JP2020088339A - ＳｉＣエピタキシャル成長装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】成長条件の変動が少ないＳｉＣエピタキシャル成長装置を得ることを目的とする。【解決手段】本実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、ＳｉＣウェハを載置する載置台と、前記載置台を覆う炉体と、を備え、前記炉体は、前記載置台と対向する位置に位置し、前記成長空間に原料ガスを供給する原料ガス供給口と、前記原料ガス供給口の周囲を囲み、前記成長空間にパージガスを供給する第１パージガス供給口と、前記第１パージガス供給口の周囲を囲み、前記成長空間にパージガスを供給する第２パージガス供給口と、を備える。【選択図】図１
Description
本発明は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置に関する。
炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、また、バンドギャップが３倍大きく、さらに、熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。そのため、炭化珪素（ＳｉＣ）は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。
ＳｉＣデバイスの実用化の促進には、高品質のＳｉＣエピタキシャルウェハ、及び高品質のエピタキシャル成長技術の確立が不可欠である。
ＳｉＣデバイスは、昇華再結晶法等で成長させたＳｉＣのバルク単結晶から加工して得られたＳｉＣウェハ上に、化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）等によってデバイスの活性領域となるエピタキシャル膜を成長させたＳｉＣエピタキシャルウェハを用いて作製される。なお、本明細書において、ＳｉＣエピタキシャルウェハはエピタキシャル膜を形成後のウェハを意味し、ＳｉＣウェハはエピタキシャル膜を形成前のウェハを意味する。
特許文献１には、成長室側に向けて徐々に広がる導入口を有する炭化珪素半導体の製造装置が記載されている。特許文献１に記載の炭化珪素半導体の製造装置は、各種ガスの導入範囲を広げることで、ＳｉＣ半導体基板におけるキャリア密度の面内分布差を抑制できる。
原料ガスは、成長室内で分解されたのち反応し、ＳｉＣとなる。Ｓｉ系の原料ガスとＣ系の原料ガスとが、ガスの供給口付近で分解し、反応すると、ガスの供給口の近傍にＳｉＣの付着物が生じる。ＳｉＣの付着物は、原料ガス等の流れを乱す。原料ガス等の流れは、ＳｉＣエピタキシャル膜の品質を決める一つの要因である。ＳｉＣエピタキシャル成長装置は、生産効率を高めるために、１枚成膜するごとに清掃することは難しい。ＳｉＣの付着物は、清掃直後の状態と複数枚成膜後の状態とでは異なる。清掃直後でも複数枚成膜後でも成長条件の変動の少ないＳｉＣエピタキシャル成長装置が求められている。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、成長条件の変動が少ないＳｉＣエピタキシャル成長装置を得ることを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、原料ガスの供給口の周囲に２重にパージガスの供給口を設けることで、成長条件の変動の少ないＳｉＣエピタキシャル製造装置を実現できることを見出した。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
（１）第１の態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、ＳｉＣウェハを載置する載置台と、前記載置台を覆い、内部に成長空間を有する炉体と、を備え、前記炉体は、前記載置台と対向する位置に位置し、前記成長空間に原料ガスを供給する原料ガス供給口と、前記原料ガス供給口の周囲を囲み、前記成長空間にパージガスを供給する第１パージガス供給口と、前記第１パージガス供給口の周囲を囲み、前記成長空間にパージガスを供給する第２パージガス供給口と、を備える。
（２）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記第２パージガス供給口から供給されるパージガスの流速が、前記第１パージガス供給口から供給されるパージガスの流速より遅くなるように構成されていてもよい。
（３）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記第１パージガス供給口は、パージガスを１０ｍ／ｓ以上１００ｍ／ｓ以下の流速で前記成長空間に供給するように構成され、前記第２パージガス供給口は、パージガスを０．１ｍ／ｓ以上１０ｍ／ｓ以下の流速で前記成長空間に供給するように構成されていてもよい。
