JPH046825A - 半導体成長装置 - Google Patents
半導体成長装置Info
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- JPH046825A JPH046825A JP10784790A JP10784790A JPH046825A JP H046825 A JPH046825 A JP H046825A JP 10784790 A JP10784790 A JP 10784790A JP 10784790 A JP10784790 A JP 10784790A JP H046825 A JPH046825 A JP H046825A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体成長装置に関し、特に原料ガス、ドーピ
ングガスならびにキャリアカスを複数のノズルから吹き
出させ、それぞれのノズルに対応した複数の基板上に半
導体結晶を同時に堆積させる半導体成長装置に関する。
ングガスならびにキャリアカスを複数のノズルから吹き
出させ、それぞれのノズルに対応した複数の基板上に半
導体結晶を同時に堆積させる半導体成長装置に関する。
半導体成膜プロセスのスループットを向上させることは
、工業的に重要な課題である。このような要求に対して
、複数の基板上に半導体結晶を一つの装置内で同時に堆
積させることが行なわれている。通常の成長炉は縦型炉
とよはれ、複数の基板をある間隔をあけて層状に並べて
いる。また、それぞれの基板に対応してノズルが設置し
てあり、各ノズルから各基板に向けて、原料ガス、ドー
ピングガス、キャリアガスを基板に対して平行に吹き出
し、基板に上記ガスを輸送することにより膜の堆積を行
なっている。例えば、シリコンエピタキシャル成長にお
いては、原料カスとしてＳｉＨ４、キャリアガスとして
は水素を使用し、３０枚程度のシリコン基板にそれに応
じたノズルから、上記のガスを吹きつけている。一方、
反応管の外部には加熱装置が設置され、基板を所定の温
度に設定し、上記ガス系の化学反応を利用して、基板上
に膜を堆積させている。反応管の内部は、常圧やロータ
リーポンプなどを用いた減圧の条件下で成長か行なわれ
る。
、工業的に重要な課題である。このような要求に対して
、複数の基板上に半導体結晶を一つの装置内で同時に堆
積させることが行なわれている。通常の成長炉は縦型炉
とよはれ、複数の基板をある間隔をあけて層状に並べて
いる。また、それぞれの基板に対応してノズルが設置し
てあり、各ノズルから各基板に向けて、原料ガス、ドー
ピングガス、キャリアガスを基板に対して平行に吹き出
し、基板に上記ガスを輸送することにより膜の堆積を行
なっている。例えば、シリコンエピタキシャル成長にお
いては、原料カスとしてＳｉＨ４、キャリアガスとして
は水素を使用し、３０枚程度のシリコン基板にそれに応
じたノズルから、上記のガスを吹きつけている。一方、
反応管の外部には加熱装置が設置され、基板を所定の温
度に設定し、上記ガス系の化学反応を利用して、基板上
に膜を堆積させている。反応管の内部は、常圧やロータ
リーポンプなどを用いた減圧の条件下で成長か行なわれ
る。
ところで、原料ガスならびにキャリアガスを、基板に向
けてノズルから吹き出して成長を行なう場合、各ノズル
から基板に吹き付けられるガスの量は等しくなる必要が
ある。すなわち、あるノズルから吹き出してくる原料ガ
スの量と、他のノズルからの量が異なる場合、より多く
の原料が出ているノズルに対応した基板上により多くの
半導体結晶が堆積する。このため、ガス流量の違いに起
因して、各基板ごとに成長膜厚が変化してしまう。
けてノズルから吹き出して成長を行なう場合、各ノズル
から基板に吹き付けられるガスの量は等しくなる必要が
ある。すなわち、あるノズルから吹き出してくる原料ガ
スの量と、他のノズルからの量が異なる場合、より多く
の原料が出ているノズルに対応した基板上により多くの
半導体結晶が堆積する。このため、ガス流量の違いに起
因して、各基板ごとに成長膜厚が変化してしまう。
一般に、ガス導入管の上流側にあるノズルから出るガス
流量は多く、下流側のノズルからの量は少なくなる。こ
のなめ、上流側のノズルに対応した膜の膜厚は、その下
流側の膜厚と比較して厚くなる。一方、このような不均
一を除去するには、下流側にいくに従って、ノズルの径
を大きくし、カス流量の均一化を図る必要が出てくる。
