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JP2006120857A - Vapor phase epitaxy equipment, manufacturing method of semiconductor substrate using the same, and semiconductor substrate - Google Patents

Vapor phase epitaxy equipment, manufacturing method of semiconductor substrate using the same, and semiconductor substrate Download PDF

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JP2006120857A
JP2006120857A JP2004307091A JP2004307091A JP2006120857A JP 2006120857 A JP2006120857 A JP 2006120857A JP 2004307091 A JP2004307091 A JP 2004307091A JP 2004307091 A JP2004307091 A JP 2004307091A JP 2006120857 A JP2006120857 A JP 2006120857A
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JP
Japan
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raw material
liquid
reactive gas
vapor phase
container
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Pending
Application number
JP2004307091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutoshi Watanabe
和俊 渡辺
Yuichi Oshima
祐一 大島
Masatomo Shibata
真佐知 柴田
Mitsuru Hasegawa
長谷川  満
Akihiro Miyauchi
昭浩 宮内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vapor phase epitaxy equipment capable of significantly suppressing dropping of growth speed caused by repeated growth of a substrate. <P>SOLUTION: A structure allows the distance between reactive gas and a liquid material stored in the material vessel of the vapor phase epitaxy equipment to keep almost constant. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は気相成長装置、特に液体原料を用いたHVPE法により半導体薄膜を形成する気相成長装置およびこれを用いた半導体基板の製造方法および半導体基板に関する。   The present invention relates to a vapor phase growth apparatus, and more particularly to a vapor phase growth apparatus for forming a semiconductor thin film by an HVPE method using a liquid raw material, a method for manufacturing a semiconductor substrate using the same, and a semiconductor substrate.

産業・情報通信機器用デバイスであるレーザダイオードや白色発光ダイオードなどの発光デバイス用の材料として、窒化物系III−V族化合物半導体結晶の重要性が高くなっており、例えば窒化ガリウム(GaN)が用いられている。しかしGaN結晶は、シリコン単結晶のように溶融した状態から形成することが困難であり、これに代わる方法として有機金属気相成長(MOVPE)法やハロゲン化物気相成長(HVPE)法などが必要である。特に、GaN結晶をデバイス用基板として利用するためにはある程度の厚みが必要であり、比較的速い成長速度で結晶を形成できるHVPE法が多く用いられている。   As materials for light-emitting devices such as laser diodes and white light-emitting diodes that are devices for industrial and information communication equipment, the importance of nitride-based III-V compound semiconductor crystals has increased, for example, gallium nitride (GaN) It is used. However, it is difficult to form a GaN crystal from a molten state like a silicon single crystal. As an alternative method, a metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method or a halide vapor phase epitaxy (HVPE) method is required. It is. In particular, in order to use a GaN crystal as a device substrate, a certain amount of thickness is required, and an HVPE method capable of forming a crystal at a relatively high growth rate is often used.

HVPE法によるGaN結晶基板の形成例は次の通りである。まず、III族原料となる溶融Gaを収容した原料容器に塩酸(HCl)ガスを供給してIII族の前駆体となる塩化ガリウム(GaCl)を発生させる。このGaClを、別途導入したV族原料の前駆体となるアンモニア(NH3)と共に、予め装置内部に設置したサファイア基板表面に供給することで、このサファイア基板表面でGaClとNH3とが反応してGaN結晶として成長する。このGaN結晶を所定の厚みまで成長させた後、サファイア基板を除去することでGaN結晶基板を得ることができる。 An example of forming a GaN crystal substrate by the HVPE method is as follows. First, hydrochloric acid (HCl) gas is supplied to a raw material container containing molten Ga serving as a group III material to generate gallium chloride (GaCl) serving as a group III precursor. By supplying this GaCl to the surface of the sapphire substrate previously set in the apparatus together with ammonia (NH 3 ), which is a precursor of a separately introduced group V raw material, GaCl and NH 3 react on the surface of the sapphire substrate. It grows as a GaN crystal. After the GaN crystal is grown to a predetermined thickness, the sapphire substrate is removed to obtain a GaN crystal substrate.

このとき、結晶成長を繰り返すのに伴って原料容器内部に収容された溶融Ga量が徐々に減少して、溶融Gaに供給されるHClガスとの距離が遠ざかるために、GaCl生成量が減少してGaN結晶の成長速度を低下させるという問題があった。このことはGaN結晶の品質を安定化するうえで重大な悪影響を及ぼすことになる。これに対して、例えば特開平6−314658号公報(特許文献1)に開示されている気相成長装置によれば、原料容器と並列に補助容器を増設してIII族原料の収容量を増加することにより、III族原料の消費量が同じであれば原料容器内部の融液表面の低下を小さく抑制し、塩化物ガスの生成速度をほぼ一定に保持できることが示されている。
特開平6−314658号公報
At this time, as the crystal growth is repeated, the amount of molten Ga contained in the raw material container gradually decreases, and the distance from the HCl gas supplied to the molten Ga increases, so the amount of GaCl generated decreases. Thus, there is a problem that the growth rate of the GaN crystal is lowered. This has a serious adverse effect on stabilizing the quality of the GaN crystal. On the other hand, for example, according to the vapor phase growth apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-314658 (Patent Document 1), an auxiliary container is added in parallel with the raw material container to increase the capacity of the group III raw material. By doing this, it is shown that if the consumption of the group III raw material is the same, the decrease in the melt surface inside the raw material container can be suppressed to be small and the production rate of the chloride gas can be kept almost constant.
JP-A-6-314658

しかしながら、上記の気相成長装置においても、気相成長を繰り返すことによるIII族原料の減少とこれに伴う塩化物ガスの生成量の低下を防止することはできず、特に、一度の気相成長において同時に成長を行なう結晶基板の厚みや枚数が増えれば、必要な原料の量も増加するためにIII族原料の減少速度が増大して、成長速度が低下する度合いも大きくなってしまう。   However, even in the above-described vapor phase growth apparatus, it is not possible to prevent the reduction of the group III raw material and the accompanying decrease in the amount of chloride gas generated by repeating the vapor phase growth. In this case, if the thickness and number of crystal substrates that are simultaneously grown increase, the amount of the necessary raw material also increases, so that the decrease rate of the group III raw material increases, and the degree of decrease in the growth rate also increases.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、結晶成長に用いる前駆体を安定して供給することを可能とする気相成長装置およびこれを用いた半導体基板の製造方法および半導体基板を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus, a semiconductor substrate manufacturing method using the same, and a semiconductor substrate capable of stably supplying a precursor used for crystal growth, solving the above-described problems. There is to do.

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

請求項1の発明に係る気相成長装置は、半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、前記反応性ガス供給管と前記液体原料の液面との距離を概ね一定に保つための機構を有しており、該機構は前記原料容器に収容された前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置角度を調整することで前記液体原料の液面高さを概ね一定に保持することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする。   The vapor phase growth apparatus according to the first aspect of the present invention is a reaction vessel that contains a semiconductor substrate, a raw material vessel that contains a liquid raw material installed inside the reaction vessel, and is connected to the raw material vessel. Reactive gas supply pipe, at least one or more gas inlets connected to the reaction vessel, a semiconductor substrate installed in the reaction vessel, and a susceptor for holding the semiconductor substrate In the vapor phase growth apparatus provided with a heating source installed outside the reaction vessel and at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside, the reactivity A mechanism for maintaining a substantially constant distance between the gas supply pipe and the liquid surface of the liquid raw material, and the mechanism is installed in accordance with the amount of the liquid raw material stored in the raw material container; The liquid source can be adjusted by adjusting the angle. Wherein the the liquid level is generally a structure of a source container that can be kept constant.

本発明では、反応性ガス供給管と液体原料の液面との距離を概ね一定に保つための機構を有しており、この機構が原料容器に収容された液体原料の量に応じて原料容器の設置角度を調整することで液体原料の液面高さを概ね一定に保持する(図1〜図5、図16)。   In the present invention, it has a mechanism for keeping the distance between the reactive gas supply pipe and the liquid surface of the liquid raw material substantially constant, and this mechanism depends on the amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container. By adjusting the installation angle, the liquid level of the liquid raw material is kept substantially constant (FIGS. 1 to 5 and FIG. 16).

請求項2の発明に係る気相成長装置は、半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも、前記反応性ガス供給管より前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする。   A vapor phase growth apparatus according to a second aspect of the present invention is a reaction vessel that contains a semiconductor substrate, a raw material vessel that contains a liquid raw material installed inside the reaction vessel, and is connected to the raw material vessel. Reactive gas supply pipe, at least one or more gas inlets connected to the reaction vessel, a semiconductor substrate installed in the reaction vessel, and a susceptor for holding the semiconductor substrate In the vapor phase growth apparatus provided with a heating source installed outside the reaction vessel and at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside, the raw material vessel Even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates, the reactive gas introduced from the reactive gas supply pipe into the raw material container passes through the raw material container. Shape of the space Generally characterized in that it is a structure of a source container that can be controlled to be constant.

本発明では、原料容器の構造が、原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも、反応性ガス供給管より原料容器内部に導入された反応性ガスが原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御する(図4〜図10)。   In the present invention, the structure of the raw material container is such that the reactive gas introduced into the raw material container from the reactive gas supply pipe is contained in the raw material container even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates. The shape of the passing space is controlled to be substantially constant (FIGS. 4 to 10).

請求項3の発明は、請求項2に記載の気相成長装置において、前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置角度を調整することで前記液体原料の液面高さを概ね一定に保持することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the second aspect, the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes inside the raw material container is controlled to be substantially constant. The structure of the raw material container can maintain the liquid level of the liquid raw material substantially constant by adjusting the installation angle of the raw material container according to the amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container. It is characterized by the structure of a simple raw material container.

本発明では、原料容器内部に導入された反応性ガスが原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための原料容器の構造が、原料容器に収容された液体原料の量に応じて原料容器の設置角度を調整することで液体原料の液面高さを概ね一定に保持する(図4、図5)。   In the present invention, the structure of the raw material container for controlling the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes almost constant is the amount of liquid raw material accommodated in the raw material container. Accordingly, the liquid surface height of the liquid raw material is kept substantially constant by adjusting the installation angle of the raw material container (FIGS. 4 and 5).

請求項4の発明は、請求項2に記載の気相成長装置において、前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する構造であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the second aspect, the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes inside the raw material container is controlled to be substantially constant. The structure of the raw material container is a liquid level adjusting block installed in contact with the liquid raw material contained in the raw material container, and the liquid level adjusting block is moved in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid raw material. It is characterized by having a structure having a position control mechanism.

本発明では、原料容器内部に導入された反応性ガスが原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するため、原料容器に収容された液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、液面調整ブロックを液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する(図6、図7)。   In the present invention, in order to control the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in a substantially constant manner, the liquid level installed in contact with the liquid raw material contained in the raw material container An adjustment block and a position control mechanism for moving the liquid level adjustment block in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid raw material (FIGS. 6 and 7).

