JP2000068215A

JP2000068215A - 気相薄膜成長方法およびこれに用いる気相薄膜成長装置

Info

Publication number: JP2000068215A
Application number: JP24922398A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ota; 豊太田; Takeshi Arai; 剛荒井
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】気相薄膜成長装置を用いた成膜における基板
直径方向の周期的な膜厚変動を改善する。【解決手段】半導体基板Ｗを載置する回転式のサセプ
タ４に対して一列に配列された原料ガス導入孔２ａ〜２
ｄから、矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのごとく原料ガスおよびキ
ャリアガスを半導体基板Ｗの主面に平行に導入する。半
導体基板Ｗの主面上において、原料ガス濃度は原料ガス
導入孔２ａ〜２ｄの開口中央の延長線上で最大となる
が、これらの原料ガス導入口２ａ〜２ｄの仮想中心軸Ｘ
２が半導体基板Ｗの仮想中心軸Ｘ１からシフト量Ｓだけ
ずれていることにより、半導体基板Ｗの回転に伴い、該
基板上のある地点が曝される原料ガスの濃度が効率よく
平均化される。この結果、膜厚均一性の高い薄膜が形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の表面
に高度な面内膜厚均一性をもって薄膜を気相成長させる
ことが可能な気相薄膜成長方法と、これに好適に用いら
れる気相薄膜成長装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造分野においては、半導体基板
の上に単結晶薄膜や多結晶薄膜を精度良く気相成長させ
る薄膜成長工程は極めて重要なプロセスである。近年の
半導体装置の微細化や高集積度化に伴って、これら薄膜
の厚さや品質の均一性に対する要求も厳しさを増してい
る。また、半導体チップ面積の増大に伴う生産性の低下
を防止するために、半導体基板の口径も現状の主流の２
００ｍｍから３００ｍｍ、さらにはそれ以上へと拡大す
る兆しをみせている。かかる背景から、気相薄膜成長装
置としては従来のバッチ式装置に代わり、膜品質の制御
性に優れる枚葉式の装置が主流となりつつある。特に、
シリコンエピタキシャルウェーハを製造するための気相
薄膜成長装置においては、遷移幅の縮小、膜厚や電気抵
抗率のウェーハ面内均一性およびウェーハ間均一性の改
善、オートドーピングの低減といった観点から、枚葉式
のメリットが大きい。

【０００３】シリコンエピタキシャルウェーハ上のシリ
コンエピタキシャル膜については、電子デバイスの微細
化に伴ってより一層の薄膜化と、膜厚および抵抗率の高
度な均一化とが要求されている。しかし、デバイス・チ
ップの大型化と共に半導体基板が大口径化し、形成すべ
きシリコンエピタキシャル膜の面積も増大していること
から、この要求に十分に応えることは年々困難となりつ
つある。大口径の半導体単結晶基板上に半導体単結晶薄
膜を気相成長させるための気相薄膜成長装置としては、
半導体単結晶基板を水平に載置する枚葉式のものが主に
用いられている。

【０００４】図５に、従来の枚葉式の気相薄膜成長装置
の構成例を示す。この装置は、長手方向の一端に原料ガ
ス供給管１２、他端に排気口３を備えた偏平な反応容器
１と、この反応容器１の下方側に位置し、半導体基板Ｗ
を載置するためのサセプタ５を収容するサセプタ収容部
４と、このサセプタ収容部４の底部中央に接続され、上
記サセプタ５の回転軸６を挿通させるための脚部７と、
この脚部７の末端にて上記回転軸６に接続され、該回転
軸６を矢印ｆ方向に回転可能とする回転アセンブリ８と
を備える。この他に図示されない構成要素としては、反
応容器１の天井面の外部に配列され、半導体基板Ｗを均
一に加熱するための複数の赤外線ランプ、上記脚部７の
内部から上記サセプタ収容部４の内部に向けてパージガ
スを供給するためのパージガス供給系統、サセプタ５表
面の温度を測定することにより半導体基板Ｗの温度を検
出するための放射温度計がある。

