JPH0752716B2 - 熱分解セル - Google Patents
熱分解セルInfo
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- JPH0752716B2 JPH0752716B2 JP2148296A JP14829690A JPH0752716B2 JP H0752716 B2 JPH0752716 B2 JP H0752716B2 JP 2148296 A JP2148296 A JP 2148296A JP 14829690 A JP14829690 A JP 14829690A JP H0752716 B2 JPH0752716 B2 JP H0752716B2
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- Japan
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- pyrolysis
- crucible
- baffle
- raw material
- material gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
- C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
- C30B23/066—Heating of the material to be evaporated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/452—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by activating reactive gas streams before their introduction into the reaction chamber, e.g. by ionisation or addition of reactive species
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体集積回路の薄膜形成技術の成膜法のひ
とつである分子線エピタキシャル法に使用されて、各元
素の原料ガスの分子線を発生する熱分解セルに関するも
のである。
とつである分子線エピタキシャル法に使用されて、各元
素の原料ガスの分子線を発生する熱分解セルに関するも
のである。
従来の技術 一般に、半導体集積回路の薄膜形成技術である、ガスソ
ースの分子線を用いたエピタキシャル法は、結晶成長に
寄与する元素の原料ガスとして、熱分解温度が高く基板
成長温度では熱分解しないような原料ガス（例えばアル
シンやフォスフィンなど）を用いることがある。このよ
うな熱分解温度の高いガスソースの場合は、原料ガスガ
熱分解するような温度に熱分解セルを加熱しておき、原
料ガスを予め熱分解セル中で熱分解して分子線を発生
し、この分子線を基板に供給してエピタキシャル層の結
晶成長を行っている。
ースの分子線を用いたエピタキシャル法は、結晶成長に
寄与する元素の原料ガスとして、熱分解温度が高く基板
成長温度では熱分解しないような原料ガス（例えばアル
シンやフォスフィンなど）を用いることがある。このよ
うな熱分解温度の高いガスソースの場合は、原料ガスガ
熱分解するような温度に熱分解セルを加熱しておき、原
料ガスを予め熱分解セル中で熱分解して分子線を発生
し、この分子線を基板に供給してエピタキシャル層の結
晶成長を行っている。
ところで、従来の熱分解セルにあっては、熱分解ボロン
ナイトランド（PBN）や金属タンタル等の熱分解バフル
が板状に形成されて、加熱するルツボに挿入して用いら
れる。このような板状熱分解バフルの場合、例えば蜂の
巣状とすることにより表面積が増加され、原料ガスと熱
分解バフルとの接触面積が増大され、原料ガスの熱分解
効率の向上が図られるのが普通である。
ナイトランド（PBN）や金属タンタル等の熱分解バフル
が板状に形成されて、加熱するルツボに挿入して用いら
れる。このような板状熱分解バフルの場合、例えば蜂の
巣状とすることにより表面積が増加され、原料ガスと熱
分解バフルとの接触面積が増大され、原料ガスの熱分解
効率の向上が図られるのが普通である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述した従来の熱分解セルにあっては、
熱分解バフルが板状に形成されているため、その表面積
の増大には自ら限界があり、原料ガスの熱分解効率を大
幅にアップすることは難しかった。このため、従来の熱
分セルでは、薄膜成長に際して、エピタキシャル成長に
充分なガスソース分子線を供給する場合には、多量の原
料ガスを熱分解セルに、導入する必要があり、この多量
の原料ガスの導入に伴って、大容量の排気ポンプが必要
がある等の課題がある。
熱分解バフルが板状に形成されているため、その表面積
の増大には自ら限界があり、原料ガスの熱分解効率を大
幅にアップすることは難しかった。このため、従来の熱
分セルでは、薄膜成長に際して、エピタキシャル成長に
充分なガスソース分子線を供給する場合には、多量の原
料ガスを熱分解セルに、導入する必要があり、この多量
の原料ガスの導入に伴って、大容量の排気ポンプが必要
がある等の課題がある。
本発明の課題は、このような従来の課題に鑑み、熱分解
バフルによる原料ガスの熱分解効率を大幅に向上するこ
とができる熱分解セルを得るにある。
バフルによる原料ガスの熱分解効率を大幅に向上するこ
