JPH01251710A

JPH01251710A - 気相成長装置

Info

Publication number: JPH01251710A
Application number: JP7877788A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Honda; 本多　恭章; Keiichi Akagawa; 赤川　慶一; Takashi Haraguchi; 貴史原口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-06
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2718693B2

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】［発明の構成］（産業上の利用分野）本発明は化合物半導体の製造に用いられる気相成長装置
に関する。

（従来の技術）ペテロ構造の化合物半導体を製造する際に用いられる従
来の代表的な気相成長装置を第７図を参照して説明する
。第７図において、石英反応炉１内には底部から支持棒
２が挿入され、この支持棒２上にカーボンサセプタ３が
支持され、その上に結晶基板４が載せられる。上記支持
棒２は図示しないモータにより回転される。反応炉１の
外周には上記カーボンサセプタ３の位置に対応して高周
波コイル５が配置されている。また、反応炉１の上部に
は供給口６が、反応炉１の底部には排出ロアがそれぞれ
設けられている。

このような気相成長装置を用い、高周波コイル５により
カーボンサセプタ３を７００〜８００　’Ｃに加熱し、
それによって結晶基板４を同温度に加熱した状態で供給
口６から反応ガスを供給し、結晶基板４上に化合物半導
体を反応成長させる。

しかしながら、反応ガスは全て結晶基板４上で反応し膜
に成長するわけではなく、反応ガスが下流に送られたと
きに反応炉１の側面や底面に反応生成物８が付着する。

特に、反応ガスは排出口７の方向へ集中して流れる傾向
があるので、反応生成物８が排出ロアに付着して最悪の
場合には排出ロアを閉塞させる。このことは反応炉１内
の圧力を上昇させる原因となり、良好な結晶成長が得ら
れなくなったり、反応炉１が破壊したりする。また、反
応生成物８が排出ロアの配管等に付着すると、解体して
洗浄しなければならず、生産性が落ちるという問題があ
る。

そこで、反応炉１の底部に受は皿ＩＯを設け、交換可能
にした装置もあるが、やはり反応生成物８が排出ロア付
近に集中的に付着するため、排出ロアが閉塞しやすい欠
点がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、反応生成物を効果的に捕集し、排出口が閉塞するの
を防止し、更には洗浄を簡便化できる気相成長装置を提
供することを目的、とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の気相成長装置は、反応炉内にサセプタを回転可
能に支持し、その上に結晶基板を載せ、反応炉内に反応
ガスを供給して反応させることにより、上記結晶基板上
に異なる組成の多層膜を成長さ°せる気相成長装置にお
いて、上記サセプタより下流側に、反応ガスの迂回流路
を構成し、反応生成物を捕集する捕集器を設けたことを
特徴とするものである。本発明において、捕集器は反応
炉に対して着脱可能な構造であることが望ましい。

（作用）このような気相成長装置によれば、サセプタの下流側に
設けられた捕集器内で反応ガスが迂回して長い距離を流
れる間に、反応生成物が落下したり壁面に付着する。ま
た、反応ガスは排出口の方向へ集中的に流れることはな
く、円周方向のどの位置でもほぼ均一に流れる。このた
め、従来と比べて、反応生成物の捕集容量が大幅に大き
くなっている。この結果、反応ガスが排出口に達した時
点では反応生成物がほとんどないので、反応生成物の付
着が少なく長期間にわたって排出口の閉塞を防止でき、
反応炉１１内の圧力上昇を招くことがなく、良好な結晶
成長を維持するとともに、反応炉の破壊も防止できる。

また、捕集器を反応炉に対して着脱可能にしておけば、
洗浄を簡便化して生産性を向上することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例における気相成長装置の断面
図である。第１図において、石英反応炉ｌｌ内には底部
から支持棒１２が挿入され、この支持棒１２上にカーボ
ンサセプタ１３が支持され、その上に結晶基板１４が載
せられる。上記支持棒１２は図示しないモータにより回
転される。反応炉１１の外周には上記カーボンサセプタ
１３の位置に対応して高周波コイル１５が配置されてい
る。反応炉１１の上部には供給口１６が設けられている
。そして、反応炉１１の底部には、蓋体１８を有する捕
集器１７が着脱可能に設けられている。捕集器１７には
下方から上方へ延びる壁面１７ａが同心円状に設けられ
、反応炉１１内部から外側に向かって順次リング状の第
１の溝１９、第２の溝２０、第３の溝２１が形成され、
一方蓋体１８には上方から下方へ延びる壁面１８ａが同
心円状に形成され、壁面１７ａと壁面１８ａとは径方向
に交互に配置されている。また、捕集器１７の最外周部
に排出口２２が接続されている。

このような気相成長装置を用い、高周波コイル１５によ
りカーボンサセプタ１３を７００〜８００℃に加熱し、
それによって結晶基板１４を同温度に加熱した状態で供
給口１Ｂから反応ガスを供給し、結晶基板１４上に化合
物半導体を反応成長させる。そして、サセプタ１３の下
流では、過剰の反応ガスは図中矢印で示すように壁面１
７ａｓ１８ａに沿って上下に迂回しながら内側から外側
に向かって、第１の溝１９、第２の溝２０、第３の溝２
１を順次通過して排出口２２から排出される。この間に
反応生成物２３は溝の底部に落下したり、壁面に付着す
るので、排出口２２に反応生成物２３が付着することは
ほとんどなく、長期間にわたって排出口２２の閉塞を防
止することができる。この結果、反応炉１１内の圧力上
昇を招くことがなく、良好な結晶成長を維持することが
でき、反応炉１１の破壊も防止することができる。

