(57)【要約】【課題】結晶膜を基板の上に成長させる化学気相成長（ＣＶＤ）の量産では、均一性を改良しながらバッチサイズを大きくする装置構造が課題である。装置の部品の洗浄交換周期を長くし、ＣＶＤガスの基板上での消費効率を上げて、排気系のポンプや排気配管への付着を減らしたい。さらに有機金属ガスをＣＶＤガスとして用いるとき、気相で重合反応を起こし粒子ゴミを発生させるので、加熱空間を横切る流路を短くしたい。これらの要求を満たす装置の構造が課題である。【解決手段】表面に基板を載せる複数の加熱されるサセプタを立てて放射状に配置させ、当該放射状配置のサセプタを回転させながら外周から熱分解ＣＶＤガスを供給して当該基板の上にＣＶＤ膜を成長せしめ、当該放射状配置サセプタの配置中心に加熱可能な排気管が配置されてあり、当該ＣＶＤガスを当該排気管から排気することで、課題を解決する結晶膜の気相成長装置が可能である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に基板を載せる複数の加熱されるサセプタを立てて放射状に配置させ、当該放射状配置のサセプタを回転させながら外周から熱分解ＣＶＤガスを供給して当該基板の上にＣＶＤ膜を成長せしめ、当該放射状配置サセプタの配置中心に加熱可能な排気管が配置されてあり、当該ＣＶＤガスを当該排気管から排気することで、当該基板に膜を成長させる製造装置。
【請求項２】
前記サセプタが２枚以上の加熱円板で挟まれてあることを特徴とする請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
当該加熱円板が誘導加熱されて加熱されることを特徴とする請求項１、２記載の製造装置。
【請求項４】
前記膜がシリコン、ゲルマニューム、カーボン、ガリューム、アルミニューム、インジューム、窒素、酸素、マグネシューム、リン、砒素のいずれか、または複数を含む半導体膜、またはそれらの積層膜であることを特徴とする請求項１〜３記載の製造装置である。
【請求項５】
前記サセプタがグラファイト製であることを特徴とする請求項１〜４記載の製造装置。
【請求項６】
前記基板が前記サセプタの両面に搭載されることを特徴とする請求項１〜５記載の製造装置。
【請求項７】
前記基板が軸を傾けたサファイアーまたはシリコン基板あることを特徴とする請求項１〜５記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に薄膜を成長させる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高温で気相から基板に膜を成長させる装置は半導体産業の発達とともに発達した。結晶膜を成長させる装置は気相成長装置の中でも雰囲気の清浄さと基板の上の粒子ゴミの管理を再現性よく行う必要から、その構造は特殊である。コストを競う量産用の装置の構造は、基板の大きさに合わせて、いくつかの代表的な構造が発明された。
【０００３】
シリコン半導体産業においては、バイポーラトランジスタをＬＳＩ（大規模集積回路）に搭載する開発を競った時代があった。当該トランジスタはシリコン基板の上にシリコンの結晶膜を成長させる結晶構造を用いた。この結晶膜を成長させる装置をシリコンエピタキシャル装置と呼んだ。シリコン基板（ウエハと呼ぶときもある）が現在１２インチ直径が主流であるので、現在のエピタキシャル装置は枚葉式である。
【０００４】
それは、基板が大きいとき、１枚の基板を処理する装置構造が均一性を得るために好適であるからだ。しかし、２インチや４インチの基板を処理していた１９８０年代ではバッチ式を用いた。その時代には大量に基板を処理する必要からいくつかの装置構造が発明された。
【０００５】
シリコン半導体産業は成熟したが、化合物半導体を用いるデバイスが産業として今成長しつつある。ＧａＡｓ（砒素化ガリューム）基板を用いるレーザーデバイス、ＧａＮ（窒化ガリューム）やサファイアーの基板を用いるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）デバイスがその産業である。