【０００５】上記原料ガス供給管１２は、たとえば上記
反応容器１の幅方向に一列に等間隔に配列された４つの
流路に分割され、各流路の末端が原料ガス導入口１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとされている。中央の２つ
の流路、および両端の２つの流路へは、原料ガスがキャ
リアガスと共にそれぞれマスフローコントローラ（ＭＦ
Ｃ）９，１０で流量制御された後に供給される。各原料
ガス導入口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄから矢印
ａ，ｂ，ｃ，ｄ方向に導入されたこれらのガスは、半導
体基板Ｗの主面に対して略平行なガス流を形成する。こ
のガス流は、上記半導体基板Ｗの中心点上を通り原料ガ
スの導入方向に沿った仮想中心軸Ｘ１に対して左右対称
である。これは、複数の原料ガス導入口１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄの仮想中心軸Ｘ２、すなわちここで
は原料ガス導入口１２ｂの中心と１２ｃの中心との中間
点に、原料ガスの導入方向に沿って仮想される中心軸Ｘ
２が、半導体基板Ｗの仮想中心軸Ｘ１に一致しているか
らである。半導体基板Ｗの主面上を通過したガスは、反
対側の排気口３から矢印ｅ方向に排気される。

【０００６】また図６には、半導体基板Ｗに平行な面内
でこの半導体基板Ｗの端部に隣接して設けられる長穴状
の原料ガス供給管を複数の溝状の流路に分割し、個々の
流路におけるガス濃度あるいはガス流量を制御可能とし
たガス供給多岐管を備えた気相薄膜成長装置のサセプタ
近傍の上面図を示す。この装置構成に類似した構成は、
たとえば特開平４−２３３７２３号公報に開示されてい
る。この装置において、半導体基板Ｗを載置するサセプ
タ２１はこれとほぼ同一平面をなす予熱リング２２に周
回され、この予熱リング２２の円周の一部に沿ってガス
供給管３３と排気管２６とが配置されている。上記サセ
プタ２１、予熱リング２２、原料ガス供給管３３の開口
端近傍、および排気管２６の開口端近傍は図示されない
石英製の反応容器に収容されており、前記サセプタ２１
と予熱リング２２とがなす平面により前記反応容器の内
部空間が上下に概ね二分される。上部空間には必要に応
じてドーパントガスを含む原料ガスおよびキャリアガ
ス、下部空間にはパージガスが供給される。また半導体
基板Ｗの加熱は、この反応容器の上下に配される図示さ
れない赤外線ランプにより行われる。

【０００７】上記原料ガス供給管３３は、予熱リング２
２の円周の一部に沿って一列かつ等間隔に配列される４
つの流路に分割され、各流路の末端が原料ガス導入口３
３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄとされている。両端の２
つの流路と中央の２つの流路におけるガス流量は、独立
に制御可能となされている。すなわち、原料ガス供給管
３３へ供給される原料ガスおよびキャリアガスは、まず
マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２５で流量を制御さ
れた後に２つの経路に分割され、各経路に備えられたバ
ルブ２４ａ，２４ｂでさらに流量を制御されて、それぞ
れ両端の２つの流路と中央の２つの流路とに振り分けら
れる。

