JPH03262116A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents
Ｃｖｄ装置Info
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- JPH03262116A JPH03262116A JP6007790A JP6007790A JPH03262116A JP H03262116 A JPH03262116 A JP H03262116A JP 6007790 A JP6007790 A JP 6007790A JP 6007790 A JP6007790 A JP 6007790A JP H03262116 A JPH03262116 A JP H03262116A
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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〕
半導体装置の製造に用いられるＣＶＤ装置に係り、特に
気体状の有機金属化合物を反応させて基板表面に化合物
半導体層を形成するＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長
）法に好適なＣＶＤ （化学気相成長）装置に関し、 基板上に形成されるＣＶＤ成長層の層厚及び組成の均一
性をより向上させるＣＶＤ装置を提供することを目的と
し、 基板上に反応ガス３０を供給する複数の反応ガス導入管
を有するＣＶＤ装置であって、前記複数の反応ガス導入
管内を流れる原料ガスの組成と流量とをそれぞれの反応
ガス導入管で独立に制御する機構を備えたことを特徴と
する。
気体状の有機金属化合物を反応させて基板表面に化合物
半導体層を形成するＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長
）法に好適なＣＶＤ （化学気相成長）装置に関し、 基板上に形成されるＣＶＤ成長層の層厚及び組成の均一
性をより向上させるＣＶＤ装置を提供することを目的と
し、 基板上に反応ガス３０を供給する複数の反応ガス導入管
を有するＣＶＤ装置であって、前記複数の反応ガス導入
管内を流れる原料ガスの組成と流量とをそれぞれの反応
ガス導入管で独立に制御する機構を備えたことを特徴と
する。
本発明は半導体装置の製造に用いられるＣＶＤ装置に係
り、特に気体状の有機金属化合物を反応させて基板表面
に化合物半導体層を形成するＭＯＣＶＤ（有機金属化学
気相成長）法に好適なＣＶＤ （化学気相成長）装置に
関する。
り、特に気体状の有機金属化合物を反応させて基板表面
に化合物半導体層を形成するＭＯＣＶＤ（有機金属化学
気相成長）法に好適なＣＶＤ （化学気相成長）装置に
関する。
ＣＶＤ法によって半導体基板表面にエピタキシャル層を
形成する場合、エピタキシャル層の層厚（１） （２） および組成の分布の均一性をよくするため、第２図に示
すように、各々流量制御可能な複数の反応ガス導入管（
図では４本）を備えた装置が知られている。図中、３ａ
〜３ｄは原料物質が充填されているバブラーであり、例
えばＩｎＧａＡｓＰを形成する場合には、例えばバブラ
ー３ａ内には（ＣＨ３）３Ｉｎが、バブラー３ｂ内には
（ＣＬ）３Ｇａが、バブラー３Ｃ内には八５）Ｉ３が、
またバブラー３ｄ内にはｐＨ３が充填されている。なお
、図において、Ｖｏ、Ｖ、。
形成する場合、エピタキシャル層の層厚（１） （２） および組成の分布の均一性をよくするため、第２図に示
すように、各々流量制御可能な複数の反応ガス導入管（
図では４本）を備えた装置が知られている。図中、３ａ
〜３ｄは原料物質が充填されているバブラーであり、例
えばＩｎＧａＡｓＰを形成する場合には、例えばバブラ
ー３ａ内には（ＣＨ３）３Ｉｎが、バブラー３ｂ内には
（ＣＬ）３Ｇａが、バブラー３Ｃ内には八５）Ｉ３が、
またバブラー３ｄ内にはｐＨ３が充填されている。なお
、図において、Ｖｏ、Ｖ、。
Ｖ２．Ｖ３はバルブであり、原料ガスはマスフローコン
トローラ１０〜１３によって流量制御される。流量制御
された反応ガスは反応ガス導入管１を介して反応管４内
に設けられたサセプタ７上の基板（ウェハ）２上で成長
せしめられる。サセプタ７はサセプタ支持軸６により支
持される。未反応ガスは排気管５を介して排出される。
トローラ１０〜１３によって流量制御される。流量制御
された反応ガスは反応ガス導入管１を介して反応管４内
に設けられたサセプタ７上の基板（ウェハ）２上で成長
せしめられる。サセプタ７はサセプタ支持軸６により支
持される。未反応ガスは排気管５を介して排出される。
一般に、原料物質の分解効率や成長層への取り込まれ率
は物質によって異なるため、原料ガスの組成は、成長が
