で形成することもできる。The epitaxial film may include at least one compound semiconductor. Also,
The substrate may be formed of a compound semiconductor.
【００３０】さらに、上記化合物半導体は、III−Ｖ族
化合物半導体とすることもできる。Further, the compound semiconductor may be a group III-V compound semiconductor.
【００３１】以下に、本発明者等が、本発明に到るまで
の考察内容及び研究経過について概説する。Hereinafter, the present inventors will outline the contents of the study and the progress of the research leading up to the present invention.
【００３２】まず、有機金属気相成長法においては、通
常３００〜４００℃程度において原料の分解を行い、６
００〜７５０℃程度の成長温度において薄膜を成長させ
る。また、原料の枯渇を防ぐためには反応管内で原料を
十分に分解させた後、その分解された原料を基板以外の
部分で消費することのないようにすることが重要であ
る。First, in the metal organic chemical vapor deposition method, the raw material is usually decomposed at about 300 to 400 ° C.
A thin film is grown at a growth temperature of about 00 to 750 ° C. Further, in order to prevent the depletion of the raw material, it is important that the raw material is sufficiently decomposed in the reaction tube, and that the decomposed raw material is not consumed in portions other than the substrate.
【００３３】本発明者は、上記の点に留意して研究を重
ねた結果、均一なガス組成を得るためには従来考えられ
ていたような管壁全体の冷却ではなく、基板保持台と対
向する部分の温度を十分に冷却することが重要であるこ
とを突き止めた。この部分の冷却が不十分であると対向
面からの熱で原料の分解、消費が促進され、一部で原料
の枯渇が起こり、上流と下流のガス組成の変動が起こり
やすくなる。これに対し、基板と同一側の管壁、特に基
板の上流側に相当する管壁では原料が十分に分解し、か
つ下流において原料が枯渇しないよう適当な予熱条件で
あることが望まれる。原料の分解を起こすために少なく
とも予熱部の一部は原料の分解温度よりも高くなってい
る必要がある。また、対向面の温度は原料の分解、消費
の温度よりも十分に低いことが望まれる。As a result of repeated studies with the above points taken into consideration, the present inventor has found that in order to obtain a uniform gas composition, instead of cooling the entire tube wall as conventionally considered, it is necessary to face the substrate holding table. It has been found that it is important to sufficiently cool the temperature of the part to be heated. If the cooling of this part is insufficient, the decomposition and consumption of the raw material are promoted by the heat from the facing surface, the raw material is partially depleted, and the upstream and downstream gas compositions tend to fluctuate. On the other hand, it is desired that the raw material is sufficiently decomposed on the tube wall on the same side as the substrate, particularly on the tube wall corresponding to the upstream side of the substrate, and that the preheating conditions are appropriate so that the raw material is not depleted downstream. In order to cause the decomposition of the raw material, at least a part of the preheating section needs to be higher than the decomposition temperature of the raw material. Also, it is desired that the temperature of the facing surface is sufficiently lower than the decomposition and consumption temperatures of the raw material.
【００３４】即ち、対向面自身が原料の分解、消費温度
以下であったとしてもこの熱を順次得た原料ガスは結果
として分解、消費をする温度に到達してしまうからであ
る。そして、研究の結果、望ましい対向面の温度は原料
（例えば、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム
を用いる場合）の分解温度である約３００℃よりも十分
に低い２５０℃以下であると考えられる。That is, even if the opposing surface itself is lower than the temperature at which the raw material is decomposed and consumed, the raw material gas which sequentially obtains this heat eventually reaches the temperature at which it is decomposed and consumed. As a result of the study, it is considered that the desirable temperature of the facing surface is 250 ° C. or less, which is sufficiently lower than about 300 ° C. which is the decomposition temperature of the raw material (for example, when using trimethylgallium or trimethylindium).
【００３５】また、対向面の温度を上昇させる要因は加
熱された基板保持台からの輻射熱および加熱されたガス
からの熱伝導である。従来の反応装置においても管壁を
冷却する手段が提案されていたが、加熱された基板保持
台からの輻射熱の影響によって対向面の温度は上昇し易
いことが分かった。本発明者の計算によれば、対向面裏
側からの単純な水冷の場合、水の流れや対向面の材質に
よって対向面表面の温度は１００℃程度から６００℃近
くまで変化するとの結果を得ている。このことより、管
壁全体ではなく、対向面の表面温度を十分に冷却して低
温度に保つ必要があることが分かった。これを実現する
ためには、例えば対向面に熱伝導率の良い材料を用いた
り、冷却水の温度や水路を最適化する方法を採ることが
できる。The factors that increase the temperature of the facing surface are radiant heat from the heated substrate holder and heat conduction from the heated gas. Means for cooling the tube wall has also been proposed in conventional reactors, but it has been found that the temperature of the opposing surface is likely to rise due to the effect of radiant heat from the heated substrate holder. According to the calculation of the inventor, in the case of simple water cooling from the back side of the opposing surface, the result that the temperature of the opposing surface surface changes from about 100 ° C. to nearly 600 ° C. depending on the flow of water and the material of the opposing surface. I have. From this, it was found that it was necessary to sufficiently cool the surface temperature of the facing surface, not the entire tube wall, to keep the surface temperature low. In order to realize this, for example, a material having good thermal conductivity can be used for the facing surface, or a method of optimizing the temperature of the cooling water or the water channel can be adopted.
