JP2525348B2 - 気相成長方法および装置 - Google Patents
気相成長方法および装置Info
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- H01L21/02617—Deposition types
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は気相成長方法および装置、特に、半導体エピ
タキシャル成長方法および装置に係る。
タキシャル成長方法および装置に係る。
従来技術と問題点 従来のCVD（化学的気相成長）装置、特にエピタキシ
ャル成長装置では、輻射加熱方式あるいは高周波加熱方
式などが用いられている。輻射加熱方式では、例えば、
第１図に示す如く、石英製ベルジャー１内にウェーハ２
を搭載し、反応ガスを流しながらベルジャー１の外側か
ら赤外線ランプ３で輻射加熱を行なう。こうした輻射加
熱方式に依れば、ウェーハ２の加熱むらがないのでエピ
タキシャル成長層にスリップライン（結晶欠陥）が走る
ことがないという長所がある。しかし、ベルジャー１の
汚れに弱いために、例えばシラン（SiH4）ガスをシリコ
ン源として用いることができない。シランガスは比較的
低い温度でシリコンをエピタキシャル成長させることを
可能にするので、例えば、選択的な不純物ドープ領域を
有する基板（ウェーハ）上にエピタキシャル成長して
も、その不純物の不所望な拡散を抑制することができ、
これを使用できないことは輻射加熱方式の欠点である。
ャル成長装置では、輻射加熱方式あるいは高周波加熱方
式などが用いられている。輻射加熱方式では、例えば、
第１図に示す如く、石英製ベルジャー１内にウェーハ２
を搭載し、反応ガスを流しながらベルジャー１の外側か
ら赤外線ランプ３で輻射加熱を行なう。こうした輻射加
熱方式に依れば、ウェーハ２の加熱むらがないのでエピ
タキシャル成長層にスリップライン（結晶欠陥）が走る
ことがないという長所がある。しかし、ベルジャー１の
汚れに弱いために、例えばシラン（SiH4）ガスをシリコ
ン源として用いることができない。シランガスは比較的
低い温度でシリコンをエピタキシャル成長させることを
可能にするので、例えば、選択的な不純物ドープ領域を
有する基板（ウェーハ）上にエピタキシャル成長して
も、その不純物の不所望な拡散を抑制することができ、
これを使用できないことは輻射加熱方式の欠点である。
一方、高周波加熱方式は使用ガスによるベルジャーの
汚れに強いので、シランガス等を用いることが可能であ
る。しかし、この方式では、例えば、第２図に示す如
く、ベルジャー５内のカーボンヒータ６上にウェーハ７
を載置し、高周波コイル８でカーボンヒータ６を誘導加
熱することによって、カーボンヒータ６からの熱伝導に
よってウェーハ７を加熱する。そのためにウェーハ７に
加熱むらが生じてエピタキシャル成長層にスリップライ
ンが走るという欠点がある。
汚れに強いので、シランガス等を用いることが可能であ
る。しかし、この方式では、例えば、第２図に示す如
く、ベルジャー５内のカーボンヒータ６上にウェーハ７
を載置し、高周波コイル８でカーボンヒータ６を誘導加
熱することによって、カーボンヒータ６からの熱伝導に
よってウェーハ７を加熱する。そのためにウェーハ７に
加熱むらが生じてエピタキシャル成長層にスリップライ
ンが走るという欠点がある。
発明の目的 本発明は、上述の如き従来技術に鑑み、シランガスの
ようなベルジャーを汚すガスを使用でき、かつウェーハ
に熱歪を生起させないで、良好な薄膜を形成する気相成
長方法および装置を提供することを目的とする。
ようなベルジャーを汚すガスを使用でき、かつウェーハ
に熱歪を生起させないで、良好な薄膜を形成する気相成
長方法および装置を提供することを目的とする。
発明の構成 上記目的を達成するために、本発明では、反応容器の
内部に成長基板（ウェーハ）から離れてカーボンヒータ
等の輻射体を配置し、高周波電力でこの輻射体を誘導加
熱する。こうすることによって、成長基板は輻射体から
の輻射熱によって加熱されるので、従来の高周波熱方式
におけるような加熱むら（熱歪）が発生せず、エピタキ
シャル層のスリップラインもなくなる。しかも、従来の
輻射加熱方式のようにランプ加熱ではないので、輻射体
は反応容器内に配置することができ、かつ輻射体自体の
汚れも問題ではなくなり、従来の輻射加熱方式では使用
できなかったシランガス等を使用できる。その結果、特
に減圧することによって、より低温でのエピタキシャル
成長が可能になる。このような本発明の利点は、半導体
のエピタキシャル成長に限らず、固体薄膜の気相成長一
般において直接的にまたは間接的に得られるものであ
る。
内部に成長基板（ウェーハ）から離れてカーボンヒータ
等の輻射体を配置し、高周波電力でこの輻射体を誘導加
