JPH0616491B2 - 気相エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
気相エピタキシヤル成長装置Info
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- JPH0616491B2 JPH0616491B2 JP8051686A JP8051686A JPH0616491B2 JP H0616491 B2 JPH0616491 B2 JP H0616491B2 JP 8051686 A JP8051686 A JP 8051686A JP 8051686 A JP8051686 A JP 8051686A JP H0616491 B2 JPH0616491 B2 JP H0616491B2
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- epitaxial growth
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気相エピタキシャル成長装置に関し、特にシリ
コンの気相エピタキシャル成長装置に関するものであ
る。
コンの気相エピタキシャル成長装置に関するものであ
る。
従来、この種のシリコン気相エピタキシャル成長装置
は、ある間隔で積み重ねたシリコン単結晶基板を１００
０〜１２００℃に加熱し、その基板表面にシラン系反応
ガス（SiH4，ＳｉＨ2Ｃｌ2， ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＣ
ｌ4）、及び水素（H2）を導入してシリコンをエピタキ
シャル成長させるものとなっていた。この種のシリコン
エピタキシャル成長装置では、シリコンエピタキシャル
膜の膜厚分布、電気抵抗分布を各基板内及び基板間で均
一化するため反応ガスの導入法、シリコン単結晶基板の
保持方法に種々の工夫がなされている。例としては第４
図に示した様に、減圧した反応管１５内で多数枚のシリ
コン単結晶基板１８をある間隔で積み重ねる様に保持
し、反応管内壁とシリコン単結晶基板１８との間に１本
のガス導入用ノズル１６を設け、第５図(a)，第６図(b)
に示すようにそのノズルを固定あるいは首振り運動させ
ながら、シリコン単結晶基板１８にガスを吹きつける方
式の装置が提案されている。これらの方式によって成長
した場合のエピタキシャル膜の膜厚は、それぞれ第５図
(b)，第６図(b)に示す形状となる。すなわち固定ノズル
方式では、シリコン単結晶基板２７の中央部にシリコン
エピタキシャル膜２７が厚く付き、首振りノズル方式で
はシリコン単結晶基板３２の上面にほぼ均一にシリコン
エピタキシャル膜３１が付く。
は、ある間隔で積み重ねたシリコン単結晶基板を１００
０〜１２００℃に加熱し、その基板表面にシラン系反応
ガス（SiH4，ＳｉＨ2Ｃｌ2， ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＣ
ｌ4）、及び水素（H2）を導入してシリコンをエピタキ
シャル成長させるものとなっていた。この種のシリコン
エピタキシャル成長装置では、シリコンエピタキシャル
膜の膜厚分布、電気抵抗分布を各基板内及び基板間で均
一化するため反応ガスの導入法、シリコン単結晶基板の
保持方法に種々の工夫がなされている。例としては第４
図に示した様に、減圧した反応管１５内で多数枚のシリ
コン単結晶基板１８をある間隔で積み重ねる様に保持
し、反応管内壁とシリコン単結晶基板１８との間に１本
のガス導入用ノズル１６を設け、第５図(a)，第６図(b)
に示すようにそのノズルを固定あるいは首振り運動させ
ながら、シリコン単結晶基板１８にガスを吹きつける方
式の装置が提案されている。これらの方式によって成長
した場合のエピタキシャル膜の膜厚は、それぞれ第５図
(b)，第６図(b)に示す形状となる。すなわち固定ノズル
方式では、シリコン単結晶基板２７の中央部にシリコン
エピタキシャル膜２７が厚く付き、首振りノズル方式で
はシリコン単結晶基板３２の上面にほぼ均一にシリコン
エピタキシャル膜３１が付く。
上述した従来のシリコンエピタキシャル成長装置では、
エピタキシャル膜の膜厚及び電気抵抗を均一にするた
め、反応ガスを首振り機構の付いたノズルを用いている
が、そのため、装置の構造が複雑になるという欠点があ
る。また、この首振運動を真空内へ導入するために使用
される真空シール材の摩擦による損耗で発生する微粒
子、極微少の大気のリークにより発生する反応生成物の
微粒子が、エピタキシャル膜の結晶性を劣化させるとい
う欠点がある。
エピタキシャル膜の膜厚及び電気抵抗を均一にするた
め、反応ガスを首振り機構の付いたノズルを用いている
が、そのため、装置の構造が複雑になるという欠点があ
る。また、この首振運動を真空内へ導入するために使用
される真空シール材の摩擦による損耗で発生する微粒
子、極微少の大気のリークにより発生する反応生成物の
微粒子が、エピタキシャル膜の結晶性を劣化させるとい
う欠点がある。
本発明は、以上の様な欠点を改善し、均一な膜厚及び電