（４）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記第２パージガス供給口は、前記第１パージガス供給口の外周から０．５ｍｍ以上外側に位置してもよい。
（５）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記第１パージガス供給口は、前記原料ガス供給口の外周を連続して囲み、前記第２パージガス供給口は、前記第１パージガス供給口の周囲に点在してもよい。
（６）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記原料ガス供給口は、前記成長空間に原料ガスを供給する原料ガス供給管の第１端であり、第１パージガス供給口は、前記成長空間にパージガスを供給する第１パージガス供給管の第１端であり、前記第２パージガス供給口は、成長空間と処理前室とを隔てる隔壁に形成された貫通孔であってもよい。
（７）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記原料ガス供給口を複数有し、複数の前記原料ガス供給口は、Ｓｉ系ガス供給口とＣ系ガス供給口とを有し、前記第２パージガス供給口は、前記Ｓｉ系ガス供給口の周囲に位置してもよい。
本発明の一態様に係るＳｉＣエピタキシャル成長装置は、成長条件の変動が少ない。
以下、本実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
方向について定義する。＋ｚ方向は、ウェハを載置する載置面２０ａに対して垂直な方向で、後述する天井部１１へ向かう方向である。−ｚ方向は、＋ｚ方向と反対方向である。これらを区別しない場合は、単に「ｚ方向」と表記する。また＋ｚ方向を「上」、−ｚ方向を「下」という場合がある。ｘ方向は、ｚ方向と直交する任意の一方向である。ｙ方向は、ｘ方向およびｚ方向と直交する方向である。
「第１実施形態」
図１は、第１実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１００の断面模式図である。図１は、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜するＳｉＣウェハＷを同時に図示している。ＳｉＣエピタキシャル成長装置１００は、炉体１０と載置台２０とヒータ３０とを有する。
図１は、第１実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１００の断面模式図である。図１は、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜するＳｉＣウェハＷを同時に図示している。ＳｉＣエピタキシャル成長装置１００は、炉体１０と載置台２０とヒータ３０とを有する。
（炉体）
炉体１０は、天井部１１とガス供給部１２と隔壁１３と側壁部１４と底部１５とを有する。炉体１０は、内部に成長空間Ｋと処理前室Ｐとを有する。成長空間Ｋと処理前室Ｐとは隔壁１３で区分されている。炉体１０は、第１孔１０Ａと第２孔１０Ｂと第３孔１０Ｃとを有する。第１孔１０Ａは、後述するガス供給部１２が挿入される貫通孔である。第２孔１０Ｂは、処理前室Ｐにパージガスを供給する供給口である。第３孔１０Ｃは、成長空間Ｋからガスを排気する排気口である。
炉体１０は、天井部１１とガス供給部１２と隔壁１３と側壁部１４と底部１５とを有する。炉体１０は、内部に成長空間Ｋと処理前室Ｐとを有する。成長空間Ｋと処理前室Ｐとは隔壁１３で区分されている。炉体１０は、第１孔１０Ａと第２孔１０Ｂと第３孔１０Ｃとを有する。第１孔１０Ａは、後述するガス供給部１２が挿入される貫通孔である。第２孔１０Ｂは、処理前室Ｐにパージガスを供給する供給口である。第３孔１０Ｃは、成長空間Ｋからガスを排気する排気口である。
天井部１１は、載置台２０の上方に位置し、載置台２０の載置面２０ａと略平行な部分である。天井部１１は、載置面２０ａと対向する。天井部１１は、ガス供給部１２を挿入する第１孔１０Ａを複数有する。
ガス供給部１２は、載置台２０の上方で、載置面２０ａと対向する位置にある。ガス供給部１２は、複数の第１孔１０Ａのそれぞれに挿入されている。ガス供給部１２の第１端は成長空間Ｋに面し、第２端はガス配管（図示略）に接続されている。
図２は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置１００のガス供給部１２近傍を拡大した断面図である。ガス供給部１２は、原料ガス供給管１６と第１パージガス供給管１７とを有する。
