JP2002009005A

JP2002009005A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP2002009005A
Application number: JP2001114871A
Authority: JP
Inventors: Kenji Fukuto; 憲司服藤; Yuzaburo Ban; 雄三郎伴
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の取り扱いを容易にしながら、サセプタ
上の原料ガスのガス流の流れを一様にし且つ原料ガスの
切り換えを速やかに行なえるようにする。【解決手段】横型反応炉１０は、反応炉本体１１と、
ガス導入口２１を有するガス導入管１２と、基板１００
を保持して加熱するサセプタ３１とから構成されてい
る。ガス導入管１２は、ガス導入口２１からサセプタ３
１に向かうにつれて両壁面の間隔が広がり、その広がり
角度が約１２°の広がり部２２を有している。広がり部
２２の内壁面には、すりガラス状の微細な凹凸を持つ凹
凸領域２４が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原料ガスを基板面
に対してほぼ平行に流しながら半導体を成長する半導体
製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】II−IV族化合物又はIII-Ｖ族化合物半導
体は、エネルギーギャップが大きく且つ直接遷移型の半
導体であり、発光波長が可視領域から紫外領域にわたる
発光材料として有望視されている。

【０００３】とりわけ、III 族元素にガリウム（Ｇａ）
やアルミニウム（Ａｌ）等を含み、Ｖ族元素に窒素
（Ｎ）を含むIII 族窒化物半導体が注目されており、結
晶学的に優れた窒化物半導体を製造する手法が求められ
ている。

【０００４】そのうち、有機金属気相堆積（ＭＯＣＶ
Ｄ）法は、産業的に実現できる有力な手法として各方面
で研究開発が進められている。

【０００５】以下、従来のＭＯＣＶＤ用の半導体製造装
置であって、原料ガスを基板面に平行に流す、いわゆる
横型反応炉について図面を参照しながら説明する。

【０００６】図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、
横型反応炉２００は、反応炉本体２０１と、ガス導入口
２２１を有するガス導入管２０２と、反応炉本体２０１
の底部に嵌合されたサセプタ２１１とから構成されてい
る。ここで、反応炉本体２０１及びガス導入管２０２は
例えば石英ガラスにより形成されている。また、反応炉
本体２０１のガス導入管２０２と反対側の端部にはガス
排出口２１２が設けられている。

【０００７】サセプタ２１１は、その上面に基板１００
を保持して該基板１００を所定の温度にまで加熱され
る。

【０００８】ガス導入口２２１から導入された原料ガス
１０１は、ガス導入口２２１からサセプタ２１１の上方
に到達するまでの間に、ガス流中に渦が発生しない層流
となって、基板１００上でガス流の速度分布及び原料ガ
スの供給量が空間的に一様となることが、優れた結晶成
長を実現する上で必要となる。

【０００９】しかしながら、ガス導入口２２１の開口幅
は、ガス管の製造規格により決定された比較的小さい寸
法であり、これをサセプタ２１１の幅寸法以上にまで広
げる必要がある。その結果、ガス導入管２０２には、ガ
ス導入口２２１からサセプタ２１１に向かうにつれてそ
の幅が大きくなる広がり部２２２が形成される。このと
き、広がり部２２２の広がり角度αが大きいと、図７
（ａ）に示すように、広がり部２２２の内壁面近傍の流
れ境界層において、壁面に沿った流線がある剥離点で壁
面から剥離し、ガス導入口２２１に向かって逆流するこ
とにより、分離流線（渦流線）１０２が形成され、該分
離流線１０２により形成される曲面の内部が伴流、すな
わち渦１０３となる。言い換えれば、広がり部２２２の
壁面に沿って上流に向かう逆流が生じ、この逆流がある
剥離点で壁面から剥がれて分離流線１０２を作る。な
お、ガス導入管２０２の流線は、ガス流に対して左側の
壁面にのみ図示しているが、右側の壁面にもほぼ線対称
な流線が生じる。

