JPH058671Y2 - - Google Patents
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- JPH058671Y2 JPH058671Y2 JP14461485U JP14461485U JPH058671Y2 JP H058671 Y2 JPH058671 Y2 JP H058671Y2 JP 14461485 U JP14461485 U JP 14461485U JP 14461485 U JP14461485 U JP 14461485U JP H058671 Y2 JPH058671 Y2 JP H058671Y2
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Landscapes
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Description
【考案の詳細な説明】
イ 産業上の利用分野
本考案はシリコンのエピタキシヤル成長に用い
られるCVD装置に関する。
られるCVD装置に関する。
ロ 従来の技術
近年、気相成長（以下CVDと称す）法を用い
たシリコンのエピタキシヤル成長の研究が広範囲
で行なわれている。ところで、シリコンウエハ上
に不純物領域を形成した後、その上に単結晶のシ
リコンを成長させる場合やサフアイア基板上に単
結晶シリコンを成長させる場合は、不純物の拡散
を防ぐために低温でエピタキシヤル成長を行つた
方が好ましい。このため従来ではSiH4（シラン）
ガスを用いて例えばAppl.Phys.Lett.44〔３〕，
（1984，p346）に示されているように低温でエピ
タキシヤル成長を行つていた。
たシリコンのエピタキシヤル成長の研究が広範囲
で行なわれている。ところで、シリコンウエハ上
に不純物領域を形成した後、その上に単結晶のシ
リコンを成長させる場合やサフアイア基板上に単
結晶シリコンを成長させる場合は、不純物の拡散
を防ぐために低温でエピタキシヤル成長を行つた
方が好ましい。このため従来ではSiH4（シラン）
ガスを用いて例えばAppl.Phys.Lett.44〔３〕，
（1984，p346）に示されているように低温でエピ
タキシヤル成長を行つていた。
ところで、このようなSiH4を用いたCVD法を
利用して低温（700〜800℃）でエピタキシヤル成
長を行うと、成長速度が100〜200Å／minと遅
い。また、こうした低温CVDを行う方法として
ウエハを高周波電源が供給される電極間に配し、
ここで、SiH4を分解してウエハ上にシリコン層
を成長させるものがあるが、高周波電解下でのシ
リコン層の成長のため結晶欠陥が多いと云う不都
合がある。
利用して低温（700〜800℃）でエピタキシヤル成
長を行うと、成長速度が100〜200Å／minと遅
い。また、こうした低温CVDを行う方法として
ウエハを高周波電源が供給される電極間に配し、
ここで、SiH4を分解してウエハ上にシリコン層
を成長させるものがあるが、高周波電解下でのシ
リコン層の成長のため結晶欠陥が多いと云う不都
合がある。
このため最近ではジシランガスを高周波電界に
より反応管内で分解してから赤外線ランプで加熱
されるシリコンウエハ、サフアイア基板等の基台
上へ供給して、基台上へ単結晶シリコンを成長す
ることが考えられている。
より反応管内で分解してから赤外線ランプで加熱
されるシリコンウエハ、サフアイア基板等の基台
上へ供給して、基台上へ単結晶シリコンを成長す
ることが考えられている。
ハ 考案が解決しようとする問題点
こうした、シラン、ジシランを用いたCVD装
置において上記赤外線ランプは反応管壁を通して
反応管内の基台を加熱するため気相成長を続ける
と反応管壁にシリコンの粒子が付着して赤外線を
遮断するようになり、基台を加熱するための時間
が掛るようになる。
置において上記赤外線ランプは反応管壁を通して
反応管内の基台を加熱するため気相成長を続ける
と反応管壁にシリコンの粒子が付着して赤外線を
遮断するようになり、基台を加熱するための時間
が掛るようになる。
ニ 問題点を解決するための手段
本考案では赤外線ランプ内周部に反応管壁に近
接させる状態で導電性のメツシユを設けこのメツ
シユに正電圧を印加している。
接させる状態で導電性のメツシユを設けこのメツ
シユに正電圧を印加している。
ホ 作用
上記メツシユに正電圧を印加することにより、
反応管壁からシリコンのガスを排斥し、反応管壁
にシリコン粒子が付着するのが抑制され、気相成
長を行う基台の加熱時間の増加を抑制する。
反応管壁からシリコンのガスを排斥し、反応管壁
にシリコン粒子が付着するのが抑制され、気相成
長を行う基台の加熱時間の増加を抑制する。
ヘ 実施例
第１図は本考案CVD装置の断面模式図、第２
図はそのＡ−A′断面図を示し、１は石英等から
成る反応管、を示し、一端にガス導入管２、他端
に排気管３が設けられている。４はカーボンに
SiCをコーテイングしたサセプタであつて、反応
管１外の赤外線ランプ５により加熱されるように
なつている。また、このサセプタ４の温度は熱電
対７により計測されるとともに、第１の直流電源
８から電圧印加されるようになつている。９は反
応管１のサセプタ４位置より上流側にこの反応管
１周囲を巻回するように設けられたコイル、１０
はこのコイル９に結ばれた高周波電源を示し、
