JP3968777B2

JP3968777B2 - 気相成長装置及び気相成長方法

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Publication number: JP3968777B2
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Inventors: 健治大谷
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Publication date: 2007-08-29
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気相成長装置及び気相成長方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体産業分野において複数のウェーハを同時に成膜できるバッチ式ウェーハ処理装置の使用が広がっており、例えば、大型ウェーハの面内特性における均一な薄膜の形成に、高速回転式のバッチ式薄膜気相成長装置が多く用いられている。
【０００３】
ここで、図７に示すように、従来のバッチ式薄膜気相成長装置６６について説明する。
【０００４】
この薄膜気相成長装置６６は、反応炉６５の下部に設けられ、反応炉６５内に成膜用の反応ガス６０等の原料ガスやキャリアガス等を供給するための、ガス導出口７０、ガス供給口６７、ノズル部５９及びフード部５７とからなるガス供給部６８とからなり、ガス供給口６７には流量又は濃度調整手段（図示せず）が設けられている。
【０００５】
加えて、ガス供給口６７及びガス導出口７０から供給された成膜反応ガス６０の流れを整えるために形成された整流盤５８と、この整流盤５８を固定しかつウェーハ５３を載置する回転式サセプタ５４と、この回転式サセプタ５４を回転させるための回転軸５２と、回転式サセプタ５４の上部に設けられ反応ガス６０を分解するための加熱源となるヒーター５１と、ガス供給部６８の下部に設けられ、反応炉６５内から出る未反応ガス等を含む排出ガスを排出する排気口（図示せず）とを具備している。
【０００６】
ここで、回転式サセプタ５４は、ボルト６９を有する整流盤５８によって回転軸５２に固定し、ウェーハ５３は取付金具（図示せず）等によって回転式サセプタ５４の下面に固定する。
【０００７】
また、回転式サセプタ５４の端部５５とガス供給部６８のフード部５７の端部とでガス流出口５６を形成している。
【０００８】
この気相成長装置６６を用いて、例えば、複数のウェーハ基板（以下、単にウェーハと称する。）５３上にＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxial）で薄膜を気相成長させるには、回転式サセプタ５４の周辺部にウェーハ５３を固定した後に、高速回転する回転式サセプタ５４に対して、ガス供給口６７及びガス導出口７０から原料ガスを反応炉６５内に供給する。ここで、使用可能な原料ガスは、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＡｓＨ₃、Ａｌ（ＣＨ₃）₃等を水素等のキャリアガスに希釈したガスからなる反応ガス６０であり、これによってウェーハ５３上にＧａＡｌＡｓ系等の薄膜をエピタキシャル成長させる。
【０００９】
この際に、成膜反応ガス６０の流れを整えて導くために整流盤５８を用い、この表面上を反応ガス６０が流動してウェーハ５３上に到達する際に、ヒーター５１によって反応ガス６０を加熱分解してウェーハ５３上に薄膜を気相成長させ、更に、成膜に用いられなかった残留ガスをガス流出口５６から反応炉６５外に流出させる。図７中の太い矢印は反応炉６５内のガス気流の流動状態を模式的に示している。
【００１０】
ここで、この気相成長装置６６を使用して、ウェーハ５３上の全面に亘って厚さや電気特性等の物性が均一な薄膜を形成するには、反応炉６５内のガスの流動状態を整えて均一化させることが非常に重要である。
【００１１】