また、捕集器１７及び蓋体１８はカートリ・ソジ式に容
易に着脱できるので、定期的に交換することにより洗浄
作業を簡便化して生産性を向上することができる。

第２図は本発明の他の実施例における気相成長装置の断
面図である。第２図では、捕集器３０についてのみ説明
する。捕集器３０内部では、壁面によりリング状をなす
第１の溝３１．第２の溝３２及び第３の溝３３に分けら
れ、第１の溝３１と第３の溝３３が上下に、第２の溝３
２がこれらの内周側に配置されており、第２の溝３２と
第３の溝３３との間の壁面には複数の連通孔３４が設け
られている。また、捕集器３０の最外周部に排出口３５
が接続され、更に排気ガス処理系統３Ｂに接続されてい
る。

この気相成長装置によれば、サセプタ１４の下流で過剰
の反応ガスは図中矢印で示すように捕集器３０の壁面に
沿って、上下及び径方向に迂回しながら、第１の溝３１
、第２の溝３２、第３の溝３３を順次通過して排出口２
２から排出される。この間に反応生成物３７は溝の底部
に落下したり、壁面に付着するので、排出口３５に反応
生成物３７が付着することはほとんどなく、長期間にわ
たって排出口３５の閉塞を防止することができ、上記と
同様な効果を得ることができる。

第３図及び第４図は本発明の他の実施例における気相成
長装置を示すものである。この気相成長装置は第１図の
ものとほぼ同様な構成を有するが、捕集器４１には下方
から上方へ延びるフィン４１ａが同心円状に所定の隙間
を隔てて設けられ、一方蓋体４２には上方から下方へ延
びるフィン４２ａが同心円状に所定の隙間４３を隔てて
形成され、フィン４１ａとフィン４２ａとは径方向に交
互に配置されている。なお、フィン間の隙間はガスの流
量、圧力等を考慮して適宜設定される。このような構成
では、サセプタ下流で反応ガスはフィン４１ａ、４２ａ
に沿って上下及び円周方向に迂回しながら内側から外側
に向かって流れる。したがって、上記と同様な効果を得
ることができる。

第５図及び第６図は本発明の他の実施例における気相成
長装置を示すものである。この気相成長装置では、捕集
器５１は複数の流通孔を有する内壁面５２と複数の流通
孔を有する外壁面５３が同心円状に配置され、内壁面５
２には外側に放射状に延びるフィン５２ａが、外壁面５
３には内側に向かって延びるフィン５３ａが設けられ、
これらフィン５２ａとフィン５３ａとは円周方向にほぼ
交互に配置されている。このような構成では、サセプタ
下流で反応ガスは図中矢印で示すようにフィン５２ａ、
５３ａに沿って円周方向に複雑に迂回しながら内側から
外側に向かって流れる。したがって、上記と同様な効果
を得ることができる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、排出口が閉塞する
のを防止して良好な結晶成長を維持するとともに、反応
炉の破壊を防止し、更には洗浄を簡便化できる気相成長
装置を提供することができ、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における気相成長装置の縦断面
図、第２図は本発明の他の実施例にお′ける気相成長装
置の縦断面図、第３図は本発明の他の実施例における気
相成長装置の縦断面図、第４図は第３図の横断面図、第
５図は本発明の他の実施例における気相成長装置の縦断
面図、第６図は第５図の横断面図、第７図は従来の気相
成長装置の縦断面図である。１１・・・反応炉、１２・・・支持棒、１３・・・カー
ボンサセプタ、１４・・・結晶基板、１Ｂ・・・供給口
、１７・・・捕集器、１７ａ・・・壁面、１８・・・蓋
体、１８ａ・・・壁面、１９・・・第１の溝、２０・・
・第２の溝、２１・・・第３の溝、２２・・・排出口、
２３・・・反応生成物、３０・・・捕集器、３■・・・
第１の溝、３２・・・第２の溝、３３・・・第３の溝、
３４・・・連通孔、３５・・・排出口、３６・・・排気
ガス処理系、３７・・・反応生成物、４１・・・捕集器
、４１ａ・・・フィン、４２・・・蓋体、４２ａ・・・
フィン、４３・・・隙間、５１・・・捕集器、５２・・
・内壁面、５２ａ・・・フィン、５３・・・外壁面、５
３ａ・・・フィン。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第５図　　　　第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応炉内にサセプタを回転可能に支持し、その上
に結晶基板を載せ、反応炉内に反応ガスを供給して反応
させることにより、上記結晶基板上に異なる組成の多層
膜を成長させる気相成長装置において、上記サセプタよ
り下流側に、反応ガスの迂回流路を構成し、反応生成物
を捕集する捕集器を設けたことを特徴とする気相成長装
置。
（２）捕集器を反応炉に対して着脱可能な構造としたこ
とを特徴とする請求項（１）記載の気相成長装置。