JPH03236221A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH03236221A JPH03236221A JP3416290A JP3416290A JPH03236221A JP H03236221 A JPH03236221 A JP H03236221A JP 3416290 A JP3416290 A JP 3416290A JP 3416290 A JP3416290 A JP 3416290A JP H03236221 A JPH03236221 A JP H03236221A
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- Japan
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- gas
- liner tube
- susceptor
- tube
- liner
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
基板上に気相成長により薄膜を堆積させる気相成長装置
に関し、 原料ガスの分解温度がサセプタの温度に近い場合におい
ても、優れた均一性を有する膜を成長できる気相成長装
置を提供することを目的とし、反応管と、反応管の内部
に配置され、原料ガスが流れるライナー管と、を備える
横形反応管型の気相成長装置において、サセプタ上に載
った基板の上方のライナー管部分をライナー管の外側か
ら冷却するための冷却ガス導入機構を備えるように構成
する。
に関し、 原料ガスの分解温度がサセプタの温度に近い場合におい
ても、優れた均一性を有する膜を成長できる気相成長装
置を提供することを目的とし、反応管と、反応管の内部
に配置され、原料ガスが流れるライナー管と、を備える
横形反応管型の気相成長装置において、サセプタ上に載
った基板の上方のライナー管部分をライナー管の外側か
ら冷却するための冷却ガス導入機構を備えるように構成
する。
〔産業上の利用分野］
本発明は、基板上に気相成長により薄膜を堆積させる気
相成長装置に関する。
相成長装置に関する。
［従来の技術］
第３図は従来の気相成長装置の模式側面断面図である。
第３図において１は反応管、２はライナー管、３は原料
ガス導入管、４はパージ用ガス導入管、５は基板、６は
カーボン製サセプタ、７はサセプタ加熱用高周波コイル
、８は成長期にライナー管内壁に堆積する付着物、９は
排気口である。
ガス導入管、４はパージ用ガス導入管、５は基板、６は
カーボン製サセプタ、７はサセプタ加熱用高周波コイル
、８は成長期にライナー管内壁に堆積する付着物、９は
排気口である。
成長時には基板５を載せたサセプタ６が高周波コイル７
により加熱されている。
により加熱されている。
原料ガス導入管３から導入された原料ガスは基板５上に
薄膜を堆積させ、その後パージガスにより排気口９から
反応管１外に排出される。
薄膜を堆積させ、その後パージガスにより排気口９から
反応管１外に排出される。
気相成長中には、サセプタ６周辺のガスおよびライナー
管２もサセプタ６からの熱伝導や輻射によって加熱され
高温になる。そのため、成長を行っていると、気相中ま
たはライナー管２の内壁表面で原料ガスの一部が加熱・
分解され、次第にライナー管２の内壁に付着物８が堆積
して行く。
管２もサセプタ６からの熱伝導や輻射によって加熱され
高温になる。そのため、成長を行っていると、気相中ま
たはライナー管２の内壁表面で原料ガスの一部が加熱・
分解され、次第にライナー管２の内壁に付着物８が堆積
して行く。
付着物８は主にサセプタ６の先端から原料ガスの流れの
下流側にかけてのライナー管２の上方に堆積する。サセ
プタ６の先端から原料ガスの流れ方向で見て上流側では
、原料ガスがまだあまり加熱されていないため付着物の
堆積は少ない。
下流側にかけてのライナー管２の上方に堆積する。サセ
プタ６の先端から原料ガスの流れ方向で見て上流側では
、原料ガスがまだあまり加熱されていないため付着物の
堆積は少ない。
［発明が解決しようとする課題］
