JP3052574B2 - 半導体薄膜製造装置 - Google Patents
半導体薄膜製造装置Info
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- JP3052574B2 JP3052574B2 JP4139539A JP13953992A JP3052574B2 JP 3052574 B2 JP3052574 B2 JP 3052574B2 JP 4139539 A JP4139539 A JP 4139539A JP 13953992 A JP13953992 A JP 13953992A JP 3052574 B2 JP3052574 B2 JP 3052574B2
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- Japan
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- source gas
- reaction chamber
- shield plate
- heat shield
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバレル型半導体薄膜製造
装置に係り，特に原料ガス導入口の構造に関する。
装置に係り，特に原料ガス導入口の構造に関する。
【０００２】減圧バレル型気相成長(CVD) 炉は量産性に
優れるが，原料の使用効率が低いという問題がある。特
に，Ｖ族原料の使用効率は１％以下と著しく低い。ま
た，Ｖ族原料には通常アルシン，フォスヒン等の水素化
物が使用されるが，安全性向上のため，最近ではtVA(タ
ーシャリブチルアルシン) 等の有機材料が用いられる傾
向にある。この場合，Ｖ族原料の使用効率がウエハ価格
を大きく左右するため，Ｖ族原料を効率良く使用するこ
とが必要である。
優れるが，原料の使用効率が低いという問題がある。特
に，Ｖ族原料の使用効率は１％以下と著しく低い。ま
た，Ｖ族原料には通常アルシン，フォスヒン等の水素化
物が使用されるが，安全性向上のため，最近ではtVA(タ
ーシャリブチルアルシン) 等の有機材料が用いられる傾
向にある。この場合，Ｖ族原料の使用効率がウエハ価格
を大きく左右するため，Ｖ族原料を効率良く使用するこ
とが必要である。
【０００３】
【従来の技術】図３は従来のバレル型成膜装置の説明図
である。図において，31は反応室でベルジャ, 32は原料
ガス導入口, 33は排気口, 34はウエハを保持するサセプ
タ, 35はウエハである。
である。図において，31は反応室でベルジャ, 32は原料
ガス導入口, 33は排気口, 34はウエハを保持するサセプ
タ, 35はウエハである。
【０００４】従来はIII 族, Ｖ族原料はともに１つの導
入口32からベルジャ31内に導入され，同一経路を通り，
ウエハ35の表面に到達していた。いま，仮にＶ族原料の
分解を促進しようとして上流の温度を上げると，III 族
原料も分解が促進されて，上流での堆積物が増えてウエ
ハに到達する原料が減少し，原料の使用効率が落ち, 同
時に上流と下流での膜厚や組成に大きなばらつきを生ず
る。これはウエハの上流近傍の温度を下げればある程度
減少するが，膜質に悪影響を与える。
入口32からベルジャ31内に導入され，同一経路を通り，
ウエハ35の表面に到達していた。いま，仮にＶ族原料の
分解を促進しようとして上流の温度を上げると，III 族
原料も分解が促進されて，上流での堆積物が増えてウエ
ハに到達する原料が減少し，原料の使用効率が落ち, 同
時に上流と下流での膜厚や組成に大きなばらつきを生ず
る。これはウエハの上流近傍の温度を下げればある程度
減少するが，膜質に悪影響を与える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明では従来例の欠
点を除去するために， III 族原料は下流で枯渇しないように分解を抑え,
Ｖ族原料のみ使用効率を上げるために分解が促進される
ような構造が望まれる。 また，原料ガスの切替えは，これを速やかに行うた
めに，原料ガスの切替え部より反応室側のガス経路はで
きる限りデッドスペースをなくし，分解した原料が余分
なところに堆積しないように，なるべくウエハに近いと
ころで行うことが望まれる。
点を除去するために， III 族原料は下流で枯渇しないように分解を抑え,
Ｖ族原料のみ使用効率を上げるために分解が促進される
ような構造が望まれる。 また，原料ガスの切替えは，これを速やかに行うた
めに，原料ガスの切替え部より反応室側のガス経路はで
きる限りデッドスペースをなくし，分解した原料が余分
なところに堆積しないように，なるべくウエハに近いと
ころで行うことが望まれる。
【０００６】本発明はＶ族原料のみをウエハ近傍で分解
促進することを可能として原料を効率良く使用できるよ
うにし，また，III 族原料が下流で枯渇することを防止
する構造を提供し，半導体薄膜の製造コストの低減と薄
膜の均一性の向上を目的とする。
促進することを可能として原料を効率良く使用できるよ
うにし，また，III 族原料が下流で枯渇することを防止
する構造を提供し，半導体薄膜の製造コストの低減と薄
膜の均一性の向上を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）反応室５と，該反応室内に導入されるＶ族原料ガス
導入管と，該Ｖ族原料ガス導入管の周囲に設けられ，該
Ｖ族原料ガスとは分離して該反応室内に導入されるIII
族原料ガス導入管と，該反応室内の該Ｖ族原料ガス導入
管の末端の周囲に設けられた傘状の熱遮蔽板３と，該遮
蔽板に対向して設けられたヒータ４とを有し，該熱遮蔽