【０００６】
これらの産業において、基板は２インチないし４インチがまだ主流である。一回の成長で処理できる基板枚数が多いほど製造効率を上げられる産業である。シリコン産業においては、基板の大きさを大きくすることは可能であったので、基板の大きさを大きくして製造コストを下げた。従って、基板は現在１２インチまで大きくなったという現実がある。しかし、産業の歴史はシリコン半導体と同じに長いのに、化合物半導体は依然として４インチ基板を用いるのが、実用的にはまだ限度である。
【０００７】
その理由の一つは基板の反りとそれに伴う成長結晶膜のクラックの問題があるからである。この問題は基板が大きくなると顕著になる。従って、化合物半導体の産業においては、まだ２インチや４インチの基板を用いる時代が続く。市場が小さかった時代が長く続いたが、現在それが急速に成長している。それにより、コスト競争が市場で激しくなり始めた。反りの問題があるので、コストを下げるために、シリコン半導体と同じように基板を大きくするという方法は用いられない。このため一回の処理に成長できる基板枚数を多くすることが今競争力になる。
【０００８】
化合物半導体膜の成長には有機金属ガスを用いる。このガスは熱分解して重合体を気相で形成する。この性質があるので、結晶成長装置の構造の種類は少ない。１枚のサセプタ（基板の載せる加熱板）を用い、その上に１枚または複数枚の基板を載せるのが基本構造であり、進化してない。バッチサイズを大きくするには、この基本構造ではサセプタを大きくするしか、方法がなかった。
【０００９】
これに対して、産業成長が急速であった時代のシリコンエピタキシャル装置には多くの構造アイデアがあった。その中に多数のサセプタを用いるアイデアがある。一例として特開昭６０−０９０８９４気相成長装置（特許文献１）に開示された構造を転写して図１に示す。
【００１０】
複数のサセプタ１１を放射状に配置して、各サセプタ１１の両面に基体（基板と同じ）４を搭載する構造である。図２にシリンダー反応室１２の構造を示す。サセプタはヒーター１６により加熱され基体回転導入器１５により回転する。１３原料吹き出しノズル１３よりＣＶＤ（化学気相成長）のガスが複数の導入口から導入され、サセプタの上の方から流れ、サセプタ上の基体の上で熱分解して結晶膜を成長させ、通過して、排気口14から排気される。
【００１１】
複数のサセプタを用いる別の発明として特開平０３−１４２８２３（特許文献２）の主要図を転載して模式的に図３に示す。サセプタ３０２が多段に連結棒３０９で連結して積層されている。基板３０１がサセプタ３０２の上に１枚載せられている。石英の外筒３０４の外にワークコイル３０５があり、このコイルに誘導電流を通じて、サセプタ３０２を誘導加熱する。サセプタは回転軸３０３で回転する。ＣＶＤガスが独立に吹き出し口をそなえたガス供給管３０６ａ，３０６ｂ、３０６ｃ，３０６ｄから導入されてサセプタの上で熱分解して、基板３０１の上に結晶膜を成長させて、ガス排気管３０７の孔３０８から排気される。
【００１２】
バッチサイズを大きくする（一度の成長させる基板枚数を多くする）結晶膜成長装置の構造例を公開された発明から以上２つ示した。
【００１３】
バッチサイズを大きくするとともに、成長させる結晶膜が基板と異なるヘテロ結晶成長の必要がでてきている。ヘテロ結晶成長の場合、雰囲気は減圧であり、用いるガスの線速度は高速である。先行の特許文献３は減圧でシリコンカーバイド結晶膜をシリコン基板の上に成長させる発明を１９８７年に公開した。この発明は基板の軸を僅かに傾けることにより、表面の平滑な結晶膜を異種基板の上に成長させる技術である。近年、シリコンカーバイドは高耐圧、高周波、大電力デバイス結晶として実用化が進んでいる。またＧａＮもＬＥＤ照明や高速大電力デバイスのための結晶として実用化が進んでいる。これらの結晶をシリコン結晶基板の上にヘテロ結晶成長させる試みが大バッチサイズで行う市場ニーズが強くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭６０−０９０８９４号公報