とができる熱分解セルを得るにある。
課題を解決するための手段 この課題を達成するため、請求項１記載の本発明は、所
定の熱分解温度に加熱された後所定の原料ガスが第１の
方向から噴出されるルツボと、前記ルツボ内に噴出され
た原料ガスを前記所定の熱分解温度と実質的に等しい温
度で熱分解する熱分解バフルとを有する熱分解セルであ
って、前記熱分解バフルは、前記原料ガスを実質的に全
方向にバフル可能なように、前記第１の方向に沿って前
記ルツボ内で充填された金属製線材の繊維状集合体であ
る熱分解セルである。
定の熱分解温度に加熱された後所定の原料ガスが第１の
方向から噴出されるルツボと、前記ルツボ内に噴出され
た原料ガスを前記所定の熱分解温度と実質的に等しい温
度で熱分解する熱分解バフルとを有する熱分解セルであ
って、前記熱分解バフルは、前記原料ガスを実質的に全
方向にバフル可能なように、前記第１の方向に沿って前
記ルツボ内で充填された金属製線材の繊維状集合体であ
る熱分解セルである。
さらに、請求項２記載のように、金属製線材の繊維状集
合体は、綿又は布形状をなし、かつその線径が変化して
いてもよいものである。
合体は、綿又は布形状をなし、かつその線径が変化して
いてもよいものである。
作用 上述した本発明の構成によると、熱分解セルのルツボ中
では、略同じ温度に加熱された金属製線材の繊維状集合
体の熱分解バフルが原料ガスを実質的に全方向にバフル
し、熱分解バフルに対する原料ガスの接触面積が大幅に
増加するので、熱分解が充分に促進され、これに伴い原
料ガスの分子線が多量に発生するため、基板側のエピタ
キシャル成長を充分に行うことが可能になる。
では、略同じ温度に加熱された金属製線材の繊維状集合
体の熱分解バフルが原料ガスを実質的に全方向にバフル
し、熱分解バフルに対する原料ガスの接触面積が大幅に
増加するので、熱分解が充分に促進され、これに伴い原
料ガスの分子線が多量に発生するため、基板側のエピタ
キシャル成長を充分に行うことが可能になる。
実 施 例 以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
図は本発明による熱分解セルの断面図であり、ヒータ１
により加熱される基板２に対しては、シャッタ３を介し
て熱分解セル10が対向配置される。この熱分解セル10は
基板２の側に開口部11aが形成される有低角状のセル本
体11を有し、このセル本体11の内部に耐熱、耐食性のル
ツボ12が収容される。そして、ルツボ12の周囲には、フ
ィールドスルー13を通して外部に接続されるヒーター14
が設けられ、このヒータ14の加熱で前記ルツボ12が高い
熱分解温度に加熱される。
により加熱される基板２に対しては、シャッタ３を介し
て熱分解セル10が対向配置される。この熱分解セル10は
基板２の側に開口部11aが形成される有低角状のセル本
体11を有し、このセル本体11の内部に耐熱、耐食性のル
ツボ12が収容される。そして、ルツボ12の周囲には、フ
ィールドスルー13を通して外部に接続されるヒーター14
が設けられ、このヒータ14の加熱で前記ルツボ12が高い
熱分解温度に加熱される。
また、前記ルツボ12内の底部には、フランジ15により固
定されたガス導入管16の先端のガス噴出口16aが挿入さ
れており、このガス導入管16から各元素の原料ガスＡを
導入できる。なお、前記ルツボ12には内部温度を測定す
るための熱電対７が取付けられる。
定されたガス導入管16の先端のガス噴出口16aが挿入さ
れており、このガス導入管16から各元素の原料ガスＡを
導入できる。なお、前記ルツボ12には内部温度を測定す
るための熱電対７が取付けられる。
一方、熱分解バフル18としては、例えば金属タンタル等
の熱分解可能な材料を例えば直径が1mm以下の細い繊維
状の線材18aに形成し、この線材18aを綿状に集合したも
のを使用する。即ち、この熱分解バフル18は前記ルツボ
12中に充満状態で収容されるもので、したがって原料ガ
スＡがルツボ12中を通過する際の熱分解バフル18との接
触面積は非常に大きい。
の熱分解可能な材料を例えば直径が1mm以下の細い繊維
状の線材18aに形成し、この線材18aを綿状に集合したも
のを使用する。即ち、この熱分解バフル18は前記ルツボ
12中に充満状態で収容されるもので、したがって原料ガ
スＡがルツボ12中を通過する際の熱分解バフル18との接
触面積は非常に大きい。
次に、前述した図示実施例による熱分解セルによる薄膜
形成の実際につき説明する。
形成の実際につき説明する。
熱分解セル10は熱電対17による温度制御下にヒータ14の
電流が制御され、ルツボ12は高温の熱分解温度に加熱さ
れている。このため、同ルツボ12の内部の繊維状の熱分
解バフル18も高温状態にあり、ルツボ12と略同じ温度を
保っている。したがって、ガス導入管16のでガス噴出口
16から所定の元素の原料ガスＡがルツボ12の内部に噴出
されると、原料ガスＡは熱分解バフル18の線材18aの隙
間を通り、円滑にルツボ12の出口に向かって進行するこ
とになる。この場合、原料ガスＡは綿状の熱分解バフル
18の無数の線材18aと接触することになるから、効果的
に加熱され、その熱により迅速に分解して分子線Ｂを発
生する。この際の原料ガスＡの熱分解は、ルツボ12の開
口断面積の全域で均一に効果的に行われるため、ルツボ
12の出口から多量の分子線Ｂが生じることになる。
電流が制御され、ルツボ12は高温の熱分解温度に加熱さ
れている。このため、同ルツボ12の内部の繊維状の熱分