原料ガス供給管１６は、内部に原料ガスＧが流れる。原料ガス供給管１６は、成長空間Ｋに原料ガスＧを供給する。原料ガス供給管１６は、第１端１６ａが成長空間Ｋに面する。原料ガス供給管１６の第１端１６ａで囲まれた部分が、原料ガス供給口１６Ａである。原料ガス供給口１６Ａは、載置台２０と対向する。原料ガス供給管１６の第１端１６ａは、下方に向って拡径している。
原料ガスＧは、ＳｉＣウェハＷ上で反応し、エピタキシャル膜を形成する。原料ガスＧは、例えば、Ｓｉ系ガスとＣ系ガスである。Ｓｉ系ガスは、例えば、シラン（ＳｉＨ４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）である。Ｃ系ガスは、例えばプロパン（Ｃ３Ｈ８）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）である。原料ガスＧは、Ｓｉ系ガス及びＣ系ガス以外に、エッチングガス（例えばＨＣｌ）、キャリアガス（例えばＡｒ）、ドーパントガス（例えば、Ｎ２、トリメチルアンモニウム（ＴＭＡ））を含んでもよい。
原料ガス供給管１６の第１端１６ａは、例えば、第１パージガス供給管１７の第１端１７ａより上方に位置する。原料ガス供給管１６の断面積と成長空間Ｋの断面積とが異なるため、原料ガスＧの流速は原料ガス供給管１６の第１端１６ａの近傍で大きく変化する。流速の大きな変化は、乱流の原因となる。成長空間Ｋに至る時点で、原料ガスＧの周囲をパージガスｐ１で囲むことで、原料ガスＧの乱流を抑制できる。
第１パージガス供給管１７は、原料ガス供給管１６との間に、パージガスｐ１が流れる。第１パージガス供給管１７は、成長空間Ｋにパージガスｐ１を供給する。第１パージガス供給管１７は、第１端１７ａが成長空間Ｋに面する。第１パージガス供給管１７の第１端１７ａで囲まれた部分が、第１パージガス供給口１７Ａである。第１パージガス供給管１７は、原料ガス供給管１６の周囲を囲む。第１パージガス供給口１７Ａは、原料ガス供給口１６Ａの周囲を囲む。第１パージガス供給口１７Ａは、例えば、原料ガス供給口１６Ａの外周を同心円状に連続して囲む開口部である。
パージガスｐ１は、例えば、Ｈ２を含むエッチング作用があるガス、Ａｒ、Ｈｅなどの希ガスに代表される不活性ガスである。
第１パージガス供給口１７Ａから供給されるパージガスｐ１は、原料ガスＧがｘｙ方向に拡散することを抑制する。ＳｉＣウェハＷに成膜されるＳｉＣエピタキシャル膜は面内均一であることが求められる。原料ガス供給口１６Ａと載置面２０ａとの距離が遠いと、ＳｉＣエピタキシャル膜の面内均一性が高まる。一方で、原料ガス供給口１６Ａと載置面２０ａとの距離が遠いと、原料ガスＧが拡散し、原料ガスＧの利用効率が低下する。原料ガスＧの流量を増やし、原料ガスＧが成長空間Ｋに供給される際の流速を高めると、原料ガスＧの利用効率は高まる。しかしながら、原料ガスＧの流量が増えると、使用するガス量が増え、コストが増大する。原料ガスＧの周囲にパージガスｐ１を流すと、原料ガスＧの流れはパージガスｐ１に沿って層流となる。その結果、原料ガスＧの流量を増やすことなく、原料ガスＧを効率的にＳｉＣウェハＷに届けることができる。
第１パージガス供給口１７Ａは、好ましくはパージガスｐ１を１０ｍ／ｓ以上１００ｍ／ｓ以下の流速で成長空間Ｋに供給し、より好ましくは２０ｍ／ｓ以上５０ｍ／ｓ以下の流速で成長空間Ｋに供給する。第１パージガス供給口１７Ａから供給されるパージガスｐ１の流速が上記範囲であると、原料ガスＧの拡散をより抑制できる。
第１パージガス供給口１７Ａの径方向の幅は、好ましくは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、より好ましくは１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。第１パージガス供給口１７Ａの径方向の幅は、原料ガス供給管１６の第１端１６ａの外周の任意の点から第１パージガス供給管１７に向って下した垂線の距離である。
隔壁１３は、炉体１０の内部にある（図１参照）。隔壁１３は、成長空間Ｋと処理前室Ｐとを隔てる。隔壁１３は、複数の貫通孔を有する。処理前室Ｐは、第２孔１０Ｂからパージガスｐ２が供給される。処理前室Ｐに供給されたパージガスｐ２は、隔壁１３の貫通孔から成長空間Ｋに供給される。隔壁１３に設けられた貫通孔は、第２パージガス供給口１３Ａとなる。パージガスｐ２は、パージガスｐ１と同様のガスを用いることができ、原則パージガスｐ１と同じガスである。
図３は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置１００の隔壁１３を成長空間Ｋ側から見た平面図である。第２パージガス供給口１３Ａは、原料ガス供給管１６及び第１パージガス供給管１７の径方向外側に位置する。第２パージガス供給口１３Ａは、第１パージガス供給口１７Ａの周囲を囲む。第２パージガス供給口１３Ａは、第１パージガス供給口１７Ａの周囲に点在する。第２パージガス供給口１３Ａは、例えば、第１パージガス供給口１７Ａの径方向外側に同心円状に位置する仮想円に点在する。隔壁１３は、例えば、第１パージガス供給管１７との接点で支持される。