【０００８】各原料ガス導入口３３ａ，３３ｂ，３３
ｃ，３３ｄから矢印ａ，ｂ，ｃ，ｄ方向に導入されたこ
れらのガスは、半導体基板Ｗの主面に対して略平行なガ
ス流を形成する。この装置においても、前掲の図４に示
した装置と同様、ガス流は上記半導体基板Ｗの中心点上
を通り原料ガスの導入方向に沿った仮想中心軸Ｘ１に対
して左右対称である。これは、複数の原料ガス導入口３
３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの仮想中心軸Ｘ２、すな
わちここでは原料ガス導入口３３ｂの中心と３３ｃの中
心との中間点に、原料ガスの導入方向に沿って仮想され
る中心軸Ｘ２が、半導体基板Ｗの仮想中心軸Ｘ１に一致
しているからである。半導体基板Ｗの主面上を通過した
ガスは、対面側の排気管２６へ流入する。この排気管２
６は、予熱リング２２の円周の一部に沿って配置された
２つの流路２６ａ，２６ｂに分割されており、最終的に
はこれらの流路２６ａ，２６ｂを通過したガス流が合流
し、排気口２７から矢印ｅ方向に排気される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな装置を使用して半導体基板Ｗの上に気相成長された
薄膜には、基板の直径方向に沿って周期的に畝状の膜厚
分布が現れることが避けられない。つまり、半導体基板
Ｗ上では、膜厚の大きい領域と小さい領域とが交互に繰
り返され、同心円状の畝が形成されるのである。たとえ
ば、シリコンエピタキシャル膜を１５μｍ気相成長させ
る場合、ＳＥＭＩ(Semiconductor Equipment and Mater
ials International) のフラットネス規格であるＳＦＱ
Ｄ（ＳＥＭＩＭ１−９６）で２０ｍｍ角のセル内に
０．１８μｍ程度の畝が形成される。ここで、ＳＥＭＩ
の定義によるＳＦＱＤとは、ウェーハ全面をセルに分割
し、表面基準のベストフィット法で求めた基準面と各セ
ルに発生している凸部または凹部との標高差の最大値を
絶対値で表したフラットネスの指標である。

【００１０】上述のような膜厚差は、デザインルールが
０．１８μｍ以下に縮小される今後の半導体プロセスへ
の適用を想定した場合に実用上許容できるものではな
い。そこで本発明は、半導体基板の表面に高度な面内膜
厚およびフラットネス均一性をもって薄膜を気相成長さ
せることが可能な気相薄膜成長方法と、これに用いる気
相薄膜成長装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の気相薄膜成長方
法は、反応容器の一端に開口される原料ガス導入口の配
列を、原料ガスの導入方向に沿った被成膜基板の仮想中
心軸に対して非対称に設定した状態で、該被成膜基板を
回転させながら前記薄膜を成長させるものである。これ
により、被成膜基板上において原料ガスの流速が大きく
なる地点が分散され、該被成膜基板の直径方向に沿った
周期的な膜厚変動が解消もしくは緩和される。上記被成
膜基板としてはシリコン単結晶基板、上記原料ガスとし
てはシラン系ガスを典型的に用いることができる。これ
により、膜厚均一性に極めて優れるシリコン単結晶薄膜
が得られる。

【００１２】上記の非対称な設定は、上記複数の原料ガ
ス導入口の配列を等間隔とし、かつこれら複数の原料ガ
ス導入口全体を該間隔の１／５〜３／１０に相当するシ
フト量だけ前記反応容器の幅方向に沿って前記被成膜基
板の仮想中心軸からシフトさせることにより達成可能で
ある。特に、このシフト量を上記間隔の１／４とする
と、被成膜基板上における原料ガスの流速の平均化効果
が理論上最大となる。かかる構成によれば、上記複数の
原料ガス導入口から供給される原料ガスの濃度および流
量が実質的に等しくても均一な膜厚分布を達成すること
ができる。

