JPS62152123A

JPS62152123A - 気相成長装置

Info

Publication number: JPS62152123A
Application number: JP60293773A
Authority: JP
Inventors: Masato Mitani; 三谷　眞人; Takashi Ichiyanagi; 一柳　高畤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-07-07
Also published as: JPH0545053B2

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、半導体工業で利用される気相成長装置に関す
るものである。

従来の技術半導体工業においては、シリコン基板上に反応ガスを供
給して、その基板表面に反応物の膜を形成する工程があ
る。特にシリコン基板を通常４５０℃程度の適当な温度
に加熱しておき、四塩化珪素、まだはモノシラン、まだ
はジクロールシランなどの第１の反応ガス分子と、第２
の反応ガス分子である酸素と、水素またはヘリウムなど
のキャリヤガスとを混合した反応ガスを供給することに
よって、シリコン酸化膜がシリコン基板上に形成される
。

従来の赤外線加熱方法を使用した気相成長装置は、例え
ば特公昭６・７−４４００９号公報に示されているよう
に第４図のような構造になっていた。

この装置において、反応室は石英ベルジャ１とベース板
２によって、完全に外気と遮断されており、ベース板２
には反応ガスを供給するだめのガス供給口３と、反応ガ
スを排出するだめのガス排出口４が取り付けられていた
。またベース板２上には、シリコン基板６を載置するサ
セプタ６が設置されていた。また石英ベルジャ１の外側
には、シリコン基板５を加熱するだめの赤外線ランプ７
を収納した赤外線ランプノ・ウス８が設置されていた。

また、同様に赤外線加熱方式を使用した異なる構造の従
来の気相成長装置は、例えば特開昭６９−１１２６１５
号公報に見られるように第５図のような構造になってい
た。この装置において、反応室は、透明石英から成る石
英トッププレート９と反応室壁１ｏおよびベース板１１
によって、完全に外気と遮断されており、ベース板１１
には反応ガスを供給するだめのガス供給口１２と、反応
ガスを排出するだめのガス排出口１３が取り付けられて
いた。また、ベース板１１上には、シリコン基板１４を
載置するサセプタ１５が設置されていた。また反応室の
外側には、シリコン基板１４を加熱するための赤外線ラ
ンプ１６を収納した赤外線ランプハウス１７が設置され
ていた。更に、キャリヤガスのみから成るパージガスが
、パージガス供給口１８から供給され、パージガスガイ
ド板１９によって、石英トッププレート９と平行に流れ
るように構成されていた。

発明が解決しようとする問題点しかしながら上記第４図のように構成された従来の気相
成長装置では、赤外線ランプ７から発される赤外光に対
して石英ベルジャ１は完全に透明ではない（透過率は最
大で９０係）ため、石英ベルジャ１は、赤外光の一部を
吸収して昇温する。

更に石英ベルジャ１は、石英ベルジャ１を透過したのち
シリコン基板６で反射した赤外光の一部、および高温に
加熱されたシリコン基板５とサセプタ６から発される輻
射光の一部を吸収して昇温する。石英ベルジャ１の温度
は、石英ベルジャ１の厚み等により決まるが、シリコン
基板５の温度が４５０　℃程度のとき、シリコン基板６
に相対する石英ベルジャ１の内面の温度は、２６０℃〜
４００’Ｃとなる。このため、シリコン基板５のみなら
ず、石英ベルジヤ１内面においても気相成長膜が形成さ
れ、昇温・冷却時に石英ベルジャ１からフレークが発生
するという問題があった。また、一旦石英ベルジャ１内
面に気相成長膜が付着すると、石英ベルジャ１の赤外光
透過率が悪化し、更に石英ベルジヤ１内面の温度が上昇
する。このため、石英ベルジヤ１内面には更に気相成長
膜が形成され、更に赤外光透過率悪化のため温度が上昇
し、この操り返しにより最終的に石英ベルジャ１が熱応
力によって破壊するという安全上の問題があった。

更に、反応ガス分子として、モノシランと酸素を用い、
かつこれら反応ガス分子のモル分率がある一定値（３，
５％）を越えるとき、常温でも気相中で反応を生じ、ガ
ス供給口３の内面およびベース板２内面にも、粉状の反
応物が付着する。この粉状の反応物は、簡単にふき取る
ことができ、そのため気相成長中に遊離し、フレークが
発生するという問題があった。