【００１０】広がり部２２２に渦１０３が生じると、ガ
スの流路が実質的に狭められたり、変形したりすること
により、サセプタ２１１上のガス流の速度分布及び原料
ガスの供給量の空間的な一様性を満たさなくなる。さら
に、原料ガス１０１が渦１０３の内側に滞留してしまう
ため、一の原料ガスから他の原料ガスへの切り換えが速
やかに行なえなくなるので、成長中の半導体の組成を変
更する際に界面のプロファイルを急峻に変更することが
できない。

【００１１】これらの問題を解決するために、例えば、
著者G.B.Stringfellow、書名 Organometallic Vapor-Ph
ase Epitaxy、Second Edition、(p.364)、出版社 Acade
micPress には、図７（ａ）に示す広がり角度αを７°
以下に抑え、広がり部２２２の側壁を緩やかに広げる構
成とすることが提案されている。

【００１２】また、他の解決例として、図８（ａ）及び
図８（ｂ）又は図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すよう
に、ガス導入管２０２の広がり部２２２に、網状又は多
孔質状の拡散材（ディフューザ）２２３を設けることに
より、広がり部２２２のガス流に生じる渦の防止を図っ
ている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の横型反応炉２００は、広がり部２２２の広がり角度
αを７°度程度以下とすると、横型反応炉２００のガス
導入口２２１からガス排出口２１２までの長さ寸法が大
きくなるため、設置面積が大きくなったり、破損しやす
くなったりして、取り扱いが困難となるという問題があ
る。

【００１４】一方、ガス導入管２０２の内部に、拡散材
２２３を設けると、ガス流の速度分布及び原料ガスの供
給量の空間的な一様性は改善されるものの、ガス流が拡
散材２２３により反射して新たな渦が発生し、ここでも
一の原料ガスから他の原料ガスへの切り換えを速やかに
行なうことができないという問題が生じる。

【００１５】本発明は、前記従来の問題に鑑み、その目
的は、横型反応炉の取り扱いを容易にしながら、サセプ
タ上の原料ガスのガス流の流れを一様にし且つ原料ガス
の切り換えを速やかに行なえるようにすることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、反応炉のガス導入部の壁面上に微細な凹
凸を設ける構成とする。

【００１７】具体的に、本発明に係る半導体製造装置
は、基板を保持するサセプタと、基板が内部に露出する
ようにサセプタを覆う反応炉本体と、開口径がサセプタ
の幅よりも小さい開口部を持ち、基板上に原料ガスを基
板面に対してほぼ平行に導入し且つ反応炉本体と気密に
接続されたガス導入部とを備え、ガス導入部はその内壁
面に微細な凹凸を有する凹凸領域が形成されている。

【００１８】一般に、横型反応炉は、ガス導入部の開口
部の開口径がサセプタの幅よりも小さいため、ガス導入
部の壁面の間隔は必然的にサセプタに向かう方向に広が
ることになる。従って、ガスの流れる方向に対して壁面
が斜めになるため、ガスの粘性により、ガス流が壁面か
ら剥がれる剥離現象が生じ、さらには渦が発生する。一
方、本発明の半導体製造装置は、ガス導入部の内壁面に
微細な凹凸を有する凹凸領域が形成されているため、ガ
ス導入部を流通するガス流はその壁面上の微細な凹凸に
より、壁面近傍に微細で多数の渦流が発生する。この壁
面近傍の微細な渦流により、ガス流の粘性率が低下した
のと同等の効果、すなわち壁面に対するガス流の粘着度
が低下したのと同等の効果を得られるため、ガス導入部
における開口部からサセプタに向かう方向とがなす角度
（広がり角度）を７°以上に設定しても、剥離現象が生
じにくくなる。その結果、一様なガス流を得ることがで
き且つ反応炉の長さ寸法を短縮することができる。さら
に、ガス導入部の流路に拡散材を設ける必要がないた
め、原料ガスの切り換えを迅速に行なうことができる。

【００１９】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の幅が開口部からサセプタに向かうにつれて段階的
に広がるように形成されていることが好ましい。

