(57)【要約】【課題】流通するガスの流速をより精密に制御する気相成長装置を提供する。【解決手段】気相成長装置１は、処理対象物である基板５を保持する、回転可能なサセプタ３と、基板５の一方の主表面上に成膜用のガスを流す流路１０とを備える。流路１０の内部における側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、流路１０の中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも大きくしている。側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも５０％以上大きくすることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物を保持する、回転可能なサセプタと、
前記処理対象物の一方の主表面上に成膜用のガスを流す流路とを備える気相成長装置であり、
前記流路の内部における側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、前記流路の中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも大きくした気相成長装置。
【請求項２】
前記側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、前記中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも５０％以上大きくした、請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記流路のうち、前記流路の断面積が変化している領域に多孔質体が配置される、請求項１または２に記載の気相成長装置。
【請求項４】
前記流路のうち、ガスの流通方向に関する下流側である終端部に多孔質体を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置に関するものであり、より特定的には、流通するガスの流速をより精密に制御する気相成長装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえばＣＶＤ法を用いて基板などの処理対象物の一方の主表面上に化合物半導体の薄膜を形成する場合、原料ガスを当該基板の主表面上に供給する。なおここで主表面とは、表面のうち最も面積の大きい主要な面をいう。このとき、所望の量の原料ガスを所望の方向に高精度に供給するために、供給されるガスの流路に、金属製の多孔質体を配置することがある。このようにすれば、当該流路を流通するガスは、多孔質体を通過する際に、多孔質体中に多数含まれる微小な孔を貫通して流れる。このため、多数の微小な孔のそれぞれを貫通したガスは、太い断面を有する流路を流通するガスに比べて、流路内における流速などの変動が起こりにくくなる。このため上記多孔質体は、流通するガスの流量や流通方向などを制御するために広く用いられる。
【０００３】
たとえば特開２００８−６６４１３号公報（以下「特許文献１」という）には、成膜しようとする被処理体に対向する、原料ガスを供給するシャワーヘッドの下流側に、ポーラス部材（多孔質体）からなるガス噴射板を配置したシャワーヘッド構造、およびこれを用いた成膜用の処理装置が開示されている。ガス噴射板を配置したシャワーヘッドが複数台並んでおり、それぞれのガス噴射板から原料ガスが噴射される。ガス噴射板の作用により噴射されるガスの流量や方向が制御される。一方、複数台並ぶシャワーヘッドに挟まれた領域には、不活性ガスであるアルゴンガスが、噴射口に対向する被処理体に向けて噴射される。このため、当該アルゴンガスは、一旦ガス噴射板から噴射された原料ガスがたとえばガス噴射板の噴射面上などに向かって逆流する現象を抑制し、当該原料ガスを効率よく被処理体に向けて流通させる流れを提供する。またたとえばガス噴射面上に原料ガスが廻る現象が抑制されるため、当該ガス噴射面上に原料ガスによる材料が成膜されることにより、当該処理装置内が汚染されるなどの問題を抑制することができる。
【０００４】
また、特開平８−２０９３４９号公報（以下「特許文献２」という）には、上下に対峙する電極間に挟まれた領域（下側の電極の上面）に被処理基板（処理対象物）を載置し、上下電極間に高周波電力を印加してプラズマを発生させることにより被処理基板の一方の主表面上に成膜するプラズマＣＶＤ装置が開示されている。ここでは上側の電極の内部空間を中空にし、当該中空空間に反応ガスを導入する。そして反応ガスは上側の電極が下側の電極と対向する面の近傍に配置した、多孔質体からなるシャワー板を貫通して対向する下側の電極上に配置された被処理基板上に供給され、成膜を行なう。ここでは、多孔質体からなるシャワー板を用いているため、たとえばガスが貫通する、シャワー板の噴射面に関して隣り合う孔の間の距離が広い分散孔を有するシャワー板を用いた場合に比べて、シャワー板の被処理基板と対向する面の全体から均一に反応ガスを噴射することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６６４１３号公報
