(57)【要約】【課題】  高温でエピタキシャル成長を行うことが可能なＣＶＤ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  両端に開口部を有する反応管１６内で原料ガスを反応させ基板３０上に炭化ケイ素薄膜を堆積させるＣＶＤ装置１０であって、反応管１６の一端の開口部から前記原料ガスを供給するミキシングチャンバ１４と、反応管１６の内部に設置され且つ基板３０を加熱するサセプタ２８と、反応管１６内で基板３０上を通過した前記原料ガスを反応管１６の他端の開口部から排出する排出管１８と、透過した光量を低減する不透明減光部材からなり、前記反応管内で生じた輻射光の光量を低減する拡散用減光シャワー板２４及び減光板５０と、を備えたＣＶＤ装置１０である。である。【選択図】  図１
2006073713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部を有する反応管内で原料ガスを反応させ基板上に炭化ケイ素薄膜を堆積させるＣＶＤ装置であって、
前記反応管の一端の開口部から前記原料ガスを供給する供給手段と、
前記反応管の内部に設置され且つ前記基板を加熱する加熱手段と、
前記反応管内で前記基板上を通過した前記原料ガスを前記反応管の他端の開口部から排出する排出手段と、
透過した光量を低減する不透明減光部材からなり前記反応管内で生じた輻射光の光量を低減する減光手段と、
を備えたＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記減光手段が、前記供給手段に備えられ且つ前記原料ガスが通過する複数の孔を有する不透明減光シャワー板である請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記供給手段が、複数の前記不透明減光シャワー板を備えた請求項２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記供給手段が、高融点金属からなるシャワー板を備えた請求項２又は３に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記反応管との連結部に仕切弁を有し前記反応管に前記基板を導入する基材導入手段を備え、且つ、前記減光手段が、前記反応管と前記仕切弁との間に設けられる不透明減光板である請求項１から４のいずれか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記反応管と前記仕切弁との間に複数の前記不透明減光板が設けられた請求項５に記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記不透明減光部材が、石英である請求項１から６のいずれか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記不透明減光部材が、サファイアガラスである請求項１から６のいずれか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記不透明減光部材が、光吸収性及び／又は光散乱性を有する不純物を含有する請求項１から８のいずれか１項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１０】
前記不透明減光部材の表面に粗状処理が施された請求項１から９のいずれか１項に記載のＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化ケイ素半導体を製造するためのＣＶＤ装置に関し、より詳細には、エピタキシャル成長により基板上に炭化ケイ素薄膜を堆積させるＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素（ＳｉＣ）半導体は、耐熱性及び機械的強度に優れ、青色発光ダイオードの材料等に利用されていることや、高耐圧性及び低オン抵抗性による省エネルギー化及び小型化の要求により、高出力低損失の電力用素子への応用などにおいて注目されている。前記ＳｉＣ半導体は、基板上にＳｉＣ薄膜を堆積させて形成することができる。また、ＳｉＣ薄膜を基板上に堆積させるには、例えば、ＳｉＣのエピタキシャル成長を利用することができる。