一方第５図に示した従来の気相成長装置では、石英トッ
ププレート９の内面での気相成長膜の発生を防ぐため、
ガス供給口１２から供給された反応ガスが石英トッププ
レート９の内面まで到達しないよう、すなわち石英トッ
ププレート９内面にパージガスによるカーテンが形成さ
れるよう、パージガス供給口１８と、バーンガスガイド
板１９が設けられていた。ところが−第５図に示した装
置では、ガス供給口１２から毎分２００　ＣＣのモノシ
ランと毎分１０００ＣＣのヘリウムを供給し、パージガ
ス供給口１８から毎分２０００ＣＣのヘリウムをパージ
ガスとして供給してシリコン多結晶膜を形成するとき、
反応ガスはきり吹きと同じ現象によって、流速の大きい
パージガス側、すなわち石英トッププレート９側に引き
寄せられてしまい、シリコン基板１４中央部近傍よりモ
ノシラン濃度が１．４倍も高い場所が石英トッププレー
ト９内面近傍に存在することがわかった。また、パージ
ガスの流量を抑えることにより、反応ガスが石英トップ
プレート９の方へ引き寄せられることを抑えることがで
きるが、このとき効果的にパージガスのカーテンを形成
してモノシランの拡散自体を抑えることは充分ではなく
、１回の気相成長で、石英トッププレート９内面に、う
つすらとシリコン多結晶膜が付着することが確認された
。そのため、第５図に示す構造では、十分に反応ガスの
拡散を抑えることはできず、その結果、以前石英トップ
プレート９内面での気相成長膜付着という問題は解消さ
れていなかった。

そこで本発明は、低温でも反応の生じ易い２成分反応ガ
ス分子を用いる気相成長方法に対し、サセプタ直前まで
これら反応ガス分子を混合させることなく導き、同時に
反応ガス分子の石英トッププレートおよび反応室壁面へ
の拡散を極力抑えて、石英トッププレート内面および反
応室壁面での気相成長膜発生が起こりにくい、すなわち
フレークの発生しにくい安全性の高い気相成長装置を提
供するものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、サセプ
タによって水平に支持される７リコン基板を、反応室外
部の輻射加熱手段（でよって加熱し、２棟類の反応ガス
分子を供給して被膜形成を行なう横型の気相成長装置に
おいて、一端に、第１の反応ガスをシリコン基板および
サセプタに平行にかつこれらの上側を覆うように反応室
内に整流して供給する第１反応ガス整流手段と、第２の
反応ガスを第１の反応ガスと平行にかつサセプタの下側
を■うように反応室内に整流して供給する第２反応ガス
整流手段と、パージガスを整流して第１反応ガスおよび
第２反応ガスと平行にかつこれらを包み込むように供給
するパージガス整流手段を設け、他端にガス排気口を設
け、そして反応室の断面形状をほぼ一定とすることを特
徴とするものである。

作　　　用この技術手段による作用は以下のようになる。

サセプタに載置した７リコン基板の上面が反応室底面と
上面のほぼ中央に位置する断面形状の変化しない反応室
に、第１の反応ガスを第１反応ガス整流手段を通して７
リコン基板およびサセプタの上面へ層状に、また第２の
反応ガスを第２反応ガス整流手段を通してサセプタの下
ｉ１＋１へ層状に、ぞれぞれ平行に供給することにより
、サセプタに至るまでに生じていた低温でも生じる不要
な反応を解消できる。サセプタ直前で混合される第１反
応ガスおよび第２反応ガスは、分子拡散によって混合さ
れ、反応室外にある輻射加熱手段によって所定の温度ま
で加熱されているシリコン基板上に、気相成長膜を形成
される。更に、パージガスをパージガス整流手段を通し
て反応室底面および上面および側面に層状に、それぞれ
平行に、かつ第１反応ガスおよび第２反応ガスを包み込
むように供給することによって、反応室内のガス流れの
乱れをなくし、反応室壁面への反応ガス分子の拡散を極
力防いで、反応室壁面での不要な気相成長膜の成長を抑
えることができる。すなわち、この手段により、反応室
壁面に、効果的にパージガスのカーテンを形成して、反
応室壁面での反応ガス分子の濃度を大幅に低下させ、そ
の結果反応室壁面での不要な気相成長膜の成長について
も、抑えることが可能となる。

