JPS6327426B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6327426B2 JPS6327426B2 JP60193419A JP19341985A JPS6327426B2 JP S6327426 B2 JPS6327426 B2 JP S6327426B2 JP 60193419 A JP60193419 A JP 60193419A JP 19341985 A JP19341985 A JP 19341985A JP S6327426 B2 JPS6327426 B2 JP S6327426B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling gas
- bell gear
- inner bell
- nozzle
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、気相成長装置に係り、特に反応室の
少なくとも上部をインナベルジヤとアウタベルジ
ヤとによつて二重壁構造とし、この二重壁間に冷
却ガスを流してインナベルジヤを冷却するように
した気相成長装置におけるインナベルジヤの効果
的な冷却に関するものである。
少なくとも上部をインナベルジヤとアウタベルジ
ヤとによつて二重壁構造とし、この二重壁間に冷
却ガスを流してインナベルジヤを冷却するように
した気相成長装置におけるインナベルジヤの効果
的な冷却に関するものである。
例えば縦型気相成長装置は、第２図に示すよう
に、ステンレス製のベースプレート１と石英製の
インナベルジヤ２とによつて反応室３を形成し、
インナベルジヤ２の外側をステンレス製のアウタ
ベルジヤ４で覆うようになつており、アウタベル
ジヤ４は図示を省略したジヤケツト内に冷却水を
流して冷却すると共に、アウタベルジヤ４の頂部
に設けた冷却ガス供給口５からN2ガスや空気な
どの冷却ガスを供給すると共にアウタベルジヤ４
の下方寄りに設けた複数の排気口６から排気する
ことによつて、両ベルジヤ２，４間の間隙７内に
冷却ガスを流してインナベルジヤ２を冷却してい
た。
に、ステンレス製のベースプレート１と石英製の
インナベルジヤ２とによつて反応室３を形成し、
インナベルジヤ２の外側をステンレス製のアウタ
ベルジヤ４で覆うようになつており、アウタベル
ジヤ４は図示を省略したジヤケツト内に冷却水を
流して冷却すると共に、アウタベルジヤ４の頂部
に設けた冷却ガス供給口５からN2ガスや空気な
どの冷却ガスを供給すると共にアウタベルジヤ４
の下方寄りに設けた複数の排気口６から排気する
ことによつて、両ベルジヤ２，４間の間隙７内に
冷却ガスを流してインナベルジヤ２を冷却してい
た。
なお、第２図において、８はサセプタ、９はワ
ークコイル、１０はウエハ、１１は中空回転軸、
１２はノズル、１３は排気口、１４は観察窓、１
５はサセプタ８の温度コントロール用のホトセン
サであり、ワークコイル９によりサセプタ８とウ
エハ１０を加熱して、ノズル１２から半導体材料
ガスを噴出させてウエハ１０の表面に半導体の結
晶を成長させる。
ークコイル、１０はウエハ、１１は中空回転軸、
１２はノズル、１３は排気口、１４は観察窓、１
５はサセプタ８の温度コントロール用のホトセン
サであり、ワークコイル９によりサセプタ８とウ
エハ１０を加熱して、ノズル１２から半導体材料
ガスを噴出させてウエハ１０の表面に半導体の結
晶を成長させる。
前記冷却ガス供給口５からの冷却ガスによるイ
ンナベルジヤ２の冷却は、このインナベルジヤ２
が高温になると、ノズル１２から反応室３内に供
給された半導体材料ガスがインナベルジヤ２の内
表面で熱分解を起こして付着することを防止する
ために行なうものである。
ンナベルジヤ２の冷却は、このインナベルジヤ２
が高温になると、ノズル１２から反応室３内に供
給された半導体材料ガスがインナベルジヤ２の内
表面で熱分解を起こして付着することを防止する
ために行なうものである。
ところで、前記間隙７は比較的狭いため、従来
は、冷却ガス供給口５を第２図に示すように、間
隙隙７に対して開口する単なる穴とし、例えば60
