JPH0669138A - 減圧気相成長装置 - Google Patents
減圧気相成長装置Info
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- JPH0669138A JPH0669138A JP22107892A JP22107892A JPH0669138A JP H0669138 A JPH0669138 A JP H0669138A JP 22107892 A JP22107892 A JP 22107892A JP 22107892 A JP22107892 A JP 22107892A JP H0669138 A JPH0669138 A JP H0669138A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同時に多数のシリコン基板に均質な膜質の成
膜を行なうことができる減圧気相成長装置を提供する。 【構成】 石英製反応管１１はガスの進行にともなって
その断面積が増加するように加工されているため、石英
製反応管１１内をガスが進行するとき、進行にともなっ
てその流速が減少していく。そのため反応律速性のガス
を用いて成膜を行なうとき、ガスの供給側での消費が抑
制され、ガスが排気側にも行き渡る。その結果ガスの供
給側と排気側のシリコン基板表面に成膜される膜の膜質
が均一となる。
膜を行なうことができる減圧気相成長装置を提供する。 【構成】 石英製反応管１１はガスの進行にともなって
その断面積が増加するように加工されているため、石英
製反応管１１内をガスが進行するとき、進行にともなっ
てその流速が減少していく。そのため反応律速性のガス
を用いて成膜を行なうとき、ガスの供給側での消費が抑
制され、ガスが排気側にも行き渡る。その結果ガスの供
給側と排気側のシリコン基板表面に成膜される膜の膜質
が均一となる。
Description
【０００１】
【産業状の利用分野】本発明は減圧気相成長装置に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】減圧気相成長法は、シリコンナイトライ
ド膜、酸化シリコン膜、ポリシリコン膜等の薄膜をシリ
コン基板上に均一に形成でき、しかも膜厚をｎｍのオー
ダーで制御可能である。このため、半導体装置の製造に
おいて必須の装置として用いられている。以下従来の減
圧気相成長装置について説明する。
ド膜、酸化シリコン膜、ポリシリコン膜等の薄膜をシリ
コン基板上に均一に形成でき、しかも膜厚をｎｍのオー
ダーで制御可能である。このため、半導体装置の製造に
おいて必須の装置として用いられている。以下従来の減
圧気相成長装置について説明する。
【０００３】図４は従来の減圧気相成長装置の概略を示
した断面図である。１は石英製反応管、２はシリコン基
板支持治具、３はシリコン基板、４は反応ガス導入管、
５は金属製キャップ、６はガス排気管、７は真空ポン
プ、８はヒーターである。
した断面図である。１は石英製反応管、２はシリコン基
板支持治具、３はシリコン基板、４は反応ガス導入管、
５は金属製キャップ、６はガス排気管、７は真空ポン
プ、８はヒーターである。
【０００４】以上のように構成された減圧気相成長装置
について、以下その動作を説明する。まず反応ガスは、
石英製反応管１に導入される前に混合され、反応ガス導
入管４を通して石英製反応管１内に導入される。導入さ
れた反応ガスはヒーター８によって反応温度に加熱さ
れ、シリコン基板３の表面や石英製反応管１の内壁に成
膜を行ないつつ、ガス排気管６方向に進行する。そして
成膜に用いられなかった反応ガスは、ガス排気管６を通
して真空ポンプ７によって排気される。
について、以下その動作を説明する。まず反応ガスは、
石英製反応管１に導入される前に混合され、反応ガス導
入管４を通して石英製反応管１内に導入される。導入さ
れた反応ガスはヒーター８によって反応温度に加熱さ
れ、シリコン基板３の表面や石英製反応管１の内壁に成
膜を行ないつつ、ガス排気管６方向に進行する。そして
成膜に用いられなかった反応ガスは、ガス排気管６を通
して真空ポンプ７によって排気される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では、成膜が反応律速で行なわれるとき、ガスの
入り側と出側で、シリコン基板３表面に生成される反応
膜の膜厚や膜質に差が生じるという問題があった。すな
わち、成膜が反応律速で行なわれるとき、ガスの入り側
から順に反応ガス成分が膜中に取り込まれて行く。この
ため、シリコン基板３をガスの流れに沿って配置した従
来の方法では、反応ガスの流れの上流付近のシリコン基
板３と、下流付近のシリコン基板３に対して単位時間当
たり供給される反応ガスの量や、ガスの混合比に差が生
じ、反応膜の膜厚や膜質の差となるという問題である。
の方法では、成膜が反応律速で行なわれるとき、ガスの
入り側と出側で、シリコン基板３表面に生成される反応