解バフル18も高温状態にあり、ルツボ12と略同じ温度を
保っている。したがって、ガス導入管16のでガス噴出口
16から所定の元素の原料ガスＡがルツボ12の内部に噴出
されると、原料ガスＡは熱分解バフル18の線材18aの隙
間を通り、円滑にルツボ12の出口に向かって進行するこ
とになる。この場合、原料ガスＡは綿状の熱分解バフル
18の無数の線材18aと接触することになるから、効果的
に加熱され、その熱により迅速に分解して分子線Ｂを発
生する。この際の原料ガスＡの熱分解は、ルツボ12の開
口断面積の全域で均一に効果的に行われるため、ルツボ
12の出口から多量の分子線Ｂが生じることになる。
よって、シャッタ３を開くと、ヒータ１により、所定の
基板成長温度に加熱されている基板２に、ルツボ12から
所定の元素の分子線Ｂが多量に供給されるため、この分
子線Ｂにより基板２の表面に薄膜のエピタキシャル層が
結晶成長されるわけである。
基板成長温度に加熱されている基板２に、ルツボ12から
所定の元素の分子線Ｂが多量に供給されるため、この分
子線Ｂにより基板２の表面に薄膜のエピタキシャル層が
結晶成長されるわけである。
なお、前述した熱分解バフル18の線材18aの太さは、ル
ツボ12の軸方向、径方向に変化させてもよく、また、線
材18aを布状に織った熱分解バフル18であってもよい。
ツボ12の軸方向、径方向に変化させてもよく、また、線
材18aを布状に織った熱分解バフル18であってもよい。
発明の効果 以上に説明したように、本発明による熱分解セルは、熱
分解バフルの形状を金属製線材の繊維状集合体とするこ
とにより、熱分解バフルが原料ガスを実質的に全方向に
バフルし、熱分解バフルに対する原料ガスの接触面積が
大幅に増加するから、熱分解効率を向上でき、この熱分
解効率の向上により排気ポンプを小型化できる効果があ
る。
分解バフルの形状を金属製線材の繊維状集合体とするこ
とにより、熱分解バフルが原料ガスを実質的に全方向に
バフルし、熱分解バフルに対する原料ガスの接触面積が
大幅に増加するから、熱分解効率を向上でき、この熱分
解効率の向上により排気ポンプを小型化できる効果があ
る。
図は本発明による熱分解セル断面図である。 Ａ……原料ガス、Ｂ……分子線、10……熱分解セル、12
……ルツボ、18……熱分解バフル。
……ルツボ、18……熱分解バフル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高森 晃 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 中島 眞人 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−84926（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】所定の熱分解温度に加熱された後所定の原
料ガスが第１の方向から噴出されるルツボと、前記ルツ
ボ内に噴出された原料ガスを前記所定の熱分解温度と実
質的に等しい温度で熱分解する熱分解バフルとを有する
熱分解セルであって、前記熱分解バフルは、前記原料ガ
スを実質的に全方向にバフル可能なように、前記第１の
方向に沿って前記ルツボ内で充填された金属製線材の繊
維状集合体である熱分解セル。 - 【請求項２】金属製線材の繊維状集合体は、綿又は布形
状をなし、かつその線径が変化している請求項１記載の
熱分解セル。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2148296A JPH0752716B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 熱分解セル |
| US07/709,280 US5222074A (en) | 1990-06-05 | 1991-06-03 | Thermal decomposition cell |
| EP19910305082 EP0460938A3 (en) | 1990-06-05 | 1991-06-05 | Thermal decomposition cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2148296A JPH0752716B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 熱分解セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0439919A JPH0439919A (ja) | 1992-02-10 |
| JPH0752716B2 true JPH0752716B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=15449607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2148296A Expired - Lifetime JPH0752716B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 熱分解セル |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5222074A (ja) |
