JPH0831416B2

JPH0831416B2 - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH0831416B2
Application number: JP19106588A
Authority: JP
Inventors: 明吉野; 宣典大森; 利治大西
Original assignee: 大同ほくさん株式会社
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH01257323A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、真空室内、特に真空化学エピタキシー
（VCE）系において、化合物半導体層を成長させる半導
体の製造装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、化合物半導体、特にIII−Ｖ族化合物（例えばG
aAs）が、従来の珪素半導体よりも優れた性能を有する
としてその需要が増大している。このような化合物半導
体の製造方法として、超高真空中で、エピタキシヤル成
長させる化合物に必要な原子を固体材料からヒートガン
によつて蒸発させ、これを分子線の形で基板に衝突さ
せ、基板上の膜を成長させる分子線エピタキシヤル
（〔MBE〕Molecular Beam Epitaxy）法や金属のメチル
またはエチル化合物の蒸発をH₂等のキヤリアガスで送つ
て常圧ないし減圧の反応室に導入し、そこでＶ族の水素
化合物と混合したのち、加熱した基板上で反応させ結晶
を成長させる有機金属CVD（〔MOCVD〕Metalorganic Che
mical Vapor Deposition）法等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のうち、分子線エピタキシヤル法
は、大量生産が難しく市場の需要に見合うだけの供給を
することが困難であるという問題点を有している。ま
た、有機金属CVD法は、生産能力は上記分子線エピタキ
シヤル法よりも高いが、使用する反応ガスが高価で、か
つ、その成長機構のために反応ガスの利用効率が悪くな
るという問題を有している。そのため、高価格を問題と
しないような特殊用途以外に使用することは困難であ
る。また、上記有機金属CVD法は、上記のように反応ガ
スの利用効率が悪いことから大量の未反応ガス（毒性ガ
ス）を生じるうえ、蒸気圧の低いIII族化合物をガス化
し搬送する目的で、大量に用いるH₂等のキヤリアガス
が、上記未反応ガスに加わるため大量の毒性廃ガスを生
じ、これの廃棄等に大きな問題を有している。このよう
な有機金属CVD法による従来の装置は、第11図に示すよ
うになつている。すなわち、真空室１内に配設されたヒ
ータ２の上に基板３を載置し、この基板３に向けて真空
室１内の上部側に配設されたノズル４から半導体成長用
のガス状化合物を矢印Ａのように吐出するようになつて
いる。この装置は、基板３をヒータ２の上に載せ基板３
を下側から加熱するため、基板３の上方で矢印Ｂのよう
な熱対流が生じるとともに、ヒータ２によつて加熱され
た基板３から放散される熱が基板３の上面近傍で矢印Ｃ
のように生じる。その結果、ノズル４から吐出されるガ
ス状化合物が上記矢印Ｂの熱対流，矢印Ｃの放散熱によ
り押し上げられてその流れが乱されるため、基板３の上
面に均一な膜成長が行われなくなる。したがつて、上記
装置には、得られる半導体膜（半導体層）の表面を平滑
に仕上げることが困難であるという大きな欠点がある。
この欠点は、上記矢印Ｂの熱対流によつて基板３面に到
達しえず空中で接触反応して生成したGa・As粒子フラツ
グが空中を浮遊しランダムに半導体膜に付着するという
ことにより助長される。さらに、上記装置は、製造がバ
ツチ式であり生産効率が悪く、また供給するガスの種類
を変える場合は、上記ノズル４に連結された複数のガス
供給管のバルブ5,6,7を切り替えるようになつているた
め、ノズル４内に、直前に使用した化合物が残留しこれ
が不純物となり良質の半導体を得にくいという問題も有
している。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
上記MBEとMOCVDの長所を組み合わせることにより、半導
体層表面が平滑で良質の半導体を、効率よく生産できる
半導体の製造装置の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の半導体製造装
置は、高度に真空になしうる真空室と、この真空室内に
配設された基板支持用の基板支持具と、反応ガス供給手
段と、基板の加熱手段とを備えた半導体製造装置におい
て、真空室を複数の帯域に区分し、この複数の帯域に、
底面部と、その外周縁部から起立する排出路付きの周壁
と、この周壁で囲われた反応空間を開閉自在に蓋する上
板とからなる反応室をそれぞれ設け、上記各反応室の上
板に、基板を上記反応空間に接した状態で保持する保持
部を設けるとともに、所定の反応室の底面部に、上記保
持部に保持された基板に対して反応ガスを吐出する反応
ガス供給手段を設け、かつ反応室の上板の上方に加熱手
段を設けるとともに、上記上板を複数の反応室に順次移
動させる移動手段を設けるという構成をとる。