【０００３】
具体的に、基板上にＳｉＣ薄膜を堆積させるためには、加熱したＳｉＣウェハ表面でＨ2ガスをキャリアガスとし、ＳｉＨ4ガスとＣ3Ｈ8ガスと等を含む原料ガスを反応させ、エピタキシャル成長によってＳｉＣ薄膜を堆積させる。ＳｉＣ薄膜を形成するための装置としては、石英製の反応管を有するＣＶＤ装置を用いることができる。かかるＣＶＤ装置は、反応管を横型に設置したものと縦型に設置したものとに大別され、特に、反応管を横型に設置したＣＶＤ装置は、原料ガスの流れを制御しやすく、構造がシンプルであり、更にＳｉＣウェハを搬送しやすい等の利点が多い。
【０００４】
前記ＣＶＤ装置としては、石英製反応管内にカーボン等から構成されるサセプタを高周波により誘導加熱し、サセプタ上のＳｉＣウェハと原料ガスとを間接的に加熱することで、ＳｉＣのエピタキシャル成長を促すＣＶＤ装置が知られている。また、かかる構造を基本とし、ウェハを覆うサセプタ形状を工夫し、ウェハ上へのエピタキシャル成長の均一性を向上させたＣＶＤ装置が提案されている（例えば、特許文献１又は２及び非特許文献１又は２参照。）
【０００５】
これらのＣＶＤ装置は、通常１６００〜１７００℃程度を加熱温度の上限として用いられているが、ＳｉＣ膜の品質や成長速度の向上を図るためには、より高い温度（例えば、１７００〜２０００℃程度）でエピタキシャル成長をおこなうことが求められる。しかし、従来のＣＶＤ装置において、高温加熱をおこなうと、１７００℃を超えたあたりから、反応管の原料ガス供給側（上流側）に設置されたステンレス製等の金属製シャワー板が変形若しくは変質したり、原料ガス中に含まれるＨ2ガスと反応して腐食し、構成材料が剥離してその一部がＳｉＣ膜に混入する弊害が生じてしまう。
【０００６】
同様に、反応管の原料ガス排出側（下流側）においては、ステンレス等の金属からなる配管や構造部材、又は、反応管の原料ガス排出側に設置されたウェハ導入室と反応管とを仕切る仕切弁が変形若しくは変質してしまう。このため、例えば、配管の接続部のシール材が溶解し反応管の気密性が保てなくなったり、ウェハ導入室の仕切弁が変形して気密性が保てなくなると共に、その開閉ができなくなるなど種々の弊害が生じてしまう。
【特許文献１】米国特許第５６９５５６７号明細書
【特許文献２】米国特許第５６７４３２０号明細書
【非特許文献１】荒井和雄、吉田貞史著「ＳｉＣ素子の基礎と応用」オーム社、２００３年
【非特許文献２】松波弘之「半導体ＳｉＣ技術の応用」日刊工業新聞社、２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の問題を解決すべく、本発明は、高温でエピタキシャル成長を行うことが可能なＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＣＶＤ装置は、両端に開口部を有する反応管内で原料ガスを反応させ基板上に炭化ケイ素（ＳｉＣ）薄膜を堆積させるＣＶＤ装置であって、前記反応管の一端の開口部から前記原料ガスを供給する供給手段と、前記反応管の内部に設置され且つ前記基板を加熱する加熱手段と、前記反応管内で前記基板上を通過した前記原料ガスを前記反応管の他端の開口部から排出する排出手段と、透過した光量を低減する不透明減光部材からなり、前記反応管内で生じた輻射光の光量を低減する減光手段と、を備えて構成される。
【０００９】
上述のように１７００℃を越す高温で基板を加熱すると、種々の弊害が発生する。これは、サセプタを高温に加熱した際、その発熱温度に対応した光量及びエネルギーを有する輻射光が発生し、かかる輻射光にさらされた部位が加熱されることに起因する。本発明のＣＶＤ装置は、透過した光量を低減する不透明減光部材からなり、前記反応管内で生じた輻射光の光量を低減する減光手段を備えることで、例えば、加熱手段から放射される輻射熱が供給手段に設置されたシャワー板や原料ガスの排出側に備えられた配管等に達する前にその光量を低減することができる。これにより、反応管の原料ガスの供給側及び排出側に設置した部材が輻射光によって加熱されるのを防止できるため、高温で基板を加熱することができ、ＳｉＣ薄膜の成長速度を高め、均一で高品質な薄膜を形成することができる。
