(57)【要約】【課題】従来の気相成長装置１及び、それを使用した気相成長方法では、サセプタ４と対向する部分の反応管２内壁に不所望な反応生成物が堆積していき、その部分の熱放射率を大きく変動させた。また、反応生成物がフレーク状となった場合、熱膨張係数の差による膨張／収縮のストレスで反応生成物が剥れてＧａＡｓ基板３を汚染した。【解決手段】本発明の気相成長装置１０１は、横型の反応管２と、ＧａＡｓ基板３を載置するサセプタ４と、サセプタ４と対向する部分の反応管２内壁に配置した、反応生成物と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質から成る反応生成物保持体としての薄板１０２と、反応管２周囲に配置してサセプタ４を電磁誘導により加熱する高周波コイル５と、反応管２内に原料ガス６を供給するガス供給口７と、反応済みガスを排出するガス排気口８とで構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型の反応管中のサセプタに載置した被処理基板に原料ガスを供給しながら、前記被処理基板を加熱し、前記被処理基板に反応生成物を結晶成長させる気相成長装置において、前記サセプタと対向する部分の前記反応管内壁に、前記反応管の材質よりも前記反応生成物と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質から成る反応生成物保持体を配置したことを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
前記反応生成物保持体は、前記被処理基板と同じ材質から成ることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記反応生成物保持体の前記サセプタと対向する表面には、微細な凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項４】
横型の反応管中のサセプタ上に被処理基板を載置して、前記被処理基板に原料ガスを供給しながら、前記被処理基板を加熱して、前記被処理基板に反応生成物を結晶成長させる気相成長方法において、前記サセプタと対向する部分の前記反応管内壁に、前記反応管の材質よりも前記反応生成物と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質から成る反応生成物保持体を配置して結晶成長させることを特徴とする気相成長方法。
【請求項５】
前記反応生成物保持体は、前記被処理基板と同じ材質から成ることを特徴とする請求項４に記載の気相成長方法。
【請求項６】
前記反応生成物保持体の前記サセプタと対向する表面には、微細な凹凸が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横型の反応管を備える気相成長装置及び、それを使用した気相成長方法にする。
【０００２】
【従来の技術】
従来の横型の反応管を備えた気相成長装置の一例の縦断面図を図２に示す。
【０００３】
気相成長装置１は、石英で成る横型の反応管２と、その内部に被処理基板として例えば、ＧａＡｓ基板３を載置するカーボン製のサセプタ４と、反応管２周囲に配置してカーボン製のサセプタ４を電磁誘導により加熱する高周波コイル５と、反応管２内に原料ガス６（白抜き矢印で示す）を供給するガス供給口７と、反応済みガスを反応管２外部に排出するガス排気口８とで構成されている。
【０００４】
この気相成長装置の使用方法は、先ず、ＧａＡｓ基板３をサセプタ４に載置し、次に、ガス供給口７からＧａＡｓ基板３面に平行に原料ガス６を流しながら、サセプタ４を高周波コイル５により加熱する。これにより、原料ガス６は、ＧａＡｓ基板３の位置で反応して反応生成物（図示せず）をＧａＡｓ基板３に結晶成長させる。反応済みガスはガス排気口８から排出される。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２５２０２２号公報  （第２頁、０００３段落、図３）
【０００６】
しかしながら、ここで、反応生成物（図示せず）は、ＧａＡｓ基板３上だけでなく、高温となるサセプタ４と対向する部分の反応管２内壁にも付着し徐々に堆積していく。この反応生成物（図示せず）の反応管２内壁への付着は、以下の２つの問題の原因となった。先ず、１つ目の問題は、反応管２内壁に反応生成物（図示せず）が付着していくと、それに伴って反応管２表面の熱放射率が変動し、これにより、ＧａＡｓ基板３近傍の温度分布は不安定なものになり、結果的に、均一な結晶成長を妨げた。また、２つ目の問題は、反応生成物（図示せず）が、堆積してフレーク状にまで成長した場合、サセプタ４と対向する部分の反応管２内壁は、温度変化がはげしいため、反応生成物（図示せず）と反応管２の材質の熱膨張係数の差が大きいと、膨張／収縮のストレスで反応生成物（図示せず）が反応管２内壁から剥れて舞上がりＧａＡｓ基板３を汚染し、その部分の正常な結晶成長を阻害した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の気相成長装置１及び、それを使用した気相成長方法では、サセプタ４と対向する部分の反応管２内壁に徐々に不所望な反応生成物（図示せず）が堆積していき、その部分の熱放射率を変動させ、ＧａＡｓ基板３近傍の温度分布を不安定なものにし、結果的に、均一な結晶成長を妨げた。また、反応生成物（図示せず）がフレーク状に成長した場合、反応生成物（図示せず）と反応管２の材質の熱膨張係数の差が大きいと、膨張／収縮のストレスで反応生成物（図示せず）が反応管２内壁から剥れて舞上がりＧａＡｓ基板３を汚染し、その部分の正常な結晶成長を阻害した。
【０００８】