〔作用効果〕

すなわち、この発明の半導体製造装置は、真空室を高
度に真空にして反応ガス分子の平均自由行程を大きくし
ガス分子を分子線として基板に効率よく衝突させるよう
しているため、反応ガスの利用効率が大幅に向上するよ
うになる。また、この装置は、基板に対して、上方から
加熱を施し、下方から反応ガスを吐出させるため、熱対
流は基板の上側で生じ基板の下側では生じない。したが
つて、基板の下側から吐出された反応ガスは、熱対流に
よつて影響を受けることなく基板面に到達し、基板面に
極めて表面平滑性に富んだ半導体層を形成するようにな
る。また、真空室を複数の独立した帯域に区分し、各帯
域に反応室を設けているため、所定の反応室で基板に対
し加熱・冷却を施し、次の反応室で基板に対して反応ガ
スを吐出させるようにすることができ、それによつて半
導体の連続生産が可能になり生産効率の大幅な向上を実
現できるようになる。また、真空室が複数の独立した帯
域に区分され各帯域にそれぞれ反応室が設けられている
ため、各反応室ごとで異なる種類の反応ガスの使用がで
きる。そのため、異種反応ガスが混入して不純分とな
り、得られる半導体の品質の低下をもたらすということ
がない。そのうえ、この装置は、真空室が高度に真空に
なつていて蒸気圧の低いIII族化合物でもそのままガス
化して使用できるため、III族化合物のガス化ならびに
搬送用のキヤリアガスが不要になる。そのため使用後の
ガスの廃棄処理も少量ですむようになる。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明す
る。