ところで、例えばウェーハを一枚づつ成膜する枚葉処理式気相成長装置については、特開２００１−３５１８６４号公報、特開平０３−２８７７７１号公報、特開平０６−２０８９５２号公報及び特開平１０−２１９４５９号公報等によれば、ガス供給部側の所定の手段で反応ガスの整流を行って均一な成膜を行う構造が公知とはなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの公知の装置とは異なり、上記のバッチ式薄膜気相成長装置６６においては、ガス流を整流する整流盤６５を用いる必要があるが、この整流盤の形状がほぼ台形状であり、かつガス導出口７０の径よりも整流盤６５の中央にある平坦な頂部６３の面積が遥かに広い。このために、ガス導出口７０から供給された反応ガス６０は、整流盤６５の中央の平坦な頂部６３にほぼ直接に当った後に、一部はこの頂部６３に続く傾斜部６２に沿って流れて、一定の濃度又はスピードで順次ウェーハ５３上に到達して成膜に用いられるが、他の部分は平坦な頂部６３に当たる際に反射してガス乱流を生じさせてしまう。
【００１３】
そのために、成膜反応ガス６０の濃度及び流れが全体的に不均一になり、成膜反応ガス６０がウェーハ５３上に到達する時には、既に生じた乱流の影響で反応炉６５内部のガス流動がスムーズにならないと共に、成膜反応ガス６０の濃度等を均一化させることも非常に難しくなるので、均一な成膜が困難になってしまう。
【００１４】
特に、大口径のウェーハ５３の載置が可能な大容量の反応炉６５を有する成膜気相成長装置６６を用いる際には、反応炉６５内の反応ガス６０の流動状態をほぼ完全に制御してスムーズ化し、成膜の均一化を計ることは困難である。
【００１５】
また、反応ガス６０がガス導出口７０から導出されてから先ず整流盤５８の平坦な頂部６３に当たるために、反応ガス６０がウェーハ５３上に到達する前に、反応ガス６０の一部が回転式サセプタ５４の下部及び整流盤５８の平坦な頂部６３等に付着して堆積してしまい、成膜工程の回数が増えるに連れて堆積による頂部６３の形状が変化して、更にガスの乱流の不均一を生じさせると共に、ウェーハ５３上への反応ガス６０の供給量も変化して高精度の成膜が難しくなる。
【００１６】
その結果、ウェーハ５３上に形成される薄膜の膜厚が、ウェーハ５３の中央部で厚く外周部で薄くなったり、或いはウェーハ５３の中央部で薄く外周部で厚くなったり、又はある程度均一であっても所望の厚さに形成できなかったりする。
【００１７】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、整流部の整流面によって原料ガスをスムーズに導いて、整流面上への堆積を防ぐと共に、ほぼ均一の厚みで高精度の成膜を基体上に行うことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、周辺部に基体を載置するサセプタと、このサセプタの中心部に設けられた整流部と、前記整流部に対して原料ガスを導出するガス導出手段とからなり、導出された前記原料ガスが前記整流部に沿って前記周辺部へ導かれるように構成された気相成長装置において、
前記ガス導出手段のガス導出口に対向した前記整流部の対向面が実質的に、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面からなり、この整流面が前記傾斜の状態で前記周辺部にまで延びており、
前記サセプタに設けた凹部に前記基体が埋め込まれて前記サセプタ及び前記基体の表面が同一面をなし、かつ、前記整流部の整流面が、前記基体の側面の近傍であって前記基体とは非接触の位置まで延びており、
前記サセプタに関し前記整流部とは反対側における前記サセプタの近傍に、前記原料ガスを加熱分解するためのヒーターが配置されている
ことを特徴とする気相成長装置に係わるものである。
【００１９】
本発明は又、サセプタの周辺部に基体を載置し、前記サセプタの中心部に設けられた整流部に対して原料ガスを導出して前記整流部に沿って前記周辺部へ導きながら、前記基体に気相成長を行うに際し、
前記ガス導出手段のガス導出口に対向した対向面が実質的に、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面からなり、この整流面が前記傾斜の状態で、前記サセプタに設けた凹部に前記サセプタと同一面をなすように埋め込まれた前記基体の側面の近傍であって前記基体とは非接触の位置まで延びている前記整流部に沿って、前記ガス導出口からの前記原料ガスを前記基体上に導くと共に、
前記サセプタに関し前記整流部とは反対側における前記サセプタの近傍に配置したヒーターによって、前記原料ガスを加熱分解する