板は反応室の内壁との間に第１の空間が設けられ，III
族原料ガスが該第１の空間を通ってウエハ７上に導か
れ，また，該熱遮蔽板は該ヒータとの間に第２の空間が
設けられ，Ｖ族原料ガスが該第２の空間を通ってウエハ
上に導かれる半導体薄膜製造装置，あるいは２）前記Ｖ
族原料ガス導入管にラジアル型ガス切替えバルブ１の内
管を用い，前記III 族原料ガス導入管は内管の径の大き
いラジアル型ガス切替えバルブ２の内管を用いて，両方
のラジアル型ガス切替えバルブは上下に直結されている
前記１）記載の半導体薄膜製造装置，あるいは ３）前記熱遮蔽板３に高融点金属を被着した石英板を用
いる前記１）あるいは２）記載の半導体薄膜製造装置に
より達成される。
導入管と，該Ｖ族原料ガス導入管の周囲に設けられ，該
Ｖ族原料ガスとは分離して該反応室内に導入されるIII
族原料ガス導入管と，該反応室内の該Ｖ族原料ガス導入
管の末端の周囲に設けられた傘状の熱遮蔽板３と，該遮
蔽板に対向して設けられたヒータ４とを有し，該熱遮蔽
板は反応室の内壁との間に第１の空間が設けられ，III
族原料ガスが該第１の空間を通ってウエハ７上に導か
れ，また，該熱遮蔽板は該ヒータとの間に第２の空間が
設けられ，Ｖ族原料ガスが該第２の空間を通ってウエハ
上に導かれる半導体薄膜製造装置，あるいは２）前記Ｖ
族原料ガス導入管にラジアル型ガス切替えバルブ１の内
管を用い，前記III 族原料ガス導入管は内管の径の大き
いラジアル型ガス切替えバルブ２の内管を用いて，両方
のラジアル型ガス切替えバルブは上下に直結されている
前記１）記載の半導体薄膜製造装置，あるいは ３）前記熱遮蔽板３に高融点金属を被着した石英板を用
いる前記１）あるいは２）記載の半導体薄膜製造装置に
より達成される。
【０００８】
【作用】図１は本発明の原理説明図である。図におい
て，１はＶ族原料ガス切替えバルブ，２はIII 族原料ガ
ス切替えバルブ，３は熱遮蔽板，４はヒータ，５はベル
ジャ，６は加熱ランプを内蔵するライナ管，７はウエ
ハ，８はウエハを保持するサセプタである。ここで，ヒ
ータ４は加熱され，ベルジャ５は冷却される。
て，１はＶ族原料ガス切替えバルブ，２はIII 族原料ガ
ス切替えバルブ，３は熱遮蔽板，４はヒータ，５はベル
ジャ，６は加熱ランプを内蔵するライナ管，７はウエ
ハ，８はウエハを保持するサセプタである。ここで，ヒ
ータ４は加熱され，ベルジャ５は冷却される。
【０００９】Ｖ族原料ガスはバルブ１で切替えられ加熱
されたヒータ４に衝突し，分解が促進される。一方，II
I 族原料はバルブ２で切替えられ，熱遮蔽板３とベルジ
ャ５との間を通過するが，ヒータ４の熱は熱遮蔽板３で
遮蔽され，且つベルジャ５は冷却されているのでここで
は分解されない。
されたヒータ４に衝突し，分解が促進される。一方，II
I 族原料はバルブ２で切替えられ，熱遮蔽板３とベルジ
ャ５との間を通過するが，ヒータ４の熱は熱遮蔽板３で
遮蔽され，且つベルジャ５は冷却されているのでここで
は分解されない。
【００１０】この先で，Ｖ族原料とIII 族原料は合流
し，加熱されたサセプタ８によって適度に分解し，ウエ
ハ７に到達する。また，上記の原料ガス切替えバルブ
１，２はラジアル型のガス切替えバルブを２段に重ねて
使用することにより，反応室内のデッドスペースを極め
て小さくすることが可能となる。ラジアル型のガス切替
えバルブは外周に複数のガス導入バルブを設けてガスの
切替えを可能とし, 内側の管より反応室に所望のガスを
導入できるようにしたコンパクトな構造になっている。
し，加熱されたサセプタ８によって適度に分解し，ウエ
ハ７に到達する。また，上記の原料ガス切替えバルブ
１，２はラジアル型のガス切替えバルブを２段に重ねて
使用することにより，反応室内のデッドスペースを極め
て小さくすることが可能となる。ラジアル型のガス切替
えバルブは外周に複数のガス導入バルブを設けてガスの
切替えを可能とし, 内側の管より反応室に所望のガスを
導入できるようにしたコンパクトな構造になっている。
【００１１】また，III 族原料の経路の上流は冷却され
ているため，III 族原料が上流で分解してしまって下流
で枯渇することはない。
ているため，III 族原料が上流で分解してしまって下流
で枯渇することはない。
【００１２】
【実施例】図２は本発明の実施例の断面図である。図に
おいて，遮蔽板３は熱伝導率の低い石英で作成され，さ
らにヒータ４に対向する側には高融点金属，例えばタン
グステンを蒸着することにより，ヒータ４の熱を遮断し
ている。
おいて，遮蔽板３は熱伝導率の低い石英で作成され，さ
らにヒータ４に対向する側には高融点金属，例えばタン
グステンを蒸着することにより，ヒータ４の熱を遮断し
ている。
【００１３】ヒータ４およびサセプタ８はカーボンで作
成され，９はヒータ４を加熱するための赤外ランプであ
り，同心円状に配置されている。10はサセプタ８を加熱
するための赤外ランプである。
成され，９はヒータ４を加熱するための赤外ランプであ
り，同心円状に配置されている。10はサセプタ８を加熱
するための赤外ランプである。
【００１４】ガス切替えバルプ１，２は中心部の管の径
が異なり，直結することにより同軸となる。いずれも，
原料ガスの滞留を防ぐため上流からキャリアガスとして
水素を流している。
が異なり，直結することにより同軸となる。いずれも，
原料ガスの滞留を防ぐため上流からキャリアガスとして
水素を流している。
【００１５】Ｖ族原料のガス切替えバルプ１の末端には
Ｏリング11を介して熱遮蔽板３が固定されている。この
例では, ベルジャ５は二重壁構造で壁の中間部に冷媒を
流して冷却され，また, ベルジャ５は5aと5bに分割さ
れ，熱遮蔽板３の着脱を可能としている。そのため，ベ
ルジャ5aと5bの接合部分でガス流に乱れが生じないよう
