JPH0310596B2 - - Google Patents

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JPH0310596B2
JPH0310596B2 JP59209476A JP20947684A JPH0310596B2 JP H0310596 B2 JPH0310596 B2 JP H0310596B2 JP 59209476 A JP59209476 A JP 59209476A JP 20947684 A JP20947684 A JP 20947684A JP H0310596 B2 JPH0310596 B2 JP H0310596B2
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JP
Japan
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susceptor
bell gear
gas
axis
vapor phase
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59209476A
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English (en)
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JPS6186497A (ja
Inventor
Masayuki Nozawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP20947684A priority Critical patent/JPS6186497A/ja
Publication of JPS6186497A publication Critical patent/JPS6186497A/ja
Publication of JPH0310596B2 publication Critical patent/JPH0310596B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はシリコン等の半導体物質基板(以下ウ
エハという)にシリコン結晶等を気相成長させる
バレル型の気相成長装置に関する。
〔従来技術〕
従来のバレル型気相成長装置はサセプタが軸方
向に若干勾配を有しているが、サセプタ上方に設
けた反応ガスを供給する複数本のノズルはサセプ
タ回転中心から一定位置に孔をあけていたため、
サセプタに取付けた多数のウエハに対する反応ガ
スの接触が一様でなく、このため気相成長の膜厚
が均一にならない欠点があつた。
〔発明の目的〕 本発明はこのような欠点を除去したものでその
目的は、サセプタに取付けた多数のウエハに対す
る反応ガスの接触をより一様にし、気相成長の膜
厚を均一にして品質を高め得る気相成長装置を提
供することにある。
〔発明の要点〕
本発明の気相成長装置は、軸方向に勾配を有す
るバレル型のサセプタを備えた気相成長装置にお
いて、軸心からの距離が短かい側のサセプタ端部
から離れて該サセプタの軸心に対し垂直に位置す
る平面上に、ほぼサセプタの表面に沿つて軸方向
へ反応ガスを供給する複数本のノズルを設けると
共に、該ノズルのノズル孔のサセプタ軸心からの
距離を変化させたことを特徴にしている。
〔発明の実施例〕
以下本発明の一実施例を示した図について説明
する。第1図においてサセプタ組立体11は複数
枚の短冊状をしたサセプタが多角形状に配置され
ると共に、軸心に対し第1図において上方から下
方に向つて広がる勾配を有しかつ上面および下面
はフタ状体によりおおわれておりその外周には多
数のウエハ12が取付けてある。サセプタ組立体
11は上下のフタ状体に固着したセラミツクス等
の非金属製かつ中空の回転軸13により両方向へ
回転されるようになされており、その外周および
上方は石英製のベルジヤ14によりおおわれてい
る。
ベルジヤ14の下方にはこれと同心かつサセプ
タ組立体11の回転を妨げない近接したわずかな
隙間を有する位置に石英製の円筒体15があり、
ベルジヤ14および円筒体15は共にステンレス
鋼製のベースプレート16上に密接した状態で載
置されている。なお円筒体15はサセプタ組立体
11の下端に固着しベースプレート16に対しわ
ずかな隙間をもつて対向するようにしてもよい。
そしてベルジヤ14とサセプタ組立体11および
円筒体15により形成される空間を反応室とい
い、回転軸13はベースプレート16を気密に貫
通している。ベルジヤ14の下側内周と円筒体1
5の下側外周との間にはベースプレート16の表
面から金属イオンの放出を阻止するため石英リン
グ19Aが敷かれており、この石英リング19A
とベースプレート16には反応室のガスを外部に
排出するための孔19Bがあけてある。回転軸1
3の中心にはこれを貫通してサセプタ組立体11
の上端より上方へ伸びるそれぞれ固定の内管17
および外管18の2重管が設けられ、内管17か
らはN2或いはH2のガスが上方に向つて流れ外管
18は上端で複数(図では2本のみ示してある)
に分岐して回転軸13と垂直な平面上を外方へ向
つて伸びるノズル18Aになつて下方にあるウエ