上述の従来方法によると、成長中に次第にライナー管２
の内壁に付着物が堆積して行く。付着物が堆積するとい
うことは、その分だけ原料ガスが消費されているという
ことであり、従って原料ガスの流れの上流から下流にか
けて原料ガス中の原料の濃度が次第に下がることになる
。基板５に成長する膜の成長速度は、濃厚勾配により支
配される拡散律速であるから、原料ガスの流れの上流で
厚く下流で薄い不均一な膜になるという問題を生ずる。
の内壁に付着物が堆積して行く。付着物が堆積するとい
うことは、その分だけ原料ガスが消費されているという
ことであり、従って原料ガスの流れの上流から下流にか
けて原料ガス中の原料の濃度が次第に下がることになる
。基板５に成長する膜の成長速度は、濃厚勾配により支
配される拡散律速であるから、原料ガスの流れの上流で
厚く下流で薄い不均一な膜になるという問題を生ずる。
サセプタ６の温度は一般に高い方が成長膜の結晶性は良
くなるが、不純物などが成長膜中に取り込まれ易くなる
。したがって、サセプタ６の温度は成長させる結晶の種
類に応じて所望の特性の結晶が得られるように定められ
る。
くなるが、不純物などが成長膜中に取り込まれ易くなる
。したがって、サセプタ６の温度は成長させる結晶の種
類に応じて所望の特性の結晶が得られるように定められ
る。
原料ガスの分解温度が上記のようにして定められるサセ
プタ６の温度よりも十分高ければ、付着物の堆積は少な
（成長する膜の均一性はまだ良いが、原料ガスの分解温
度がサセプタ６の温度に近かければ、付着物の堆積は多
く成長する膜の均一性は悪くなる。
プタ６の温度よりも十分高ければ、付着物の堆積は少な
（成長する膜の均一性はまだ良いが、原料ガスの分解温
度がサセプタ６の温度に近かければ、付着物の堆積は多
く成長する膜の均一性は悪くなる。
このような膜の均一性の低下を防止するためには従来は
ライナー管２内を減圧にして成長を行っていた。減圧気
相成長の場合はガス流速が大になるので、サセプタ近傍
での原料ガス濃度勾配が低下し、膜の均一性は良好にな
る。しかし、減圧気相成長装置では装置自体の構造が複
雑になるという問題がある。
ライナー管２内を減圧にして成長を行っていた。減圧気
相成長の場合はガス流速が大になるので、サセプタ近傍
での原料ガス濃度勾配が低下し、膜の均一性は良好にな
る。しかし、減圧気相成長装置では装置自体の構造が複
雑になるという問題がある。
したがって、本発明では、原料ガスの分解温度がサセプ
タ６の温度に近い場合においても、優れた均一性を有す
る膜を成長できる気相成長装置を提供することを目的と
するものである。
タ６の温度に近い場合においても、優れた均一性を有す
る膜を成長できる気相成長装置を提供することを目的と
するものである。
［課題を解決するための手段］
上記問題点の解決は、第１図に示すサセプタ６上に載っ
た基板５の上方のライナー管部分を冷却するために、ラ
イナー管の外側に冷却用ガスを吹き付けるための冷却用
ガス導入機構を備えた気相成長装置で膜を成長すること
によって達成される。
た基板５の上方のライナー管部分を冷却するために、ラ
イナー管の外側に冷却用ガスを吹き付けるための冷却用
ガス導入機構を備えた気相成長装置で膜を成長すること
によって達成される。
［作用〕
すなわち本発明は、成長中に、サセプタ６上に載った基
板５の上方のライナー管部分に冷却用ガスを吹き付けて
サセプタ６の温度は低下させず、付着物が付き易い部分
のライナー管を冷却することにより、成長中のライナー
管２の内壁への付着物の堆積を抑える。これによって、
原料ガスのながれの上流から下流にかけての原料ガス中
の原料の濃度変化を小さくし、成長膜の上流から下流に
かけての均一性を改善するものである。
板５の上方のライナー管部分に冷却用ガスを吹き付けて
サセプタ６の温度は低下させず、付着物が付き易い部分
のライナー管を冷却することにより、成長中のライナー
管２の内壁への付着物の堆積を抑える。これによって、
原料ガスのながれの上流から下流にかけての原料ガス中
の原料の濃度変化を小さくし、成長膜の上流から下流に
かけての均一性を改善するものである。
［実施例］