流量は多く、下流側のノズルからの量は少なくなる。こ
のなめ、上流側のノズルに対応した膜の膜厚は、その下
流側の膜厚と比較して厚くなる。一方、このような不均
一を除去するには、下流側にいくに従って、ノズルの径
を大きくし、カス流量の均一化を図る必要が出てくる。
しかしながら、すべてのノズルから出るカス流量か均一
になるように複数のノズルを加工することは固数である
。
になるように複数のノズルを加工することは固数である
。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめ、
複数の基板すべてに均一な膜を堆積させることが可能と
なる半導体成長装置を提供することにある。
複数の基板すべてに均一な膜を堆積させることが可能と
なる半導体成長装置を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る半導体成長装置
においては、内外多重筒構造のガス導入管を有する半導
体成長装置であって、 前記ガス導入管の外管は、半導体膜の成長に必要なガス
を基板上に吹付ける複数のノズルを管軸方向に沿って有
するものであり、 前記外管内に設置された内管は、該内管に供給された前
記ガスを外管内に噴出する孔を管軸方向に沿って複数個
有するものであり、 前記内管の孔は、前記外管に設けたノズルの数より少く
、各孔内より前記カスを外管内に吹き出し、外管内の管
軸方向に沿う管内圧力を一様に制御するものである。
においては、内外多重筒構造のガス導入管を有する半導
体成長装置であって、 前記ガス導入管の外管は、半導体膜の成長に必要なガス
を基板上に吹付ける複数のノズルを管軸方向に沿って有
するものであり、 前記外管内に設置された内管は、該内管に供給された前
記ガスを外管内に噴出する孔を管軸方向に沿って複数個
有するものであり、 前記内管の孔は、前記外管に設けたノズルの数より少く
、各孔内より前記カスを外管内に吹き出し、外管内の管
軸方向に沿う管内圧力を一様に制御するものである。
各基板上に膜が均一に成長しない原因としては、各ノズ
ルから吹き出るガスの流量が異なることが挙げられる。
ルから吹き出るガスの流量が異なることが挙げられる。
すなわち、ガス導入管のノズルのなかで、ガスの流れる
方向に対して上流側に位置するノズルから出るガス流量
は、その下流側に位置するノズルからの流量よりも多く
なる。このように各ノズルから吹き出るガス流量が異な
る原因は次のように考えられる。一般に原料ガスのよう
な気体が、管の中を流れていく場合には、必ず圧力損失
が存在する。このため、上流側の圧力よりも下流側の圧
力は低くなる。すなわち、各ノズル位置での管内圧力は
一様ではなく、ある圧力勾配が存在する。このような圧
力差が存在しているために、圧力の高い上流側のノズル
からでるガス流量の方が多くなる。さらに、上流側のノ
ズルから次第にガスが放出されるために、下流側ではガ
ス量が次第に減少してしまう。このような原因のために
、ガスが各ノズルから均等に放出されなくなる。
方向に対して上流側に位置するノズルから出るガス流量
は、その下流側に位置するノズルからの流量よりも多く
なる。このように各ノズルから吹き出るガス流量が異な
る原因は次のように考えられる。一般に原料ガスのよう
な気体が、管の中を流れていく場合には、必ず圧力損失
が存在する。このため、上流側の圧力よりも下流側の圧
力は低くなる。すなわち、各ノズル位置での管内圧力は
一様ではなく、ある圧力勾配が存在する。このような圧
力差が存在しているために、圧力の高い上流側のノズル
からでるガス流量の方が多くなる。さらに、上流側のノ
ズルから次第にガスが放出されるために、下流側ではガ
ス量が次第に減少してしまう。このような原因のために
、ガスが各ノズルから均等に放出されなくなる。
このような不均等は、オスの流量か少ない場合に、特に
顕著になる。
顕著になる。
これに対して、カス導入管の構造を二重あるいは三重に
し、より内側の管に開ける孔の数をより少なくすること
により最外周側の管にあるノズルからでるガスの流量を
均一にすることが可能となる。このような構造にするこ
とにより、より内側の一つの孔から放出されるガス流量
は、ノズルの数が少ないために多くなる。ガスの流量か
多い場合、孔の数が少ない場合には、比較的均一にガス
が複数の孔がら放出される。このように均一に放出され
たガスは、その外側の管の孔がら再び放出される。この
とき、名札から放出されるカス流量は、孔の数が増加す