| EP (1) | EP0460938A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0752716B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005013875A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Creaphys Gmbh | Heizeinrichtung, Beschichtungsanlage und Verfahren zur Verdampfung oder Sublimation von Beschichtungsmaterialien |
| US8986455B2 (en) | 2007-10-12 | 2015-03-24 | Jln Solar, Inc. | Thermal evaporation sources for wide-area deposition |
| CN103556118B (zh) * | 2013-10-12 | 2016-03-02 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 蒸镀装置 |
| JP6054471B2 (ja) | 2015-05-26 | 2016-12-27 | 株式会社日本製鋼所 | 原子層成長装置および原子層成長装置排気部 |
| JP6054470B2 (ja) | 2015-05-26 | 2016-12-27 | 株式会社日本製鋼所 | 原子層成長装置 |
| JP5990626B1 (ja) * | 2015-05-26 | 2016-09-14 | 株式会社日本製鋼所 | 原子層成長装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2572099B1 (fr) * | 1984-10-24 | 1987-03-20 | Comp Generale Electricite | Generateur de jets moleculaires par craquage thermique pour la fabrication de semi-conducteurs par depot epitaxial |
| US4606935A (en) * | 1985-10-10 | 1986-08-19 | International Business Machines Corporation | Process and apparatus for producing high purity oxidation on a semiconductor substrate |
| JPS6284926U (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-30 | ||
| JPS62143895A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-27 | Seiko Instr & Electronics Ltd | ガスソ−スセル |
| JPS62143894A (ja) * | 1986-11-29 | 1987-06-27 | Koito Mfg Co Ltd | 化合物結晶膜製造装置 |
| JP2652947B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1997-09-10 | 日本電気株式会社 | 分子線セル |
| US4792378A (en) * | 1987-12-15 | 1988-12-20 | Texas Instruments Incorporated | Gas dispersion disk for use in plasma enhanced chemical vapor deposition reactor |
| JPH01224295A (ja) * | 1988-03-02 | 1989-09-07 | Fujitsu Ltd | ガスソース分子線結晶成長装置 |
| JPH02295116A (ja) * | 1989-05-10 | 1990-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体製造装置 |
| US4990374A (en) * | 1989-11-28 | 1991-02-05 | Cvd Incorporated | Selective area chemical vapor deposition |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP2148296A patent/JPH0752716B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-06-03 US US07/709,280 patent/US5222074A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-05 EP EP19910305082 patent/EP0460938A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0460938A3 (en) | 1993-08-04 |
| JPH0439919A (ja) | 1992-02-10 |
| US5222074A (en) | 1993-06-22 |
| EP0460938A2 (en) | 1991-12-11 |
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