JPH017727Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシリコン等の気相成長装置の加熱炉に
係り、特にシリンダ型気相成長装置の輻射式加熱
炉に関する。

従来シリコン等の半導体薄膜の気相成長装置に
おいては、反応室内に設けたサセプタ上にウエハ
を載置し、反応室内に反応ガスを供給し、サセプ
タを加熱することにより、ウエハ上にシリコン等
の半導体薄膜を気相成長させている。

このような装置において、サセプタの加熱方式
は、例えば高周波誘導加熱コイル等を用いて加熱
する誘導加熱方式と、一般に赤外線ランプを用い
輻射熱により加熱する輻射加熱方式とに大別され
ている。この内、誘導加熱方式はサセプタをまず
加熱することによりその上に装置されているウエ
ハを加熱するために、サセプタとウエハを同時に
加熱することができる輻射式加熱方式によるもの
に比べていわゆるスリツプが発生しやすい等の欠
点を有している。

第１図は従来の輻射式加熱によるシリンダ型気
相成長装置に示す。シリコン等の半導体薄膜を成
長させる反応室を形成する反応管３内部には例え
ばハンガー等（図示せず）により垂下され回転軸
Ｓのまわりに左右両方向に回転可能にされたサセ
プタ４が設けられている。一般にサセプタ４は多
面体シリンダ形状のものでその回転軸Ｓは反応管
３の中心軸とほぼ一致するように設けられてい
る。サセプタ４の各面上には夫々複数個のウエハ
５が載置され、反応ガスの供給によりシリコン等
の気相成長を行う。反応管３の外周部には第２図
に示されるように加熱源としての棒状の赤外線ラ
ンプ１が複数本段状に配置されている（以下これ
をランプユニツトという）。また、被加熱部の輻
射エネルギを有効に生かすために赤外線ランプ１
の背面近傍に放物面形状等の凹面をもつ反射板２
を設けている。このような構成において加熱炉の
被加熱物、即ち、ウエハ５の加熱温度分布は第１
図に示されるように赤外線ランプ１からの直接の
輻射エネルギａと反射板２からの反射エネルギｂ
との合計の熱エネルギとなり、各赤外線ランプ１
の中心をピークとする山形の加熱エネルギの温度
分布曲線となる。ところが、赤外線ランプ１を加
熱源として反応管３の周囲に配置する場合、通常
は加熱炉の長さ方向に複数の赤外線ランプ１を等
間隔（第１，２図）で同レベルに配置するので加
熱源による温度分布は第３図に曲線Ｔで示される
ようになる。実際の操作中においては、サセプタ
４は反応管３内部で適当な周期で左右両方向に回
転しているわけであるが、この回転によつても赤
外線ランプ１とサセプタ４との垂直方向の相対位
置は一定で何等かわることはない。また、特に反
応管３内を減圧状態にして気相成長を行う場合、
反応ガスの対流が不活発になるので、温度分布勾
配は変わらず、このようなウエハ５の被加熱温度
勾配により成長層の厚さむらや熱応力によるスリ
ツプ等の発生の原因となつている。

本考案の目的は赤外線ランプを加熱源とし、被
加熱体の温度分布が一様になるようにした気相成
長装置の加熱炉を提供することを目的とするもの
である。

上述の目的を達成するために提供される本考案
における気相成長装置の加熱炉は、反応容器の外
周部に複数個のランプユニツトを配置し、反応容
器内で可回転としたサセプタの回転軸を直角な方
向に対して、該ランプユニツトの段状に複数本配
置した棒状ランプの軸線を傾斜させて配置したこ
とを特徴とするものである。

以下添付図面の実施例と照らして本考案をさら
に詳しく説明する。

第４図は本考案によるシリンダ型気相成長装置
の加熱炉の一実施例であり、図中第１図と同一部
材には同一符号を付してその説明を省略する。

この実施例においては、赤外線ランプ１１は気
相成長用ウエハ５を載置したサセプタ５の回転軸
Ｓに対して第５図に示されるように角度θだけ傾
けて配設されている。したがつて赤外線ランプ１
１の背後に設けた凹面を有する反射板１２も同角
度θだけ傾斜して形状となつている。

このようにサセプタ５の回転軸Ｓに対してθの
角度を有して棒状の赤外線ランプ１１を配置する
わけであるが、第５図に示されるような配置のラ
ンプユニツトが反応管３の全外周に複数個設けら
れるためにサセプタ５が回転軸Ｓのまわりを左右
に回転することにより、ウエハ４上の任意の１点
は必ず赤外線ランプ１１の中心線を横断すること
になる。

したがつてウエハの加熱温度分布は均一化さ
れ、所期の目的を達成することができる。

また、既に述べてきたように、一般にシリンダ
型ランプ加熱式気相成長装置の加熱炉は複数の面
を構成するランプユニツトにより反応管３を包囲
するようにしているので、赤外線ランプ１１の傾
斜角度θは第５図に示されるように上下に隣接す
る２本の反対端部が水平面上で一致するか、また
はオーバラツプするように設けることが望ましい
が、特にこのようなものに限ることなく、例え
ば、第６図に示されるように反応管３の周囲に設
けられたランプの加熱面展開図（本実施例では四
個のランプユニツトが用いられた場合を示してい
る）におけるランプ１１の中心線が角度θをなす
１条のリードとして連続するように構成しても良
い。いずれの実施例の場合においてもオーバラツ
プする量はランプによる有効加熱長を考慮して任
意に決定することができる。

本考案によれば、反応管周囲に設けたウエハ加
熱源としての赤外線ランプをサセプタの回転軸に
対して適当な角度θを有して配設することにより
被加熱体であるウエハの温度むらがなくなり、均
一に加熱され、従つてスリツプ等のない良質の気
相成長ウエハが得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシリンダ型輻射加熱式気相成長
装置の加熱炉の概略縦方向断面図、第２図は第１
図の−線方向からみたランプユニツトの概略
図、第３図は第２図に示したランプユニツトによ
る加熱温度分布図、第４図は本考案によるシリン
ダ型輻射加熱式気相成長装置の加熱炉の概略断面
図、第５図および第６図は本考案による赤外線ラ
ンプの配置を示す実施例の概略図である。 １，１１……赤外線ランプ、２，１２……反射
板、３……反応管、４……サセプタ、５……ウエ
ハ、Ｓ……サセプタ回転軸。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 反応容器の外周部に複数個のランプユニツト
   を配置し、前記反応容器内に回転可能に設けた
   サセプタ上に載置したウエハを加熱し気相成長
   させるようにした気相成長装置の加熱炉におい
   て、前記各ランプユニツトの段状に複数本配置
   した棒状ランプの軸線を前記サセプタの回転軸
   と直角な方向に対して傾斜させたことを特徴と
   する気相成長装置の加熱炉。 ２ 前記ランプユニツトの段状に配置された複数
   本の棒状ランプのうち上下に相隣り合うランプ
   の反対側端部が互いにオーバラツプするように
   設けた実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   気相成長装置の加熱炉。 ３ 前記複数個のランプユニツトに設けた棒状ラ
   ンプが、前記サセプタの回転軸を中心とする１
   条のリード線上に位置するように配置されてい
   る実用新案登録請求の範囲第１項に記載の気相
   成長装置の加熱炉。