JPH038330A - 液状半導体形成材料気化供給装置 - Google Patents

液状半導体形成材料気化供給装置

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JPH038330A
JPH038330A JP14377789A JP14377789A JPH038330A JP H038330 A JPH038330 A JP H038330A JP 14377789 A JP14377789 A JP 14377789A JP 14377789 A JP14377789 A JP 14377789A JP H038330 A JPH038330 A JP H038330A
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4486Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液状1へ導体形成材料の気化供給装置に関する
。更に詳細には、本発明は液状゛r・導体形成材料を霧
吹きの原理により霧状にし、この霧を気化することから
なる液状半導体形成材料気化供給装置に関する。
[従来の技術] 薄膜の形成方法として゛卜導体【−業において一般に広
く用いられているものの一つに化学的気相成長法(CV
D:Chemical  Vapourf)epos 
i t 1on)がある。CVDとは、ガス状物質を化
学反応で固体物質にし、基板上に堆積することをいう。
CVDの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高<%SIやSi上の熱酸化#l
X、hに成長した場合も電気的特性が安定であることで
、広く半導体表面のパンシベーシロン膜として利用され
ている。
CVDによる薄膜形成は、例えば約400℃−500℃
程度に加熱したウェハに反応ガス(例えば、SiH,*
+02.またはS i H4+PH3+02)を供給し
て行われる。」1記の反応ガスは反応炉(ベルジャ)内
のウェハに吹きつけられ、該ウェハの表面に5i02あ
るいはフォスフオシリケードガラス(PSG)の薄膜を
形成する。また、5i02とPSGとの2相成膜が行わ
れることもある。
[発明が解決しようとする課題] 従来から使用されてきた反応ガスのモノシラン(SiH
4)は段差被覆性(ステップカバレージ)の点で若モ劣
ることが知られている。特に、最近のように集積度が著
しく増大すると、回路の極微細加[のためにステップカ
バレージが・層−FIIQされるようになってきた。
このため、モノシランに代わって、段差被覆性に優れた
テトラエトキシシラン(TE01)が使用されるように
なってきた。しかし、テトラエトキシ7ランは常atで
は液状なので、CVDで使用する場合には、気化または
ガス化してから供給しなければならない。
液状テトラエトキシシランのガス化のために、従来は第
2図に示されるような装置が使用されてきた。第2図に
おいて、恒温槽100の中に配置されたバブラー110
には液状のテトラエトキシシラン112が貯溜されてい
る。バブラー110の10部にはキャリアガス導入パイ
プ114が配設されており、パイプの先端はテトラエト
キシシランの液面よりもFに埋沈されている。また、バ
ブラー110の一■一部には気化したテトラエトキシシ
ランガスを反応チャンバ(図示されていない)に送るた
めの、送出パイプ116も配設されている。
この送出パイプの先端は当然、テトラエトキシシランの
液面よりも上にある。更に、送出されるガスの滝川を制
御するため、送出パイプの途中にはマスフローコントロ
ーラ118が配設されている。
第2図に示されるような装置では、恒温槽により液状テ
トラエトキシシランを一定温度に加熱することにより気
化させる方法が採られてきたが、この方法だと、液体が
気化する際に気化熱を奪い、液体の表面温度を低ドさせ
る。そのため、気体の蒸気圧が低ドし、キャリアガス中
に含まれるテトラエトキシシランの濃度が低下する。ま
た、液体の表面濃度の低下は、恒温槽の熱伝導では追従
できないため、テトラエトキシシランの濃度低下は次第
に大きくなっていく。
従って、本発明の目的は液状゛ト導体材料を気化させる
際に、キャリアガス中の気化材料の濃度を一定に維持し
ながら該材料を安定に気化供給する装置を提供すること
である。
[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するための1段として、本発明では、液
状の半導体形成材料を気化して気相反応装置へ供給する
ための液状半導体形成材料気化供給装置であって、該装
置は液状半導体形成材料噴霧機構と、該噴霧機構の霧化
゛ト導体形成材料放出[−1に連通して隣接する加熱気
化機構とからなることを特徴とする液状半導体形成材料
気化供給装置を提供する。
[作用] 前記のように、本発明によれば、液状゛r、導体形成材
料を先ず噴霧機で霧伏にし、これを加熱機で直接気化さ
せる。このため、キャリアガス中の気化半導体形成材料
の濃度を−・定に維持することができる。
本発明は、液状半導体形成材料を気化させるために従来
のようなバブラーを使用しないので、気化熱による液体
表面温度の低下はな(なり、キャリアガス中に含まれる
液状材料の4度低ドが防II:。
できる。
[実施例コ 以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する
第1図は本発明の液状半導体形成材料気化供給装置の一
例のaS図である。
第1図において、本発明の液状半導体形成材料気化供給
装置は符号1でその全体が表されている。
本発明の装置1には、キャリアガス送入パイプ3が配設
されている。このパイプは例えば、ステンレスなどから
構成されている。このパイプは図示されていないキャリ
アガス供給源に接続されている。キャリアガスとしては
例えばs N2 e A rまたはHeなどを使用する
ことができる。また、このパイプ3の先端は径が細めら
れた、いわゆる、オリフィス管5の形状に成形されてい
る。キャリアガス送入パイプ3の途中にはキャリアガス