【００３６】一方で、従来より粗化処理を施した保護膜
には、反応生成物をゲッタリングする効果があることが
知られている。しかし、化合物半導体のエピタキシャル
成長においては、不純物の混入は許されないことから、
有機金属気相成長法を適用する成長装置の反応管内の部
材に異物である粗化処理を施した保護膜を用いるという
発想はなかった。On the other hand, it is known that a protective film subjected to a roughening treatment has an effect of gettering a reaction product. However, in the epitaxial growth of compound semiconductors, impurities are not allowed to be mixed.
There was no idea to use a protective film which has been subjected to a roughening treatment, which is a foreign substance, for a member in a reaction tube of a growth apparatus to which metal organic chemical vapor deposition is applied.
【００３７】本発明者は、上述のように成長装置の反応
管内の一部を部分的に冷却する技術を適用するならば、
反応管内に粗化処理を施した保護膜を配置できるのでは
ないかと考えた。If the present inventor applies the technique of partially cooling the inside of the reaction tube of the growth apparatus as described above,
It was thought that a roughened protective film could be placed in the reaction tube.
【００３８】即ち、反応管内をＡｌで被覆したり、ある
いはＡｌで被覆した内壁部材を配置した場合であって
も、その部位を冷却手段で冷却して原料ガスの分解温度
以下に保つようにするならば、Ａｌと原料ガスとの反応
を抑制し、薄膜成長に影響を与えずに、有効に反応生成
物をゲッタリングすることができるのではないかと推論
した。That is, even when the inside of the reaction tube is coated with Al or an inner wall member coated with Al is disposed, the portion is cooled by the cooling means so as to keep the temperature below the decomposition temperature of the raw material gas. Then, it was deduced that the reaction between Al and the source gas could be suppressed, and the reaction product could be effectively gettered without affecting the growth of the thin film.
【００３９】かかる推論の下、本発明者は、有機金属気
相成長法を適用する成長装置の反応管内において、基板
と対向する面およびガス流路の下流側の内壁に溶射によ
り保護膜を形成して、基板上にエピタキシャル膜を成長
させる実験を行った。その結果、粗面化した保護膜で被
覆した部位を原料ガスの分解温度以下の３００℃以下に
保つことにより、Ａｌと原料ガスの反応による汚染を防
止でき、しかも反応生成物はＡｌのゲッタリング効果に
より確実に付着され、基板面への落下を防止して、パー
ティクル等の発生を有効に防止することができることが
分かった。Under the above inference, the present inventors formed a protective film by thermal spraying on a surface facing a substrate and an inner wall on the downstream side of a gas flow path in a reaction tube of a growth apparatus to which a metal organic chemical vapor deposition method is applied. Then, an experiment for growing an epitaxial film on the substrate was performed. As a result, by keeping the surface covered with the roughened protective film at 300 ° C. or lower, which is lower than the decomposition temperature of the raw material gas, contamination due to the reaction between Al and the raw material gas can be prevented, and the gettering of Al can be prevented. It has been found that the particles are securely adhered by the effect, that they can be prevented from falling onto the substrate surface, and that the generation of particles and the like can be effectively prevented.
【００４０】また、さらに研究を重ねた結果、反応炉の
内壁の所定部位に、表面に粗化処理を施した保護膜で被
覆した内壁部材を配置した場合にも同等の効果を得られ
ることを確認した。Further, as a result of further study, it was found that the same effect can be obtained when an inner wall member covered with a protective film having a roughened surface is disposed at a predetermined position on the inner wall of the reactor. confirmed.
【００４１】さらに、反応生成物が付着した後の保護膜
は、所定の溶媒で溶解して取り除くことにより、反応炉
自体や内壁部材を何度も再生して使用することができ、
コスト面でも有利であることが分かった。Further, the protective film after the reaction product is adhered is dissolved and removed with a predetermined solvent, so that the reaction furnace itself and the inner wall member can be regenerated and used many times.
It turned out to be advantageous also in terms of cost.
【００４２】以上の知見に基づいて、本発明者は本発明
を完成するに至ったものである。Based on the above findings, the present inventors have completed the present invention.