13.56MHZ、50Wの高周波を発生する。１１は赤
外線ランプ５取付位置の反応管１内壁に近接して
設けられたメツシユを示し、円筒形のカーボン等
から成る導電性網状体にSiCをコーテイングした
ものが使用される。１２はこのメツシユ１１に正
電圧を印加する第２の直流電源を示し、300〜
1000Vの電圧を発生する。
図はそのＡ−A′断面図を示し、１は石英等から
成る反応管、を示し、一端にガス導入管２、他端
に排気管３が設けられている。４はカーボンに
SiCをコーテイングしたサセプタであつて、反応
管１外の赤外線ランプ５により加熱されるように
なつている。また、このサセプタ４の温度は熱電
対７により計測されるとともに、第１の直流電源
８から電圧印加されるようになつている。９は反
応管１のサセプタ４位置より上流側にこの反応管
１周囲を巻回するように設けられたコイル、１０
はこのコイル９に結ばれた高周波電源を示し、
13.56MHZ、50Wの高周波を発生する。１１は赤
外線ランプ５取付位置の反応管１内壁に近接して
設けられたメツシユを示し、円筒形のカーボン等
から成る導電性網状体にSiCをコーテイングした
ものが使用される。１２はこのメツシユ１１に正
電圧を印加する第２の直流電源を示し、300〜
1000Vの電圧を発生する。
このような装置を用いて、エピタキシヤル成長
を行う場合について説明する。まず、シリコンウ
エハをサセプタ４に配置する。このとき反応管１
内への外気の混入等によつてウエハ表面に数十Å
程度の自然酸化膜が形成される。次にこの排気管
３から反応管１内を例えば0.05Torrの真空に引
きながら、ガス導入管２から不活性ガスであるア
ルゴンガスを所定の流量、例えば500cc／minで
供給するとともに赤外線ランプ５によりウエハを
加熱する。ウエハが一定温度、例えば800℃に上
がつた事が熱電対７で測定されると、高周波電源
１０からコイル９に13.56MHZの高周波を50Wの
出力で供給し、アルゴンをイオン化させる。その
後、直流電源８によりサセプタ４を介してウエハ
に−300Vの電圧を印加する。これにより、アル
ゴンイオンがウエハ表面に衝突して自然酸化膜は
スパツタリング除去される。このときの条件にお
けるスパツタリング速度はSiO2膜の場合42Å／
minである。
を行う場合について説明する。まず、シリコンウ
エハをサセプタ４に配置する。このとき反応管１
内への外気の混入等によつてウエハ表面に数十Å
程度の自然酸化膜が形成される。次にこの排気管
３から反応管１内を例えば0.05Torrの真空に引
きながら、ガス導入管２から不活性ガスであるア
ルゴンガスを所定の流量、例えば500cc／minで
供給するとともに赤外線ランプ５によりウエハを
加熱する。ウエハが一定温度、例えば800℃に上
がつた事が熱電対７で測定されると、高周波電源
１０からコイル９に13.56MHZの高周波を50Wの
出力で供給し、アルゴンをイオン化させる。その
後、直流電源８によりサセプタ４を介してウエハ
に−300Vの電圧を印加する。これにより、アル
ゴンイオンがウエハ表面に衝突して自然酸化膜は
スパツタリング除去される。このときの条件にお
けるスパツタリング速度はSiO2膜の場合42Å／
minである。
自然酸化膜が完全に除去されると、直流電源８
からウエハへの電圧印加を止めるとともにガス導
入管２からアルゴンガスの供給を停止する。
からウエハへの電圧印加を止めるとともにガス導
入管２からアルゴンガスの供給を停止する。
その後、第２の直流電源１２からメツシユ１１
へ正電圧を与え、ガス導入管２からジシラン
（Si2H6）を供給する。このとき上記コイル９で
の高周波電界の発生は継続させておくとともに上
記ウエハの温度は800℃に保つた状態を維持する。
こうして供給されたジシラン（Si2H6）はコイル
９からの高周波電界により分解されウエハ上へ供
給され、ウエハ上にシリコン単結晶層がエピタキ
シヤル成長する。このようなシリコン単結晶層の
反応ガスの流量に対応した成長速度をジシラン
（Si2H6）、シラン（SiH4）について第３図に示
す。こらからわかるようにジシランを用いた場
合、成長速度が速くなり、所定の膜厚のシリコン
層を得るのにウエハの処理時間（加熱時間）も短
くなる。またジシランを分解する高周波電界発生
部より下流側の高周波電界を受けない箇所でシリ
コンウエハ上へのエピタキシヤル成長をせしめる
ようにしているので欠陥の少い成長が行える。さ
らに、シリコンの気相成長時メツシユ１１へ正電
圧を与えているので、高周波電界により分解され
たシリコンのイオンはメツシユ１１で被われる赤
外線ランプ５取付部の反応管１管壁から排斥され
るようになり、この箇所に付着するシリコン粒子
の量は非常に少くなる。
へ正電圧を与え、ガス導入管２からジシラン
（Si2H6）を供給する。このとき上記コイル９で
の高周波電界の発生は継続させておくとともに上
記ウエハの温度は800℃に保つた状態を維持する。
こうして供給されたジシラン（Si2H6）はコイル
９からの高周波電界により分解されウエハ上へ供
給され、ウエハ上にシリコン単結晶層がエピタキ
シヤル成長する。このようなシリコン単結晶層の
反応ガスの流量に対応した成長速度をジシラン
（Si2H6）、シラン（SiH4）について第３図に示
す。こらからわかるようにジシランを用いた場
合、成長速度が速くなり、所定の膜厚のシリコン