【特許文献２】特開平０３−１４２８２３号公報
【特許文献３】特開昭６２−１５５５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
サセプタを増加させる構造を用いることで、バッチサイズを大きくすることが可能であることが前述の例で示した。量産を考えるとき、均一性を改良しながらバッチサイズを大きくする構造改良が基本的な課題である。装置の部品の洗浄交換は必要になるが、この周期を長くしたい。真空と気密を保つ石英管の交換頻度を少なくすることが第１課題である。また、ＣＶＤガスの基板上での消費効率を上げて、かつ排気系のポンプや排気配管への付着を減らしたい。別の表現では未利用で捨てられる未反応ＣＶＤガスの量を減らしたい。これが第２の課題である。有機金属ガスをＣＶＤガスとして用いるとき、気相で重合反応を起こし粒子ゴミを発生させるので、加熱空間を横切る流路を短くしたい。これが第３の課題である。
【００１６】
これらの課題を解決するために、改良した装置構造を与える。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、請求項1に記載のように、表面に基板を載せる複数の加熱されるサセプタを立てて放射状に配置させ、当該放射状配置のサセプタを回転させながら外周から熱分解ＣＶＤガスを供給して当該基板の上にＣＶＤ膜を成長せしめ、当該放射状配置サセプタの配置中心に加熱可能な排気管が配置されてあり、当該ＣＶＤガスを当該排気管から排気することで、当該基板に膜を成長させる製造装置である。
【００１８】
請求項２に係る発明は前記サセプタが２枚以上の加熱円板で挟まれてあることを特徴とする請求項１記載の製造装置である。
【００１９】
請求項３に係る発明は、当該加熱円板が誘導加熱されて加熱されることを特徴とする請求項１、２記載の製造装置である。
【００２０】
請求項４に係る発明は前記膜がシリコン、ゲルマニューム、カーボン、ガリューム、アルミニューム、インジューム、窒素、酸素、マグネシューム、リン、砒素のいずれか、または複数を含む半導体膜、またはそれらの積層膜であることを特徴とする請求項１〜３記載の製造装置である。
【００２１】
請求項５に係る発明は前記サセプタがグラファイト製であることを特徴とする請求項１〜４記載の製造装置である。
【００２２】
請求項６に係る発明は前記基板が前記サセプタの両面に搭載されることを特徴とする請求項１〜５記載の製造装置である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１から３に係る発明によれば、基板を搭載した複数サセプタが配置された周囲からガスを導入し中心から排気するので、加熱分解したＣＶＤガスは反応室の気密を保つサセプタ外側の石英管から遠ざかるように流れて接触しない。その結果、当該石英管に成長する膜は少なく、当該石英管の交換頻度が減る。これにより第１の課題が解決される。
【００２４】
加熱されたガスは熱分解して基板に結晶膜を成長させるが、そのガスの走行距離は基板の直径を上回ればよい。短いガスの走行距離という第３の課題が解決した。
【００２５】
放射状に配置したサセプタ間の間隔は内側で狭くなる。狭くなると、サセプタ中心に向かうガスの流れは下流ほど速い。早い流れは基板とガスの間の停滞層を薄くするので、反応種の拡散が早くなり、成長速度を増加させる方向に作用する。下流の反応種の濃度低下を、この薄い停滞層による成長速度増加作用が補償するので、放射状配置が均一性を改善する。これによりサセプタの放射状配置は均一性を改善しながらバッチサイズを大きくするという装置の基本課題を解決する。
【００２６】
