JPH09293681A - Vapor growth device - Google Patents
Vapor growth deviceInfo
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- JPH09293681A JPH09293681A JP10723696A JP10723696A JPH09293681A JP H09293681 A JPH09293681 A JP H09293681A JP 10723696 A JP10723696 A JP 10723696A JP 10723696 A JP10723696 A JP 10723696A JP H09293681 A JPH09293681 A JP H09293681A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤ，半導体レ
ーザ，ＨＥＭＴ，ＨＢＴなどの半導体素子の製造に用い
る気相成長装置に関し、特に、化合物半導体薄膜を形成
する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 apparatus used for manufacturing semiconductor devices such as LEDs, semiconductor lasers, HEMTs and HBTs, and more particularly to a vapor phase growth apparatus for forming a compound semiconductor thin film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】気相成長法として、ＭＯＣＶＤ法（有機
金属気相化学成長法）は、良好な結晶の各種化合物半導
体を量産性よく製造できる技術として、今日幅広く用い
られている。2. Description of the Related Art MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) as a vapor phase growth method is widely used today as a technology capable of mass-producing various compound semiconductors having good crystals with high mass productivity.
【０００３】その実用に伴い、一度の成長で多数のウエ
ハを製造する量産性が一層求められている。With the practical use, mass productivity for manufacturing a large number of wafers with one growth is further required.
【０００４】古典的なＭＯＣＶＤ装置の反応炉は、１枚
のウエハを反応管内で成長させるもので、ウエハに対す
る反応管の向きにより、縦型炉あるいは横型炉といわれ
るものであった。この反応炉を多数枚同時成長に適する
ように改良したものの１つとして、Ｐ．Ｍ．Ｆｒｉｊｌ
ｉｎｋがＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒ
ｏｗｔｈ，Ｖｏｌ．９３（１９８８） ｐｐ．２０７−
２１５に開示したプラネタリー炉がある。（以下、文献
１と記す。）この反応炉の上面断面図を図１０に示す。
これは、複数のウエハ１を円周上に配置し、中心に原料
ガスの導入管９１、９２を設置し、ここから原料ガス流
１００をウエハ１上を通って外周方向に放射状に流し、
外周壁に複数配置された排気管９３より排気する。その
際、内周側と外周側で大きな成長レート差が生じるの
で、ウエハを自公転させることにより成長レートを平均
化する。これにより、比較的小型の反応炉で多数のウエ
ハを均一性よく結晶成長することができる。The reaction furnace of the classical MOCVD apparatus is one in which a single wafer is grown in a reaction tube, and it is called a vertical furnace or a horizontal furnace depending on the orientation of the reaction tube with respect to the wafer. As one of the reactors improved to suit the simultaneous growth of a large number of sheets, P. M. Frijl
ink is Journal of Crystal Gr
owth, Vol. 93 (1988) pp. 207-
There is a planetary furnace disclosed in 215. (Hereinafter, referred to as Literature 1.) A top sectional view of this reaction furnace is shown in FIG.
In this, a plurality of wafers 1 are arranged on the circumference, raw material gas introduction pipes 91 and 92 are installed in the center, and a raw material gas flow 100 is passed radially from there over the wafer 1 in the outer peripheral direction.
The plurality of exhaust pipes 93 arranged on the outer peripheral wall exhaust the gas. At that time, since a large growth rate difference occurs between the inner circumference side and the outer circumference side, the growth rate is averaged by revolving the wafer. As a result, a large number of wafers can be crystallized with good uniformity in a relatively small reaction furnace.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の反応炉
は、多数枚成長に優れた構成をしているが、いくつかの
問題点がある。However, although the above-mentioned reactor has an excellent structure for growing a large number of wafers, it has some problems.
【０００６】第１の問題点は、ウエハの自公転により成
長レートを平均化しているため、層厚方向に成長レート
の異なる層が交互に堆積することである。これは厚膜の
場合には特に問題とならないが、量子井戸のように非常
に薄い層を積層する場合には、層厚ばらつきの要因とな
り、良品歩留まりが低下する。The first problem is that since the growth rate is averaged by the revolution of the wafer, layers having different growth rates are alternately deposited in the layer thickness direction. This is not a particular problem in the case of a thick film, but in the case of stacking a very thin layer such as a quantum well, it causes a variation in layer thickness, which lowers the yield of non-defective products.
【０００７】第２の問題点は、外周側に配置されている
各排気口の排気能力を均一に維持することが困難なこと
である。当初排気能力を均一にするように調整したとし
ても、排気管内に反応生成物が堆積するため、排気能力
のバランスがくずれやすい。一旦バランスがくずれる
と、成長レートの公転方向ばらつきが生じ、さらにバラ
ンスのくずれが重度の場合には、ガス流が大幅に乱れて
良質な結晶が成長できなくなる。The second problem is that it is difficult to uniformly maintain the exhaust capacity of each exhaust port arranged on the outer peripheral side. Even if the exhaust capacity is initially adjusted to be uniform, reaction products tend to be out of balance because reaction products accumulate in the exhaust pipe. Once the balance is lost, the growth rate varies in the direction of revolution, and when the balance is severely disturbed, the gas flow is significantly disturbed and good quality crystals cannot be grown.
【０００８】第３の問題点は、排気口が複数あるため、
反応生成物の堆積する領域が多くなるが、この反応生成
物は一般に有害あるいは発火性のため、反応生成物を定
期的に除去する作業が困難なことである。第４の問題点
は、理想的な半導体結晶を成長させる原子層成長をこの
反応炉で行う場合、ガス種を急激に切り替えて交互に供
給する必要があるため、そのため粉塵が反応炉内を舞う
などの悪影響が生じることである。The third problem is that since there are a plurality of exhaust ports,
Although the area where the reaction product accumulates increases, the reaction product is generally harmful or ignitable, which makes it difficult to periodically remove the reaction product. The fourth problem is that when atomic layer growth for growing an ideal semiconductor crystal is performed in this reaction furnace, it is necessary to rapidly switch the gas species and alternately supply gas, so that dust flies in the reaction furnace. It is that adverse effects such as.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明に係る請求項１に記載の気相成長装置は、複
数のウエハを円周上に配置して、一度に複数枚ウエハを
処理する反応炉を備えており、前記円の中心位置に前記
反応炉内のガスを排気する排気口を前記反応炉に設け、
前記反応炉の外周部に複数の原料ガスを導入する導入口
および該導入口に接続される導入管を設けたことを特徴
とする。In order to solve the above-mentioned problems, a vapor phase growth apparatus according to claim 1 of the present invention is arranged such that a plurality of wafers are arranged on a circumference and a plurality of wafers are arranged at a time. Is provided with an exhaust port for exhausting gas in the reaction furnace at the center position of the circle,
An introduction port for introducing a plurality of source gases and an introduction pipe connected to the introduction port are provided on the outer peripheral portion of the reaction furnace.
