JPH0441175Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は有機金属気相成長（MOCVD）法に
好適な気相成長装置に関する。

〔従来の技術〕

有機金属と金属水酸化物の熱化学反応を利用し
たガリウムヒ素（GaAs）基板への薄膜形成技術
はMOCVD法として知られているが、これはシ
リコン（Si）基板に二酸化ケイ素（SiO₂）等の
薄膜を形成する方法（以下、SiCVD法という）
から発展したものである。両者は基板や薄膜を異
にするが共に熱化学反応を利用する点で共通なた
め、従来MOCVD法はSiCVD法を実施する装置
（以下、SiCVD装置という）により実施されてき
た。

第３図は保持台とフローチヤンネルの外面を示
すSiCVD装置の断面図で、複数枚の基板の同時
処理に用いるバレル型の例である。図中、１は底
部開口部を有するキヤツプ状の反応管で、頂部に
ガス導入管２を、側部下方にガス排出管３，３を
有すると共に、外周にはRFコイル４が巻き付け
られている。

該反応管１の下方には前記底部開口部を介して
基板の搬入、搬出用の前室（図示せず）が設けら
れていると共に、該反応室１の内部には軸部材５
に支持された保持台６が、更にその上にはフロー
チヤンネル７が載置されて設けられている。保持
台６は発熱源であると共に側面で基板を保持する
もので、カーボン製の角錐台状体の側面に基板取
付溝６ａが設けられている。フローチヤンネル７
はガス導入管２から流入する気相成長ガスを整流
して円滑に下方に流す弾頭形のカバーであり、石
英ガラス製である。このフローチヤンネル７が石
英ガラス製なのは、まずRFコイル４による誘導
加熱を受けないので全体が高温になることがない
からである。即ち、仮にフローチヤンネル７全体
が高温になると該フローチヤンネル７の全面に無
駄な堆積物が生ずると共に基板への供給量が低減
して良好な気相成長が実施できない。そこで、基
板より若干上流部分、即ちフローチヤンネル７の
保持台６側近傍で熱分解が始まるように調節する
ことが好ましいが、この点で石英ガラスは熱伝導
率が小さいのでフローチヤンネル７の保持台６近
傍のみが高温になり都合が良い。次に前記の如
く、フローチヤンネル７の保持台６側近傍は高温
になるのでここに堆積物が生じ、これは所定回数
処理後、王水等を用いて除去する必要があるが、
石英ガラスは機械的強度が大で、かつ王水にも溶
けないので洗浄しても破損せず反復して使用でき
る等の長所を有するからである。

次に前記SiCVD装置を用いたMOCVD法の一
例をGaAs基板にGaAsを堆積する場合で説明す
る。

(1) RFコイル４により保持台６を誘導加熱し、
該保持台６を介して基板を所定温度に保持する
と共に、ガス導入管２からアルシン（AsH₃）
とトリメチルガリウム（TMG）と水素（H₂）
からなる気相成長ガスを導入する。これにより
気相成長ガスはフローチヤンネル７で整流され
つつ基板面と平行に流れ、基板より若干上方の
高温部でAsH₃とTMGが熱化学反応しGaAsが
基板面に堆積する。処理後、気相成長ガスの導
入及び保持台６の加熱を停止する。（処理工程） (2) ガス導入管２から不活性ガスを導入し反応管
１内をパージする。（パージ工程） (3) 保持台６を前室（図示せず）内に下動し該前
室内で処理済基板と未処理基板を交換した後、
軸部材５を上動して保持台８を反応管１内の所
定位置にセツトすると共に前室と反応管とをシ
ールする。（基板取替工程） その後(1)の処理工程に戻る。

〔従来技術の問題点〕

前記の如く、MOCVD法は従来SiCVD装置に
より実施されてきたが、この際、上記(1)の処理工
程時にフローチヤンネル７の保持台６側に堆積す
る堆積物８がその後の工程時に剥離して処理済基
板の薄膜面に、または未処理基板上に落下して欠
陥をもたらす不都合があつた。そして、これは
SiCVD法実施時には生ずることのないMOCVD
法実施時特有の不都合である。