第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２は、原料ガス供給管１６の近傍にＳｉＣの付着物が形成されることを抑制する。ＳｉＣの付着物は、Ｓｉ系ガスとＣ系ガスとが、原料ガス供給口１６Ａの付近で分解し、反応すると生じる。例えば、ある原料ガス供給口１６Ａから第１の原料ガスＧ（例えば、Ｓｉ系ガス）が供給され、隣接する原料ガス供給口１６Ａから第２の原料ガスＧ２（例えば、Ｃ系ガス）が供給されたとする。第２の原料ガスＧ２の一部は、隣接する原料ガス供給口１６Ａに向って流れる（図２参照）。
隔壁１３が第２パージガス供給口１３Ａを有さない場合、第２の原料ガスＧ２は、第１パージガス供給口１７Ａの近傍まで至り、下方に向かって流れる。第１パージガス供給管１７の第１端１７ａ近傍では、第１の原料ガスＧと第２の原料ガスＧ２とが反応する場合があり、第１端１７ａ近傍にＳｉＣの付着物が形成される。第１端１７ａに付着した付着物は、原料ガスＧ及び第１パージガス供給口１７Ａから供給されるパージガスｐ１の流れを乱す原因となる。原料ガスＧ及び第１パージガス供給口１７Ａから供給されるパージガスｐ１の成長空間Ｋへの供給状況の変化は、ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜条件に大きな影響を及ぼす。
これに対し、隔壁１３が第２パージガス供給口１３Ａを有する場合、第２の原料ガスＧ２は、第２パージガス供給口１３Ａの近傍まで至り、下方に向かって流れる。そのため、ＳｉＣの付着物は、第２パージガス供給口１３Ａの径方向外側の角部Ｅ１に付着する。ここで、「径方向外側」とは、原料ガス供給管１６の中心を軸とした際の径方向の外側である。第２パージガス供給口１３Ａは、ＳｉＣの付着物が形成される位置を原料ガス供給口１６Ａから遠ざける。
角部Ｅ１に付着した付着物は、第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２の流れを乱す原因となる。しかしながら、第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２は、原料ガスＧの流れを制御するものではない。したがって、第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２の成長空間Ｋへの供給状況の変化は、ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜条件に大きな影響を及さない。
ＳｉＣの付着物が原料ガス供給口１６Ａの近傍に形成されないと、ＳｉＣエピタキシャル膜の成長条件が安定化する。ＳｉＣエピタキシャル成長装置１００は、生産効率を高めるために、１枚成膜するごとに清掃することは難しい。ＳｉＣの付着物が形成される位置を原料ガス供給口１６Ａから遠ざけることで、清掃を行わなくてもＳｉＣエピタキシャル膜の成長条件の変動を抑制できる。
第２パージガス供給口１３Ａは、例えば、第１パージガス供給口１７Ａの外周から０．５ｍｍ以上外側に位置する。ここで第２パージガス供給口１３Ａと第１パージガス供給口１７Ａとの距離は、原料ガス供給管１６の中心を軸とした径方向に、第１パージガス供給口１７Ａの外周と第２パージガス供給口１３Ａの中心との距離である。第２パージガス供給口１３Ａが第１パージガス供給口１７Ａの外周から遠くなることで、ＳｉＣの付着物が形成される位置を原料ガス供給口１６Ａから遠ざけることができる。
第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２の流速は、例えば、第１パージガス供給口１７Ａから供給されるパージガスｐ１の流速より遅い。第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２は、好ましくは０．１ｍ／ｓ以上１０．０ｍ／ｓ以下の流速で成長空間Ｋに供給され、より好ましくは０．３ｍ／ｓ以上３．０ｍ／ｓ以下の流速で成長空間Ｋに供給される。第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２の流速が早いと乱流の原因となりえ、遅いと第１端１７ａ近傍にＳｉＣの付着物が形成される恐れが高まる。また第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２の供給量が増えることになり、コスト上昇の原因となる。
第２パージガス供給口１３Ａの直径は、第１パージガス供給口１７Ａの径方向の幅より広いことが好ましい。第２パージガス供給口１３Ａから供給されるパージガスｐ２の流速を制御しやすくなる。