【００２０】または、本発明の半導体製造装置におい
て、ガス導入部の幅が、開口部からサセプタに向かうに
つれて滑らかに広がるように形成されていることが好ま
しい。

【００２１】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の壁面と、開口部からサセプタに向かう方向とがな
す角度が、開口部側で小さく且つサセプタ側で大きいこ
とが好ましい。

【００２２】または、本発明の半導体製造装置におい
て、ガス導入部の壁面と、開口部からサセプタに向かう
方向とがなす角度が、開口部側で大きく且つサセプタ側
で小さいことが好ましい。

【００２３】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の内壁面のうち開口側に凹凸領域を有し、サセプタ
側に鏡面領域を有していることが好ましい。このように
すると、サセプタ上におけるガス流の一様性をさらに向
上することができる。

【００２４】本発明の半導体製造装置において、凹凸領
域と鏡面領域との境界部分が、原料ガスの粘性率が相対
的に小さい場合よりも相対的に大きい場合の方がサセプ
タに近い位置に設けられることが好ましい。このように
すると、ガス導入部の内壁面に占める凹凸領域の面積が
大きくなるため、粘性率が相対的に大きい原料ガスの壁
面による実質的な粘着性を確実に低減することができ
る。

【００２５】本発明の半導体製造装置において、凹凸領
域と鏡面領域との境界部分が、原料ガスの流入速度が相
対的に小さい場合よりも相対的に大きい場合の方がサセ
プタに近い位置に設けられることが好ましい。このよう
にすると、ガス導入部の内壁面に占める凹凸領域の面積
が大きくなるため、流入速度が相対的に大きいことによ
り剥離現象が生じやすい原料ガスであっても、壁面によ
る実質的な粘着性を確実に低減することができる。

【００２６】本発明の半導体製造装置において、ガス導
入部の壁面と開口部からサセプタに向かう方向とがなす
角度が、原料ガスの粘性率が相対的に小さい場合よりも
相対的に大きい場合の方が小さいことが好ましい。この
ようにすると、粘性率が相対的に大きいことにより剥離
現象が生じやすい原料ガスであっても、壁面からの剥離
現象を低減することができる。

【００２７】また、本発明の半導体製造装置において、
ガス導入部の壁面と開口部からサセプタに向かう方向と
がなす角度が、原料ガスの流入速度が相対的に小さい場
合よりも相対的に大きい場合の方が小さいことが好まし
い。流入速度が相対的に大きいことにより剥離現象が生
じやすい原料ガスであっても、壁面からの剥離現象を低
減することができる。

【００２８】本発明の半導体製造装置において、反応炉
本体及びガス導入部がガラスからなり、凹凸領域がすり
ガラス状に形成されていることが好ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００３０】図１（ａ）及び図１（ｂ）は本発明の第１
の実施形態に係る半導体製造装置であって、（ａ）はＭ
ＯＣＶＤ用の横型反応炉の平面構成を示し、（ｂ）はそ
の側面構成を示している。

【００３１】図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、
横型反応炉１０は、反応炉本体１１と、ガス導入口２１
を有するガス導入管１２と、上面に保持した基板１００
を加熱する例えばカーボンからなるサセプタ３１とから
構成されている。ここで、反応炉本体１１及びガス導入
管１２は、例えば石英ガラスにより形成されている。

【００３２】反応炉本体１１の底部には開口部１１ａが
設けられ、該開口部１１ａには、底部がヒータ（図示せ
ず）等により加熱されるサセプタ３１が、反応炉本体１
１の内部に基板１００を露出すると共に上面の高さが反
応炉本体１１の底面と揃うように嵌合されている。

【００３３】反応炉本体１１のガス導入管１２と反対側
の端部にはガス排出口１３が設けられている。

【００３４】ガス導入管１２は、ガス管の製造規格で決
定された、開口径がサセプタ３１の幅よりも小さいガス
導入口２１を持ち、原料ガス１０１を基板１００上に基
板面に対してほぼ平行に導入する。また、ガス導入管１
２のガス導入口２１と反対側の端部は反応炉本体１１と
気密に溶接されている。