ことを特徴とする気相成長方法に係わるものである。
【００２０】
本発明では、周辺部に基体を載置しかつ中心部に整流部が設けられ、前記整流部に対して原料ガスを導出するガス導出手段から導入された前記原料ガスが、前記整流部に沿って前記周辺部へ導かれるように構成された基体保持用サセプタにおいて、前記ガス導出手段のガス導出口に対向した前記整流部の対向面が実質的に、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面からなり、この整流面が前記傾斜の状態で前記周辺部にまで延びていることを特徴とする基体保持用サセプタを用いるのがよい。
【００２１】
ここで、上記の対向面とは、ガス導出口と対向した面積領域に相当する整流部の表面を意味する。
【００２２】
本発明によれば、導入された前記原料ガスを前記サセプタの前記整流部に沿って前記周辺部へ導く際に、前記ガス導出手段のガス導出口に対向した前記整流部の対向面が実質的に、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面からなり、この整流面が前記傾斜の状態で前記周辺部にまで延びているために、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面に沿って前記原料ガスが整流されつつスムーズに前記周辺部へ導かれ、前記整流部とは反対側の前記サセプタの近傍位置に配置されたヒーターによって前記原料ガスが加熱分解されるので、前記整流部の傾斜面等の整流面に前記原料ガスの分解生成物が堆積され難くなると共に、ガスの濃度及び流速が基体上の成膜領域においてほぼ均一となるので、ほぼ均一の厚みや物性の成膜を基体上に施すことができる。
しかも、前記サセプタに設けた前記凹部に前記基体が埋め込まれて前記サセプタ及び前記基体の表面が同一面をなし、かつ、前記整流部の整流面が、前記基体の側面の近傍であって前記基体とは非接触の位置まで延びているので、前記原料ガスが前記基体の側面に当たることによって生じる乱流や基体側面への成膜を防げ、ガス流をスムーズで均一な濃度で基体表面へ供給可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明においては、前記原料ガスをスムーズに流すために、前記整流部の前記整流面が凸状曲面を成しており、この曲面が前記整流部の中心線に関して対称形状となっているのが好ましい。
【００２４】
また、前記原料ガスをスムーズに流すために、前記整流部の前記整流面が直線状の面を成しており、この面が前記整流部の中心線に関して対称形状となっているのが好ましい。
【００２５】
また、前記原料ガスをスムーズに流すために、前記整流部の前記整流面が凹状曲面を成しており、この曲面が前記整流部の中心線に関して対称形状となっているのが好ましい。
【００２６】
また、前記有機金属化合物ガスを用いる効果的な前記化学的気相成長、特にＭＯＶＰＥのために、前記サセプタに対向して、前記ガス導出手段を有するフード状ガス案内手段が配置され、このガス案内手段が前記周辺部にまで延びていてこの周辺部にて前記サセプタとの間にガス流出口が形成されているのが好ましい。
【００２７】
また、前記有機金属化合物ガスを用いる効果的な前記化学的気相成長のために、前記サセプタと前記ガス案内手段との間の間隔が前記周辺部側へ漸次小さくなるように前記ガス案内手段が拡径されているのが好ましい。
【００２８】
また、前記導出ガスとして有機金属化合物ガスを用いる化学的気相成長に適用されるのが好ましい。
【００２９】
また、前記サセプタが前記ガス案内手段に対して相対的に回転するのが好ましい。
【００３１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を図面の参照下に説明する。
【００３２】
まず、図１について本発明の実施の形態の理解のために、バッチ式薄膜気相成長装置１６について説明する。
【００３３】
この薄膜気相成長装置１６は、反応炉１５の下部に設けられ、かつ反応炉１５内に成膜用の反応ガス１０等の原料ガスやキャリアガス等を供給するためのガス導出口２０、ガス供給口１７、ノズル部９及びフード部７等からなるガス供給部１８を有しており、ガス供給口１７には流量又は濃度調整手段（図示せず）が設けられている。
