JPH0653154A - Impurity diffusion furnace in semiconductor manufacturing device - Google Patents

Impurity diffusion furnace in semiconductor manufacturing device

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JPH0653154A
JPH0653154A JP4203293A JP20329392A JPH0653154A JP H0653154 A JPH0653154 A JP H0653154A JP 4203293 A JP4203293 A JP 4203293A JP 20329392 A JP20329392 A JP 20329392A JP H0653154 A JPH0653154 A JP H0653154A
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JP
Japan
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gas
injector
port
impurity diffusion
diffusion furnace
Prior art date
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Application number
JP4203293A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Shikasumi
隆雄 鹿住
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0653154A publication Critical patent/JPH0653154A/en
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Abstract

PURPOSE:To form diffusion layers of uniform impurity concentration in a plurality of silicon wafers by enlarging a hole diameter of each gas blow-off port of an injector gradually as a distance from a gas in-flow port to an injector increases and by making an amount of gas blown out of each gas blow-off port equal. CONSTITUTION:A gas in-flow port 12 at one end of an injector is for introducing carrier nitrogen gas 8, O2 gas 9 and PH3 gas 10 into the injector. A plurality of gas blow-off ports 13 are arranged all over the injector, and the hole diameter is formed to enlarge gradually as a distance from the gas in-flow port 12 increases. Thereby, gas of approximately the same amount is blown off from each gas blow-off port 13 regardless of a distance from the gas in-flow port 12. According to this constitution, a diffusion layers of uniform impurity can be formed in a plurality of silicon wafers which are arranged along a longitudinal direction of the injector.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置におけ
る不純物拡散炉に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impurity diffusion furnace in semiconductor manufacturing equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体製造時の不純物拡散技術で
は、基板結晶中に他種の原子を熱的に侵入させて、その
バルクの性質を変えることが行われている。従来最も一
般的に用いられている方法は、基板の表面に不純物原子
を含むガラス層を形成し、ガラス層と基板原子との間で
酸化還元反応を行って、置換により不純物原子を基板内
に拡散させるというものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the impurity diffusion technique at the time of manufacturing a semiconductor, atoms of another kind are thermally infiltrated into a substrate crystal to change the bulk property. The most commonly used method in the past is to form a glass layer containing impurity atoms on the surface of the substrate, perform an oxidation-reduction reaction between the glass layer and the substrate atoms, and substitute the impurity atoms into the substrate. It is to diffuse.

【0003】このような不純物拡散に用いる不純物拡散
炉として、シリコンウエハ中に不純物としてのリンを拡
散する縦型不純物拡散炉について説明する。図2は、従
来の縦型不純物拡散炉の構成を示す図である。図2にお
いて、石英チューブ2内には石英ボード3が設置され、
この石英ボード3に複数のシリコンウエハ4が搭載され
ている。石英ボード3の開口側に面して、縦方向に長い
インジェクター5が設置されている。インジェクター5
はその全長にわたってガス噴出口13を有しており、そ
の一端はガス流入口12に連結している。また、インジ
ェクター5は流入口12を通して石英チューブ2の外部
に連絡しており、外部にはそれぞれキャリアー窒素ガス
8と、O2 ガス10と、PH3 ガス9との流入口が設け
られている。石英チューブ2の上部には雰囲気窒素ガス
11を導入するための窒素ガスノズル7が設けられてお
り、下部には排気口6が設けられている。また、石英チ
ューブ2の外部には、ヒーター1が設置されている。
As an impurity diffusion furnace used for such impurity diffusion, a vertical impurity diffusion furnace for diffusing phosphorus as an impurity in a silicon wafer will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional vertical impurity diffusion furnace. In FIG. 2, a quartz board 3 is installed in the quartz tube 2,
A plurality of silicon wafers 4 are mounted on the quartz board 3. An injector 5 that is long in the vertical direction is installed facing the opening side of the quartz board 3. Injector 5
Has a gas outlet 13 over its entire length, one end of which is connected to the gas inlet 12. Further, the injector 5 is connected to the outside of the quartz tube 2 through an inflow port 12, and inflow ports for carrier nitrogen gas 8, O 2 gas 10 and PH 3 gas 9 are provided outside the injector 5, respectively. A nitrogen gas nozzle 7 for introducing an atmospheric nitrogen gas 11 is provided above the quartz tube 2, and an exhaust port 6 is provided below. A heater 1 is installed outside the quartz tube 2.

【0004】図3は、従来のインジェクタ−5の概略を
示す図である。図3において、インジェクタ−5の一端
の12はガス流入口であり、キャリアー窒素ガス8と、
2ガス10と、PH3 ガス9ガスとをインジェクター
5内に導入するためのものである。13はガス噴出口で
あり、インジェクター5の長さ方向に複数個配置され
て、それぞれ等しい穴径を有する。
FIG. 3 is a schematic view of a conventional injector-5. In FIG. 3, 12 at one end of the injector 5 is a gas inlet port, and carrier nitrogen gas 8 and
This is for introducing O 2 gas 10 and PH 3 gas 9 gas into the injector 5. Reference numeral 13 denotes a gas ejection port, which is arranged in plural numbers in the length direction of the injector 5 and has the same hole diameter.