【００１０】
ここで、不透明減光部材とは、不透明減光材料に照射された吸収又は散乱することによって、波長４００〜２０００ｎｍの光の透過量を入射光の光量に対して０．２〜８０％とすることができる部材を意味する。尚、不透明減光部材を複数並べて用いる場合には、それらの全てを合わせて、輻射光の光量を前記範囲内に低減させることができればよい。また、耐熱性を有する金属など透過性のない部材を用いると、輻射光を反射して反応管内が過熱されてしまい、構成部材の変形等を防ぐことができず、また、金属の表面を黒色にして輻射光を吸収するものであっても、完全に輻射光を吸収してしまうと、輻射光から生じる熱までも完全に吸収することとなり、その部材の劣化が激しくなってしまう。このため本発明における不透明減光部材には、金属等完全に不透明な部材は含まれない。
【００１１】
本発明のＣＶＤ装置によれば、前記減光手段を、前記供給手段に備えられ且つ前記原料ガスが通過する複数の孔を有する不透明減光シャワー板として構成することができる。本発明のＣＶＤ装置は、供給手段に設けられるシャワー板を、不透明減光部材で構成することで、シャワー板が輻射光によって加熱され変形若しくは変質するのを防止することができるとともに、供給手段に備えられた他の部材に到達する輻射光の光量を低減することができる。また、前記供給手段に例えば、ガス拡散用シャワー板やガス混合用シャワー板等複数のシャワー板を設ける場合、前記不透明減光シャワー板は、反応管側に最も近い場所に位置するシャワー板として用いることが好ましい。例えば、供給手段がガス混合用シャワー板によって原料ガスを均一に混合させた後、前記拡散用シャワー板から反応管に原料ガスを供給する場合には、少なくとも前記拡散用シャワー板に前記不透明減光シャワー板を適用することが好ましい。
【００１２】
また、本発明のＣＶＤ装置においては、前記供給手段に複数の前記不透明減光シャワー板を備えることができる。前記供給手段に複数の前記不透明減光シャワー板を備えることで、前記加熱手段から発生する輻射光の光量を更に低減させることができると共に、前記不透明減光シャワー一枚当たりの光量低減負担を低下させることができる。従って、例えば前記混合用シャワー板や拡散用シャワー板の２枚のシャワー板を供給手段に設置する場合には、２枚とも前記不透明減光シャワー板とすることができる。
【００１３】
従来においてシャワー板としてはステンレス製のものが多く用いられているが、本発明のＣＶＤ装置は、前記供給手段に、高融点金属からなるシャワー板を備えることができる。前記高融点金属からなるシャワー板は、前記不透明減光シャワー板と組み合わせて用いることが好ましい。前記高融点金属とは、融点が２０００℃以上の金属を意味し、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブテン）、Ｔａ（タンタル）等が挙げられる。
【００１４】
また、前記高融点金属からなるシャワー板と前記不透明減光シャワー板とを適宜組み合わせて、２枚以上のシャワー板を前記供給手段に設置すること場合には、少なくとも前記不透明減光シャワー板を１枚用い、更に、前記不透明減光シャワー板の全てが前記高融点金属からなるシャワー板よりも反応管の近くに設置されることが好ましい。
【００１５】
本発明のＣＶＤ装置は、前記反応管との連結部に仕切弁を有し且つ前記反応管に前記基板を導入する基材導入手段を備えることができ、且つ、前記減光手段を前記反応管と前記仕切弁との間に設けられる不透明減光板として構成することができる。本発明のＣＶＤ装置は、前記不透明減光板を基材導入手段の仕切弁と反応管との間に設けることで、仕切弁に到達する輻射光の光量を低減することができる。
【００１６】
また、本発明のＣＶＤ装置は、前記反応管と前記仕切弁との間に複数の前記不透明減光板を設けることができる。これにより、前記仕切弁に到達する輻射光の光量を更に低減することができると共に、不透明減光板一枚当たりの光量低減負担を低減させることができる。