請求項４に係る発明によれば、シリコン結晶、ＳｉＣ結晶、ＧａＮ結晶、ＺｎＯ結晶などの結晶膜の組成の制御や不純物添加が可能である。
【００２７】
請求項５、６係る発明によれば、サセプタ両面に基板搭載可能であるので、ＣＶＤガスの利用効率が改善され、第２の課題が解決された。
【００２８】
請求項７に係る発明によれば、ＧａＮやＳｉＣの結晶をそれらと異なる基板であるサファイアーやシリコンの基板上に平滑に成長できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図1は、特開昭６０−０９０８９４気相成長装置の構造模式図。
【図２】図２は、特開昭６０−０９０８９４気相成長装置の構造模式図。
【図３】図３は、複数のサセプタを用いる発明である特開平０３−１４２８２３の主要図の転載模式図。
【図４】図４は、本発明の基本構造の模式図。
【図５】図５は、軸排気の回転放射サセプタ気相成長装置の第１の構造の模式図。
【図６】図６は、軸排気の回転放射サセプタ気相成長装置の第２の構造の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図４は本発明の基本構造の模式図である。サセプタ４０１が加熱される円板４０３の上に放射状に配置されている。当該円板はシリコンカーバイドを被覆したグラファイトである。サセプタ４０１の両面に基板４０２が載せられている。基板４０２は図示しないポケットに収納されてサセプタに接触して安定に置かれる。
【００３１】
基板４０２の枚数はサセプタ４０１の枚数の２倍まで載せることが可能であるので、サセプタ４０１の数の２倍がバッチサイズである。当該円板は誘導加熱でも、抵抗加熱でも加熱できる。サセプタ４０１は加熱される円板４０３と４０４に挟まれてあり、２つの加熱される円板４０３と４０４の輻射熱で加熱される。加熱される円板４０４はサセプタの配置が分かりやすいように破線で透かして示した。
【００３２】
サセプタと当該円板は回転の軸４０５の上にあり、回転できる。
【００３３】
基板４０２の上で熱分解するＣＶＤガス４０６は当該円板の周囲から供給される。隣接するサセプタの間を通り、排気の孔４０７から排気される。排気の孔４０７を通過したＣＶＤガスは、サセプタの中心にある排気の筒４０８から排気される。各排気の孔４０７から排気されるガスは集合して排気されるＣＶＤガス４０９として示した。
【００３４】
基板４０２は前記円板４０３，４０４からの輻射で加熱されると同時に、向かいあった基板またはサセプタ同士も互いに加熱しあう。この効果により、基板の温度はそれを囲むサセプタと円板の温度に従うことになる。このことは、基板の表と裏の温度を同じにする方向に作用するので、基板４０２の温度差による反りを防止する作用がある。基板の反りが、基板の上に成長させた結晶膜にクラックを入れることがあるので、本発明の構造はこのクラックの障害を減少させる構造になる。
【００３５】
サセプタの表面は裏表ともに基板で被覆されているので、サセプタの上に成長する結晶膜の面積に対する基板の上に成長させる結晶膜の面積を相対的に大きくする。即ち、ＣＶＤガスの利用効率を高める方向に作用する。
【００３６】
隣接するサセプタ同士の間隔がガスの下流になるに従い、狭くなるので、下流ほど流速が早い。流速の増加は基板の上のガス停滞層の厚みを減少せしめ、成長速度を早め、ＣＶＤガスの消費による濃度の減少を補償して成長膜厚の均一性を増す。
【００３７】
加熱され熱分解したガスは反応種を発生させ基板の上に結晶膜を成長させたあと、排気の孔４０７から排気されて、逆戻りしない。この一方的な流れが、ガス下流でおきる反応種の重合による巨大粒子の逆流を防止して、温度と加熱履歴により決まる特定の反応種だけの成長を基板の上に実現する。基板を通りすぎたガスは、不要であるので、排気の筒４０８の大きさを適切に設計してガスの走行距離を短くできる。また、図示しないこれらサセプタの気密を保つ石英管への膜付着も防止するので、当該石英管洗浄のメンテナンス周期を長くできる効果もある。