請求項5の発明は、請求項2に記載の気相成長装置において、前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域の前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する構造であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the second aspect, the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes inside the raw material container is controlled to be substantially constant. The structure of the raw material container is a structure in which a part of the liquid surface of the liquid raw material stored in the raw material container is provided with a region not exposed to the reactive gas supplied from the reactive gas supply pipe, And a liquid level adjusting block installed in contact with the liquid raw material in a region not subjected to the exposure, and a position control mechanism for moving the liquid level adjusting block in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid raw material. It is a structure.

本発明では、原料容器内部に導入された反応性ガスが原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するため、原料容器に収容された液体原料の液面の一部が反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域の液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、液面調整ブロックを液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する(図8)。   In the present invention, in order to control the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes almost constant, a part of the liquid surface of the liquid raw material contained in the raw material container is reactive. A liquid level adjustment block having a structure in which an area not exposed to the reactive gas supplied from the gas supply pipe is provided, and a liquid level adjustment block installed in contact with the liquid raw material in the area not subjected to the exposure Has a position control mechanism for moving the liquid in a direction substantially perpendicular to the liquid surface of the liquid raw material (FIG. 8).

請求項6の発明は、請求項2に記載の気相成長装置において、前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、反応容器の外部より前記原料容器の内部に前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする(図9)。   A sixth aspect of the present invention is the vapor phase growth apparatus according to the second aspect, wherein the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the raw material container is controlled to be substantially constant. The structure of the raw material container is a structure having a liquid raw material replenishment mechanism for supplying the liquid raw material into the raw material container from the outside of the reaction container (FIG. 9).

本発明では、原料容器内部に導入された反応性ガスが原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための原料容器の構造が、反応容器の外部より原料容器の内部に液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する(図9)。   In the present invention, the structure of the raw material container for controlling the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes almost constant is liquid from the outside of the reaction container to the inside of the raw material container. It has a liquid material replenishment mechanism for supplying the material (FIG. 9).

請求項7の発明は、請求項2に記載の気相成長装置において、前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域に対して反応容器の外部より前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the vapor phase growth apparatus according to the second aspect, wherein the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the raw material container is controlled to be substantially constant. The structure of the raw material container is a structure in which a part of the liquid surface of the liquid raw material stored in the raw material container is provided with a region not exposed to the reactive gas supplied from the reactive gas supply pipe, And it is the structure which has the liquid raw material replenishment mechanism for supplying the said liquid raw material from the exterior of reaction container with respect to the area | region which does not receive this exposure.

本発明は、原料容器内部に導入された反応性ガスが原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するため、原料容器に収容された液体原料の液面の一部が反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域に対して反応容器の外部より液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する(図10)。   The present invention controls the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the raw material container, so that a part of the liquid surface of the liquid raw material contained in the raw material container is reactive. A liquid source replenishment mechanism for supplying a liquid source from the outside of the reaction vessel to a region not exposed to the reactive gas supplied from the gas supply pipe and to the region not subjected to the exposure. (FIG. 10).

請求項8の発明に係る気相成長装置は、半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該反応容器の内部に設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、前記反応性ガス供給管の構造が、前記反応性ガス供給管の一部が前記原料容器に収容される前記液体原料に接触し、且つ前記反応性ガス供給管が前記液体原料と接触する領域の一部或いは全体に渡り開口部を有することを特徴とする。   A vapor phase growth apparatus according to an invention of claim 8 is installed in a reaction vessel containing a semiconductor substrate, a raw material vessel for containing a liquid raw material installed in the reaction vessel, and in the reaction vessel. A reactive gas supply pipe, at least one or more gas inlets installed in connection with the reaction vessel, a semiconductor substrate installed in the reaction vessel, and a susceptor for holding the semiconductor substrate; In the vapor phase growth apparatus provided with a heating source installed outside the reaction vessel and at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside, the reactive gas The structure of the supply pipe is such that a part of the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid raw material accommodated in the raw material container, and a part or the whole of the region in which the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid raw material With an opening And wherein the door.

本発明では、反応性ガス供給管の構造が、反応性ガス供給管の一部が原料容器に収容される液体原料に接触し、且つ反応性ガス供給管が液体原料と接触する領域の一部或いは全体に渡り開口部を有する(図11〜図15)。   In the present invention, the structure of the reactive gas supply pipe is such that part of the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid raw material accommodated in the raw material container and the reactive gas supply pipe is in part of the region in contact with the liquid raw material. Or it has an opening part over the whole (FIGS. 11-15).

請求項9の発明に係る気相成長装置は、半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該反応容器の内部に設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口からなり、前記反応性ガス供給管の構造が、前記反応性ガス供給管の一部が前記原料容器に収容される前記液体原料に接触し、且つ前記反応性ガス供給管が前記液体原料と接触する領域の一部或いは全体に渡り開口部を有することを特徴とする気相成長装置において、前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも、前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とする構造であることを特徴とする。   A vapor phase growth apparatus according to an invention of claim 9 is installed in a reaction vessel for containing a semiconductor substrate, a raw material vessel for containing a liquid raw material installed in the reaction vessel, and in the reaction vessel. A reactive gas supply pipe, at least one or more gas inlets installed in connection with the reaction vessel, a semiconductor substrate installed in the reaction vessel, and a susceptor for holding the semiconductor substrate; And a heating source installed outside the reaction vessel, and at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside, and the structure of the reactive gas supply pipe is A part of the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid raw material accommodated in the raw material container, and the reactive gas supply pipe has an opening over a part or the whole of the region in contact with the liquid raw material. Vapor growth characterized by The structure of the raw material container is such that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container fluctuates. It is a structure that can be controlled.

本発明では、反応性ガス供給管の一部が原料容器に収容される液体原料に接触し、且つ反応性ガス供給管が液体原料と接触する領域の一部或いは全体に渡り開口部を有し、また、原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも、反応性ガス供給管と液体原料が常に接触した状態を保持するように原料容器が制御される(図16)。   In the present invention, a part of the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid raw material accommodated in the raw material container, and the reactive gas supply pipe has an opening over a part or the whole of the region in contact with the liquid raw material. Further, even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container changes, the raw material container is controlled so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other (FIG. 16).

請求項10の発明は、請求項9に記載の気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置位置を移動することが可能な構造であることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the ninth aspect, the reactive gas supply pipe and the liquid source are always provided even when the remaining amount of the liquid source stored in the source container fluctuates. The structure of the raw material container for enabling control so as to maintain the contacted state is a structure capable of moving the installation position of the raw material container according to the amount of the liquid raw material. Features.

本発明では、原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも反応性ガス供給管と液体原料が常に接触した状態を保持するように制御すべく、液体原料の量に応じて原料容器の設置位置を移動する(図なし)。   In the present invention, the reactive gas supply pipe and the liquid material are controlled so as to always maintain a contact state even when the remaining amount of the liquid material stored in the material container fluctuates, according to the amount of the liquid material. Move the location of the material container (not shown).

請求項11の発明は、請求項9に記載の気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置角度を調整することで前記液体原料の液面高さを概ね一定に保持することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the ninth aspect, the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always provided even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates. The structure of the raw material container for enabling control to maintain the contacted state is that the installation angle of the raw material container is adjusted according to the amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container. The liquid raw material container has a structure of a raw material container capable of maintaining the liquid level of the liquid raw material substantially constant.

本発明では、原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも反応性ガス供給管と液体原料が常に接触した状態を保持すべく、原料容器に収容された液体原料の量に応じて原料容器の設置角度を調整し、液体原料の液面高さを概ね一定に保持する(図16)。   In the present invention, even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates, the amount of the liquid raw material stored in the raw material container is adjusted so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always in contact with each other. Accordingly, the installation angle of the raw material container is adjusted, and the liquid level of the liquid raw material is kept substantially constant (FIG. 16).

請求項12の発明は、請求項9に記載の気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する構造であることを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the ninth aspect, the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always provided even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates. A liquid level adjusting block installed in contact with the liquid raw material accommodated in the raw material container, wherein the structure of the raw material container for enabling control to maintain the contact state, and the liquid level It is a structure having a position control mechanism for moving the adjustment block in a direction substantially perpendicular to the liquid surface of the liquid raw material.

本発明では、原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも反応性ガス供給管と液体原料が常に接触した状態を保持すべく、液体原料に接触して設置された液面調整ブロックを、位置制御機構により、液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる(図11、図7)。   In the present invention, even when the remaining amount of liquid raw material stored in the raw material container fluctuates, the liquid level installed in contact with the liquid raw material in order to keep the reactive gas supply pipe and the liquid raw material always in contact with each other The adjustment block is moved in a direction substantially perpendicular to the liquid surface of the liquid raw material by the position control mechanism (FIGS. 11 and 7).

請求項13の発明は、請求項9に記載の気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域の前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有することを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the ninth aspect, the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always provided even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates. The structure of the raw material container for enabling control to maintain the contact state is such that a part of the liquid surface of the liquid raw material contained in the raw material container is supplied from the reactive gas supply pipe. A liquid level adjusting block installed in contact with the liquid raw material in the region not exposed to the exposure, and the liquid level adjusting block. It has a position control mechanism that moves in a direction substantially perpendicular to the liquid level.

本発明では、液体原料の残量が変動した場合にも反応性ガス供給管を液体原料に常に接触した状態に保持すべく、反応性ガスによる曝露を受けない領域において、液体原料に接触して液面調整ブロックを設置し、この液面調整ブロックを位置制御機構により液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる(図11、図8)。   In the present invention, in order to keep the reactive gas supply pipe in contact with the liquid raw material even when the remaining amount of the liquid raw material fluctuates, the liquid raw material is contacted in a region not exposed to the reactive gas. A liquid level adjustment block is installed, and this liquid level adjustment block is moved in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid raw material by the position control mechanism (FIGS. 11 and 8).

請求項14の発明は、請求項9に記載の気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、反応容器の外部より前記原料容器の内部に前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the ninth aspect, the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always provided even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates. The structure of the raw material container for enabling control so as to maintain the contact state has a structure having a liquid raw material replenishment mechanism for supplying the liquid raw material from the outside of the reaction container to the inside of the raw material container It is characterized by being.

本発明では、原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも反応性ガス供給管と液体原料が常に接触した状態を保持すべく、液体原料補充機構によって反応容器の外部より原料容器の内部に液体原料を供給する(図11、図9)。   In the present invention, in order to keep the reactive gas supply pipe and the liquid source always in contact with each other even when the remaining amount of the liquid source stored in the source container fluctuates, the source is supplied from the outside of the reaction container by the liquid source replenishment mechanism. A liquid raw material is supplied into the container (FIGS. 11 and 9).

請求項15の発明は、請求項9に記載の気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域に対して反応容器の外部より前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the ninth aspect, the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always provided even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates. The structure of the raw material container for enabling control to maintain the contact state is such that a part of the liquid surface of the liquid raw material contained in the raw material container is supplied from the reactive gas supply pipe. And a structure having a liquid source replenishment mechanism for supplying the liquid source from the outside of the reaction vessel to the region not exposed to the reactive gas. It is characterized by.

本発明では、原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも反応性ガス供給管と液体原料が常に接触した状態を保持すべく、反応性ガスによる曝露を受けない領域にて、液体原料補充機構によって、反応容器の外部より液体原料を供給する(図11、図10)。   In the present invention, in a region where the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates, the reactive gas is not exposed to the reactive gas. Then, the liquid source is supplied from the outside of the reaction vessel by the liquid source replenishment mechanism (FIGS. 11 and 10).

