(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に基板を載置した円形のサセプタの上部をフローチャンネルの底壁に形成した円形開口部に挿入し、前記サセプタを回転させながら、該サセプタの下方に設けた加熱手段で前記サセプタを介して前記基板を加熱するとともに、前記フローチャンネル内に反応ガスを前記基板面に平行な方向に供給して前記基板上に薄膜を形成する気相成長装置において、前記サセプタを回転させる回転駆動手段は、前記加熱手段の外周を囲繞した状態で配置され、上端部で前記サセプタの外周縁を支持する円筒状回転部材を備え、
前記円筒状回転部材は、円筒状の本体部と、該本体部の上端部に設けられた偏平な円筒形からなるリング状支持部材と、該リング状支持部材の上端部に設けられた平板状のリング状受台とを有しており、該リング状受台の内周には、前記サセプタの外周縁を載置する載置部が設けられ、
前記リング状支持部材及び前記リング状受台は、ボロンナイトライド又はシリコンボロンナイトライドで形成されていることを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
前記本体部は、石英で形成されていることを特徴とする請求項１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、気相成長装置に関し、詳しくは、上面に基板を載置したサセプタをフローチャンネルの底部で回転させる機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードやレーザダイオードの発光デバイスに用いられる化合物半導体などの薄膜を製造するための気相成長装置として、フローチャンネルの底壁に形成した円形開口部内に回転可能に設けたサセプタの上面に基板を載置し、サセプタの中央下部を支持した回転軸を回転させながら、サセプタの下方に設置した加熱手段でサセプタを介して前記基板を所定温度に加熱するとともに、前記フローチャンネル内に所定の反応ガスを前記基板面に平行な方向に供給することにより、前記基板面に所定の薄膜を形成させるものが広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような気相成長装置において、サセプタの外周に、フローチャンネルの底面に平行な方向の鍔部を突設することにより、サセプタの外周と円形開口部の内周との間の隙間からフローチャンネル内を流れる反応ガスなどの一部が流出して加熱手段などに損傷を与えることを抑制するとともに、サセプタ周辺部の温度低下を抑制することが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１７０８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載されているように、サセプタの外周に鍔部を突設することにより、フローチャンネル内からの反応ガスの流出を抑制することができるが、僅かずつ流出した反応ガスなどが加熱手段に蓄積して堆積し、加熱効率が低下したり、加熱ムラが発生するおそれがあり、定期的に加熱手段を清掃する必要があった。また、サセプタ下面とヒータ上面との間の隙間から熱が輻射され、サセプタ周囲のフローチャンネルを加熱することでサセプタ周囲でも反応ガスが反応してフローチャンネル内面に反応生成物が付着することがある。特に、サセプタ上流側に付着した反応生成物は、パーティクルの発生原因となって薄膜の成長再現性が困難になるため、フローチャンネル内を含む各部品の洗浄周期が短くなるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、フローチャンネル内から流出した反応ガスによる加熱手段の損傷を抑制できるとともに、サセプタ周囲のフローチャンネルの加熱を抑制しながらサセプタを効果的に加熱することができる構造を備えた気相成長装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の気相成長装置は、上面に基板を載置した円形のサセプタの上部をフローチャンネルの底壁に形成した円形開口部に挿入し、前記サセプタを回転させながら、該サセプタの下方に