〔実施例〕

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例に用いる半
導体製造装置を示している。これらの図において200は
真空化学エピタキシー（Vacuum Chemical Epitaxy）系
における円形の真空室であり、その内部が３個の独立帯
域100a,100b,100cに区分され、各帯域100a,100b,100cに
それぞれ反応室10が設けられている。上記各反応室10の
作用は、基板着脱室50に近い帯域100aの反応室10が基板
300の予熱，冷却用で、帯域100bの反応室10が無ドープ
層成長用で、帯域100cの反応室10がｎ型活性層の成長用
である。このような各反応室10は、第３図および第４図
に示すように、四角板状の床板12と、その四角板状の床
板12の四方の周縁部から上方に向かつて延びる周壁16
と、回転円板61の切欠部に装着された上板18とから構成
されている。上記回転円板61は、真空室200よりも少し
寸法が小さく設定され、１回の作業終了ごとに、真空室
200の中心に設けられた回転軸400を中心にゆつくり回転
し、各反応室10の上板18を回転方向側に位置する次の反
応室10に移動させるようになつている。そして、上記回
転円板61の各反応室10に対応する部分には、第５図に示
すようにアーチ状の切欠部60が形成され、そこに上板18
が着脱自在に装着される。18aは、上板18の上面の４隅
部に設けられたフツクであり、アーチ状切欠部60に対す
る上板18の装着に利用される。300は、上記上板18に形
成された穴部に、表面を下側にして着脱自在に装着され
た基板であり、穴部の周縁に設けられた段部に支受され
ている。より詳しく述べると、上記上板18は上記アーチ
状切欠部60と略同形状をしていて、上記アーチ状切欠部
60の内周縁に形成された段部により着脱自在に支持され
装着される。この上板18のアーチ状切欠部60に対する装
着は、第６図に示すように、真空室200の外周部に連設
された基板着脱室50において、基板300が装着された上
板18のフツク18aに、マジツクハンド51の棒状アームを
係合させて上板18を持ち上げ、その状態でマジツクハン
ド51を真空室200内に延ばし上板18を回転円板61のアー
チ状切欠部60の段部に載置することにより行われる。上
板18の載置後、マジツクハンド51の棒状アームは、少し
下降して上板18のフツク18aとの係合を解く。そして、
その状態でマジツクハンド51が基板着脱室50に後退す
る。上板18の脱着は上記と逆の手順で行われる。第６図
において、52は基板着脱室50と真空室200とを区切る
弁、53は弁52を開く前に基板着脱室50を真空室200と同
程度の真空状態にする真空ポンプである。上記各反応室
10の周壁には、外周に沿つて所定間隙で排気口20が設け
られ、反応室10内の未反応ガスないし余剰反応ガスを真
空室10に排出するようになつている。これら排気口20の
全体の面積は反応室10の上板18の面積の略４％に設定さ
れている。14はそれぞれ床板12における上記基板300の
真下の位置に一定間隔（25.4mm）で、かつ上記基板300
に対して垂直になるように穿設された直径3.2mmのノズ
ル孔（下側から上側にかけて逆向き円錐状になり、反応
ガスを均一吐出するようになつている）であり、反応室
10の下側に配設された第１の混合室24の天井部に穿設さ
れている孔26または34に連通している。この孔26および
34は第７図に示すように、同数個が交互に配設されてお
り、孔26は第１の混合室24内に連通し、孔34は第１の混
合室24内を貫通しているダクト32を介して混合室24の下
側に設けられた第２の混合室30に連通している。第１の
混合室24内には第２図に示すように、側壁を貫通して原
料注入管22が連通しており、この原料注入管22からトリ
メチルガリウム（TMGa）やトリエチルガリウム（TEGa）
等のIII族化合物（反応ガス）が第１の混合室24に送り
込まれ、またｎ型ならびにｐ型ドーパントが単独でもし
くは上記III族化合物とともに第１の混合室24に送り込
まれるようになつている。この化合物等は、第１の混合
室24内で均一に混合されたのち孔26およびノズル孔14を
通つて、上方に配設されている基板300に向かつて均一
な分布状態で吐出される。また、第２の混合室30の側壁
には、原料注入管28が連結されている。この原料注入管
28からｎ型,p型ドーパントもしくはトリエチルアルミニ
ウム（TEAl）等のIII族化合物等が第２の混合室30に送
り込まれるようになつている。上記III族化合物は第２
の混合室30およびダクト32内で均一状態に混合されたの
ち、孔34を介してノズル孔14から基板300に向けて均一
な分布状態で吐出される。なお、上記ダクト32は、第１
の混合室24内において、反応ガスの流通抵抗になり攪拌
作用を奏するため、第１の混合室24内における反応ガス
の混合性の向上に寄与する。また、上記真空室200の全
体，回転円板61,上板18,反応室10および第1,第２の混合
室24,30はステンレス鋼でできており、ステンレス鋼製
の支持体（図示せず）で支持されている。42はAsH₃等の
Ｖ族化合物を反応室10内に供給するための供給管であ
り、第７図のように床板12上の、孔26,34を左右同数に
２分割する位置に配設されている。そして、この供給管
42には複数個の孔42aおよび孔42bがそれぞれ一定間隔を
保つた状態で左右２列に穿設されている。これにより、
上記Ｖ族化合物が反応室10（第２図参照）内に均一な分
布状態で供給される。第２図において、44は反応室10の
上板18の上方に配設されたヒータ,44cは均熱板であり、
基板300を上方から主として軸射熱で加熱することによ
り、基板300を、その表面で半導体化合物が成長できる
温度まで加熱すると同時に、その加熱により、熱対流等
の影響を受けることなく半導体層が基板300の表面に均
一に成長しうるようにしている。上記ヒータ44は第８図
に示すように板状カーボングラフアイトに筋状切り込み
44aを交互に設け、両端に電極44bを取り付けて構成され
ている。このヒータ44は面状に均一加熱可能であるが、
ヒータ44の下側に設けられた均熱板44cにより、面状加
熱の一層の均一化がなされるようになる。