気抵抗を有するシリコンエピタキシャル膜を形成できる
気相エピタキシャル成長装置を提供するものである。
気抵抗を有するシリコンエピタキシャル膜を形成できる
気相エピタキシャル成長装置を提供するものである。
本発明の気相エピタキシャル成長装置は、複数枚の半導
体基板を任意の間隔で平行に積み重ねる様に保持する方
式の気相エピタキシャル成長装置において、複数の固定
式ノズルを通して導入される反応ガスの濃度を反応ガス
流を垂直に横断する任意の位置座標軸上の半導体基板表
面上において半導体基板端部上を半導体基板中心部上よ
り高濃度となる手段を有することを特徴とする。
体基板を任意の間隔で平行に積み重ねる様に保持する方
式の気相エピタキシャル成長装置において、複数の固定
式ノズルを通して導入される反応ガスの濃度を反応ガス
流を垂直に横断する任意の位置座標軸上の半導体基板表
面上において半導体基板端部上を半導体基板中心部上よ
り高濃度となる手段を有することを特徴とする。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第２図は、本発明の一実施例の縦断面図である。反応管
１は縦型抵抗加熱炉２の内部設置してあり、架台３に固
定されている。シリコン単結晶基板４は回転可能な基板
ホルダー５に水平に保持されており、反応ガスはガス導
入口６を通して、固定式ノズル７よりシリコン単結晶基
板４の表面に供給され、ガス排気口８より真空排気され
る。なお、反応管１、基板ホルダー５、固定式ノズル７
は反応管１の内部が真空排気されても気密が保たれてい
る。
１は縦型抵抗加熱炉２の内部設置してあり、架台３に固
定されている。シリコン単結晶基板４は回転可能な基板
ホルダー５に水平に保持されており、反応ガスはガス導
入口６を通して、固定式ノズル７よりシリコン単結晶基
板４の表面に供給され、ガス排気口８より真空排気され
る。なお、反応管１、基板ホルダー５、固定式ノズル７
は反応管１の内部が真空排気されても気密が保たれてい
る。
第２図は第１図の実施例の横断面図である。反応管１の
中央部分にシリコン単結晶基板４が保持され、固定式ノ
ズル７，９のノズル開口部１０は、放出される反応ガス
流の中心線１１が各ノズルで平行になる様設置されてい
る。なお、ノズル７より放出される反応ガス流量は、ノ
ズル９より放出される反応ガス流量より低減される様調
整されている。
中央部分にシリコン単結晶基板４が保持され、固定式ノ
ズル７，９のノズル開口部１０は、放出される反応ガス
流の中心線１１が各ノズルで平行になる様設置されてい
る。なお、ノズル７より放出される反応ガス流量は、ノ
ズル９より放出される反応ガス流量より低減される様調
整されている。
この気相エピタキシャル成長装置は、複数の固定式ノズ
ルを通して反応管に導入される反応ガスが、面の中心を
軸として回転するシリコン単結晶基板表面に、特定の濃
度分布で供給できる事により、均一な膜厚、電気抵抗の
シリコンエピタキシャル膜が成長できる。
ルを通して反応管に導入される反応ガスが、面の中心を
軸として回転するシリコン単結晶基板表面に、特定の濃
度分布で供給できる事により、均一な膜厚、電気抵抗の
シリコンエピタキシャル膜が成長できる。
複数のノズルから放出される反応ガス流の中心線は、各
々平行、もしくは、扇状に開かれており、第３図(a)に
示すようなガス流を垂直に横断する任意の位置座標軸上
において、第３図(b)乃至第３図(f)に示すように、シリ
コン単結晶基板中心部の反応ガス濃度が、シリコン単結
晶基板単部より低濃度に調整されている。この調整は、
各ノズルの配置、及び各ノズルから放出される反応ガス
量によって行なわれる。
々平行、もしくは、扇状に開かれており、第３図(a)に
示すようなガス流を垂直に横断する任意の位置座標軸上
において、第３図(b)乃至第３図(f)に示すように、シリ
コン単結晶基板中心部の反応ガス濃度が、シリコン単結
晶基板単部より低濃度に調整されている。この調整は、
各ノズルの配置、及び各ノズルから放出される反応ガス
量によって行なわれる。
以下にシリコンエピタキシャル成長の一例を示す。基板
ホルダー５に直径１５０mmのシリコン単結晶基板４を
９．５mm間隔で７５枚保持し、基板ホルダー５を枚分１
０回転させ、反応管１の内部を１×１０-3torrまで真空
排気した。次に、ノズル７，９よりＨ２を３０／min
で流しながら反応管内温度を１１５０℃とする。次い
で、Ｈ２を２０／min，ＨＣｌを０．２／min で流
し、反応管内圧力を１torrとしてシリコン単結晶基板４
を洗浄した後、Ｈ２を２０／min，ＳｉＨ2Ｃｌ２を１
／min，ＨＣｌを１．３／min，ＰＨ３を０．０１
／min，各々流し、反応管内圧力を２torrとしてシリコ
ンのエピタキシャルの成長を行なった。なお、ノズル７
からの反応ガス流量は、ノズル９からの反応ガス流量の
６５〜４５％となる様流量計により調整した。その結
果、７５枚全てのシリコン単結晶基板において、エピタ
キシャル膜の膜厚は±４％以内、電気抵抗は±６％以内
であり、微粒子の付着による欠陥は認められなかった。
ホルダー５に直径１５０mmのシリコン単結晶基板４を