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例における気相成長装置の模式
側面断面図である。
側面断面図である。
第２図において、１は反応管、２はライナー管、３は原
料ガス導入管、４はパージ用ガス導入管、５は基板、６
はカーボン製サセプタ、７はサセプタ加熱用高周波コイ
ル、８は成長中にライナー管内壁に堆積する付着物、９
は排気口、１０はライナー管冷却用ガス導入管、１１は
基板の上方のライナー管部分、１２は３．４．１０の各
管を機密に固定しかつ突畠させ、反応管１を封止する蓋
、１３は蓋１２とは反対側で反応管１を封止する蓋であ
る。
料ガス導入管、４はパージ用ガス導入管、５は基板、６
はカーボン製サセプタ、７はサセプタ加熱用高周波コイ
ル、８は成長中にライナー管内壁に堆積する付着物、９
は排気口、１０はライナー管冷却用ガス導入管、１１は
基板の上方のライナー管部分、１２は３．４．１０の各
管を機密に固定しかつ突畠させ、反応管１を封止する蓋
、１３は蓋１２とは反対側で反応管１を封止する蓋であ
る。
成長時には、基板５を載せたサセプタ６が高周波コイル
７により加熱され、原料ガス導入管３から原料ガスライ
ナー管２内に導入され、排気口９からパージ用ガスによ
り排気される。サセプタ周辺のガスおよびライナー管２
もサセプタ６からの熱伝導や輻射によって加熱され高温
になるが、ライナー管冷却用ガス導入管１０の先端から
サセプタ６の上方のライナー管部分１１に向かって吹き
出る冷却用ガスによって、基板の上方のライナー管部分
１１の温度の上昇はかなり抑えられる。なお、この冷却
用ガスはライナー管の外側に吹き付られているため、ラ
イナー管内部の原料ガスの流れを乱すことはない。
７により加熱され、原料ガス導入管３から原料ガスライ
ナー管２内に導入され、排気口９からパージ用ガスによ
り排気される。サセプタ周辺のガスおよびライナー管２
もサセプタ６からの熱伝導や輻射によって加熱され高温
になるが、ライナー管冷却用ガス導入管１０の先端から
サセプタ６の上方のライナー管部分１１に向かって吹き
出る冷却用ガスによって、基板の上方のライナー管部分
１１の温度の上昇はかなり抑えられる。なお、この冷却
用ガスはライナー管の外側に吹き付られているため、ラ
イナー管内部の原料ガスの流れを乱すことはない。
ライナー管の冷却用ガス導入管１１は蓋１２から突出さ
せるこことが好ましい。反応管ｌの構造が複雑になり、
好ましくはないが反応管ｌの側壁に穴を開けて基板除法
のライナー管部分１１を冷却してもよい。
せるこことが好ましい。反応管ｌの構造が複雑になり、
好ましくはないが反応管ｌの側壁に穴を開けて基板除法
のライナー管部分１１を冷却してもよい。
冷却用ガスによって基板の上方のライナー管の温度上昇
が抑えられる結果、基板５の上方のライナー管部分１１
の内壁への堆積物８の付着が減る。これによって、原料
ガスの流れの上流から下流にかけての原料ガス中の原料
の濃度変化が小さくなり、成長する膜の上流から下流に
かけての均一性が改善される。
が抑えられる結果、基板５の上方のライナー管部分１１
の内壁への堆積物８の付着が減る。これによって、原料
ガスの流れの上流から下流にかけての原料ガス中の原料
の濃度変化が小さくなり、成長する膜の上流から下流に
かけての均一性が改善される。
従来法の一例として、サセプタ温度６３０℃で、原料ガ
ス導入管３からの水素ガス流量をＥ５ｊ２／ｍｉｎ、パ
ージ用ガス導入管４からの水素ガス流量を１０ｊ２／ｍ
ｉｎ、ライナー管冷却用ガス導入管１０からの水素ガス
流量を０．５β／ｗｉｎとし、原料ガスとしてＴＭＧ（
トリメチルガリウム）を２ 、 ６ｃｃ／ｍｉｎ 、
ＴＭ Ｉ （’ｔ−リメチルインジウム）を０．６３ｃ
ｃ／ｌ！ｌｉｎ 、 ＡｓＨｍ （アルシン）を１８
ｃｃ／ ｍｉｎ原料ガス導入管３から流して３インチ
Ｇ ａ Ａ ｓ基板上にＩｎＧａＡｓ膜を常圧で成長し
たところ、第３図に点線で示すように、３インチ基板の
原料ガスの流れの上流がら下流にがけてＩｎＧａＡｓ膜
のＩｎ組成は０．１５からＯまで減少した。これはＴＭ
Ｇより熱分解しゃすいＴＭＩ（分解温度的３００℃）が
基板の上流側でＡ ｓ Ｈａと反応してしまい、基板の