側壁部１４は、中心軸の周囲を囲む部分である（図１参照）。中心軸は、ＳｉＣウェハＷの中心を通りｚ方向に延びる軸である。図１に示す側壁部１４は、第１部分１４Ａと第２部分１４Ｂと第３部分１４Ｃとを有する。
第１部分１４Ａは、載置面２０ａに載置されたＳｉＣウェハＷより上方に位置する。第１部分１４Ａの内径は、載置面２０ａの外径よりわずかに広い。原料ガスＧは、第１部分１４Ａの内径に沿って、ＳｉＣウェハＷへ層流をなして供給される。第２部分１４Ｂは、第１部分１４Ａと第３部分１４Ｃとの間をつなぐ部分である。第２部分１４Ｂは、−ｚ方向に拡径する。未反応の原料ガスＧ等は、第２部分１４Ｂに沿って下方に流れる。第３部分１４Ｃは、載置面２０ａに載置されたＳｉＣウェハＷより下方に位置する。第３部分１４Ｃの内径は、第１部分１４Ａの内径より広い。第３部分１４Ｃは、第３孔１０Ｃを有する。未反応の原料ガスＧ等は、第３孔１０Ｃから排出される。
底部１５は、天井部１１とＳｉＣウェハＷを挟む位置にある。底部１５は、例えば、ステンレス鋼、アルミ合金、真鍮からなる。底部１５は、載置台２０の支持軸が貫通する孔部１５Ａを有する。
（載置台）
載置台２０は、ＳｉＣウェハＷが載置される載置面２０ａを有する。載置台２０は、支持体２１と支持軸２２とを有する。支持体２１は、ＳｉＣウェハＷを支持する。支持軸２２は、支持体２１の中心から下方に延びる。支持軸２２は、例えば、図示しない回転機構に連結される。支持体２１は、回転機構によって支持軸２２が回転することで回転可能となっている。支持体２１の内部には、後述する第２ヒータ３２が格納される。
載置台２０は、ＳｉＣウェハＷが載置される載置面２０ａを有する。載置台２０は、支持体２１と支持軸２２とを有する。支持体２１は、ＳｉＣウェハＷを支持する。支持軸２２は、支持体２１の中心から下方に延びる。支持軸２２は、例えば、図示しない回転機構に連結される。支持体２１は、回転機構によって支持軸２２が回転することで回転可能となっている。支持体２１の内部には、後述する第２ヒータ３２が格納される。
（ヒータ）
ヒータ３０は、第１ヒータ３１と第２ヒータ３２とを有する。第１ヒータ３１は、側壁部１４の外周を周方向に囲む。第１ヒータ３１は、側壁部１４に沿ってｚ方向に延びる。第２ヒータ３２は、支持体２１の内部に格納される。第１ヒータ３１及び第２ヒータ３２は、公知の物を用いることができる。
ヒータ３０は、第１ヒータ３１と第２ヒータ３２とを有する。第１ヒータ３１は、側壁部１４の外周を周方向に囲む。第１ヒータ３１は、側壁部１４に沿ってｚ方向に延びる。第２ヒータ３２は、支持体２１の内部に格納される。第１ヒータ３１及び第２ヒータ３２は、公知の物を用いることができる。
第１実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１００は、上述のように、原料ガス供給口１６Ａの近傍にＳｉＣの付着物が形成されることを抑制する。ＳｉＣの付着物は、原料ガスＧの流れを乱す原因となる。例えば、ＳｉＣの付着物が形成されていない状態と、形成された状態とでは、ＳｉＣエピタキシャル膜の成長条件は異なる。第１実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１００は、ＳｉＣ付着物が形成される位置を原料ガス供給口１６Ａの近傍から遠ざけることで、ＳｉＣエピタキシャル膜の成長条件の変動を抑制できる。また作製されるＳｉＣエピタキシャル膜の再現性が高まる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
（変形例１）
図４は、変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１の断面図である。変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１は、隔壁１３及び処理前室Ｐを有さない点およびガス供給部４２の形状が異なる点で、図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と異なる。図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省く。
図４は、変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１の断面図である。変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１は、隔壁１３及び処理前室Ｐを有さない点およびガス供給部４２の形状が異なる点で、図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と異なる。図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省く。