本発明の目的は、サセプタと対向する部分の反応管内壁に不所望な反応生成物が堆積していっても、その部分の熱放射率を大きく変動させず、また、反応生成物がフレーク状に成長した場合でも、熱膨張係数の差による膨張／収縮のストレスで反応生成物が剥れて被処理基板を汚染することのない気相成長装置及び、それを使用した気相成長方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の気相成長装置は、横型の反応管中のサセプタに載置した被処理基板に原料ガスを供給しながら、被処理基板を加熱し、被処理基板に反応生成物を結晶成長させる気相成長装置において、サセプタと対向する部分の反応管内壁に、反応管の材質よりも反応生成物と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質から成る反応生成物保持体を配置したことを特徴とする気相成長装置である。
【００１０】
本発明の気相成長方法は、横型の反応管中のサセプタ上に被処理基板を載置して、被処理基板に原料ガスを供給しながら、被処理基板を加熱して、被処理基板に反応生成物を結晶成長させる気相成長方法において、サセプタと対向する部分の反応管内壁に、反応管の材質よりも反応生成物と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質から成る反応生成物保持体を配置して結晶成長させることを特徴とする気相成長方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の横型の反応管を備えた気相成長装置の一例の縦断面図を図１に示す。尚、図２と同一部分には同一符号を付す。
【００１２】
気相成長装置１０１は、石英で成る横型の反応管２と、その内部に被処理基板として例えば、ＧａＡｓ基板３を載置するカーボン製のサセプタ４と、サセプタ４と対向する部分の反応管２内壁に配置した、反応管２の材質（石英）よりも反応生成物（図示せず）と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質として、例えばＧａＡｓ（被処理基板と同じ材質）で成る反応生成物保持体としての薄板１０２と、反応管２周囲に配置してカーボン製のサセプタ４を電磁誘導により加熱する高周波コイル５と、反応管２内に原料ガス６（白抜き矢印で示す）を供給するガス供給口７と、反応済みガスを反応管２外部に排出するガス排気口８とで構成されている。反応生成物保持体としての薄板１０２は、サセプタ４に対して若干余裕を設け大き目とし、そのサセプタ４と対向する表面には、微細な凹凸加工（図示せず）が施してあり、反応生成物（図示せず）をアンカー効果を利用して、剥れにくくしてある。また、原料ガス６の流れを乱さないように厚さは極力薄くして反応管２内壁に当接して配置してある。
【００１３】
この気相成長装置１０１の使用方法は、先ず、ＧａＡｓ基板３をサセプタ４に載置し、次に、ガス供給口７からＧａＡｓ基板３面に平行に原料ガス６を流しながら、サセプタ４を高周波コイル５により加熱する。これにより、原料ガス６は、ＧａＡｓ基板３の位置で反応して反応生成物（図示せず）をＧａＡｓ基板３に結晶成長させる。反応済みガスはガス排気口８から排出される。
【００１４】
このように、サセプタ４と対向する部分の反応管２内壁に、反応管２の材質よりも反応生成物（図示せず）と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質で成る反応生成物保持体としての薄板１０２を配置したので、その上に反応生成物（図示せず）が徐々に堆積していっても、熱放射率の大きな変動はなく、ＧａＡｓ基板３近傍の温度分布は安定し、均一な結晶成長が可能となる。また、はげしい温度変化に対しても、熱膨張係数の差による膨張／収縮のストレスで反応生成物（図示せず）が剥れることを抑制できる。また、薄板１０２の表面には微細な凹凸加工が施してあり、反応生成物（図示せず）は薄板１０２の表面に強く密着し剥れにくく、舞上がってＧａＡｓ基板３を汚染する心配が少ない。
【００１５】
尚、上記では、反応生成物保持体としての薄板１０２の材質を被処理基板であるＧａＡｓ基板３と同じ材質（ＧａＡｓ）とする構成で説明したが、特にこれに限るものでなく、反応管２の材質（石英）よりも、反応生成物（図示せず）と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質のものであれば何でもよい。また、反応生成物保持体の形状も特に限定するものでなく、原料ガスの流れを極力、乱さない形状であれば何でもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の気相成長装置及び気相成長方法によれば、サセプタと対向する部分の反応管内壁に、反応管の材質よりも反応生成物と熱放射率、及び、熱膨張係数が近い材質から成る反応生成物保持体を配置したので、その上に反応生成物が徐々に堆積していっても、熱放射率の大きな変動を招くことがなく被処理基板近傍の温度分布を安定させ、均一な結晶成長が可能となる。また、はげしい温度変化に対しても、熱膨張係数の差による膨張／収縮のストレスで反応生成物が剥れることを抑制できる。また、反応生成物保持体の表面には微細な凹凸加工が施しておくと、反応生成物は反応生成物保持体に強く密着し剥れにくく、舞上がって被処理基板を汚染する心配が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気相成長装置及び気相成長方法の一例の縦断面図
【図２】従来の気相成長装置及び気相成長方法の一例の縦断面図
【符号の説明】
１  従来の気相成長装置
２  反応管
３  ＧａＡｓ基板
４  サセプタ
５  高周波コイル
６  原料ガス
７  ガス供給口
８  ガス排気口
１０１  本発明の気相成長装置
１０２  反応生成物保持体
【図１】
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【図２】
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