請求項16の発明に係る気相成長装置は、半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の液面に一部が接触し、且つ浮上するように設置されたフロート蓋を有することを特徴とする。   A vapor phase growth apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention is a reaction vessel that contains a semiconductor substrate, a raw material vessel that contains a liquid raw material installed in the reaction vessel, and is connected to the raw material vessel. Reactive gas supply pipe, at least one or more gas inlets connected to the reaction vessel, a semiconductor substrate installed in the reaction vessel, and a susceptor for holding the semiconductor substrate In the vapor phase growth apparatus provided with a heating source installed outside the reaction vessel and at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside, the raw material vessel It has a float lid that is partly in contact with the liquid surface of the liquid raw material housed in and installed so as to float.

本発明では、原料容器に収容された液体原料の液面に一部が接触し、且つ浮上するように設置されたフロート蓋を有する(図17、図18)。   In this invention, it has a float lid | cover installed so that a part might touch the liquid level of the liquid raw material accommodated in the raw material container, and it may float (FIG. 17, FIG. 18).

請求項17の発明は、請求項16に記載の気相成長装置において、前記フロート蓋の構造が、上方に液体原料を収容できる構造であることを特徴とする(図19)。   The invention according to claim 17 is the vapor phase growth apparatus according to claim 16, characterized in that the structure of the float lid is a structure capable of accommodating a liquid material upward (FIG. 19).

請求項18の発明に係る気相成長装置は、半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の上方に所定の距離だけ離れた状態で設置された移動蓋を有しており、且つ該移動蓋を上下に移動するための機構を有することを特徴とする。   A vapor phase growth apparatus according to the invention of claim 18 is provided with a reaction vessel for containing a semiconductor substrate, a raw material vessel for containing a liquid raw material installed in the reaction vessel, and a connection to the raw material vessel. Reactive gas supply pipe, at least one or more gas inlets connected to the reaction vessel, a semiconductor substrate installed in the reaction vessel, and a susceptor for holding the semiconductor substrate In the vapor phase growth apparatus provided with a heating source installed outside the reaction vessel and at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside, the raw material vessel And a mechanism for moving the movable lid up and down, and a movable lid installed at a predetermined distance above the liquid surface of the liquid raw material accommodated in the container. To do.

本発明では、原料容器に収容された液体原料の液面の上方に所定の距離だけ離れた状態で移動蓋を設置し、その移動蓋を移動機構により上下に移動する(図20)。   In the present invention, a moving lid is installed above the liquid surface of the liquid raw material stored in the raw material container by a predetermined distance, and the moving lid is moved up and down by the moving mechanism (FIG. 20).

請求項19の発明は、請求項18に記載の気相成長装置において、前記移動蓋の構造が、上方に液体原料を収容できる構造であることを特徴とする(図19)。   According to a nineteenth aspect of the present invention, in the vapor phase growth apparatus according to the eighteenth aspect, the structure of the movable lid is a structure that can accommodate a liquid source in the upper part (FIG. 19).

請求項20の発明に係る半導体基板の製造方法は、請求項1乃至19に記載の気相成長装置を用いて製造することを特徴とする。   According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate manufacturing method using the vapor phase growth apparatus according to any one of the first to nineteenth aspects.

請求項21の発明に係る半導体基板は、請求項1乃至19に記載の気相成長装置を用いて製造したことを特徴とする。   A semiconductor substrate according to a twenty-first aspect of the present invention is manufactured using the vapor phase growth apparatus according to the first to nineteenth aspects.

本発明によれば、気相成長装置の原料容器に収容された液体原料と反応性ガスとの距離を概ね一定に保つことが可能となる装置構造を採用しているので、基板の成長を繰り返し行なっても成長速度の低下を大幅に抑制できる効果を得られる。   According to the present invention, since the apparatus structure that can keep the distance between the liquid source contained in the source container of the vapor phase growth apparatus and the reactive gas substantially constant is employed, the growth of the substrate is repeated. Even if it carries out, the effect which can suppress the fall of a growth rate significantly can be acquired.

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.

[実施形態1]
図1及び図2に、本発明の第一の実施形態を示す。これは反応性ガス供給管と液体原料の液面との距離を概ね一定に保つための機構として、原料容器に収容された液体原料の量に応じて該原料容器の設置角度を調整することで液体原料の液面高さを概ね一定に保持することが可能な原料容器の構造を採用した例である。
[Embodiment 1]
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. This is a mechanism for keeping the distance between the reactive gas supply pipe and the liquid surface of the liquid material substantially constant by adjusting the installation angle of the material container according to the amount of the liquid material stored in the material container. This is an example in which a raw material container structure capable of maintaining the liquid surface height of the liquid raw material at a substantially constant level is employed.

図1はこの第一の実施形態に係る気相成長装置100の内部構造を示す断面概略図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the vapor phase growth apparatus 100 according to the first embodiment.

気相成長装置100は石英製の反応炉(反応容器)101を有し、該反応炉101の一方の端部には反応炉101内部のガス逆流を防止するための逆流防止蓋102が設置されており、反応炉101のもう一方の端部はガス排気口を経て外部へガスを排出するためのガス排気系へと接続されている。また、逆流防止蓋102を通して石英製のガス導入管104と反応性ガス供給管103とが設置されている。反応性ガス供給管103は液体原料106を収容した原料容器105の反応性ガス供給管接続口109に接続して設置されている。また、反応炉101内の下流側にはサセプタ108が設置されており、サセプタ108の所定の位置には基板107が設置されている。   The vapor phase growth apparatus 100 includes a quartz reaction furnace (reaction vessel) 101, and a backflow prevention lid 102 for preventing gas backflow inside the reaction furnace 101 is installed at one end of the reaction furnace 101. The other end of the reaction furnace 101 is connected to a gas exhaust system for exhausting gas to the outside through a gas exhaust port. Further, a quartz gas introduction pipe 104 and a reactive gas supply pipe 103 are installed through the backflow prevention lid 102. The reactive gas supply pipe 103 is connected to the reactive gas supply pipe connection port 109 of the raw material container 105 containing the liquid raw material 106. A susceptor 108 is installed on the downstream side in the reaction furnace 101, and a substrate 107 is installed at a predetermined position of the susceptor 108.

なお、図には示していないがガス導入管104及び反応性ガス供給管103はそれぞれ外部から原料ガスを輸送するためのガス供給系へと接続されている。また、反応炉101の外側にはこれを取り囲む形で抵抗ヒータなどの加熱源が設置されている。   Although not shown in the figure, the gas introduction pipe 104 and the reactive gas supply pipe 103 are each connected to a gas supply system for transporting the source gas from the outside. In addition, a heating source such as a resistance heater is installed outside the reaction furnace 101 so as to surround it.

図2は図1で示した気相成長装置100において、原料容器105を、逆流防止蓋102が設置された側の斜め上方から見たときの鳥瞰概略図である。原料容器105の断面形状は、位置によって深さが異なる構造となっている。この例では、一方の側面105aが円弧状で他方の側面105bが垂直面状で形成され、下端から上方に向かっての断面積が徐々に大きくなっている。反応性ガス供給管接続口109の接続位置は、上記断面形状を有する原料容器105の一側面の上部中央に在り、これと反対側の原料容器105の他側面の対応する上部中央に前駆体ガス排出口110が設けられている。そして、原料容器105は、この同軸線上に在る反応性ガス供給管接続口109及び前駆体ガス排出口110の中心線を回動中心として、任意の角度位置に回動し得る構造となっている。   FIG. 2 is a bird's-eye schematic view of the raw material container 105 when viewed from obliquely above on the side where the backflow prevention lid 102 is installed in the vapor phase growth apparatus 100 shown in FIG. The cross-sectional shape of the raw material container 105 has a structure in which the depth differs depending on the position. In this example, one side surface 105a is formed in an arc shape and the other side surface 105b is formed in a vertical surface shape, and the cross-sectional area from the lower end toward the upper side is gradually increased. The reactive gas supply pipe connection port 109 is connected at the upper center of one side surface of the raw material container 105 having the above-described cross-sectional shape, and at the upper center corresponding to the other side surface of the raw material container 105 on the opposite side, the precursor gas. A discharge port 110 is provided. And the raw material container 105 becomes a structure which can be rotated to arbitrary angle positions centering | focusing on the centerline of the reactive gas supply pipe connection port 109 and the precursor gas discharge port 110 which exist on this coaxial line. Yes.

この原料容器105の内部には、反応性ガス供給管接続口109に接続されている反応性ガス供給管103より反応性ガスが導入され、この反応性ガスが液体原料106の表面で化学的に反応することでIII族の前駆体が生成され、前駆体ガス排出口110を通って反応炉101内へと放出される。   A reactive gas is introduced into the inside of the raw material container 105 from a reactive gas supply pipe 103 connected to a reactive gas supply pipe connection port 109, and this reactive gas is chemically formed on the surface of the liquid raw material 106. By reacting, a group III precursor is generated and discharged into the reaction furnace 101 through the precursor gas discharge port 110.

この気相成長装置100を用いた場合の薄膜形成方法について説明する。   A thin film forming method using this vapor phase growth apparatus 100 will be described.

図3は原料容器105内部に収容された液体原料106の量に応じて原料容器105の設置角度を変えたときの断面模式図である。図には示していないが、前駆体ガス排出口110の位置は反応性ガス供給管接続口109を水平方向に投影した位置に重なる形で設けられている。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view when the installation angle of the raw material container 105 is changed according to the amount of the liquid raw material 106 accommodated in the raw material container 105. Although not shown in the drawing, the position of the precursor gas discharge port 110 is provided so as to overlap the position of the reactive gas supply pipe connection port 109 projected in the horizontal direction.

まず、液体原料106の残量が最も多い場合、図3(a)のように反応性ガス供給管接続口109から見た時の原料容器105の深さがほぼ最大となる角度(設置角度)になるように、原料容器を設置する。具体的には回動中心(反応性ガス供給管接続口109)から最も遠い位置に在る先端(両側面105a、105bの合流先端)105cが最下端となるように設定角度を定める。   First, when the remaining amount of the liquid raw material 106 is the largest, the angle (installation angle) at which the depth of the raw material container 105 when viewed from the reactive gas supply pipe connection port 109 is almost maximum as shown in FIG. A raw material container is installed so that Specifically, the set angle is determined so that the tip (the joining tip of both side surfaces 105a and 105b) 105c located farthest from the rotation center (reactive gas supply pipe connection port 109) is the lowest end.

次に、基板を成長させるために反応性ガスを供給することで液体原料106の残量が減少した場合には、図3(b)のように反応性ガス供給管接続口109から見た時の原料容器105の深さが浅くなるように原料容器105の設置角度を傾けることで、反応性ガス供給管接続口109と液体原料106の液面との距離をほぼ一定に保つことができる。具体的には、円弧状に彎曲した側面105aが下側になるようにして先端105cの位置を少し上げる。   Next, when the remaining amount of the liquid raw material 106 is reduced by supplying the reactive gas to grow the substrate, when viewed from the reactive gas supply pipe connection port 109 as shown in FIG. By tilting the installation angle of the raw material container 105 so that the depth of the raw material container 105 becomes shallow, the distance between the reactive gas supply pipe connection port 109 and the liquid surface of the liquid raw material 106 can be kept substantially constant. Specifically, the position of the tip 105c is slightly raised so that the side surface 105a bent in an arc shape is on the lower side.