【特許文献２】特開平８−２０９３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上述した特許文献に開示された多孔質体はいずれも、多孔質体から原料ガスを均一に噴射することを目的として配置されているが、実際には多孔質体中を流通するガスについても、多孔質体中での当該ガスが貫通する領域により、ガスが流通する量や流速が異なる。また、流そうとする原料ガスの種類によっても上記流通する量や流速は変化する。様々な外乱因子により、多孔質体を流通するガスの流量、流速や流通する方向などが変化すれば、所望の処理対象物の主表面上に均一に成膜することが困難になる可能性がある。特許文献１および特許文献２において、具体的にガス噴射板やシャワー板を構成する多孔質体に含まれる個々の孔の孔径については具体的に記載がなされていない。しかしガス噴射板やシャワー板の全領域に対してほぼ同一孔径の多孔質体が無造作に充填された構成となっているものと推察される。この場合、上述したように、多孔質体を貫通するガスの流量や流速が、当該多孔質体の領域間で大きく変化する可能性がある。すなわち、ガス噴射板やシャワー板の、処理対象物と対向する表面上において噴射されるガスが均一とならなくなることがある。その結果、処理対象物の主表面上に供給されるガスの流量や流通方向が精密に制御されなくなり、形成される薄膜の膜厚や膜質を精密に制御することができなくなることがある。
【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、流通するガスの流速をより精密に制御する気相成長装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る気相成長装置は、処理対象物を保持する、回転可能なサセプタと、処理対象物の一方の主表面上に成膜用のガスを流す流路とを備える気相成長装置である。上記流路の内部における側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、上記流路の中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも大きくしている。
【０００９】
たとえば内部に多孔質体などが配置されていない通常の中空の流路において、ガスの流通方向に交差する断面の側面部（すなわち外縁近傍の領域）を流通するガスは、上記断面の中央部を流通するガスに比べて流速が遅くなる傾向にある。なお、ここで側面部とは、流路内部の断面に関して、流路の側面からの距離が流路の幅の２５％以内である領域をいうこととする。また中央部とは、ここでは流路内部の断面に関して、上記側面部以外の領域、すなわち上記側面部の内部にある領域をいうこととする。
【００１０】
側面部を流通するガスの流速が遅くなるのは、側面部を流通するガスは、中央部を流通するガスに比べて、流路を構成する配管などの構造体から受ける抵抗が大きくなるためである。このため、流路の側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、流路の中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも大きくする。なおここで多孔質体の孔径とは、多孔質体中に含まれる多数の孔の直径の平均値を指す。また上記多数の孔が円形をなさない場合は、上記孔の直径とは、当該孔の形状を円形に近似させた上で近似的に求めた直径とする。
【００１１】
このようにすれば、流路の側面部を流通するガスが多孔質体中に含まれる多数の孔（間隙部）を貫通する際に、当該孔の壁部から受ける抵抗は、流路の中央部を流通するガスが多孔質体を貫通する際に当該孔の壁部から受ける抵抗に比べて小さくなる。しかるに上述したように、流路の側面部を流通するガスが流路を構成する構造体から受ける抵抗は、流路の中央部を流通するガスが流路を構成する構造体から受ける抵抗に比べて大きい。
【００１２】
このため両者から受ける抵抗を総合的に勘案すれば、流路の側面部を流通するガスと、流路の中央部を流通するガスとの流速の差を小さくすることができる。したがって当該多孔質体から噴射され、処理対象物の一方の主表面上に到達するガスの流量や流速などを、処理対象物の主表面上の各領域に関してより均一にすることができる。
【００１３】