【0005】以上のように構成された従来の縦型不純物
拡散炉について、その動作について説明する。石英チュ
−ブ2において石英ボード3に搭載されたシリコンウエ
ハ4は、ヒ−タ−1により800〜1000℃に加熱さ
れている。PH3 ガス9は、O2 ガス10および窒素ガ
ス8と共に、インジェクタ−5のガス流入口12から流
入し、ガス噴出口13からシリコンウエハ4に向けて噴
出される。PH3 ガス9およびO2 ガス10は、シリコ
ンウエハ4の表面において反応し、リンガラスを形成す
る。リンガラス中のリンは熱拡散によりシリコンウエハ
4のバルク内に拡散し、拡散層を形成する。反応中は、
窒素ガスノズル7より雰囲気窒素ガス11が導入されて
おり、このガス11と余分な窒素ガス8とPH3 ガス9
とO2 ガス10とは排気口6から排出される。
The operation of the conventional vertical impurity diffusion furnace configured as described above will be described. The silicon wafer 4 mounted on the quartz board 3 in the quartz tube 2 is heated to 800 to 1000 ° C. by the heater-1. The PH 3 gas 9 flows in together with the O 2 gas 10 and the nitrogen gas 8 from the gas inflow port 12 of the injector 5, and is ejected from the gas ejection port 13 toward the silicon wafer 4. The PH 3 gas 9 and the O 2 gas 10 react on the surface of the silicon wafer 4 to form phosphorus glass. Phosphorus in the phosphorus glass is diffused into the bulk of the silicon wafer 4 by thermal diffusion to form a diffusion layer. During the reaction,
Atmospheric nitrogen gas 11 is introduced from the nitrogen gas nozzle 7, and this gas 11, excess nitrogen gas 8 and PH 3 gas 9 are introduced.
And O 2 gas 10 are discharged from the exhaust port 6.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来のインジェクタ−では、すべてのガス噴出口13の穴
径が等しいために、PH3 ガス9とO2 ガス10と窒素
ガス8とは、ガス流入口12に近い箇所ほどガス噴出口
13からの噴出量が多く、ガス流入口12から遠い箇所
程ガス噴出口13からの噴出量が少なくなる傾向があ
る。このため石英ボ−ド3の上部にあるウエハ4は、下
部にあるウエハ4に比べて拡散層の不純物濃度が薄くな
るという欠点を有している。
However, in the above-mentioned conventional injector, since the hole diameters of all the gas ejection ports 13 are equal, the PH 3 gas 9, the O 2 gas 10 and the nitrogen gas 8 flow in the gas flow. There is a tendency that the closer to the inlet 12, the larger the ejection amount from the gas ejection port 13, and the farther from the gas inlet 12 the smaller the ejection amount from the gas ejection port 13. Therefore, the wafer 4 above the quartz board 3 has a drawback that the impurity concentration of the diffusion layer is lower than that of the wafer 4 below.

【0007】本発明は上記問題を解決するもので、複数
のシリコンウエハに均一な濃度の不純物拡散層を形成す
ることを目的とする。
The present invention solves the above problems, and an object thereof is to form an impurity diffusion layer having a uniform concentration on a plurality of silicon wafers.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の半導体製造装置における不純物拡散炉は、複
数のガス噴出口を有するインジェクターを備え、前記イ
ンジェクターのガス噴出口の穴径を、このインジェクタ
ーへのガス流入口からの距離が大きくなるにつれて徐々
に大きく形成した構成とした。
In order to solve the above problems, an impurity diffusion furnace in a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention comprises an injector having a plurality of gas ejection ports, and the hole diameter of the gas ejection port of the injector is The injector was formed to be gradually larger as the distance from the gas inlet to the injector was increased.

【0009】[0009]