【００１３】また、上記の方法を実施する上で好適な本
発明の気相薄膜成長装置は、偏平な反応容器内におい
て、原料ガス導入手段の仮想中心軸が、回転式のサセプ
タの上に載置される被成膜基板の仮想中心軸から前記反
応容器の幅方向に沿ってシフトされたものである。上記
原料ガス導入手段は、反応容器の幅方向に沿って配列さ
れる複数の原料ガス導入口に分割されていることが、反
応容器内に層流を形成する上で好適である。この場合、
複数の原料ガス導入口の配列が等間隔とされ、かつこれ
ら複数の原料ガス導入口全体が、該間隔の１／５〜３／
１０に相当するシフト量だけ反応容器の幅方向に沿って
上記被成膜基板の仮想中心軸からシフトされていること
が、原料ガスの流速の平均化効果を得る上で好適であ
る。特に、このシフト量が１／４である場合に、平均化
効果が最大となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の気相薄膜成長装
置の概略斜視図、図２にその要部の模式的上面図を示
す。ただし、これら図１および図２の参照符号は前掲の
図４と一部共通であり、共通部分については詳しい説明
は省略する。上記反応容器１の幅方向、すなわち短手方
向の長さは、半導体基板Ｗの直径よりもやや大とされる
程度に選択される。このことにより、反応容器１内のガ
ス流が近似的に層流を形成した状態で半導体基板Ｗの主
面に沿って通過するようになされている。直径２００ｍ
ｍの半導体基板Ｗに対する処理を想定した場合、反応容
器１の幅は例えば２８０ｍｍ程度に設定される。なお、
上記反応容器１の天井面側の外部には半導体基板Ｗを均
一に加熱するための複数の赤外線ランプが配列されてい
るが、ここでは煩雑さを避けるために図示を省略し、光
の入射方向のみ矢印Ｌで示してある。なお、半導体基板
Ｗを加熱するための赤外線ランプは、上記反応容器１の
底部側の外部にも配列されることがある。

【００１５】上記反応容器１の一端には、原料ガス供給
管２が接続されている。この原料ガス供給管２は、４分
割された流路を有し、各流路の末端が原料ガス導入口２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとされている。この原料ガス導入
口間のピッチＰ、すなわち、隣接する各原料ガス導入口
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの中心間距離は、５０ｍｍとし
た。各原料ガス導入口２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄから導入
された原料ガスは、それぞれ矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示さ
れるごとく、半導体基板Ｗの主面に対して略平行なガス
流を形成し、反応容器１の他端に接続された排気口３か
ら矢印Ｅ方向に排気される。ただし、この装置が前掲の
図４に示した装置と異なるところは、複数の原料ガス導
入口２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄからなる原料ガス導入手段
の仮想中心軸Ｘ２、すなわちここでは、原料ガス導入口
２ｂの中心と２ｃの中心との中間点に、原料ガスの導入
方向に沿って仮想される中心軸Ｘ２が、半導体基板Ｗの
中心点上を通り原料ガスの導入方向に沿った仮想中心軸
Ｘ１に一致されていないことである。この原料ガス導入
手段の仮想中心軸Ｘ２は、半導体基板Ｗの仮想中心軸Ｘ
１から反応容器の幅方向に沿ってシフト量Ｓだけずれて
いる。

【００１６】本発明の気相薄膜成長装置を使用すると、
半導体基板Ｗの直径のうち、原料ガスの流れ方向に垂直
な直径に沿った原料ガスの濃度分布プロファイルを、該
半導体基板Ｗの仮想中心軸Ｘ１に対して非対称とするこ
とができる。したがって、半導体基板Ｗ上のある地点が
曝される原料ガスの濃度が従来に比べてより効率的に平
均化され、これにより、半導体基板Ｗ上に原料ガスに由
来する薄膜を形成する際に、直径方向に沿った膜厚分布
も平均化される。

【００１７】図３には、上述の装置を用い、シフト量Ｓ
を様々に変えながら実際にシリコンエピタキシャル膜を
気相成長させた場合の膜厚変動を示す。なお、図３は半
導体基板Ｗの中心から半径分のみの膜厚分布を示してい
る。使用した半導体基板Ｗは、直径２００ｍｍ、面方位
（１００）、抵抗率０．０１Ω・ｃｍ〜０．０２Ω・ｃ
ｍのｐ⁺型シリコン単結晶基板であり、この上に目標厚
さ１５μｍにてｐ^-型のシリコンエピタキシャル膜（抵
抗率＝１０Ω・ｃｍ）を下記の条件で成長させた。Ｈ₂アニール条件：１１３０℃，４５秒エピタキシャル成長温度：１１３０℃ キャリアガス（Ｈ₂）流量：４０リットル／分原料ガス（ＳｉＨＣｌ₃をＨ₂で希釈）流量：１２リッ
トル／分ドーパントガス（Ｂ₂Ｈ₆をＨ₂で希釈）流量：１００
ｍｌ／分なお、中央２つの原料ガス導入口２ｂ，２ｃと、両端２
つの原料ガス導入口２ａ，２ｄから供給される原料ガス
の濃度および流量は、実質的に等しくなるように調整し
た。