ハ12に向つて反応ガスが流れるようになつてい
る。なお反応ガスの流れの細部は後述する。
ベルジヤ14の下部外周には、これを取り囲
み、ベースプレート16の外周に配置されたベー
ス20とによりベルジヤ14側のみを開放した排
気ダクト21が設けられ、この排気ダクト21は
第2図に示す排気管22に接続されている。排気
ダクト21上には、多数のランプ23を有するラ
ンプハウス24が、第2図に示すように、ベルジ
ヤ14を取り囲んで配置されている。ランプハウ
ス24の背面側にはA冷却流体供給部25が形成
され、A冷却流体供給部25には不図示の送風機
および冷却機からの冷却空気が吹き込まれ、冷却
空気はランプ23側に多数設けられた孔26から
ランプ23およびベルジヤ14に吹きつけられて
これらを冷却するようになつている。
ベース20には排気ダクト21に隣接して昇降
および回転機構28が設けてあり、同機構28は
上端に腕29が固着され、腕29の先端は把持具
30によりベルジヤ14の頂部に固着した把持部
31を離脱可能に把持している。また腕29の先
端は把持具32によりB冷却流体供給部33を取
付けている。B冷却流体供給部33の下端はラン
プハウス24の上面に載置されると共に、その内
壁34には多数の孔35があられているためA冷
却流体供給部25と同様に冷却空気がベルジヤ1
4の上部に吹きつけられる。ここでベルジヤ14
とB冷却流体供給部33とは腕29に取付けられ
ているため、同時に昇降可能であり、ベルジヤ1
4の下面がノズル18Aの上方まで上昇した後は
腕29を旋回させることによりベルジヤ14およ
びB冷却流体供給部33を側方へ旋回することが
可能になつている。
第2図において、下側左右それぞれ2個のラン
プハウス24は端部AおよびBが互いに回動自在
に連結され、下側中央は切離されるようになつて
おり、同図に点線で示した位置に移動可能になつ
ている。
AおよびB冷却流体供給部25および33から
吹き出された冷却空気はベルジヤ14の外周およ
びランプ23を冷却しながら下降し、排気ダクト
21内に入つた後、図の上方に示した排気管22
から外部に強制的に排出される。反応ガスの流れ
るノズル18Aは図に示すようにこの例では放射
状に8本設けてあり、先端近くには下向きの孔3
6(第1図参照)が1個あけてあり、かつこの孔
36の8本のノズル18Aの2本或いは4本を組
にして回転軸13の軸心からの距離を第3図A,
BにR1,R2で示すように、変えることによ
り、軸心に対し勾配を有するサセプタ組立体11
上に配列されているウエハ12の全体に対して反
応ガスがより均一に接触するようにしてある。な
お、ノズル18Aの本数を適宜に定め、各々のノ
ズル孔36が軸方向に配列されたウエハ12にそ
れぞれ順次対応させるようにしてもよい。
次に前述した実施例の動作を説明する。昇降等
の機構28によりベルジヤ14とB冷却流体供給
部33を上昇させ、次いでランプハウス24を第
2図の点線で示す位置まで開いた後ウエハ12を
サセプタ組立体11に取付ける。この後昇降等の
機構28によりベルジヤ14とB冷却流体供給部
33を下降させて第1図の状態にする。この状態
で内管17と外管18からN2ガスを噴出して空
気をパージし、空気のパージが終了した後、H2
ガスにより以前N2ガスをパージし、次いでラン
プ23により加熱する。加熱によりウエハ12が
所定温度に達すると外管18従つてノズル18A
からH2ガスと共にシラン等の反応ガスを噴出さ
せることにより気相成長を行なう。各ノズル18
Aの孔36は、第3図A,Bに示したように、サ
セプタ組立体11回転軸心からの距離R1,R2
が異なつているため、勾配をもつて配列されてい
るウエハ12の全域にわたつて反応ガスがより一
様に接触し、均一な膜厚が得られる。
このとき内管17からはそのままH2ガスを噴
出させることによりベルジヤ14の上部空間を
H2ガスで充満せしめ、もつてベルジヤ14の上
部壁面の冷却と上部壁面への反応ガスの接触を阻
止する。そしてこれらのガスはベースプレート1
6の穴19Bから排出される。このときサセプタ
組立体11とベースプレート16の間に円筒体1
5があるため、ガスがサセプタ組立体11の下部
に回り込んでゴミを舞い上げたり、ベルジヤ14
内のガス流を乱したりすることなく円滑に排出さ
れる。ランプ23による加熱と同時に送風機およ
び冷却機からの冷却空気は、AおよびB冷却流体
供給部25および33の孔26および35を通つ
てベルジヤ14およびランプ23に吹きつけら
れ、ランプ23とベルジヤ14を冷却した後ベル
ジヤ14に沿つて下降し、排気ダクト21から排
気管22により強制的に排気される。この風量は
石英ベルジヤ14の大きさによるが数10m3/分か
ら数100m3/分と極めて大量であるが、排気ダク
ト21はベルジヤ14の下方を囲んで円周上に大
きいため排気抵抗は小さく排気管22から吸引す
ることにより円滑な排気が可能である。
一定時間気相成長が行われた後ランプ23を消
して加熱を停止すると共に、両管17および18
からH2ガスのみを噴出させて反応ガスのパージ
を行いながらベルジヤ14を介してウエハ12を
冷却し、次いでH2ガスを停止してN2ガスを噴出
することによりベルジヤ14内をN2ガスにする。
最後にベルジヤ14等の昇降等の機構28により