実施例以下、本発明の一実施例の気相成長装置について第１図
〜第３図を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例の気相成長装置の断面図で
ある。第１図において、２Ｑはシリコン基板、２１は７
リコン基板２ｏを載置するサセプタである。サセプタ２
１は、炭化珪素でコーティングされたグラフフィトより
成り、サセプタ２１を回転する回転機構（図示せず）に
直結されている。サセプタ２１は、シリコン基板２０を
載置したときに、シリコン基板２ｏの上面の反応室底面
からの高さが反応室の高さのほぼ２分の１になるよう設
置されている。２２は、シリコン基板を加熱するための
輻射加熱手段としての赤外線ランプで、２３は赤外線ラ
ンプ２２を保持する赤外線ランプユニットである。２４
は、透明な石英から成る輻射光透過プレートとしての石
英トッププレートである。石英トッププレート２４は、
赤外線ランプ２２が発する赤外光を透過しつつ反応室内
部を完全に外気と遮断するためのものである。２６は、
石英トッププレート２４と共に反応室内部を完全に外気
と遮断するためのステンレス等の耐〆食性金属より成る
反応室壁である。２６は１反応室壁２５を水冷するため
に反応室壁２６に設けられている水冷孔である。２７は
、透明石英から成る石英中間プレートで、石英中間プレ
ート２７と反応室壁２５の構造とによって１反応室の断
面形状が極力変化しないよう構成されている。６奥中間
プレート２７は、反応室壁２５に設けられた突起に載せ
られている。２８は、石英トッププレート２４を反応室
壁２５に固定するためのステンレスから成る固定具で、
２９は固定具２８を水冷するために固定具２８に設けら
れた水冷孔である。

３Ｑは、第１の反応ガス分子とキャリヤガスとを混合し
た第１の反応ガスを供給するための第１反応ガス供給管
で、３１は反応室壁２５に設けられた第１反応ガス供給
口である。３２は、第２の反応ガス分子とキャリヤガス
とを混合した第２の反応ガスを供給するための第２反応
ガス供給管で、３３は反応室壁２５に設けられた第２反
応ガス供給口である。３４は、パージガスを供給するた
めのパージガス供給管で、３５は反応室壁に設けられた
パージガス供給口である。３６は、第１反応ガス供給口
３１から供給された第１反応ガスを反応室内部まで他の
ガスと混合することなく導くための透明石英から成る第
１反応ガス誘導管で、３７は、第２反応ガス供給口３３
から供給された第２反応ガスを反応室内部まで他のガス
と混合することなく導くための透明石英から成る第２反
応ガス誘導管である。３８は、第１反応ガス供給口３１
から供給された第１反応ガスを一旦保持するための第１
反応ガス予備室で、３９は、第１反応ガス予備室３８の
一端にある透明な石英から成る第１反応ガス整流壁で、
４ｏは第１反応ガス整流壁３９に適当数設けられた第１
反応ガス整流孔である。