／mmのような所定流量の冷却ガスを供給して間
隙７内に冷却ガスの流れを生じさせ、これによつ
てインナベルジヤ２を冷却するようにしていた。
は、冷却ガス供給口５を第２図に示すように、間
隙隙７に対して開口する単なる穴とし、例えば60
／mmのような所定流量の冷却ガスを供給して間
隙７内に冷却ガスの流れを生じさせ、これによつ
てインナベルジヤ２を冷却するようにしていた。
しかしながら、冷却ガス供給口５を単なる穴と
した場合には、60／mmのN2ガスを流し、かつ
比較的分解温度が高い半導体材料ガスである四塩
化シリコン（SiCl4）であつても、気相成長時間
を例えば１時間のような長時間にすると、インナ
ベルジヤ２の頂部内表面にシリコンが付着してし
まう。付着したシリコンは、サセブタ８から発す
る赤外線を吸収するため、温度が上がつてポリシ
リコンを生成する。このポリシリコンの生成は速
く、インナベルジヤ２の頂部一面に拡がり、ホト
センサ１５による温度計測を不可能にしたり、気
相成長中にウエハ１０上に落下付着して結晶欠陥
を誘発したりするなど、種々の問題を生ずる。前
記ポリシリコンは、塩化水素によるガスエツチン
グや沸酸と硝酸の混合液による洗浄によつて除去
しているが、この除去のため生産性が落ち、また
前記混合液による洗浄ではその濃度管理を適確に
行なわないと石英が失透してしまうなどの問題を
生ずるため、インナベルジヤ２への半導体材料の
付着をより少なく押える必要がある。このために
は、前記間隙７への冷却ガスの供給流量を増加さ
せ、インナベルジヤ２をより低温に保つようにす
ればよいが、ランニングコストが上昇すると共
に、間隙７が反応室３に通じている構造の気相成
長装置では、反応室３内の半導体材料ガスの流れ
に悪影響を及ぼすため、供給流量の増加には限界
がある等の問題があつた。
した場合には、60／mmのN2ガスを流し、かつ
比較的分解温度が高い半導体材料ガスである四塩
化シリコン（SiCl4）であつても、気相成長時間
を例えば１時間のような長時間にすると、インナ
ベルジヤ２の頂部内表面にシリコンが付着してし
まう。付着したシリコンは、サセブタ８から発す
る赤外線を吸収するため、温度が上がつてポリシ
リコンを生成する。このポリシリコンの生成は速
く、インナベルジヤ２の頂部一面に拡がり、ホト
センサ１５による温度計測を不可能にしたり、気
相成長中にウエハ１０上に落下付着して結晶欠陥
を誘発したりするなど、種々の問題を生ずる。前
記ポリシリコンは、塩化水素によるガスエツチン
グや沸酸と硝酸の混合液による洗浄によつて除去
しているが、この除去のため生産性が落ち、また
前記混合液による洗浄ではその濃度管理を適確に
行なわないと石英が失透してしまうなどの問題を
生ずるため、インナベルジヤ２への半導体材料の
付着をより少なく押える必要がある。このために
は、前記間隙７への冷却ガスの供給流量を増加さ
せ、インナベルジヤ２をより低温に保つようにす
ればよいが、ランニングコストが上昇すると共
に、間隙７が反応室３に通じている構造の気相成
長装置では、反応室３内の半導体材料ガスの流れ
に悪影響を及ぼすため、供給流量の増加には限界
がある等の問題があつた。
本発明は、反応室の少なくとも一部を前述した
インナベルジヤとアウタベルジヤからなる二重壁
構造とし、この二重壁間に冷却ガスを流してイン
ナベルジヤを冷却するようにした気相成長装置に
おいて、アウタベルジヤの頂部に設けられた冷却
ガスノズルと、この冷却ガスノズルに放射状に複
数設けられインナベルジヤの上部外表面に対して
鋭角をなすように向けられているノズル孔を有
し、かつノズル孔の断面積の総和を冷却ガスノズ
ルの元部側流路の断面積より小さく設定したもの
である。
インナベルジヤとアウタベルジヤからなる二重壁
構造とし、この二重壁間に冷却ガスを流してイン
ナベルジヤを冷却するようにした気相成長装置に
おいて、アウタベルジヤの頂部に設けられた冷却
ガスノズルと、この冷却ガスノズルに放射状に複
数設けられインナベルジヤの上部外表面に対して
鋭角をなすように向けられているノズル孔を有
し、かつノズル孔の断面積の総和を冷却ガスノズ
ルの元部側流路の断面積より小さく設定したもの