【００４３】[0043]
【発明の実施の形態】本発明に係る気相成長装置の実施
形態について図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a vapor phase growth apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００４４】ここに、図１は本実施形態に係る有機金属
気相成長装置の構成例を示す概略断面図、図２はＩｎＰ
基板上に成長させるエピタキシャル膜の例を示す説明
図、図３は保護膜による被覆を施した内壁部材への反応
生成物の付着状況を示す表面状態図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the metal organic chemical vapor deposition apparatus according to this embodiment, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of an epitaxial film grown on a substrate, and FIG. 3 is a surface state diagram showing a state of attachment of a reaction product to an inner wall member coated with a protective film.
【００４５】図１中、符号１は、有機金属気相成長装置
Ｒの反応炉である。この反応炉１は、上側の壁体２と下
側の壁体３が所定の距離で平行に対向するように構成さ
れている。なお、各壁体２，３は例えばステンレスで構
成される。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reaction furnace of the metal organic chemical vapor deposition apparatus R. The reactor 1 is configured such that an upper wall 2 and a lower wall 3 face each other in parallel at a predetermined distance. Each of the wall bodies 2 and 3 is made of, for example, stainless steel.
【００４６】反応炉１内には、上側の壁体２の内側に近
接させて基板保持台４が回転軸５により回転可能に吊設
されている。なお、図には現れていないが、回転軸５は
水冷ジャケットにより冷却されるように構成されてい
る。In the reaction furnace 1, a substrate holding table 4 is suspended by a rotating shaft 5 so as to be close to the inside of the upper wall 2. Although not shown in the figure, the rotating shaft 5 is configured to be cooled by a water cooling jacket.
【００４７】基板保持台４はカーボンで円盤状に形成さ
れ、中央部に材質を変えた予熱ゾーンＰを構成するコア
部Ｃが形成されている。また、図上、基板保持台４の下
面には基板保持部４ａが複数形成され、各基板保持部４
ａにはＩｎＰ基板Ｓがフェイスダウンの状態で設置され
ている。The substrate holder 4 is formed of carbon in a disk shape, and has a core portion C which forms a preheating zone P made of a different material at the center. In the figure, a plurality of substrate holders 4a are formed on the lower surface of the substrate holder 4,
a is provided with an InP substrate S face down.
【００４８】下側の壁体３の中央部には原料ガスＧの導
入孔６が形成され、該導入孔６には外部から原料ガスＧ
を供給するガス導入管７が接続されている。An introduction hole 6 for the source gas G is formed in the center of the lower wall 3.
Is connected.
【００４９】また、下側の壁体３の外壁の全面には、水
冷ジャケット８が設けられている。この水冷ジャケット
８の流量を適宜制御することにより、低温ゾーンＬを構
成する下側の壁体３の内壁の温度は、原料ガスの分解温
度以下である２５０℃以下に抑えられる。なお、原料ガ
スＧとしては、例えば、トリメチルインジウム、トリメ
チルガリウム、アルシン、ホスフィン、水素の混合ガス
が用いられる。また、原料ガスの総流量は５０l/min．
（標準状態）である。A water cooling jacket 8 is provided on the entire outer wall of the lower wall 3. By appropriately controlling the flow rate of the water cooling jacket 8, the temperature of the inner wall of the lower wall 3 constituting the low temperature zone L can be suppressed to 250 ° C. or lower, which is lower than the decomposition temperature of the raw material gas. As the source gas G, for example, a mixed gas of trimethylindium, trimethylgallium, arsine, phosphine, and hydrogen is used. The total flow rate of the raw material gas was 50 l / min.
(Standard state).
【００５０】一方、上側の壁体２の外壁の周縁部にも水
冷ジャケット９が設けられている。また、回転軸５と水
冷ジャケット９との間には、加熱用の多段ヒータ１０が
同心円状に配設されている。On the other hand, a water-cooling jacket 9 is also provided on the peripheral portion of the outer wall of the upper wall 2. A multistage heater 10 for heating is concentrically arranged between the rotating shaft 5 and the water cooling jacket 9.
【００５１】そして、上記回転軸５の水冷ジャケット
と、周縁部の水冷ジャケット９の各流量および上記多段
ヒータ１０の給電量を適宜制御することにより、基板保
持台４の予熱ゾーンＰが原料ガスの分解温度以上（即
ち、２５０℃以上）に保持される。なお、ここでは、全
ての領域を予熱ゾーンＰとしたが、該予熱ゾーンＰを一
部の領域としてもよい。By appropriately controlling the flow rates of the water-cooling jacket of the rotating shaft 5 and the water-cooling jacket 9 at the peripheral portion and the power supply amount of the multi-stage heater 10, the preheating zone P of the substrate holding table 4 is provided with the raw material gas. The temperature is maintained at or above the decomposition temperature (that is, at or above 250 ° C.). Here, all the regions are set as the preheating zone P, but the preheating zone P may be set as a partial region.