【００１０】請求項１に記載の気相成長装置では、原料
ガスを外周部から供給するため、外周側では未反応のた
め濃く、内周側では反応に伴い薄くなる。一方、原料ガ
ス濃度が同じであれば、成長レートは中心からの距離に
反比例し、外周側では遅く内周側では早くなる。この２
つの要因が打ち消し合うことにより、ウエハの外周・内
周によらずほぼ同一の成長レートを有する反応炉とする
ことができる。In the vapor phase growth apparatus according to the first aspect of the present invention, since the source gas is supplied from the outer peripheral portion, the outer peripheral portion is unreacted and therefore is thick, and the inner peripheral portion is thin due to the reaction. On the other hand, if the source gas concentration is the same, the growth rate is inversely proportional to the distance from the center, being slower on the outer peripheral side and faster on the inner peripheral side. This 2
By canceling out the two factors, it is possible to obtain a reactor having substantially the same growth rate regardless of the outer and inner circumferences of the wafer.
【００１１】請求項１で記載した気相成長装置の反応炉
の上面断面図を図１（ａ）に示す。ここでは導入管２は
４本とした。１はウエハ、３は排気口、４は反応炉外周
壁である。これによって、外周側・内周側によらずほぼ
同一の成長レートを有する反応炉とすることができる。A top sectional view of the reaction furnace of the vapor phase growth apparatus described in claim 1 is shown in FIG. Here, the number of the introduction tubes 2 is four. Reference numeral 1 is a wafer, 3 is an exhaust port, and 4 is an outer peripheral wall of the reaction furnace. This makes it possible to obtain a reactor having substantially the same growth rate irrespective of the outer peripheral side and the inner peripheral side.
【００１２】ただし、ガス流の直進性より、成長に適し
たガス流１００の他に、各導入管の間で逆方向に流れる
ガス流１０１により循環流を生じる領域１０２が生じ、
本来排気されるべきガスが再びウエハ上に流れるため、
このままでは良好な結晶成長はできないことがある。However, due to the straightness of the gas flow, in addition to the gas flow 100 suitable for growth, a region 102 in which a circulation flow is generated by the gas flow 101 flowing in the opposite direction between the respective introduction pipes,
Since the gas that should have been exhausted flows again onto the wafer,
In this case, good crystal growth may not be possible.
【００１３】請求項２に記載の気相成長装置は、外周部
に設けられた原料ガス導入管の向きを、前記円の中心方
向に対し若干角度をつけ、ガス流が渦巻状になるように
する。この角度は、導入管の延長方向が排気口の上を通
過しない向きであればよい。また、地球の自転によるコ
リオリの力と反発しないように、北半球では導入管の角
度の方向は、上から見て円の中心方向に対して右向き、
南半球では左向きとするのが望ましい。請求項２に記載
の気相成長装置の上面断面図を図１（ｂ）に示す。導入
管２の反応炉外周壁４への取り付け方向を、その延長線
上に排気口３が含まれないよう斜めにすることによっ
て、反応炉内の原料ガスは渦を巻くようになり、その結
果、逆方向ガス流１０１による循環流の占める領域１０
２は大幅に減る。In the vapor phase growth apparatus according to a second aspect of the present invention, the direction of the raw material gas introduction pipe provided on the outer peripheral portion is slightly angled with respect to the center direction of the circle so that the gas flow is spiral. To do. This angle may be a direction in which the extension direction of the introduction pipe does not pass above the exhaust port. In the Northern Hemisphere, the direction of the angle of the introduction tube is rightward with respect to the center of the circle so that it does not repel the Coriolis force due to the rotation of the earth.
In the Southern Hemisphere, it is desirable to face left. A top sectional view of the vapor phase growth apparatus according to claim 2 is shown in FIG. By making the installation direction of the introduction pipe 2 to the outer peripheral wall 4 of the reactor oblique so that the exhaust port 3 is not included in the extension line, the raw material gas in the reactor comes to swirl, and as a result, Region 10 occupied by the circulation flow due to the backward gas flow 101
2 is greatly reduced.
【００１４】請求項３の気相成長装置は、排気口に対向
する反応炉の位置に、渦巻き流を安定させる突起を設け
ることを特徴とする。A vapor phase growth apparatus according to a third aspect is characterized in that a projection for stabilizing the spiral flow is provided at a position of the reactor facing the exhaust port.
【００１５】請求項４の気相成長装置は、各導入口の間
に略三角柱状の整流材を設けることにより、原料ガスの
内周側から外周側への逆流を防止し、安定な流れを実現
することを特徴する。In the vapor phase growth apparatus according to the fourth aspect of the present invention, by providing a rectifying member having a substantially triangular prism shape between the respective inlets, a reverse flow of the raw material gas from the inner peripheral side to the outer peripheral side is prevented and a stable flow is achieved. It is characterized by realizing.
【００１６】請求項５の気相成長装置は、各反応炉の外
周壁とウエハとの間に、穴の開いた抵抗整流材をおくこ
とによって均一な流れを実現することを特徴とする。抵
抗整流材としては、スリット状のもの、メッシュ状のも
の、多孔状のものなどを用いる。特に、メッシュ状のも
の、多孔状のものは原料混合効果の強い抵抗整流材であ
り、反応炉に導入管が複数あることを利用して、各導入
管に別種の原料ガスを入れ、反応炉内部で混合させるこ
とに有効である。A vapor phase growth apparatus according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that a uniform flow is realized by placing a resistance rectifying material having holes between the outer peripheral wall of each reaction furnace and the wafer. As the resistance rectifying material, a slit-shaped material, a mesh-shaped material, a porous material, or the like is used. In particular, mesh-shaped and porous materials are resistance rectifying materials that have a strong effect of mixing the raw materials, and by utilizing the fact that there are multiple introduction tubes in the reaction furnace, put different kinds of raw material gas into each introduction tube, and Effective for mixing internally.
【００１７】請求項６の気相成長装置は、前記導入管と
隣合う導入管に、それぞれ異なる原料ガスを導入し、前
記ウエハを前記反応炉内で公転させることを特徴とす
る。この気相成長装置は、反応炉に導入管が複数あるこ
とを利用して、交互に別種の原料ガスを入れ、原料ガス
を混合せずにウエハを公転することによって両原料ガス
に交互に暴露させるようにしている。A sixth aspect of the vapor phase growth apparatus is characterized in that different raw material gases are introduced into the introduction pipe adjacent to the introduction pipe, and the wafer is revolved in the reaction furnace. This vapor phase growth system utilizes multiple inlet pipes in the reaction furnace, alternately feeds different types of source gases, and revolves the wafer without mixing the source gases to expose them to both source gases alternately. I am trying to let you.