である。
本発明は、上記のようにアウタベルジヤの頂部
に設けられ、かつ上記のようなノズル孔を有する
冷却ガスノズルから二重壁間へ冷却ガスを噴射す
るようにしたため、冷却ガスの流量を増加させな
くても、冷却ガスがより広い範囲まで比較的高速
で流れ、特に半導体材料の付着が起こり易いイン
ナベルジヤ上部の冷却が効果的に行なわれる。
に設けられ、かつ上記のようなノズル孔を有する
冷却ガスノズルから二重壁間へ冷却ガスを噴射す
るようにしたため、冷却ガスの流量を増加させな
くても、冷却ガスがより広い範囲まで比較的高速
で流れ、特に半導体材料の付着が起こり易いイン
ナベルジヤ上部の冷却が効果的に行なわれる。
以下本発明の一実施例を示す第１図について説
明する。２は第２図に示したインナベルジヤ２と
同じ石英製のインナベルジヤであり、４は後述す
る冷却ガスノズル２０の取付部が異なるほかは第
２図に示したアウタベルジヤ４と同じものであ
る。アウタベルジヤ４の頂部には、穴２１を有す
るフランジ２２が設けられている。フランジ２２
には、冷却ガスノズル２０が押え板２３、ボルト
２４により取付けられている。冷却ガスノズル２
０とフランジ２２との間はＯリンング２５により
シールされている。冷却ガスノズル２０は、流路
２６を有し、その元端にはホース２７により図示
しない冷却ガス供給源が接続されている。冷却ガ
スノズル２０の先端は円錐状に形成され、前記流
路２６から先端の円錐面に開口するノズル孔２８
が放射状に複数個明けられている。これらのノズ
ル孔２８は、流路断面積の合計が流路２６の流路
断面積より小さくなるように設定され、冷却ガス
供給源に圧力を持たせることにより、ノズル孔２
８から冷却ガスを比較的高速度で噴射するように
なつている。
明する。２は第２図に示したインナベルジヤ２と
同じ石英製のインナベルジヤであり、４は後述す
る冷却ガスノズル２０の取付部が異なるほかは第
２図に示したアウタベルジヤ４と同じものであ
る。アウタベルジヤ４の頂部には、穴２１を有す
るフランジ２２が設けられている。フランジ２２
には、冷却ガスノズル２０が押え板２３、ボルト
２４により取付けられている。冷却ガスノズル２
０とフランジ２２との間はＯリンング２５により
シールされている。冷却ガスノズル２０は、流路
２６を有し、その元端にはホース２７により図示
しない冷却ガス供給源が接続されている。冷却ガ
スノズル２０の先端は円錐状に形成され、前記流
路２６から先端の円錐面に開口するノズル孔２８
が放射状に複数個明けられている。これらのノズ
ル孔２８は、流路断面積の合計が流路２６の流路
断面積より小さくなるように設定され、冷却ガス
供給源に圧力を持たせることにより、ノズル孔２
８から冷却ガスを比較的高速度で噴射するように
なつている。
前記ノズル孔２８は、インナベルジヤ２の外表
面に対し比較的小さな鋭角αをなすように向けら
れ、冷却ガスをインナベルジヤ２の外表面に積極
的に接触させ、かつこの外表面に沿つて流れるよ
うにしてある。
面に対し比較的小さな鋭角αをなすように向けら
れ、冷却ガスをインナベルジヤ２の外表面に積極
的に接触させ、かつこの外表面に沿つて流れるよ
うにしてある。
本装置は以上述べたように構成したので、冷却
ガスは符号Ｆで示すようにノズル孔２８から勢い
よく噴射され、間隙７内をより遠くまで高速で流
れ、インナベルジヤ２に対する接触度が高まり、
熱交換効率が高まる。また、冷却ガスが高速で流
れる範囲が広がるため、効果的に熱交換が行なわ
れる範囲が拡大する。ノズル孔２８の数は、それ
ぞれのノズル孔２８からの冷却ガスが互いにあま
り強く接触しないようにするため、噴射の開き角
を考慮して定めることが好ましく、本実施例のよ
うにベルジヤ２，４の頂部から全周に流す場合に
も４個程度で足りる。
ガスは符号Ｆで示すようにノズル孔２８から勢い
よく噴射され、間隙７内をより遠くまで高速で流
れ、インナベルジヤ２に対する接触度が高まり、
熱交換効率が高まる。また、冷却ガスが高速で流
れる範囲が広がるため、効果的に熱交換が行なわ
れる範囲が拡大する。ノズル孔２８の数は、それ
ぞれのノズル孔２８からの冷却ガスが互いにあま
