JPH0447955Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、Si多結晶、Si単結晶等を析出させる
ための化学的気相付着装置に関する。

［従来の技術］ ホツトウオール型CVD（化学的気相付着）装置
においては、反応生成物が反応管の内部に付着
し、その繰り返しによつて付着物が厚くなる。も
し、付着物を除去しないと、付着物が剥離して半
導体ウエハ面に付着するので、反応管の付着物を
エツチングによつて時々除去する必要がある。と
ころが、半導体ウエハの大型化に伴なつて反応管
も大きく且つ重くなり、取扱いが困難になつた。
この問題を解決するために、反応管の内部に内壁
保護管を配置することが考えられる。しかし、内
壁保護管を使用しても、頻繁に付着生成物をエツ
チングで除去しないと、付着生成物が内壁保護管
から剥離して半導体ウエハ上に落下し、良好な
CVD層の形成を妨害する。

［考案の目的］ そこで、本考案の目的は、包囲体の付着物によ
る弊害を軽減することができるCVD装置を提供
することにある。

［考案の構成］ 上記目的を達成するための本考案は、実施例を
示す図面の符号を参照して説明すると、半導体基
板６上にガスを供給して前記半導体基板６上に化
学的気相付着層を形成させるための熱処理空間を
得るための反応管１と、前記半導体基板６を加熱
するために前記反応管１の外側に配置されたヒー
タ２と、前記反応管１の少なくとも主要部の内壁
をガス流から隔てるように前記反応管１の中に配
置され且つ前記反応管１に対して着脱自在に装着
され且つ大径部４ａと小径部４ｂと傾斜面４ｃを
有して前記大径部４ａから小径部４ｂに移る部分
とを備えた内壁保護管４と、前記半導体基板６を
収容して前記内壁保護管４の内部に挿入するよう
に形成され且つ前記内壁保護管４の前記傾斜面４
ｃに係合する先細端部９ａを有し且つ前記化学的
気相付着層の熱膨張係数に対して0.8〜1.2の比率
の熱膨張係数を有し且つ前記化学的気相付着層と
異なる材料で形成されているインナーチユーブ９
とから成る化学的気相付着装置に係わるものであ
る。

［考案の作用効果］ 本考案は次の作用効果を有する。

(イ) 内壁保護管４の中にインナーチユーブ９を配
置するので、半導体基板６の大きさが変化して
も内壁保護管４を変えずにインナーチユーブ９
を変えるのみで、半導体基板６に適合したガス
流路を得ることができる。

(ロ) 内壁保護管４に小径部４ｂを設けたので、内
壁保護管４を軽量にすることができる。これに
より、内壁保護管４の付着物の除去作業時の取
扱いが容易になる。

(ハ) 内壁保護管４に傾斜面４ｃを設け、ここにイ
ンナーチユーブ９の先細端部９ａを係合させる
ので、両者の密着性が向上し、ガス流の乱れや
流速の低下を防ぐことができ、化学的気相付着
層の均一性を高めることができる。

(ニ) インナーチユーブ９の熱膨張係数を化学的気
相付着層の熱膨張係数に対して0.8〜1.2とした
ので、両者の差が小になり、インナーチユーブ
９の内壁に生じた化学的気相付着層が剥離しに
くくなる。従つて、半導体基板６に剥離した化
学的気相付着層が落下するおそれが少なくな
り、半導体基板６上に良好に化学的気相付着層
を形成することができる。

(ホ) インナーチユーブ９を化学的気相付着層と異
なる材料で形成するので、インナーチユーブ９
に化学的気相付着層が生じにくくなる。従つ
て、原料ガスの不要な消費が減少し、且つ管内
の圧力及びガス流量の変化も小になり、半導体
基板６に対する化学的気相付着層の形成を良好
に進めることができる。