そこで、適宜処理を中断して前記堆積物８を王
水等を用いて除去しているが、手間がかかると共
に生産性が低下するのをさけられないのが実情で
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案者は前記に鑑み種々考究した結果、前記
不都合はフローチヤンネルが石英ガラス製である
ことに原因して発生することを知見した。本考案
は前記知見に基づき、フローチヤンネルに付着す
る堆積物の剥離、落下がなくMOCVD法に適し
た気相成長装置を提供するもので、その特徴とす
るところは、フローチヤンネルの少なくとも保持
台側近傍をカーボン（Ｃ）、ボロンナイトライド
（BN）、シリコンカーバイド（SiC）のいづれか
で被覆したことを特徴とする。なお、前記カーボ
ンにはグラフアイト、黒鉛と称されるものを含
む。

〔実施例〕

第１図、第２図は前記第３図のSiCVD装置の
フローチヤンネルに本考案を施こした一例を示す
もので、第１図は本考案に係るフローチヤンネル
の正面図、第２図は断面図である。

図のフローチヤンネル１０は、石英ガラス製の
フローチヤンネル本体１１の保持台６側近傍を周
方向に切削し、該切削部１２の表面に適宜幅のカ
ーボン片１３を取り付けてカーボンの被覆部分１
４を設けたものである。カーボン片１３は誘導加
熱されないよう、電波の侵入深さ以下でなるべく
薄くする。

次に前記の如き本考案装置を用いて前記同様の
MOCVD処理を行ないSiCVD装置を用いた場合
と比較した。この結果、SiCVD装置では20〜30
回の気相成長処理で基板上の薄膜に所定以上の品
質低下が生じたが、本考案装置を用いた場合には
このようなことがなく、また、薄膜はより均一な
膜厚で形成され、かつ同一の処理時間ではより厚
い薄膜が得られた。

なお、以上の実施例では複数のカーボン片１３
を用いたが、これらを一体化したリング状として
も良い。また、カーボンの被覆部分１４はフロー
チヤンネル本体１１全面としても良い。更に被覆
部分１４の厚さは保持台６の加熱手段が誘導加熱
以外であれば任意でよいが、なるべく薄くするの
が好ましい。また、カーボン片１３に替えてボロ
ンナイトライド、シリコンカーバイドを用いても
同様の効果を奏することができる。

〔考案の効果〕

以上の如く、本考案に係る気相成長装置では、
フローチヤンネルの少なくとも保持台側近傍をカ
ーボン等を用いて被覆したのでMOCVD法実施
時に該被覆部分に堆積物が付着しても該堆積物が
剥離、落下することがないので歩留りが向上す
る。

また、カーボン等は石英ガラスより熱伝導率が
大きいのでフローチヤンネル全体を石英ガラスと
するSiCVD装置に比べ、本考案装置の方が前記
カーボン等被覆部分をより高温に保持することが
できる。これにより、気相成長ガスを保持台の近
傍でより高温に予備加熱でき、これに伴つて保持
台自体も気相成長ガスの通過に伴なう冷却が減少
して保持台の温度を均一化できるので、基板上に
形成される薄膜の膜厚を均一化する効果や薄膜の
成長速度を向上する効果を奏することができる。

更に、MOCVD法では保持台を種々の温度に
して気相成長を行なうが、この場合カーボン等は
熱伝導率が大きいので特別な温度制御手段を用い
ることなく常に前記カーボン等の被覆部分を保持
台の温度に応じた適当な温度にすることができ効
果的な気相成長を実施することができる。

なお、以上の効果において、前記被覆部分をフ
ローチヤンネルの保持台近傍のみに限定した場
合、該被覆部分は薄いので該被覆部分より上方へ
熱伝導は少なく該被覆部分のみを高温にでき効果
的である。

以上の如く本考案はバレル型気相成長装置に応
用して種々の孔を奏するが、気相成長ガスを水平
に流す装置にも応用でき、予備加熱効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置のフローチヤンネルの正面
図、第２図は同じく断面図、第３図はSiCVD装
置の断面図である。 ６……保持台、１０……フローチヤンネル、１
１……チヤンネル本体、１２……切削部、１３…
…カーボン片、１４……被覆部分。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガス導入管とガス排出管とを有する反応管内に
   基板保持用の保持台を設けると共に、該保持台の
   ガス導入管側にフローチヤンネルを設けてなる気
   相成長装置において、前記フローチヤンネルの少
   なくとも保持台側近傍の外面をカーボン・ボロン
   ナイトライド、シリコンカーバイドのいずれかで
   被覆したことを特徴とする気相成長装置。