り強く接触しないようにするため、噴射の開き角
を考慮して定めることが好ましく、本実施例のよ
うにベルジヤ２，４の頂部から全周に流す場合に
も４個程度で足りる。
次いで本発明の効果を明確にするため、従来装
置と本発明による装置について行なつた冷却ガス
の流れに関する実験結果を示す。
置と本発明による装置について行なつた冷却ガス
の流れに関する実験結果を示す。
従来装置としては、第２図に示す冷却ガス供給
口５の直径が10mmで単にインナベルジヤ２の外表
面に向つて開いているものを用い、冷却ガスには
N2ガスを使用し、流量を60／mmとした。
口５の直径が10mmで単にインナベルジヤ２の外表
面に向つて開いているものを用い、冷却ガスには
N2ガスを使用し、流量を60／mmとした。
他方、本発明の装置としては、ノズル孔２８の
直径を４mmとして４つ等配に設け、角度αを約
37゜とし、冷却ガスには同じN2ガスを使用し、流
量を50／mmとした。なお、上記の条件以外は両
者とも全く同じである。
直径を４mmとして４つ等配に設け、角度αを約
37゜とし、冷却ガスには同じN2ガスを使用し、流
量を50／mmとした。なお、上記の条件以外は両
者とも全く同じである。
インナベルジヤ２の外表面に、第３図に示すよ
うに、風によつてなびくタフト３０をインナベル
ジヤ２の頂点を中心にして適宜な間隔で多数取付
け、これらのタフト３０の挙動から間隙７内にお
ける冷却ガスの流れの状態を調べたところ、従来
装置においてタフト３０の倒れが認められた範囲
は、第４図に示すＡの範囲であつたのに対し、本
発明の装置ではＢの範囲まで大巾に拡大され、イ
ンナベルジヤ２の上方のほぼ全体にわたることが
確認された。
うに、風によつてなびくタフト３０をインナベル
ジヤ２の頂点を中心にして適宜な間隔で多数取付
け、これらのタフト３０の挙動から間隙７内にお
ける冷却ガスの流れの状態を調べたところ、従来
装置においてタフト３０の倒れが認められた範囲
は、第４図に示すＡの範囲であつたのに対し、本
発明の装置ではＢの範囲まで大巾に拡大され、イ
ンナベルジヤ２の上方のほぼ全体にわたることが
確認された。
また、半導体材料ガスを四塩化シリコン、気相
成長速度を0.8μm／mm、１回の気相成長時間を60
mmとし、上記の従来装置と本発明の装置により、
実際に気相成長を行なつたところ、従来装置では
インナベルジヤ２の頂部内表面にポリシリコンが
堆積し、20チヤージくらいで使用限界がきたのに
対し、本発明の装置では40チヤーージ続けても失
透原因となるポリシリコンの発生がほとんど見ら
れなかつた。
成長速度を0.8μm／mm、１回の気相成長時間を60
mmとし、上記の従来装置と本発明の装置により、
実際に気相成長を行なつたところ、従来装置では
インナベルジヤ２の頂部内表面にポリシリコンが
堆積し、20チヤージくらいで使用限界がきたのに
対し、本発明の装置では40チヤーージ続けても失
透原因となるポリシリコンの発生がほとんど見ら
れなかつた。
以上述べたように本発明によれば、比較的少な
い流量の冷却ガススによりインナベルジヤの上部
を広範囲にわたつて効果的に冷却することがで
き、これにより反応室内表面への半導体材料の付
着を大巾に減少させることができ、より品質の高
い気相成長ができると共に生産性を向上させるこ
とができ、また分解温度が低いモノシラン
（SiH4）のような半導体材料ガスの使用を容易に
するなどの効果が得られる。
い流量の冷却ガススによりインナベルジヤの上部
を広範囲にわたつて効果的に冷却することがで
き、これにより反応室内表面への半導体材料の付
着を大巾に減少させることができ、より品質の高
い気相成長ができると共に生産性を向上させるこ
とができ、また分解温度が低いモノシラン
（SiH4）のような半導体材料ガスの使用を容易に
するなどの効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例の要部を示す部分拡
大断面図、第２図は従来装置の一例を示す概要断
面図、第３図は冷却ガスの流れの観察に用いたタ
フトを示すための部分拡大断面図、第４図は従来
装置と本発明の装置による冷却ガスの流れの強さ