上記の装置を用いての半導体の製造はつぎのようにし
て行われる。すなわち、各帯域100a,100b,100cの上板18
にそれぞれ４個の基板300を表面を下側にした状態で配
設し、１日２交替の作業を行うことにより、１週間に11
52個の半導体を製造することができる。これを第９図の
MESFETエピタキシー層の成長プロセスのチヤートおよび
第１図，第２図を用いてより詳しく説明する。まず、真
空室200内を、真空度が10^-7トルの真空状態にするとと
もに、ヒータ44に電荷を負荷してヒータ44を発熱させ雰
囲気温度を650℃に加熱する。その状態で、基板300が取
り付けられた上板18を、基板着脱室50からマジツクハン
ド51を延ばして第１の帯域100aに対応する回転円板61の
アーチ状切欠部60に取付け、そこで略15分間加熱する。
ついで基板300を上板18ごと回転させて第２の帯域100b
の反応室10に移動させる。この回転により、第１の帯域
100aには、全ての処理がなされた基板300を有する上板1
8が第３の帯域100cから到来する。そこで、上記マジツ
クハンド51を用い、これを回転円板61から取外したの
ち、空いたスペースに、上記マジツクハンド51を用い未
処理の基板を有する上板18を装着することが行われる。
一方、第２の帯域100bに移動した上板18の基板300に対
しては、つぎのようにして反応ガスによる処理がなされ
る。すなわち、第２の帯域100bの反応室10と一組になつ
ている第１の混合室24内に、トリメチルガリウム（TMG
a）やトリエチルガリウム（TEGa）等のIII族化合物を送
り込み混合室24内で均一状態に混合したのち、ノズル孔
14から、第２の帯域100bの反応室10に位置する基板300
に向けて均一な分布状態で吐出させる。これと同時に、
供給管42に、AsH₃またはアルキルアルシン等のＶ族化合
物、例えばトリエチルアルシン（TEAs）を送り込み、こ
れを孔42aおよび孔42bから上記反応室10内に過剰に吐出
させる。その結果、上記反応室10内に供給されるＶ族化
合物は、上記III族化合物等とともに基板300の表面を横
切つて排気口20の方へと拡散しながら流れていく。その
間に、AsH₃やTEAsは熱分解してAs₂になり、基板300の表
面に、上記ガリウム化合物のガリウムとともに接触し、
無ドープの砒化ガリウム（GaAs）層等として成長する。
また、基板300に接触しない未反応の化合物は、上記反
応室10の排気口20から外部に排出され、真空室200の側
方に、排気手段によつて吸い込まれる。上記GaAs層は、
毎時略２μｍの成長速度で成長させることが好ましく、
厚みを略10⁴Åに形成させることが好適である。この場
合、上記無ドープGaAs層内の不純分の濃度は１×10¹⁵原
子／cm³以下になるように設定することが好ましい。つ
ぎに、上記処理を終えた基板300を、回転円板61の回転
により上板18ごと第２の帯域100bから第３の帯域100cの
反応室10に移動させる。この回転により、第１の帯域10
0aで加熱処理された基板300が第２の帯域100bに到来す
る。一方、第３の帯域100cに移動した基板300に対して
は、ドーピング処理がなされる。すなわち、ｎ型ドーパ
ントを、III族化合物とともに、第１の混合室24から第
３の帯域100cの反応室10に吐出させるか、または単独で
第２の混合室30から上記反応室10に吐出させることによ
り、上記基板300の無ドープGaAs層の表面にｎ型活性層
が成長形成される。このｎ型活性層は、毎時略２μｍの
成長速度で成長させることが好ましく、その厚みが２×
10³Åで、その中のｎ型ドーパントの濃度が略２×10¹⁷
原子／cm³になるようにすることが好適である。そのの
ち、上記III族化合物等のガスの供給をすべて停止した
状態で略15分保持する。そして、さらに、回転円板61を
回転させて上記の処理を終えた基板300を第１の帯域100
aの反応室10に戻し、そこで冷却する。この回転円板61
の回転により、第２の帯域100bで無ドープGaAs層を形成
された基板300が第３の帯域100cに到来し、ドーピング
処理を受けるようになる。一方、第１の帯域100aで冷却
された基板300は、上板18ごと基板着脱室50へマジツク
ハンド51により取り出される。この装置では、上記の操
作を繰返すことにより連続的に半導体を製造することが
できる。この場合、上記装置の各反応室10では同時に各
反応室に課された処理がなされることとなる。このよう
な一連の処理に要する時間は、第１帯域100aでの加熱，
冷却にそれぞれ略15分、第２帯域100bでの無ドープ層成
長に略30分、第３帯域100cでのｎ型活性層の成長に略15
分、無成長期間（ガス状化合物等の供給なし）に略15分
かかり、合計で略1.5時間となる。したがつて、12個の
基板300の製造に対して1.5時間を要し、これを１日２交
替で連続運転すると、１週間で1152個の半導体を製造す
ることができることになる。

