JPS5950093A - 拡散炉型減圧気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気相成長装置に係り、特に筒状の反応答器内
にこれと垂直に比較的小さな間隔を置いて多数の試料を
配置するいわゆる拡散炉型を採用した気相成長装置に関
するものである。

気相成長装置には、従来、縦型、横型、バレル型の３つ
の方式が一般的に採用されているが、これらは構造的に
一回の処理枚数が少なく、その増加も現在限界に達して
きており、新たに拡散炉型、インライン型装置の開発が
急務となってきている。

しかしながら、拡散炉型装置においては、コールドウオ
ールによる加熱方式として、ランプ加熱方式、誘導加熱
方式等が考えられるが、均熱および熱効率の点で十分な
ものが々かった。

本発明の目的は、反応容器内にこれと垂直に配置された
試料をより均等に加熱して１つの試料内におけるエピタ
キシャル層の均一性および各試料間の均一性をはかると
共に、熱効率をも向上させるようにした拡散炉型減圧気
相成長装置を提供するにある。

かかる目的を達成するための本発明は、筒状の反応容器
と、同反応容器内に設けられた発熱源となるインナーチ
ー−ブと、同インナーチーーブ内に配置され試料をイン
ナーチー−プの長手方向に対して垂直に位置させて保持
するようにしたサセプタと、前記反応容器の外周に設け
られ前記インナーチー−プを誘導加熱またはランプ加熱
などにより加熱する加熱源と、前記反応容器に対するガ
スの給排手段とからなり、前記サセプタにより比較的小
さな間隔を置いて多数配列されている試料を、反応容器
内にあって前記試料の周囲を囲んでいるインナーチュー
ブの発熱によって加熱することにより、前記試料を均一
にかつ熱効率よく加熱し得るようにしたものである。

以下本発明の一実施例を示す第１図について説明する。

１は反応容器で、石英などの絶縁物で形成され、図にお
いて右端はフタ２にょシ開閉可能になされ、左端には排
気口３が設けられている。

反応容器１内には、はぼ同心的にインナーチー−ブ４が
設けられている。このインナーチューブ４は黒鉛等の導
電性物質で形成されている。インナーチューブ４内には
サセプタ５が設けられている。

このサセプタ５は、試料６をインナーチューブ４の長手
方向に対して垂直に位置させ、図示のように多数の試料
６を比較的小さな間隔を置いて拡散炉の場合と同様に配
列するようになっている。前記反応容器１の第１図にお
いて右端寄りにはノズル７が挿入されている。

反応容器１の外周には冷却配管８が設けられると共に、
その外方に前記インナーチー−プ４を誘導加熱するため
の加熱源である高周波誘導加熱コイル（以下、ワークコ
イルという）９が巻回されている。また、反応容器１の
外表面（内表面でもよい）には、インナーチューブ４か
らの輻射熱を反応容器１の内部へ反射させるために、Ｍ
ｇＯなどの赤外光反射率の良い絶縁性の反射膜１０が設
けられている。

次いで本装置の作用について説明する。フタ２を開き、
図示のように試料６を配列したサセプタ５をインナーチ
ー−プ４内にセットし、フタ２を閉じる。次に、排気口
３から排気しつつノズル７からパージガスを供給して空
気を排出すると共にワークコイル９に高周波電力を供給
し、気相成長のための一連の作業を開始する。

ワークコイル９への給電によりインナーチューブ４が誘
導加熱されて発熱する。このインナーチューブ４０発熱
により試料６が加熱される。このとき、インナーチュー
ブ４はその名のとおりチューブ状をしているため、その
内部へ向かう輻射熱は該インナーチュープ４内で反射を
繰り返し、インナーチー−ブ４内を効率よく、かつ均一
に加熱すると共に試料６に対して有効に作用する。イン
ナーチー−プ４から外方へ向かう輻射熱は、反射膜１０
によって反射され、反応容器ｉ内へ戻されるので、外部
の昇温を防ぐと共に試料６に対してより有効に作用する
。

なお、前記ワークコイル９への給電と共に冷却配管８に
冷却水を流し、ワークコイル９および反応容器１の周囲
の昇温をより低く押える。

試料６が所定温度に達したならば、ノズル７から反応容
器１内へ反応ガスを供給し、試料６の表面にエピタキシ
ャル層を生成する。このとき、試料６は、前記のように
それぞれ均一に加熱されているため、それぞれの試料６
間でのバラツキや各試料６内での厚さむらを押えてより
均一な厚さのエピタキシャル層を形成することができる
。なお、反応後の排気ガスおよび未反応の反応ガスは排
気口３から排出される。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、インナーチ
ューブ４に多数の孔（スリットも含む）１１を設け、こ
れらの孔１１から反応ガスなどがインナーチー−プ４内
へ流入するようにし、各試料６の表面に対する反応ガス
の供給濃度をより均一にし得るようにしたものである。