さらに液体原料106の残量が減少した場合には、図3(c)のように原料容器105をさらに傾けることで、やはり反応性ガス供給管接続口109と液体原料106の液面との距離をほぼ一定に保つことができる。具体的には、円弧状に彎曲した側面105aが下側の状態で先端105cの位置を更に上げる。   When the remaining amount of the liquid raw material 106 further decreases, the raw material container 105 is further tilted as shown in FIG. 3C, so that the distance between the reactive gas supply pipe connection port 109 and the liquid surface of the liquid raw material 106 again. Can be kept almost constant. Specifically, the position of the tip 105c is further raised with the side surface 105a bent in an arc shape being in the lower side.

[実施形態2]
次に、図4に、本発明の第二の実施形態として、図3で示した原料容器105の構造とは別の断面形状を有する構造を適用した場合の概略図を示す。これは原料容器に収容された液体原料の残量が変動した場合にも、反応性ガス供給管より原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御することが可能な原料容器の構造を採用した例である。
[Embodiment 2]
Next, FIG. 4 shows a schematic diagram when a structure having a cross-sectional shape different from the structure of the raw material container 105 shown in FIG. 3 is applied as the second embodiment of the present invention. This is because, even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates, the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container from the reactive gas supply pipe passes inside the raw material container is roughly This is an example of adopting a structure of a raw material container that can be controlled to be constant.

図4において、この原料容器105は、円弧状断面の頭壁105dを有する上室と、これに続く長方形断面の脚壁105eを有する下室とを有し、頭壁105dと脚壁105eの一方の接続境界部からは、円弧状の仕切板111が頭壁105dの連続として内側に突出して設けられ、且つこの仕切板111と頭壁105dとでほぼ同一の円を構成するように設けられている。   In FIG. 4, the raw material container 105 has an upper chamber having a head wall 105d having an arc-shaped cross section, and a lower chamber having a leg wall 105e having a rectangular cross section following the upper chamber, and one of the head wall 105d and the leg wall 105e. From the connecting boundary, an arc-shaped partition plate 111 is provided so as to protrude inward as a continuous head wall 105d, and the partition plate 111 and the head wall 105d are provided so as to form a substantially identical circle. Yes.

上記の如く原料容器105の壁面に仕切板111が接続して設置されており、且つこの仕切板111は液体原料106の中に全体もしくは一部が潜り込むように設置されている。また原料容器105の上側壁面と仕切板111とによって、反応性ガス供給管接続口109を中心とした概ね円筒状の断面形状が形成されている。   As described above, the partition plate 111 is installed so as to be connected to the wall surface of the raw material container 105, and the partition plate 111 is installed so that the whole or a part of the partition plate 111 is embedded in the liquid raw material 106. Further, the upper wall surface of the raw material container 105 and the partition plate 111 form a substantially cylindrical cross-sectional shape around the reactive gas supply pipe connection port 109.

この原料容器105を用いて基板の成長を行う場合、まず液体原料106を原料容器105内部に充填した直後では、図4(a)のような位置(脚壁105eを垂直とする位置)に原料容器105を設置する。次に、液体原料106の残量が減少した場合には、図4(b)のように脚壁105eが斜めになる傾斜位置に原料容器105の設置角度を調節して、液体原料106の液面と反応性ガス供給管接続口109との距離がほぼ一定となるようにする。さらに液体原料106が減少した場合には、図4(c)のように、脚壁105eが水平位置又はこれに近づく傾斜位置になるように原料容器105の設置角度を調整して、液体原料106の液面と反応性ガス供給管接続口109との距離をほぼ一定になるようにする。   When the substrate is grown using the raw material container 105, immediately after the liquid raw material 106 is first filled in the raw material container 105, the raw material is placed at a position (a position where the leg wall 105e is vertical) as shown in FIG. A container 105 is installed. Next, when the remaining amount of the liquid raw material 106 decreases, the installation angle of the raw material container 105 is adjusted to an inclined position where the leg wall 105e is inclined as shown in FIG. The distance between the surface and the reactive gas supply pipe connection port 109 is made substantially constant. When the liquid source 106 further decreases, as shown in FIG. 4C, the installation angle of the source container 105 is adjusted so that the leg wall 105e is in a horizontal position or an inclined position approaching the leg wall 105e. The distance between the liquid level and the reactive gas supply pipe connection port 109 is made substantially constant.

なお、以上図1〜図4の実施形態で述べた原料容器105の設置角度を調整する方法としては、原料容器105と反応性ガス供給管103とが反応性ガス供給管接続口109で固定して接続されている場合には、反応性ガス供給管103を外部より回転させることで設置角度の調整が可能となる。一方、原料容器105と反応性ガス供給管103とが反応性ガス供給管接続口109で固定されず、それぞれ独立して可動できる場合には、例えば反応性ガス供給管103の外側を取り囲むように設置した筒状管を原料容器105に接続して、この筒状管を回転させることで原料容器105の設置角度を調整することも可能である。   In addition, as a method of adjusting the installation angle of the raw material container 105 described in the embodiment of FIGS. 1 to 4, the raw material container 105 and the reactive gas supply pipe 103 are fixed at the reactive gas supply pipe connection port 109. If the reactive gas supply pipe 103 is rotated from the outside, the installation angle can be adjusted. On the other hand, when the raw material container 105 and the reactive gas supply pipe 103 are not fixed by the reactive gas supply pipe connection port 109 and can be moved independently of each other, for example, the outer periphery of the reactive gas supply pipe 103 is surrounded. It is also possible to adjust the installation angle of the raw material container 105 by connecting the installed cylindrical tube to the raw material container 105 and rotating the cylindrical tube.

このように、実施形態1、2の如く、所定の形状を有する原料容器105の設置角度を液体原料106の残量に応じて調節することで、反応性ガスが導入される位置から液体原料106の液面までの距離をほぼ一定に保つことができるため、III族の前駆体の生成量を安定させることができ、基板の成長を繰り返すことによる成長速度の低下を大幅に抑制することが可能となる。   Thus, as in the first and second embodiments, the liquid source 106 is adjusted from the position where the reactive gas is introduced by adjusting the installation angle of the source container 105 having a predetermined shape according to the remaining amount of the liquid source 106. Because the distance to the liquid surface can be kept almost constant, the amount of group III precursors generated can be stabilized, and the decrease in growth rate due to repeated substrate growth can be greatly suppressed. It becomes.

特に図4(実施形態2)の構造においては、反応性ガスが通過する空間の形状も概ね一定にできるため、この空間内におけるガスの流れの状態をほぼ一定に保つことが可能となり、III族の前駆体の生成量をより安定化させることが可能である。   In particular, in the structure of FIG. 4 (Embodiment 2), since the shape of the space through which the reactive gas passes can be made almost constant, the state of gas flow in this space can be kept almost constant, and the group III It is possible to further stabilize the amount of the precursor produced.

図5に、第二実施形態の変形例として、図4で示した原料容器105の構造において、反応性ガス供給管接続口109からの距離を仕切板111よりも遠方の領域を拡張した場合の構造を示す。かかる原料容器105の構造によれば、より多くの液体原料106を収容することが可能となる。よって、一度の液体原料の補充で、より多くの基板成長を安定して行うことが可能な気相成長装置を提供することができる。   As a modification of the second embodiment, FIG. 5 shows a case where the distance from the reactive gas supply pipe connection port 109 is extended in a region farther than the partition plate 111 in the structure of the raw material container 105 shown in FIG. The structure is shown. According to the structure of the raw material container 105, a larger amount of liquid raw material 106 can be accommodated. Therefore, it is possible to provide a vapor phase growth apparatus capable of stably performing more substrate growth with a single replenishment of the liquid material.

[実施形態3]
図6に、本発明の第三の実施形態を示す。これは、反応性ガスが原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御する原料容器の構造として、原料容器に収容された前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する構造を採用した例である。
[Embodiment 3]
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. This is a structure of the raw material container that controls the shape of the space through which the reactive gas passes inside the raw material container, and a liquid level adjustment block installed in contact with the liquid raw material contained in the raw material container; This is an example employing a structure having a position control mechanism for moving the liquid level adjustment block in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid raw material.

すなわち、図6は本発明の第三の実施形態に係る気相成長装置200の内部構造を示す断面概略図である。気相成長装置200は石英製の反応炉101と、反応炉101の一方の端部には逆流防止蓋102が設置されており、反応炉101のもう一方の端部は外部へガスを排出するためのガス排気系へと接続されている。また、逆流防止蓋102を通して石英製のガス導入管104と反応性ガス供給管103とが設置されている。反応性ガス供給管103は液体原料106を収容した箱状の原料容器105の反応性ガス供給管接続口109に接続して設置されている。   That is, FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the vapor phase growth apparatus 200 according to the third embodiment of the present invention. The vapor phase growth apparatus 200 has a quartz reaction furnace 101, and a backflow prevention lid 102 is installed at one end of the reaction furnace 101, and the other end of the reaction furnace 101 discharges gas to the outside. Connected to the gas exhaust system for. Further, a quartz gas introduction pipe 104 and a reactive gas supply pipe 103 are installed through the backflow prevention lid 102. The reactive gas supply pipe 103 is connected to a reactive gas supply pipe connection port 109 of a box-shaped raw material container 105 containing a liquid raw material 106.

原料容器105の上部には原料容器蓋114が設置されている。また、原料容器蓋114に設けられた開口部を通して、液面調整ブロック112が液体原料106と接触するように設置されており、さらに液面調整ブロック112を上下に移動させるためのブロック移動機構(位置制御機構)113が設置されている。また、反応炉101内の下流側にはサセプタ108及び基板107が設置されている。   A raw material container lid 114 is installed on the upper part of the raw material container 105. Further, the liquid level adjustment block 112 is installed so as to come into contact with the liquid raw material 106 through an opening provided in the raw material container lid 114, and further, a block moving mechanism for moving the liquid level adjustment block 112 up and down ( (Position control mechanism) 113 is installed. A susceptor 108 and a substrate 107 are installed on the downstream side in the reaction furnace 101.

なお、図には示していないがガス導入管104及び反応性ガス供給管103はそれぞれ外部から原料ガスを輸送するためのガス供給系へと接続されている。また、反応炉101の外側にはこれを取り囲む形で抵抗ヒータなどの加熱源が設置されている。   Although not shown in the figure, the gas introduction pipe 104 and the reactive gas supply pipe 103 are each connected to a gas supply system for transporting the source gas from the outside. In addition, a heating source such as a resistance heater is installed outside the reaction furnace 101 so as to surround it.