を示す図である。 ２……インナベルジヤ、３……反応室、４……
アウタベルジヤ、２０……冷却ガスノズル、２８
……ノズル孔、３０……タフト。
大断面図、第２図は従来装置の一例を示す概要断
面図、第３図は冷却ガスの流れの観察に用いたタ
フトを示すための部分拡大断面図、第４図は従来
装置と本発明の装置による冷却ガスの流れの強さ
を示す図である。 ２……インナベルジヤ、３……反応室、４……
アウタベルジヤ、２０……冷却ガスノズル、２８
……ノズル孔、３０……タフト。
Claims (1)
- １ 反応室の少なくとも上部をインナベルジヤと
アウタベルジヤとによつて二重壁構造とし、二重
壁間に冷却ガスを流して前記インナベルジヤを冷
却するようにした気相成長装置において、前記ア
ウタベルジヤの頂部に設けられた冷却ガスノズル
と、同冷却ガスノズルに放射状に複数設けられ前
記インナベルジヤの上部外表面に対して鋭角をな
すように向けられているノズル孔とを有し、かつ
前記ノズル孔の断面積の総和が前記冷却ガスノズ
ルの元部側流路の断面積より小さく設定されてい
ることを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19341985A JPS6254081A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19341985A JPS6254081A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254081A JPS6254081A (ja) | 1987-03-09 |
| JPS6327426B2 true JPS6327426B2 (ja) | 1988-06-02 |
Family
ID=16307650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19341985A Granted JPS6254081A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254081A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270468A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-08 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | Ｃｖｄ薄膜形成装置 |
| JPH0387372A (ja) * | 1988-07-22 | 1991-04-12 | Canon Inc | 堆積膜形成方法 |
| US20070187386A1 (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Poongsan Microtec Corporation | Methods and apparatuses for high pressure gas annealing |
| JP5409413B2 (ja) * | 2010-01-26 | 2014-02-05 | 日本パイオニクス株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体の気相成長装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067364U (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-13 | 富士通株式会社 | 反応管洗浄用アダプタ |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP19341985A patent/JPS6254081A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254081A (ja) | 1987-03-09 |
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