進むにつれて変化する。つまり、従来のＣＶＤ装置では
各反応ガス導入管に流す原料ガスの流量を制御すること
により成長層の層厚の均一性を高めることができるが、
原料ガスの流れ方向（つまり基板上、反応ガス導入管の
真下から基板周辺部）に沿って、成長層の組成が変化し
てしまう。しかも基板を回転させても、組成の不均一を
なくすことはできない。例えば成長温度を６２０℃、Ｖ
／Ｈの比を３００、成長速度を１．５Ｊ１ｍ／時として
、Ｉｎ、−ＪａＪｓ＋−ｙＰｙ （λ＝１，３ｐ、ｘ
Ｏ，２６＝ ｙ ＝０．４３）を成長させる。反応ガス
導入管１に流すガス流量比を左から１．３ ： １ ：
１ ：１．３とすると２インチウェハ２面内の成長層
厚さの分布は±２％にあり、成長層組成はウェハ中心の
成長層中のＰの組成に対して、ウェハ端迄の成長層中の
Ｐの組成が約３％迄徐々に増大していた。
は物質によって異なるため、原料ガスの組成は、成長が
進むにつれて変化する。つまり、従来のＣＶＤ装置では
各反応ガス導入管に流す原料ガスの流量を制御すること
により成長層の層厚の均一性を高めることができるが、
原料ガスの流れ方向（つまり基板上、反応ガス導入管の
真下から基板周辺部）に沿って、成長層の組成が変化し
てしまう。しかも基板を回転させても、組成の不均一を
なくすことはできない。例えば成長温度を６２０℃、Ｖ
／Ｈの比を３００、成長速度を１．５Ｊ１ｍ／時として
、Ｉｎ、−ＪａＪｓ＋−ｙＰｙ （λ＝１，３ｐ、ｘ
Ｏ，２６＝ ｙ ＝０．４３）を成長させる。反応ガス
導入管１に流すガス流量比を左から１．３ ： １ ：
１ ：１．３とすると２インチウェハ２面内の成長層
厚さの分布は±２％にあり、成長層組成はウェハ中心の
成長層中のＰの組成に対して、ウェハ端迄の成長層中の
Ｐの組成が約３％迄徐々に増大していた。
本発明は基板上に形成されるＣＶＤ成長層の層厚及び組
成の均一性をより向上させるＣＶＤ装置を提供すること
を目的とする。
成の均一性をより向上させるＣＶＤ装置を提供すること
を目的とする。
（３）
（４）
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は本発明によれば基板上に反応ガスを供給する
複数の反応ガス導入管を有するＣＶＤ装置であって、前
記複数の反応ガス導入管内を流れる原料ガスの組成と流
量とをそれぞれの反応ガス導入管で独立に制御する機構
を備えたことを特徴とするＣＶＩ置によって解決される
。
複数の反応ガス導入管を有するＣＶＤ装置であって、前
記複数の反応ガス導入管内を流れる原料ガスの組成と流
量とをそれぞれの反応ガス導入管で独立に制御する機構
を備えたことを特徴とするＣＶＩ置によって解決される
。
本発明のＣＶＤ装置では複数の反応ガス導入管に流れる
原料ガスの流量と組成とをそれぞれ個別に制御すること
が可能なため、基板表面に形成されるエピタキシャル層
の層厚および組成の均一性が同時に高められる。
原料ガスの流量と組成とをそれぞれ個別に制御すること
が可能なため、基板表面に形成されるエピタキシャル層
の層厚および組成の均一性が同時に高められる。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図に本発明の一実施例であるＣＶＤ装置の主要部構
成図を示す。
成図を示す。
第１図において、石英ガラス管からなる反応容器４には
、４本の石英ガラス管からなる反応ガス導入管１が備え
られている。反応ガス３０（原料ガス）はグラファイト
製のサセプタ７上に置かれた基板（ウェハ）２表面に吹
きつけられる。サセプタ７はＲＦ加熱コイル（図示せず
）により加熱され、所定の温度に保たれ、回転機構によ
り回転させることができる。反応容器内に導入された原
料ガス３０は、基板２０表面もしくは表面近傍で反応し
、基板２上に目的とする半導体を析出する。なお、Ｉｎ
ＧａＡｓＰを成長する場合を例にすれば、バブラー３は
、例えば３ａには（ＣＨｓ）３１ｎが、３ｂには（Ｃｔ
（、）３Ｇａが、３ｃにはＡｓＨ３が、また３ｄにはＰ
Ｈ。
、４本の石英ガラス管からなる反応ガス導入管１が備え
られている。反応ガス３０（原料ガス）はグラファイト
製のサセプタ７上に置かれた基板（ウェハ）２表面に吹
きつけられる。サセプタ７はＲＦ加熱コイル（図示せず
）により加熱され、所定の温度に保たれ、回転機構によ
り回転させることができる。反応容器内に導入された原
料ガス３０は、基板２０表面もしくは表面近傍で反応し
、基板２上に目的とする半導体を析出する。なお、Ｉｎ
ＧａＡｓＰを成長する場合を例にすれば、バブラー３は
、例えば３ａには（ＣＨｓ）３１ｎが、３ｂには（Ｃｔ
（、）３Ｇａが、３ｃにはＡｓＨ３が、また３ｄにはＰ
Ｈ。
が充填されている。また、３ｅ、３ｆは各反応ガス導入
管１を流れる原料ガスの組成を個別に制御するために設
