JPH02278816A - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
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- JPH02278816A JPH02278816A JP10088489A JP10088489A JPH02278816A JP H02278816 A JPH02278816 A JP H02278816A JP 10088489 A JP10088489 A JP 10088489A JP 10088489 A JP10088489 A JP 10088489A JP H02278816 A JPH02278816 A JP H02278816A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
バレル式ＣＶＤ装置に関し。
基板面上に形成される膜の膜厚分布を向上することを目
的とし。
的とし。
原料ガスが流通する反応槽の内部において該原料ガスの
成分元素から成る層が形成される表面を有する基板を一
軸の周りに定速度で公転するように支持するための機構
を備えた化学気相成長装置において、該基板の公転停止
時における該基板表面における前記原料ガスの流速ベク
トルをａとし該基板の公転時における該基板表面中心の
公転方向における周速度ベクトルをｂとし且つａ−ｂで
表されるベクトルをＣとし且つ該基板表面の法線をｈと
したとき、前記ベクトルＣおよび法線りで決まる面内に
おいて前記法線りがベクトルＣの逆方向側に角度θだけ
回転した状態に該基板を保持する手段を該支持機構が備
えていることから構成される。
成分元素から成る層が形成される表面を有する基板を一
軸の周りに定速度で公転するように支持するための機構
を備えた化学気相成長装置において、該基板の公転停止
時における該基板表面における前記原料ガスの流速ベク
トルをａとし該基板の公転時における該基板表面中心の
公転方向における周速度ベクトルをｂとし且つａ−ｂで
表されるベクトルをＣとし且つ該基板表面の法線をｈと
したとき、前記ベクトルＣおよび法線りで決まる面内に
おいて前記法線りがベクトルＣの逆方向側に角度θだけ
回転した状態に該基板を保持する手段を該支持機構が備
えていることから構成される。
本発明は、バレル式の化学気相成長（ＣＶＤ）装置。
とくに、そのサセプタの形状の改良に関する。
半導体ウェハのような多数の基板の表面に一括して絶縁
層あるいは化合物半導体層を形成するために、バレル式
の縦型ＣＶＤ装置が用いられている。
層あるいは化合物半導体層を形成するために、バレル式
の縦型ＣＶＤ装置が用いられている。
バレル式ＣＶＤ装置は１通常、底面が正多角形の舟錐台
状のサセプタを有し、その各側面のそれぞれに一枚ない
し複数枚の基板が設置される。そして。
状のサセプタを有し、その各側面のそれぞれに一枚ない
し複数枚の基板が設置される。そして。
このサセプタを 原料ガスが導入される反応槽内で一軸
、すなわち、前記角錐台の軸、を中心に回転するととも
に加熱することにより、各基板表面に所望の層を堆積さ
せる。
、すなわち、前記角錐台の軸、を中心に回転するととも
に加熱することにより、各基板表面に所望の層を堆積さ
せる。
上記のように、バレル式ＣＶＤ装置のサセプタは角錐台
状をなしており、その下底面が導入ガスの下流側に向く
ように配置される。したがって、半導体ウェハ等の基板
が設置される各側面は、導入ガスの下流側はど外囲器の
内壁との間隙、すなわち、原料ガスの流通路が狭まった
状態となる。これにより１通常の水平型のＣｖＤ装置に
おけると同様に、基板表面における原料ガスの上流と下
流での層厚差が低減され、Ｎ厚分布が向上される。
状をなしており、その下底面が導入ガスの下流側に向く
ように配置される。したがって、半導体ウェハ等の基板
が設置される各側面は、導入ガスの下流側はど外囲器の
内壁との間隙、すなわち、原料ガスの流通路が狭まった
状態となる。これにより１通常の水平型のＣｖＤ装置に
おけると同様に、基板表面における原料ガスの上流と下
流での層厚差が低減され、Ｎ厚分布が向上される。
一方、上記サセプタは、各基板間の層厚の均一性を向上
する目的で反応槽内で回転されるが、これにより、基板
表面内における層厚分布が大きくなる現象が生じる。す
なわち、従来のサセプタの構造では、各基板表面内での
層厚と基板間の層厚とを同時に均一化できない問題があ
った。
する目的で反応槽内で回転されるが、これにより、基板
表面内における層厚分布が大きくなる現象が生じる。す
なわち、従来のサセプタの構造では、各基板表面内での
層厚と基板間の層厚とを同時に均一化できない問題があ
った。
本発明は、バレル式ＣＶＤ装置における上記サセプタの