上述した気相成長装置において、側面部に配置される多孔質体の平均孔径を、上記中央部に配置される多孔質体の平均孔径よりも５０％以上大きくすることがより好ましい。このようにすれば、上述したように、流路の側面部を流通するガスが多孔質体を貫通する際に多孔質体中の孔の壁面から受ける抵抗を、流路の中央部を流通するガスが多孔質体を貫通する際に当該孔から受ける抵抗に比べて小さくする効果を十分に大きくすることができる。
【００１４】
上述した気相処理装置において、上記流路のうち、上記流路の断面積が変化している領域に多孔質体が配置されることがより好ましい。
【００１５】
流路の断面積が一定な領域よりも、流路の断面積が変化している領域の方が、当該領域を流れるガスの流速分布、すなわち当該領域の側面部と中央部との間における流通するガスの流速の差が発生しやすい。このため、断面積が変化している領域に対して上述したように、側面部と中央部とで平均孔径の異なる多孔質体を配置することが好ましい。このようにすれば、当該多孔質体から噴射され、処理対象物の一方の主表面上に到達するガスの流量や流速などを、処理対象物の主表面上の各領域に関してより均一にすることができる。
【００１６】
上述した気相処理装置において、上記流路のうち、ガスの流通方向に関する下流側である終端部に多孔質体を備えることがより好ましい。
【００１７】
ここでの終端部に備える多孔質体とは、終端部に備える、終端部以外の領域に備える多孔質体とは別個の第２の多孔質体を指す。特に終端部において流路の断面積が変化していれば、上述したように第２の多孔質体を備えることにより、より確実に当該終端部を流れるガスの流速分布を小さくすることができる。したがって、当該多孔質体から噴射され、処理対象物の一方の主表面上に到達するガスの流量や流速などを、処理対象物の主表面上の各領域に関してより均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、流通するガスの流速をより精密に制御することが可能な気相成長装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置の一例である気相成長装置の態様を示す概略断面図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける概略断面図である。
【図３】多孔質体の孔径の分布が異なる場合における、図２と同一箇所における概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る半導体製造装置の一例である気相成長装置の態様を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る半導体製造装置の一例である気相成長装置の態様を示す概略断面図である。
【図６】図５の線分ＶＩ−ＶＩにおける概略断面図である。
【図７】図５の線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る気相成長装置１は、内部に成膜用のガスを供給することにより、処理対象物の表面上に半導体材料からなる薄膜を形成する装置である。成膜する処理を行なう対象物である基板５を保持するためのサセプタ３と、サセプタ３を主表面に沿った方向に回転可能とするための回転軸１７とを備える。回転軸１７の下端は、モータ２２とジョイント１９とを介して接続されている。このモータ２２によって発生した駆動力は、ジョイント１９および回転軸１７を介してサセプタ３に伝達される。サセプタ３と回転軸１７との接続部の構造は、任意の構造とすることができる。たとえば、サセプタ３と回転軸１７とをろう材などによって接合する、あるいはサセプタ３と回転軸１７との対向する部分において、サセプタ３もしくは回転軸１７のいずれか一方に凸部を設け、他方に当該凸部と対応する凹部または凸部（たとえば、上記凸部と側面が接触することにより回転軸１７の回転がサセプタ３へ伝達されるようになっている凹部または凸部）を設け、当該凸部と凹部、あるいは凸部と凸部とが噛み合うことにより回転軸１７の回転をサセプタ３に伝達するようにしてもよい。つまり、サセプタ３と回転軸１７との接続部は、回転軸１７の回転力をサセプタ３へ伝達することができればよく、サセプタ３と回転軸１７とが固着されていなくてもよい。
【００２２】
形成する薄膜の膜厚や膜質をより均一なものとするため、サセプタ３には１枚の基板５を載置することがより好ましい。しかしサセプタ３の設計仕様により、たとえば２枚、３枚あるいは４枚以上の基板５を一時に載置して処理することができる構成としてもよい。
【００２３】
またサセプタ３の下部には、成膜する際に基板５を加熱するためにサセプタ３を加熱するヒータ７が配置されている。
【００２４】