【００１８】２種類の原料ガスを混合せずにウエハに交
互に供給する場合、各種類の原料ガスが１原子層ウエハ
表面に形成された時点で吸着が止まることがある。これ
をセルフリミティング機構という。この現象を利用し
て、ウエハを公転して２種類の原料ガスに交互に暴露す
ることによって原子層成長を行い、これによって更に均
一性・結晶品質に優れた理想的な半導体膜を形成する。When two kinds of raw material gases are alternately supplied to the wafer without being mixed, the adsorption may stop when each kind of raw material gas is formed on the surface of the monoatomic layer wafer. This is called a self-limiting mechanism. By utilizing this phenomenon, the wafer is revolved and alternately exposed to two kinds of raw material gases to perform atomic layer growth, thereby forming an ideal semiconductor film further excellent in uniformity and crystal quality.
【００１９】請求項７の気相成長装置は、前記導入管と
隣合う導入管との間にパージガスを流す配管を設けるこ
とを特徴とする。A vapor phase growth apparatus according to a seventh aspect is characterized in that a pipe for flowing a purge gas is provided between the introduction pipe and an adjacent introduction pipe.
【００２０】[0020]
（実施の形態１）本実施の形態では、気相成長装置とし
てＭＯＣＶＤ装置について説明する。ＡｌＧａＡｓ系半
導体結晶を成長するためのＭＯＣＶＤ装置の反応炉の上
面断面図を図２（ａ）に示す。本発明に係る反応炉は２
インチ径のウエハ１を４枚挿入できる。反応炉の外径は
４６ｃｍ、排気口３の内径は８ｃｍである。反応炉外周
壁４および整流材５の材質はステンレス鋼である。略三
角柱状の整流材を外周部に備える事によって、ガスの流
れを整流材５に沿うように整流することで、循環流を無
くすことができる。(Embodiment 1) In this embodiment, an MOCVD apparatus will be described as a vapor phase growth apparatus. FIG. 2A shows a cross-sectional top view of the reaction furnace of the MOCVD apparatus for growing the AlGaAs semiconductor crystal. The reactor according to the present invention has two
4 wafers with inch diameter can be inserted. The outer diameter of the reaction furnace is 46 cm, and the inner diameter of the exhaust port 3 is 8 cm. The material of the reactor outer peripheral wall 4 and the rectifying material 5 is stainless steel. By providing the rectifying member having a substantially triangular prism shape on the outer peripheral portion, the flow of gas is rectified along the rectifying member 5, so that the circulating flow can be eliminated.
【００２１】ＭＯＣＶＤ装置の反応炉の断面図を図２
（ｂ）に示す。天井部６はステンレス鋼であり、天井内
壁に石英板７を設置している。ウエハ１を置くサセプタ
８の材質はカーボンである。各ウエハ１は下面からラン
プ９によって加熱される。ウエハは自公転することによ
り、面内分布がさらに均一になる。反応炉中心軸に対す
るウエハの公転速度は標準４ｒｐｍ，ウエハ中心を軸と
する各ウエハの自転速度は標準１５ｒｐｍである。FIG. 2 is a sectional view of the reaction furnace of the MOCVD apparatus.
(B). The ceiling 6 is made of stainless steel, and the quartz plate 7 is installed on the inner wall of the ceiling. The material of the susceptor 8 on which the wafer 1 is placed is carbon. Each wafer 1 is heated by a lamp 9 from the lower surface. The in-plane distribution of the wafer becomes more uniform by revolving around its axis. The revolution speed of the wafer with respect to the central axis of the reaction furnace is 4 rpm as a standard, and the rotation speed of each wafer around the wafer center is 15 rpm as a standard.
【００２２】ガス導入口１０、１１は上下２段となって
おり、本実施の形態では下段の１１に原料ガス、上段の
導入管１０からパージガス（Ｈ2，Ｎ2あるいはＡｒ）を
供給する。このパージガスはガス流１０３として原料ガ
ス流１００の上を流れ、天井の石英板７に反応生成物が
堆積するのを防いでいる。また、ウエハ１への成長によ
り原料ガスが下流側（内周側）で薄くなる効果に加え、
上流側（外周側）では原料ガスが下層に多く含まれ、下
流側では拡散により下層の原料ガス濃度が薄くなること
により、内周側での成長レート増大が起こらないように
している。The gas inlets 10 and 11 are arranged in upper and lower two stages. In the present embodiment, the raw material gas is supplied to the lower stage 11 and the purge gas (H 2 , N 2 or Ar) is supplied from the upper stage inlet pipe 10. This purge gas flows as a gas flow 103 over the source gas flow 100, and prevents the reaction products from depositing on the quartz plate 7 on the ceiling. In addition to the effect that the raw material gas becomes thin on the downstream side (inner peripheral side) due to the growth on the wafer 1,
A large amount of raw material gas is contained in the lower layer on the upstream side (outer peripheral side), and the raw material gas concentration in the lower layer is thinned by diffusion on the downstream side, so that the growth rate does not increase on the inner peripheral side.
【００２３】導入管１０、１１の途中には、上段・下段
ともマスフローコントローラー１３・１４を設け、これ
によって、反応炉にバランスよくガスが流入するよう調
整している。Mass flow controllers 13 and 14 are provided in the upper and lower stages in the middle of the introduction pipes 10 and 11, respectively, so that the gas is adjusted to flow into the reactor in a well-balanced manner.
【００２４】排気口３の上には渦を安定に形成するため
の突起１５が設けてある。これがない場合、渦巻きの中
心が排気口の中心からずれ、蛇行することがある。排気
口３から排気管１６へとガスが流れる。本発明の反応炉
では排気口は１つなので、排気フィルター（トラップ）
１７を排気口の近傍に設置でき、排気管１６内への反応
生成物の堆積する部分を十分少なくできる。On the exhaust port 3, there is provided a projection 15 for stably forming a vortex. Without this, the center of the swirl may deviate from the center of the exhaust port and meander. Gas flows from the exhaust port 3 to the exhaust pipe 16. Since the reactor of the present invention has only one exhaust port, an exhaust filter (trap)
17 can be installed in the vicinity of the exhaust port, and the portion where the reaction product accumulates in the exhaust pipe 16 can be sufficiently reduced.
【００２５】また、従来の内周から外周へ原料ガスを流
す反応炉では、外周側に反応生成物が堆積するため外周
側配管がつまりやすく、ガス流のバランスが乱れやすか
ったが、本発明では図２（ｂ）に示すように、反応炉外
周壁４に接続された導入管２の中にマスフローコントロ
ーラー１４を設置することにより、外周側流量の精密な
調整が可能である。この設置位置は導入管であるため反
応生成物が堆積することはない。また、排気口３が反応
炉中央部に一つだけ設けられているため、排気の外周方
向バランスが問題になることもない。さらに、反応生成
物のダストは、勢いよく１つしかない排気管１６内を押
し流され、排気管内に堆積することなく排気フィルター
（トラップ）１７まで達し、ガス成分のみ排気ポンプ１
８に吸引される。反応堆積物を１箇所で集中的に管理す
ることによって、ＡｌＧａＡｓ系の有害な反応堆積物、
ＩｎＧａＡｓＰ系またはＡｌＧａＩｎＰ系の発火性の反
応堆積物を処理するのが非常に安全となる。Further, in the conventional reactor in which the raw material gas flows from the inner circumference to the outer circumference, the reaction product is deposited on the outer circumference, so that the piping on the outer circumference is apt to be clogged and the gas flow is easily disturbed. As shown in FIG. 2B, by installing the mass flow controller 14 in the introduction pipe 2 connected to the outer peripheral wall 4 of the reaction furnace, it is possible to precisely adjust the flow rate on the outer peripheral side. Since this installation position is the introduction pipe, reaction products do not deposit. Further, since only one exhaust port 3 is provided in the central portion of the reaction furnace, there is no problem in the balance of exhaust gas in the outer peripheral direction. Further, the dust of the reaction product is swiftly swept through the exhaust pipe 16 having only one, reaches the exhaust filter (trap) 17 without being accumulated in the exhaust pipe, and only the gas component is exhausted by the exhaust pump 1.
