JPH0691011B2 - 半導体薄膜気相成長装置 - Google Patents
半導体薄膜気相成長装置Info
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- JPH0691011B2 JPH0691011B2 JP20629483A JP20629483A JPH0691011B2 JP H0691011 B2 JPH0691011 B2 JP H0691011B2 JP 20629483 A JP20629483 A JP 20629483A JP 20629483 A JP20629483 A JP 20629483A JP H0691011 B2 JPH0691011 B2 JP H0691011B2
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- JP
- Japan
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- thin film
- semiconductor thin
- vapor phase
- gas
- phase growth
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-
- 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
- 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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は半導体薄膜気相成長装置に関するものであり、
詳しくはバレル型縦型炉を有する半導体薄膜気相成長装
置においてガス導入口とサセプタ間を同心管状構造とし
て、小さなガス流量で半導体薄膜の均一な成長が行なえ
るようにしたものである。半導体薄膜気相成長装置の反
応炉は大別して横型と縦型に分けられるが、中でもバレ
ル型サセプタを有する、いわゆるバレル型縦型炉は量産
性に優れているといわれている。
詳しくはバレル型縦型炉を有する半導体薄膜気相成長装
置においてガス導入口とサセプタ間を同心管状構造とし
て、小さなガス流量で半導体薄膜の均一な成長が行なえ
るようにしたものである。半導体薄膜気相成長装置の反
応炉は大別して横型と縦型に分けられるが、中でもバレ
ル型サセプタを有する、いわゆるバレル型縦型炉は量産
性に優れているといわれている。
第１図〜第３図のものは従来のバレル型縦型炉を示すも
ので、第１図では反応管（１）内の多角錐台状のカーボ
ンサセプタ、いわゆるバレル型サセプタ（２）上に基板
結晶（３）がおかれ、外部をRFコイル（４）により高周
波加熱すると共に、冷却ジャケット（５）を設けてこれ
に冷媒例えば冷却水を通して反応管壁の温度コントロー
ルをしている。上部のガス導入口（６）より導入される
原料ガス（７）はサセプタ（２）表面付近で反応をおこ
し、基板結晶（３）上に半導体薄膜を成長させるもの
で、均一な薄膜を成長させるためサセプタ（２）を回転
させながら結晶成長が行なわれる。（８）は排気口であ
る。第２図に示すバレル型縦型炉も略第１図のものと同
じ構造であるが、バレル型サセプタ上面でのガスの流れ
の乱れを防止するため半球状のキャップ（９）がサセプ
タにかぶせられている。
ので、第１図では反応管（１）内の多角錐台状のカーボ
ンサセプタ、いわゆるバレル型サセプタ（２）上に基板
結晶（３）がおかれ、外部をRFコイル（４）により高周
波加熱すると共に、冷却ジャケット（５）を設けてこれ
に冷媒例えば冷却水を通して反応管壁の温度コントロー
ルをしている。上部のガス導入口（６）より導入される
原料ガス（７）はサセプタ（２）表面付近で反応をおこ
し、基板結晶（３）上に半導体薄膜を成長させるもの
で、均一な薄膜を成長させるためサセプタ（２）を回転
させながら結晶成長が行なわれる。（８）は排気口であ
る。第２図に示すバレル型縦型炉も略第１図のものと同
じ構造であるが、バレル型サセプタ上面でのガスの流れ
の乱れを防止するため半球状のキャップ（９）がサセプ
タにかぶせられている。
しかしながら、第１図及び第２図に示されているバレル
型縦型炉においてはサセプタの上部に大きな自由空間が
あり、この部分ではガスの通過断面積が大きいためガス
速度が小さく、その上サセプタが高温であるのに対し反
応管が低温であるため対流が起りやすい。したがって半
導体薄膜の均一な成長をさせるためにはガスの対流に打
ち勝って層流になるようにしなければならないが、その
為には大きなガス流量を必要とするので収率が上がらな
いことになる。又第２図のキャップを設けるのはそのた
めにサセプタ部分が大きくなり、基板結晶交換用前室を
設ける場合に装置が大型になり好ましくない。
型縦型炉においてはサセプタの上部に大きな自由空間が
あり、この部分ではガスの通過断面積が大きいためガス
速度が小さく、その上サセプタが高温であるのに対し反
応管が低温であるため対流が起りやすい。したがって半
導体薄膜の均一な成長をさせるためにはガスの対流に打
ち勝って層流になるようにしなければならないが、その
為には大きなガス流量を必要とするので収率が上がらな
いことになる。又第２図のキャップを設けるのはそのた
めにサセプタ部分が大きくなり、基板結晶交換用前室を
設ける場合に装置が大型になり好ましくない。
第３図の装置では反応管を含む炉構造は略前２者と同じ
であるが、原料ガスをサセプタ支持棒（10）に設けたガ
ス導入口（11）より導いてサセプタ上部のノズル（12）
（12′）よりジェット状で吹き出す構造とし、小さなガ
ス流量で大きなガス流速を得るようにしたものである。
しかし、この装置では構造が複雑であり、又のノズル上
部にあるガスが速やかに置換がおこなわれない為、高濃
度ドーピングをおこなった後、別の新しい高純度の薄膜