基板５の主表面上、すなわち図１における気相成長装置１の内部の上側には、基板５の主表面に沿った方向に延在するように、成膜用の原料ガスを流すための流路１０が配置されている。ただし流路１０は、基板５の主表面に交差する方向に（つまり図１の上側から下側に延在するように）配置されていてもよい。流路１０にはガスの流通方向（図１における右側から左側へ向かう方向）に交差する断面の面積がほぼ一定である等断面領域１１と、ガスの流通方向に関する上流側から下流側にかけて当該断面の面積が変化する変断面領域１２とを備えている。当該流路１０は、原料ガスが流れる方向に対して垂直な方向における断面形状がたとえば矩形状となっている。
【００２５】
流路１０はたとえば石英あるいはクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムなどの金属により形成されたものであることが好ましい。このようにすれば、たとえば流通させようとするガスにより流路１０が反応するなどのダメージを受けることなく、当該ガスをスムーズに流通させることができる。ただし、流路１０を流すガスとして腐食性ガスを用いる場合には、上述した各材質のうちアルミニウム以外の材質を用いることが好ましい。
【００２６】
図１に示すように、流路１０の内部の特に変断面領域１２は、多孔質体２０が配置されている。多孔質体２０としてはたとえばニッケルからなる金属多孔質体を用いることが好ましい。しかし多孔質体２０としては、上述したニッケルからなる金属多孔質体の代わりに、金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）を用いてもよい。具体的には当該金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）として、たとえばクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムを用いることが好ましい。ただし、流路１０を流すガスとして腐食性ガスを用いる場合には、当該金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）として、上述した各材料のうちアルミニウム以外の材料を用いることが好ましい。
【００２７】
このような多孔質体２０の内部には、多孔質体２０の表面上の一領域から、当該多孔質体２０の表面上の他の領域に向かって貫通するように形成された微小な孔が多数存在する。
【００２８】
たとえば流路１０を流通する、成膜用の原料であるガスは、図１において多孔質体２０で充填されていない等断面領域１１においては等断面領域１１の長手方向に沿って流れる。等断面領域１１の内部におけるガスの流れ方は、等断面領域１１へのガスの導入のされ方によって異なる。たとえば等断面領域１１へのガスの導入が時間変化や領域間変化の大きい、外乱の大きい流れ方であれば、等断面領域１１の内部を流通するガスは、同様に時間変化や領域間変化の大きい、外乱の大きい流れ方となる。しかしたとえば多孔質体２０が配置されていない領域を流通したガスが、図１の変断面領域１２のように多孔質体２０で充填された領域を流れると、当該ガスは多孔質体２０の内部の構成により、その流れ方が拘束を受ける。具体的には、多孔質体２０の内部に多数存在する孔の内部を貫通するようにガスが流通する。このため多孔質体２０を流通したガスは、多孔質体２０に流入するガスの流通の状態にかかわらず、ほぼ同様の圧力や流量、方向に流出することになる。この多孔質体２０から流出するガスの圧力や流量、方向などは多孔質体２０に存在する多数の孔の断面の大きさや形状により制御される。
【００２９】
したがって、多孔質体２０を流路１０の内部に充填すれば、流路１０から流出されるガスを、所望の圧力や流量、方向となるように容易に制御することができる。
【００３０】
しかし等断面領域１１の内部が多孔質体２０などを含まない空間であると仮定すれば、等断面領域１１を流通するガスについて以下のことがいえる。すなわちガスの流通方向に交差する断面の側面部（すなわち外縁近傍の領域）を流通するガスは、上記断面の中央部を流通するガスに比べて流速が遅くなる傾向にある。側面部を流通するガスは、中央部を流通するガスに比べて、流路１０を構成する配管などの構造体から受ける抵抗が大きくなるためである。
【００３１】
このため、たとえば多孔質体２０が充填されていない等断面領域１１を流通したガスは、多孔質体２０に流入しようとする際に、断面の側面部を流通するガスよりも、断面の中央部を流通するガスの方が流速が速くなっている。このため最終的に流路１０から基板５の主表面上に供給されるガスの流量や圧力、方向を基板５の主表面上のあらゆる領域においてほぼ一定とするためには、変断面領域１２の多孔質体２０を流通する原料ガスは、断面の中央部を流通するガスの方が、断面の側面部を流通するガスよりも大きく減速されることが好ましい。
【００３２】