［実施例］ 次に、図面を参照して本考案の実施例に係わる
Siエピタキシヤル成長層を得るための減圧CVD
装置について述べる。石英製反応管１は内径15cm
に形成され、ヒータ２の中に挿入されている。こ
の反応管１の端部には減圧状態を得るために蓋部
分３が設けられている。反応管１の内部に挿入さ
れている内壁保護管４は、反応管１の内壁を覆う
ように約14cmの内径とされた大径部４ａと、内径
約４cmの小径部４ｂとから成り、石英で形成され
ている。大径部４ａは原料ガスの入口から炉の均
熱部の終りまでの長さとされ、小径部４ｂは均熱
部の終りから原料ガスの出口までの長さとされて
いる。５はアダプターであつて、内壁保護管４の
大径部４ａの開放端部と反応管１との間に隙間を
埋めるためのものである。６は半導体基板即ち半
導体ウエハであり、ボート７に載せられている。
８はガス導入管であり、内壁保護管４の中に
CVD層形成用のガス流を生じさせるものである。
９は厚さ２mmのSiC製インナーチユーブであり、
内径８cmに形成されている。このSiCインナーチ
ユーブ９の熱膨張係数は4.5×10^-6／℃であり、
Siの熱膨張係数は（4.2×10^-6／℃）に極めて近
い。インナーチユーブ９の右端開口はガス導入管
８に対向し、左端部９ａは内壁保護管４の傾斜面
４ｃに係合するようにすぼめられている。インナ
ーチユーブ９の内径の最適値は半導体基板６の径
を考慮して決定される。半導体基板６はSiC製ボ
ート７に載せられてインナーチユーブ９に挿入さ
れている。インナーチユーブ９は車輪付マザーボ
ート１０に載せられて内壁保護管４の大径部４ａ
に挿入されている。

上述の如きCVD装置を使用して、Si半導体基
板６上に40μmのSiエピタキシヤル成長層を形成
したところ、インナーチユーブ９の管壁に付着し
たSi層の剥離が生じなかつた。また、インナーチ
ユーブ９は、Siと異なるSiCであるため、管壁に
対するSiの付着量が特別に多くならなかつた。こ
のため、SiのCVD層を良好に形成できた。

比較のために、インナーチユーブ９を設けない
で、石英製内壁保護管４に半導体基板６を挿入し
てSiのCVD層を形成したところ、管壁のSiの厚
さが20μmを越えると剥離現象が生じた。また、
Siの熱膨張係数よりも約40％小さい2.5×10^-6／
℃の熱膨張係数を有するSi₃N₄によつて形成され
た内壁保護管４を使用して、厚さ40μmのSiの
CVD層を形成したところ、内壁保護管４からSi
が剥離した。

本考案は上述の実施例に限定されるものでな
く、変形可能なものである。例えば、内壁保護管
４をSiC製にすることができる。インナーチユー
ブ９を単純な円筒状にせずに、ガスの流れ方を考
慮して穴あき管にすること、凹凸を有する管にす
ること、２分割にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例のCVD装置を示す断面図である。 １……反応管、４……内壁保護管、６……半導
体基板、９……インナーチユーブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 半導体基板６上にガスを供給して前記半導体基
   板６上に化学的気相付着層を形成させるための熱
   処理空間を得るための反応管１と、 前記半導体基板６を加熱するために前記反応管
   １の外側に配置されたヒータ２と、 前記反応管１の少なくとも主要部の内壁をガス
   流から隔てるように前記反応管１の中に配置され
   且つ前記反応管１に対して着脱自在に装着され且
   つ大径部４ａと小径部４ｂと傾斜面４ｃを有して
   前記大径部４ａから小径部４ｂに移る部分とを備
   えた内壁保護管４と、 前記半導体基板６を収容して前記内壁保護管４
   の内部に挿入するように形成され且つ前記内壁保
   護管４の前記傾斜面４ｃに係合する先細端部９ａ
   を有し且つ前記化学的気相付着層の熱膨張係数に
   対して0.8〜1.2の比率の熱膨張係数を有し且つ前
   記化学的気相付着層と異なる材料で形成されてい
   るインナーチユーブ９とから成る化学的気相付着
   装置。