上記の第１反応ガス供給口３１．第１反応ガス誘導管３
６．第１反応ガス予備室３８．第１反応ガス整流壁３９
および第１反応ガス整流孔４０は第１反応ガス整流手段
を構成する。４１は、第２反応ガス供給口３３から供給
された第２反応ガスを一旦保持するための第２反応ガス
予備室で、４２は、第２反応ガス予備室４１の一端にあ
る透明な石英から成る第２反応ガス整流壁で、４３は第
２反応ガス整流壁４２に適当数設けられた第２反応ガス
整流孔である。上記の第２反応ガス供給口３３、ｉ２反
応ガス誘導管３７．第２反応ガス予備室４１．ｉ２反応
ガス整流壁４２および第２反応ガス整流孔４３は第２反
応ガス整流手段を構成する。４４は、第１反応ガス予備
室３８と第２反応ガス予備室４１とを仕切る透明石英か
ら成る仕切り板で、シリコン基板２０の上面の高さとほ
ぼ一致する高さに設けられている。第２図は、第１反応
ガス誘導管３６および第２反応ガス誘導管３７の拡大斜
視図で、同図において、第１反応ガス整流孔４０は、第
１反応ガス整流孔４Ｑは、第１反応ガス整流壁３９に円
孔状に適当数設けられており、また第２反応ガス整流孔
４３は、第２反応ガス整流壁４２に円孔状に適当数設け
られている。本実施例では、第１反応ガス誘導管３６お
よび第２反応ガス誘導管３７および第１反応ガス整流壁
３９および第２反応ガス整流壁４２および仕切り板４４
が一体となったＣ１０成になっており、第１反応ガスと
第２反応ガスが、反応室直前まで混合しないよう構成さ
れている。第１図において、４５は、パージガス供給口
３５から供給された・（−ジガスを一旦保持するための
パージガス予備室で、　ＨＩＩ　−４７、パージガス予
備室４５は、第１反応ガス誘導管３６および第２反応ガ
ス誘導管３７を包み込む形で構成されている。４６は、
パージガス予備室４５の一端にある透明な石英から成る
パージガス整流壁で、４７はパージガス整流壁４６に設
けられた適当数のパージガス整流孔である。上記のパー
ジガス供給口３５．・ζ−ジガス予備室４６．パージガ
ス整流壁４６およびパージガス整流孔４７はパージガス
整流手段を構成する。第３図は、パージガス整流壁４６
の具体構成を示す拡大斜視図で、同図において、４８は
装置組立時に第１反応ガス整流壁３９および第２反応ガ
ス整流壁４２とをパージガス整流壁４６に合致させるた
めにパージガス整流壁４６に設けられた穴である。パー
ジガス整流孔４７ば、円孔状に適当数パージガス整流壁
４６に設けられている。

第１図において、４９は１石英トッププレート２４と石
英中間グレート２７に挾まれた空間にパージガスを導き
かつこの空間の圧力が反応室の圧力より少し高くなるよ
うにするための通気孔である。

そして５ｏは、反応ガスおよびパージガスを排気するた
めに反応室壁２５に設けられたガス排気口で、５１は、
ガス排気管である。第１図に示した気相成長装置では、
第１反応ガスと第２反応ガスがサセプタ２１直前まで混
合することなく導かれ、それぞれの反応ガスは、第１反
応ガス整流孔４゜および第２反応ガス整流孔４３を通し
てそれぞれ反応室内に供給された直後拡散混合し、シリ
コン基板２０およびサセプタ２１を包むように反応室内
を流れ、そしてパージガス整流孔４７を通して反応室内
に供給されるパージガスがこの混合した反応ガスを包む
ように反応室内を流れるよう構成されている。また、第
１反応ガス誘導管３６および第２反応ガス誘導管３７の
鉛直方向の幅は、反応室底面から石英中間プレート２７
１での高さの０．１５倍にそれぞれ設定されており、ま
た、それぞれの水平方向の幅は、反応室内面の横幅の０
．４倍に設定されている。

以上のように構成された気相成長装置について、以下第
１図〜第３図を用いてその動作を説明する。

第１図において、赤外線ランプ２２より発せられる赤外
光は、石英トッププレート２４および石英中間プレート
２７を透過して、反応室内部に設置されたシリコン基板
２０およびサセプタ２１を所定の温度（４５０℃）まで
輻射加熱する。この際赤外線ランプ２２より発せられる
赤外光は、同時に反応室壁２５も輻射加熱するが、反応
室壁２５に設けられた水冷孔２６に水を通すことにより
反応室壁２６が強制冷却され、反応室壁２５は低温に保
持される。一方、強制冷却手段を有さない石英トッププ
レート２４および石英中間プレート２７は、赤外光の一
部を吸収して昇温し、シリコン基板２０が４５０℃程度
のとき、これらの温度は、２５０℃〜４ｏｏ℃となる。