【００３４】
加えて、ガス供給口１７からガス導出口２０を通して供給された反応ガス１０のガス流を整えるために形成された整流盤８と、この整流盤８を固定しかつウェーハ３を載置する回転式サセプタ４と、この回転式サセプタ４を回転させるための回転軸２と、回転式サセプタ４の上部に設けられ、反応ガス１０を分解するための加熱源となるヒーター１と、ガス供給部１８の下部に設けられ、かつ反応炉１５内から出る未反応ガス等を含む排出ガスを排出する排気口（図示せず）とが設けられている。
【００３５】
ここで、回転式サセプタ４は、ボルト１９を有する整流盤８によって回転軸２に固定され、また、ウェーハ３は取付治具（図示せず）等によって回転式サセプタ４に固定されてよい。整流盤８は中空であってよいし、或いは非中空であってもよい。
【００３６】
また、回転式サセプタ４の端部５とガス供給部１８のフード部７の端部とで、ガス流出口６を形成している。
【００３７】
この気相成長装置１６を用いて、例えば複数のウェーハ基板（以下、単にウェーハと称する。）３上にＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxial）で薄膜を気相成長させるには、回転式サセプタ４の周辺部にウェーハ３を固定した後に、高速回転する回転式サセプタ４に対して、ガス供給口１７及びガス導出口２０から原料ガスを反応炉１５内に供給する。ここで、使用可能な原料ガスは、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＡｓＨ₃、Ａｌ（ＣＨ₃）₃等を水素等のキャリアガスに希釈したガスからなる反応ガス１０であり、これによってウェーハ３上にＧａＡｌＡｓ系等の薄膜をエピタキシャル成長させる。
【００３８】
この際に、反応ガス１０の流れを整えて導くために整流盤８を用い、この表面上を反応ガス１０が流動してウェーハ３上に到達する際に、ヒーター１によって反応ガス１０を加熱分解してウェーハ３上に薄膜を気相成長させ、更に、成膜に用いられなかった残留ガスをガス流出口６から反応炉１５外に流出させる。図１中の太い矢印は反応炉１５内のガス気流の流動状態を模式的に示している。
【００３９】
この例においては、整流盤８の断面形状が球面形状であるために、滑らかで平坦な面がなく、球面状の傾斜部１２はその中心部からウェーハ３の側面の近傍にまで連続して延びている。
【００４０】
また、整流盤８の材質としては、例えば、融点が２６２０℃で耐熱性があって形状保持性に富むモリブデンを用いるが、他にも融点がそれぞれ、１８６０℃のクロム、２９９０℃のタンタル又は３４００℃のタングステン等を使用することができる。
【００４１】
また、例えば、ガス供給口１７に設けられる流量又は濃度調整手段（図示せず）が流量調整手段である場合には、一般的に用いられている流量制御弁を用いることができ、濃度調整手段である場合には、一般的に用いられている流量制御弁を組合せて用いることができる。
【００４２】
また、薄膜形成に用いるウェーハ３の材質としては例えばアルミナ、シリコンウェーハを用いるが、炭化珪素基板等も使用できる。ウェーハ３上に形成される薄膜はＧａＡｌＡｓ系膜やシリコン膜等である。
【００４３】
また、この薄膜気相成長に用いる反応ガス１０として、従来のＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）薄膜成長に用いる成膜用ガスを使用でき、このような反応ガス１０の種類としては、例えば、反応ガス、不純物ドーパントガスからなり、キャリアガスとして水素を用いてよい。
【００４４】
次に、図２に示すように、より効果的な反応ガス１０の整流のために、反応ガス１０の物性等の条件に合わせて、例えば、回転式サセプタ４の端部５から回転軸中心１４までの距離をＷ、整流盤８の高さ（厚さ）をｔ及び整流盤８の半径をｗとし、それぞれの値を変化させることによって、反応ガス１０の整流にとって最適の値を求めることができるが、一例として本実施の形態では、Ｗを２５０ｍｍ、ｔを２０ｍｍ及びｗを１００ｍｍとする。
【００４５】