層を得るのにウエハの処理時間（加熱時間）も短
くなる。またジシランを分解する高周波電界発生
部より下流側の高周波電界を受けない箇所でシリ
コンウエハ上へのエピタキシヤル成長をせしめる
ようにしているので欠陥の少い成長が行える。さ
らに、シリコンの気相成長時メツシユ１１へ正電
圧を与えているので、高周波電界により分解され
たシリコンのイオンはメツシユ１１で被われる赤
外線ランプ５取付部の反応管１管壁から排斥され
るようになり、この箇所に付着するシリコン粒子
の量は非常に少くなる。
一実験例として、従来30Wの赤外線ランプでウ
エハを800℃にまで加熱するのに10分掛つていた
のが、シランを10cc／分で20分間気相成長を行う
工程を10回繰り返した後では、倍の20分掛るよう
になつたのに対し、本願の如くメツシユを用いた
場合、10回の気相成長後、約1.4倍の14分間に増
加しただけである。
エハを800℃にまで加熱するのに10分掛つていた
のが、シランを10cc／分で20分間気相成長を行う
工程を10回繰り返した後では、倍の20分掛るよう
になつたのに対し、本願の如くメツシユを用いた
場合、10回の気相成長後、約1.4倍の14分間に増
加しただけである。
尚、本実施例では、上記メツシユを反応管内周
部に設けているがこれは反応管と赤外線ランプの
間に設けても良いし、反応管壁内に埋め込み形成
しても良い。また、メツシユの代わりにITO等か
ら成る透明導電膜を赤外線ランプ照射部の反応管
外壁又は内壁に被着した構成にし、この透明導電
膜に正電圧印加することも考えられる。
部に設けているがこれは反応管と赤外線ランプの
間に設けても良いし、反応管壁内に埋め込み形成
しても良い。また、メツシユの代わりにITO等か
ら成る透明導電膜を赤外線ランプ照射部の反応管
外壁又は内壁に被着した構成にし、この透明導電
膜に正電圧印加することも考えられる。
ト 考案の効果
以上述べた如く、本考案CVD装置は赤外線ラ
ンプ内周部に反応管壁に近接させた状態で導電性
のメツシユを設けこのメツシユに正電圧を印加し
ているので、シリコンの気相成長時、反応管壁か
らシリコンイオンのガスを排析し、反応管壁にシ
リコン粒子が付着するのが抑制され、気相成長を
行う基台の加熱時間の増加が抑えられ、管壁の洗
浄回数も少くなる。
ンプ内周部に反応管壁に近接させた状態で導電性
のメツシユを設けこのメツシユに正電圧を印加し
ているので、シリコンの気相成長時、反応管壁か
らシリコンイオンのガスを排析し、反応管壁にシ
リコン粒子が付着するのが抑制され、気相成長を
行う基台の加熱時間の増加が抑えられ、管壁の洗
浄回数も少くなる。
第１図は本考案CVD装置の断面模式図、第２
図はそのＡ−A′断面模式図、第３図は反応ガス
の供給量とシリコン層の成長速度の関係を示す特
性図である。 １……反応管、２……ガス導入管、３……排気
管、４……サセプタ、５……赤外線ランプ、７…
…熱電対、８……直流電源、９……コイル、１０
……高周波電源、１１……メツシユ、１２……第
２の直流電源。
図はそのＡ−A′断面模式図、第３図は反応ガス
の供給量とシリコン層の成長速度の関係を示す特
性図である。 １……反応管、２……ガス導入管、３……排気
管、４……サセプタ、５……赤外線ランプ、７…
…熱電対、８……直流電源、９……コイル、１０
……高周波電源、１１……メツシユ、１２……第
２の直流電源。
Claims (1)
- 基台上にシリコン層を気相成長せしめるCVD
装置において、一端に反応ガスを導入するガス導
入管を有し、他端に排気管を具備した反応管と、
この反応管内に配されるサセプタと、上記反応管
外周部所定位置に設けられ、上記サセプタを加熱
するための赤外線ランプと、この赤外線ランプ内
周部に設けられた導電性のメツシユと、このメツ
シユに正電圧を印加する電圧印加手段と、から成
るCVD装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14461485U JPH058671Y2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14461485U JPH058671Y2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252927U JPS6252927U (ja) | 1987-04-02 |
| JPH058671Y2 true JPH058671Y2 (ja) | 1993-03-04 |
Family
ID=31055379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14461485U Expired - Lifetime JPH058671Y2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH058671Y2 (ja) |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP14461485U patent/JPH058671Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252927U (ja) | 1987-04-02 |
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