９．５mm間隔で７５枚保持し、基板ホルダー５を枚分１
０回転させ、反応管１の内部を１×１０-3torrまで真空
排気した。次に、ノズル７，９よりＨ２を３０／min
で流しながら反応管内温度を１１５０℃とする。次い
で、Ｈ２を２０／min，ＨＣｌを０．２／min で流
し、反応管内圧力を１torrとしてシリコン単結晶基板４
を洗浄した後、Ｈ２を２０／min，ＳｉＨ2Ｃｌ２を１
／min，ＨＣｌを１．３／min，ＰＨ３を０．０１
／min，各々流し、反応管内圧力を２torrとしてシリコ
ンのエピタキシャルの成長を行なった。なお、ノズル７
からの反応ガス流量は、ノズル９からの反応ガス流量の
６５〜４５％となる様流量計により調整した。その結
果、７５枚全てのシリコン単結晶基板において、エピタ
キシャル膜の膜厚は±４％以内、電気抵抗は±６％以内
であり、微粒子の付着による欠陥は認められなかった。
本エピタキシャルでは、縦型の抵抗加熱炉を用いたが、
横型の炉、また、高周波加熱方式、ランプ加熱方式の炉
を用いても同様の結果が得られた。さらにノズルから放
出される反応ガス流の中心線が平行である場合の例を示
したが、基板の中心に向って各中心線が２゜〜３゜扇状
に開いた形にノズルが配置されている場合においても同
等の結果が得られた。
横型の炉、また、高周波加熱方式、ランプ加熱方式の炉
を用いても同様の結果が得られた。さらにノズルから放
出される反応ガス流の中心線が平行である場合の例を示
したが、基板の中心に向って各中心線が２゜〜３゜扇状
に開いた形にノズルが配置されている場合においても同
等の結果が得られた。
以上説明したように本発明は、面の中心を軸として回転
するシリコン単結晶基板表面に、複数の固定式ノズルを
用いて、導入された反応ガスが、反応ガス流を垂直に横
断する任意の位置座標軸上の基板端部で基板中心部より
高濃度となる分布形状で供給できる事によって、多数枚
のシリコン単結晶基板をある間隔で積み重ねる様に保持
する方式の気相エピタキシャル成長装置においても均一
な膜質で、微粒子欠陥の無いシリコンエピタキシャル膜
を成長できる効果がある。
するシリコン単結晶基板表面に、複数の固定式ノズルを
用いて、導入された反応ガスが、反応ガス流を垂直に横
断する任意の位置座標軸上の基板端部で基板中心部より
高濃度となる分布形状で供給できる事によって、多数枚
のシリコン単結晶基板をある間隔で積み重ねる様に保持
する方式の気相エピタキシャル成長装置においても均一
な膜質で、微粒子欠陥の無いシリコンエピタキシャル膜
を成長できる効果がある。
また、本発明による気相エピタキシャル成長装置は、シ
リコンエピタキシャル基板を極めて量産性よくかつ安価
に作製できる事により、従来高価格であるため、限定さ
れていたシリコンエピタキシャル基板の応用範囲を著し
く拡大する効果がある。
リコンエピタキシャル基板を極めて量産性よくかつ安価
に作製できる事により、従来高価格であるため、限定さ
れていたシリコンエピタキシャル基板の応用範囲を著し
く拡大する効果がある。
第１図は、本発明の一実施例の気相エピタキシャル成長
装置の縦断面図、第２図は、第１図の横断面図、第３図
(a)は、回転するシリコン単結晶基板上の位置を表示す
るための座標軸を示した平面図、第３図(b)〜(f)は、第
３図(a)のＡ，Ｂ，Ｃ，ａ，ｂ，ｂ′軸における反応ガ
ス濃度分布を示した濃度分布を示した濃度分布図、第４
図は、従来の気相エピタキシャル成長装置の縦断面図、
第５図(a)は、第４図の装置における固定ノズル方式の
説明図、第５図(b)は第５図(a)の方式による膜厚分布
図、第６図(a)は第４図の装置における首振りノズル方
式の説明図、第６図(b)は第６図(a)の方式による膜厚分
布図である。 １……反応管、２……抵抗加熱炉、３……架台、４……
シリコン単結晶基板、５……基板ホルダー、６……ガス
導入口、７，９……ノズル、８……ガス排気口、１０…
…ノズル開口部、１１……反応ガス流の中心線、１５…
…反応管、１６……ノズル、１７……ノズル開口部、１
８……シリコン単結晶基板、１９……ガス導入口、２０
……ガス排気口、２１……高周波コイル、２２……基板
ホルダー、２３……反応管、２４……シリコン単結晶
板、２５……固定ノズル、２６……シリコンエピタキシ
ャル膜、２７……シリコン単結晶基板、２８……反応
管、２９……シリコン単結晶基板、３０……首振りノズ
ル、３１……シリコンエピタキシャル膜、３２……シリ
コン単結晶基板。
装置の縦断面図、第２図は、第１図の横断面図、第３図
(a)は、回転するシリコン単結晶基板上の位置を表示す
るための座標軸を示した平面図、第３図(b)〜(f)は、第
３図(a)のＡ，Ｂ，Ｃ，ａ，ｂ，ｂ′軸における反応ガ
ス濃度分布を示した濃度分布を示した濃度分布図、第４
図は、従来の気相エピタキシャル成長装置の縦断面図、
第５図(a)は、第４図の装置における固定ノズル方式の
説明図、第５図(b)は第５図(a)の方式による膜厚分布
図、第６図(a)は第４図の装置における首振りノズル方
式の説明図、第６図(b)は第６図(a)の方式による膜厚分
布図である。 １……反応管、２……抵抗加熱炉、３……架台、４……