8 is sucked. By centrally managing reactive deposits at one place, harmful AlGaAs-based reactive deposits,
It is very safe to treat InGaAsP-based or AlGaInP-based ignitable reactive deposits.
【００２６】本実施の形態の反応炉へのガス導入方法と
しては、図２（ｃ）に示すように、複数の原料ガスを一
旦混合し導入元管１９で反応炉近傍へ運んだ後、各導入
管２に分配し、反応炉２０に導入している。As a method of introducing gas into the reaction furnace of the present embodiment, as shown in FIG. 2 (c), a plurality of raw material gases are once mixed and conveyed to the vicinity of the reaction furnace by the introduction source pipe 19, and then each It is distributed to the introduction pipe 2 and introduced into the reaction furnace 20.
【００２７】原料ガスとしては、ＴＭＧ（トリメチルガ
リウム）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＤＥＺ
（ジエチルジンク）、ＡｓＨ3、ＳｉＨ4を準備し、各ガ
スをＨ2で希釈して、膜成長に必要な原料ガスを混合し
導入管２より供給した。As a source gas, TMG (trimethylgallium), TMA (trimethylaluminum), DEZ
(Diethyl zinc), AsH 3 , and SiH 4 were prepared, each gas was diluted with H 2 , and the raw material gas required for film growth was mixed and supplied from the introduction pipe 2.
【００２８】ウエハ自公転を故意に停止してＡｌ0.14Ｇ
ａ0.86Ａｓ膜を成長した場合の膜厚の面内分布を図３
（ａ）に示す。横軸は反応炉の中心から測ったウエハの
位置Ｒ、縦軸は膜厚を成長時間で割った成長レートであ
る。参考として、文献１に示された面内分布を図３
（ｂ）に示す。これと比較して、自公転停止時でも膜厚
の面内分布がほとんど均一であることがわかる。By intentionally stopping the rotation of the wafer, Al 0.14 G
Fig. 3 shows the in-plane distribution of film thickness when a 0.86 As film is grown.
(A). The horizontal axis represents the wafer position R measured from the center of the reaction furnace, and the vertical axis represents the growth rate obtained by dividing the film thickness by the growth time. For reference, the in-plane distribution shown in Reference 1 is shown in FIG.
(B). In comparison with this, it can be seen that the in-plane distribution of the film thickness is almost uniform even when the rotation and revolution stop.
【００２９】次に、化合物半導体装置の量子井戸構造を
作製した。ｎ−ＧａＡｓ基板上にＡｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
（１μm）、ＧａＡｓ（３ｎｍ）、Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
（２０ｎｍ）、ＧａＡｓ（１ｎｍ）、Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓ（０．２μm）を成長した。成長速度は０．５ｎｍ／
ｓｅｃである。低温（４Ｋ）でフォトルミネッセンスを
観察し、１ｎｍのＧａＡｓ量子井戸からの発光を観察し
た。この発光から層厚のばらつきが分かるが、４枚のウ
エハ面内の各５点の発光波長のばらつきから、層厚ばら
つきの標準偏差は０．０３ｎｍと求められた。１ｎｍの
成長の間にウエハは約１／４回転しかしていないので、
自転による層厚平均化効果は関与していない。このこと
より、外周側・内周側によらず均一に膜成長しているこ
とがわかる。Next, a quantum well structure of a compound semiconductor device was produced. Al 0.5 Ga 0.5 As on n-GaAs substrate
(1 μm), GaAs (3 nm), Al 0.5 Ga 0.5 As
(20 nm), GaAs (1 nm), Al 0.5 Ga 0.5 A
s (0.2 μm) was grown. Growth rate is 0.5 nm /
sec. Photoluminescence was observed at low temperature (4K), and light emission from a 1 nm GaAs quantum well was observed. From this light emission, the variation in the layer thickness can be known, but the standard deviation of the variation in the layer thickness was determined to be 0.03 nm from the variation in the emission wavelength at each of 5 points on the surface of the four wafers. Since the wafer makes only about 1/4 rotation during the growth of 1 nm,
The layer thickness averaging effect due to rotation is not involved. From this, it can be seen that the film is grown uniformly regardless of the outer and inner circumferences.
【００３０】厚さ約２μmの成長を約１２０回繰り返し
たが、特に問題となる成長はなかった。その後反応炉を
開けて内部の清掃を行った。不要堆積物は排気管の内壁
に数ｍｍ堆積していたが、排気管径が８ｃｍと大きく、
排気能力には問題はなかった。また石英板７の内側には
若干堆積物があったが、はげ落ちてくるほどではなかっ
た。Growth with a thickness of about 2 μm was repeated about 120 times, but no particular problematic growth was found. After that, the reactor was opened to clean the inside. Unnecessary deposits were deposited on the inner wall of the exhaust pipe for several mm, but the exhaust pipe diameter was as large as 8 cm,
There was no problem with the exhaust capacity. There was some deposit inside the quartz plate 7, but it was not so large that it fell off.
【００３１】なお、本発明は以下の変更が可能である。The present invention can be modified as follows.
【００３２】ウエハは表面を上になるように設置した
が、表面を下にする設置方法としてもよく、その場合ウ
エハ表面へのダスト付着が低減できる。Although the wafer is installed so that the surface thereof faces upward, a method of installing the wafer such that the surface faces downward may be adopted, in which case dust adhesion to the wafer surface can be reduced.
【００３３】ウエハの加熱方法は、ランプ加熱の他、抵
抗加熱、ＲＦ加熱などでもよい。The method of heating the wafer may be resistance heating, RF heating, etc. in addition to lamp heating.
【００３４】ウエハは自公転させたが、自転のみ・公転
のみ・自公転なしとすることも可能であり、それによっ
て反応炉の機構を単純化できる。Although the wafer was rotated and revolved, it is also possible to rotate only, rotate only, and not rotate, thereby simplifying the mechanism of the reactor.
【００３５】導入ガスは上下２段としたが、特に分ける
必要はなく、またさらに多段に分けてもよい。The introduced gas is divided into two stages, upper and lower, but it is not necessary to divide it particularly, and it may be divided into multiple stages.