図５は、変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１のガス供給部４２の近傍を拡大した断面図である。また図６は、変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１における天井部１１の成長空間Ｋ側からの平面図である。
ガス供給部４２は、原料ガス供給管４６と第１パージガス供給管４７と第２パージガス供給管４８とを有する。原料ガス供給管４６は、第１端４６ａに原料ガス供給口４６Ａを有し、内部を原料ガスＧが流れる。第１パージガス供給管４７は、第１端４７ａに第１パージガス供給口４７Ａを有し、内部にパージガスｐ１が流れる。第２パージガス供給管４８は、第１端４８ａに第２パージガス供給口４８Ａを有し、内部にパージガスｐ２が流れる。
原料ガス供給口４６Ａと第１パージガス供給口４７Ａと第２パージガス供給口４８Ａとは、同心円状である。第１パージガス供給口４７Ａは、例えば、原料ガス供給口４６Ａの外周を連続して囲む開口部である。第２パージガス供給口４８Ａは、第１パージガス供給口４７Ａの外周を連続して囲む開口部である。
変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１においても、第２パージガス供給口４８Ａから供給されるパージガスｐ２は、第２の原料ガスＧ２が原料ガス供給口４６Ａの近傍に至ることを防ぐ。したがって、変形例１にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置１０１は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と同様に、ＳｉＣエピタキシャル膜の成長条件の変動を抑制できる。
（変形例２）
図７は、変形例２にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置における隔壁１３の成長空間Ｋ側からの平面図である。変形例２にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、ガス供給部５２の構成が、図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と異なる。図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省く。
図７は、変形例２にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置における隔壁１３の成長空間Ｋ側からの平面図である。変形例２にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、ガス供給部５２の構成が、図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と異なる。図１に示すＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省く。
原料ガスは、大きく分けてＳｉ系ガスとＣ系ガスとがある。ここまで原料ガス供給口から供給される原料ガスＧの種類については特に区別をしなかったが、原料ガス供給口はＳｉ系ガスを供給するＳｉ系ガス供給口と、Ｃ系ガスを供給するＣ系ガス供給口とに分けてもよい。
変形例２にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、Ｓｉ系ガス供給部５３とＣ系ガス供給部５４とを有する。Ｓｉ系ガス供給部５３は、Ｓｉ系ガス供給管５５と第１パージガス供給管５６とを有する。Ｓｉ系ガス供給管５５の第１端は、Ｓｉ系ガス供給口５５Ａである。第１パージガス供給管５６の第１端は、第１パージガス供給口５６Ａである。Ｃ系ガス供給部５４は、Ｃ系ガス供給管５７と第１パージガス供給管５８とを有する。Ｃ系ガス供給管５７の第１端は、Ｃ系ガス供給口５７Ａである。第１パージガス供給管５８の第１端は、第１パージガス供給口５８Ａである。
第２パージガス供給口１３Ａは、Ｓｉ系ガス供給部５３の周囲に設けられている。第２パージガス供給口１３Ａは、Ｃ系ガス供給口５７Ａから供給されたＣ系ガスがＳｉ系ガス供給口５５Ａの近傍に至ることを防ぐ。ＳｉＣの付着物は、Ｓｉ系ガスとＣ系ガスとが、原料ガス供給口１６Ａの付近で分解し、反応すると生じる。Ｃ系ガスがＳｉ系ガス供給口５５Ａの近傍に至ることが防げれば、ＳｉＣの付着物の生成を十分抑制できる。したがって、変形例２にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置１００と同様に、ＳｉＣエピタキシャル膜の成長条件の変動を抑制できる。