回転に起因する層厚分布を低減し、基板表面内および基
板間における層厚の均一性を同時に向上可能とすること
を目的とする。
回転に起因する層厚分布を低減し、基板表面内および基
板間における層厚の均一性を同時に向上可能とすること
を目的とする。
上記目的は、原料ガスが流通する反応槽の内部において
該原料ガスの成分元素から成る層が形成される表面を有
する基板を一軸の周りに定速度で公転するように支持す
るための機構を備えた化学気相成長装置であって、該基
板の公転停止時における該基板表面における前記原料ガ
スの流速ベクトルをａとし該基板の公転時における該基
板表面中心の公転方向における周速度ベクトルをｂとし
且つａ−ｂで表されるベクトルをＣとし且つ該基板表面
の法線をｈとしたとき、前記ベクトルＣおよび法線りで
決まる面内において前記法線りがベクトルｄの逆方向側
に角度θだけ回転した状態に該基板を保持する手段を該
支持機構が備えていることを特徴とする本発明に係る化
学気相成長装置によって達成される。
該原料ガスの成分元素から成る層が形成される表面を有
する基板を一軸の周りに定速度で公転するように支持す
るための機構を備えた化学気相成長装置であって、該基
板の公転停止時における該基板表面における前記原料ガ
スの流速ベクトルをａとし該基板の公転時における該基
板表面中心の公転方向における周速度ベクトルをｂとし
且つａ−ｂで表されるベクトルをＣとし且つ該基板表面
の法線をｈとしたとき、前記ベクトルＣおよび法線りで
決まる面内において前記法線りがベクトルｄの逆方向側
に角度θだけ回転した状態に該基板を保持する手段を該
支持機構が備えていることを特徴とする本発明に係る化
学気相成長装置によって達成される。
第１図は本発明の原理説明図であって、同図（ａ）に示
すように、サセプタが回転していないとき基板表面上を
ベクトルａで表される流速で原料ガスが流れている状態
でサセプタの回転により基板表面を回転方向に周速度す
で移動させるとすると。
すように、サセプタが回転していないとき基板表面上を
ベクトルａで表される流速で原料ガスが流れている状態
でサセプタの回転により基板表面を回転方向に周速度す
で移動させるとすると。
同図（ロ）に示すように、この基板１表面上における原
料ガスの流れの方向はベクトルＣのようになる。
料ガスの流れの方向はベクトルＣのようになる。
すなわち、ベクトルＣはｃｍａ−ｂである。
そこで８本発明においては、基板を、その表面が原料ガ
スの下流側でベクトルＣに対して角度θをなすように保
持した状態でサセプタを回転して層形成を行う、これに
より１回転状態の基板表面における原料ガスの上流と下
流での層厚差が減少する。
スの下流側でベクトルＣに対して角度θをなすように保
持した状態でサセプタを回転して層形成を行う、これに
より１回転状態の基板表面における原料ガスの上流と下
流での層厚差が減少する。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第２図はバレル式のＣｖＤ装置の要部断面図であって１
例えば石英から成る円筒形の反応槽２の内部には２方向
の軸３を中心に回転するサセプタ４が設けられている。
例えば石英から成る円筒形の反応槽２の内部には２方向
の軸３を中心に回転するサセプタ４が設けられている。
サセプタ４は、軸３に垂直な。
例えば正六角形の下底面を有する角錐台を成している。
すなわち、この・場合には、サセプタ４は。
各々が等脚台形である六つの側面５□５．、・・・５．
を有する。各側面５に５例えば半導体ウェハのような基
板ｌが一枚ないし複数枚ずつ設置される。
を有する。各側面５に５例えば半導体ウェハのような基
板ｌが一枚ないし複数枚ずつ設置される。
これにより、基板１はＺ軸の周囲を定速度で公転する。
なお、一般に、サセプタ４は１例えば炭化珪素（ＳｉＣ
）コーティングしたカーボン板から成る上底面および各
側面５１＋ ５２＋ ・・・、５＆によって構成され
る中空体であり、軸３は前記上底面に固定されている。
）コーティングしたカーボン板から成る上底面および各
側面５１＋ ５２＋ ・・・、５＆によって構成され
る中空体であり、軸３は前記上底面に固定されている。
同図において、符号６は反応槽２を排気系（図示省略）
に接続するための排気管、符号７は反応槽２に原料ガス
を導入するためのガス導入管１符号８は、前記側面５上
に設置された半導体ウェハＩを加熱するための加熱装置
である。
に接続するための排気管、符号７は反応槽２に原料ガス
を導入するためのガス導入管１符号８は、前記側面５上
に設置された半導体ウェハＩを加熱するための加熱装置
である。
第３図は従来のサセプタの要部断面図であって。
第２図における一つの側面５の２軸を含む垂直断面の一