このため図２の変断面領域１２の断面図に示すように、断面の側面部に配置する多孔質体２０の平均孔径を、断面の中央部に配置する多孔質体２０の平均孔径よりも大きくなるように配置することが好ましい。図２を参照して、上述したように流路１０の変断面領域１２には多孔質体２０が充填されている。多孔質体２０は孔径の比較的大きい大径孔１５ａと、孔径の比較的小さい小径孔１３ａとから構成される。そして変断面領域１２のうち、断面の側面部１５には大径孔１５ａが、断面の中央部１３には小径孔１３ａが配置されることが好ましい。なおここで断面の側面部１５とは、当該断面の側面に沿った領域、すなわち断面の外周部の全体を含むものとする。なお図１や図２の多孔質体２０中の多数の小石状の形状は孔を表わすこととする。
【００３３】
当該多孔質体２０に多数含まれる孔の部分を貫通するように原料ガスが流通し、変断面領域１２の最も下流側の面から噴射される。図２に示すように、上記空隙部（孔）に関して、隣り合う大径孔１５ａに挟まれた空隙部は、隣り合う小径孔１３ａに挟まれた空隙部に比べて大きい。すなわち、多孔質体２０のうち大径孔１５ａで構成された領域の孔は、小径孔１３ａで構成された領域の孔よりも大きい。つまり大径孔１５ａが配置された領域（側面部１５）を流通するガスは、小径孔１３ａが配置された領域（中央部１３）を流通するガスよりも、断面積の大きい領域を流通することになる。
【００３４】
したがって、小径孔１３ａが配置された領域を流通するガスは、大径孔１５ａが配置された領域を流通するガスよりも流通する量が少なく、また当該ガスが多孔質体２０から受ける抵抗が大きい。このため小径孔１３ａが配置された領域を流通するガスは、大径孔１５ａが配置された領域を流通するガスよりも、当該領域において大きく減速される。以上より上述したように、側面部１５に配置する多孔質体２０の平均孔径を、中央部１３に配置する多孔質体２０の平均孔径よりも大きくなるように配置することが好ましい。
【００３５】
このようにすれば、変断面領域１２を充填する多孔質体２０は、断面の中央部１３を流通するガスの方が側面部１５を流通するガスよりも周囲から受ける抵抗を大きくし、結果的に流速を大きく減速させることができる。ここで上述したように、多孔質体２０に流入する時点においては、中央部を流通するガスの方が側面部を流通するガスよりも流速が速い。したがって、変断面領域１２の側面部１５から最終的に噴射されるガスと、変断面領域１２の中央部１３から最終的に噴射されるガスとの流速の差を小さくし、より均一に当該ガスを対向する基板５の主表面上に供給することができる。
【００３６】
なおここで、側面部１５に配置される多孔質体２０の平均孔径は、中央部１３に配置される多孔質体２０の平均孔径よりも５０％以上大きいことが好ましい。多孔質体２０の孔径とは、上述したように、多孔質体２０を構成する多数の孔の直径の平均値を指す。また上記の孔が円形をなさない場合は、上記孔の直径とは、当該孔の形状を円形に近似させた上で近似的に求めた直径とする。
【００３７】
このように、変断面領域１２の側面部１５における孔の平均孔径を、中央部１３における孔の平均孔径よりもおよそ５０％以上大きくすれば、変断面領域１２に流入する時点で中央部と側面部とを流通したガスの間に発生した流速の差を十分に小さくなるよう制御することができる。したがって、変断面領域１２から最終的に噴射されるガスを、流路１０の断面に沿った方向に関する全面においてほぼ均一にすることができる。
【００３８】
なお、図２の断面図においては、流路１０の変断面領域１２の多孔質体２０に関して、上下方向は側面に沿った１列分、左右方向は側面に沿った２列分の孔が大径孔１５ａであり、大径孔１５ａの内部に小径孔１３ａが配置されている。そして大径孔１５ａ間、小径孔１３ａ間の孔径の差は小さく、側面部１５と中央部１３との境界において、配置される多孔質体２０の孔径が大きく変化する。
【００３９】
しかしたとえば図３の断面図に示すように、流路１０の変断面領域１２を充填する多孔質体２０における個々の孔の孔径が、中央部１３から側面部１５に向けて漸次大きくなる構成とすることがさらに好ましい。このようにすれば、流路１０の等断面領域１１を流通した原料ガスの流速が、断面の側面部から中央部に向けて漸次速くなるよう分布している場合において、変断面領域１２の多孔質体２０が、より精密に変断面領域１２から流出するガスの流量を調整することができる。
【００４０】
ところで上述した流路１０は、変断面領域１２にのみ多孔質体２０が配置された構成となっている。しかし流路１０のうちガスの流通方向に交差する断面の面積が小さい等断面領域１１にも、変断面領域１２と同様に多孔質体２０を配置してもよい。
【００４１】