【００１８】シフト量Ｓは、０ｍｍ（◇）、５ｍｍ
（◆）、１０ｍｍ（△）、１５ｍｍ（○）、２０ｍｍ
（□）および２５ｍｍ（●）の６段階に設定した。本発
明者らは、図３の破線の曲線（◇のプロット）にみられ
る周期的な畝状の膜厚変動の原因について検討した結
果、膜厚の変動の周期が約５０ｍｍである点に着目し、
この周期がほぼ原料ガス導入口２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
のピッチＰに合致していることを見出した。つまり、基
板中心からみた膜厚が最初に極大となる約２５ｍｍの地
点は、中央の２つの原料ガス導入口２ｂ，２ｃの開口中
心に、また膜厚が次に極大となる約７５ｍｍの地点と
は、両端の２つの流路２ａ，２ｄの開口中心にほぼ対応
している。開口中心の延長線上の近傍では、各原料ガス
導入口の隔壁の延長線上の近傍に比べてガスの流速が速
くなるため、単位時間当たりに半導体基板上へ供給され
るトータルの原料ガス量が多くなる。これは、現象的に
は半導体基板の直径方向に沿って原料ガスの濃度分布が
発生していることに等しい。つまり、基板中心から約２
５ｍｍおよび約７５ｍｍ離れた地点が高濃度の原料ガス
に曝される機会が多いために、これらの地点におけるシ
リコンエピタキシャル膜の厚さが極大となるのである。

【００１９】一方、シフト量Ｓが５ｍｍ（◆）→１０ｍ
ｍ（△）→１５ｍｍ（○）と増大するにつれて周期的変
動が減少し、かつ１０ｍｍ（△）と１５ｍｍ（○）の間
では周期パターンの位相の反転が生じている。Ｓ＝１５
ｍｍの時の膜厚の最大値は１５．０４μｍ、最小値は１
４．９８μｍ、その差はわずかに０．０６μｍであっ
た。このとき、前述したＳＥＭＩの定義によるＳＦＱＤ
は、２０ｍｍ角のセルで０．１０μｍであった。したが
って、デザインルール０．１８μｍ以降の半導体プロセ
スにも十分に適用可能なシリコンエピタキシャルウェー
ハが提供できることがわかった。しかし、シフト量Ｓが
さらに２０ｍｍ（□）→２５ｍｍ（●）と増大すると、
位相が反転したまま周期的変動が再び増大することがわ
かった。

【００２０】ここで、図４に示されるように、隣接する
原料ガス導入口の中心間距離をピッチＰと定義し、原料
ガス濃度は各ガス導入口の開口中心にて最大であると仮
定する。本発明のガス流を表す矢印Ａ〜Ｄ，従来のガス
流を表す矢印ａ〜ｄは、最大ガス濃度部分に対応し、隣
接する矢印の中間地点は最低ガス濃度部分に対応する。
ある地点Ｍが半導体基板Ｗの回転に伴い、最大濃度と最
低濃度とにバランス良く曝される場合とは、図４（ａ）
に示されるように、シフト量ＳがピッチＰの４分の１に
等しい場合であり、このときに最も効率良くガス濃度が
平均化される。これに対し、図４（ｂ）に示されるよう
に、シフト量ＳがピッチＰの半分に等しい場合には、あ
る地点Ｍが最大濃度に曝される機会が多くなり、平均化
の効率は従来と大差なくなる。