つぎに、第10図にHEMTエピタキシー層の成長プロセス
のチヤートを示す。すなわち、上記の方向と同様の方法
において、第２および第３の帯域100b,100cで、第２の
混合室30（第２図）からトリエチルアルミニウム（TEA
l）等のAlを含有するIII族化合物を供給することにより
HEMTエピタキシー層を成長させることができる。この場
合、まず、上記の方法と同様、基板300を、第１の帯域1
00aで加熱したのち、第２の帯域100bでガス状のIII族お
よびＶ族化合物を用いて、ドーパントの濃度が１×10¹⁵
原子／cm³以下で、厚みが略10⁴ÅのGaAs層を成長させ、
さらに上記ガスに加えて、Al含有化合物を第２の混合室
30から吐出させ、上記GaAs層の表面に、厚みが30〜100
Åで、無ドープのAl_zGa_1-zAs層を成長させる。さらに、
第３の帯域100cで、上記ガス等に加えてｎ型ドーパント
を吐出させ、上記Al_zGa_1-zAs層の表面に厚みが500Åのn
⁺Al_zGa_1-zAs層を成長させる。この場合、上記の数Ｚは
0.1〜0.9、好ましくは0.2〜0.3である。そののち、第２
の混合室30の原料供給管28に設けられた排出弁（図示せ
ず）を閉じることによつて、上記ガス等のうちのAl含有
化合物の供給を止め、ｎ型ドーパントを含有する厚みが
略10³Åのｎ型GaAs層を成長させる。そして、上記と同
様、表面に半導体層が形成された基板300を第１の帯域1
00aで冷却したのち、半導体製造装置の外部に取り出し
信号源電極等を付す。このようにして、HEMT半導体を得
ることができる。この場合に要する時間も上記の方法の
場合と同様である。

なお、上記の装置において、ノズル孔14から基板300
までの距離を、その真空状態でのIII族化合物のガス分
子の平均自由行程（ガス分子が他の分子と衝突して反応
するまでに進む距離）よりも短く、かつ基板300の表面
への化合物の分散状態が均一になるように設定してお
く。これをより詳しく説明すると、各ノズル孔14から上
方に逆向き円錐状に拡散していくIII族化合物等の先端
に形成される各円が互いに交わる位置に基板300を配設
しておくとともに、基板300に到達するガス分子の分布
状態およびその衝突速度が、ガス分子が基板300の表面
に適当な速度で成長するために充分であるように設定し
ておく。または、予め設定されたノズル孔14から基板30
0までの距離に対応させて、真空室200内の真空度やガス
状化合物の吐出速度を調節したり、孔26,34およびノズ
ル孔14の個数，直径等を調節する。これにより、規定厚
み±５％の範囲内の厚み、より好ましくは規定厚み±１
％の範囲の厚みを有する半導体層を得るようにする。ま
た、TEGaおよびAsH₃等からGaAsを得る場合の反応速度
は、一般に、基板300の温度が高いほど早く進行するよ
うになつているが、基板300の温度があまり高すぎると
層状に形成されたものが再蒸発し層成長速度を低下させ
る。このため基板300の温度は500〜700℃が好ましく、
特に好ましいのは600〜650℃である。また、反応室10内
の真空状態は10^-6トル以下が好ましい。その外、TEGaお
よびAsH₃等の速度，基板300の温度等の種々の条件の関
係を下記の式（１），（２），（３）で表すことができ
る。

