JPH0439919A - 熱分解セル - Google Patents

熱分解セル

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JPH0439919A
JPH0439919A JP2148296A JP14829690A JPH0439919A JP H0439919 A JPH0439919 A JP H0439919A JP 2148296 A JP2148296 A JP 2148296A JP 14829690 A JP14829690 A JP 14829690A JP H0439919 A JPH0439919 A JP H0439919A
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潔 内山
Tomoko Abe
阿部　友子
Tatsuo Yokozuka
横塚　達男
Akira Takamori
高森　晃
Masato Nakajima
眞人 中島
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    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • C30B23/066—Heating of the material to be evaporated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/452—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by activating reactive gas streams before their introduction into the reaction chamber, e.g. by ionisation or addition of reactive species

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体集積回路の薄膜形成技術の成膜法のひ
とつである分子線エピタキシャル層に使用されて、各元
素の原料ガスの分子線を発生する熱分解セルに関するも
のである。
従来の技術 一般に、半導体集積回路の薄膜形成技術でおる、ガスソ
ースの分子線を用いたエピタキシャル法は、結晶成長に
寄与する元素の原料ガスとして、熱分解温度が高く基板
成長温度では熱分解しないような原料ガス（例えばアル
シンやフォスフインなど）を用いることがある。このよ
うな熱分解温度の高いガスソースの場合は、原料ガスが
熱分解するような温度に熱分解セルを加熱しておき、原
料ガスを予め熱分解セル中で熱分解して分子線を発生し
、この分子線を基板に供給してエピタキシャル層の結晶
成長を行っている。
ところで、従来の熱分解セルにあっては、熱分解ボロン
ナイトライド（ＰＢＮ）や金属タンタル等の熱分解バブ
ルが板状に形成されて、加熱するルツボに挿入して用い
られる。このような板状熱分解バフルの場合、例えば蜂
の巣状とすることにより表面積が増加され、原料ガスと
熱分解バブルとの接触面積が増大され、原料ガスの熱分
解効率の向上が図られるのが普通である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述した従来の熱分解セルにあっ１は、
熱分解バブルが板状に形成されているため、その表面積
の増大には自ら限界があり、原料ガスの熱分解効率を大
幅にアップすることは難しかった。このため、従来の熱
分ｔルでは、薄膜成長に際して、エピタキシャル成長に
充分なガスソース分子線を供給する場合には、多量の原
料ガスを熱分解セルに、導入する必要があシ、この多量
の原料ガスの導入に伴って、大容量の排気ポンプが必要
がある等の課題がある。
本発明の課題は、このような従来の課題に鑑み、熱分解
バフルによる原料ガスの熱分解効率を大幅に向上するこ
とができる熱分解セルを得るにある。
課題を解決するための手段 この課題を達成するため、本発明は、所定の熱分解温度
に加熱されかつ所定の元素の原料ガスが噴出されるルツ
ボと、繊維状に形成されてルツボ内に充満して収納され
、原料ガスを分解して分子線を発生する熱分解バフルと
を備える熱分解セルを提案するものである。
作　　　　用 上述した本発明の構成によると、熱分解セルのルツボ中
では、略同じ温度に加熱された繊維状の熱分解バフルと
原料ガスとの接触面積が大幅に増加するので、熱分解が
充分に促進され、これに伴い原料ガスの分子線が多量に
発生するため、基板側のエピタキシャル成長を充分に行
うことが可能になる。
実施例 以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する
。
図は本発明による熱分解セルの断面図であり、ヒータ１
によシ加熱される基板２に対しては、シャッタ３を介し
て熱分解セル１０が対向配置される。この熱分解セル１
０　は基板２の側に開口部１１ａが形成される有底角状
のセル本体１１を有し、このセル本体１１の内部に耐熱
、耐食性のルツボ１２が収容される。そして、ルツボ１
２の周囲には、フィードスルー１３を通して外部に接続
されるヒータ１４が設けられ、このヒータ１４の加熱で
前記ルツボ１２が高い熱分解温度に加熱される。
また、前記ルツボ１２内の底部には、フランｉン１５　
により固定されたガス導入管１６の先端のガス噴出口１
６ａが挿入されており、このガス導入管１６から各元素
の原料ガスＡを導入できる。なお、前記ルツボ１２には
内部温度を測定するための熱電対７が取付けられる。
一方、熱分解バフル１８　としては、例えば金属タンタ
ル等の熱分解可能な材料を例えば直径が１正以下の細い
繊維状の線材１８ａに形成し、この線材１８ａを綿状に
集合したものを使用する。即ち、この熱分解バフル１８
は前記ルツボ１２中に充満状態で収容されるもので、し
たがって原料ガスＡがルツボ１２中を通過する際の熱分
解バフル１８との接触面積は非常に大きい。
次に、前述した図示実施例による熱分解セルによる薄膜
形成の実際につき説明する。
熱分解セル１０は熱電対１７による温度制御下にヒータ
１４の電流が制御され、ルツボ１２は高温の熱分解温度
に加熱されている。このため、同ルツボ１２　の内部の
繊維状の熱分解バフル１８も高温状態にあり、ルツボ１
２と略同じ温度を保つている。したがって、ガス導入管
１６のでガス噴出口１６から所定の元素の原料ガヌＡが
ルツボ１２の内部に噴出されると、原料ガスＡは熱分解
バフル１８の線材１８ａの隙間を通り、円滑にルツボ１
２の出口に向かって進行することになる。この場合、原
料ガスＡは綿状の熱分解バフル１８　の無数の線材１８
ａと接触することになるから、効果的に加熱され、その
熱により迅速に分解して分子線Ｂを発生する。この際の
原料ガヌＡの熱分解は、ルツボ１２　の開口断面積の全
域で均一に効果的に行われるため、ルツボ１２の出口か
ら多量の分子線Ｂが生じることになる。
よって、シャッタ３を開くと、ヒータ１により、所定の
基板成長温度に加熱されている基板２に、ルツボ１２か
ら所定の元素の分子線Ｂが多量に供給されるため、この
分子線Ｂにより基板２の表面に薄膜のエピタキシャル層
が結晶成長されるわけである。
なお、前述した熱分解バフル１８の線材１８ａの太さは
、ルツボ１２の軸方向、径方向に変化させてもよく、ま
た、線材１８ａを布状に織った熱分解バフル１８であっ
てもよい。
発明の効果 以上に説明したように、本発明による熱分解セルは、熱
分解バフルの形状を繊維状とすることによシ、原料ガス
との接触面積が大幅に増大するから、熱分解効率を向上
でき、この熱分解効率の向上によシ排気ポンプを小型化
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による熱分解セル断面図である。 Ａ・・・原料ガス、Ｂ・・・分子線、１０・・　熱分解
セル、１２・・・ルツボ、１８・・熱分解バフル。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）所定の熱分解温度に加熱されかつ所定の元素の原
    料ガスが噴出されるルツボと、繊維状に形成されてルツ
    ボ内に充満して収納され、原料ガスを分解して分子線を
    発生する熱分解バフルとを備えることを特徴とする熱分
    解セル。
  2. （２）熱分解バフルは繊維状の線材を綿状に集合して構
    成される請求項１記載の熱分解セル。
JP2148296A 1990-06-05 1990-06-05 熱分解セル Expired - Lifetime JPH0752716B2 (ja)

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EP0460938A3 (en) 1993-08-04

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