【００５２】反応炉１の側面には排気孔１１が形成され
ている。そして、ガス導入管７を介して導入孔６より反
応炉１内の導入された原料ガスＧは、上流側としての基
板保持台４の予熱ゾーンＰで分解され、下流側としての
基板保持台４の周縁部に流れ、ＩｎＰ基板Ｓ上にエピタ
キシャル膜を成長させた後、残った原料ガスがキャリア
ガスと共に排気孔１１から外部へ排出されるようになっ
ている。An exhaust hole 11 is formed on the side of the reactor 1. Then, the raw material gas G introduced into the reaction furnace 1 from the introduction hole 6 through the gas introduction pipe 7 is decomposed in the preheating zone P of the substrate holding table 4 as the upstream side, and the substrate holding table 4 as the downstream side. After the epitaxial film is grown on the InP substrate S, the remaining source gas is discharged to the outside through the exhaust holes 11 together with the carrier gas.
【００５３】反応炉１内において、基板Ｓと対向する下
側の壁体３の内壁には、保護膜Ｍで表面を被覆した厚さ
３ｍｍ程度のステンレス製の内壁部材１００が配設され
ている。In the reaction furnace 1, on the inner wall of the lower wall 3 facing the substrate S, there is provided a stainless steel inner wall member 100 having a thickness of about 3 mm and the surface of which is covered with a protective film M. .
【００５４】また、上側の壁体２の内壁において原料ガ
スＧの流路の下流側に相当する隅部には、同様に保護膜
Ｍで表面を被覆した断面形状がＬ字状の内壁部材１０１
がボルト等により固定して設置されている。In the corner of the inner wall of the upper wall 2 corresponding to the downstream side of the flow path of the raw material gas G, an inner wall member 101 similarly covered with a protective film M and having an L-shaped cross section.
Are fixed with bolts or the like.
【００５５】上記保護膜Ｍは、内壁部材１００，１０１
を構成する母材の表面に、例えばガス溶射、電気溶射、
プラズマ溶射等の溶射法により、金属、合金又はセラミ
ックス等からなる溶射材料を溶射して形成された被膜で
ある。The protective film M is formed of the inner wall members 100 and 101.
For example, gas spraying, electric spraying,
A coating formed by spraying a thermal spray material made of a metal, an alloy, ceramics, or the like by a thermal spraying method such as plasma spraying.
【００５６】なお、この場合、溶射可能な金属として
は、特に限定されるものではないが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｗ等が、また、合金としては、前述の金属の合金の
他にステンレス鋼、炭素鋼等が、セラミックスとして
は、金属の酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、
Ｃｒ２Ｏ３等）、窒化物（ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ
等）、炭化物（ＴｉＣ、ＷＣ、ＺｒＣ等）、ホウ化物
（ＴｉＢ２、ＺｒＢ２等）、ケイ化物（ＭｏＳｉ２、Ｃ
ｒ３Ｓｉ等）等が例示される。In this case, the metal which can be sprayed is not particularly limited, but Al, Ti, M
o, W, etc., as the alloy, in addition to the above-mentioned metal alloys, stainless steel, carbon steel, etc., and as the ceramics, metal oxides (Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 ,
Cr 2 O 3 ), nitride (TiN, ZrN, HfN)
Etc.), carbides (TiC, WC, ZrC etc.), borides (TiB 2 , ZrB 2 etc.), silicides (MoSi 2 , Cr
r 3 Si).
【００５７】保護膜Ｍの厚さについては、余り厚すぎる
と、反応生成物をゲッタリングした保護膜Ｍを内壁部材
１００，１０１から除去して再生する際に、溶媒（例え
ば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）による溶解
処理に長時間を要し、また内壁部材を構成する母材への
ダメージが大きくなってしまうことが懸念される。ま
た、逆に薄すぎると反応生成物をゲッタリングした際に
母材から剥離するおそれがある。そのため、種々実験の
結果、保護膜Ｍの厚さは、１００〜３００μｍ程度であ
ることが望ましいとの知見を得ている。If the thickness of the protective film M is too large, the solvent (for example, sodium hydroxide, sodium hydroxide, etc.) may be used when the protective film M obtained by gettering the reaction product is removed from the inner wall members 100 and 101 and regenerated. It is feared that the dissolution treatment with potassium hydroxide or the like takes a long time, and that the base material constituting the inner wall member is greatly damaged. Conversely, if the thickness is too small, the reaction product may be separated from the base material when gettering. Therefore, as a result of various experiments, it has been found that the thickness of the protective film M is desirably about 100 to 300 μm.
【００５８】また、保護膜Ｍの表面には反応生成物のゲ
ッタリング効果を高めるために例えばショットブラスト
法などによって粗面化処理が施される。The surface of the protective film M is subjected to a surface roughening treatment by, for example, a shot blast method in order to enhance the gettering effect of the reaction product.