熱する。こうすることによって、成長基板は輻射体から
の輻射熱によって加熱されるので、従来の高周波熱方式
におけるような加熱むら（熱歪）が発生せず、エピタキ
シャル層のスリップラインもなくなる。しかも、従来の
輻射加熱方式のようにランプ加熱ではないので、輻射体
は反応容器内に配置することができ、かつ輻射体自体の
汚れも問題ではなくなり、従来の輻射加熱方式では使用
できなかったシランガス等を使用できる。その結果、特
に減圧することによって、より低温でのエピタキシャル
成長が可能になる。このような本発明の利点は、半導体
のエピタキシャル成長に限らず、固体薄膜の気相成長一
般において直接的にまたは間接的に得られるものであ
る。
本発明は、さらに、成長基板を水平保持し、鉛直下面
の周縁部のみを支持して、その周縁部以外の成長基板下
面が露出した状態で、反応容器に成長基板を載置するこ
とを特徴とする。この構成により、成長ガスの供給を成
長基板の下面に行なうことにより、成長ガスが装置内面
（特に上の方）と接触してできた固体被膜からパーティ
クルが発生して鉛直下方向に落ちてきたとしても、成長
面にはパーティクルが落ちてくるという問題がなく、従
ってパーティクルの混入のない高品質の成長薄膜が得ら
れる。
の周縁部のみを支持して、その周縁部以外の成長基板下
面が露出した状態で、反応容器に成長基板を載置するこ
とを特徴とする。この構成により、成長ガスの供給を成
長基板の下面に行なうことにより、成長ガスが装置内面
（特に上の方）と接触してできた固体被膜からパーティ
クルが発生して鉛直下方向に落ちてきたとしても、成長
面にはパーティクルが落ちてくるという問題がなく、従
ってパーティクルの混入のない高品質の成長薄膜が得ら
れる。
本発明は上記２つの特徴の組合せにある。
以下、発明の実施例に基づいて説明する。
発明の実施例 第３図は本発明の実施例をなす気相成長装置を示す。
この装置は従来の高周波加熱方式の装置を基本にした縦
型形式の例である。密閉式ベルジャー11で包囲された反
応室12内にある例えば石英製の基板ホルダー13は水平な
円板形で、ウェーハ14を受ける座の下側は開口してウェ
ーハ14の下面が反応ガスと接触できるようにする。基板
ホルダー13は中央でペデスタル14によって保持される。
ペデスタル14は筒状体で反応ガスを反応室12外から反応
室12内へ導入する通路の役割をする。反応ガスの出口15
はペデスタル14の上部で基板ホルダー13のすぐ下の位置
にあり、反応ガスはこの出口15から基板ホルダー13の半
径方向に拡がってウェーハ14の下面へ接近する。基板ホ
ルダー13およびカーボンヒータ16は軸回転できるように
する。
この装置は従来の高周波加熱方式の装置を基本にした縦
型形式の例である。密閉式ベルジャー11で包囲された反
応室12内にある例えば石英製の基板ホルダー13は水平な
円板形で、ウェーハ14を受ける座の下側は開口してウェ
ーハ14の下面が反応ガスと接触できるようにする。基板
ホルダー13は中央でペデスタル14によって保持される。
ペデスタル14は筒状体で反応ガスを反応室12外から反応
室12内へ導入する通路の役割をする。反応ガスの出口15
はペデスタル14の上部で基板ホルダー13のすぐ下の位置
にあり、反応ガスはこの出口15から基板ホルダー13の半
径方向に拡がってウェーハ14の下面へ接近する。基板ホ
ルダー13およびカーボンヒータ16は軸回転できるように
する。
カーボンヒータ16は基板ホルダー13の下方にそれと間
隔を置いて配置する。これによってカーボンヒータ16か
らの熱は輻射によってウェーハ14へ伝達される。カーボ
ンヒータ16を誘導加熱する高周波コイル17はその下側に
あって高周波電源18に接続される。ベルジャー11と台19
によって密閉された反応室には排気口20を介して真空ポ
ンプ21に接続され真空排気できる。その他は従来の縦型
エピタキシャル成長装置と同様でよい。
隔を置いて配置する。これによってカーボンヒータ16か
らの熱は輻射によってウェーハ14へ伝達される。カーボ
ンヒータ16を誘導加熱する高周波コイル17はその下側に
あって高周波電源18に接続される。ベルジャー11と台19
によって密閉された反応室には排気口20を介して真空ポ
ンプ21に接続され真空排気できる。その他は従来の縦型
エピタキシャル成長装置と同様でよい。
この実施例ではウェーハ14の下方にカーボンヒータ16
を配置したが、これは薄膜成長面を下側にすることによ
ってゴミ等の成長面への付着を防止できる利点があるか
らである。
を配置したが、これは薄膜成長面を下側にすることによ
ってゴミ等の成長面への付着を防止できる利点があるか
らである。
第３図の装置を用いてシリコンをエピタキシャル成長
する。第４図に示すようにｐ形シリコン単結晶基板（ホ
ウ素ドープ）31の（100）面にリンを選択的にイオン打
