[发明专利]气相生长装置有效

专利信息
申请号: 201080031735.0 申请日: 2010-07-12
公开(公告)号: CN102473611A 公开(公告)日: 2012-05-23
发明(设计)人: 山口晃;松本功;内山康右 申请(专利权)人: 大阳日酸株式会社;大阳日酸EMC株式会社
主分类号: H01L21/205 分类号: H01L21/205;C23C16/455;C23C16/46
代理公司: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇;张会华
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 相生 装置
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种气相生长装置,详细而言,涉及一种一边使基板自转/公转,一边在基板表面上使薄膜、特别是氮化物类化合物半导体薄膜进行气相生长的自转/公转型气相生长装置。

背景技术

作为每次在许多张基板上进行气相生长的气相生长装置,公知一种自转/公转型气相生长装置(例如参照专利文献1),该装置沿公转基座的外周部的周向配置有多个自转基座,在该自转基座的外周部设有轴承和外齿轮,使上述外齿轮与设于反应容器(腔室)内表面的固定内齿轮啮合,从而使正在进行成膜的基板自转/公转。此外,作为一边使基座旋转,一边进行气相生长的装置,公知一种硅外延装置(例如参照专利文献2),该装置将原料气体的导入方向与基座的旋转导入方向设为同一方向。

专利文献1:日本特开2007-266121号公报

专利文献2:日本实开昭49-140号公报

由于近些年在制造氮化物类化合物半导体薄膜时所使用的原料气体例如有机金属和氨反应性较高,因此当使两者混合时,很容易生成颗粒。因此,有必要在将有机金属气体和氨气作为原料向反应炉(气相成长室)导入时,对二者进行混合。另一方面,在专利文献2所述的构造中,当原料气体呈放射状地导入反应炉时,仅有自基板表面附近的孔喷出的原料气体参与膜的生长,而自该孔上方的孔喷出的原料气体未参与膜的生长,造成原料气体的浪费。

此外,如专利文献2所述,在旋转导入方向和气体导入方向为同一方向的情况下,不得不采用在旋转用支座的中空的旋转轴中插入了气体导入管的双重管构造,但是在采用了这样的双重管构造的情况下,有必要使吹扫气体始终保持流动,该吹扫气体用于防止杂质自旋转轴的内周面和气体导入管的外周面之间的空间进入到气相成长装置内或反之用于防止原料气体自气相成长装置内漏出到外部。

但是,对旋转的旋转轴和固定的气体导入管进行准确、同轴的配置和保持是非常困难的,一旦二者的同轴性遭到破坏,就会导致上述空间的截面面积沿周向不同,因此流入到气相成长室内的吹扫气体的流量就会沿气相成长室的周向产生差异。

在此点,在专利文献2所述那样的以往的硅外延装置中,吹扫气体的略微的流量差几乎不是问题,然而,例如在使上述的氮化物类化合物半导体薄膜进行气相生长的情况下,吹扫气体的略微的流量差会对成膜造成较大的影响。此外,当在将多种原料气体导入气相生长室时使它们混合的情况下,有必要将各原料气体导入气相成长室时的流量保持为恒定。

发明内容

因此,本发明的目的在于,提供一种当将原料气体导入方向和基座旋转导入方向设为同一方向时,能够将吹扫气体、原料气体的流量保持为恒定的自转/公转型气相生长装置。

为了达到上述目的,本发明的气相生长装置在腔室内配置有:圆盘状的基座,其被中空驱动轴支承,并能旋转地设于该中空驱动轴上;多个外齿轮构件,其分别能旋转地沿该基座的外周部周向设置;环状的固定内齿轮构件,其具有与该外齿轮构件啮合的内齿轮;加热部件,其用于对分别保持在上述外齿轮构件上的基板进行加热;流道,其用于沿与上述基板的表面平行的方向引导原料气体;喷嘴,其用于将气体自该流道的中心部向该流道的外周方向导入;原料气体供给管,其用于将原料气体供给至该喷嘴;该气相生长装置将该原料气体供给管与与上述中空驱动轴同轴的方式配置于上述中空驱动轴的内部,该气相生长装置的特征在于:在上述中空驱动轴的内周面和上述原料气体供给管之间形成使吹扫气体向上述流道的方向流动的吹扫气体流路,且用于将吹扫气体自该吹扫气体流路向流道的外周方向导入的吹扫气体导入喷嘴以沿与上述基座的上表面平行的方向、且使该喷嘴的上下方向上的尺寸恒定的方式形成。

此外,本发明的气相生长装置中,上述喷嘴自上述原料气体供给管的上端向流道的外周方向弯曲而突设为圆盘状,该原料气体喷嘴的前端部的气体流路的上下方向上的尺寸形成得比原料气体喷嘴的基部侧的气体流路的上下方向上的尺寸小,喷嘴的上下方向上的尺寸较小的前端部的长度为喷嘴的基部侧的气体流路的上下方向上的尺寸的1.5倍以上。

根据本发明的气相成长装置,由于将吹扫气体导入喷嘴沿与基座的上表面平行的方向在流道内突设为圆盘状,因此即使在中空驱动轴和原料气体供给管之间产生轴的偏移,而使流过吹扫气体流路的吹扫气体的流量在周向上产生不均匀,也能够利用吹扫气体导入喷嘴的部分将该流量校正为沿基座周向均匀的流量再导入到流道内。此外,通过使原料气体导入喷嘴的前端部的上下方向上的尺寸变小,能够使从原料气体供给管经由原料气体导入喷嘴向流道内导入的原料气体的流量变均匀。

附图说明

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