【００５９】表面粗さについては、余り細かすぎると反
応生成物のゲッタリング効果が不十分となり、逆に粗す
ぎると保護膜表面の凸部よりゲッタリングした反応生成
物の突発的な剥離の確率が高まってしまう。そのため、
種々実験の結果、表面粗さは５〜３０μｍであることが
好ましいとの知見を得ている。Regarding the surface roughness, if it is too fine, the gettering effect of the reaction product will be insufficient, and if it is too coarse, the probability of the sudden separation of the reaction product gettered from the projections on the surface of the protective film. Will increase. for that reason,
As a result of various experiments, it has been found that the surface roughness is preferably 5 to 30 μm.
【００６０】なお、本実施形態では、内壁部材１００，
１０１を設置する場合について述べたが、これに代え
て、反応炉１の上側の壁体２および下側の壁体３の内壁
上に直接保護膜Ｍを形成するようにしてもよい。その場
合にも、上記各種溶射法を適用して保護膜Ｍを形成する
ことができる。この場合に、膜厚や表面粗さについては
上記条件と同様である。また、反応生成物をゲッタリン
グした後の保護膜Ｍは、内壁部材１００，１０１の処理
と同様に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の溶媒で
溶解することにより除去することができ、再生された反
応炉１は新たな保護膜Ｍを内壁に形成することにより再
利用が可能である。In this embodiment, the inner wall member 100,
Although the case where 101 is installed has been described, instead of this, the protective film M may be formed directly on the inner walls of the upper wall 2 and the lower wall 3 of the reactor 1. Also in that case, the protective film M can be formed by applying the above various thermal spraying methods. In this case, the film thickness and the surface roughness are the same as those described above. In addition, the protective film M after gettering the reaction product can be removed by dissolving with a solvent such as sodium hydroxide or potassium hydroxide in the same manner as in the treatment of the inner wall members 100 and 101, and the regenerated film is regenerated. The reactor 1 can be reused by forming a new protective film M on the inner wall.
【００６１】以上が本実施形態に係る有機金属気相成長
装置の概略構成である。The above is the schematic configuration of the metal organic chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.
【００６２】次に、当該有機金属気相成長装置によりエ
ピタキシャル膜を成長させる手順を簡単に説明する。Next, a procedure for growing an epitaxial film by the metal organic chemical vapor deposition apparatus will be briefly described.
【００６３】本実施形態では、図２に示すように、直径
４インチのＩｎＰ基板Ｓ上に、厚さ０．１μｍのＩｎＰ
膜、厚さ０．５μｍのＧａＩｎＡｓ膜、厚さ０．５μｍ
のＩｎＰ膜を順次エピタキシャル成長させる。In this embodiment, as shown in FIG. 2, an InP substrate having a thickness of 0.1 μm is formed on an InP substrate S having a diameter of 4 inches.
Film, 0.5 μm thick GaInAs film, 0.5 μm thickness
Are sequentially epitaxially grown.
【００６４】まず、反応炉１の多段ヒータ１０に通電を
開始すると共に、各水冷ジャケット８，９における冷却
水の循環を開始する。First, the power supply to the multi-stage heater 10 of the reaction furnace 1 is started, and the circulation of the cooling water in each of the water cooling jackets 8 and 9 is started.
【００６５】反応炉１内が十分に加熱された状態で、原
料ガスＧ（例えば、トリメチルインジウム、トリメチル
ガリウム、アルシン、ホスフィン、水素の混合ガス）の
供給を開始し、成長温度６５０℃、成長圧力５０ｔｏｒ
ｒ、原料ガスの総流量５０l/min．（標準状態）の条件
となるように制御する。With the inside of the reaction furnace 1 sufficiently heated, the supply of the raw material gas G (for example, a mixed gas of trimethylindium, trimethylgallium, arsine, phosphine, and hydrogen) is started, the growth temperature is 650 ° C., and the growth pressure is 650 ° C. 50tor
r, the total flow rate of the raw material gas is 50 l / min. (Standard state).
【００６６】この際に、低温ゾーンＬとしての下側の壁
体３の内壁の温度が、原料ガスＧの分解温度以下である
１００〜２５０℃となるように水冷ジャケット８の流量
を制御する。また、基板保持台４の予熱ゾーンＰの温度
が、原料ガスＧの分解温度以上である２５０℃以上、よ
り具体的には４００〜６００℃となるように、水冷ジャ
ケット９および回転軸５の水冷ジャケットの流量と、多
段ヒータ１０の通電量を制御する。At this time, the flow rate of the water cooling jacket 8 is controlled so that the temperature of the inner wall of the lower wall 3 as the low temperature zone L is 100 to 250 ° C., which is lower than the decomposition temperature of the raw material gas G. The water cooling jacket 9 and the rotating shaft 5 are cooled so that the temperature of the preheating zone P of the substrate holding table 4 is 250 ° C. or higher, which is higher than the decomposition temperature of the raw material gas G, and more specifically 400 to 600 ° C. The flow rate of the jacket and the amount of current supplied to the multi-stage heater 10 are controlled.