下流側でＴＭＩが枯渇してしまったためである。
ス導入管３からの水素ガス流量をＥ５ｊ２／ｍｉｎ、パ
ージ用ガス導入管４からの水素ガス流量を１０ｊ２／ｍ
ｉｎ、ライナー管冷却用ガス導入管１０からの水素ガス
流量を０．５β／ｗｉｎとし、原料ガスとしてＴＭＧ（
トリメチルガリウム）を２ 、 ６ｃｃ／ｍｉｎ 、
ＴＭ Ｉ （’ｔ−リメチルインジウム）を０．６３ｃ
ｃ／ｌ！ｌｉｎ 、 ＡｓＨｍ （アルシン）を１８
ｃｃ／ ｍｉｎ原料ガス導入管３から流して３インチ
Ｇ ａ Ａ ｓ基板上にＩｎＧａＡｓ膜を常圧で成長し
たところ、第３図に点線で示すように、３インチ基板の
原料ガスの流れの上流がら下流にがけてＩｎＧａＡｓ膜
のＩｎ組成は０．１５からＯまで減少した。これはＴＭ
Ｇより熱分解しゃすいＴＭＩ（分解温度的３００℃）が
基板の上流側でＡ ｓ Ｈａと反応してしまい、基板の
下流側でＴＭＩが枯渇してしまったためである。
次に、本発明実施例としてライナー管冷却用ガス導入管
１０からの水素ガス流量を１０１２／ｗｉｎとし、その
他の成長条件は同一でＩ ｎＧａＡｓ膜を成長したとこ
ろ、第２図に実線で示すように、３インチ基板の原料ガ
スの流れの上流から下流にかけてＩ ｎＧａＡｓ膜のＩ
ｎ組成は０．１５から０．１３まで僅かに減少しただけ
であった。このように、ライナー管冷却用ガス導入管１
０から冷却用ガスを１０β／＋＋＋ｉｎ流すことにより
ＩｎＧａＡｓ膜のＩｎ組成の均一性が大幅に改善された
。
１０からの水素ガス流量を１０１２／ｗｉｎとし、その
他の成長条件は同一でＩ ｎＧａＡｓ膜を成長したとこ
ろ、第２図に実線で示すように、３インチ基板の原料ガ
スの流れの上流から下流にかけてＩ ｎＧａＡｓ膜のＩ
ｎ組成は０．１５から０．１３まで僅かに減少しただけ
であった。このように、ライナー管冷却用ガス導入管１
０から冷却用ガスを１０β／＋＋＋ｉｎ流すことにより
ＩｎＧａＡｓ膜のＩｎ組成の均一性が大幅に改善された
。
［発明の効果ゴ
以上のように本発明によれば、常圧での成長中に、基板
の上方のライナー管部分１１に冷却用ガスを吹き付けこ
の部分を冷却することにより、成長中の基板の上方のラ
イナー管部分１１の内への付着物の堆積を抑えることが
でき、原料ガスの流れの上流から下流にかけての原料ガ
ス中の原料の濃度変化を小さくすることができるため、
成長膜の上流から下流にかけての高均一化に有効である
。
の上方のライナー管部分１１に冷却用ガスを吹き付けこ
の部分を冷却することにより、成長中の基板の上方のラ
イナー管部分１１の内への付着物の堆積を抑えることが
でき、原料ガスの流れの上流から下流にかけての原料ガ
ス中の原料の濃度変化を小さくすることができるため、
成長膜の上流から下流にかけての高均一化に有効である
。
本発明の装置は減圧で使用しても減圧の程度に応じて効
果はあるが、常圧に近い方が効果は大である。
果はあるが、常圧に近い方が効果は大である。
第１図は本発明の一実施例における気相成長装置の模式
側面断面図、 第２図は原料ガスの流れの上流から下流にかけての原料
ガス中の原料濃度および成長膜の膜厚の一例を示すグラ
フ、 第３図は従来の気相成長装置の模式側面断面図である。 １−は反応管、２−ライナー管、３−原料ガス導入管、
４−パージ用ガス導入管、５一基板、６−カーボン製サ
セプタ、７−サセプタ加熱用高周波コイル、８−成長中
にライナー管内壁に堆積する付着物、９−排気口、１０
−ライナー管冷却用ガス導入管、１１一基板の上方のラ
イナー管部分特許比願人 富士通株式会社
側面断面図、 第２図は原料ガスの流れの上流から下流にかけての原料
ガス中の原料濃度および成長膜の膜厚の一例を示すグラ
フ、 第３図は従来の気相成長装置の模式側面断面図である。 １−は反応管、２−ライナー管、３−原料ガス導入管、
４−パージ用ガス導入管、５一基板、６−カーボン製サ
セプタ、７−サセプタ加熱用高周波コイル、８−成長中
にライナー管内壁に堆積する付着物、９−排気口、１０
−ライナー管冷却用ガス導入管、１１一基板の上方のラ
イナー管部分特許比願人 富士通株式会社
Claims (1)
- １、反応管と、反応管の内部に配置され、原料ガスが流