図7は図6で示した気相成長装置200において、原料容器105とその周辺の構造を、逆流防止蓋102が設置された側の斜め上方から見たときの鳥瞰概略図である。液面調整ブロック112は液体原料106の液面状に浮上可能な材質、若しくは構造を有している。ブロック移動機構113はこの液面調整ブロック112の上部に接触して液面調整ブロック112の下部又は全部を液体原料106内に浸漬するカム113aと、該カムを回転させる軸部分113bとから成る。   FIG. 7 is a bird's-eye schematic view of the raw material container 105 and the surrounding structure in the vapor phase growth apparatus 200 shown in FIG. 6 when viewed from obliquely above on the side where the backflow prevention lid 102 is installed. The liquid level adjustment block 112 has a material or a structure that can float on the liquid surface of the liquid raw material 106. The block moving mechanism 113 includes a cam 113a that contacts the upper part of the liquid level adjusting block 112 and immerses the lower part or the whole of the liquid level adjusting block 112 in the liquid raw material 106, and a shaft portion 113b that rotates the cam.

液面調整ブロック112の上部にはブロック移動機構113のうち楕円形状を有するカム113aの部分が接触して設置され、ブロック移動機構113の軸部分113bを回転させることで液面調整ブロック112の位置を垂直方向に上下することができる構造となっている。   The elliptical cam 113a portion of the block moving mechanism 113 is placed in contact with the upper portion of the liquid level adjusting block 112, and the position of the liquid level adjusting block 112 is rotated by rotating the shaft portion 113b of the block moving mechanism 113. Can be moved up and down in the vertical direction.

この気相成長装置200を用いた場合の薄膜形成方法について説明する。   A thin film forming method using this vapor phase growth apparatus 200 will be described.

まず、液体原料106の残量が最も多い場合、液面調整ブロック112を液体原料106の液面より深さ方向に押し込む量(浸漬量)は小さくする。次に、基板を成長させるために反応性ガスを供給することで液体原料106が消費されて残量が減少した場合には、ブロック移動機構113の角度を適宜調整して、液面調整ブロック112の押し込み量(浸漬量)を増加させることにより、液体原料106の液面高さを液体原料106が減少する前と同じ位置に維持する。   First, when the remaining amount of the liquid raw material 106 is the largest, the amount (immersion amount) of pushing the liquid level adjustment block 112 in the depth direction from the liquid surface of the liquid raw material 106 is reduced. Next, when the liquid raw material 106 is consumed by supplying the reactive gas to grow the substrate and the remaining amount is reduced, the angle of the block moving mechanism 113 is appropriately adjusted to adjust the liquid level adjustment block 112. By increasing the pushing amount (dipping amount), the liquid surface height of the liquid raw material 106 is maintained at the same position as before the liquid raw material 106 is reduced.

ところで図7の構造では反応性ガスと液面調整ブロック112とが直接に接触するため、液面調整ブロック112の材質によっては反応性ガスによる劣化が考えられるほか、液面調整ブロック112と原料容器蓋114との間に隙間があると、そこから反応性ガスが反応炉101の内部に流出することが考えられる。   By the way, in the structure of FIG. 7, since the reactive gas and the liquid level adjustment block 112 are in direct contact, depending on the material of the liquid level adjustment block 112, deterioration due to the reactive gas can be considered, and the liquid level adjustment block 112 and the raw material container If there is a gap between the lid 114 and the lid 114, the reactive gas may flow out of the reactor 101.

これらを防止するために、例えば図8に示すように、原料容器105の液体原料106が収容された領域の底部に、これにL字状に接続させた形で原料容器側面管115を設けると共に、原料容器側面管115内部の液体原料106の液面が露出した領域に液面調整ブロック112を設置し、この液面調整ブロック112を上記と同様に構成されたブロック移動機構113によって上下に移動させることで、原料容器105内部の液体原料106の液面高さを一定に保つことができる。   In order to prevent these, for example, as shown in FIG. 8, a raw material container side tube 115 is provided at the bottom of a region of the raw material container 105 in which the liquid raw material 106 is accommodated in an L-shaped form. The liquid level adjustment block 112 is installed in a region where the liquid level of the liquid raw material 106 inside the raw material container side pipe 115 is exposed, and the liquid level adjustment block 112 is moved up and down by the block moving mechanism 113 configured in the same manner as described above. By doing so, the liquid level height of the liquid raw material 106 inside the raw material container 105 can be kept constant.

なお、以上に述べた液面調整ブロック112の設置位置を調整する別な方法として、例えば液面調整ブロック112とブロック移動機構113とを直接に接続して固定し、これらを反応炉101の外部に設けた別な移動機構によって上下させることも可能である。   As another method for adjusting the installation position of the liquid level adjustment block 112 described above, for example, the liquid level adjustment block 112 and the block moving mechanism 113 are directly connected and fixed, and these are connected to the outside of the reaction furnace 101. It is also possible to move up and down by another moving mechanism provided in.

このように、原料容器105に収容された液体原料106に接触して設置された液面調整ブロック112の位置を調整することによっても、反応性ガスが導入される位置から液体原料106の液面までの距離をほぼ一定に保つことができるため、III族の前駆体の生成量を安定させることができ、基板の成長を繰り返すことによる成長速度の低下を大幅に抑制することが可能となる。   In this way, the liquid level of the liquid source 106 can be adjusted from the position where the reactive gas is introduced by adjusting the position of the liquid level adjustment block 112 installed in contact with the liquid source 106 accommodated in the source container 105. Therefore, the amount of the group III precursor generated can be stabilized, and the decrease in the growth rate due to repeated growth of the substrate can be significantly suppressed.

[実施形態4]
次に第四の実施形態として、反応容器の外部より原料容器の内部に液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する実施形態について説明する。
[Embodiment 4]
Next, as a fourth embodiment, an embodiment having a liquid source replenishing mechanism for supplying a liquid source from the outside of the reaction vessel to the inside of the source vessel will be described.

図9は本発明の第四の実施形態に係る気相成長装置300の内部構造を示す断面概略図である。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the vapor phase growth apparatus 300 according to the fourth embodiment of the present invention.

気相成長装置300は石英製の反応炉101と、反応炉101の一方の端部には逆流防止蓋102が設置されており、反応炉101のもう一方の端部は外部へガスを排出するためのガス排気系へと接続されている。また、逆流防止蓋102を通して石英製のガス導入管104と反応性ガス供給管103とが設置されている。反応性ガス供給管103は液体原料106を収容した箱状の原料容器105の反応性ガス供給管接続口109に接続して設置されており、原料容器105の上部には原料容器蓋114が設置されている。   The vapor phase growth apparatus 300 includes a quartz reaction furnace 101 and a backflow prevention lid 102 installed at one end of the reaction furnace 101, and the other end of the reaction furnace 101 discharges gas to the outside. Connected to the gas exhaust system for. Further, a quartz gas introduction pipe 104 and a reactive gas supply pipe 103 are installed through the backflow prevention lid 102. The reactive gas supply pipe 103 is connected to a reactive gas supply pipe connection port 109 of a box-shaped raw material container 105 containing a liquid raw material 106, and a raw material container lid 114 is installed above the raw material container 105. Has been.

また、原料容器蓋114に設けられた開口部を通して、液体原料補充機構の液体原料供給管116が設置されている。また、反応炉101内の下流側にはサセプタ108及び基板107が設置されている。   Further, a liquid source supply pipe 116 of a liquid source replenishing mechanism is installed through an opening provided in the source container lid 114. A susceptor 108 and a substrate 107 are installed on the downstream side in the reaction furnace 101.

なお、図には示していないがガス導入管104及び反応性ガス供給管103はそれぞれ外部から原料ガスを輸送するためのガス供給系へと接続されている。液体原料供給管116は外部から液体原料を輸送するための液体原料供給系へと接続されている。また、反応炉101の外側にはこれを取り囲む形で抵抗ヒータなどの加熱源が設置されている。   Although not shown in the figure, the gas introduction pipe 104 and the reactive gas supply pipe 103 are each connected to a gas supply system for transporting the source gas from the outside. The liquid source supply pipe 116 is connected to a liquid source supply system for transporting the liquid source from the outside. In addition, a heating source such as a resistance heater is installed outside the reaction furnace 101 so as to surround it.

図9で示した気相成長装置300によれば、液体原料106の減少量に応じて、反応炉101の外部より液体原料供給管116を通して液体原料106を原料容器105に補充することができ、液体原料106の液面高さを一定とすることが可能である。   According to the vapor phase growth apparatus 300 shown in FIG. 9, the liquid material 106 can be replenished to the material container 105 through the liquid material supply pipe 116 from the outside of the reaction furnace 101 according to the decrease amount of the liquid material 106. The liquid surface height of the liquid raw material 106 can be made constant.

ところで、液体原料供給管116を反応性ガスが供給される空間に直接接続した場合には、液体原料供給管116から反応性ガスが逆流する可能性が考えられる。これを防止するために、例えば図10に示すように、原料容器105の液体原料106が収容された領域の底部とL字状に接続された原料容器側面管115を設け、原料容器側面管115内部の液体原料106の液面が露出した領域つまり反応性ガスによる曝露を受けない領域に、液体原料供給管116を設置して、ここから液体原料106を補充することによっても原料容器105内部の液体原料106の液面高さを一定に保つことができる。   By the way, when the liquid source supply pipe 116 is directly connected to the space to which the reactive gas is supplied, there is a possibility that the reactive gas flows backward from the liquid source supply pipe 116. In order to prevent this, for example, as shown in FIG. 10, a raw material container side pipe 115 connected in an L shape to the bottom of the region of the raw material container 105 in which the liquid raw material 106 is accommodated is provided. The liquid source supply pipe 116 is installed in a region where the liquid surface of the liquid source 106 inside is exposed, that is, a region where the liquid source 106 is not exposed to the reactive gas, and the liquid source 106 is replenished from here. The liquid level of the liquid raw material 106 can be kept constant.

このように、原料容器105に液体原料106を補充するための液体原料供給管116を設けることで、反応性ガスが導入される位置から液体原料106の液面までの距離をほぼ一定に保つことができるため、III族の前駆体の生成量を安定させることができ、基板の成長を繰り返すことによる成長速度の低下を大幅に抑制することが可能となる。   Thus, by providing the liquid source supply pipe 116 for replenishing the liquid source 106 in the source container 105, the distance from the position where the reactive gas is introduced to the liquid surface of the liquid source 106 is kept substantially constant. Therefore, the production amount of the group III precursor can be stabilized, and a decrease in growth rate due to repeated substrate growth can be greatly suppressed.

[実施形態5]
図11は本発明の第五の実施形態に係る気相成長装置400の内部構造を示す断面概略図である。これは、反応性ガス供給管の一部が原料容器に収容される液体原料に接触し、且つ反応性ガス供給管が液体原料と接触する領域の一部或いは全体に渡り開口部を有する反応性ガス供給管の構造とした例である。
[Embodiment 5]
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of a vapor phase growth apparatus 400 according to the fifth embodiment of the present invention. This is because the reactive gas supply pipe is partly in contact with the liquid raw material accommodated in the raw material container, and the reactive gas supply pipe has an opening over part or all of the region in contact with the liquid raw material. This is an example of a gas supply pipe structure.