【００２１】前掲の図３をみると、シフト量Ｓ＝１０〜
１５ｍｍの間、すなわちシフト量ＷがピッチＰの１／５
〜３／１０に相当する場合に最もよく平均化が生じてお
り、これがピッチの１／４に近い値であると考えられ
る。実際のピッチＰが５０ｍｍであることから、この推
測は極めて妥当である。すなわち、図４（ａ）のように
半導体基板Ｗ上において高濃度の原料ガスに曝されやす
い地点が固定されることを防止すれば、周期的な膜厚変
動が緩和されると考えられる。このことは、取り扱い基
板の口径の異なる他の気相薄膜成長装置についても、適
切なシフト量Ｓを原料ガス導入口のピッチＰを基準にし
て設定することが可能であることを意味している。

【００２２】以上、本発明の具体的な実施の形態を説明
したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるもの
ではない。たとえば、本発明により成膜される薄膜は、
シリコンエピタキシャル膜のみならず、シリコン多結晶
膜であってよい。これらシリコン系薄膜の原料ガスとし
ては、上記のＳｉＨＣｌ₃以外にも様々なシラン系ガス
を用いることができ、例えばＳｉＨ₄，ＳｉＨ₂Ｃ
ｌ₂，ＳｉＣｌ₄等のモノシラン誘導体、あるいはジシ
ランやトリシランの誘導体を例示することができる。こ
こで、ジシランやトリシランを用いる場合は、モノシラ
ン誘導体を用いる場合に比べて低温成長が可能である。
また、ドーパントとしては、上記のＢ₂Ｈ₆以外にもｎ
型ドーパントであるフォスフィン（ＰＨ₃）、その他公
知の化学物質を用いることができる。さらに、本発明に
より成膜される薄膜は、シリコン系薄膜以外の半導体薄
膜や誘電体膜であっても構わない。

【００２３】上記の具体例では、原料ガス導入口の数を
４つとしたが、これ以外の数であってもよい。また、原
料ガス導入手段の仮想中心軸を被成膜基板の仮想中心軸
からずらすことに加えて、各原料ガス導入口から放出さ
れるガスの濃度および／または流量も独立に制御するこ
とにより、個々の装置特性に応じた最適な原料ガスの濃
度分布を決定することができる。また、前掲の図１およ
び図２では原料ガス供給管２の設置位置を従来の装置に
おける設置位置から平行移動させた構成を示したが、こ
のようにガス供給管２の本体全体を移動させる代わり
に、原料ガス導入口２ａ〜２ｄの開口端にスライド式あ
るいは回転式のシャッタ部材を配設し、見掛け上のガス
導入地点を変化させるようにしてもよい。シャッタ部材
を用いると、その開閉の程度に応じてシフト量を微調整
することが可能となる。つまり、シフト量を変更するた
びに装置を改造する必要がなくなるので、極めて好都合
である。この他、気相薄膜成長装置の構成や各部の寸
法、半導体基板の口径、気相成長条件等の細部について
は、適宜変更、選択、組合せが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば反応容器内の原料ガスの濃度プロファイルを
被成膜基板の仮想中心軸に対して非対称とした状態で、
この被成膜基板を回転させながら薄膜を気相成長させる
ので、非成膜基板上のあらゆる地点において原料ガスの
濃度が平均化され、成長される薄膜の膜厚やフラットネ
スを均一化することができる。また、本発明の気相薄膜
成長装置は、原料ガス供給手段の仮想中心軸と非成膜基
板の仮想中心軸とをずらすことにより上記の非対称なガ
ス濃度分布を簡便に達成するものである。この原料ガス
供給手段が反応容器の幅方向に沿って配列される複数の
原料ガス導入口に分割されることにより、原料ガス濃度
分布の微調整が可能となる。本発明は、シリコンエピタ
キシャルウェーハの製造に適用された場合に特に大きな
効果を奏し、今後さらに微細化される半導体デバイスの
製造の支援となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の枚葉式の気相薄膜成長装置の構成例を
示す概略斜視図である。