【００６７】これにより、原料ガスＧは、下側の壁体３
の内壁部材１００や上側の壁体２の内壁部材１０１等に
接触しても分解されることがなく、下側の壁体３など不
所望な部位に原料ガスによる結晶が成長することを防止
でき、基板上のエピタキシャル膜の成長に寄与しない原
料ガスの消費を抑えることができる。また、ＩｎＰ基板
Ｓにおけるガス流路の上流側に相当する予熱ゾーンＰに
接触した原料ガスＧは効率良く分解されて、下流側に流
れるのでエピタキシャル膜の成長に必要な原料が下流側
で枯渇する事態を有効に解消することができる。Thus, the raw material gas G is supplied to the lower wall 3
Even if it comes into contact with the inner wall member 100 of the upper wall body 2 or the inner wall member 101 of the upper wall body 2, it is not decomposed, and it is possible to prevent the crystal by the source gas from growing on an undesired portion such as the lower wall body 3. In addition, it is possible to suppress the consumption of the source gas that does not contribute to the growth of the epitaxial film on the substrate. In addition, the raw material gas G in contact with the preheating zone P corresponding to the upstream side of the gas flow path in the InP substrate S is efficiently decomposed and flows downstream, so that the raw material necessary for growing the epitaxial film is depleted on the downstream side. The situation can be effectively eliminated.
【００６８】さらに、反応炉１内の基板Ｓ以外（内壁部
材１００，１０１の設置位置等）で原料ガスＧに接触す
る部分で生じた反応生成物（析出物）は内壁部材１０
０，１０１を被覆する保護膜Ｍのゲッタリング効果によ
って捕獲されて強固に付着する。Further, a reaction product (precipitate) generated in a portion other than the substrate S in the reaction furnace 1 (such as an installation position of the inner wall members 100 and 101) in contact with the raw material gas G is removed from the inner wall member 10.
It is captured by the gettering effect of the protective film M covering 0, 101 and adheres firmly.
【００６９】上記条件によりエピタキシャル膜を形成し
た後、反応炉１から基板Ｓを取り出して、光学顕微鏡に
よる表面観察を行った結果、パーティクル等の表面欠陥
は発見されないことを確認できた。After the epitaxial film was formed under the above conditions, the substrate S was taken out of the reactor 1 and the surface was observed with an optical microscope. As a result, it was confirmed that no surface defects such as particles were found.
【００７０】つまり、反応生成物（析出物）は内壁部材
１００，１０１を被覆する保護膜Ｍによって十分に捕獲
され、その反応生成物の剥離も防止されたので、基板上
へ反応生成物が付着する事態が回避されたものと考えら
れる。That is, the reaction product (precipitate) is sufficiently captured by the protective film M covering the inner wall members 100 and 101, and peeling of the reaction product is prevented, so that the reaction product adheres to the substrate. It is considered that the situation of avoiding was avoided.
【００７１】図３は、上記条件によりエピタキシャル膜
を形成した後に、内壁部材１００の一部を取り外し、比
較のために内壁部材１００を設置しなかった部分の下側
の壁体３の内壁上にその内壁部材１００を置いて撮影し
た表面状態図である。FIG. 3 shows that after forming the epitaxial film under the above conditions, a part of the inner wall member 100 is removed, and for comparison, the inner wall member 100 is placed on the inner wall of the lower wall 3 where the inner wall member 100 is not installed. It is the surface state figure which image | photographed by placing the inner wall member 100.
【００７２】図３（なお、この場合はＡｌ溶射を施し
た）の表面状態図の略中央にあるのが内壁部材１００の
一部であるが、その表面には反応生成物（析出物）が緻
密に付着している。それに対して内壁部材１００を設置
しなかった内壁には反応生成物が剥離しやすい状態で析
出しているのが分かる。At the center of the surface state diagram of FIG. 3 (in this case, Al sprayed) is a part of the inner wall member 100, and a reaction product (precipitate) is on the surface. It is closely attached. On the other hand, it can be seen that the reaction product is deposited on the inner wall where the inner wall member 100 is not installed in a state where it is easily peeled off.
【００７３】この表面状態図からも端的に示されるよう
に、保護膜Ｍによる被覆を施した内壁部材１００は、反
応生成物（析出物）を容易に剥離しない状態でゲッタリ
ングしていることが分かる。As can be clearly seen from this surface state diagram, the inner wall member 100 coated with the protective film M is gettered in a state where the reaction product (precipitate) is not easily peeled off. I understand.
【００７４】また、本発明者の実験によれば、内壁部材
１００，１０１に代えて、反応炉１の内壁に同じ組成の
保護膜Ｍを溶射した場合にも同等の効果を得ることがで
きた。According to the experiment of the present inventor, the same effect could be obtained when the protective film M having the same composition was sprayed on the inner wall of the reactor 1 instead of the inner wall members 100 and 101. .