部である。図示のように、側面５はＺ軸と角度φをなす
ような傾斜が与えられている。従来はこのようなサセプ
タの側面５上に、半導体ウェハ等の点線で示す基板ｌが
直接に設置されていた。
部である。図示のように、側面５はＺ軸と角度φをなす
ような傾斜が与えられている。従来はこのようなサセプ
タの側面５上に、半導体ウェハ等の点線で示す基板ｌが
直接に設置されていた。
このために、第１図を参照して説明したように。
ベクトルＣ方向における層厚分布が生じていた。
本発明においては、前記各側面５１，５□、・・・５６
において５基板１を、その表面が原料ガスの下流側でベ
クトルＣに対して角度θをなすように保持する。これを
第４図を参照してより正確に説明する。
において５基板１を、その表面が原料ガスの下流側でベ
クトルＣに対して角度θをなすように保持する。これを
第４図を参照してより正確に説明する。
第４図は、前記ベクトルＣと基板ｌの法線りとで決まる
面によるる断面を示す、すなわち、この断面はベクトル
Ｃを含み、側面５に垂直である。
面によるる断面を示す、すなわち、この断面はベクトル
Ｃを含み、側面５に垂直である。
本発明においては、従来、第４図に点線で示されるよう
に設置された基板１を、その面の法線りが上記断面、す
なわち９紙面内でベクトルＣと逆方向側に角度θだけ回
転した状態に保持する。第４図において、符号ｌＯは上
記回転後の基板ｌＯであり。
に設置された基板１を、その面の法線りが上記断面、す
なわち９紙面内でベクトルＣと逆方向側に角度θだけ回
転した状態に保持する。第４図において、符号ｌＯは上
記回転後の基板ｌＯであり。
ｈ′はその面法線である。
基板ｌＯを上記の状態に保持するための手段としては、
サセプタ４の各側面−５における少なくとも基板１０と
接触する領域が基板１０表面に平行になるように一体成
形された面でもよく、あるいは、側面５と基ＦｉｌＯと
の間に挿入・固定される１例えばステンレスから成る別
の部材１１（第４図参照）であってもよい。
サセプタ４の各側面−５における少なくとも基板１０と
接触する領域が基板１０表面に平行になるように一体成
形された面でもよく、あるいは、側面５と基ＦｉｌＯと
の間に挿入・固定される１例えばステンレスから成る別
の部材１１（第４図参照）であってもよい。
本発明のサセプタによる層厚分布の改善効果の例を説明
する。
する。
上記における角度が、φ＝４°、θ＝５°であるサセプ
タ４を用い、直径６ｃｍの半絶縁性ＧａＡｓから成る基
板表面にＧａＡｓ層を形成した。原料ガスとして八ｓ１
１．とトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を用し１．これら
の流量比をＡｓ１ｈ：ＴＭＧ＝２０：１．反応槽内のガ
ス圧を０．１ａｔｍ、成長温度（基板温度）を６２０°
Ｃ，サセプタの回転速度を１Ｏｒｐｍに設定した。
タ４を用い、直径６ｃｍの半絶縁性ＧａＡｓから成る基
板表面にＧａＡｓ層を形成した。原料ガスとして八ｓ１
１．とトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を用し１．これら
の流量比をＡｓ１ｈ：ＴＭＧ＝２０：１．反応槽内のガ
ス圧を０．１ａｔｍ、成長温度（基板温度）を６２０°
Ｃ，サセプタの回転速度を１Ｏｒｐｍに設定した。
上記の結果を第５図に示す。同図は、前記ベクトルＣを
含む直線上における上記ＧａＡｓ層の層厚分布を、基板
の中心における層厚を１００として規格化して示しであ
る。図示のように、基板の中心の両側３ＣＩ１１の範囲
における層１７分布は±３％である。
含む直線上における上記ＧａＡｓ層の層厚分布を、基板
の中心における層厚を１００として規格化して示しであ
る。図示のように、基板の中心の両側３ＣＩ１１の範囲
における層１７分布は±３％である。
これに対し、従来のサセプタ、すなわち、上記角度θが
Ｏｏの場合における同方向の層厚分布は。
Ｏｏの場合における同方向の層厚分布は。
第６図に示すように、±５．５％であり１本発明による
基板内における層厚の均一性向上効果は明らかである。
基板内における層厚の均一性向上効果は明らかである。
上記本発明のように、ベクトルＣに対して角度θだけ傾
けて基板を保持することは、従来のサセプタの外側面上
における基板の設置位置をベクトルＣの方向にずらすこ
とに相当する。しかしながら、このような設置方法を実
現するためには、サセプタの外側面を従来より大きくす
る必要があり。
けて基板を保持することは、従来のサセプタの外側面上
における基板の設置位置をベクトルＣの方向にずらすこ
とに相当する。しかしながら、このような設置方法を実
現するためには、サセプタの外側面を従来より大きくす
る必要があり。
その結果、サセプタおよび反応槽が大型化する欠点があ