【００３５】また、ガス導入管１２は、ガス導入口２１
からサセプタ３１に向かうにつれて両壁面の間隔が徐々
に大きくなる広がり部２２を有している。ここでは、広
がり部２２の壁面とガス導入口２１からサセプタ３１に
向かう方向とがなす広がり角度αの値を約１２°に設定
している。

【００３６】第１の実施形態に係る横型反応炉１０は、
広がり部２２の内壁面にすりガラス状の微細な凹凸を持
つ凹凸領域２４が形成されていることを特徴とする。

【００３７】ガス導入管１２の内部には、該内部を上層
路１２ａと下層路１２ｂとに仕切る仕切板２３が設けら
れている。

【００３８】以下、前記のように構成された横型反応炉
１０を用いて、一例としてサファイアからなる基板１０
０上に窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる半導体を成長さ
せる場合について説明する。

【００３９】ガス導入管１２の上層路１２ａに、III 族
源であるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）と該ＴＭＧを希
釈する水素（Ｈ₂ ）とを約１０ｍ／秒の流速で導入す
る。

【００４０】一方、下層路１２ｂには、窒素源であるア
ンモニア（ＮＨ₃ ）を約１０ｍ／秒の流速で導入する。

【００４１】上層路１２ａを流通したIII 族源の原料ガ
スと下層路１２ｂを流通した窒素源の原料ガスとは、反
応炉本体１１とガス導入管１２との接合部付近で合流
し、合流したガスのサセプタ３１上での流速は約１ｍ／
秒となるように調整されている。

【００４２】以下、広がり部２２の内壁面に設けられた
凹凸領域２４の作用とその効果とを説明する。

【００４３】図２は第１の実施形態に係る横型反応炉１
０のガス導入管１２における広がり部２２の内壁面に設
けられた凹凸領域２４を拡大して示している。

【００４４】図２の部分拡大図に示すように、広がり部
２２の内壁面に設けられた凹凸領域２４の近傍において
微細な渦流１０４が発生するものの、図７に示したよう
な渦流線１０２及び大きい渦１０３は発生しない。この
微細な渦流１０４により、広がり部２２の内壁面の近傍
において、原料ガス１０１は、広がり部２２の内壁面に
対する粘着度が低下するため、サセプタ３１上に到達す
るまでの間にガス流に渦が発生しない層流となり、サセ
プタ３１上でガス流の速度分布及び原料ガス１０１の供
給量が空間的にほぼ一様となる。

【００４５】これにより、広がり角度αを約１２°と、
７°以上の値に設定しても、ガス導入管１２の内壁面か
らガス流が剥離する剥離現象が生じにくくなるため、横
型反応炉１０の長さ寸法を短縮でき、且つ、一様なガス
流をも得ることができる。その上、ガス導入管１２の内
部に拡散材を設ける必要がないため、原料ガス１０１の
切り換えを迅速に行なうことができるので、成長中の窒
化ガリウムからなる半導体に、例えばインジウム（Ｉ
ｎ）を添加して該半導体の組成を変更するような場合
に、ヘテロ界面のプロファイルを急峻に変更することが
できる。

【００４６】なお、凹凸領域２４は、広がり部２２のみ
に限らず、ガス導入管１２におけるガス導入口２１側の
壁面同士が平行な部分にも設けてもよい。

【００４７】また、ガス導入管１２の天井面がサセプタ
３１に近づくにつれて高くなる構造の場合には、該天井
面にも、すりガラス状の凹凸領域２４を設けることが好
ましい。

【００４８】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００４９】図３（ａ）及び図３（ｂ）は本発明の第２
の実施形態に係る半導体製造装置であって、（ａ）はＭ
ＯＣＶＤ用の横型反応炉の平面構成を示し、（ｂ）はそ
の側面構成を示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）に
おいて、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。