【００１７】
また、前記不透明減光板は、前記基板導入手段から基板を反応管内に設置する際、基板の搬路を確保するために、スライド等を利用した格納式としたり、基板搬送時に搬送方向に倒れるように構成することもできる。
【００１８】
本発明のＣＶＤ装置において、前記不透明減光部材としては、石英、又は、サファイアガラスを用いることができ、その他ジルコニアガラス等も好適に用いることができる。また、前記不透明減光部材には、光吸収性及び／又は光散乱性を有する不純物を含有させることができる。更に、前記不透明減光部材としては表面に粗状処理を施したものを用いることができる。これらにより、更に、減光手段の減光能力を向上させることができる。
【００１９】
前記不透明減光部材に含むことのできる不純物は光吸収性及び／又は光散乱性を有するものであれば特に限定はされず、例えば、燐酸塩などを挙げることができる。また、前記粗状処理としては、公知の方法を用いるこができる。この際、不透明減光部材の表面は砂板粗さ２４０〜１５００で粗状処理を施したものが好ましい。
【００２０】
また、不純物を含有した前記不透明減光部材としては、例えば市販品の熱線吸収フィルター（商品名：ＨＡＦ、シグマ光機（株）製）、近赤外線吸収フィルター（商品名：ＣＣＦ、シグマ光機（株）製）等を挙げることができる。また、表面に粗状処理が施された前記不透明減光部材としては、例えば市販品のフロスト型拡散板（商品名：ＤＦＢ、シグマ光機）等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高温でエピタキシャル成長を行うことが可能なＣＶＤ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１を用いて説明する。図１は、本発明のＣＶＤ装置を示す概略的断面図である。図１においてＣＶＤ装置１０は、供給管１２と、ミキシングチャンバ１４と、反応管１６と、排出管１８と、基板導入室２０と、から構成される。本実施の形態においては、ミキシングチャンバ１４に備えられた混合用シャワー板を不透明な石英で構成し、且つ、反応管１６の基板導入室２０側に、不透明な石英で形成された減光板５０を備えることで、反応管１６内で発生した輻射光の光量を低減できるように構成されている。
【００２３】
供給管１２は、Ｈ2ガスが供給される供給管１２ａ、ＳｉＨ4ガスが供給される供給管１２ｂ及びＣ3Ｈ8ガスが供給される供給管１２ｃの各々の一端と連結しており、各供給管から供給されたガスの混合ガスを、ミキシングチャンバ１４に供給するように構成されている。また、供給管１２ａ，１２ｂ及び１２ｃには、各々ＭＦＣ１３ａ，１３ｂ及び１３ｃが備えられており、各ガスの供給量を調整できるようになっている。
【００２４】
反応管１６の原料ガス供給側に備えられたミキシングチャンバ１４には、供給管１２の他端が連結されており、Ｈ2ガスとＳｉＨ4ガスとＣ3Ｈ8ガスとの混合ガスが供給される。かかる混合ガスは、基板上にＳｉＣ薄膜を堆積させるための原料ガスとなる。ミキシングチャンバ１４には複数の孔が設けられた混合用高融点シャワー板２２と複数の孔が設けられた拡散用減光シャワー板２４が設置されている。ミキシングチャンバ１４に供給された原料ガスは、混合用高融点シャワー板２２の各孔を通過することによって濃度分布が均一になるように混合される。ここで、混合用高融点シャワー板２２は、高融点金属であるタングステン（Ｗ）から形成されており、ステンレス製のシャワー板等に比して耐熱性が高められている。混合用高融点シャワー板２２に設けられる孔の径や数は、原料ガスの原料及び混合の程度等を考慮して適宜選定することができる。
【００２５】
混合用高融点シャワー板２２によって混合された原料ガスは、さらに拡散用減光シャワー板２４の各孔を通過することによって拡散されながら反応管１６に供給される。拡散用減光シャワー板２４に設けられる孔の径及び数は、原料ガスが均一に拡散するように混合用高融点シャワー板２２との関係によって適宜選定することができる。
【００２６】