このとき、第１反応ガス分子としてモノシランを、キャ
リヤガスとしてヘリウムあるいは窒素を用いて、これら
を混合した第１反応ガスを作り、第１反応ガス供給口３
を通して第１反応ガス予備室３８に第１図矢印Ａ１の方
向に沿って供給し、第１反応ガスを−Ｈ第１反応ガス予
備室３８で保持して圧力を一定にした後、この第１反応
ガスを第１反応ガス予備室３８の一端にある第１反応ガ
ス整流壁３９に設けられた第１反応ガス整流孔４ｏを通
して、矢印Ｂ１の方向に沿って、層流状に整流して、反
応室内部に供給する。同時に、第２反応ガス分子として
酸素を、キャリヤガスとしてヘリウムあるいは窒素を用
いて、これらを混合した第２反応ガスを作り、第２反応
ガス供給口３３を通して第２反応ガス予備室４１に第１
図矢印Ａ２の方向に沿って供給し、第２反応ガスを−Ｈ
第２反応ガス予備室４１で保持して圧力を一定にした後
、この第２反応ガスを第２反応ガス予備室４１の一端に
ある第２反応ガス整流壁４２に設けられた第２反応ガス
整流孔４３を通して、矢印Ｂ２の方向に沿って、層流状
に整流して、反応室内部に供給する。反応室内部に供給
された第１反応ガス中のモノシランと第２反応ガス中の
酸素が徐々に拡散混合し、そして反応室内部のンリコン
基［２０およびサセプタ２１を包み込むように、ガス排
気口５０へ向かって流れる。このとき、反応ガス中のモ
ノシランと酸素がシリコン基板２ｏ上で熱分解して、シ
リコン基板２０上に酸化珪素膜が形成される。モノシラ
ンと酸素の反応は、室温程度の低温であっても小量発生
するため、従来装置では、サセプタ２に反応ガスが至る
までに若干の反応が生じ、反応ガス供給口内部にも不要
な反応物が付着していたが、第１反応ガス、第２反応ガ
スと区分して供給することにより、サセプタ２１直前ま
でこの不要な反応を解消することができる。しかし、こ
の状態では石英中間プレート２７および強制冷却されて
いる反応室壁２５において、以前として不要な気相成長
膜が形成される。そこで、反応ガスを反応室内に供給す
ると同時に、反応ガス分子を含まないヘリウムあるいは
窒素から成るパージガスを、パージガス供給口３５を通
してパージガス予備室４５に第１図矢印Ｃの方向に沿っ
て供給し、このパージガスをパージガス整流壁４６に設
けられたパージガス整流孔４７を通して、矢印りの方向
に沿って、層流状に整流して、第１反応ガスおよび第２
反応ガスを包み込むように、すなわち石英中間プレート
２７および反応室壁２５の底面、側面にパージガスのカ
ーテンを形成するように供給する。反応室内に供給され
た反応ガスとパージガスば、反応室断面形状が一定に保
たれているため、乱れることなく層状にガス排気口５ｏ
へ向かって流れる。このとき効果的に石英中間プレート
２７近傍および反応室壁２５近傍のモノシランおよび酸
素の濃度を大幅に低下させることが可能となる。

なお、パージガスの平均レイノルズ数Ｒａｐと、第１反
応ガスと第２反応ガスの混合時の平均レイノルズ’１Ｊ
Ｒｅｒとの比Ｒｅｐ／Ｒｅｒを、４≦Ｒｅｐ／Ｒｅｒ≦
１５とするとき、石英中間プレート２７および反応室ｇ
２５内面での不要な気相成長膜の膜厚を、ノリコノ基板
２０上に形成される気相成長膜の膜厚のｉ以下に抑えう
ろことが、確認された（ここにＲｅｒ＝＝ＵｒｘＤｒ／
νｒ、Ｒｅｐ＝ＵｐｘＤｐ／νｐ、　　Ｕｒ：整流直後
の第１反応ガスと第２反応ガスの平均流速　Ｄｒ：゛第
１反応ガス整流孔４０と第２反応ガス整流孔４３の直径
の平均値、シｒ：第１反応ガスと第２反応ガスが完全に
混合したと仮定したときの混合反応ガスの整流直後の動
粘性係数、　Ｕｐ：整流直後のパージガス平均流速＋　
Ｄｐ：パージガス整流孔４７の直径の平均値、νｐ：パ
ージガスの整流直後の動粘性係数）。なお−モノシラン
の流量は常に毎分７０ＣＣ１酸素の流量は毎分４００　
ＣＣとし、ガス排気口６０での圧力を６　ｔｏｒｒとし
た。まだ、第１反応ガス誘導管３６の鉛直方向の幅をｈ
ｌ、第２反応ガス誘導管３７の鉛直方向の幅をｈ２．反
応室の鉛直方向の幅をｈｏ　とするとき、比ｈ１／ｈｏ
およびｈ２／ｈｏは、それぞれ０．１９１．／’）１０
≦ｏ　、２　＋０．１≦ｈ、／ｈｏ≦０．２であること
が望ましく、このときシリコン基板２０上に形成される
気相成長膜の膜厚バラツキが±６多以下に抑え゛らるこ
とがわかった。また、仕切り板４４の反応室底面からの
高さをｈ３、シリコン基板２０の上面の反応室底面から
の高さをｈ４　とするとき、比ｈ３／ｈｏ、ｈ４／ｈ。