【００５０】図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、
第２の実施形態に係る横型反応炉１０におけるガス導入
管１２の広がり部２２は、その内壁面のうちガス導入口
２１側に凹凸領域２４を有し、残りの内壁面に表面が鏡
面状に仕上げられた鏡面領域２５を有していることを特
徴とする。

【００５１】さらに、凹凸領域２４と鏡面領域２５との
境界部分は、原料ガス１０１の粘性率が相対的に小さい
場合よりも相対的に大きい場合の方が、サセプタ３１に
近い位置に設けられる。

【００５２】また、凹凸領域２４と鏡面領域２５との境
界部分は、原料ガス１０１の流入速度が相対的に小さい
場合よりも相対的に大きい場合の方が、サセプタ３１に
近い位置に設けられる。

【００５３】なお、ここでも、広がり部２２の広がり角
度αの値を約１２°としている。

【００５４】第２の実施形態においては、図３（ｂ）に
示すように、下層路１２ｂの境界部分が上層路１２ａの
境界部分よりもサセプタ３１に近い位置に設定されてい
る。

【００５５】以下、前記のように構成された横型反応炉
１０を用いて、サファイアからなる基板１００上に窒化
ガリウムからなる半導体を成長させる場合について説明
する。

【００５６】ここでは、窒素源であるアンモニアガスの
方が、III 族源であるＴＭＧガスを希釈する水素ガスよ
りも粘性率が大きいため、アンモニアガスを前述した理
由により下層路１２ｂに導入する。

【００５７】具体的には、ガス導入管１２の上層路１２
ａに、ＴＭＧを希釈する水素を約８ｍ／秒の流速で導入
し、一方、下層路１２ｂに、アンモニアを約１２ｍ／秒
の流速で導入する。

【００５８】第２の実施形態によると、広がり部２２の
内壁面のサセプタ３１側の領域に鏡面領域２５が設けら
れているため、図２の拡大図に示した微細な渦１０４は
鏡面領域２５において徐々に消滅する。その結果、原料
ガス１０１のガス流は、サセプタ３１上においてその速
度分布及び原料ガスの供給量の空間的な一様性がさらに
良好となる。

【００５９】その上、原料ガス１０１の粘性率の値に応
じて、すなわち、粘性率が相対的に大きい場合には、鏡
面領域２５に対する凹凸領域２４の割合を大きくし、ま
た、原料ガス１０１の流入速度が相対的に大きい場合に
も、鏡面領域２５に対する凹凸領域２４の割合を大きく
するため、ガス流の壁面からの剥離現象を確実に低減す
ることができる。

【００６０】原料ガス１０１の流入速度の一例として、
アンモニアガスの流速を１５ｍ／秒と大きくする場合に
は、図３（ｂ）に示した下層路１２ｂにおける凹凸領域
２４と鏡面領域２５との境界をさらにサセプタ３１側に
設定して、凹凸領域２４の面積を拡大することが好まし
い。

【００６１】また、ガス導入管１２の内部に拡散材を設
ける必要がないため、原料ガス１０１の切り換えを迅速
に行なうことができる。

【００６２】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００６３】図４（ａ）及び図４（ｂ）は本発明の第３
の実施形態に係る半導体製造装置であって、（ａ）はＭ
ＯＣＶＤ用の横型反応炉の平面構成を示し、（ｂ）はそ
の側面構成を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）に
おいて、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。

【００６４】図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、
第３の実施形態に係る横型反応炉１０のガス導入管１２
は、ガス導入口２１側から順次気密に溶接され、広がり
角度が互いに異なる第１の広がり部２２Ａと第２の広が
り部２２Ｂとを有している。第２の広がり部２２Ｂは反
応炉本体１１と気密に溶接されている。

【００６５】第１の広がり部２２Ａの第１の広がり角度
α₁ は約６°に設定され、第２の広がり部２２Ｂの第２
の広がり角度α₂ は約１４°に設定されている。すなわ
ち、ガス導入管１２におけるガス導入口２１に近い部分
の第１の広がり角度α₁ をサセプタ３１に近い部分の第
２の広がり角度α₂ よりも小さくして、ガス導入管１２
におけるガス流の剥離現象をより生じにくくしている。