なお、変形例２と反対に、第２パージガス供給口１３Ａは、Ｓｉ系ガス供給部５３の周囲に設けられず、Ｃ系ガス供給部５４の周囲にのみ設けられる構成でもよい。
１０ 炉体
１０Ａ 第１孔
１０Ｂ 第２孔
１０Ｃ 第３孔
１１ 天井部
１２、４２、５２ ガス供給部
１３ 隔壁
１３Ａ、４８Ａ 第２パージガス供給口
１４ 側壁部
１４Ａ 第１部分
１４Ｂ 第２部分
１４Ｃ 第３部分
１５ 底部
１５Ａ 孔部
１６、４６ 原料ガス供給管
１６Ａ、４６Ａ 原料ガス供給口
１７、４７、５６、５８ 第１パージガス供給管
１７Ａ、４７Ａ、５６Ａ、５８Ａ 第１パージガス供給口
１６ａ、１７ａ、４６ａ、４７ａ 第１端
２０ 載置台
２０ａ 載置面
２１ 支持体
２２ 支持軸
３０ ヒータ
３１ 第１ヒータ
３２ 第２ヒータ
４８Ａ 第２パージガス供給口
５３ Ｓｉ系ガス供給部
５４ Ｃ系ガス供給部
５５ Ｓｉ系ガス供給管
５５Ａ Ｓｉ系ガス供給口
５７ Ｓｉ系ガス供給管
５７Ａ Ｓｉ系ガス供給口
１００、１０１ ＳｉＣエピタキシャル成長装置
Ｇ 原料ガス
Ｇ２ 第２の原料ガス
Ｋ 成長空間
ｐ１、ｐ２ パージガス
Ｐ 処理前室
Ｗ ＳｉＣウェハ
１０Ａ 第１孔
１０Ｂ 第２孔
１０Ｃ 第３孔
１１ 天井部
１２、４２、５２ ガス供給部
１３ 隔壁
１３Ａ、４８Ａ 第２パージガス供給口
１４ 側壁部
１４Ａ 第１部分
１４Ｂ 第２部分
１４Ｃ 第３部分
１５ 底部
１５Ａ 孔部
１６、４６ 原料ガス供給管
１６Ａ、４６Ａ 原料ガス供給口
１７、４７、５６、５８ 第１パージガス供給管
１７Ａ、４７Ａ、５６Ａ、５８Ａ 第１パージガス供給口
１６ａ、１７ａ、４６ａ、４７ａ 第１端
２０ 載置台
２０ａ 載置面
２１ 支持体
２２ 支持軸
３０ ヒータ
３１ 第１ヒータ
３２ 第２ヒータ
４８Ａ 第２パージガス供給口
５３ Ｓｉ系ガス供給部
５４ Ｃ系ガス供給部
５５ Ｓｉ系ガス供給管
５５Ａ Ｓｉ系ガス供給口
５７ Ｓｉ系ガス供給管
５７Ａ Ｓｉ系ガス供給口
１００、１０１ ＳｉＣエピタキシャル成長装置
Ｇ 原料ガス
Ｇ２ 第２の原料ガス
Ｋ 成長空間
ｐ１、ｐ２ パージガス
Ｐ 処理前室
Ｗ ＳｉＣウェハ
Claims (7)
- ＳｉＣウェハを載置する載置台と、
前記載置台を覆い、内部に成長空間を有する炉体と、を備え、
前記炉体は、
前記載置台と対向する位置に位置し、前記成長空間に原料ガスを供給する原料ガス供給口と、
前記原料ガス供給口の周囲を囲み、前記成長空間にパージガスを供給する第１パージガス供給口と、
前記第１パージガス供給口の周囲を囲み、前記成長空間にパージガスを供給する第２パージガス供給口と、を備える、ＳｉＣエピタキシャル成長装置。 - 前記第２パージガス供給口から供給されるパージガスの流速が、前記第１パージガス供給口から供給されるパージガスの流速より遅くなるように構成されている、請求項１に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。
- 前記第１パージガス供給口は、パージガスを１０ｍ／ｓ以上１００ｍ／ｓ以下の流速で前記成長空間に供給するように構成され、
前記第２パージガス供給口は、パージガスを０．１ｍ／ｓ以上１０ｍ／ｓ以下の流速で前記成長空間に供給するように構成されている、請求項１又は２に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。 - 前記第２パージガス供給口は、前記第１パージガス供給口の外周から０．５ｍｍ以上外側に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。
- 前記第１パージガス供給口は、前記原料ガス供給口の外周を連続して囲み、
前記第２パージガス供給口は、前記第１パージガス供給口の周囲に点在する、請求項１から４のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。 - 前記原料ガス供給口は、前記成長空間に原料ガスを供給する原料ガス供給管の第１端であり、
第１パージガス供給口は、前記成長空間にパージガスを供給する第１パージガス供給管の第１端であり、
前記第２パージガス供給口は、成長空間と処理前室とを隔てる隔壁に形成された貫通孔である、請求項１から５のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。 - 前記原料ガス供給口を複数有し、
複数の前記原料ガス供給口は、Ｓｉ系ガス供給口とＣ系ガス供給口とを有し、
前記第２パージガス供給口は、前記Ｓｉ系ガス供給口の周囲に位置する、請求項１から６のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。
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