に関しては、ｈ３／／ｈｏ−ｏ、５±０．０５．ｈ４／
ｈ。＝０．５＋０５ｏ５とするとき、石英中間プレート
２７および反応室壁２５での不要な膜成長には、はとん
ど悪影響を与えないことがわかった。また、第１反応ガ
ス誘導管３６の水平方向の幅をｔ　第２反応ガス誘導管
３７の水平方向の幅を４、反応室の水平方向の幅をｔ。

とするとき、比ｔ１／ｌｏおよびｔ２／ｌ。

は、０．２≦ｌ１／ｌｏ≦０．４，０．２≦／ｌ−２／
’Ｏ≦０．４　カ望ましいことがわかった。更に、反応
室の断面形状の変化率であるが、極力ゼロに近いことが
望ましいが、テーパ形状の反応室で確認したところ、変
化率が６チ以下であれば、はぼ同様の効果が得られるこ
とがわかった。

以上詳述した形で、第１反応ガスと第２反応ガスとパー
ジガスを反応室内に導いて気相成長を行なうとき、シリ
コン基板２０上に均一性の良い気相成長膜を形成できる
と共に、サセプタ２１直前まで不要な反応を抑え、かつ
石英中間プレート２７および反応室壁２６での不要な気
相成長膜の発生を大幅に削減できる。

なお、本実施例では、第１反応ガス分子としてモノシラ
ン、第２反応ガス分子として酸素としたが、２成分の反
応ガス分子によって気相成長膜を形成する限り、いかな
る場合にも適用できることは言うまでもない。まだ、本
実施例では、第１および第２反応ガスの整流手段、パー
ジガスの整流手段として、ガス予備室、ガス整流壁、ガ
ス整流孔をそれぞれ設けたが、それぞれのガスを整流す
ることが可能ならば−いかなる整流手段を用いてもかま
わないことは言うまでもない。また、本実施例では、そ
れぞれのガス整流孔を円孔としたが、ガスを整流可能な
らば、いかなる形状であってもかまわない。