に石英整流板12を設けている。
Ｏリング11を介して熱遮蔽板３が固定されている。この
例では, ベルジャ５は二重壁構造で壁の中間部に冷媒を
流して冷却され，また, ベルジャ５は5aと5bに分割さ
れ，熱遮蔽板３の着脱を可能としている。そのため，ベ
ルジャ5aと5bの接合部分でガス流に乱れが生じないよう
に石英整流板12を設けている。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば, Ｖ族原料のみをウエハ
近傍で分解促進することが可能となり原料を効率を向上
し，また，III 族原料が上流で分解してしまって下流で
枯渇することはなく，半導体薄膜の製造コストの低減と
薄膜の均一性の向上に寄与することができた。
近傍で分解促進することが可能となり原料を効率を向上
し，また，III 族原料が上流で分解してしまって下流で
枯渇することはなく，半導体薄膜の製造コストの低減と
薄膜の均一性の向上に寄与することができた。
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 本発明の実施例の断面図
【図３】 従来のバレル型成膜装置の説明図
【符号の説明】 １ Ｖ族原料ガス切替えバルブ ２ III 族原料ガス切替えバルブ ３ 熱遮蔽板 ４ ヒータ ５, 5a, 5b ベルジャ ６ 加熱ランプを内蔵するライナ管 ７ ウエハ ８ サセプタ ９ ヒータ４を加熱するための赤外ランプ 10 サセプタ８を加熱するための赤外ランプ 11 Ｏリング 12 石英の整流板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/365
Claims (3)
- 【請求項１】 反応室(5) と，該反応室内に導入される
Ｖ族原料ガスの導入管と，該Ｖ族原料ガスの導入管の周
囲に設けられ，該Ｖ族原料ガスとは分離して該反応室内
に導入されるIII 族原料ガス導入管と，該反応室内の該
Ｖ族原料ガスの導入管の末端の周囲に設けられた傘状の
熱遮蔽板(3）と，該遮蔽板に対向して設けられたヒータ
(4）とを有し，該熱遮蔽板は反応室の内壁との間に第１
の空間が設けられ，III 族原料ガスが該第１の空間を通
ってウエハ(7) 上に導かれ，また，該熱遮蔽板は該ヒー
タとの間に第２の空間が設けられ，Ｖ族原料ガスが該第
２の空間を通ってウエハ上に導かれることを特徴とする
半導体薄膜製造装置。 - 【請求項２】 前記Ｖ族原料ガス導入管にラジアル型ガ
ス切替えバルブ(1)の内管を用い，前記III 族原料ガス
導入管は内管の径の大きいラジアル型ガス切替えバルブ
(2) の内管を用いて，両方のラジアル型ガス切替えバル
ブは上下に直結されていることを特徴とする請求項１記
載の半導体薄膜製造装置。 - 【請求項３】 前記熱遮蔽板(3）に高融点金属を被着し
た石英板を用いることを特徴とする請求項１あるいは２
記載の半導体薄膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4139539A JP3052574B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 半導体薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4139539A JP3052574B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 半導体薄膜製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335252A JPH05335252A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3052574B2 true JP3052574B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=15247631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4139539A Expired - Lifetime JP3052574B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 半導体薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052574B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10064944A1 (de) * | 2000-09-22 | 2002-04-11 | Aixtron Ag | Verfahren zum Abscheiden von insbesondere kristallinen Schichten, Gaseinlassorgan sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE10064941A1 (de) * | 2000-09-22 | 2002-04-11 | Aixtron Ag | Gaseinlassorgan |
-
1992
- 1992-06-01 JP JP4139539A patent/JP3052574B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335252A (ja) | 1993-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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