を成長させる時、ノズル上部に残留しているドーピング
ガスが高純度薄膜に取り込まれ、急峻なドーピングプロ
フアイルを得にくい等の問題がある。
であるが、原料ガスをサセプタ支持棒（10）に設けたガ
ス導入口（11）より導いてサセプタ上部のノズル（12）
（12′）よりジェット状で吹き出す構造とし、小さなガ
ス流量で大きなガス流速を得るようにしたものである。
しかし、この装置では構造が複雑であり、又のノズル上
部にあるガスが速やかに置換がおこなわれない為、高濃
度ドーピングをおこなった後、別の新しい高純度の薄膜
を成長させる時、ノズル上部に残留しているドーピング
ガスが高純度薄膜に取り込まれ、急峻なドーピングプロ
フアイルを得にくい等の問題がある。
本発明はこのような従来のバレル型縦型炉を有する半導
体薄膜気相成長装置の欠点に対処してなされたものであ
り、装置を複雑にすることなく、小さなガス流量で均一
な半導体薄膜の成長が得られるようにしたものである。
体薄膜気相成長装置の欠点に対処してなされたものであ
り、装置を複雑にすることなく、小さなガス流量で均一
な半導体薄膜の成長が得られるようにしたものである。
即ち本発明はバレル型縦型炉を有する半導体薄膜気相成
長装置において、反応管のガス導入口からサセプタ上面
までの部分を、内側を有底の同心管部で構成して外側の
該反応管部との間に環状空間部を形成した同心管状構造
とし、かつ該環状空間部にバッフル板よりなるガス整流
器を設けたものであり、これにより原料ガスが相対的に
大なる速度で一様にサセプタ上の基板結晶に供給される
よにしたものである。同心管状構造としては通常同心円
筒状ないしは同心円錐管状構造のものが用いられる。又
同心管の大きさはその下端部の径がアセプタ上端部の径
と略同じ程度が好ましい。
長装置において、反応管のガス導入口からサセプタ上面
までの部分を、内側を有底の同心管部で構成して外側の
該反応管部との間に環状空間部を形成した同心管状構造
とし、かつ該環状空間部にバッフル板よりなるガス整流
器を設けたものであり、これにより原料ガスが相対的に
大なる速度で一様にサセプタ上の基板結晶に供給される
よにしたものである。同心管状構造としては通常同心円
筒状ないしは同心円錐管状構造のものが用いられる。又
同心管の大きさはその下端部の径がアセプタ上端部の径
と略同じ程度が好ましい。
以下図面に示す実施例により本発明を詳述する。
第４図は本発明のバレル型縦型炉の１例を示すもので、
反応管（21）の上部構造はその内側を有底の同心円筒部
（22）で構成することにより環状空間部（23）を有する
円心円筒状構造となっており、この環状空間部（23）に
は複数枚のバッフル板（24）からなるガス整流器（25）
が設けられている。
反応管（21）の上部構造はその内側を有底の同心円筒部
（22）で構成することにより環状空間部（23）を有する
円心円筒状構造となっており、この環状空間部（23）に
は複数枚のバッフル板（24）からなるガス整流器（25）
が設けられている。
ガス導入口（26）より導入された原料ガス（27）はガス
整流器（25）を通過する間に混合されると同時に一様な
ガス速度に調整されて、回転状態のバレル型サセプタ
（28）上の基板結晶（29）に導かれ、半導体薄膜の均一
な成長が行なわれる。なお、（30）は冷却ジャケット、
（31）はRFコイル、（32）は排出口である。この実施例
ではガス導入口（26）は１ケ所だけしか設けられていな
いのでガス導入口側とその反対側でガス速度にかなりの
差が生ずることになるが、ガス整流器の設置により、こ
のガス速度は通過領域で一様となるように調整される。
整流器（25）を通過する間に混合されると同時に一様な
ガス速度に調整されて、回転状態のバレル型サセプタ
（28）上の基板結晶（29）に導かれ、半導体薄膜の均一
な成長が行なわれる。なお、（30）は冷却ジャケット、
（31）はRFコイル、（32）は排出口である。この実施例
ではガス導入口（26）は１ケ所だけしか設けられていな
いのでガス導入口側とその反対側でガス速度にかなりの
差が生ずることになるが、ガス整流器の設置により、こ
のガス速度は通過領域で一様となるように調整される。
又ガス導入口は１ケ所だけでなく反応管（21）の上端の
環状部に等区分間隔で複数個設けることもできる。
環状部に等区分間隔で複数個設けることもできる。
このような本発明のバレル型縦型炉においてはサセプタ
（28）の上部の自由空間がなくなり、ガス導入口（26）
からサセプタ（28）上面までの通過面積が小さくなるの
で、小さな流量で相対的に大きな速度の安定したガスの
流れが得られ、この結果基板結晶（29）上に均一な半導
体薄膜の成長が行なわれ、又その収率も向上する。さら
にガス導入口（26）からサセプタ（28）の上面までのガ
スの通過する空間容積が小さいことから、この領域のガ
ス置換が短時間で行なえるので、ドーピングプロフアイ
ルの急峻性や急峻なヘテロ界面が得られる。
（28）の上部の自由空間がなくなり、ガス導入口（26）
からサセプタ（28）上面までの通過面積が小さくなるの
で、小さな流量で相対的に大きな速度の安定したガスの
流れが得られ、この結果基板結晶（29）上に均一な半導
体薄膜の成長が行なわれ、又その収率も向上する。さら
にガス導入口（26）からサセプタ（28）の上面までのガ
スの通過する空間容積が小さいことから、この領域のガ
ス置換が短時間で行なえるので、ドーピングプロフアイ
ルの急峻性や急峻なヘテロ界面が得られる。
次に第５図に示すものは本発明の他の実施例であって、
反応管（21′）の上部構造を、有底の同心円錐管部（2
2′）との構成により環状空間部（23′）を有する同心
円錐管状構造としたもので、反応管（21′）の上部と同
心円錐管部（22′）はその下部のサセプタの多角錐台の
傾角と同じ傾角を有し、反応管（21′）の上部の曲がり
部はサセプタ上面の位置と略一致するように設計されて
いる。