この式（１）において、ｆは横下に示す化合物のビー
ム流束、Ｆはその流量、Ａは成長域面積、ａは排気口20
の面積である。この排気口20の面積ａは、成長域面積Ａ
の４％で程度であることが好ましく、４％を越すとＶ族
化合物が外部に過剰に排出され反応室10内での分布状態
が均一でなくなる。そのため、得られる半導体層の均一
性が悪くなる。また、４％以下になると、Ｖ族化合物の
反応室10内部から外部への流れが悪くなりIII族化合物
の利用効率が低下し効果的な半導体層の成長が得られな
くなる。この式（１）はAs₂とGaの密度比が、成長域面
積Ａと排気口20の面積ａの比およびAsH₃とTEGaの流量比
との積に比例することを示している。

λ＝KTV_b／πd_a ²V_hP． ……（２）この式（２）において、λはIII族化合物の平均自由
行程、d_aは基板300に衝突する分子の平均直径、Ｔは温
度、V_bはノズル孔14から吐出されるIII族化合物の線分
子の速度、V_hは基板300の近傍で加熱されたＶ族化合物
の分子の速度を示している。この式（２）により反応室
10の形状を適正に設定することができ、ノズル孔14と基
板300との間の距離は、III族化合物の平均自由行程λよ
りも小さく、かつ基板300の表面でＶ族化合物が均一に
分布されるような距離にしておくことが重要である。

つぎに、反応室10内の中央部から排気口20までの間の
圧力低下は、排気口20を挟んだ反応室10内と室外との圧
力差に比較して小さくなるようにしなければならない。
例えば反応室10の長さと幅が同じ場合であれば、反応室
10内においてその中央部から側壁側までのコンダミタン
スCaと、上記反応室10の外部のコンダクタンスCoとの比
は下記の（３）式で表される。

C_a／C_o＝4h²/a ……（３）この式において、ｈはノズル孔14から基板300までの
距離、ａは排気口20の面積を示している。この関係にお
いて、Ca/Coが４になることが好ましい。すなわち、反
応室10内での圧力変動は略25％以下であることが好まし
い。さらに、この反応室10内に吐出されるＶ族化合物
は、この反応室10内の圧力変動に影響されないように過
剰に供給することが好ましい。その場合でも従来の有機
金属CVD法と比べてその使用量は1/20程度ですむ。

このように、この半導体の連続製造装置は、真空室20
0内を３個の帯域100a,100b,100cに区分し、その各帯域1
00a,100b,100cに配設した反応室10に基板300を順次移動
させながら連続的に異なる処理を行えるようになつてい
る。そのため、効率のよい生産ができる。また、それぞ
れの帯域100a,100b,100cに反応室10が設けられ、その反
応室10内で基板300の処理がなされるため、反応ガスを
有効に使用できるうえ、各帯域100a,100b,100cの反応室
10でそれぞれ異なる化合物を使用することができる。し
たがつて、反応ガスの利用効率の向上を現実できるとと
もに、異種の化合物が他の化合物に不純物となつて混入
することにより、半導体層の品質が低下するという事態
の発生が防止できる。そのうえ、上記の装置では、未反
応のガス状化合物を排出口20から反応室10の外部に排出
することにより、反応室10内に一定の流速の化合物の流
れを生じさせるようにしているとともに、混合室24,30
に連通する複数個のノズル孔14を２分割する位置に供給
管42を配設しているため、基板300の表面に均一状態で
Ｖ族化合物等を送ることができIII−Ｖ族化合物からな
る半導体層を均一な状態で成長させることができる。さ
らに、キヤリアガスを用いないため使用ガスが少量にな
り、廃棄等の処理が容易になる。