【００７５】なお、本実施形態では、基板保持台４を回
転軸５で吊し、基板Ｓの成長面を下側に向ける所謂フェ
イスダウン型について説明したがこれに限られるもので
はなく、基板保持台を下側に設け、その上に載置した基
板の成長面を上側に向けるフェイスアップ型にも適用で
きることは云うまでもない。その場合には、低温ゾーン
Ｌや予熱ゾーンＰ等の位置関係などは上下が逆になるな
どするが、その設計変更は当業者にとって容易である。
また、その場合にも内壁部材１００，１０１の設置位置
については特に変更はない。In the present embodiment, the so-called face-down type in which the substrate holding table 4 is suspended by the rotation shaft 5 and the growth surface of the substrate S is directed downward, is not limited thereto. It goes without saying that the present invention can also be applied to a face-up type in which a table is provided on the lower side and the growth surface of a substrate placed thereon is directed upward. In such a case, the positional relationship of the low temperature zone L, the preheating zone P, and the like may be upside down, but the design change is easy for those skilled in the art.
Also in this case, there is no particular change in the installation position of the inner wall members 100 and 101.
【００７６】[0076]
【発明の効果】本発明によれば、反応炉内に設けられる
基板保持台上に基板を設置し、該基板表面に所定の方向
から原料ガスを供給して薄膜を形成させる気相成長装置
において、原料ガスが接触する反応炉の内壁の少なくと
も一部を、表面に粗化処理を施した保護膜で被覆したの
で、反応炉の内壁を被覆した粗化処理を施した保護膜に
よる反応生成物のゲッタリング効果により、反応炉の内
壁に付着した反応生成物の剥離を防止することができ、
基板表面に反応生成物が付着してパーティクル等の表面
欠陥を生じる事態を未然に回避して均一な組成の薄膜を
成長させることができるという効果がある。According to the present invention, there is provided a vapor phase growth apparatus for setting a substrate on a substrate holding table provided in a reaction furnace and supplying a source gas from a predetermined direction to the substrate surface to form a thin film. Since at least a part of the inner wall of the reaction furnace contacted with the raw material gas is coated with a protective film having a roughened surface, the reaction product by the roughened protective film coated on the inner wall of the reaction furnace. Due to the gettering effect, it is possible to prevent the separation of the reaction products adhered to the inner wall of the reactor,
There is an effect that a situation in which a reaction product adheres to the substrate surface to generate a surface defect such as particles can be avoided beforehand and a thin film having a uniform composition can be grown.
【００７７】また他の発明によれば、反応炉内に設けら
れる基板保持台上に基板を設置し、該基板表面に所定の
方向から原料ガスを供給して薄膜を形成させる気相成長
装置において、原料ガスが接触する反応炉の内壁の少な
くとも一部に、表面に粗化処理を施した保護膜で被覆し
た内壁部材を配置したので、反応炉の内壁に配置した粗
化処理を施した保護膜で被覆した内壁部材による反応生
成物のゲッタリング効果により、反応炉の内壁に付着し
た反応生成物の剥離を防止することができ、基板表面に
反応生成物が付着してパーティクル等の表面欠陥を生じ
る事態を未然に回避して均一な組成の薄膜を成長させる
ことができるという効果がある。According to another aspect of the present invention, there is provided a vapor phase growth apparatus in which a substrate is placed on a substrate holding table provided in a reaction furnace, and a raw material gas is supplied to the surface of the substrate from a predetermined direction to form a thin film. Since the inner wall member covered with the protective film whose surface has been subjected to the roughening treatment is disposed on at least a part of the inner wall of the reaction furnace with which the raw material gas comes into contact, the protection provided with the roughening treatment disposed on the inner wall of the reaction furnace is provided. The gettering effect of the reaction product by the inner wall member coated with the film prevents the reaction product adhered to the inner wall of the reaction furnace from peeling off, and the reaction product adheres to the substrate surface and surface defects such as particles. This has the effect that a thin film having a uniform composition can be grown by obviating the occurrence of the problem.
【図１】本実施形態に係る有機金属気相成長装置の構成
例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration example of a metal organic chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.
【図２】ＩｎＰ基板上に成長させるエピタキシャル膜の
例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an epitaxial film grown on an InP substrate.
【図３】保護膜による被覆を施した内壁部材片への反応
生成物の付着状況を示す表面状態図である。FIG. 3 is a surface state diagram showing a state of adhesion of a reaction product to an inner wall member piece coated with a protective film.