上昇させると共に、ランプハウス24を開いてウ
エハ12を取り出せば一連の気相成長作業は終了
する。なおベルジヤ14の洗浄が必な場合はベル
ジヤ14を上昇後昇降および回転機構28により
側方へ旋回させた後、下降させて台(図示せず)
上に着床させ、ベルジヤ14を把持具30から離
脱して洗浄する。
〔発明の効果〕
本発明の気相成長装置は以上説明したように、
ベースプレートを貫通して上方に伸びる回転軸に
取付けられかつ軸方向に勾配を有するバレル型の
サセプタと、軸心からの距離が短かい側のサセプ
タ端部から離れて該サセプタの軸心に対し垂直に
位置する平面上に、ほぼサセプタの表面に沿つて
軸方向へ反応ガスを供給する複数本のノズルを設
けると共に、該ノズルのノズル孔のサセプタ軸心
からの距離を変化させるように構成した。
この構成によりサセプタに取付けた多数のウエ
ハは、サセプタが軸方向に勾配を有することと共
にノズル孔のサセプタ軸心からの距離が変化して
いることにより反応ガスに対し一様にかつ多量に
接するため気相成長の膜厚さは一定でかつ、短時
間に成長して生産性の高い利点を有する。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示し第1図は断面図、
第2図は第1図の2−2線断面図、第3図A,B
はノズル孔とサセプタの関係を示す部分拡大断面
図である。 11……サセプタ組立体、12……ウエハ、1
3……回転軸、14……ペルジヤ、15……円筒
体、16……ベースプレート、17……内管、1
8……外管、18A……ノズル、23……ラン
プ、24……ランプハウス、25,33……(冷
却流体供給部、28……昇降および回転機構、3
6……ノズル孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 軸方向に勾配を有するバレル型のサセプタを
    備えた気相成長装置において、軸心からの距離が
    短かい側のサセプタ端部から離れて該サセプタの
    軸心に対し垂直に位置する平面上に、ほぼサセプ
    タの表面に沿つて軸方向へ反応ガスを供給する複
    数本のノズルを設けると共に、該ノズルのノズル
    孔のサセプタ軸心からの距離を変化させたことを
    特徴とする気相成長装置。 2 サセプタ軸心からノズル孔までの距離がサセ
    プタの軸方向に配列されるウエハの各々に対応し
    て定められていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の気相成長装置。
JP20947684A 1984-10-05 1984-10-05 気相成長装置 Granted JPS6186497A (ja)

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JP20947684A JPS6186497A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 気相成長装置

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JP20947684A JPS6186497A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 気相成長装置

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JPS6186497A JPS6186497A (ja) 1986-05-01
JPH0310596B2 true JPH0310596B2 (ja) 1991-02-14

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JP20947684A Granted JPS6186497A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 気相成長装置

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2628985B1 (fr) * 1988-03-22 1990-12-28 Labo Electronique Physique Reacteur d'epitaxie a paroi protegee contre les depots
US5160545A (en) * 1989-02-03 1992-11-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for epitaxial deposition

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JPS5132531A (en) * 1974-07-16 1976-03-19 Solvay Arukiruasetofuenonno seiho
JPS5480071A (en) * 1977-12-09 1979-06-26 Hitachi Ltd Vapor growth method for semiconductor layer

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