【００３８】
排気の筒４０８を加熱して当該筒の中でＣＶＤガスを消費しきることで、後の配管への付着と排気ポンプのつまりを防止できる設計が可能である。
【００３９】
放射状に配置したサセプタは、本図では１段であるが、これを２段以上に重ねることも可能である。またサセプタの並べ方を軸対称でなく、シロッコファンのようにサセプタの面の延長が回転軸の外側を横切る配置も可能である。
【００４０】
サセプタはＳｉＣ被覆したグラファイトであるが、ＳｉＣやＡｌＮのセラミクス、石英で作製することも可能である。サセプタ４０１は前記円板４０３に組み込むことも、それら一体で作製することも可能である。
【実施例１】
【００４１】
実施例１として図５に軸排気の回転放射サセプタ気相成長装置の第１の構造の模式図を示す。
【００４２】
構造を説明する。基板５０１を搭載したサセプタ５０２がある。サセプタは２０枚配置されてある。基板はその両面に４０枚載せられる。サセプタ５０２は直径４１０ｃｍの加熱される円板５０３と一体である。サセプタ５０２、当該円板５０３はグラファイト製であり、シリコンカーバイド膜が約０．１ｍｍの厚みで被覆されている。当該円板５０３は断熱をかねた加熱される円板５０４の上に同じ軸上に置かれてある。複数のサセプタ５０２の上には前記円板５０３と５０４の上に、同じ形の加熱される円板５０５、５０６が備えられてあり、サセプタ５０２を加熱して保温する。
【００４３】
サセプタ５０４は回転軸５０６と通じて回転駆動５０８で回転可能にしてある。グラファイト部品である５０２、５０３、５０４、５０５，５０６は石英管５１０の外に巻かれた誘導コイル５０９により誘導加熱される。その温度は誘導コイルに通じる電力で制御できる。
【００４４】
石英管５１０の内側に配置された内管５１１は石英製である。両管の間にガス供給器５１２がリング状に内管５１１を巻くように配置されてある。ガス供給器５１２はシリコンカーバイドを被覆したグラファイト製である。この実施例においては、ガス供給器５１２の内側に３段の溝５１３ａ，５１３ｂ，５１３ｃがリング状に切られてある。溝５１３ｂには分散して孔５１４が備えられている。
【００４５】
溝５１３ｂにはＣＶＤガス供給管５１５が連結されている。溝５１３ｃと溝５１３ａにはＣＶＤガス供給管５１６が共通も連結されている。パージガス供給管５１７，５１８，５１９，５２０からのガスは内管５１１と石英管５１０の間の空間をパージしてＣＶＤガスが拡散して侵入するのを軽減するとともに、孔５１４からもサセプタに向かってＣＶＤガスとともに流れる。
【００４６】
ＣＶＤガス供給管５１５、５１６には気相成長させる目的の膜に応じて異なる種類のＣＶＤガスを供給する。シリコンを成長させるときには、水素とシランガスとドーピングガスを用いる。シランガスは例えばモノシラン、ジクロルシランである。ドーピングガスは例えばリン（Ｐ）を含むフォスフィン、ボロン（Ｂ）を含むジボランである。供給管５１５、５１６の水素に対するそれぞれのガス濃度は、基板の面内で均一な成長速度と不純物濃度が得られるように制御する。
【００４７】
パージガス供給管５１７，５１８，５１９，５２０には水素または窒素を流す。
【００４８】
ＣＶＤガス供給管５１５、５１６からのＣＶＤガスはサセプタの上の基板の上で熱分解してシリコン結晶膜を成長させ、排気管５２１に集まり、排気口５２２より排出される。排気管５２１には排気加熱器５２３が備えられている。排気加熱器５２３はサセプタ５０２の温度分布を調節するとともに、その上に基板で未反応だったガスをその上で熱分解して消費させる。この消費により、排気口５２２から排出される未反応のＣＶＤガス濃度を低下させ、排気口より後方の排気配管の副生成物の堆積を低減させ、ポンプの吸い込み量を低減させそのメンテナンス周期を長くさせる。
【００４９】