る。これに対して５本発明によれば、サセプタおよび反
応槽を従来と同寸法のままにして。
る。これに対して５本発明によれば、サセプタおよび反
応槽を従来と同寸法のままにして。
所望の効果を得ることができる。
なお、上記においてベクトルｂで表される基板表面の周
速度は、基板表面内の位置によって異なる。したがって
、基板の傾きを決めるに際しては。
速度は、基板表面内の位置によって異なる。したがって
、基板の傾きを決めるに際しては。
基板中心部における周速度に基づいてベクトルＣを求め
、このベクトルＣを基準に傾き角度θを決定するのが望
ましい。
、このベクトルＣを基準に傾き角度θを決定するのが望
ましい。
また２本発明の適用範囲は、上記実施例のような角錐台
から成るサセプタに限定されず１例えば前記回転軸３か
ら放射状に延伸する腕の先端分布に基板が固定されるよ
うな支持機構にも適用可能である。
から成るサセプタに限定されず１例えば前記回転軸３か
ら放射状に延伸する腕の先端分布に基板が固定されるよ
うな支持機構にも適用可能である。
本発明によれば、バレル式ＣｖＯ装置におけるサセプタ
の回転に起因する層厚の不均一性を低減することが可能
となる。本発明によるバレル式ＣｖＯ装置においては、
サセプタおよび反応槽の寸法を従来より拡大する必要は
なく、シたがって、従来と同規模のバレル式ＣｖＤ装置
により、基板内および基板間の層厚の均一性を同時に向
上することが可能となる。
の回転に起因する層厚の不均一性を低減することが可能
となる。本発明によるバレル式ＣｖＯ装置においては、
サセプタおよび反応槽の寸法を従来より拡大する必要は
なく、シたがって、従来と同規模のバレル式ＣｖＤ装置
により、基板内および基板間の層厚の均一性を同時に向
上することが可能となる。
第１図は本発明の原理説明図。
第２図はバレル式ＣＶＯ装置の概要構成図。
第３図は従来のサセプタの要部断面図。
第４図は本発明におけるサセプタの要部断面図。
第５図と第６図は層厚分布を示すグラフである。
図において。
ｌとｌＯは基板、 ２は反応槽。
３は軸、 ４はサセプタ。
５と５１，５□、・・・、５６は側面。
６は排気管、 ７はガス導入管。
８は加熱装置
である。
規十６化層厚（％）
もさ８む奪
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 原料ガスが流通する反応槽の内部において該原料ガスの
成分元素から成る層が形成される表面を有する基板を一
軸の周りに定速度で公転するように支持するための機構
を備えた化学気相成長装置であって、 該基板の公転停止時における該基板表面における前記原
料ガスの流速ベクトルをａとし該基板の公転時における
該基板表面中心の公転方向における周速度ベクトルをｂ
とし且つａ−ｂで表されるベクトルをｃとし且つ該基板
表面の法線をｈとしたとき、 前記ベクトルｃおよび法線ｈで決まる面内において前記
法線ｈがベクトルｃの逆方向側に角度θだけ回転した状
態に該基板を保持する手段を該支持機構が備えているこ
とを特徴とする化学気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10088489A JP2775837B2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10088489A JP2775837B2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 化学気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02278816A true JPH02278816A (ja) | 1990-11-15 |
| JP2775837B2 JP2775837B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=14285754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10088489A Expired - Lifetime JP2775837B2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775837B2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP10088489A patent/JP2775837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2775837B2 (ja) | 1998-07-16 |
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