けられたバブラーであり、４元混晶（ＩｎＧａＡｓＰ、
Ａｊ！Ｇａ１ｎＰ等）の場合には、図示の様に２つ
のバブラーで充分であり、３元混晶（Ｉ ｎＧａＡｓ。
管１を流れる原料ガスの組成を個別に制御するために設
けられたバブラーであり、４元混晶（ＩｎＧａＡｓＰ、
Ａｊ！Ｇａ１ｎＰ等）の場合には、図示の様に２つ
のバブラーで充分であり、３元混晶（Ｉ ｎＧａＡｓ。
ＧａＡｓＰ等）の場合には１つで充分である。つまり、
４元混晶の場合、Ｉｎ、−ｘＧａＪｓ＋−ｙＰｙ等、組
成を決めるパラメータがｘ、ｙ２つあるため、それぞれ
（５） （６） に対応して１つずつバブラーを付加すればよい。
４元混晶の場合、Ｉｎ、−ｘＧａＪｓ＋−ｙＰｙ等、組
成を決めるパラメータがｘ、ｙ２つあるため、それぞれ
（５） （６） に対応して１つずつバブラーを付加すればよい。
ＩｎＧａＡｓＰの場合、例えば３ｅに（Ｃｔ１３）３Ｉ
ｎを、３ｆにＡｓＨ３を充填しておけば、マスフローコ
ントローラ１４〜２１により各反応ガス導入管に付加す
る量を個別に制御することにより、各反応ガス導入管を
流れる原料ガスの組成を個別に制御することができる。
ｎを、３ｆにＡｓＨ３を充填しておけば、マスフローコ
ントローラ１４〜２１により各反応ガス導入管に付加す
る量を個別に制御することにより、各反応ガス導入管を
流れる原料ガスの組成を個別に制御することができる。
３元混晶の場合、Ｉｎ＋−ｘＧａｘＡｓ等、パラメータ
がｘｌつであるため、１つのバブラーを付加すればよい
。
がｘｌつであるため、１つのバブラーを付加すればよい
。
分解効率や成長層への取り込まれ方が大きい原料物質の
成長層における組成は、基板周辺部はど小さくなると考
えられるため、基板周辺部にある反応ガス導入管を流れ
る原料ガスのこのような物質の組成を大きくし、最適化
すれば、成長層の組成分布の均一性が向上可能となる。
成長層における組成は、基板周辺部はど小さくなると考
えられるため、基板周辺部にある反応ガス導入管を流れ
る原料ガスのこのような物質の組成を大きくし、最適化
すれば、成長層の組成分布の均一性が向上可能となる。
また、各反応ガス導入管を流れる原料ガスの流量を調整
すれば、膜厚分布の均一性が向上可能である。
すれば、膜厚分布の均一性が向上可能である。
なお従来例で説明したＩｎ＋−ｘＧａＪｓ＋−ｙＰｙを
成長させた時ウェハ端ではＰの組成ｙが約３％高くなっ
たが本実施例によれば４本の反応ガス導入管に流す■族
原料ガスの比Ｘを１８．９ ：２０ ：２０ ：１８．
９としその向上が図られた。その理由を簡単に説明する
。
成長させた時ウェハ端ではＰの組成ｙが約３％高くなっ
たが本実施例によれば４本の反応ガス導入管に流す■族
原料ガスの比Ｘを１８．９ ：２０ ：２０ ：１８．
９としその向上が図られた。その理由を簡単に説明する
。
固相における組成と原料ガスの組成との間には以下の関
係がある。
係がある。
Ｐｔ１． ： ＡｓＨ３＝ Ｘとすると、通常ｘ−２０
のときｙ ＝０．４３であるからα１．４２、 ΔＸ （１＋ ０．０３８Ｘ）２ （７） （８） 必要がある。
のときｙ ＝０．４３であるからα１．４２、 ΔＸ （１＋ ０．０３８Ｘ）２ （７） （８） 必要がある。
Δｙ −−０，４３ｘ Ｏ，０３−−０，０１２９６・
・・サセプタ支持軸、 ７・・・サセプタ、１０、１
１．１２．１３．１４．１５．１６．１７．１ｇ、 １
９．２０２１・・・マスフローコントローラ。
・・サセプタ支持軸、 ７・・・サセプタ、１０、１
１．１２．１３．１４．１５．１６．１７．１ｇ、 １
９．２０２１・・・マスフローコントローラ。
以上説明した様に本発明によれば、ＣＶＤ法において層
厚分布ならびに組成分布の均一性のすぐれたエピタキシ
ャル層を得ることができ、半導体装置の特性および製造
歩留りを向上させることができる。
厚分布ならびに組成分布の均一性のすぐれたエピタキシ
ャル層を得ることができ、半導体装置の特性および製造
歩留りを向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例であるＣＶＤ装置の主要部構
成図であり、 第２図は従来のＣＶＤ装置の主要部構成図である。
成図であり、 第２図は従来のＣＶＤ装置の主要部構成図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に反応ガスを供給する複数の反応ガス導入管
を有するＣＶＤ装置であって、前記複数の反応ガス導入
管内を流れる原料ガスの組成と流量とをそれぞれの反応
ガス導入管で独立に制御する機構を備えたことを特徴と
するＣＶＤ装置。 ２、前記複数の反応ガス導入管は、それぞれ前記原料ガ
スの流量を制御するためのマスフローコントローラと、
前記反応ガスを構成する原料物質を独立に流量制御して
導入するラインとを備えたことを特徴とする請求項１記
載のＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6007790A JPH03262116A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6007790A JPH03262116A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Ｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03262116A true JPH03262116A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=13131666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6007790A Pending JPH03262116A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03262116A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120156363A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Veeco Instruments Inc. | Gas Injection System for Chemical Vapor Deposition Using Sequenced Valves |
| US8980000B2 (en) | 2003-08-20 | 2015-03-17 | Veeco Instruments Inc. | Density-matching alkyl push flow for vertical flow rotating disk reactors |
| US9285079B2 (en) | 2011-07-28 | 2016-03-15 | Horiba Stec, Co., Ltd. | Gas supply system |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP6007790A patent/JPH03262116A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8980000B2 (en) | 2003-08-20 | 2015-03-17 | Veeco Instruments Inc. | Density-matching alkyl push flow for vertical flow rotating disk reactors |
| US9593434B2 (en) | 2003-08-20 | 2017-03-14 | Veeco Instruments Inc. | Alkyl push flow for vertical flow rotating disk reactors |
| US9982362B2 (en) | 2003-08-20 | 2018-05-29 | Veeco Instruments Inc. | Density-matching alkyl push flow for vertical flow rotating disk reactors |
| US10364509B2 (en) | 2003-08-20 | 2019-07-30 | Veeco Instruments Inc. | Alkyl push flow for vertical flow rotating disk reactors |
| US20120156363A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Veeco Instruments Inc. | Gas Injection System for Chemical Vapor Deposition Using Sequenced Valves |
| US9303319B2 (en) * | 2010-12-17 | 2016-04-05 | Veeco Instruments Inc. | Gas injection system for chemical vapor deposition using sequenced valves |
| US9285079B2 (en) | 2011-07-28 | 2016-03-15 | Horiba Stec, Co., Ltd. | Gas supply system |
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