ることにより減少する。しかしながら、上流部分と下流
部分には内側の管がら均一にガスが供給されているなめ
に、それぞれノズルからでるガス流量は比較的均一にな
る。このようにして最外側の管に位置する各ノズルがら
放出されるガス流量は均一になり、その結果、複数の基
板上に均一な膜を堆積させることが可能となる。
し、より内側の管に開ける孔の数をより少なくすること
により最外周側の管にあるノズルからでるガスの流量を
均一にすることが可能となる。このような構造にするこ
とにより、より内側の一つの孔から放出されるガス流量
は、ノズルの数が少ないために多くなる。ガスの流量か
多い場合、孔の数が少ない場合には、比較的均一にガス
が複数の孔がら放出される。このように均一に放出され
たガスは、その外側の管の孔がら再び放出される。この
とき、名札から放出されるカス流量は、孔の数が増加す
ることにより減少する。しかしながら、上流部分と下流
部分には内側の管がら均一にガスが供給されているなめ
に、それぞれノズルからでるガス流量は比較的均一にな
る。このようにして最外側の管に位置する各ノズルがら
放出されるガス流量は均一になり、その結果、複数の基
板上に均一な膜を堆積させることが可能となる。
次に本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の装置に用いられる半導体成長装置の一
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
第２図は本発明の装置に用いられるガス導入管の一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
図において、本発明装置は、成長を行なう反応管１−１
と、シリコン基板１−８を保持するサセプタ１−２と、
基板１−８ならびにサセプタ１−２を加熱するための加
熱装置１−３と、ボンベ１−４ａ、１−４ｂと、ガスミ
キサー１−５と、流量制御部１−６と、水素ガスの精製
装置１−７と、ガス導入管１−９とから構成されている
。原料ガストとしてはＳ ｉ Ｈａガス、キャリアガス
としては水素ガスをそれぞれ使用している。キャリアガ
スは高純度の精製装置１−７により精製した。
と、シリコン基板１−８を保持するサセプタ１−２と、
基板１−８ならびにサセプタ１−２を加熱するための加
熱装置１−３と、ボンベ１−４ａ、１−４ｂと、ガスミ
キサー１−５と、流量制御部１−６と、水素ガスの精製
装置１−７と、ガス導入管１−９とから構成されている
。原料ガストとしてはＳ ｉ Ｈａガス、キャリアガス
としては水素ガスをそれぞれ使用している。キャリアガ
スは高純度の精製装置１−７により精製した。
Ｓ ｉ Ｈ４の流量は２００ ｃｃ／ｎｉｎ 、水素カ
スの流量は２０Ｑ／ｌｉｎであった。カス導入管１−９
の構造は第２図に示したようにした。すなわち、カス導
入管１−９は内外二重管構造とし、その外管２１の直径
は１０−とした。この外管２−１に、２５個のノズル２
−２を管軸方向に沿って１（２）間隔に配置した。この
ような外管２−１の中に、直径５市の内管２−３を設置
した。内管２−３には孔２４を管軸方向に沿って６１間
隔に開けた。基板の前処理としては、最初にＲＣＡ洗浄
を行なって、反応管１−１内にセットした。その後、水
素雰囲気中、１０００度、５分間のベーキングを行なう
ことにより、基板表面の自然酸化膜を除去しな。その後
、ガス流量条件、成長温度９００℃、成長圧力２５Ｔｏ
ｒｒ、成長時間２０分の条件で成長を行なった。基板と
しては、シリコンを用いた。同時に２５枚の成長を行な
った。その結果、内管が無い従来の場合のばらつき１０
％に対して、本発明では、内管を設けることにより膜厚
のばらつきを５％以内に抑えることができた。実施例で
は、本発明の装置を用いてシリコンのエピタキシャル成
長を行なったか、シリコンの多結晶成長においても同様
な効果が得られる。また、シリコン以外の材料の成長に
おいても、同様な効果が得られる。また、実施例では、
内管の数を一本とし、内管の孔の数を３個としたが、成
長条件や要求される均一性の程度に応じて、内管の孔の
数を適宜選択することができる。また、実施例において
は、内管の数を１本としたが、要求される均一性の程度
に応じて、内管の数を２本あるいは３本など複数にして
も同様な効果が得られる０例えば、内管の数を２本とし
た場合には、より外にある内管の孔の数を本実施例のよ
うに３個とした場合には、より内側の内管の孔の数を２