【００３６】光励起成長・光表面計測をおこなうための
光導入口を設けてもよい。なお赤外線温度計で計測する
ための窓は図示を省略している。A light inlet may be provided for performing photoexcited growth / light surface measurement. The window for measuring with the infrared thermometer is not shown.
【００３７】ここではＡｌＧａＡｓ系材料を成長した
が、本発明はＧａＡｓ系、ＧａＮ系、ＩｎＰ系、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＡｓ系、Ａｌ
ＧａＩｎＮ系などのIII-Ｖ族化合物半導体、ＺｎＭｇＣ
ｄＳＳｅ、ＨｇＣｄＴｅなどのII-ＶI族化合物半導体に
適用できる。Although an AlGaAs material was grown here, the present invention is based on GaAs, GaN, InP and AlG.
aInP type, InGaAsP type, InGaAs type, Al
III-V group compound semiconductors such as GaInN, ZnMgC
It can be applied to II-VI group compound semiconductors such as dSSe and HgCdTe.
【００３８】（実施の形態２）本実施の形態２におい
て、反応炉の上面図を図４（ａ）に示す。これは構造的
には実施の形態１において示した図２（ａ）と同じであ
るが、原料ガスの供給方法が異なっている。(Embodiment 2) In this Embodiment 2, a top view of the reaction furnace is shown in FIG. This is structurally the same as FIG. 2A shown in the first embodiment, but the method of supplying the source gas is different.
【００３９】図４（ａ）に示す反応炉につながる配管系
は、図４（ｂ）に示すように、アルキル原料（ＴＭＧ，
ＴＭＡ）を導入元管２１ａから、ハイドライド原料（Ａ
ｓＨ3）を導入元管２１ｂから供給し、それぞれ４本の
導入管２２ａ、２２ｂに分配している。これは、図４
（ｂ）に示すようにマスフローコントローラー２３ａ、
２３ｂを通したのち、反応炉２０に導入しており、その
ため原料ガス流は反応炉内部でも混じり合う事なく、ウ
エハ１が公転によって、ガス流１０４ａ、１０４ｂの下
を交互に通過する。これにより、ウエハに達する前での
原料ガスの反応及び反応生成物の結晶上への堆積を極力
少なくできる。The piping system connected to the reaction furnace shown in FIG. 4 (a) is, as shown in FIG. 4 (b), an alkyl raw material (TMG,
TMA is introduced from the introduction source pipe 21a to the hydride raw material (A
sH 3 ) is supplied from the introduction source pipe 21b and distributed to the four introduction pipes 22a and 22b, respectively. This is shown in FIG.
As shown in (b), the mass flow controller 23a,
After passing through 23b, it is introduced into the reaction furnace 20, so that the raw material gas flow does not mix inside the reaction furnace, and the wafer 1 revolves and alternately passes under the gas flows 104a and 104b. As a result, the reaction of the source gas and the deposition of the reaction product on the crystal before reaching the wafer can be minimized.
【００４０】特に、基板温度を６００℃以下にし、ウエ
ハ１がガス流１０４ａ、１０４ｂの下を通る時間をそれ
ぞれ２秒程度にするなど成長条件を調節することによっ
て、アルキル原料（ＴＭＧ，ＴＭＡ）が供給された場合
にウエハ上に１原子層のみ堆積してそれ以上堆積しない
セルフリミティング機構が働き、次にハイドライドガス
（ＡｓＨ3）を供給することによってアルキル基が除去
され、Ｖ族原子（Ａｓなど）とIII族原子（Ｇａ、Ａ
ｌ）が原子層毎に成長したIII-Ｖ族化合物半導体とな
る。In particular, by adjusting the growth conditions such that the substrate temperature is set to 600 ° C. or lower and the time for the wafer 1 to pass under the gas flows 104a and 104b is set to about 2 seconds, the alkyl raw materials (TMG, TMA) are removed. When supplied, a self-limiting mechanism that deposits only one atomic layer on the wafer and prevents further deposition, and then the hydride gas (AsH 3 ) is supplied to remove the alkyl group and remove the group V atom (As Etc.) and group III atoms (Ga, A
l) becomes a III-V group compound semiconductor grown for each atomic layer.
【００４１】なお、原料ガス流１０４ａがウエハ上に来
る位置に連続的に光（紫外線・可視光など）を照射し、
原料ガスの分解を促進してもよい。これにより、より低
温（例えば５００℃以下）で理想的な原子層成長が可能
になる。It should be noted that light (ultraviolet rays, visible light, etc.) is continuously irradiated to the position where the source gas stream 104a comes on the wafer,
The decomposition of the raw material gas may be promoted. This enables ideal atomic layer growth at lower temperatures (eg, 500 ° C. or lower).
【００４２】また、ここでは２種類のガスをIII族ガス
とＶ族ガスとしたが、II族ガスとＶI族ガスの組み合わ
せとすれば、II-ＶI族半導体の結晶成長が可能となる。Although the two kinds of gases are the group III gas and the group V gas here, if the group II gas and the group VI gas are combined, the crystal growth of the II-VI semiconductor becomes possible.
【００４３】（実施の形態３）本実施の形態における反
応炉の上面断面図を図５（ａ）に示す。これは構造的に
は実施の形態１において示した図２（ａ）と同じである
が、原料ガスの供給方法が異なっている。(Embodiment 3) FIG. 5A is a cross-sectional top view of a reaction furnace according to the present embodiment. This is structurally the same as FIG. 2A shown in the first embodiment, but the method of supplying the source gas is different.
【００４４】本実施の形態３の気相成長装置につながる
配管系は、図５（ｂ）に示すように、アルキル原料（Ｔ
ＭＧ，ＴＭＡ）を導入元管２１ａから、ハイドライド原
料（ＡｓＨ3）を導入元管２１ｂから供給し、それぞれ
２本の導入管２２ａ、２２ｂに分配し、また、パージガ
スＨ2を導入元管２１ｃから供給し、４本の導入管２２
ｃから反応炉２０に導入した。マスフローコントローラ
ー２３ａ、２３ｂを通したのち、反応炉２０に導入して
おり、そのため原料ガス流は反応炉内部でも混じり合う
事なく、ウエハ１が公転によって、原料ガス流１０４
ａ，１０４ｃ，１０４ｂ，１０４ｃの下を交互に通過す
る。これにより、アルキル原料ガス流とハイドライド原
料ガス流がパージガス流によって反応炉内で完全に分離
されるため、原子層成長がより完全になる。As shown in FIG. 5B, the piping system connected to the vapor phase growth apparatus of the third embodiment has an alkyl raw material (T
(MG, TMA) is supplied from the introduction source pipe 21a, hydride raw material (AsH 3 ) is supplied from the introduction source pipe 21b, and each is distributed to the two introduction pipes 22a and 22b, and the purge gas H 2 is supplied from the introduction source pipe 21c. Supply, 4 introduction pipes 22
It was introduced into the reaction furnace 20 from c. After passing through the mass flow controllers 23a and 23b, it is introduced into the reaction furnace 20. Therefore, the raw material gas flow does not mix even inside the reaction furnace, and the wafer 1 revolves to move the raw material gas flow 104
It passes under a, 104c, 104b and 104c alternately. As a result, the alkyl source gas stream and the hydride source gas stream are completely separated in the reactor by the purge gas stream, so that atomic layer growth becomes more complete.