なお、上記実施例において、反応室10を円筒形にする
とともに、各上板18もそれに合わせて円形にして独自に
各反応室10に移動できるようにし、かつ各上板18をその
反応室10の中心を軸としてゆつくり回転させるようにす
るようにしてもよい。これにより、半導体層を一層均一
状態に形成しやすくなる。また、上記の実施例では、反
応室10として、同形の装置を３個用いるようにしている
が、これに限定するものではなく、さらに多くの反応室
を加え処理工程を増加させて多層状の半導体を製造した
り、加熱と冷却を別の装置で行つてもよい。また、基板
300の各反応室10への移動は、上記実施例のように、回
転円板61の回転により上板18を回転させて行うことに限
定するものでなく、上板18および混合室は固定してお
き、底板12を周壁16ごと、次の反応室へ移動させて行う
ようにしてもよい。さらに、第１の帯域100aで用いる反
応室10は、ノズル等を設けなく、単に加熱および冷却が
できる室として構成してもよいし、他の帯域100b,100c
の反応室10もそこで行われる処理に対応して混合室を１
個にしたり、さらに下方に追加して３個にするなど変形
させてもよい。また、上記の実施例では反応室10の周壁
16に排気口20を設けているが、周壁16に排気口20を設け
ず、周壁16と上板18との隙間を排気路にするようにして
もよい。また、上記実施例では、混合室24と30を隔離し
た室とし、それぞれの混合室に連通したノズル孔14から
異なる原料ガスを反応室10に送るようになつているが、
混合室24および30を孔等により連通させ、それぞれの原
料注入管22,28から送られてくる原料ガスを混合室24内
で混合したのち反応室10に送るようにしてもよい。さら
に混合室に冷却用のジヤケツト等を設けてそれに冷却水
等を送ることにより、ガス状化合物を適正温度に冷却で
きるようにしてもよい。これにより、ガス状化合物の温
度が過剰に高くなることを防止し、ガス状化合物の早期
反応を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の平面図、第２図はそのＡ
−Ａ′における縦断面図、第３図はさらにその反応室ブ
ロツクの断面図、第４図は上板を除いた状態の反応室の
斜視図、第５図は回転円板ブロツクの平面図、第６図は
基板供給装置を含めた平面断面図、第７図は反応室のノ
ズル孔および供給管の分布状態を示す平面図、第８図は
ヒータの平面図、第９図はMESFETエピタキシー層の成長
プロセスのチヤート図、第10図はHEMTエピタキシー層の
成長プロセスのチヤート図、第11図は従来例の断面図で
ある。 10……反応室、12……床板、14……ノズル孔、16……周
壁、18……上板、20……排気口、22,28……原料注入
管、24,30……混合室、32……ダクト、42……供給管、4
4……ヒータ、44c……均熱板、61……回転円板、100a,1
00b,100c……帯域、200……真空室、300……基板、400
……回転軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高度に真空になしうる真空室と、この真空
室内に配設された基板支持用の基板支持具と、反応ガス
供給手段と、基板の加熱手段とを備えた半導体製造装置
において、真空室を複数の帯域に区分し、この複数の帯
域に、底面部と、その外周縁部から起立する排出路付き
の周壁と、この周壁で囲われた反応空間を開閉自在に蓋
する上板とからなる反応室をそれぞれ設け、上記各反応
室の上板に、基板を上記反応空間に接した状態で保持す
る保持部を設けるとともに、所定の反応室の底面部に、
上記保持部に保持された基板に対して反応ガスを吐出す
る反応ガス供給手段を設け、かつ反応室の上板の上方に
加熱手段を設けるとともに、上記上板を複数の反応室に
順次移動させる移動手段を設けたことを特徴とする半導
体製造装置。
【請求項２】上記反応室の底面部に反応ガス吐出用の複
数のノズル孔を設けるとともに、反応室の下側に第１お
よび第２の混合室を多段式に設け、これら第１および第
２の混合室にそれぞれ異種の反応ガスを注入する注入手
段を設け、上記第１の混合室の天井部にその混合室内の
反応ガスを上記反応室の底面部の所定のノズル孔に導く
出口を設け、かつ上記第２の混合室の天井部にその混合
室内の反応ガスを取り出す出口を設けるとともに、この
出口から上記第１の混合室を通り抜けて上記反応室の底
面部の所定のノズル孔に延びる反応ガス流路を設けた請
求項（１）記載の半導体製造装置。
【請求項３】上記反応室の底面部に設けられた反応ガス
吐出用の複数のノズル孔を実質的に同数からなるノズル
孔群に左右に分割するよう上記反応室の底面部上に設け
られた反応ガス吐出用の吐出源を設けた請求項（１）ま
たは（２）記載の半導体製造装置。