【００６６】さらに、第１の広がり部２２Ａの側面と第
２の広がり部２２Ｂの側面のガス導入口２１側の一部に
は、凹凸領域２４が形成されており、第２の広がり部２
２Ｂの側面の残部には、鏡面領域２５が形成されてい
る。

【００６７】第３の実施形態においても、第１の広がり
部２２Ａの側面には凹凸領域２４が設けられていると共
に、第２の広がり部２２Ｂの内壁面のサセプタ３１側の
領域に鏡面領域２５が設けられているため、図２の拡大
図に示した微細な渦１０４は鏡面領域２５において徐々
に消滅する。その結果、原料ガス１０１のガス流は、サ
セプタ３１上においてその速度分布及び原料ガスの供給
量の空間的な一様性がさらに良好となる。

【００６８】また、ガス導入管１２の内部に拡散材を設
ける必要がないため、原料ガス１０１の切り換えを迅速
に行なうことができる。

【００６９】（第３の実施形態の一変形例）以下、本発
明の第３の実施形態の一変形例について図面を参照しな
がら説明する。

【００７０】図５（ａ）及び図５（ｂ）は本発明の第３
の実施形態の一変形例に係る半導体製造装置であって、
（ａ）はＭＯＣＶＤ用の横型反応炉の平面構成を示し、
（ｂ）はその側面構成を示している。図５（ａ）及び図
５（ｂ）において、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す構
成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。

【００７１】図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、
本変形例に係る横型反応炉１０のガス導入管１２は、ガ
ス導入口２１側から順次気密に溶接され、広がり角度が
互いに異なる第１の広がり部２２Ａと第２の広がり部２
２Ｂとを有している。第２の広がり部２２Ｂは反応炉本
体１１と気密に溶接されている。

【００７２】本変形例においては、第１の広がり部２２
Ａの第１の広がり角度α₁ が約１４°に設定され、第２
の広がり部２２Ｂの第２の広がり角度α₂ が約６°に設
定されている。これにより、ガス導入管１２におけるガ
ス導入口２１に近い部分の第１の広がり角度α₁ をサセ
プタ３１に近い部分の第２の広がり角度α₂ よりも大き
くして、横型反応炉１０の長さの短縮を図っている。

【００７３】第１の広がり部２２Ａの側面には凹凸領域
２４が形成されており、第２の広がり部２２Ｂの側面に
は鏡面領域２５が形成されている。

【００７４】このように、本変形例においても、第１の
広がり部２２Ａの側面には凹凸領域２４が設けられてい
ると共に、第２の広がり部２２Ｂの内壁面のサセプタ３
１側の領域に鏡面領域２５が設けられているため、図２
の拡大図に示した微細な渦１０４は鏡面領域２５におい
て徐々に消滅する。その結果、原料ガス１０１のガス流
は、サセプタ３１上においてその速度分布及び原料ガス
の供給量の空間的な一様性がさらに良好となる。

【００７５】なお、第３の実施形態及びその変形例にお
いて、ガス導入管１２を広げる段数は、２段に限らず、
３段以上であっても良い。さらには、曲率を滑らかに変
化させるのも有効である。

【００７６】また、原料ガス１０１の粘性率が大きい場
合、又は流入速度が大きい場合には、広がり角度α₁ 、
α₂ を小さくすると、渦の発生が抑制されるため、好ま
しい。

【００７７】なお、第２の実施形態と同様に、原料ガス
１０１の粘性率の値又は流速に応じて、鏡面領域２５に
対する凹凸領域２４の割合を変更するのが好ましい。

【００７８】また、第３の実施形態の他の変形例とし
て、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ガス導入
管１２の広がり角度αを滑らかに変化させる場合、又は
図６（ｃ）に示すように、段階的に変化させる場合に
は、広がり部２２における広がり角度が相対的に大きい
領域に凹凸領域２４を設けると共に、広がり角度が相対
的に小さい領域に鏡面領域２５を設けても良い。