整流盤８の表面形状が滑らかで平坦な面がなく、球面状の傾斜部１２のみで構成されているために、ガス導出口２０から導出した反応ガス１０が整流され、乱流を生じることなく、ほぼ均一の濃度及び流速で、整流盤８の表面をウェーハ３上に向かって流れて到達し、ここに分解生成物が成膜した後に、残留ガスはウェーハ３の表面上から、回転式サセプタ４の端部５とフード部７とで形成されるガス流出口６を通過して反応炉１５内から外へ流出する。
【００４６】
このように、反応炉１５内のガスの流動状態を整えてほぼ均一化し、ガスの乱流や損失を生じることなしに中心部から周辺部へと放射状のほぼ一定の流れで順次ウェーハ３上に到達させて成膜できるようになるので、ウェーハ３上の全面に亘って、厚さや電気特性等の物性がほぼ均一な薄膜を形成することができる。
【００４７】
更に、大口径のウェーハ３の載置が可能な大容量の反応炉１５を有する成膜気相成長装置１６においても、反応炉１５内のガスの流動状態を制御してガスの流動をほぼ均一化することができる。
【００４８】
また、反応ガス１０がガス導出口１７から供給されてから先ず整流盤８の頂部１３に当たるが、この頂面もすぐに傾斜するために、流れがスムーズとなり、ウェーハ３上に到達する前に回転式サセプタ４の下部面及び整流盤８の表面に分解生成物１０が堆積し難くなる。従って、成膜工程の回数を増やしたとしても、分解生成物の堆積による整流盤８の表面形状の変化は殆ど生じないために、ガスの乱流によるガス濃度及び流速等の不均一化を起すことがなく、更には、ウェーハ３上への反応ガス１０の供給量が変化することもないために、高精度の成膜を行い易い。
【００４９】
また、例えば整流盤８を回転式サセプタ４の交換時に新たな整流盤８と交換することによって、ガス流動の整流効果を持続することができ、更には、整流盤８及び回転式サセプタ４等が洗浄可能（再利用可能）な材質であれば、これらの製造コストの面でも効率が良いと言える。
【００５０】
次に、回転式サセプタ４に対向してフード状のガス供給部１８が配置され、このガス供給部１８のフード部７が回転式サセプタ４の周辺部にまで延びていて、この周辺部にて回転式サセプタ４との間にガス流出口６が形成され、更には、回転式サセプタ４とフード部７との間の間隔が、回転式サセプタ４の周辺部側へ漸次小さくなるようにフード部７が拡径されている。
【００５１】
そのために、例えば、ＭＯＣＶＤのように、反応ガス１０として有機金属化合物ガスを用いる化学的気相成長を行う場合には、回転式サセプタ４に固定したウェーハ３の表面上の反応炉１５の空間が狭くなる領域（回転式サセプタ４の周辺部）において、反応ガス１０の濃度が高まって堆積効率が上昇し易くなり、その結果、ヒーター１による加熱によって反応ガス１０を分解してウェーハ３上に所定の金属を堆積して成膜する工程を効率的に行える。
【００５２】
図３に示す例では、反応炉１５内で反応ガス１０をスムーズに流動させるために、整流盤８の整流面である傾斜部１２が直線状の面を成しており、この面が全面において整流盤８の中心線に関して対称形状であって円錐形になっている以外は、図１の例と同様である。
【００５３】
この例においては、整流盤８の頂部１３が平坦ではなく、点状の頂部１３からすぐに傾斜部１２が連続しているので、頂部１３に反応ガス１０が当たってもガスの乱流が起きることなく、スムーズにほぼ均一の濃度で反応ガス１０をウェーハ３上に流動させて成膜することができる。
【００５４】
また、整流盤８の形状が円錐形で複雑な曲面がないために、その成形加工が比較的容易である。
【００５５】
その他、この例においても、上記した図１の例と同様の作用効果が得られる。
【００５６】
図４に示す例では、反応炉１５内で反応ガス１０をスムーズに流動させるために、整流盤８の整流面である傾斜部１２が凹状の曲面を成しており、この面が全面において整流盤８の中心線に関して対称形状となっていて略円錐形になっている以外は、図１の例と同様である。
【００５７】
この例においては、整流盤８の頂部１３が平坦ではなく、点状の頂部１３からすぐに凹状の傾斜部１２が連続しているので、頂部１３に反応ガス１０が当たっても乱流が起きることなく、スムーズにほぼ均一の濃度で反応ガス１０をウェーハ３上に流動させて成膜することができる。
【００５８】
また、傾斜部１２の傾斜面が反応ガス１０の導出方向に対して凹状の曲面を有するので、反応ガス１０の導出圧力を緩衝し易くなり、反応ガス１０の流動をよりスムーズに行うことができる。
【００５９】
その他、この例においても、上記した図１の例と同様の作用効果が得られる。