仮に流路１０を等断面領域１１のみを備える構成とした場合、面積の小さい等断面領域１１の断面を噴射口（噴射面）として原料ガスが噴射されることになる。この場合、たとえ流路１０の内部に多孔質体２０が配置されていたとしても、当該流路１０の断面が小さいために噴射されるガスの圧力が高くなる。このためたとえば噴射される方向や圧力に大きな誤差が発生し、その結果、圧力や流速などを精密に制御することが困難となる場合がある。このために流路１０には、等断面領域１１からガスの流通方向の下流側に向けて、漸次断面の面積が大きくなる変断面領域１２を設けることが好ましい。
【００４２】
流路１０の内部を流通する原料ガスは、等断面領域１１より変断面領域１２において、流速や圧力、流通方向などが設定値から大きく異なる誤差を生じる可能性が高い。これは断面積が漸次変化することにより、流通するガスに渦を生じたり、その他の外乱を受ける可能性が高くなるためである。このため上述した多孔質体２０は、流路１０のなかでも等断面領域１１より変断面領域１２の内部に優先的に配置することが好ましい。このようにすれば、上述した多孔質体２０に多数含まれる孔により、多孔質体２０を流通するガスの流速や圧力などを所望の値となるよう均一に制御することが容易となる。
【００４３】
ここで、上記気相成長装置１の動作を簡単に説明する。気相成長装置１においては、基板５をサセプタ３の搭載用凹部に配置する。そして、基板５が搭載されたサセプタ３を回転可能に設置した後、気相成長装置１の内部（図１において四角で囲った領域の内部）を所定の圧力に設定する。当該圧力の設定は、たとえば排気部材により雰囲気ガスを排気することにより行なってもよい。そして、当該装置の内部が所定の設定圧力になった後、ヒータ７を動作させることによりサセプタ３を介して基板５を所定の温度（処理温度）に加熱する。ここでは一例として、基板５を１０００℃以上の高温に加熱することが好ましい。
【００４４】
このとき、同時にモータ２２を駆動させることにより、ジョイント１９および回転軸１７を介してサセプタ３を回転させる。基板５の温度が処理温度となった状態で、流路１０から装置の内部に原料ガスを所定量供給する。この状態で、基板５と対向する領域において原料ガスが分解し、基板５の表面に原料ガスの成分を原料とする膜（たとえば窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる膜）が形成される。なお、成膜反応に用いられた後のガスは排気部材によって当該装置の内部から排気される。このようにして、基板５の表面に所定の膜を形成することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図４に示すように、本発明の実施の形態２に係る気相成長装置１は、図１に示す本発明の実施の形態１に係る気相成長装置１と、基本的に同様の態様を示している。しかし図４に示す本発明の実施の形態２に係る気相成長装置１は、変断面領域１２のうち、ガスの流通方向に関する下流側（図４における流路１０の左側）の終端部２１の近傍に多孔質体２０を備えている。図４に図示しないが、図４に図示された多孔質体２０が配置された領域よりも変断面領域１２の上流側（図４における右側）に、別の多孔質体が配置されており、図４に図示された多孔質体２０は上記別の多孔質体とは異なる第２の多孔質体として配置されていてもよい。あるいは上述した２種類の多孔質体が配置された領域を有さず、図４に示すように流路１０の終端部２１の近傍のみに多孔質体２０を配置した構成としてもよい。
【００４６】
たとえば変断面領域１２の上流側に配置する第１の多孔質体と、変断面領域１２の下流側２３（終端部２１の近傍）に配置する第２の多孔質体とは、異なる材質から構成されてもよい。たとえば第１の多孔質体がニッケルからなる金属多孔質体であり、第２の多孔質体がたとえばクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムからなる金属多孔質材料の金属膜（メタルシート）であってもよい。
【００４７】
また、終端部２１の近傍に配置する多孔質体２０は、図４に示すように、当該流路１０（変断面領域１２）の内部における側面部１５の多孔質体２０を構成する孔の平均孔径が、中央部１３の多孔質体２０を構成する孔の平均孔径よりも大きいことが好ましい。すなわち図４に示すように、側面部１５に大径孔１５ａが、中央部１３に小径孔１３ａが配置されていることが好ましい。図４には流路１０の上下方向に関する多孔質体２０の孔径のみ示している。しかし他の方向、たとえば気相成長装置１の奥行き方向などに関しても同様に、側面部１５に大径孔１５ａが、中央部１３に小径孔１３ａが配置されていることが好ましい。また図４の多孔質体２０についてもたとえば図２に示すように、側面部１５の数列分のみ大径孔１５ａが、側面部１５の内部である中央部１３には大径孔１５ａと大きく孔径の異なる小径孔１３ａが配置されてもよい。しかし図４の多孔質体２０についてもたとえば図３に示すように、中央部１３から側面部１５に向けて孔径が漸次変化するように多孔質体２０が配置されてもよい。
【００４８】