【００７９】

【発明の効果】本発明に係る半導体の製造装置による
と、横型反応炉に一様なガス流を得ながら、装置の長さ
寸法を短縮することができる。また、ガス導入部の流路
に拡散材を設ける必要がないため、原料ガスの切り換え
を迅速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に
係る半導体製造装置を示し、（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置
におけるガス導入管の内壁を部分的に拡大した断面図で
ある。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態に
係る半導体製造装置を示し、（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は側面図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に
係る半導体製造装置を示し、（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は側面図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態の
一変形例に係る半導体製造装置を示し、（ａ）は平面図
であり、（ｂ）は側面図である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態の他
の変形例に係る半導体製造装置の平面図である。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は従来のＭＯＣＶＤ用の半導
体製造装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線における断面図である。

【図８】（ａ）及び（ｂ）は従来のＭＯＣＶＤ用の半導
体製造装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のVIIIｂ−VIIIｂ線における断面図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は従来のＭＯＣＶＤ用の半導
体製造装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側
面図である。

【符号の説明】

１０横型反応炉１１反応炉本体１１ａ開口部１２ガス導入管（ガス導入部）１２ａ上層路１２ｂ下層路１３ガス排出口２１ガス導入口（開口部）２２広がり部２２Ａ第１の広がり部２２Ｂ第２の広がり部２３仕切板２４凹凸領域２５鏡面領域３１サセプタ１００基板１０１原料ガス１０４微細な渦流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持するサセプタと、前記基板が内部に露出するように前記サセプタを覆う反
応炉本体と、開口径が前記サセプタの幅よりも小さい開口部を持ち、
前記基板上に原料ガスを基板面に対してほぼ平行に導入
し且つ前記反応炉本体と気密に接続されたガス導入部と
を備え、前記ガス導入部は、その内壁面に微細な凹凸を有する凹
凸領域が形成されていることを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項２】前記ガス導入部の幅は、前記開口部から
前記サセプタに向かうにつれて段階的に広がるように形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体
製造装置。
【請求項３】前記ガス導入部の幅は、前記開口部から
前記サセプタに向かうにつれて滑らかに広がるように形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体
製造装置。
【請求項４】前記ガス導入部の壁面と、前記開口部か
ら前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記開口
部側で小さく且つ前記サセプタ側で大きいことを特徴と
する請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体
製造装置。
【請求項５】前記ガス導入部の壁面と、前記開口部か
ら前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記開口
部側で大きく且つ前記サセプタ側で小さいことを特徴と
する請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体
製造装置。
【請求項６】前記ガス導入部は、その内壁面のうち前
記開口側に前記凹凸領域を有し、前記サセプタ側に鏡面
領域を有していることを特徴とする請求項１〜５のうち
のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項７】前記凹凸領域と前記鏡面領域との境界部
分は、前記原料ガスの粘性率が相対的に小さい場合より
も相対的に大きい場合の方が前記サセプタに近い位置に
設けられることを特徴とする請求項６に記載の半導体製
造装置。
【請求項８】前記凹凸領域と前記鏡面領域との境界部
分は、前記原料ガスの流入速度が相対的に小さい場合よ
りも相対的に大きい場合の方が前記サセプタに近い位置
に設けられることを特徴とする請求項６に記載の半導体
製造装置。
【請求項９】前記ガス導入部の壁面と、前記開口部か
ら前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記原料
ガスの粘性率が相対的に小さい場合よりも相対的に大き
い場合の方が小さいことを特徴とする請求項１〜８のう
ちのいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】前記ガス導入部の壁面と、前記開口部
から前記サセプタに向かう方向とがなす角度は、前記原
料ガスの流入速度が相対的に小さい場合よりも相対的に
大きい場合の方が小さいことを特徴とする請求項１〜８
のうちのいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項１１】前記反応炉本体及びガス導入部はガラ
スからなり、前記凹凸領域はすりガラス状に形成されて
いることを特徴とする請求項１〜１０のうちのいずれか
１項に記載の半導体製造装置。