【００６０】
図５に示す例では、反応ガス１０をスムーズに流すために、平坦な整流盤８の整流面である傾斜部１２が凹状の曲面を成しており、かつガス導出口２０に対向して僅かに平坦な頂部１３を有し、凹状の曲面が全面において整流盤８の中心線に関して対称形状となっていて略円錐形になっている以外は、図１の例と同様である。
【００６１】
この例においては、整流盤８の頂部１３に僅かな平坦部があるが、この平坦部の面積がガス導出口２０の面積よりも遥かに小さいために、反応ガス１０がガス導出口２０から導出した際に、頂部１３の平坦部に反応ガス１０が当たってもガスの乱流が殆ど起きることなく、スムーズにほぼ均一の濃度で傾斜部１２からウェーハ３上へ反応ガス１０を流動でき、ウェーハ３上にほぼ均一に成膜することができる。
【００６２】
また、傾斜部１２の傾斜面が反応ガス１０の導出方向に対して凹状の曲面を有するので、成膜反応ガス１０の導出圧力を緩衝し易くなり、反応ガス１０の流動をよりスムーズに行うことができる。
【００６３】
また、頂部１３を有するために整流盤８の成形加工が比較的容易である。
【００６４】
その他、この例においても、上記した図１の例と同様の作用効果が得られる。
【００６５】
図６は本発明の実施の形態を示すものであって、ウェーハ３が回転式サセプタ４に形成された凹部内に埋め込まれて固定され、ウェーハ３の表面と回転式サセプタ４の表面とが同一面を成す以外は、図１の例と同様である。
【００６６】
本実施の形態においては、傾斜部１２に沿って流動する反応ガス１０がウェーハ３の側面に当ることによって生じるガスの乱流やウェーハ３の側面への成膜等がないために、よりスムーズで均一な濃度の反応ガス１０をウェーハ３上に流動できる。
【００６７】
その他、本実施の形態においても、上記した図１の例と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
以上に説明した実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて更に変形が可能である。
【００６９】
例えば、整流盤８は、回転式サセプタ４と一体成形してもよいし、別体に作製したときは回転式サセプタ４への取付方法はねじ止め以外にも溶接等も可能である。
【００７０】
また、整流盤８の形状、材質、大きさ、取り付け位置等は上述したものに限定されず、任意に変化させてもよい。
【００７１】
【発明の作用効果】
上述したように、本発明によれば、導入された前記原料ガスを前記サセプタの前記整流部に沿って前記周辺部へ導く際に、前記ガス導出手段のガス導出口に対向した前記整流部の対向面が実質的に、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面からなり、この整流面が前記傾斜の状態で前記周辺部にまで延びているために、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面に沿って前記原料ガスが整流されつつスムーズに前記周辺部へ導かれ、前記整流部とは反対側の前記サセプタの近傍位置に配置されたヒーターによって前記原料ガスが加熱分解されるので、前記整流部の傾斜面等の整流面に前記原料ガスの分解生成物が堆積され難くなると共に、ガスの濃度及び流速が基体上の成膜領域においてほぼ均一となるので、ほぼ均一の厚みや物性の成膜を基体上に施すことができる。
しかも、前記サセプタに設けた凹部に前記基体が埋め込まれて前記サセプタ及び前記基体の表面が同一面をなし、かつ、前記整流部の整流面が前記基体の側面の近傍であって前記基体とは非接触の位置まで延びているので、前記原料ガスが前記基体の側面に当ることによって生じる乱流や基体側面への成膜を防げ、ガス流をスムーズで均一な濃度で基体表面へ供給可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を理解するための薄膜気相成長装置の断面図である。
【図２】同、薄膜気相成長装置の部分拡大断面図である。
【図３】同、他の薄膜気相成長装置の断面図である。
【図４】同、他の薄膜気相成長装置の断面図である。
【図５】同、更に他の薄膜気相成長装置の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における薄膜気相成長装置の断面図である。