【符号の説明】 Ｒ 有機金属気相成長装置 １ 反応炉 ２ 上側の壁体 ３ 下側の壁体 ４ 基板保持台 ４ａ 基板保持部 ４ｂ 断熱部材 ４ｃ 外縁部材 ５ 回転軸 ６ ガス導入孔 ７ ガス導入管 ８ 水冷ジャケット ９ 水冷ジャケット １０ 加熱ヒータ １１ 排出孔 １２ サセプタ １００ 内壁部材 １０１ 内壁部材 Ｓ 基板 １２ 基板保持部 Ｃ コア部 Ｐ 予熱ゾーン Ｌ 低温ゾーン Ｇ 原料ガス Ｍ 保護膜[Description of Signs] R Metalorganic Vapor Phase Epitaxy Apparatus 1 Reactor 2 Upper Wall 3 Lower Wall 4 Substrate Holder 4a Substrate Holder 4b Heat Insulation Member 4c Outer Edge Member 5 Rotation Shaft 6 Gas Inlet 7 Gas Intro Pipe 8 Water cooling jacket 9 Water cooling jacket 10 Heater 11 Discharge hole 12 Susceptor 100 Inner wall member 101 Inner wall member S Substrate 12 Substrate holding part C Core part P Preheating zone L Low temperature zone G Raw material gas M Protective film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BE41 BE43 BE44 DB08 TB05 5F045 AB10 AB12 AC08 AC09 AC19 AD10 AD11 AE23 AF04 BB02 BB04 BB15 DP05 EB03 EC05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G077 AA03 BE41 BE43 BE44 DB08 TB05 5F045 AB10 AB12 AC08 AC09 AC19 AD10 AD11 AE23 AF04 BB02 BB04 BB15 DP05 EB03 EC05
Claims (10)
を設置し、該基板表面に所定の方向から原料ガスを供給
して薄膜を形成させる気相成長装置において、 原料ガスが接触する反応炉の内壁の少なくとも一部を、
表面に粗化処理を施した保護膜で被覆したことを特徴と
する気相成長装置。In a vapor phase growth apparatus for forming a thin film by placing a substrate on a substrate holding table provided in a reaction furnace and supplying a source gas to the surface of the substrate from a predetermined direction, the source gas comes into contact with the substrate. At least a part of the inner wall of the reactor is
A vapor phase growth apparatus characterized in that the surface is covered with a protective film subjected to a roughening treatment.
を設置し、該基板表面に所定の方向から原料ガスを供給
して薄膜を形成させる気相成長装置において、 原料ガスが接触する反応炉の内壁の少なくとも一部に、
表面に粗化処理を施した保護膜で被覆した内壁部材を配
置したことを特徴とする気相成長装置。2. A vapor phase growth apparatus in which a substrate is placed on a substrate holding table provided in a reaction furnace, and a source gas is supplied to the surface of the substrate from a predetermined direction to form a thin film. At least part of the inner wall of the reactor,
A vapor phase growth apparatus comprising an inner wall member whose surface is covered with a protective film having been subjected to a roughening treatment.
した部位または上記内壁部材を配置した部位を上記原料
ガスの分解温度以下に冷却する冷却手段を備えることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の気相成長装
置。3. A cooling means for cooling a portion of the inner wall of the reactor which is coated with a protective film or a portion where the inner wall member is disposed, to a temperature lower than a decomposition temperature of the raw material gas. Alternatively, the vapor phase growth apparatus according to claim 2.
した部位または上記内壁部材を配置した部位は、上記基
板と対向する面を少なくとも含むことを特徴とする請求
項３記載の気相成長装置。4. The gas phase according to claim 3, wherein the portion of the reactor where the inner wall is coated with the protective film or the portion where the inner wall member is disposed includes at least a surface facing the substrate. Growth equipment.
膜厚が１００〜３００μｍであることを特徴とする請求
項１から請求項４の何れかに記載の気相成長装置。5. The protective film has a surface roughness of 5 to 30 μm.
The vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the film thickness is 100 to 300 µm.
を特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の気
相成長装置。6. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein said protective film is formed by thermal spraying.
の気相成長装置を適用した気相成長方法であって、 上記薄膜は、有機金属気相成長法で成長されるエピタキ
シャル膜であることを特徴とする気相成長方法。7. A vapor phase growth method to which the vapor phase growth apparatus according to claim 1 is applied, wherein the thin film is an epitaxial film grown by a metal organic chemical vapor deposition method. A vapor phase growth method, characterized in that:
の化合物半導体を含むことを特徴とする請求項７記載の
気相成長方法。8. The vapor phase growth method according to claim 7, wherein said epitaxial film contains at least one compound semiconductor.
ることを特徴とする請求項８記載の気相成長方法。9. The vapor deposition method according to claim 8, wherein said substrate is formed of a compound semiconductor.
半導体であることを特徴とする請求項８または請求項９
に記載の気相成長方法。10. The compound semiconductor according to claim 8, wherein said compound semiconductor is a group III-V compound semiconductor.
3. The vapor phase growth method according to item 1.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000054320A JP2001240488A (en) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Vapor phase growth equipment and vapor phase growth method utilizing the equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005059986A1 (en) * | 2003-12-18 | 2005-06-30 | Tokyo Electron Limited | Film-forming method, method for generating plasma, and substrate processing apparatus |
| JP2008501232A (en) * | 2004-05-28 | 2008-01-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Cleaning mask substrate |
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-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000054320A patent/JP2001240488A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
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