【００４５】このように、原料を含まないパージガス
（例えばＨ2あるいはＮ2）を流す導入管２２ｃを、導入
管２２ａと２２ｂの間に挿入することにより、２種類の
原料ガスの混合を完全に防止することができ、原子層成
長に好適である。このような公転によるウエハへの原料
ガスの交互供給では、原料ガスの頻繁な切り替えが不要
なため、切り替えに伴うガス流の乱れとそれによる粉塵
が生じず、またバルブの摩耗がほとんどない。In this way, the introduction pipe 22c for flowing the purge gas containing no raw material (for example, H 2 or N 2 ) is inserted between the introduction pipes 22a and 22b to completely mix the two kinds of raw material gases. It can be prevented and is suitable for atomic layer growth. In such alternate supply of the raw material gas to the wafer by the revolution, frequent switching of the raw material gas is not required, so that the turbulence of the gas flow and dust due to the turbulence of the gas flow are not generated, and the valve is hardly worn.
【００４６】原子層成長の条件としては、実施の形態２
で示した条件と同様に、基板温度を６００℃以下にし、
ウエハ１が原料ガス流１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの
下を通る時間をそれぞれ２秒程度にするなど成長条件を
調節することによって、アルキル原料（ＴＭＧ，ＴＭ
Ａ）が供給された場合にウエハ上に１原子層のみ堆積し
てそれ以上堆積しないセルフリミティング機構が働き、
その後にパージガスによって残留原料ガスが除去され、
次にハイドライドガス（ＡｓＨ3）を供給することによ
ってアルキル基が除去され、Ｖ族原子（Ａｓなど）とII
I族原子（Ｇａ、Ａｌ）が原子層毎に成長したIII-Ｖ族
化合物半導体となる。この場合、Ｖ族ガスとIII族ガス
とが気相中で全く交じり合わず、両者の気相中での反応
が生じないため、実施の形態３に比べ膜質がさらに向上
する場合がある。The conditions for the atomic layer growth are as follows:
In the same manner as the conditions shown in, set the substrate temperature to 600 ° C or lower,
By adjusting the growth conditions such that the time for the wafer 1 to pass under the source gas flows 104a, 104b and 104c is about 2 seconds, the alkyl source (TMG, TM
When (A) is supplied, a self-limiting mechanism that deposits only one atomic layer on the wafer and prevents further deposition,
After that, the residual gas is removed by the purge gas,
Then, by supplying hydride gas (AsH 3 ), the alkyl group is removed, and the group V atom (such as As) and II are removed.
It becomes a III-V group compound semiconductor in which group I atoms (Ga, Al) grow in each atomic layer. In this case, the group V gas and the group III gas do not mix at all in the gas phase, and the reaction in the gas phase does not occur. Therefore, the film quality may be further improved as compared with the third embodiment.
【００４７】（実施の形態４）本実施の形態４では、抵
抗整流材を有した反応炉の上面断面図および断面図を図
６（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。特に指示しない部分
は実施の形態１と共通である。本実施の形態４では外周
壁とウエハとの間に抵抗整流材２４ａを設けている。(Embodiment 4) In Embodiment 4, a top sectional view and a sectional view of a reaction furnace having a resistance rectifying material are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), respectively. The parts not particularly specified are the same as those in the first embodiment. In the fourth embodiment, the resistance rectifying material 24a is provided between the outer peripheral wall and the wafer.
【００４８】抵抗整流材２４ａの断面の拡大図を図７
（ａ）に示す。これは長さ１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの
斜めスリットが、その向きが排気口３の方向（点線矢印
で示す）から４５゜右方向を向くように２ｍｍ間隔に密
集して並べられている。これにより、反応炉外周壁４と
抵抗整流材２４ａの間の空間１０５に一旦閉じ込めら
れ、空間１０５と反応炉内部との圧力差によって徐々に
原料ガスが流れ、また抵抗整流材２４ａのスリットの働
きにより、渦巻き状のガス流となる。An enlarged view of the cross section of the resistance rectifying material 24a is shown in FIG.
(A). In this, diagonal slits having a length of 10 mm and a thickness of 0.5 mm are densely arranged at intervals of 2 mm so that the direction thereof faces 45 ° to the right from the direction of the exhaust port 3 (shown by a dotted arrow). As a result, the raw material gas is once confined in the space 105 between the outer peripheral wall 4 of the reaction furnace and the resistance rectifying material 24a, the raw material gas gradually flows due to the pressure difference between the space 105 and the inside of the reaction furnace, and the slits of the resistance rectifying material 24a work. This creates a spiral gas flow.
【００４９】本実施の形態では上段・下段のガス導入口
１０、１１と抵抗整流材２４ａの間に、上段と下段の気
流の混合を防止する分流壁２５が設けられている。その
結果、上段・下段のそれぞれのガスについて独立に抵抗
整流材２４ａが働く。In the present embodiment, a flow dividing wall 25 is provided between the upper and lower gas introduction ports 10 and 11 and the resistance rectifying material 24a to prevent the upper and lower airflows from being mixed. As a result, the resistance rectifying material 24a works independently for each of the upper and lower gas.
【００５０】本実施の形態の反応炉内部は、形状が回転
対称であるので、ガス流の乱れや循環流の懸念がまった
くない。Since the inside of the reactor of the present embodiment is rotationally symmetrical in shape, there is no concern about gas flow turbulence or circulating flow.
【００５１】なお、本実施の形態は以下の変形が可能で
ある。The following modifications can be made to this embodiment.
【００５２】本実施の形態における抵抗整流材２４ａ
は、斜めスリット状であるが、他の形状であってもよ
い。その場合については詳細は実施の形態６に開示す
る。The resistance rectifying material 24a in the present embodiment
Has an oblique slit shape, but may have another shape. Details of this case will be disclosed in the sixth embodiment.
【００５３】原料ガスの反応炉への供給は、原料ガスを
予め一旦混合してから各導入口１１を介して導入しても
よく、また各原料ガスを各導入口１１にそれぞれ独立に
導入してもよい。この場合、抵抗整流材２４ａの抵抗が
大きいと原料ガスは空間１０５で完全に混合されるが、
逆に抵抗整流材２４ａの抵抗を小さくすることにより、
原料ガスを分離したままウエハ上に供給でき、実施の形
態２の場合に近くなる。To supply the raw material gas to the reaction furnace, the raw material gas may be mixed once and then introduced through the respective inlets 11. Alternatively, the respective raw material gases may be independently introduced into the respective inlets 11. May be. In this case, if the resistance of the resistance rectifying material 24a is large, the raw material gas is completely mixed in the space 105,
Conversely, by reducing the resistance of the resistance rectifying material 24a,
The source gas can be supplied on the wafer while being separated, which is close to the case of the second embodiment.