また、ノズル７は、反応容器１とインナーチー−プ４と
の間の空間内のほぼ全長にわたるように設けられ、その
長手方向に沿って設けられた適宜個数のノズル孔１２か
ら前記空間の長手方向のほぼ全域に一様に反応ガスを供
給するようになっている。さらにまた、反応容器１とイ
ンナーチー−プ４との間の空間の排気口３側の端部には
、石英々どで形成されたバッファ１３が設けられ、前記
空間内から排気口３へ反応ガスが直接流れてしまわない
ようになっている。

なお、このバッファ１３は、ノズル７からパージガスを
供給したとき、前記空間内のガスをより完全にパージガ
スに置換するため、完全に閉塞せずに若干ガスが通過す
るように形成することが好ましい。

第３図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、イン
ナーチューブ４の外側にガス流制御用チー−プ１４を設
け、これら両者によってインナーチー−プ４の外周に適
宜な断面積を有する環状のガス流路１５を形成し、ノズ
ル７によって反応ガスを該ガス流路１５へ供給して番孔
１１からより均一に反応ガスが流入し得るようにしたも
のであり、さらに加熱源としてワークコイル９の代りに
赤外光ランプ１６を用いたものである。１７は赤外光反
射板である。この場合、反応容器１およびガス流制御用
チー−プ１４は石英などの赤外光を透過する物質で形成
し、インナーチー−ブ４は黒鉛などの赤外光を吸収して
発熱する物質で形成する必要があり、第１図および第２
図に示した反射膜１０は無用で、この反射膜１０の代り
は赤外光反射板１７が行なう。

また、冷却配管８などの冷却手段は、図示のように、赤
外光反射板１７の外側に設ければよい。

以上述べたように本発明によれば、より多くの試料を均
一に加熱することができ、これにより多数の試料に対し
てより均一な気相成長を行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明のそれぞれ異なる実施例を
示す概要縦断面図である。 １・・・反応容器、　　２・・・フタ、３・・・排気口
、　４・・・インナーチューブ５・・・サセプタ、　　
６・・・試料、　　７・・・ノズル、１０・・・反射膜
、ＩＩ　・・・孔、１２・・・ノズル孔、Ｉ３　・　・
・バッファ、１４・　・　・ガス流制御用チー−プ、１
５・　・　・ガス流路、１６　・　・　・赤外光ランプ
（加熱源）、１７・・・赤外光反射板。 出願人　東芝機械株式会社 ９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　筒状の反応容器と、同反応容器内に設けられた発
   熱源となるインナーチューブと、同インナーチーープ内
   に配置され試料をインナーチー−プの長手方向に対して
   垂直に位置させて保持するサセプタと、前記反応容器の
   外周に設けられたインナーチューブ加熱源と、前記反応
   容器に対するガスの給排手段とからなる拡散炉型減圧気
   相成長装置。 ２６　　反応容器が絶縁物製で′あり、インナーチュー
   ブが導電性物質製であシ、インナーチー−ブ加熱源が高
   周波誘導加熱コイルである特許請求の範囲第１項記載の
   拡散炉型減圧気相成長装置。 ３、　反応容器が赤外光を透過する物質で形成され、イ
   ンナーチー−ブが赤外光を吸収する物質で形成され、イ
   ンナーチューブ加熱源が赤外光ランプでちる特許請求の
   範囲第１項記載の拡散炉型減圧気相成長装置。 ４、　反応容器がその内部に向って赤外光反射率を良く
   する処置を施こされている特許請求の範囲第１または２
   項記載の拡散炉型減圧気相成長装置。 ５、　反応容器がその外側に設けた冷却手段によって冷
   却可能になされている特許請求の範囲第１．２または４
   項記載の拡散炉型減圧気相成長装置。 ６、　インナーチューブが多数の孔を有し、この孔から
   インナーチューブ内へガスが流入するようになされてい
   る特許請求の範囲第１ないし５項のいずれか１項に記載
   の拡散炉型減圧気相成長装置。 ７　反応容器とインナーチューブとの間のガス排出側が
   ほぼ全面にわたって閉じられている特許請求の範囲第１
   ないし６項のいずれか１項に記載の拡散炉型減圧気相成
   長装置。 ８、　インナーチー−プと反応容器との間にガス流制御
   用チー−プが介在されている特許請求の範囲第１ないし
   ７項のいずれか１項に記載の拡散炉型減圧気相成長装置
   。