設けた加熱手段で前記サセプタを介して前記基板を加熱するとともに、前記フローチャンネル内に反応ガスを前記基板面に平行な方向に供給して前記基板上に薄膜を形成する気相成長装置において、前記サセプタを回転させる回転駆動手段は、前記加熱手段の外周を囲繞した状態で配置され、上端部で前記サセプタの外周縁を支持する円筒状回転部材を備え、前記円筒状回転部材は、円筒状の本体部と、該本体部の上端部に設けられた偏平な円筒形からなるリング状支持部材と、該リング状支持部材の上端部に設けられた平板状のリング状受台とを有しており、該リング状受台の内周には、前記サセプタの外周縁を載置する載置部が設けられ、前記リング状支持部材及び前記リング状受台は、ボロンナイトライド又はシリコンボロンナイトライドで形成されていることを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明の気相成長装置は、前記本体部が石英で形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の気相成長装置によれば、加熱手段の外周を囲繞した円筒状回転部材でサセプタの外周縁を支持するので、サセプタの外周と円形開口部の内周との間からフローチャンネル内を流れる反応ガスなどの一部が流出しても、流出した反応ガスなどは円筒状回転部材の外周を流れることになり、円筒状回転部材の内周側に位置する加熱手段の部分に反応ガスなどが流れることを抑制できる。さらに、円筒状回転部材によってヒータからの熱輻射でフローチャンネルが加熱されることも抑制できる。したがって、加熱手段やフローチャンネルへの反応生成物の付着を大幅に削減できるので、付着物を除去するための清掃作業を軽減することが可能となり、気相成長装置における成膜効率を大幅に向上させることができ、再現性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の気相成長装置の一形態例を示す断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の気相成長装置の一形態例を示している。本形態例に示す気相成長装置１１は、図示しないチャンバ内に収納されたフローチャンネル１２と、該フローチャンネル１２の底壁に設けられた円形開口部１２ａ内に上部が挿入される平面視円形状のサセプタ１３と、該サセプタ１３の下方に設けられた加熱手段であるヒータ１４及び該ヒータ１４の下方及び外周を囲むように設けられたリフレクタ１５と、前記サセプタ１３の中央部下方に測温部を位置させた温度センサ１６と、上面に基板１７を載置した前記サセプタ１３を支持して回転させる回転駆動手段１８とを備えている。
【００１２】
回転駆動手段１８は、前記ヒータ１４及び前記リフレクタ１５の最大外径より大きな内径を有し、ヒータ１４及びリフレクタ１５の外周を囲繞する状態で配置された円筒状回転部材１９を有している。該円筒状回転部材１９は、円筒状の本体部１９ａと、該本体部１９ａの上端部に設けられた偏平な円筒形からなるリング状支持部材１９ｂと、該リング状支持部材１９ｂの上端部に設けられた平板状のリング状受台１９ｃとを有しており、該リング状受台１９ｃの内周には、前記サセプタ１３の外周縁を載置する載置部１９ｄが設けられている。
【００１３】
前記本体部１９ａは、耐熱性を有し、熱伝導率が低い材料、例えば、石英で形成することが好ましい。また、前記リング状支持部材１９ｂ及び前記リング状受台１９ｃは、反射率が高く、断熱作用を有する材料、例えば、ボロンナイトライド又はシリコンボロンナイトライドで形成することが好ましい。これにより、ヒータ１４からの熱を外部にほとんど逃がすことなく、サセプタ１３を効率よく加熱することができる。
【００１４】
円筒状回転部材１９の下部には、前記本体部１９ａの下端部を支持する第１リング状回転部材２０と、該第１リング状回転部材２０を支持棒２１ａを介して支持する第２リング状回転部材２１とが設けられており、該第２リング状回転部材２１の内周には、内歯車２１ｂが形成されている。
【００１５】