反応管（21′）の上部構造を、有底の同心円錐管部（2
2′）との構成により環状空間部（23′）を有する同心
円錐管状構造としたもので、反応管（21′）の上部と同
心円錐管部（22′）はその下部のサセプタの多角錐台の
傾角と同じ傾角を有し、反応管（21′）の上部の曲がり
部はサセプタ上面の位置と略一致するように設計されて
いる。
第１図〜第３図は半導体薄膜気相成長装置のバレル型縦
型炉の従来例を示す断面図であり、第４図及び第５図は
夫々実施例に示す本発明の半導体薄膜気相成長装置のバ
レル型縦型炉の断面図である。 21、21′……反応管 22……同心円筒部 22′……同心円錐管部 23、23′……環状空間部 24……バッフル板 25……ガス整流器 26……ガス導入口 27……原料ガス 28……バレル型サセプタ 29……基板結晶 30……冷却ジャケット 31……RFコイル 32……排出口
型炉の従来例を示す断面図であり、第４図及び第５図は
夫々実施例に示す本発明の半導体薄膜気相成長装置のバ
レル型縦型炉の断面図である。 21、21′……反応管 22……同心円筒部 22′……同心円錐管部 23、23′……環状空間部 24……バッフル板 25……ガス整流器 26……ガス導入口 27……原料ガス 28……バレル型サセプタ 29……基板結晶 30……冷却ジャケット 31……RFコイル 32……排出口
Claims (2)
- 【請求項１】バレル型縦型炉を有する半導体薄膜気相成
長装置において、反応管のガス導入口からサセプタ上面
までの部分を、内側を有底の同心管部で構成して外側の
該反応管部との間に環状空間部を形成した同心管状構造
としたことを特徴とする半導体薄膜気相成長装置 - 【請求項２】同心管状構造が同心円筒状構造及び同心円
錐管状構造のうちのいずれかである特許請求の範囲
（１）項記載の半導体薄膜気相成長装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20629483A JPH0691011B2 (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20629483A JPH0691011B2 (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098618A JPS6098618A (ja) | 1985-06-01 |
| JPH0691011B2 true JPH0691011B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=16520915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20629483A Expired - Lifetime JPH0691011B2 (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 半導体薄膜気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691011B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6913056B2 (en) | 2002-01-31 | 2005-07-05 | Baxter International Inc. | Apparatus and method for connecting and disconnecting flexible tubing |
| US7275543B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-10-02 | Baxter International Inc. | Coupler member for joining dissimilar materials |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5002011A (en) * | 1987-04-14 | 1991-03-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vapor deposition apparatus |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP20629483A patent/JPH0691011B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6913056B2 (en) | 2002-01-31 | 2005-07-05 | Baxter International Inc. | Apparatus and method for connecting and disconnecting flexible tubing |
| US7226649B2 (en) | 2002-01-31 | 2007-06-05 | Baxter International Inc. | Laser weldable flexible medical tubings, films and assemblies thereof |
| US7275543B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-10-02 | Baxter International Inc. | Coupler member for joining dissimilar materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6098618A (ja) | 1985-06-01 |
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