ち込み、n+形領域（斜線部）32を形成したウェーハをイ
オン打ち込み側を下に向けて基板ホルダー13に搭載す
る。ペデスタル14の内部を通してSiH41000cm3/分,PH3/A
r（Arはキャリヤガス）微量、およびH260／分を反応
室12内に流し、真空排気して圧力40〜80Torrに保持す
る。高周波コイル17に13.56MHz程度の高周波電力を加え
てウェーハ温度を800〜1000℃程度に保つ。こうして、n
-形シリコンのエピタキシャル層33をウェーハ上に形成
する。ウェーハのエピタキシャル成長層33にはスリップ
（結晶欠陥）ラインは見られない。また、n+形サンドー
プ領域31は図の破線34で示すようにn-形エピタキシャル
層33中へも拡散しているがその程度は僅かである。
する。第４図に示すようにｐ形シリコン単結晶基板（ホ
ウ素ドープ）31の（100）面にリンを選択的にイオン打
ち込み、n+形領域（斜線部）32を形成したウェーハをイ
オン打ち込み側を下に向けて基板ホルダー13に搭載す
る。ペデスタル14の内部を通してSiH41000cm3/分,PH3/A
r（Arはキャリヤガス）微量、およびH260／分を反応
室12内に流し、真空排気して圧力40〜80Torrに保持す
る。高周波コイル17に13.56MHz程度の高周波電力を加え
てウェーハ温度を800〜1000℃程度に保つ。こうして、n
-形シリコンのエピタキシャル層33をウェーハ上に形成
する。ウェーハのエピタキシャル成長層33にはスリップ
（結晶欠陥）ラインは見られない。また、n+形サンドー
プ領域31は図の破線34で示すようにn-形エピタキシャル
層33中へも拡散しているがその程度は僅かである。
従来の高周波加熱方式では、同じ反応ガスを用いて常
圧下、1050〜1150℃でエピタキシャル成長を行なってい
る。その場合、第５図に見られるようにウェーハ（エピ
タキシャル層）にスリップラインが発生する。スリップ
ラインの長さは１〜2cm、長いもので5cm程度であり、歩
留りを悪くしていた。また、第６図に見られるように、
基板35側の不純物（リン）ドープ領域36がエピタキシャ
ル成長（成長層37）後広がっている（図中の破線38）。
その広がり幅は本発明の約５倍である。
圧下、1050〜1150℃でエピタキシャル成長を行なってい
る。その場合、第５図に見られるようにウェーハ（エピ
タキシャル層）にスリップラインが発生する。スリップ
ラインの長さは１〜2cm、長いもので5cm程度であり、歩
留りを悪くしていた。また、第６図に見られるように、
基板35側の不純物（リン）ドープ領域36がエピタキシャ
ル成長（成長層37）後広がっている（図中の破線38）。
その広がり幅は本発明の約５倍である。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に依り、基板
を輻射熱を用いて均一に加熱し、熱歪の発生、ひいてス
リップラインの発生を防止でき、かつ、反応ガスによる
反応容器や発熱源の汚れに強い、気相成長方法および装
置が提供され、特に高品質のエピタキシャル層が歩留り
よく得られる。
を輻射熱を用いて均一に加熱し、熱歪の発生、ひいてス
リップラインの発生を防止でき、かつ、反応ガスによる
反応容器や発熱源の汚れに強い、気相成長方法および装
置が提供され、特に高品質のエピタキシャル層が歩留り
よく得られる。
第１図は従来の輻射加熱方式CDV装置の概略図、第２図
は従来の高周波加熱方式CVD装置の概略図、第３図は本
発明の実施例のCVD装置の概略図、第４図は本発明の実
施例のエピタキシャル成長層の断面図、第５図は従来法
によるウェーハの平面図、第６図は従来法によるエピタ
キシャル成長層の断面図である。 11……ベルジャー、12……反応室、13……基板ホルダ
ー、14……ウェーハ（基板）、16……カーボンヒータ、
17……高周波コイル、18……高周波電源、21……真空ポ
ンプ、31,35……p-形基板、32,36……n+形不純物ドープ
領域、33,37……n-形エピタキシャル成長層。
は従来の高周波加熱方式CVD装置の概略図、第３図は本
発明の実施例のCVD装置の概略図、第４図は本発明の実
施例のエピタキシャル成長層の断面図、第５図は従来法
によるウェーハの平面図、第６図は従来法によるエピタ
キシャル成長層の断面図である。 11……ベルジャー、12……反応室、13……基板ホルダ
ー、14……ウェーハ（基板）、16……カーボンヒータ、
17……高周波コイル、18……高周波電源、21……真空ポ
ンプ、31,35……p-形基板、32,36……n+形不純物ドープ
領域、33,37……n-形エピタキシャル成長層。
Claims (2)
- 【請求項１】成長基板を反応容器内に載置するにあた
り、該成長基板の鉛直下面の周縁部のみを支持し、該成
長基板の鉛直下面の周縁部以外が露出された状態で載置
し、 該反応容器内に成長基板と離れて存在する熱輻射体を高
周波誘導加熱し、該熱輻射体からの輻射熱によって前記
成長基板を加熱し、かつ前記反応容器内に反応ガスを導
入することにより、前記成長基板の前記鉛直下面に固体
薄膜を形成することを特徴とする気相成長方法。 - 【請求項２】ガス導入口およびガス排気口を有する反応
容器内に、成長基板保持手段と、該成長基板保持手段か
ら離れて存在する熱輻射体を有し、かつ該熱輻射体を誘
導加熱するための高周波誘導加熱手段を具備し、 該成長基板保持手段は、成長基板を、該成長基板の鉛直
下面の周縁部で支持するように、かつ該成長基板の鉛直
下面の周縁部以外が鉛直下方に向けて露出するように、
設けられ、 前記露出した成長基板面に、固体薄膜が形成されること
を特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020754A JP2525348B2 (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 気相成長方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020754A JP2525348B2 (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 気相成長方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165714A JPS60165714A (ja) | 1985-08-28 |
| JP2525348B2 true JP2525348B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=12035974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020754A Expired - Lifetime JP2525348B2 (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 気相成長方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2525348B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01161824A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Toshiba Corp | 気相エピタキシャル成長装置 |
| AU2002239386A1 (en) * | 2000-12-12 | 2002-06-24 | Tokyo Electron Limited | Rapid thermal processing lamp and method for manufacturing the same |
| JP4366979B2 (ja) * | 2003-04-18 | 2009-11-18 | 株式会社デンソー | Ｃｖｄ装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915238U (ja) * | 1972-05-09 | 1974-02-08 | ||
| JPS56115522A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-10 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Vapor growth device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57203545U (ja) * | 1981-06-19 | 1982-12-24 |
-
1984
- 1984-02-09 JP JP59020754A patent/JP2525348B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915238U (ja) * | 1972-05-09 | 1974-02-08 | ||
| JPS56115522A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-10 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Vapor growth device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60165714A (ja) | 1985-08-28 |
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