多孔質体２０は、流路１０の終端部２１から噴射される原料ガスを制御するために配置されたものである。このため、終端部２１の近傍において流速や圧力、方向などをより精密に制御することができる多孔質体２０を配置することがより好ましい。このようにすれば、より確実に当該終端部２１を流れるガスの流速を均一にすることができ、併せて圧力なども均一となるように制御することができる。また、多孔質体２０を終端部２１の近傍（下流側２３）のみに配置すれば、多孔質体２０を配置する領域を小さくすることにより、設備の製作コストを低減することができる。
【００４９】
本実施の形態２は、以上に述べた各点についてのみ、本実施の形態１と異なる。すなわち実施の形態２について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態１に順ずる。
【００５０】
（実施の形態３）
図５に示すように、本発明の実施の形態３に係る気相成長装置１は、図１に示す本発明の実施の形態１に係る気相成長装置１と、基本的に同様の態様を示している。しかし図６および図７の断面図に示すように、本発明の実施の形態３に係る気相成長装置１は、流路１０の内部に２枚の仕切り板３０が配置されている。仕切り板３０により、流路１０の内部の断面が３つの領域に区切られている。このようにして、仕切り板３０において区切られた流路１０の各領域を３種類のそれぞれ異なるガスを流通させることができるようになっている。なお、仕切り板３０を設置する枚数（台数）は本実施の形態のように必ずしも２枚である必要はなく、任意の枚数とすることができる。
【００５１】
仕切り板３０の材質は、たとえば石英あるいはクロム、鉄、ニッケル、ステンレス、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウムなどの金属とすることが好ましい。このようにすれば、たとえば流通させようとするガスにより流路１０が反応するなどのダメージを受けることなく、当該ガスをスムーズに流通させることができる。ただし、流路１０を流すガスとして腐食性ガスを用いる場合には、仕切り板３０として、上述した各材質のうちアルミニウム以外の材質を用いることが好ましい。
【００５２】
たとえば区切られた流路１０の各領域のうち、断面の側面部１５（図２、図３参照）が占める割合が高い第１の領域（図６の下側領域、図７の右側領域）および第２の領域（図６の上側領域、図７の左側領域）には比較的孔径の大きい多孔質体２０を充填することが好ましい。そして断面の中央部１３（図２、図３参照）が占める割合が高い第３の領域（図６、図７の中央領域）には比較的孔径の小さい多孔質体２０を充填することが好ましい。図６に示すように、上述した第１の領域には大径孔１４ａ、第２の領域には大径孔１４ｃ、第３の領域には小径孔１４ｂが、それぞれ流路１０の変断面領域１２に配置されている。
【００５３】
より厳密には、図７の断面図に示すように、仕切り板３０により流路１０が３つの領域に区切られた場合においても、各領域における中央部よりも側面部（外縁に近い領域）に配置される多孔質体の孔径が大きくなることが好ましい。
【００５４】
このようにすれば、上述した各実施の形態における多孔質体２０と同様に、多孔質体２０に流入されるガスの流速が速い領域においては多孔質体２０の内部において多孔質体２０から大きな抵抗を受け、ガスを大きく減速させることができる。このため、各領域から噴射される各種類のガスを、すべてより均一に所望の基板の主表面上に供給することができる。したがって、多種類のガスを、より精密に制御した状態で供給することができるため、さらに高品質の薄膜を、所望の基板の主表面上などに形成することができる。
【００５５】
本実施の形態３は、以上に述べた各点についてのみ、本実施の形態１と異なる。すなわち実施の形態３について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て実施の形態１に順ずる。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、気相成長装置において、原料ガスを処理対象物の表面上に均一に供給する技術として、特に優れている。
【符号の説明】
【００５８】
１  気相成長装置、３  サセプタ、５  基板、７  ヒータ、１０  流路、１１  等断面領域、１２  変断面領域、１３  中央部、１３ａ，１４ｂ  小径孔、１４ａ，１４ｃ，１５ａ  大径孔、１５  側面部、１７  回転軸、１９  ジョイント、２０  多孔質体、２１  終端部、２２  モータ、２３  下流側、３０  仕切り板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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