個とし、外側の内管の孔の間の位置に対応して孔を設け
ることにより同様な効果が得られる。すなわち、ガス導
入管の構造を二重あるいは三重にし、より内側の内管の
孔の数をその外側の内管の孔の数より少なくする構造を
取ることにより、内管の孔は膜成長用ガスを外管内に吹
き出し外管内の管軸方向に沿う管内圧力を一様とする作
用を行うため、外管の管軸方向に沿う各ノズルから吹き
出されるカス流量が均一化され、これにより、複数の基
板に均一に膜を＊Ｓさせることが可能となる。
スの流量は２０Ｑ／ｌｉｎであった。カス導入管１−９
の構造は第２図に示したようにした。すなわち、カス導
入管１−９は内外二重管構造とし、その外管２１の直径
は１０−とした。この外管２−１に、２５個のノズル２
−２を管軸方向に沿って１（２）間隔に配置した。この
ような外管２−１の中に、直径５市の内管２−３を設置
した。内管２−３には孔２４を管軸方向に沿って６１間
隔に開けた。基板の前処理としては、最初にＲＣＡ洗浄
を行なって、反応管１−１内にセットした。その後、水
素雰囲気中、１０００度、５分間のベーキングを行なう
ことにより、基板表面の自然酸化膜を除去しな。その後
、ガス流量条件、成長温度９００℃、成長圧力２５Ｔｏ
ｒｒ、成長時間２０分の条件で成長を行なった。基板と
しては、シリコンを用いた。同時に２５枚の成長を行な
った。その結果、内管が無い従来の場合のばらつき１０
％に対して、本発明では、内管を設けることにより膜厚
のばらつきを５％以内に抑えることができた。実施例で
は、本発明の装置を用いてシリコンのエピタキシャル成
長を行なったか、シリコンの多結晶成長においても同様
な効果が得られる。また、シリコン以外の材料の成長に
おいても、同様な効果が得られる。また、実施例では、
内管の数を一本とし、内管の孔の数を３個としたが、成
長条件や要求される均一性の程度に応じて、内管の孔の
数を適宜選択することができる。また、実施例において
は、内管の数を１本としたが、要求される均一性の程度
に応じて、内管の数を２本あるいは３本など複数にして
も同様な効果が得られる０例えば、内管の数を２本とし
た場合には、より外にある内管の孔の数を本実施例のよ
うに３個とした場合には、より内側の内管の孔の数を２
個とし、外側の内管の孔の間の位置に対応して孔を設け
ることにより同様な効果が得られる。すなわち、ガス導
入管の構造を二重あるいは三重にし、より内側の内管の
孔の数をその外側の内管の孔の数より少なくする構造を
取ることにより、内管の孔は膜成長用ガスを外管内に吹
き出し外管内の管軸方向に沿う管内圧力を一様とする作
用を行うため、外管の管軸方向に沿う各ノズルから吹き
出されるカス流量が均一化され、これにより、複数の基
板に均一に膜を＊Ｓさせることが可能となる。
以上詳細に述べた通り、本発明による装置を用いること
により、各ノズルから吹き出るカスの流量を均一化する
ことが可能となり、その結果、複数の基板に均一な膜を
堆積させることか可能となる。
により、各ノズルから吹き出るカスの流量を均一化する
ことが可能となり、その結果、複数の基板に均一な膜を
堆積させることか可能となる。
第１図は本発明の装置に用いられる半導体装置の一例を
示す概略構成図、第２図は本発明の装置に用いられるガ
ス導入管の一例を示す概略断面図である。 １−１・・・反応管 １−２・・・サセプタ１−
３・・・加熱装置 １−４ａ、１−４ｂ−−−ボンへ １−５・・・ガスミキサー １−６・・・流１制御部 １−７・・・水素ガスの精製装置 １−８・・・シリコン基板 １−１０・・・ノズル ２−１・・・外管 ２−３・・・内管 ■−９ ・・ガス導入管 ２−２・・・ノズル ２−４・・・孔
示す概略構成図、第２図は本発明の装置に用いられるガ
ス導入管の一例を示す概略断面図である。 １−１・・・反応管 １−２・・・サセプタ１−
３・・・加熱装置 １−４ａ、１−４ｂ−−−ボンへ １−５・・・ガスミキサー １−６・・・流１制御部 １−７・・・水素ガスの精製装置 １−８・・・シリコン基板 １−１０・・・ノズル ２−１・・・外管 ２−３・・・内管 ■−９ ・・ガス導入管 ２−２・・・ノズル ２−４・・・孔
Claims (1)
- （１）内外多重筒構造のガス導入管を有する半導体成長
装置であつて、 前記ガス導入管の外管は、半導体膜の成長に必要なガス
を基板上に吹付ける複数のノズルを管軸方向に沿って有
するものであり、 前記外管内に設置された内管は、該内管に供給された前
記ガスを外管内に噴出する孔を管軸方向に沿って複数個