【００５４】導入口１０、１１は上下２段としたが、１
段あるいは多段でもよい。上下のガスを分離するための
分流壁２５はなくてもよい。上下２段の導入口は重ねた
が、円周方向にずらして配置してもよい。The inlets 10 and 11 are arranged in two stages, upper and lower, but
It may be multi-tiered or multi-tiered. The flow dividing wall 25 for separating the upper and lower gases may be omitted. Although the two upper and lower inlets are overlapped, they may be arranged so as to be displaced in the circumferential direction.
【００５５】（実施の形態５）本実施の形態の反応炉の
上面断面図を図８に示す。本実施の形態では実施の形態
４と同様に外周に斜めスリット状の抵抗整流材２４ａを
設けている他に、各配管から反応炉２０に導入されたガ
スが抵抗整流材２４ａの手前では分離するためのガス分
離壁２６が設けられている。これにより、ガスは抵抗整
流材２４ａの手前では混合されずに、直接反応炉１へ供
給される。これにより、原子層成長に適した原料ガスの
分離供給が実現される。(Embodiment 5) FIG. 8 shows a cross-sectional top view of a reaction furnace of the present embodiment. In the present embodiment, in addition to the diagonal slit-shaped resistance rectifying material 24a being provided on the outer periphery similarly to the fourth embodiment, the gas introduced into the reaction furnace 20 from each pipe is separated before the resistance rectifying material 24a. A gas separation wall 26 is provided for this purpose. As a result, the gas is directly supplied to the reaction furnace 1 without being mixed before the resistance rectifying material 24a. Thereby, the separation and supply of the source gas suitable for the atomic layer growth is realized.
【００５６】ガスの配管形態としては、図４（ｂ）に示
すように２種類の原料ガスを交互の配管から供給する場
合と、図５（ｂ）に示すように２種類の原料ガス及びパ
ージガスを交互の配管から供給する場合のいずれであっ
ても良い。As the gas piping form, as shown in FIG. 4 (b), two kinds of raw material gas are supplied from alternate piping, and as shown in FIG. 5 (b), two kinds of raw material gas and purge gas are used. May be supplied from alternate pipes.
【００５７】（実施の形態６）本実施の形態の反応炉の
上面断面図を図９に示す。本実施の形態においてはガス
流を渦巻状にはしていないが、循環流が生じないように
工夫されている。本実施の形態で用いている抵抗整流材
２４ｂを図７（ｂ）に示す。点線の矢印は排気口３の方
向を示す。これはステンレス製の２枚のメッシュを約３
ｍｍ離して設置している。原料ガスは外周壁４と抵抗整
流材２４ｂの間の空間に一旦閉じ込められ、前記空間と
反応炉内部との圧力差によってガス流が徐々に流れる。
また本実施の形態で用いることのできる抵抗整流材２４
ｃを図７（ｃ）に示す。これは、直径１ｍｍ程度の多数
の穴を有する２枚のステンレス板を７ｍｍ離して設置し
ている。原料ガスは反応炉外周壁４と抵抗整流材２４ｃ
の間の空間に一旦閉じ込められ、前記空間と反応炉内部
との圧力差によってガス流が徐々に流れる。(Embodiment 6) FIG. 9 shows a cross-sectional top view of a reaction furnace of the present embodiment. In the present embodiment, the gas flow is not spiral, but it is devised so that a circulating flow is not generated. The resistance rectifying material 24b used in the present embodiment is shown in FIG. The dotted arrow indicates the direction of the exhaust port 3. This is about 3 mesh of 2 stainless steel mesh
Installed at a distance of mm. The raw material gas is temporarily confined in the space between the outer peripheral wall 4 and the resistance rectifying material 24b, and the gas flow gradually flows due to the pressure difference between the space and the inside of the reactor.
In addition, the resistance rectifying material 24 that can be used in the present embodiment
c is shown in FIG. In this, two stainless steel plates having a large number of holes each having a diameter of about 1 mm are placed 7 mm apart. The raw material gas is the outer wall 4 of the reactor and the resistance rectifying material 24c.
Once confined in the space between them, the gas flow gradually flows due to the pressure difference between the space and the inside of the reactor.
【００５８】抵抗整流材２４ｂ、２４ｃは、抵抗整流材
２４ａと異なり、ガス流を渦巻きにする効果はないが、
抵抗整流材２４ｂ、２４ｃが外周部に均一に配置されて
いるため、これにより外周部から均一にガスが流入する
ようになるため、循環流や不均一なガス流は生じなく、
極めて良質な結晶成長が実現できる。Unlike the resistance rectifying material 24a, the resistance rectifying materials 24b and 24c have no effect of swirling the gas flow.
Since the resistance rectifying members 24b and 24c are uniformly arranged on the outer peripheral portion, the gas flows uniformly from the outer peripheral portion, so that a circulating flow or a non-uniform gas flow does not occur.
Extremely high quality crystal growth can be realized.
【００５９】本実施の形態では実施の形態５と同様に各
配管から反応炉１に導入されたガスが抵抗整流材２４ｂ
または２４ｃの手前で分離されるためのガス分離壁２７
が設けられている。これにより、ガスは抵抗整流材２４
ｂまたは２４ｃの手前では混合されずに、ウエハ１へ供
給される。これにより、原子層成長に適した原料ガスの
分離供給が実現される。なお、ガス分離壁２７を用いな
い場合は、通常の予め混合された原料ガスを供給し、原
子層成長でない通常のＭＯＣＶＤ成長を行うことも可能
である。また、抵抗整流材１６ｂ、１６ｃを用いて原料
ガスをウエハ上に供給する場合には、抵抗整流材１６
ｂ、１６ｃ直前空間１０５でのガス混合効果が強いの
で、各原料ガスを予め混合する事なく独立に反応炉に導
入し、反応炉内で混合することができ、導入口などでの
反応生成物を抑えることができる。In the present embodiment, as in the fifth embodiment, the gas introduced into the reaction furnace 1 from each pipe is the resistance rectifying material 24b.
Or a gas separation wall 27 for separation before 24c
Is provided. As a result, the gas flows in the resistance rectifying material 24
Before b or 24c, they are supplied to the wafer 1 without being mixed. Thereby, the separation and supply of the source gas suitable for the atomic layer growth is realized. When the gas separation wall 27 is not used, it is possible to supply normal premixed source gases and perform normal MOCVD growth that is not atomic layer growth. When the source gas is supplied onto the wafer using the resistance rectifying materials 16b and 16c, the resistance rectifying material 16b is used.
b, 16c Since the gas mixing effect in the space 105 immediately before is strong, each raw material gas can be independently introduced into the reaction furnace without being mixed in advance, and can be mixed in the reaction furnace. Can be suppressed.