気相成長装置400は石英製の反応炉101と、反応炉101の一方の端部には逆流防止蓋102が設置されており、反応炉101のもう一方の端部は外部へガスを排出するためのガス排気系へと接続されている。また、逆流防止蓋102を通して石英製のガス導入管104と反応性ガス供給管103とが設置されている。また、反応炉101内の下流側にはサセプタ108及び基板107が設置されている。   The vapor phase growth apparatus 400 includes a quartz reaction furnace 101 and a backflow prevention lid 102 installed at one end of the reaction furnace 101, and the other end of the reaction furnace 101 discharges gas to the outside. Connected to the gas exhaust system for. Further, a quartz gas introduction pipe 104 and a reactive gas supply pipe 103 are installed through the backflow prevention lid 102. A susceptor 108 and a substrate 107 are installed on the downstream side in the reaction furnace 101.

図12は図11で示した気相成長装置400において、原料容器105を逆流防止蓋102が設置された側の斜め上方から見たときの鳥瞰概略図である。反応性ガス供給管103はその一部が下方にクランク状に折り曲げられ、その下辺部分が、原料容器105に収容された液体原料106の液面に接触し、且つ液体原料106中に完全には埋没しない位置になるように設置位置を調整されている。   FIG. 12 is a bird's-eye schematic view of the vapor phase growth apparatus 400 shown in FIG. 11 when the raw material container 105 is viewed from obliquely above on the side where the backflow prevention lid 102 is installed. A part of the reactive gas supply pipe 103 is bent downward in a crank shape, and a lower side portion thereof is in contact with the liquid surface of the liquid raw material 106 accommodated in the raw material container 105 and is completely in the liquid raw material 106. The installation position has been adjusted so that it is not buried.

図13は反応性ガス供給管103が液体原料106と接触している領域における断面構造を示すが、反応性ガス供給管103には液体原料106と接触する領域の一部、あるいは全体に開口部を有する構造となっており、この開口部を液体原料106の内部に完全に埋没させることで、液体原料106は反応性ガス供給管103の内部に侵入する。このとき、反応性ガス供給管103と液体原料106の液面とで囲まれた空間が反応性ガス通過領域117となる。   FIG. 13 shows a cross-sectional structure in a region where the reactive gas supply pipe 103 is in contact with the liquid raw material 106, but the reactive gas supply pipe 103 has an opening in a part of the region in contact with the liquid raw material 106 or in the whole. The liquid raw material 106 enters the reactive gas supply pipe 103 by completely burying the opening in the liquid raw material 106. At this time, a space surrounded by the reactive gas supply pipe 103 and the liquid surface of the liquid raw material 106 becomes the reactive gas passage region 117.

なお、図には示していないがガス導入管104及び反応性ガス供給管103はそれぞれ外部から原料ガスを輸送するためのガス供給系へと接続されている。また、反応性ガス供給管103はこれを上下方向に移動させるための移動機構と外部で接続されている。また、反応炉101の外側にはこれを取り囲む形で抵抗ヒータなどの加熱源が設置されている。   Although not shown in the figure, the gas introduction pipe 104 and the reactive gas supply pipe 103 are each connected to a gas supply system for transporting the source gas from the outside. The reactive gas supply pipe 103 is externally connected to a moving mechanism for moving the reactive gas supply pipe 103 in the vertical direction. In addition, a heating source such as a resistance heater is installed outside the reaction furnace 101 so as to surround it.

この気相成長装置400を用いた場合の薄膜形成方法について説明する。   A thin film forming method using this vapor phase growth apparatus 400 will be described.

まず、液体原料106の残量が最も多い状態(液面レベルが高い場合)において、図13(a)のように反応性ガス供給管103に設けられた開口部が液体原料106に埋没するよう、反応性ガス供給管103の位置を調節する。このとき基板成長の為に導入された反応性ガスは反応性ガス通過領域117を通って、反応性ガス供給管103の一方の端部より反応炉101内部へと導入される。   First, in a state where the remaining amount of the liquid raw material 106 is the largest (when the liquid level is high), the opening provided in the reactive gas supply pipe 103 is buried in the liquid raw material 106 as shown in FIG. The position of the reactive gas supply pipe 103 is adjusted. At this time, the reactive gas introduced for substrate growth passes through the reactive gas passage region 117 and is introduced into the reaction furnace 101 from one end of the reactive gas supply pipe 103.

その後、液体原料106の残量が減少した場合には、図13(b)のように液面の下降量に応じて反応性ガス供給管103も下降させて液面との相対位置を一定となるよう調整し、これにより反応性ガス通過領域117の形状を一定とする。このとき、反応性ガスと液体原料106の液面との距離も一定となるため、III族の前駆体の生成量を安定させることができ、基板の成長を繰り返すことによる成長速度の低下を大幅に抑制することが可能となる。   Thereafter, when the remaining amount of the liquid raw material 106 decreases, the reactive gas supply pipe 103 is also lowered in accordance with the descending amount of the liquid level as shown in FIG. Thus, the shape of the reactive gas passage region 117 is made constant. At this time, since the distance between the reactive gas and the liquid surface of the liquid raw material 106 is also constant, the amount of group III precursor produced can be stabilized, and the growth rate is greatly reduced by repeated substrate growth. Can be suppressed.

なお、本実施例では反応性ガス供給管103を上下移動させた場合について述べたが、原料容器105に上下移動機構を接続して移動させても良く、さらに反応性ガス供給管103及び原料容器105の両方にそれぞれ上下移動機構を接続して移動させても良い。   In this embodiment, the case where the reactive gas supply pipe 103 is moved up and down has been described. However, the raw material container 105 may be moved by connecting a vertical movement mechanism, and the reactive gas supply pipe 103 and the raw material container may be moved. A vertical movement mechanism may be connected to both 105 and moved.

また、反応性ガス供給管103の形状についても、図12に示した構造に限定するものではなく、例えば図14のように反応性ガス供給管103が液体原料106の液面に接する方向に幾重にも折り畳まれるような構造でも勿論構わない。   Further, the shape of the reactive gas supply pipe 103 is not limited to the structure shown in FIG. 12. For example, as shown in FIG. 14, the reactive gas supply pipe 103 is layered in a direction in contact with the liquid surface of the liquid raw material 106. Of course, a structure that can be folded is also acceptable.

ところで反応性ガス供給管103の形状が図12のようにクランク状の形状を有している場合、反応性ガス供給管103を回転させ、L字状クランク部の先端部を旋回移動させることによっても同様の効果を得ることが可能である。図15には図12で示した反応性ガス供給管103が液体原料106と接触していない部分を中心として回転した場合の断面構造を示す。   By the way, when the shape of the reactive gas supply pipe 103 has a crank shape as shown in FIG. 12, the reactive gas supply pipe 103 is rotated and the tip end portion of the L-shaped crank portion is rotated. The same effect can be obtained. FIG. 15 shows a cross-sectional structure when the reactive gas supply pipe 103 shown in FIG. 12 rotates around a portion not in contact with the liquid raw material 106.

まず液体原料106の残量が多い場合には、図15(a)のようにガス供給管のL字状クランク部が水平に近い状態となる回転角度(回転角小の状態)に設置されている。その後、液体原料106の残量が減少していくのに合わせて、図15(b)のように反応性ガス供給管103が液体原料106表面に接触し、且つ反応性ガス通過領域117の形状が一定となる状態を保持しながら、反応性ガス供給管103の回転角度を徐々に大きくなるように調整する。このような構造においても、反応性ガスと液体原料106の液面との距離を一定にできるため、III族の前駆体の生成量を安定させることが可能となる。   First, when the remaining amount of the liquid raw material 106 is large, as shown in FIG. 15A, the L-shaped crank portion of the gas supply pipe is installed at a rotation angle (a state where the rotation angle is small) at which the L-shaped crank portion is nearly horizontal. Yes. Thereafter, as the remaining amount of the liquid source 106 decreases, the reactive gas supply pipe 103 comes into contact with the surface of the liquid source 106 and the shape of the reactive gas passage region 117 as shown in FIG. While maintaining a constant state, the rotation angle of the reactive gas supply pipe 103 is adjusted to gradually increase. Even in such a structure, since the distance between the reactive gas and the liquid surface of the liquid raw material 106 can be made constant, it is possible to stabilize the production amount of the group III precursor.

[実施形態6]
さらに、前述までの実施形態で述べた原料容器105と反応性ガス供給管103とを組み合わせることによって同様の効果を得ることが可能である。
[Embodiment 6]
Furthermore, the same effect can be obtained by combining the raw material container 105 and the reactive gas supply pipe 103 described in the above embodiments.

図16には、図5に示した原料容器105と図14に示した反応性ガス供給管103とを組み合わせた場合の断面構造を示す。なお、図には示されていないが、反応性ガス供給管103は反応性ガス供給管接続口109には固定されずに原料容器105内部へと引き込まれ、反応性ガス供給管103の終端部は原料容器105内部で開放されるか、または前駆体ガス排出口110を通って反応炉101内部へと引き込まれた構造となっており、原料容器105は反応性ガス供給管とは独立して回転させることが可能な構造となっている。   FIG. 16 shows a cross-sectional structure when the raw material container 105 shown in FIG. 5 and the reactive gas supply pipe 103 shown in FIG. 14 are combined. Although not shown in the figure, the reactive gas supply pipe 103 is not fixed to the reactive gas supply pipe connection port 109 but is drawn into the raw material container 105, and the end portion of the reactive gas supply pipe 103 is drawn. Is opened in the raw material container 105 or drawn into the reaction furnace 101 through the precursor gas discharge port 110, and the raw material container 105 is independent of the reactive gas supply pipe. It has a structure that can be rotated.

この構造によれば、液体原料106が多い場合は図16(a) のような位置になるよう調整し、液体原料106が減少するにつれて図16(b)のように原料容器105の角度を回転させ、さらに液体原料106が減少した場合には図16(c)のように原料容器105の角度をさらに回転させればよい。このような構造によっても、反応性ガスと液体原料106の液面との距離を一定にできるため、III族の前駆体の生成量を安定させることが可能となる。   According to this structure, when there are many liquid raw materials 106, it adjusts so that it may become a position like FIG. 16 (a), and as the liquid raw material 106 decreases, the angle of the raw material container 105 is rotated as shown in FIG. 16 (b). If the liquid material 106 further decreases, the angle of the material container 105 may be further rotated as shown in FIG. Even with such a structure, since the distance between the reactive gas and the liquid surface of the liquid raw material 106 can be made constant, it is possible to stabilize the generation amount of the group III precursor.

[実施形態7]
図17は本発明の第七の実施形態に係る気相成長装置500の内部構造を示す断面概略図である。これは、原料容器に収容された液体原料の液面に一部が接触し、且つ浮上するように設置されたフロート蓋を有する形態例である。
[Embodiment 7]
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of a vapor phase growth apparatus 500 according to the seventh embodiment of the present invention. This is an example having a float lid that is partly in contact with the liquid surface of the liquid raw material contained in the raw material container and installed so as to float.