チャンバ下部に設けられたベースプレート２２の中央には、支持筒２３が鉛直方向に貫通しており、該支持筒２３の中にベアリングを介して筒状回転軸２４が貫通状態で設けられ、さらに、筒状回転軸２４の内部には、前記温度センサ１６を支持するためのセンサ支持部材２５が設けられている。下端部が図示しないモータに接続された前記筒状回転軸２４の上部外周には、駆動歯車２４ａが設けられており、該駆動歯車２４ａと前記第２リング状回転部材２１の内歯車２１ｂとの間には、駆動歯車２４ａの回転を内歯車２１ｂを介して第２リング状回転部材２１に伝達するための中間歯車２６がベースプレート２２に回転可能に支持されている。
【００１６】
また、円筒状回転部材１９の内周側で、筒状回転軸２４の外周側のベースプレート２２には、前記ヒータ１４やリフレクタ１５を支持するとともに、電力を供給するための電力供給部材２７がベースプレート２２を貫通して設けられている。この電力供給部材２７と前記中間歯車２６とは、干渉しない位置にそれぞれ設けられている。
【００１７】
このように形成した気相成長装置を使用して基板１７に薄膜を形成する際には、まず、サセプタ１３に所定数の基板１７を載置した状態で、筒状回転軸２４をモータによって所定速度で回転させ、駆動歯車２４ａ、中間歯車２６、内歯車２１ｂ、第２リング状回転部材２１、支持棒２１ａ、第１リング状回転部材２０、円筒状回転部材１９の本体部１９ａ、リング状支持部材１９ｂ、リング状受台１９ｃを介してサセプタ１３を回転させる。また、ヒータ１４を作動させ、サセプタ１３を介して基板１７をあらかじめ設定された温度に加熱した状態で、フローチャンネル１２内に所定の反応ガスを導入し、基板１７の上面部分で反応ガスを熱により反応させて基板１７の上面に所定の薄膜を形成する。
【００１８】
この成膜操作中に、フローチャンネル１２内を流れる反応ガスなどの圧力や流速、フローチャンネル１２の外側のチャンバ内を流れるパージガスの圧力や流速などの状態変化によってフローチャンネル１２内を流れる反応ガスなどの一部が円形開口部１２ａの内周とサセプタ１３の外周との間の隙間から流出しても、ヒータ１４やリフレクタ１５は、上方がサセプタ１３及びリング状受台１９ｃによって覆われており、周囲がリング状支持部材１９ｂ及び本体部１９ａによって覆われているので、ヒータ１４やリフレクタ１５の部分
に反応ガスなどが流入することがなく、反応ガスや反応生成物がヒータ１４やリフレクタ１５に付着することはない。これにより、サセプタ１３を効率よく均一に加熱することができ、均質な薄膜を形成することができる。
【００１９】
さらに、ヒータ１４やリフレクタ１５の外周を円筒状回転部材１９で覆って密閉状態にしているので、特に、リング状支持部材１９ｂ及びリング状受台１９ｃを、反射率が高く、断熱作用を有する材料で形成することにより、ヒータ１４からの輻射熱でサセプタ１３の周囲のフローチャンネル１２が加熱されることを抑えることができる。特に、サセプタ１３より上流側に位置するフローチャンネル１２の底壁が高温になることを抑えることができるので、サセプタ１３より上流側で反応ガスが反応してサセプタ１３より上流側のフローチャンネル１２内への反応生成物の付着を大幅に削減できる。これにより、パーティクルの発生を抑制でき、形成する薄膜の品質を向上でき、再現性の向上も図れる。
【００２０】
また、フローチャンネル１２やヒータ１４などに反応生成物が付着することを抑制できるので、反応生成物を除去するための清掃作業も軽減でき、清掃作業の軽減によって生産性の向上も図ることができる。さらに、サセプタ１３の周囲のフローチャンネル１２の加熱が抑制されるため、サセプタ１３の周囲での反応ガスの反応が低減して反応ガスを薄膜成長に有効に利用できるため、原料の使用効率を向上させることもできる。
【符号の説明】
【００２１】
１１…気相成長装置、１２…フローチャンネル、１２ａ…円形開口部、１３…サセプタ、１４…ヒータ、１５…リフレクタ、１６…温度センサ、１７…基板、１８…回転駆動手段、１９…円筒状回転部材、１９ａ…本体部、１９ｂ…リング状支持部材、１９ｃ…リング状受台、１９ｄ…載置部、２０…第１リング状回転部材、２１…第２リング状回転部材、２１ａ…支持棒、２１ｂ…内歯車、２２…ベースプレート、２３…支持筒、２４…筒状回転軸、２４ａ…駆動歯車、２５…センサ支持部材、２６…中間歯車、２７…電力供給部材
【図１】
0006622597.tif 000002