本実施の形態において拡散用減光シャワー板２４は、波長４００〜２０００ｎｍの入射光の光量を５０％低減できる不透明な石英で構成されている。このため、反応管１６内に設置されるサセプタから放射される輻射光の光量を５０％程度低減することができる。これにより、混合用高融点シャワー板２２や供給管１２等が輻射光によって加熱され変形又は変質するのを防止することができる。また、拡散用減光シャワー板２４に用いられる不透明な石英としては、例えば、市販品のフロスト型拡散板（商品名：ＤＦＢ，シグマ光機（株）製）を用いることができる。
【００２７】
拡散用減光シャワー板２４の輻射光の進行方向における厚み（本実施の形態においては、原料ガスの進行方向における厚み）は特に限定されず、前記光量低減能力及び原料ガスの拡散効果を考慮して適宜選定することができる。
【００２８】
更に本実施の形態においてミキシングチャンバ内に設置する混合用高融点シャワー板２２はミキシングチャンバ内を駆動可能なように設計してもよい。これにより、ミキシングチャンバ内で原料ガスの供給量及び圧力を自由に調整することができ、素材選択の自由度を高めることができる。
【００２９】
反応管１６内では、ミキシングチャンバ１４から供給された原料ガスがＳｉＣで形成された基板３０の表面で反応することによって、基板３０上にＳｉＣ薄膜が堆積される。反応管１６は反応管外部に輻射光が漏れるのを防止すべく遮光性の石英で形成されており、内部に断熱材２６とサセプタ２８とを備える。更に、サセプタ２８には石英製の支持台２９が備えられており、その上に基板３０が載置されている。
【００３０】
断熱材２６は、グラスウールで構成されており、サセプタ２８の熱が反応管１６に伝わらないように断熱する役割を担っている。また、断熱材２６は、反応管１６の内壁に密着するように設置されており、図１におけるＡＡ’断面がドーナツ状となる形状を有する。更に、断熱材２６の中心側にはサセプタ２８が固定されている。図２は、反応管１６のＡＡ’断面図である。図２に示すように、基板３０は、サセプタ２８に囲まれるように載置されており、サセプタ２８は断熱材２６を介して反応管１６に設置されている。
【００３１】
サセプタ２８は、炭化ケイ素でコーティングされたグラファイト製の部材で形成されており、チューブ状（筒状）の形態を有している。サセプタ２８は、筒状内部に載置された基板３０を加熱するために設けられ、筒状の形態によって均一に基板３０を加熱することができる。本実施の形態におけるサセプタ２８の壁厚は、原料ガスの供給側から排出側に向かって均一に構成されており、その厚みは断熱材２６との関係で適宜決定される。また、サセプタ２８は、反応管１６の外部に設置されたＲＦコイル３２の誘電加熱によって発熱して、間接的に基板を加熱できるようになっている。ＲＦコイル３２は、高周波の磁束を発生して、サセプタ２８に渦電流を誘導し、渦電流によりジュール熱でサセプタ２８を発熱させる。
【００３２】
図１に示すように、サセプタ２８は断熱材２６を介して、サセプタ２８の長尺方向が反応管１６の内壁と平行になるように設置される。また、サセプタ２８は、間接的に基板３０を加熱して、１０００〜２３００℃程度まで加熱することができる。サセプタ２８の加熱温度は、図示を省略する制御手段にて、サセプタ２８と基板３０との表面温度に基づいて制御される。
【００３３】
基板３０は、ＳｉＣで構成されており、サセプタ２８上に反応管１６の内壁と平行になるように載置される。ＳｉＣ薄膜を成長させる際、基板３０は、サセプタ２８によって１４００℃以上に加熱されることが好ましく、１７００〜２３００℃程度にまで加熱されることが更に好ましい。
【００３４】
反応管１６のガス排出側には、排出管１８の一端が連結されており、基板３０上を通過した原料ガスを排出できるように構成されている。また、排出管１８には、排気量調整用バルブＶ１が備えられており、バルブＶ１の開度を調節することで、反応管内の圧力を制御することができる。
【００３５】