【００６０】[0060]
【発明の効果】本発明によれば、多数のウエハに半導体
膜を成長できるＭＯＣＶＤ装置において、外周側から内
周側へ渦状にもしくは抵抗整流材を用いて原料ガスを流
すことにより、循環流のない安定したガス流を作ること
ができる。そのため良質な膜を層厚方向に対して成長レ
ートのばらつきなく成長することができ、量子井戸など
の微細な構造をウエハ内の面内分布の膜厚ばらつきなく
作ることができる。According to the present invention, in a MOCVD apparatus capable of growing a semiconductor film on a large number of wafers, a source gas is swirled from the outer circumference side to the inner circumference side or by using a resistance rectifying material, so that the circulation flow can be improved. Can create a stable gas flow. Therefore, a good quality film can be grown in the layer thickness direction without variations in the growth rate, and a fine structure such as a quantum well can be formed without variations in the in-plane film thickness within the wafer.
【００６１】また本発明によれば、有害あるいは発火性
の不要反応生成物が中心部に配置された排気管の管壁お
よび排気管に接続されたフィルター（トラップ）に達す
るが、強いガス流のために管壁への付着が少なく、また
排気管を短くできるためフィルターに効率よく集塵され
る。従って安全にメンテナンスを行うことができる。Further, according to the present invention, harmful or ignitable unnecessary reaction products reach the pipe wall of the exhaust pipe arranged at the center and the filter (trap) connected to the exhaust pipe, but the strong gas flow Therefore, the adhesion to the pipe wall is small, and the exhaust pipe can be shortened, so that dust is efficiently collected by the filter. Therefore, maintenance can be performed safely.
【００６２】さらに本発明によれば、２種類の原料ガス
を交互の導入管から連続供給するだけで、ウエハを公転
させることにより、理想的な成長である原子層成長を行
うことができる。Further, according to the present invention, the atomic layer growth, which is an ideal growth, can be performed by revolving the wafer only by continuously supplying the two kinds of source gases from the alternate introduction pipes.
【図１】本発明に係る気相成長装置の反応炉の構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a reaction furnace of a vapor phase growth apparatus according to the present invention.
【図２】実施の形態１に示す気相成長装置の構成を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the vapor phase growth apparatus shown in the first embodiment.
【図３】本発明に係る気相成長装置と従来の装置のウエ
ハ自公転停止時の膜厚分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a film thickness distribution of a vapor phase growth apparatus according to the present invention and a conventional apparatus at the time of stopping the rotation of the wafer.
【図４】実施の形態２に示すＭＯＣＶＤ装置の反応炉の
構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a reaction furnace of the MOCVD apparatus shown in the second embodiment.
【図５】実施の形態３に示すＭＯＣＶＤ装置の反応炉の
構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a reaction furnace of the MOCVD apparatus shown in the third embodiment.
【図６】実施の形態４に示すＭＯＣＶＤ装置の反応炉の
構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a reaction furnace of the MOCVD apparatus shown in Embodiment 4.
【図７】各種抵抗整流材の説明図を示す。FIG. 7 is an explanatory view of various resistance rectifying materials.
【図８】実施の形態５に示すＭＯＣＶＤ装置の反応炉の
構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a structure of a reaction furnace of the MOCVD apparatus shown in the fifth embodiment.
【図９】実施の形態６に示すＭＯＣＶＤ装置の反応炉の
構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a structure of a reaction furnace of the MOCVD apparatus shown in the sixth embodiment.
【図１０】従来のＭＯＣＶＤ装置の反応炉の構成を示す
図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a reaction furnace of a conventional MOCVD apparatus.
１ ウエハ ２、１２、２２ａ〜２２ｃ 導入管 ３ 排気口 ４ 反応炉外周壁 ５ 整流材 ６ 天井部 ７ 石英板 ８ サセプタ ９ 加熱ランプ １０、１１ 導入口 １３、１４、２３ａ〜２３ｂ マスフローコントローラ
ー １５ 突起 １６ 排気管 １７ 排気フィルター １８ 排気ポンプ １９、２１ａ〜２１ｃ 導入元管 ２０ 反応炉 ２４ａ〜２４ｃ 抵抗整流材 ２５ 分流壁 ２６、２７ ガス分離壁DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer 2, 12, 22a-22c Introducing pipe 3 Exhaust port 4 Reactor outer peripheral wall 5 Rectifying material 6 Ceiling part 7 Quartz plate 8 Susceptor 9 Heating lamp 10, 11 Inlet port 13, 14, 23a-23b Mass flow controller 15 Protrusion 16 Exhaust pipe 17 Exhaust filter 18 Exhaust pump 19, 21a to 21c Introducing pipe 20 Reactor 24a to 24c Resistance rectifying material 25 Dividing wall 26, 27 Gas separation wall
Claims (7)
に複数枚ウェハを処理する反応炉を備えた気相成長装置
において、 前記円周の中心位置に前記反応炉内のガスを排気する排
気口を設け、 前記反応炉の外周部に原料ガスを導入する複数の導入口
および該導入口に接続される導入管を設けたことを特徴
とする気相成長装置。1. A vapor phase growth apparatus equipped with a reactor in which a plurality of wafers are arranged on a circumference and a plurality of wafers are processed at a time, wherein a gas in the reactor is placed at a central position of the circumference. A vapor phase growth apparatus comprising an exhaust port for exhausting gas, a plurality of inlets for introducing a raw material gas, and an inlet pipe connected to the inlets, provided in an outer peripheral portion of the reaction furnace.
た線上に排気口がかからない方向で、 且つ、導入された前記原料ガスが渦を巻く方向に前記導
入管を備えたことを特徴とする請求項１に記載の気相成
長装置。2. The introduction pipe is provided with the introduction pipe in a direction in which the exhaust port does not come on a line obtained by extending the introduction pipe in a straight line and in a direction in which the introduced raw material gas swirls. The vapor phase growth apparatus according to claim 1.
突起を設けたことを特徴とする請求項１乃至２に記載の
気相成長装置。3. At the position of the reactor facing the exhaust port,
The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein a projection is provided.
に、原料ガス流を一定方向に流す整流材を配置したこと
を特徴とする請求項１乃至３に記載の気相成長装置。4. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein a rectifying material that causes a source gas flow to flow in a certain direction is arranged on an outer wall portion between the inlet and an inlet adjacent to the inlet. .
流の経路上に、抵抗整流材を設けたことを特徴とする請
求項１乃至４に記載の気相成長装置。5. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein a resistance rectifying material is provided on the path of the raw material gas flow from the inlet to the wafer.
異なる原料ガスを導入し、 前記ウエハを前記反応炉内で公転させることを特徴とす
る請求項１乃至５に記載の気相成長装置。6. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein different raw material gases are introduced into the introduction pipe adjacent to the introduction pipe, and the wafer is revolved in the reaction furnace. .
ジガスを流す配管を設けることを特徴とする請求項６に
記載の気相成長装置。7. The vapor phase growth apparatus according to claim 6, wherein a pipe for flowing a purge gas is provided between the introduction pipe and an adjacent introduction pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10723696A JP3231996B2 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Vapor phase growth equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10723696A JP3231996B2 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Vapor phase growth equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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