【図７】従来例における薄膜気相成長装置の断面図である。
【符号の説明】
１…ヒーター、２…回転軸、３…ウェーハ、４…回転式サセプタ、５…端部、
６…ガス流出口、７…フード部、８…整流盤、９…ノズル部、
１０…反応ガス、１２…傾斜部、１３…頂部、１４…回転軸中心、
１５…反応炉、１６…薄膜気相成長装置、１７…ガス供給口、
１８…ガス供給部、１９…ボルト、２０…ガス導出口

Claims

周辺部に基体を載置するサセプタと、このサセプタの中心部に設けられた整流部と、前記整流部に対して原料ガスを導出するガス導出手段とからなり、導出された前記原料ガスが前記整流部に沿って前記周辺部へ導かれるように構成された気相成長装置において、
前記ガス導出手段のガス導出口に対向した前記整流部の対向面が実質的に、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面からなり、この整流面が前記傾斜の状態で前記周辺部にまで延びており、
前記サセプタに設けた凹部に前記基体が埋め込まれて前記サセプタ及び前記基体の表面が同一面をなし、かつ、前記整流部の整流面が、前記基体の側面の近傍であって前記基体とは非接触の位置まで延びており、
前記サセプタに関し前記整流部とは反対側における前記サセプタの近傍に、前記原料ガスを加熱分解するためのヒーターが配置されている
ことを特徴とする気相成長装置。
前記整流部の整流面が凸状曲面を成しており、この曲面が前記整流部の中心線に関して対称形状となっている、請求項１に記載の気相成長装置。
前記整流部の整流面が直線状の面を成しており、この面が前記整流部の中心線に関して対称形状となっている、請求項１に記載の気相成長装置。
前記整流部の整流面が凹状曲面を成しており、この曲面が前記整流部の中心線に関して対称形状となっている、請求項１に記載の気相成長装置。
前記サセプタに対向して、前記ガス導出手段を有するフード状ガス案内手段が配置され、このガス案内手段が前記周辺部にまで延びていてこの周辺部にて前記サセプタとの間にガス流出口が形成されている、請求項１に記載の気相成長装置。
前記サセプタと前記ガス案内手段との間の間隔が前記周辺部側へ漸次小さくなるように前記ガス案内手段が拡径されている、請求項５に記載の気相成長装置。
前記導出ガスとして有機金属化合物ガスを用いる化学的気相成長に適用される、請求項１に記載の気相成長装置。
前記サセプタが前記ガス案内手段に対して相対的に回転する、請求項５に記載の気相成長装置。
サセプタの周辺部に基体を載置し、前記サセプタの中心部に設けられた整流部に対して原料ガスを導出して前記整流部に沿って前記周辺部へ導きながら、前記基体に気相成長を行うに際し、
前記ガス導出手段のガス導出口に対向した対向面が実質的に、全面において前記周辺部側へ連続して曲面状又は直線状に傾斜した整流面からなり、この整流面が前記傾斜の状態で、前記サセプタに設けた凹部に前記サセプタと同一面をなすように埋め込まれた前記基体の側面の近傍であって前記基体とは非接触の位置まで延びている前記整流部に沿って、前記ガス導出口からの前記原料ガスを前記基体上に導くと共に、
前記サセプタに関し前記整流部とは反対側における前記サセプタの近傍に配置したヒーターによって、前記原料ガスを加熱分解する
ことを特徴とする気相成長方法。
前記整流部の整流面を凸状曲面にし、この曲面を前記整流部の中心線に関して対称形状とする、請求項９に記載の気相成長方法。
前記整流部の整流面を直線状の面にし、この面を前記整流部の中心線に関して対称形状とする、請求項９に記載の気相成長方法。
前記整流部の整流面を凹状曲面にし、この曲面を前記整流部の中心線に関して対称形状とする、請求項９に記載の気相成長方法。
前記サセプタに対向して、前記ガス導出手段を有するフード状ガス案内手段を配置し、このガス案内手段を前記周辺部にまで延ばしてこの周辺部にて前記サセプタとの間にガス流出口を形成する、請求項９に記載の気相成長方法。
前記サセプタと前記ガス案内手段との間の間隔が前記周辺部側へ漸次小さくなるように前記ガス案内手段を拡径する、請求項１３に記載の気相成長方法。
前記導出ガスとして有機金属化合物ガスを用いる化学的気相成長に適用する、請求項９に記載の気相成長方法。
前記サセプタを前記ガス案内手段に対して相対的に回転させる、請求項１３に記載の気相成長方法。