れるライナー管と、を備える横形反応管型の気相成長装
置において、サセプタ上に載った基板の上方のライナー
管部分をライナー管の外側から冷却するための冷却ガス
導入機構を備えたことを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3416290A JPH03236221A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3416290A JPH03236221A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03236221A true JPH03236221A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=12406511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3416290A Pending JPH03236221A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03236221A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999015712A1 (en) * | 1997-09-22 | 1999-04-01 | Applied Materials, Inc. | Cvd chamber inner lining |
| US6364954B2 (en) | 1998-12-14 | 2002-04-02 | Applied Materials, Inc. | High temperature chemical vapor deposition chamber |
| US20130125819A1 (en) * | 2010-07-26 | 2013-05-23 | Altatech Semiconductor | Chemical gas deposition reactor |
| JP2013251442A (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-12 | Sharp Corp | 気相成長装置および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP3416290A patent/JPH03236221A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999015712A1 (en) * | 1997-09-22 | 1999-04-01 | Applied Materials, Inc. | Cvd chamber inner lining |
| US6364954B2 (en) | 1998-12-14 | 2002-04-02 | Applied Materials, Inc. | High temperature chemical vapor deposition chamber |
| WO2000036179A3 (en) * | 1998-12-14 | 2002-10-17 | Applied Materials Inc | High temperature chemical vapor deposition chamber |
| US20130125819A1 (en) * | 2010-07-26 | 2013-05-23 | Altatech Semiconductor | Chemical gas deposition reactor |
| JP2013251442A (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-12 | Sharp Corp | 気相成長装置および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
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