用のマスフローコントローラ7が配設されている。
本発明の装置1は、テトラエトキシシランなどのような
液状半導体形成材料の貯溜槽10を有する。この貯溜槽
10は加圧器としても機能する。
従って、貯溜槽10のL部には、槽内圧力を高めるため
の、加圧ガス送入管12が設けられている。
加圧ガス送入管12の途中にはバルブ14が設けられて
いて、槽内に送り込まれる不活性ガス(例えばsN2+
ArまたはHe)の流fztをコントロールする。また
、槽内圧力を検出するための圧力計16も配設されてい
る。槽内の液状材料18は材料給送管20により前記オ
リフィス管5部分に送られる。給送管20は例えば、ス
テンレスからなる。この給送管の−・端は貯溜槽10の
底部付近に位置し、液状材料中に埋沈されている。他端
はオリフィス管5に接続されている。途中には、液状材
料用のマスフローコントローラ22とバルブ24が配設
されている。
貯溜槽10内の液状゛ト導体形成材料18は加圧ガス送
入管12からの不活性ガス等によって加圧され、給送管
20に送り出される。その/#Lnは液状材料用マスフ
ローコントローラ22により制御され、バルブ24によ
り供給および供給停止が行われる。いわゆる、′霧吹き
”の原理に従い、キャリアガス送入パイプ3からオリフ
ィス5に向かって高い圧力でキャリアガスを送ると、液
状材料給送管20を経て圧送された液体材料は霧状にな
って、気化室30へ送られる。
前記オリフィス管の先端には霧化された液状材料を気化
するための加熱気化室30が連接されている。気化室の
内径は比較的大きく、霧化材料は効率的に気化される。
気化室30の外周にはヒータ32が捲回されている。熱
効率あるいは気化効率を高めるために、気化室およびヒ
ータは全体が断熱材34により被包されている。断熱材
の内部には温度センサ36が配設されており、温度セン
サ36とヒータ32は温調器38に接続されている。ヒ
ータは電熱式のものでもよく、あるいは他の形式(例え
ば、熱媒循環式)のものでもよい。
気化室の温度は液状)16導体形成材料の分解あるいは
燃焼あるいは爆発などを起こすことな(、霧化半導体形
成材料を気化させるのに必要ト分な温度であればよい。
気化室30の出口には適当な径のパイプ40が接続され
ており、キャリアガスと液状半導体形成材料の気化ガス
の混合物は、このバイブ40により気相反応装置(例え
ば、プラズマCVD装置など)の反応室(図示されてい
ない)に供給される。
本発明の液状半導体形成材料気化供給装置lを自動運転
するために、信号処理回路42が設けられている。信号
処理回路42の内部には例えば、CPUと動作プログラ
ムを記憶させたメモリが内蔵されている。前記のキャリ
アガス用マスフローコントローラ7、液状材料用マスフ
ローコントローラ22とバルブ24、貯溜槽の加圧バル
ブ14および圧力計16および温調器38がこの信号処
理回路42に接続されている。本発明の装置はキャリア
ガス用マスフローコントローラ7と液状材?+ 用マス
フローコントローラ22の信号で、演算処理を杼い、キ
ャリアガス中の液体材料のガス1度を自動制御できるよ
うになっている。また、ガス1度にしたがって気化室3
0のヒータ32の温度も自動的に制御される。
貯溜槽10には下部液面センナ46が設けられていて、
液状材料の残晴が少なくなると、適当な補給源(図示さ
れていない)から液状材料が貯溜槽内に補給される。設
定液面にまで液状材料が補給されると、L部液面センサ
48からの検出信号が信号処理回路に送られ、この信号
に基づき、補給が中止される。
以1−1本発明をCV D用の液状?導体形成材料気化
供給装置として詳細に説明したきたが、本発明の装置は
CVDに限らず、他の気相反応装置(例えば、拡散装置
など)についても使用できる。
また、本発明にもとることなく、本発明に対して様々な
変更あるいは改変を加えることができる。
例えば、貯溜槽10に加圧機構を設けず、オリフィス管
の負圧吸引作用だけで液状半導体形成材料を噴霧霧化す
ることもできる。
[発明の効果] 以し説明したように、本発明によれば、液状半導体形成
材料を先ず噴霧機で霧状にし、これを加熱機で直接気化
させる。このため、キャリアガス中の気化゛r、導体形
成材料の濃度を−・定に維持することができる。
本発明は、液状半導体形成材料を気化させるために従来
のようなバブラーを使用しないので、気化熱による液体
表面温度の低ドはな(なり、キャリアガス中に含まれる
液状材料の1度低ドが防+f−できる。
また、液状半導体形成材料の濃度が一定に保たれるので
、生成される膜中の不純物濃度および膜生成速度が安定
し、均一な品質を有する膜を安定的に生成することがで
きる。その結果、゛i導体デバイスの歩留りが大幅に向
−1−される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の液状半導体形成材料気化供給装置の一
例の概妥図であり、第2図は従来の気化供給装置のW1
要図である。 1・・・本発明の液状半導体形成材料気化供給装置。 3・・・キャリアガス送入パイプ、5・・・オリフィス
管。 7・・・キャリアガス用マスフローコントローラ。 lO・・・液状゛lへ導体形成材料貯溜槽、12・・・
加圧ガス送入管、14・・・バルブ、16・・・圧力計
。 20・・・液状を導体形成材料給送管、22・・・液状
1へ導体形成材料用マスフローコントローラ。 24・・・バルブ、30・・・気化室、32・・・ヒー
タ。 34・・・断熱材、36・・・温度センサ、38・・・
温調器。 40・・・気化ガス送出パイプ、42・・・信号処理回
路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液状の半導体形成材料を気化して気相反応装置へ
    供給するための液状半導体形成材料気化供給装置であっ
    て、該装置は液状半導体形成材料噴霧機構と、該噴霧機
    構の霧化半導体形成材料放出口に連通して隣接する加熱
    気化機構とからなることを特徴とする液状半導体形成材
    料気化供給装置。
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