【図２】図１の枚葉式の気相薄膜成長装置の要部を示す
模式的上面図である。

【図３】様々なシフト量Ｓにおけるシリコンエピタキシ
ャル膜の膜厚の基板面内変動を示すグラフである。

【図４】本発明における被成膜基板の仮想中心軸と原料
ガス供給手段の仮想中心軸との最適なシフト量を説明す
るための図である。

【図５】従来の枚葉式の気相薄膜成長装置の構成例を示
す概略斜視図である。

【図６】従来の枚葉式の気相薄膜成長装置の他の構成例
を示す模式的上面図である。

【符号の説明】

１反応容器２，２３原料ガス供給管２ａ〜２ｄ，２３ａ〜２３ｄ原料ガス導入口３，２７排気口４サセプタ収容部５，２２サセプタ６回転軸７脚部８回転アセンブリ９，１０，２５マスフローコントローラ２６排気管Ｗ半導体基板Ｘ１半導体基板Ｗの仮想中心軸Ｘ２原料ガス導入手段の仮想中心軸Ｓシフト量

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応容器内に設置された回転式のサセプ
タ上に保持された被成膜基板の主面に対して平行かつ一
方向に複数の原料ガス導入口から原料ガスを導入しなが
ら、前記被成膜基板上に薄膜を成長させる気相薄膜成長
方法であって、前記原料ガス導入口の配列を、前記原料
ガスの導入方向に沿った前記被成膜基板の仮想中心軸に
対して非対称に設定し、該被成膜基板を回転させながら
前記薄膜を成長させることを特徴とする気相薄膜成長方
法。
【請求項２】前記被成膜基板としてシリコン単結晶基
板、前記原料ガスとしてシラン系ガスを用い、前記薄膜
としてシリコン単結晶薄膜を形成することを特徴とする
請求項１記載の気相薄膜成長方法。
【請求項３】前記非対称な設定は、前記複数の原料ガ
ス導入口の配列を等間隔とし、かつこれら複数の原料ガ
ス導入口全体を、該間隔の１／５〜３／１０に相当する
シフト量だけ前記反応容器の幅方向に沿って前記被成膜
基板の仮想中心軸からシフトさせるものであることを特
徴とする請求項１記載の気相薄膜成長方法。
【請求項４】前記シフト量を前記間隔の１／４とする
ことを特徴とする請求項３記載の気相薄膜成長方法。
【請求項５】前記複数の原料ガス導入口から供給され
る原料ガスの濃度および流量が実質的に等しいことを特
徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載
の気相薄膜成長方法。
【請求項６】偏平な反応容器内に被成膜基板を水平に
載置するための回転式のサセプタと、前記被成膜基板の
主面に対して平行かつ一方向に原料ガスを導入するため
に、前記反応容器の一端においてその幅方向の少なくと
も一部にわたり開口される原料ガス導入手段とを有し、
前記被成膜基板上に前記原料ガスに由来する薄膜を形成
するための気相薄膜成長装置であって、前記原料ガス導入手段の仮想中心軸が、前記原料ガスの
導入方向に沿った前記被成膜基板の仮想中心軸から前記
反応容器の幅方向に沿ってシフトされていることを特徴
とする気相薄膜成長装置。
【請求項７】前記原料ガス導入手段は前記反応容器の
幅方向に沿って配列される複数の原料ガス導入口に分割
されてなることを特徴とする請求項６記載の気相薄膜成
長装置。
【請求項８】前記複数の原料ガス導入口の配列が等間
隔とされ、かつこれら複数の原料ガス導入口全体が、該
間隔の１／５〜３／１０に相当するシフト量だけ前記反
応容器の幅方向に沿って前記被成膜基板の仮想中心軸か
らシフトされていることを特徴とする請求項７記載の気
相薄膜成長装置。
【請求項９】前記シフト量が前記間隔の１／４とされ
ていることを特徴とする請求項８記載の気相薄膜成長装
置。