シリコン単結晶基板、５……基板ホルダー、６……ガス
導入口、７，９……ノズル、８……ガス排気口、１０…
…ノズル開口部、１１……反応ガス流の中心線、１５…
…反応管、１６……ノズル、１７……ノズル開口部、１
８……シリコン単結晶基板、１９……ガス導入口、２０
……ガス排気口、２１……高周波コイル、２２……基板
ホルダー、２３……反応管、２４……シリコン単結晶
板、２５……固定ノズル、２６……シリコンエピタキシ
ャル膜、２７……シリコン単結晶基板、２８……反応
管、２９……シリコン単結晶基板、３０……首振りノズ
ル、３１……シリコンエピタキシャル膜、３２……シリ
コン単結晶基板。
Claims (1)
- 【請求項１】複数枚の半導体基板を任意の間隔で平行に
積み重ねる様に保持する方式の気相エピタキシャル成長
装置において、複数の固定式ノズルを通して導入される
反応ガスの濃度を反応ガス流を垂直に横断する任意の位
置座標軸上の半導体基板表面上において半導体基板端部
上を半導体基板中心部上より高濃度とする手段を有する
ことを特徴とする気相エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8051686A JPH0616491B2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 気相エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8051686A JPH0616491B2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 気相エピタキシヤル成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62235728A JPS62235728A (ja) | 1987-10-15 |
| JPH0616491B2 true JPH0616491B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=13720477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8051686A Expired - Fee Related JPH0616491B2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 気相エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616491B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01119017A (ja) * | 1987-10-31 | 1989-05-11 | Tokyo Electron Ltd | シリコン単結晶の製造方法 |
| JP2839720B2 (ja) * | 1990-12-19 | 1998-12-16 | 株式会社東芝 | 熱処理装置 |
| JPH08250430A (ja) * | 1995-03-10 | 1996-09-27 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶薄膜の製造方法 |
| JP3373990B2 (ja) * | 1995-10-30 | 2003-02-04 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置及びその方法 |
| KR100941207B1 (ko) | 2003-01-28 | 2010-02-10 | 엘지전자 주식회사 | 질화갈륨 기판 제조 장치 |
| US7422635B2 (en) * | 2003-08-28 | 2008-09-09 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for processing microfeature workpieces, e.g., for depositing materials on microfeature workpieces |
| US8133554B2 (en) | 2004-05-06 | 2012-03-13 | Micron Technology, Inc. | Methods for depositing material onto microfeature workpieces in reaction chambers and systems for depositing materials onto microfeature workpieces |
-
1986
- 1986-04-07 JP JP8051686A patent/JPH0616491B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62235728A (ja) | 1987-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |