JP2681469B2 - 半導体基板のエピタキシャル成長方法 - Google Patents
半導体基板のエピタキシャル成長方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、縦型エピタキシャル成長装置を使つて薄
膜を形成する際、膜厚の均一性を向上させた半導体基板
のエピタキシャル成長方法に関する。 従来の技術 エピタキシャル成長装置には種々のものがあり、その
中で水素還元法による装置としては縦型エピタキシャル
成長装置がある。 この縦型エピタキシャル成長装置は古くから薄膜を形
成するのに使用されており、第４図、第６図に示すよう
に台板（２）上に石英ベルジャー（３）が載置され、そ
の中に中空回転軸（６）に支承されたサセプタ（４）が
あり、前記中空回転軸（６）に挿通した噴射ノズルより
反応ガスを噴射させ、前記サセプタ（４）上に載置され
た半導体基板（５）上に反応ガスを流すように構成され
ている。 そして、噴射ノズルからの噴射手段として２つの方法
があり、その１つとして第４図に示す場合の噴射ノズル
（７）は垂直上向きに噴射口が設けられており、垂直上
向きに噴射された反応ガスは石英ベルジャー（３）の天
井内面に当つたのち外向きに流れ、側壁に沿つて下降
し、サセプタ（４）の外側から内向きに流れ、この内向
きに流れる際、半導体基板（５）の表面に触れて反応し
薄膜を形成する。他の１つとして第６図に示す場合の噴
射ノズル（８）はノズル筒体周面に多数の小径噴射孔が
穿設され、反応ガスは水平外向きに放射状に噴射され、
この外向きの流れが半導体基板（５）の表面に触れて反
応し薄膜を形成する。 発明が解決しようとする問題点 前記のごとく従来は反応ガスを垂直上向きか、水平外
向きに噴射させるが、第４図に示す垂直上向き噴射の場
合は、反応ガスがサセプタ（４）の外側から内方へ流れ
るため、外側の堆積量が多く、第５図に示すように膜厚
はサセプタの内側が薄く外側ほど厚くなり、サセプタの
内側に置かれた半導体基板と外側に置かれた半導体基板
とでは膜厚が異なるばかりか、同じ半導体基板内におい
ても膜厚は不均一となる。又、第６図に示す水平外向き
噴射の場合は、反応ガスがサセプタの内側から外側へ流
れるため、膜厚は前記とは逆にサセプタの内側が厚く外
側ほど薄くなり、前記と同様に半導体基板の膜厚は不均
一となる欠点があつた。 この発明は、かかる欠点を排除し、サセプタの半径方
向のどの位置にあつても、ほぼ一定の膜厚が得られ、半
導体基板に均一性の高い薄膜を形成し得るエピタキシャ
ル成長方法を提供するものである。 問題点を解決するための手段 この発明は、縦型エピタキシャル成長装置において、
サセプタ中心に縦設し、内径Ａの管の先端を絞り、孔径
Ｂの上向きの噴射孔を形成し、その下側に孔径Ｃの噴射
孔を水平面上で放射状に複数個を突設した噴射ノズル
（但し、管内径Ａ＞噴射孔の設置位置の管内径Ｄ＞孔径
Ｂ＞孔径Ｃを満足する）より反応ガスを水平外向きに放
射状と垂直上向きの２方向に噴射させ、反応ガスをサセ
プタの内側から外向きと外側から内向きの２方向に流し
ながら薄膜を形成することを特徴とする半導体基板のエ
ピタキシャル成長方法である。 作用 この発明においては、反応ガスをサセプタの内側から
外向きと外側から内向きの２方向に流しながら半導体基
板表面に作用させるから、ザプタ表面の外側と内側にお
ける反応ガス濃度が均一に保たれ、その結果生成した薄
膜の膜厚はサセプタの外側と内側とにおける差がほとん
どなく、サセプタ上のすべての半導体基板にほぼ均一の
薄膜を形成させることができる。 実 施 例 この発明の実施例を図面に基いて説明する。 第１図は、この発明の方法を実施するための縦型エピ
タキシャル成長装置の要部を示したものであり、台板
（２）上に石英ベルジャー（３）が載置され、その中に
中空回転軸（６）に支承されたサセプタ（４）があり、
前記中空回転軸（６）に噴射ノズル（１）を挿通し、そ
の先端部をサセプタ表面より上方に突出させる。 前記噴射ノズル（１）は第２図に示すように、内径Ａ
の管の先端部を絞り、孔径Ｂの上向きの噴射孔（１−
１）を形成し、その下側の管内径Ｄの位置に複数（図面
には４箇所を示す）の孔径Ｃの噴射孔（１−２）を水平
面上で放射状に突設してなる。したがつて、噴射ノズル
（１）から噴出する反応ガスは、噴射孔（１−１）から
上向きの垂直流と、噴射孔（１−２）から外向きの水平
流との２方向に噴射される。 前記垂直流は石英ベルジャー（３）の天井に当つて外
向きに流れ、側壁に沿つて下降し、サセプタ（４）上で
内方へ反転し内向きに流れる。その結果、反応ガスはサ
セプタ（４）上でサセプタの外側から内向きの流れとサ
セプタの内側から外向きの流れの２方向に流れることに
より、サセプタ上の各位置における反応ガス濃度はほぼ
一定しており、サセプタ（４）に載置された半導体基板
（５）は内側位置、外側位置のいずれにおいても膜厚一
定の薄膜を形成することができる。 なお、噴射ノズル（１）の寸法は実験の結果によれ
ば、管内径Ａ＞孔径Ｂ＞孔径Ｃの関係あり、又噴射孔
（１−２）の設置位置の管内径Ｄは第２図に示すごと
く、管内径Ａ＞管内径Ｄ＞孔径Ｂを満足する大きさとす
ることが望ましい。そして、噴射孔（１−２）の設置数
はサセプタの直径、石英ベルジャーの形状等の条件によ
り任意に決定する。 今、管内径Ａ＝10mm、管内径Ｄ＝8mm、噴射孔（１−
１）の内径Ｂ＝5mm、噴射孔（１−２）の内径Ｃ＝2mmの
噴射ノズル（１）、直径600mmのサセプタを有する第１
図に示す縦型エピタキシャル成長装置に直径４インチの
シリコン基板を内側と外側の２列配置で載設し、1130℃
に加熱しサセプタを回転させながら噴射ノズルよりSi源
SiCl4、H2ガス＝90/min、GR＝0.4μm/minの反応ガス
を噴射して薄膜を形成した。そして、第３図に示すよう
にサセプタの内側と外側に置かれたシリコン基板をサセ
プタ載置状態で膜厚を測定した。その結果は、第３図に
示すように、サセプタの内側と外側では膜厚にはほとん
ど差がなくほぼ均一であることがわかる。 一方、噴射ノズル以外は前記実施例と同一条件のもと
で、第４図に示す垂直上向き噴射ノズルを使用した場合
と第６図に示す水平外向き放射状噴射ノズルを使用した
場合について比較試験を行つた。その結果を第５図、第
７図に示す。この結果より前者の垂直上向き噴射の場合
はサセプタの外側が膜厚大で内側になるほど薄くなり、
又後者の水平外向き噴射の場合は逆にサセプタの内側が
膜厚大で外側になるほど薄くなつており、いずれの場合
も膜厚のばらつきが大きいことがわかる。 発明の効果 この発明は、縦型エピタキシャル成長装置により半導
体基板へ薄膜を形成する際、反応ガスをサセプタの内側
から外向きと、外側から内向きの２方向に流して反応さ
せることにより、膜厚にばらつきがなく均一な厚さの薄
膜を形成することができ、エピタキシャル成長基板の高
精度化が図れると共に、装置の大型化が可能となり、生
産性を向上できる。
膜を形成する際、膜厚の均一性を向上させた半導体基板
のエピタキシャル成長方法に関する。 従来の技術 エピタキシャル成長装置には種々のものがあり、その
中で水素還元法による装置としては縦型エピタキシャル
成長装置がある。 この縦型エピタキシャル成長装置は古くから薄膜を形
成するのに使用されており、第４図、第６図に示すよう
に台板（２）上に石英ベルジャー（３）が載置され、そ
の中に中空回転軸（６）に支承されたサセプタ（４）が
あり、前記中空回転軸（６）に挿通した噴射ノズルより
反応ガスを噴射させ、前記サセプタ（４）上に載置され
た半導体基板（５）上に反応ガスを流すように構成され
ている。 そして、噴射ノズルからの噴射手段として２つの方法
があり、その１つとして第４図に示す場合の噴射ノズル
（７）は垂直上向きに噴射口が設けられており、垂直上
向きに噴射された反応ガスは石英ベルジャー（３）の天
井内面に当つたのち外向きに流れ、側壁に沿つて下降
し、サセプタ（４）の外側から内向きに流れ、この内向
きに流れる際、半導体基板（５）の表面に触れて反応し
薄膜を形成する。他の１つとして第６図に示す場合の噴
射ノズル（８）はノズル筒体周面に多数の小径噴射孔が
穿設され、反応ガスは水平外向きに放射状に噴射され、
この外向きの流れが半導体基板（５）の表面に触れて反
応し薄膜を形成する。 発明が解決しようとする問題点 前記のごとく従来は反応ガスを垂直上向きか、水平外
向きに噴射させるが、第４図に示す垂直上向き噴射の場
合は、反応ガスがサセプタ（４）の外側から内方へ流れ
るため、外側の堆積量が多く、第５図に示すように膜厚
はサセプタの内側が薄く外側ほど厚くなり、サセプタの
内側に置かれた半導体基板と外側に置かれた半導体基板
とでは膜厚が異なるばかりか、同じ半導体基板内におい
ても膜厚は不均一となる。又、第６図に示す水平外向き
噴射の場合は、反応ガスがサセプタの内側から外側へ流
れるため、膜厚は前記とは逆にサセプタの内側が厚く外
側ほど薄くなり、前記と同様に半導体基板の膜厚は不均
一となる欠点があつた。 この発明は、かかる欠点を排除し、サセプタの半径方
向のどの位置にあつても、ほぼ一定の膜厚が得られ、半
導体基板に均一性の高い薄膜を形成し得るエピタキシャ
ル成長方法を提供するものである。 問題点を解決するための手段 この発明は、縦型エピタキシャル成長装置において、
サセプタ中心に縦設し、内径Ａの管の先端を絞り、孔径
Ｂの上向きの噴射孔を形成し、その下側に孔径Ｃの噴射
孔を水平面上で放射状に複数個を突設した噴射ノズル
（但し、管内径Ａ＞噴射孔の設置位置の管内径Ｄ＞孔径
Ｂ＞孔径Ｃを満足する）より反応ガスを水平外向きに放
射状と垂直上向きの２方向に噴射させ、反応ガスをサセ
プタの内側から外向きと外側から内向きの２方向に流し
ながら薄膜を形成することを特徴とする半導体基板のエ
ピタキシャル成長方法である。 作用 この発明においては、反応ガスをサセプタの内側から
外向きと外側から内向きの２方向に流しながら半導体基
板表面に作用させるから、ザプタ表面の外側と内側にお
ける反応ガス濃度が均一に保たれ、その結果生成した薄
膜の膜厚はサセプタの外側と内側とにおける差がほとん
どなく、サセプタ上のすべての半導体基板にほぼ均一の
薄膜を形成させることができる。 実 施 例 この発明の実施例を図面に基いて説明する。 第１図は、この発明の方法を実施するための縦型エピ
タキシャル成長装置の要部を示したものであり、台板
（２）上に石英ベルジャー（３）が載置され、その中に
中空回転軸（６）に支承されたサセプタ（４）があり、
前記中空回転軸（６）に噴射ノズル（１）を挿通し、そ
の先端部をサセプタ表面より上方に突出させる。 前記噴射ノズル（１）は第２図に示すように、内径Ａ
の管の先端部を絞り、孔径Ｂの上向きの噴射孔（１−
１）を形成し、その下側の管内径Ｄの位置に複数（図面
には４箇所を示す）の孔径Ｃの噴射孔（１−２）を水平
面上で放射状に突設してなる。したがつて、噴射ノズル
（１）から噴出する反応ガスは、噴射孔（１−１）から
上向きの垂直流と、噴射孔（１−２）から外向きの水平
流との２方向に噴射される。 前記垂直流は石英ベルジャー（３）の天井に当つて外
向きに流れ、側壁に沿つて下降し、サセプタ（４）上で
内方へ反転し内向きに流れる。その結果、反応ガスはサ
セプタ（４）上でサセプタの外側から内向きの流れとサ
セプタの内側から外向きの流れの２方向に流れることに
より、サセプタ上の各位置における反応ガス濃度はほぼ
一定しており、サセプタ（４）に載置された半導体基板
（５）は内側位置、外側位置のいずれにおいても膜厚一
定の薄膜を形成することができる。 なお、噴射ノズル（１）の寸法は実験の結果によれ
ば、管内径Ａ＞孔径Ｂ＞孔径Ｃの関係あり、又噴射孔
（１−２）の設置位置の管内径Ｄは第２図に示すごと
く、管内径Ａ＞管内径Ｄ＞孔径Ｂを満足する大きさとす
ることが望ましい。そして、噴射孔（１−２）の設置数
はサセプタの直径、石英ベルジャーの形状等の条件によ
り任意に決定する。 今、管内径Ａ＝10mm、管内径Ｄ＝8mm、噴射孔（１−
１）の内径Ｂ＝5mm、噴射孔（１−２）の内径Ｃ＝2mmの
噴射ノズル（１）、直径600mmのサセプタを有する第１
図に示す縦型エピタキシャル成長装置に直径４インチの
シリコン基板を内側と外側の２列配置で載設し、1130℃
に加熱しサセプタを回転させながら噴射ノズルよりSi源
SiCl4、H2ガス＝90/min、GR＝0.4μm/minの反応ガス
を噴射して薄膜を形成した。そして、第３図に示すよう
にサセプタの内側と外側に置かれたシリコン基板をサセ
プタ載置状態で膜厚を測定した。その結果は、第３図に
示すように、サセプタの内側と外側では膜厚にはほとん
ど差がなくほぼ均一であることがわかる。 一方、噴射ノズル以外は前記実施例と同一条件のもと
で、第４図に示す垂直上向き噴射ノズルを使用した場合
と第６図に示す水平外向き放射状噴射ノズルを使用した
場合について比較試験を行つた。その結果を第５図、第
７図に示す。この結果より前者の垂直上向き噴射の場合
はサセプタの外側が膜厚大で内側になるほど薄くなり、
又後者の水平外向き噴射の場合は逆にサセプタの内側が
膜厚大で外側になるほど薄くなつており、いずれの場合
も膜厚のばらつきが大きいことがわかる。 発明の効果 この発明は、縦型エピタキシャル成長装置により半導
体基板へ薄膜を形成する際、反応ガスをサセプタの内側
から外向きと、外側から内向きの２方向に流して反応さ
せることにより、膜厚にばらつきがなく均一な厚さの薄
膜を形成することができ、エピタキシャル成長基板の高
精度化が図れると共に、装置の大型化が可能となり、生
産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明を実施するための縦型エピタキシャル
成長装置の要部を示す断面図、第２図は同上の噴射ノズ
ル先端部の詳細を示す断面図（Ａ図）及び平面図（Ｂ
図）、第３図はこの発明の実施により生成した薄膜の膜
厚のばらつきを示すグラフ、第４図は従来の垂直上向き
噴射ノズルを有する縦型エピタキシャル成長装置の要部
を示す断面図、第５図は同上により生成した薄膜の膜厚
のばらつきを示すグラフ、第６図は従来の水平外向き放
射状噴射ノズルを有する縦型エピタキシャル成長装置の
要部を示す断面図、第７図は同上により生成した薄膜の
膜厚のばらつきを示すグラフである。 １……噴射ノズル、２……台板 ３……石英ベルジャー、４……サセプタ ５……半導体基板、６……中空回転軸
成長装置の要部を示す断面図、第２図は同上の噴射ノズ
ル先端部の詳細を示す断面図（Ａ図）及び平面図（Ｂ
図）、第３図はこの発明の実施により生成した薄膜の膜
厚のばらつきを示すグラフ、第４図は従来の垂直上向き
噴射ノズルを有する縦型エピタキシャル成長装置の要部
を示す断面図、第５図は同上により生成した薄膜の膜厚
のばらつきを示すグラフ、第６図は従来の水平外向き放
射状噴射ノズルを有する縦型エピタキシャル成長装置の
要部を示す断面図、第７図は同上により生成した薄膜の
膜厚のばらつきを示すグラフである。 １……噴射ノズル、２……台板 ３……石英ベルジャー、４……サセプタ ５……半導体基板、６……中空回転軸
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．縦型エピタキシャル成長装置において、サセプタ中
心に縦設し、内径Ａの管の先端を絞り、孔径Ｂの上向き
の噴射孔を形成し、その下側に孔径Ｃの噴射孔を水平面
上で放射状に複数個を突設した噴射ノズル（但し、管内
径Ａ＞噴射孔の設置位置の管内径Ｄ＞孔径Ｂ＞孔径Ｃを
満足する）より反応ガスを水平外向きに放射状と垂直上
向きの２方向に噴射させ、反応ガスをサセプタの内側か
ら外向きと外側から内向きの２方向に流しながら薄膜を
形成することを特徴とする半導体基板のエピタキシャル
成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62287676A JP2681469B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 半導体基板のエピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62287676A JP2681469B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 半導体基板のエピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01128519A JPH01128519A (ja) | 1989-05-22 |
| JP2681469B2 true JP2681469B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=17720276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62287676A Expired - Fee Related JP2681469B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 半導体基板のエピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681469B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102758192A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-10-31 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种半导体外延片载片盘及其支撑装置及mocvd反应室 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100550342B1 (ko) | 2004-02-24 | 2006-02-08 | 삼성전자주식회사 | 가스 산포 방법, 및 샤워 헤드, 및 샤워 헤드를 구비하는반도체 기판 가공 장치 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59151434U (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-11 | 東芝機械株式会社 | 気相成長装置のノズル |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62287676A patent/JP2681469B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102758192A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-10-31 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种半导体外延片载片盘及其支撑装置及mocvd反应室 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01128519A (ja) | 1989-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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