有するものであり、 前記内管の孔は、前記外管に設けたノズルの数より少く
、各孔内より前記ガスを外管内に吹き出し、外管内の管
軸方向に沿う管内圧力を一様に制御するものであること
を特徴とする半導体成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10784790A JPH046825A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 半導体成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10784790A JPH046825A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 半導体成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046825A true JPH046825A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14469570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10784790A Pending JPH046825A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 半導体成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046825A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007317745A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Shimadzu Corp | ガス導入装置 |
| JP2008205151A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2015517210A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-06-18 | クックジェ エレクトリック コリア カンパニー リミテッド | 選択的エピタキシャル成長のための装置およびクラスター設備 |
| JP2018081956A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 東京エレクトロン株式会社 | ガスインジェクタ、及び縦型熱処理装置 |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP10784790A patent/JPH046825A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007317745A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Shimadzu Corp | ガス導入装置 |
| JP2008205151A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2015517210A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-06-18 | クックジェ エレクトリック コリア カンパニー リミテッド | 選択的エピタキシャル成長のための装置およびクラスター設備 |
| US10006146B2 (en) | 2012-03-28 | 2018-06-26 | Kookje Electric Korea Co., Ltd. | Cluster apparatus for treating substrate |
| JP2018081956A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 東京エレクトロン株式会社 | ガスインジェクタ、及び縦型熱処理装置 |
| KR20180054447A (ko) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 가스 인젝터 및 종형 열처리 장치 |
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