サセプタの加熱温度は用いるシランガスの種類に応じて変化させた。用いるガスがモノシランＳｉＨ４であれば温度が６００℃以上で分解する。基板がシリコンウエハであり、その上に成長させる結晶膜はシリコン（Ｓｉ）であるとき、サセプタ５０２の温度と排気加熱器５２３の温度は８００ないし９００℃が好適である。用いるガスがジクロルシランのとき、それらの温度は９００ないし１０５０℃が好適である。
圧力はポンプの排気量で制御した。上記シランガスを用いるとき、圧力は０．１気圧以下の減圧が好ましい。大気圧に近い圧力より、均一な膜厚分布が得られやすい。
【００５０】
図５では、示すことが可能なＣＶＤガス供給管５１５，５１６とパージガス供給管５１７，５１８，５１９，５２０を示した。これらのガス供給管はサセプタの周囲に任意の数を設計して配置可能である。
ガス供給器５１２はシリコンカーバイドを被覆したグラファイト製である例を示したが、温度領域によっては、金属で構成することも可能である。
【実施例２】
【００５１】
実施例２として図６に軸排気の回転放射サセプタ気相成長装置の第２の構造の模式図を示す。
【００５２】
実施例１と異なる構造部分を説明する。サセプタ５０４は回転軸５０６と通じて回転駆動５０８で回転する。グラファイト部品である５０２、５０３、５０４、５０５，５０６は石英製のリング状の箱６１４と６１５の中に収納された誘導コイル６０８と６０９により誘導加熱される。その温度は誘導コイルに通じる電力で制御できる。誘導コイルの端子６１０，６１１，６１２，６１３は外に取り出される。端子間の接続はそれぞれのコイルが作り出す誘導電磁界が増大するように接続される。誘導コイルは銅パイプでできていて、水が通じてある。誘導コイルは渦巻き状に巻かれていて、ここでは２回巻かれている。加熱するべき部品５０２，５０３，５０４，５０５，５０６の近くに誘導コイルがあり、コイルの場所を調整することで、当該部品の温度を制御しやすい。
【実施例３】
【００５３】
実施例１では装置の構造とシランガスを用いるシリコン（Ｓｉ）の結晶膜の例を示した。実施例３では有機金属ガスを用いる結晶成長の例を示す。有機金属ガスのトリメチルガリューム（ＴＭＧ）とアンモニア（ＮＨ３）をＣＶＤガスとして用いるとガリュームナイトライド（ＧａＮ）の結晶膜を成長させることが可能である。基板としては異種基板であるサファイアーウエハ（Ｃ面）を用いた。Ｃ面は正方向から２度傾けた基板を用いた。傾けた基板を用いる理由はステップ密度を大きくするためである（特許文献３参照）。結晶膜の組成は基板と異なるので、これはヘテロ結晶成長の例である。まず、真空排気して大気を無くしてから、ガスの供給管５１５，５１６，５１７，５１８，５１９，５２０から窒素を流し、再び真空にして、水素を減圧で導入しながら、１０００℃にサセプタ５０２と排気加熱器５２３を加熱する。基板表面と反応室の部品の汚染物質を水素化して昇華させたあと５００℃に温度を下げる。
【００５４】
ＣＶＤガス供給管５１５からトリメチルガリューム（ＴＭＧ）とアンモニア（ＮＨ３）を水素キャリアーとともに流す。他の供給管からは水素を流す。基板５０２に２０nmのアモルファスＧａＮが成長する。ＣＶＤガスを水素に切り替え、水素雰囲気のままこれを１０００℃に加熱すると、アモルファスＧａＮは結晶ＧａＮの粒子となり基板の上に形成される。
【００５５】
この状態の上に再びトリメチルガリューム（ＴＭＧ）とアンモニア（ＮＨ３）をＣＶＤガスとして用いるとガリュームナイトライド（ＧａＮ）の結晶膜が上記ＧａＮ粒子を核として成長する。
【００５６】
この後、トリメチルインジューム（ＴＭＩｎ）を混合した上記ＣＶＤガスを用いるとその混合比に応じた（ＧａＸＩｎ１−Ｘ）Ｎの結晶膜が成長する。またトリメチルアルミニューム（ＴＭＡｌ）を混合した上記ＣＶＤガスを用いるとその混合比に応じた（ＧａＸＡｌ１−Ｘ）Ｎの結晶膜が成長する。またモノシラン（ＳｉＨ４）を添加した上記ＣＶＤガスを用いるとその添加量に応じたｎ型ＧａＮの結晶膜が成長する。またＣｐ２Ｍｇを添加した上記ＣＶＤガスを用いるとその添加量に応じたｐ型ＧａＮの結晶膜が成長する。またこれらの結晶膜を任意に積層させる設計が可能である。成長させた膜は平滑であった。