【作用】上記構成により、ガス流入口に近いガス噴出口
では穴径が小さいためガス噴出量は少なくなり、ガス流
入口から遠い箇所へのガス供給量が多くなる。このため
ガス噴出口から遠くにあるガス噴出口からのガス噴出量
と、ガス流入口に近いガス噴出口からのガス噴出量とを
等しくすることが可能となる。このように各ガス噴出口
から噴出されるガスの量を等しくすることで、複数のシ
リコンウエハに均一な濃度の不純物拡散層を形成するこ
とができる。
With the above structure, since the hole diameter is small at the gas ejection port near the gas inlet port, the gas ejection amount is small, and the gas supply amount to the location distant from the gas inlet port is large. Therefore, it is possible to equalize the gas ejection amount from the gas ejection port far from the gas ejection port and the gas ejection amount from the gas ejection port near the gas inflow port. By thus equalizing the amount of gas ejected from each gas ejection port, it is possible to form an impurity diffusion layer having a uniform concentration on a plurality of silicon wafers.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図1は、本発明による不純物拡散炉
のインジェクタ−5の概略を示す図である。図1におい
て、インジェクタ−5の一端の12はガス流入口であ
り、キャリアー窒素ガス8と、O2 ガス10と、PH3
ガス9ガスとをインジェクター5内に導入するためのも
のである。13はガス噴出口であり、インジェクター5
の全長にわたって複数個配置されている。ガス噴出口1
3は、ガス流入口12からの距離が大きくなるにつれて
その穴径が徐々に大きくなるように構成されている。す
なわち、インジェクタ−5は、ガス流入口12に近い方
から順に、A部、B部、C部の3部に区分される。A部
にあるガス噴出口13の穴径は2mmφであり、ピッチ
は6mmである。B部にあるガス噴出口13の穴径は3
mmφであり、ピッチは6mmである。C部にあるガス
噴出口13の穴径は4mmφであり、ピッチは6mmで
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an injector-5 of an impurity diffusion furnace according to the present invention. In FIG. 1, 12 at one end of the injector 5 is a gas inlet, which is a carrier nitrogen gas 8, O 2 gas 10, and PH 3
It is for introducing the gas 9 and the gas into the injector 5. Reference numeral 13 is a gas ejection port, which is an injector 5
Are arranged over the entire length of. Gas spout 1
No. 3 is configured such that its hole diameter gradually increases as the distance from the gas inlet 12 increases. That is, the injector 5 is divided into three parts, that is, an A part, a B part, and a C part in order from the side closer to the gas inlet 12. The hole diameter of the gas ejection port 13 in the A portion is 2 mmφ and the pitch is 6 mm. The diameter of the gas outlet 13 in the B section is 3
mmφ and the pitch is 6 mm. The hole diameter of the gas ejection port 13 in the C portion is 4 mmφ and the pitch is 6 mm.

【0011】以下、上記構成における動作を説明する。
PH3 ガス9は、O2 ガス10および窒素ガス8と共
に、インジェクタ−のガス流入口12から流入する。ガ
ス流入口12に近いガス噴出口13では穴径が小さいた
めガス噴出量は少なくなり、ガス流入口12から遠い箇
所へのガス供給量が多くなる。これによって、ガス流入
口12から遠くにあるガス噴出口13からのガス噴出量
を、ガス流入口12に近いガス噴出口13からのガス噴
出量と等しくすることが可能となる。
The operation of the above configuration will be described below.
The PH 3 gas 9 flows in together with the O 2 gas 10 and the nitrogen gas 8 from the gas inlet 12 of the injector. Since the hole diameter is small at the gas ejection port 13 close to the gas inflow port 12, the gas ejection amount is small, and the gas supply amount to a portion far from the gas inflow port 12 is large. This makes it possible to make the gas ejection amount from the gas ejection port 13 far from the gas inflow port 12 equal to the gas ejection amount from the gas ejection port 13 near the gas inflow port 12.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体製
造装置における不純物拡散炉のインジェクタ−に、ガス
流入口からの距離が大きくなるにしたがい次第に穴径を
大きく形成した複数のガス噴出口を設けたことにより、
ガス噴出口からの距離にかかわらずほぼ等量のガスを噴
出することができる。この結果、インジェクターの長さ
方向に沿って複数配置されたシリコンウエハに、均一な
濃度の不純物拡散層を形成することが可能となった。
As described above, according to the present invention, in the injector of the impurity diffusion furnace in the semiconductor manufacturing apparatus, the plurality of gas ejection holes having the hole diameter gradually increased as the distance from the gas inlet increases. By providing
It is possible to eject almost the same amount of gas regardless of the distance from the gas ejection port. As a result, it becomes possible to form an impurity diffusion layer having a uniform concentration on a plurality of silicon wafers arranged along the length direction of the injector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による縦型不純物拡散炉用インジェクタ
−の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of an injector for a vertical impurity diffusion furnace according to the present invention.

【図2】従来の縦型不純物拡散炉の構成を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional vertical impurity diffusion furnace.

【図3】従来の縦型不純物拡散炉用インジェクタ−の概
略図である。
FIG. 3 is a schematic view of a conventional injector for a vertical impurity diffusion furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 インジェクタ− 12 ガス流入口 13 ガス噴出口 5 Injector 12 Gas inlet 13 Gas jet

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のガス噴出口を有するインジェクタ
ーを備え、前記インジェクターのガス噴出口の穴径を、
このインジェクターへのガス流入口からの距離が大きく
なるにつれて徐々に大きく形成したことを特徴とする半
導体製造装置における不純物拡散炉。
1. An injector having a plurality of gas ejection ports, wherein the hole diameter of the gas ejection port of the injector is
An impurity diffusion furnace in a semiconductor manufacturing apparatus, characterized in that the injector is formed so that it gradually becomes larger as the distance from the gas inlet to the injector becomes larger.
JP4203293A 1992-07-30 1992-07-30 Impurity diffusion furnace in semiconductor manufacturing device Pending JPH0653154A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349761A (en) * 1993-06-03 1994-12-22 Kokusai Electric Co Ltd Gas supply nozzle for semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus
JPH0997768A (en) * 1995-09-28 1997-04-08 Nec Kyushu Ltd Vertical diffusion oven
KR20240042606A (en) 2021-08-03 2024-04-02 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 Metal ink, method for producing metal ink, and method for producing metal layer

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