また、排出管１８には、ポンプ３４が備えられており、反応管１６内の原料ガスを装置外に排出できるように構成されている。反応管１６内の原料ガスの流量は、供給管１２ａ〜１２ｃからのガスの供給量、ミキシングチャンバ１４の壁面と混合用高融点シャワー板２２との距離及び混合用高融点シャワー板２２に設けられた孔の径及び数、排出管１８に備えられたバルブＶ１の開度、並びに、ポンプ３４から排出される原料ガスの排出量の各々を調整することによって、基板３０表面に原料ガスが均一に供給されるように制御することができる。また、反応管１６の排出側には、連結部３６を介して基板導入室２０が備えられている。
【００３６】
図３を用いて基板導入室２０について説明する。図３は、仕切弁３８が開状態の基板導入室２０を示す概略断面図である。図３に示すように基板導入室２０には、仕切弁３８と、搬送ロッド４０と、真空ジャケット４１と、ポンプ４２を備えた排気管４４の一端とが備えられている。仕切弁３８は、紙面上下方向に開閉可能なように構成されるゲートバルブ構造を有しており、閉状態の際には反応管１６と基板導入室２０とを仕切り、両者を密封できるように構成されている。また、図３に示すように仕切弁３８が開状態の際には、基板導入室２０から反応管１６への基板３０の移動が可能となっている。仕切弁３８はステンレスで構成されており、閉状態の際に反応管１６の開口部と基板導入室２０とを密封できるようにその縁部にＯリング４６が備えられている。また、基板導入室２０にはポンプ４２を備えた排気管４４の一端が連結されており、基板導入室２０内を真空状態にできるように構成されている。
【００３７】
基板導入室２０から反応管１６に基板３０を導入する際、まず、開閉式ハッチが備えられた導入口４８から基板導入室２０内に支持台２９と共に基板３０を導入し、搬送ロッド４０上に載置する。搬送ロッド４０は、基板導入室と連結した真空ジャケット４１内に搭載されており、モータ又は磁石等の動力により上下左右に駆動可能となっている。この際、仕切弁３８は閉じた状態となっている。次いで、ポンプ４２の駆動により、排気管４４から基板導入室２０内の空気を排出し、基板導入室２０内を真空状態とする。ここで、例えば反応管１６内がアルゴンガス雰囲気である場合には、基板導入室２０に導入管を連結し、かかる導入管からアルゴンガスを供給して、基板導入室２０内をアルゴンガス雰囲気とする構成としてもよい。尚、基板３０が移動する際に減光板５０は、基板３０の移動を阻害しないように可動部５１を軸として倒れた状態となっている。
【００３８】
基板導入室２０内が真空状態となった後、基板導入室２０の仕切弁３６を開き、支持台２９ごと基板３０を反応管１６内に移動し、サセプタ２８上に載置する。基板３０及び支持台２９の移動は、搬送ロッド４０の駆動により行われる。また、基板３０の搬送は、例えば、支持台２９と脱着可能な他図示を省略する支持棒を用いてもよいし、サセプタ２８と搬送ロッド４０との間に図示を省略するレールを設け、その上をスライドさせて移動させてもよい。前記レールは、仕切弁３８の開閉を阻害しないように設置し、更に、耐熱性の高い部材で形成することが好ましい。
【００３９】
図１に示すように、本実施の形態においては、サセプタ２８と基板導入室２０の仕切弁３８との間には、減光板５０が備えられている。減光板５０は、サセプタ２８の加熱によって発生した基板導入室２０方向の輻射光を減光できるように反応管１６内に設置されており、仕切弁３８など反応管１６の下流側（原料ガス排出側）に設置される部材にまで到達する輻射光の光量を低減させることができる。これにより、１７００℃を超える高温で基板を加熱した場合であっても、仕切弁３８等が輻射光による加熱によって変形や変質を起こすことを防止することができる。
【００４０】
減光板５０は、不透明であり波長４００〜２０００ｎｍの入射光の光量を５０％低減できる不透明な石英で構成されている。このため、反応管１６内に設置されるサセプタから放射される輻射光の光量を５０％程度低減することができる。また、減光板５０に用いられる不透明な石英としては、例えば、市販品のフロスト型拡散板（商品名：ＤＦＢ、シグマ光機（株）製）を用いることができる。
【００４１】