気相成長装置500は石英製の反応炉101と、反応炉101の一方の端部には逆流防止蓋102が設置されており、反応炉101のもう一方の端部は外部へガスを排出するためのガス排気系へと接続されている。また、逆流防止蓋102を通して石英製のガス導入管104と反応性ガス供給管103とが設置されている。反応性ガス供給管103は液体原料106を収容した箱状の原料容器105の反応性ガス供給管接続口109に接続して設置されており、原料容器105の上部には原料容器蓋114が設置されている。原料容器105の内部には液体原料106の液面に浮上するように設置されたフロート蓋118が設置されている。また、反応炉101内の下流側にはサセプタ108及び基板107が設置されている。   The vapor phase growth apparatus 500 includes a quartz reaction furnace 101, and a backflow prevention lid 102 is installed at one end of the reaction furnace 101. The other end of the reaction furnace 101 discharges gas to the outside. Connected to the gas exhaust system for. Further, a quartz gas introduction pipe 104 and a reactive gas supply pipe 103 are installed through the backflow prevention lid 102. The reactive gas supply pipe 103 is connected to a reactive gas supply pipe connection port 109 of a box-shaped raw material container 105 containing a liquid raw material 106, and a raw material container lid 114 is installed above the raw material container 105. Has been. A float lid 118 is installed in the raw material container 105 so as to float on the liquid surface of the liquid raw material 106. Further, a susceptor 108 and a substrate 107 are installed on the downstream side in the reaction furnace 101.

図18は図17に示したA−B断面における原料容器105及びフロート蓋118の断面構造を示す。フロート蓋118には下方に凸の舟型形状部分118aを設けており、この部分118aは液体原料106液面に浮上するための浮きの役割を果たすように構造を設計している。このとき原料容器105に導入された反応性ガスは、フロート蓋118と液体原料106、及び原料容器105の側壁とで囲まれた反応性ガス通過領域117を通って、前駆体ガス排出口110より反応炉101内へと導入される。   FIG. 18 shows a cross-sectional structure of the raw material container 105 and the float lid 118 in the AB cross section shown in FIG. The float lid 118 is provided with a downwardly convex boat-shaped portion 118a, and the structure 118a is designed so as to play a role of floating on the liquid surface of the liquid raw material 106. At this time, the reactive gas introduced into the raw material container 105 passes through the reactive gas passage region 117 surrounded by the float lid 118, the liquid raw material 106, and the side wall of the raw material container 105, and passes through the precursor gas discharge port 110. It is introduced into the reaction furnace 101.

このような構造によれば、液体原料106が減少した場合でも、液面に浮上したフロート蓋118との距離は一定の状態を保つことができるため、反応性ガスと液体原料106の液面との距離を一定にでき、III族の前駆体の生成量を安定させることで基板の成長速度の低下を大幅に抑制することが可能となる。   According to such a structure, even when the liquid raw material 106 is reduced, the distance from the float lid 118 that has floated to the liquid surface can be kept constant, so that the reactive gas and the liquid surface of the liquid raw material 106 Can be kept constant, and by stabilizing the amount of group III precursor produced, it is possible to greatly suppress a decrease in the growth rate of the substrate.

なお、フロート蓋118は液面高さの変化に対してスムーズに動く必要があるため、原料容器105の側壁との間に若干の隙間を設ける必要があるが、このとき少量の反応性ガスがフロート蓋118の上方を通って未反応のまま反応炉101内へと流入することが考えられる。そこで図19のようにフロート蓋118の上側に補助原料容器119を設置して、フロート蓋118の上方を通る反応性ガスを反応させるようにすることも、III族の前駆体の生成量をより安定させるうえで有効である。   Since the float lid 118 needs to move smoothly in response to the change in the liquid level, it is necessary to provide a slight gap with the side wall of the raw material container 105. At this time, a small amount of reactive gas is generated. It is conceivable to flow into the reactor 101 through the upper portion of the float lid 118 without being reacted. Therefore, as shown in FIG. 19, an auxiliary raw material container 119 is installed on the upper side of the float lid 118 so that the reactive gas passing above the float lid 118 can be reacted. It is effective in stabilizing.

また、フロート蓋118が液体原料106と接触することによる、フロート蓋118の劣化あるいは液体原料106の汚染などの問題が想定される場合には、図20に示すように、フロート蓋118の位置を外部より調節するためのフロート蓋変位機構120をフロート蓋118に接続して設置し、液体原料106の液面から一定の距離になるように調節することによっても同様の効果を得ることが可能である。   Further, when a problem such as deterioration of the float lid 118 or contamination of the liquid raw material 106 due to the float lid 118 coming into contact with the liquid raw material 106 is assumed, the position of the float lid 118 is changed as shown in FIG. A similar effect can be obtained by installing a float lid displacement mechanism 120 for adjustment from the outside connected to the float lid 118 and adjusting the float lid 118 so that the distance from the liquid surface of the liquid raw material 106 is constant. is there.

本発明の第一の実施形態に係る気相成長装置の構造を示す垂直断面概略図である。1 is a schematic vertical sectional view showing the structure of a vapor phase growth apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態の原料容器の形状を示す鳥瞰概略図である。It is a bird's-eye schematic which shows the shape of the raw material container of 1st embodiment of this invention. 図2の原料容器の使用態様を示したもので、(a)は液面レベルが高い場合、(b)は液面レベルが下がった場合、(c)は液面レベルが低い場合を示す垂直断面概略図である。FIG. 3 shows how the raw material container of FIG. 2 is used, in which (a) shows a case where the liquid level is high, (b) shows a case where the liquid level falls, and (c) shows a case where the liquid level is low. FIG. 本発明の第二の実施形態に係る原料容器の構造とその使用態様を示したもので、(a)は液面レベルが高い場合、(b)は液面レベルが下がった場合、(c)は液面レベルが低い場合を示す垂直断面概略図である。The structure of the raw material container which concerns on 2nd embodiment of this invention, and its usage aspect are shown, (a) when a liquid level is high, (b) when a liquid level falls, (c) FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing a case where the liquid level is low. 本発明の第二の実施形態に係る原料容器の変形例を示すの垂直断面概略図である。It is the vertical cross-sectional schematic of the modification of the raw material container which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態に係る気相成長装置の構造を示す垂直断面概略図である。It is the vertical cross-sectional schematic which shows the structure of the vapor phase growth apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態における液面調整ブロックとブロック移動機構(位置制御機構)の構造を示す鳥瞰概略図である。It is a bird's-eye schematic diagram which shows the structure of the liquid level adjustment block and block movement mechanism (position control mechanism) in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態における原料容器の構造を示す鳥瞰概略図である。It is a bird's-eye schematic which shows the structure of the raw material container in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態に係る気相成長装置の内部構造を示す断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the internal structure of the vapor phase growth apparatus which concerns on 4th embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態における原料容器の構造例を示す鳥瞰概略図である。It is the bird's-eye schematic which shows the structural example of the raw material container in 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施形態に係る気相成長装置の構造を示した垂直断面概略図である。It is the vertical cross-sectional schematic which showed the structure of the vapor phase growth apparatus which concerns on 5th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施形態における原料容器の構造を示した鳥瞰概略図である。It is the bird's-eye schematic which showed the structure of the raw material container in 5th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施形態における反応性ガス供給管の開口部と液体原料の液面レベルとの関係を示したもので、(a)は液面レベルが高い場合、(b)は液面レベルが低い場合を示す図である。The relationship between the opening part of the reactive gas supply pipe | tube in 5th embodiment of this invention and the liquid level of a liquid raw material is shown, (a) is a liquid level high, (b) is a liquid level It is a figure which shows the case where a level is low. 本発明の第五の実施形態において、反応性ガス供給管を液体原料の液面に沿って幾重にも折り曲げた構造を示す原料容器の鳥瞰概略図である。In 5th embodiment of this invention, it is a bird's-eye schematic view of the raw material container which shows the structure which bent the reactive gas supply pipe | tube along the liquid level of the liquid raw material several times. 本発明の第五の実施形態において、反応性ガス供給管を回転した場合を示した断面図で、(a)は液面レベルが高い場合、(b)は液面レベルが低い場合を示す図である。In 5th embodiment of this invention, it is sectional drawing which showed the case where a reactive gas supply pipe was rotated, (a) is a case where a liquid level is high, (b) is a figure which shows a case where a liquid level is low. It is. 本発明の第六の実施形態における反応性ガス供給管の開口部と、液体原料の液面レベルに対する原料容器の回転角度との関係を示したもので、(a)は液面レベルが高い場合、(b)は液面レベルが下がった場合、(c)は液面レベルが低い場合を示す図である。The relationship between the opening part of the reactive gas supply pipe in the sixth embodiment of the present invention and the rotation angle of the raw material container with respect to the liquid level of the liquid raw material is shown, and (a) shows a case where the liquid level is high. (B) is a figure which shows the case where a liquid level falls, (c) is a figure which shows the case where a liquid level is low. 本発明の第七の実施形態に係る気相成長装置の構造を示した垂直断面概略図である。It is the vertical cross-sectional schematic which showed the structure of the vapor phase growth apparatus which concerns on the 7th embodiment of this invention. 図17の原料容器のA−B断面図である。It is AB sectional drawing of the raw material container of FIG. 本発明の第七の実施形態におけるフロート蓋の上側に補助原料容器を設置した状態を示す鳥瞰概略図である。It is a bird's-eye schematic showing the state where the auxiliary material container was installed above the float lid in the seventh embodiment of the present invention. 本発明の第七の実施形態の気相成長装置の変形例を示す垂直断面概略図である。It is the vertical cross-sectional schematic which shows the modification of the vapor phase growth apparatus of the 7th embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 反応炉(反応容器)
102 逆流防止蓋
103 反応性ガス供給管
104 ガス導入管
105 原料容器
106 液体原料
107 基板
108 サセプタ
109 反応性ガス供給管接続口
110 前駆体ガス排出口
111 仕切板
112 液面調整ブロック
113 ブロック移動機構
114 原料容器蓋
115 原料容器側面管
116 液体原料供給管
117 反応性ガス通過領域
118 フロート蓋
118a 舟型形状部分
119 補助原料容器
120 フロート蓋変位機構
101 reactor (reaction vessel)
102 Backflow prevention cover 103 Reactive gas supply pipe 104 Gas introduction pipe 105 Raw material container 106 Liquid raw material 107 Substrate 108 Susceptor 109 Reactive gas supply pipe connection port 110 Precursor gas discharge port 111 Partition plate 112 Liquid level adjustment block 113 Block moving mechanism 114 Raw material container lid 115 Raw material container side pipe 116 Liquid raw material supply pipe 117 Reactive gas passage region 118 Float lid 118a Boat-shaped portion 119 Auxiliary raw material container 120 Float lid displacement mechanism

Claims (21)

半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、
前記反応性ガス供給管と前記液体原料の液面との距離を概ね一定に保つための機構を有しており、該機構は前記原料容器に収容された前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置角度を調整することで前記液体原料の液面高さを概ね一定に保持することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする気相成長装置。
A reaction vessel containing a semiconductor substrate, a raw material vessel installed inside the reaction vessel for containing a liquid raw material, a reactive gas supply pipe installed connected to the raw material vessel, and the reaction vessel At least one or more gas inlets installed in a connected manner, a semiconductor substrate installed inside the reaction vessel, a susceptor for holding the semiconductor substrate, and a heating source installed outside the reaction vessel And a vapor phase growth apparatus provided with at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside,
A mechanism for maintaining a substantially constant distance between the reactive gas supply pipe and the liquid surface of the liquid material, the mechanism depending on the amount of the liquid material stored in the material container; A vapor phase growth apparatus characterized by having a structure of a raw material container capable of maintaining the liquid surface height of the liquid raw material substantially constant by adjusting an installation angle of the container.
半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、
前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも、前記反応性ガス供給管より前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする気相成長装置。
A reaction vessel containing a semiconductor substrate, a raw material vessel installed inside the reaction vessel for containing a liquid raw material, a reactive gas supply pipe installed connected to the raw material vessel, and the reaction vessel At least one or more gas inlets installed in a connected manner, a semiconductor substrate installed inside the reaction vessel, a susceptor for holding the semiconductor substrate, and a heating source installed outside the reaction vessel And a vapor phase growth apparatus provided with at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside,
Even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates in the structure of the raw material container, the reactive gas introduced into the raw material container from the reactive gas supply pipe is not in the raw material container. A vapor phase growth apparatus characterized by having a structure of a raw material container capable of controlling the shape of a space passing therethrough substantially uniformly.
請求項2に記載の気相成長装置において、
前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置角度を調整することで前記液体原料の液面高さを概ね一定に保持することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 2,
The structure of the raw material container for controlling the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the inside of the raw material container is substantially constant,
It is a structure of a raw material container capable of maintaining the liquid surface height of the liquid raw material substantially constant by adjusting the installation angle of the raw material container according to the amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container. A vapor phase growth apparatus characterized by that.
請求項2に記載の気相成長装置において、
前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 2,
The structure of the raw material container for controlling the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the inside of the raw material container is substantially constant,
A structure having a liquid level adjustment block installed in contact with the liquid raw material contained in the raw material container, and a position control mechanism for moving the liquid level adjustment block in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid raw material A vapor phase growth apparatus characterized by the above.
請求項2に記載の気相成長装置において、
前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域の前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 2,
The structure of the raw material container for controlling the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the inside of the raw material container is substantially constant,
A region in which a part of the liquid surface of the liquid source contained in the source container is provided with a region not exposed to the reactive gas supplied from the reactive gas supply pipe, and the region not subjected to the exposure A liquid level adjusting block installed in contact with the liquid source, and a position control mechanism for moving the liquid level adjusting block in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid source. Vapor growth equipment.
請求項2に記載の気相成長装置において、
前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、
反応容器の外部より前記原料容器の内部に前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 2,
The structure of the raw material container for controlling the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the inside of the raw material container is substantially constant,
A vapor phase growth apparatus having a structure having a liquid source replenishment mechanism for supplying the liquid source into the source vessel from the outside of the reaction vessel.
請求項2に記載の気相成長装置において、
前記原料容器内部に導入された反応性ガスが該原料容器の内部において通過する空間の形状を概ね一定に制御するための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域に対して反応容器の外部より前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 2,
The structure of the raw material container for controlling the shape of the space through which the reactive gas introduced into the raw material container passes in the inside of the raw material container is substantially constant,
A region in which a part of the liquid surface of the liquid source contained in the source container is provided with a region not exposed to the reactive gas supplied from the reactive gas supply pipe, and the region not subjected to the exposure A vapor phase growth apparatus characterized by having a liquid source replenishment mechanism for supplying the liquid source from the outside of the reaction vessel.
半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該反応容器の内部に設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、
前記反応性ガス供給管の構造が、前記反応性ガス供給管の一部が前記原料容器に収容される前記液体原料に接触し、且つ前記反応性ガス供給管が前記液体原料と接触する領域の一部或いは全体に渡り開口部を有することを特徴とする気相成長装置。
A reaction vessel containing a semiconductor substrate, a raw material vessel for containing a liquid raw material installed in the reaction vessel, a reactive gas supply pipe installed in the reaction vessel, and connected to the reaction vessel At least one gas inlet installed in the reactor, a semiconductor substrate installed inside the reaction vessel, a susceptor for holding the semiconductor substrate, and a heating source installed outside the reaction vessel; In the vapor phase growth apparatus provided with at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside,
The structure of the reactive gas supply pipe is such that a part of the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid raw material accommodated in the raw material container, and the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid raw material. A vapor phase growth apparatus characterized by having an opening part in part or in whole.
半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該反応容器の内部に設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口からなり、前記反応性ガス供給管の構造が、前記反応性ガス供給管の一部が前記原料容器に収容される前記液体原料に接触し、且つ前記反応性ガス供給管が前記液体原料と接触する領域の一部或いは全体に渡り開口部を有する気相成長装置において、
前記原料容器の構造が、前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも、前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とする構造であることを特徴とする気相成長装置。
A reaction container for containing a semiconductor substrate, a raw material container for containing a liquid raw material installed in the reaction container, a reactive gas supply pipe installed in the reaction container, and a connection to the reaction container And at least one gas inlet, a semiconductor substrate installed inside the reaction vessel, a susceptor for holding the semiconductor substrate, and a heating source installed outside the reaction vessel, , Comprising at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside, wherein the structure of the reactive gas supply pipe is such that a part of the reactive gas supply pipe is provided in the raw material vessel. In the vapor phase growth apparatus that has an opening over a part or the whole of the region that is in contact with the liquid source to be accommodated and the reactive gas supply pipe is in contact with the liquid source,
The structure of the raw material container is controlled so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material stored in the raw material container fluctuates. A vapor phase growth apparatus characterized by having a structure that enables the above.
請求項9に記載の気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、
前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置位置を移動することが可能な構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 9.
The raw material for enabling control so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container changes. The container structure is
A vapor phase growth apparatus characterized by having a structure capable of moving an installation position of the raw material container in accordance with the amount of the liquid raw material.
請求項9に記載の気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料の量に応じて該原料容器の設置角度を調整することで前記液体原料の液面高さを概ね一定に保持することが可能な原料容器の構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 9.
The raw material for enabling control so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container changes. The container structure is
It is a structure of a raw material container capable of maintaining the liquid surface height of the liquid raw material substantially constant by adjusting the installation angle of the raw material container according to the amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container. A vapor phase growth apparatus characterized by that.
請求項9に記載の気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有する構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 9.
The raw material for enabling control so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container changes. The container structure is
A structure having a liquid level adjustment block installed in contact with the liquid raw material contained in the raw material container, and a position control mechanism for moving the liquid level adjustment block in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid raw material A vapor phase growth apparatus characterized by the above.
請求項9に記載の気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域の前記液体原料に接触して設置された液面調整ブロックと、該液面調整ブロックを前記液体原料の液面に対して概ね垂直方向に移動させる位置制御機構を有することを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 9.
The raw material for enabling control so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container changes. The container structure is
A region in which a part of the liquid surface of the liquid source contained in the source container is provided with a region not exposed to the reactive gas supplied from the reactive gas supply pipe, and the region not subjected to the exposure A gas level adjustment block installed in contact with the liquid source, and a position control mechanism for moving the liquid level adjustment block in a direction substantially perpendicular to the liquid level of the liquid source. Growth equipment.
請求項9に記載の気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、
反応容器の外部より前記原料容器の内部に前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 9.
The raw material for enabling control so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container changes. The container structure is
A vapor phase growth apparatus having a structure having a liquid source replenishment mechanism for supplying the liquid source into the source vessel from the outside of the reaction vessel.
請求項9に記載の気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の残量が変動した場合にも前記反応性ガス供給管と前記液体原料が常に接触した状態を保持するように制御することを可能とするための前記原料容器の構造が、
前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の一部が前記反応性ガス供給管より供給される反応性ガスによる曝露を受けない領域を設けた構造であり、且つこの曝露を受けない領域に対して反応容器の外部より前記液体原料を供給するための液体原料補充機構を有する構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 9.
The raw material for enabling control so that the reactive gas supply pipe and the liquid raw material are always kept in contact with each other even when the remaining amount of the liquid raw material accommodated in the raw material container changes. The container structure is
A region in which a part of the liquid surface of the liquid source contained in the source container is provided with a region not exposed to the reactive gas supplied from the reactive gas supply pipe, and the region not subjected to the exposure A vapor phase growth apparatus characterized by having a liquid source replenishment mechanism for supplying the liquid source from the outside of the reaction vessel.
半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の液面に一部が接触し、且つ浮上するように設置されたフロート蓋を有することを特徴とする気相成長装置。
A reaction vessel containing a semiconductor substrate, a raw material vessel installed inside the reaction vessel for containing a liquid raw material, a reactive gas supply pipe installed connected to the raw material vessel, and the reaction vessel At least one or more gas inlets installed in a connected manner, a semiconductor substrate installed inside the reaction vessel, a susceptor for holding the semiconductor substrate, and a heating source installed outside the reaction vessel And a vapor phase growth apparatus provided with at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside,
A vapor phase growth apparatus characterized by having a float lid that is partly in contact with the liquid surface of the liquid raw material contained in the raw material container and installed so as to float.
請求項16に記載の気相成長装置において、
前記フロート蓋の構造が、上方に液体原料を収容できる構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 16,
The structure of the float lid is a structure capable of accommodating a liquid raw material in the upper part, and a vapor phase growth apparatus characterized by the above.
半導体基板を収容する反応容器と、該反応容器の内部に設置された液体原料を収容するための原料容器と、該原料容器に接続して設置された反応性ガス供給管と、該反応容器に接続して設置された少なくとも一つ以上のガス導入口と、該反応容器の内部に設置された半導体基板及び該半導体基板を保持するためのサセプタと、該反応容器の外部に設置された加熱源と、該反応容器の内部から外部へガスを排出するための少なくとも一つ以上のガス排気口が設置された気相成長装置において、
前記原料容器に収容された前記液体原料の液面の上方に所定の距離だけ離れた状態で設置された移動蓋を有しており、且つ該移動蓋を上下に移動するための機構を有することを特徴とする気相成長装置。
A reaction vessel containing a semiconductor substrate, a raw material vessel installed inside the reaction vessel for containing a liquid raw material, a reactive gas supply pipe installed connected to the raw material vessel, and the reaction vessel At least one or more gas inlets installed in a connected manner, a semiconductor substrate installed inside the reaction vessel, a susceptor for holding the semiconductor substrate, and a heating source installed outside the reaction vessel And a vapor phase growth apparatus provided with at least one gas exhaust port for discharging gas from the inside of the reaction vessel to the outside,
It has a moving lid installed at a predetermined distance above the liquid surface of the liquid raw material accommodated in the raw material container, and has a mechanism for moving the moving lid up and down. A vapor phase growth apparatus characterized by the above.
請求項18に記載の気相成長装置において、
前記移動蓋の構造が、上方に液体原料を収容できる構造であることを特徴とする気相成長装置。
The vapor phase growth apparatus according to claim 18,
The structure of the moving lid is a structure capable of accommodating a liquid raw material in the upper part, and a vapor phase growth apparatus characterized by the above.
請求項1乃至19に記載の気相成長装置を用いて製造することを特徴とする半導体基板の製造方法。   A method for manufacturing a semiconductor substrate, wherein the manufacturing method is performed using the vapor phase growth apparatus according to claim 1. 請求項1乃至19に記載の気相成長装置を用いて製造したことを特徴とする半導体基板。   A semiconductor substrate manufactured using the vapor phase growth apparatus according to claim 1.
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