【実施例４】
【００５７】
実施例の４ではシリコンカーバイド（ＳｉＣ）のヘテロ結晶成長の別の例を示す。シリコン基板にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）の結晶膜を成長させる。これは成長させたＳｉＣ結晶膜とシリコン基板の組成が異なるのでヘテロ結晶成長である。シリコン基板としては＜２１１＞方向に４度傾けた（１１１）面を主面とするシリコン基板を用いた。ここでは指数にマイナスを意味する記号をつけてない。軸を傾ける理由は、一定の密度で主面にステップを設けるためである。軸を傾けるこの技術は１９８７年に特許文献３で既に公開された。トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ３）とプロパンガス（Ｃ３Ｈ８）、キャリアガス水素（Ｈ２）の混合ガスが導入された。反応室圧力は２００Ｐａの減圧に制御された。シリコン基板を１０００℃に加熱させると、ガスの濃度と流量に応じて立方晶の３Ｃ−ＳｉＣをシリコン基板の上に２５〜４５nm/minの速度で成長させることが可能である。成長させたＳｉＣ膜は鋭い（１１１）Ｘ線回折ピークを示す。表面はストリークパタンの電子線回折が観察されるほど平滑であった。
【００５８】
以上に述べた結晶膜だけでなく、ＣＶＤガスとしてゲルマン（ＧｅＨ４）を用いればゲルマニューム（Ｇｅ）の結晶膜またはそれを含む結晶膜を得ることが可能である。窒素を５価のガスとしてあげたが、アルシンのガスを用いれば砒素（Ａｓ）を含む結晶膜を得ることが可能である。５価でなく６価のガス、例えば酸素を含むガスを用いて酸化物結晶膜を得ることも可能である。
【００５９】
以上、大きなバッチで基板上に結晶膜を気相成長させる装置を製作した。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、大きなバッチサイズで結晶膜を安価に製造できるので、ＬＥＤや化合物半導体ＬＳＩを安価に製造する技術に好適である。
【符号の説明】
【００６１】
４    基体
１１  サセプタ
１２  シリンダー反応室
１３  原料吹き出しノズル
１４  排気口
１５  基体回転導入器
１６  ヒーター
３０１  基板
３０２  サセプタ
３０３  回転軸
３０４  外筒
３０５  ワークコイル
３０６a, ３０６b, ３０６c, ３０６d,   吹き出し口をしなえたガス供給管
３０７  ガス排気管
３０８  孔
３０９  連結棒
３１０  吹き出し口  
４０１  サセプタ
４０２  基板
４０３  加熱される円板
４０４  加熱される円板
４０５  回転の軸
４０６  ＣＶＤガス
４０７  排気の孔
４０８  排気の筒
４０９  排気されるＣＶＤガス
５０１  基板
５０２  サセプタ
５０３  円板
５０４  円板
５０５  円板
５０６  円板
５０７  回転軸
５０８  回転駆動
５０９  誘導コイル
５１０  石英管
５１１  内管
５１２  ガス供給器
５１３ａ，５１３ｂ，５１３ｃ  溝
５１４  孔
５１５  ＣＶＤガス供給管
５１６  ＣＶＤガス供給管
５１７  パージガス供給管
５１８  パージガス供給管
５１９  パージガス供給管
５２０  パージガス供給管
５２１  排気管
５２２  排気口
５２３  排気加熱器
５２４  反応室下部パージガス供給管
５２５  反応室上部パージガス供給管
６０８  誘導コイル
６０９  誘導コイル
６１０  誘導コイルの端子
６１１  誘導コイルの端子
６１２  誘導コイルの端子
６１３  誘導コイルの端子
６１４  石英製のリング状の箱
６１５  石英製のリング状の箱
【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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