減光板５０の輻射光の進行方向における厚み（本実施の形態においては、原料ガスの進行方向における厚み）は特に限定されず、前記光量低減能力等を考慮して適宜選定することができる。また、減光板５０のサイズについても特に限定はされず、反応管１６の径に合わせて、輻射光の漏れが少ないように適宜設定すればよい。更に、本実施の形態においては減光板５０として板状の部材を用いたが、複数の孔などを設け、原料ガスが通過可能な構造としてもよい。
【００４２】
本実施の形態において減光板５０は、図４に示すように、可動部５１を軸として約９０°倒すことが可能な構造を有している。図４は、本実施の形態における減光板５０の構造を説明するための概略図である。上述の通り、基板３０をサセプタ２８内に載置する際、減光板５０を図４における矢印の方向に倒すことで、基板３０の移動を遮ることなく、基板３０をサセプタ２８に載置することができる。
【００４３】
次に、本発明のＣＶＤ装置１０によるＳｉＣ半導体の製造過程（ＳｉＣ薄膜の形成過程）について説明する。まず、供給管１２ａ〜１２ｃから供給されたＨ2ガス、ＳｉＨ4ガス及びＣ3Ｈ8ガスは、供給管１２を介してミキシングチャンバ１４に供給される。この際、ミキシングチャンバ１４に供給されるＨ2ガス、ＳｉＨ4ガス及びＣ3Ｈ8ガスの比率は、体積比率でおよそ１０００／２／３（＝Ｈ2／ＳｉＨ4／Ｃ3Ｈ8）程度である。
【００４４】
ミキシングチャンバ１４に供給された各ガス（原料ガス）は、混合用高融点シャワー板２２に設けられて複数の孔を通過すると共に混合された後、拡散用減光シャワー板２４に設けられた孔を通過して拡散しながら反応管１６に供給される。この際、原料ガスは混合用高融点シャワー板２２及び拡散用減光シャワー板２４によって濃度分布が均一になるように十分に混合されている。
【００４５】
反応管１６に供給された原料ガスは、サセプタ２８付近にまで流通すると、原料ガスもサセプタ２８によって加熱され、約２０００℃にまで加熱された基板３０表面で反応し、基板３０上にＳｉＣが堆積し、ＳｉＣ薄膜が形成される。
【００４６】
基板３０上を通過した原料ガスは、反応管１６内を下流方向へ流通し、排出管１８及びポンプ３４を介して装置外に排出される。また、供給管１２ａ〜１２ｃに備えられたＭＦＣ１３ａ〜１３ｃ、ミキシングチャンバ１４、バルブＶ１及びポンプ３４は図示を省略するＣＰＵ等の制御手段によって各々制御されており、基板３０上を通過する原料ガスの流れや濃度が均一になるように、前記制御手段によって反応管１６内の原料ガスの流量及び圧力が調整されている。
【００４７】
尚、前記ＳｉＣ半導体の製造過程においては、前処理として、原料ガスを導入するに先だってキャリアガス及びエッチングガスを導入して、基板３０表面をエッチングする工程を施してもよい。その際、ＳｉＣ基板は表面温度が１３００〜１５００℃程度に加熱されている。前記キャリアガスとしてはＨ2ガスが挙げられ、前記エッチングガスとしては、塩化水素及びＨ2ガスが挙げられる。
【００４８】
前記ＳｉＣ薄膜のサセプタ２８が１７００〜２０００℃付近にまで加熱されると、熱量に伴った光量とエネルギーとを有する輻射光がサセプタ２８を中心に放射状に生じる。本発明においては、上流側に照射された輻射光については、拡散用減光シャワー板２４よって減光して、ミキシングチャンバ１４内の部材が過熱されるのを防止することができる。また、下流側に照射された輻射光については、減光板５０によって減光し、減光板５０よりも下流側に位置する基板導入室２０の仕切弁３８等が過熱されるのを防止することができる。このように、本実施の形態のＣＶＤ装置においては、１７００℃を超える高温で基板３０を加熱した場合であっても、シャワー板等の変形又は変質や、仕切弁３８が変形して開閉不可能になるなどの弊害がない。このため、本実施の形態のＣＶＤ装置においては、約２０００℃で結晶成長を行うことができ、成長速度を速めることができると共に、電気特性等の均一性に優れた高品質なＳｉＣ薄膜を得ることができる。