発明の効果以上のように本発明は、サセプタによって水平に支持さ
れるシリコン基板を、反応室外部の輻射加熱手段によっ
て加熱し、２種類の反応ガス分子を供給して被膜形成を
行なう横型の気相成長装置において、一端に、第１の反
応ガスをシリコン基板およびサセプタに平行にかつこれ
らの上側を覆うように反応室内に整流して供給する第１
反応ガス整流手段とへ第２の反応ガスを第１の反応ガス
と平行にかつサセプタの下側を覆うように反応室内に整
流して供給する第２反応ガス整流手段と、パージガスを
整流して第１反応ガスおよび第２反応ガスと平行にかつ
これらを包み込むように供給するパージガス整流手段を
設は一他端にガス排気口を設け、そして反応室の断面形
状をほぼ一定とすることによって、酸化珪素膜を気相成
長させるとき、均一性のすぐれた酸化珪素膜を形成でき
ると共に、従来反応ガスがサセプタに至るまでに若干生
じていた不要な反応を解消でき−かつ反応室壁面での不
要な気相成長膜の発生を大幅に抑えることができ、その
実用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例の気相成長装置の断面図、第
２図は第１反応ガス誘導管および第２反図、第４図およ
び第６図は従来の気相成長装置の断面図である。２０・・・・・・シリコン基板、２１・・・・・・サセ
プタ、２２・・・・・・赤外線ランプ、２６・・・・・
・反応室壁、３１・・・・・第１反応ガス供給口、３３
・・・・・・第２反応ガス供給口、３５・・・・・・パ
ージガス供給口、３６・・・・・第１反応ガス誘導管−
３７・・・・・・第２反応ガス誘導管、３８・・・・・
・第１反応ガス予備室、３９・・・・・・第１反応ガス
整流壁、４ｏ・・・・・・第１反応ガス整流孔、４１・
・・・・・第２反応ガス予備室、４２・・・・・・第２
反応ガス整流壁、４３・・・・・・第２反応ガス整流孔
、４６・・・・・パージガス予備室、４６・・・・・・
パージガス整流壁、４７・・・・・・パージガス整流孔
、５０・・・・・ガス排気口。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名３Ｇ
−４互ね一ス１含−１弓針１７７−第２１　　　’ ノＬ−ｙ、、　　−予山デ４ｔ−χ２　・・　　予ろ主４２〜　・　　　　豹Ｌす４３−　　・　　・　　　・　先第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サセプタによって水平に支持される基板を、反応
室外部の輻射加熱手段によって加熱し、２種類の反応ガ
ス分子を供給して被膜形成を行なう横型の気相成長装置
において、一端に、第１の反応ガスを前記基板およびサ
セプタに平行にかつ前記基板およびサセプタの上側を覆
うように反応室内に整流して供給する第１反応ガス整流
手段と、第２の反応ガスを第１の反応ガスと平行にかつ
サセプタの下側を覆うように反応室内に整流して供給す
る第２反応ガス整流手段と、反応ガスを含まないパージ
ガスを整流して第１反応ガスおよび第２反応ガスと平行
にかつこれらを包み込むように供給するパージガス整流
手段を有し、他端にガス排気口を有するとともに、前記
反応室の断面形状がほぼ一定であることを特徴とする気
相成長装置。
（２）第１の反応ガスが、モノシランとヘリウムあるい
は窒素とから構成され、第２の反応ガスが、酸素とヘリ
ウムあるいは窒素から構成されることを特徴とする、特
許請求の範囲第１項記載の気相成長装置。
（３）供給するパージガスの平均レイノルズ数Ｒｅｐと
、第１の反応ガスと第２の反応ガスの混合時の平均レイ
ノルズ数Ｒｅｒとの比Ｒｅｐ／Ｒｅｒが、４≦Ｒｅｐ／
Ｒｅｒ≦１５であることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項記載の気相成長装置。
（４）前記第１反応ガス整流手段の鉛直方向の幅ｈ＿１
と、前記反応室の底面から上面までの高さｈ＿０との比
ｈ＿１／ｈ＿０が０．１≦ｈ＿１／ｈ＿０≦０．２であ
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の気相
成長装置。
（５）前記第２反応ガス整流手段の鉛直方向の幅ｈ＿２
と、前記ｈ＿０との比ｈ＿１／ｈ＿０が０．１≦ｈ＿２
／ｈ＿０≦０．２であることを特徴とする、特許請求の
範囲第１項記載の気相成長装置。
（６）前記第１反応ガス整流手段と前記第２反応ガス整
流手段の境界部分の、反応室底面からの高さｈ＿３と、
前記ｈ＿０との比ｈ＿３／ｈ＿０が、ｈ＿３／ｈ＿０＝
０．５±０．０５であることを特徴とする、特許請求の
範囲第１項記載の気相成長装置。
（７）前記サセプタに載置された前記基板の上面の反応
室底面からの高さｈ＿４と、前記ｈ＿０との比ｈ＿４／
ｈ＿０が、ｈ＿４／ｈ＿０＝０．５±０．０５であるこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の気相成長
装置。
（８）前記第１反応ガス整流手段の水平方向の幅ｌ＿１
と、前記反応室の水平方向の幅ｌ＿０との比ｌ＿１／ｌ
＿０が、０．２≦ｌ＿１／ｌ＿０≦０．４であることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の気相成長装置
。
（９）前記第２反応ガス整流手段の水平方向の幅ｌ＿２
と、前記ｌ＿０との比ｌ＿２／ｌ＿０が、０．２≦ｌ＿
２／ｌ＿０≦０．４であることを特徴とする、特許請求
の範囲第１項記載の気相成長装置。
（１０）前記反応室の断面形状の変化率が５％以下であ
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の気相
成長装置。