【００４９】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図を用いて説明する。図５は、本発明のＣＶＤ装置の他の態様を示す概略的断面図である。尚、第１の実施の形態における図１に示す要素と重複するものについては同様の番号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図５に示すように本実施の形態におけるＣＶＤ装置１００は、ミキシングチャンバ１４内に、混合用高融点シャワー板２２と、拡散用減光シャワー板５２とを備え、更にこれらの間に、減光シャワー板５４を備える。拡散用減光シャワー板５２と減光シャワー板５４とは、不純物を含み表面に粗状処理が施されたサファイアガラスから構成されている。拡散用減光シャワー板５２及び減光シャワー板５４に用いられるサファイアガラスは、波長４００〜２０００ｎｍの入射光の光量を５０％低減できるため、拡散用減光シャワー板５２と減光シャワー板５４との各々でサセプタから放射される輻射光の光量を各々約５０％づつ低減することができる。従って、これらの減光シャワーを２つ併せると約２５％の光量を低減することができる。これにより、一枚当たりの光量低減負担が減少し、部材の劣化防止を図ることができる。また、前記不純物を含み表面に粗状処理が施されたサファイアガラスとしては、例えば古河機械金属（株）製のサファイア基板を用いることができる。
【００５１】
また、本発明のＣＶＤ装置１００の下流側には、減光板５６，５８が備えられている。減光板５６，５８は、不純物を含み表面に粗状処理が施されたジルコニアガラスから構成されている。減光板５６，５８に用いられるジルコニアガラスは、波長４００〜２００ｎｍの入射光の光量を５０％低減できるため、減光板５６，５８の各々でサセプタ２８から放射される輻射光の光量を約５０％づつ低減することができる。従って、２つの減光板を併せると約２５％の光量を低減することができる。これにより、一枚当たりの光量低減負担が減少し、部材の劣化防止を図ることができる。
【００５２】
また、減光板５６，５８は、基板３０の搬入時にスライドさせることにより、格納可能なように構成されている。図６を用いて、減光板５６，５８の格納構造について説明する。図６は、減光板５６．５８の格納構造を説明するための概略図である。図６において、減光板５６，５８はレール６２，６４に沿ってスライドさせることで格納部６０に格納可能なように構成されている。このため、基板３０を基板導入室２０から反応管１６に搬送する際に、減光板５６，５８をスライドさせて格納部６０に格納することで、基板３０の搬送路を確保することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、減光シャワー板及び減光板を複数備えることで、更に輻射光による部材の加熱を防止できると共に、減光負担を分散させることで各減光部材の劣化をも抑制することができる。これにより本実施の形態におけるＣＶＤ装置においても、約２０００℃で結晶成長を行うことができ、成長速度を速めることができると共に、電気特性等の均一性に優れた高品質なＳｉＣ薄膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のＣＶＤ装置を示す概略的断面図である。
【図２】図１における反応管のＡＡ’断面図である。
【図３】仕切弁が開状態の基板導入室を示す概略断面図である。
【図４】第１の実施の形態における減光板の構造を説明するための概略図である。
【図５】本発明のＣＶＤ装置の他の態様を示す概略的断面図である。
【図６】第２の実施の形態における減光板の格納構造を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０，１００  ＣＶＤ装置
１２   供給管
１４   ミキシングチャンバ
１６   反応管
１８   排出管
２０   基板導入室
２２   混合用高融点シャワー板
２４，５２，５４     拡散用減光シャワー板
２８   サセプタ
３０   基板
３６   連結部
３８   仕切弁
５０，５６，５８     減光板
【図１】
2006073713.tif 000003
【図２】
2006073713.tif 000004
【図３】
2006073713.tif 000005
【図４】
2006073713.tif 000006
【図５】
2006073713.tif 000007
【図６】
2006073713.tif 000008