膜の膜厚や膜質に差が生じるという問題があった。すな
わち、成膜が反応律速で行なわれるとき、ガスの入り側
から順に反応ガス成分が膜中に取り込まれて行く。この
ため、シリコン基板３をガスの流れに沿って配置した従
来の方法では、反応ガスの流れの上流付近のシリコン基
板３と、下流付近のシリコン基板３に対して単位時間当
たり供給される反応ガスの量や、ガスの混合比に差が生
じ、反応膜の膜厚や膜質の差となるという問題である。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、反応ガスの流れの上流付近のシリコン基板と、下流
付近のシリコン基板に生成される反応膜の膜厚や膜質に
差が生じない減圧気相成長装置を供給することを目的と
する。
で、反応ガスの流れの上流付近のシリコン基板と、下流
付近のシリコン基板に生成される反応膜の膜厚や膜質に
差が生じない減圧気相成長装置を供給することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の減圧気相成長装置は、反応ガスの供給口と排
気口をもつ反応管と、前記反応管内に反応ガスの流れに
対して垂直な方向に複数のシリコン基板を支持できるよ
うに加工されたシリコン基板支持治具を備え、前記反応
管が反応ガスの流れる方向に沿って反応ガスの供給側か
ら排気側に向けてその断面積を漸次増加させる。
に本発明の減圧気相成長装置は、反応ガスの供給口と排
気口をもつ反応管と、前記反応管内に反応ガスの流れに
対して垂直な方向に複数のシリコン基板を支持できるよ
うに加工されたシリコン基板支持治具を備え、前記反応
管が反応ガスの流れる方向に沿って反応ガスの供給側か
ら排気側に向けてその断面積を漸次増加させる。
【０００８】また、反応ガスの供給口と排気口をもつ縦
型の反応管と、前記反応管内に反応ガスの流れに対して
垂直な方向に複数のシリコン基板を上部に乗せて支持で
きるように各シリコン基板に対して１つづつシリコン基
板支持治具を備え、前記シリコン基板支持治具の面積が
シリコン基板より大きくかつ反応ガスの流れる方向に沿
って反応ガスの供給側から排気側に向けてその断面積を
漸次減少させる。
型の反応管と、前記反応管内に反応ガスの流れに対して
垂直な方向に複数のシリコン基板を上部に乗せて支持で
きるように各シリコン基板に対して１つづつシリコン基
板支持治具を備え、前記シリコン基板支持治具の面積が
シリコン基板より大きくかつ反応ガスの流れる方向に沿
って反応ガスの供給側から排気側に向けてその断面積を
漸次減少させる。
【０００９】さらに、反応ガスの供給口と排気口をもつ
反応管と、前記反応管内に反応ガスの流れに対して垂直
な方向に複数のシリコン基板を支持できるように加工さ
れたシリコン基板支持治具を備え、前記シリコン基板支
持治具がシリコン基板の間隔を反応ガスの流れる方向に
沿って反応ガスの供給側から排気側に向けて漸次増加す
るように支持する。
反応管と、前記反応管内に反応ガスの流れに対して垂直
な方向に複数のシリコン基板を支持できるように加工さ
れたシリコン基板支持治具を備え、前記シリコン基板支
持治具がシリコン基板の間隔を反応ガスの流れる方向に
沿って反応ガスの供給側から排気側に向けて漸次増加す
るように支持する。
【００１０】
【作用】この構成によって、反応ガスが装置内に配置さ
れた全シリコン基板に対して、均一な混合比と流量で供
給されるため、均一性の良好な成膜を同時に多数のシリ
コン基板に対して行なうことができる。
れた全シリコン基板に対して、均一な混合比と流量で供
給されるため、均一性の良好な成膜を同時に多数のシリ
コン基板に対して行なうことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。なお以下の説明には成膜の具体例と
して、ＳｉＨ4（５０％Ａｒ希釈）とＰＨ3（８０％Ａｒ
希釈）を用いてリンドープドポリシリコン膜を成膜する
場合について取り上げる。ただし、他のガスを用いた成
膜についても、成膜反応が反応律速で行なわれる場合に
は本発明が適用できることは言うまでもない。
しながら説明する。なお以下の説明には成膜の具体例と
して、ＳｉＨ4（５０％Ａｒ希釈）とＰＨ3（８０％Ａｒ
希釈）を用いてリンドープドポリシリコン膜を成膜する
場合について取り上げる。ただし、他のガスを用いた成
膜についても、成膜反応が反応律速で行なわれる場合に
は本発明が適用できることは言うまでもない。
【００１２】図１は本発明の第１の実施例における減圧
気相成長装置の概略を示した断面図である。１１は石英
製反応管、１２はシリコン基板支持治具、１３はシリコ
ン基板、１４は反応ガス導入管、１５は金属製キャッ
プ、１６はガス排気管、１７は真空ポンプ、１８はヒー
ター、１９は圧力計、２０，２１はガス流量コントロー
ラー、２２はＳｉＨ4のガスボンベ、２３はＰＨ3のガス
ボンベである。
気相成長装置の概略を示した断面図である。１１は石英
製反応管、１２はシリコン基板支持治具、１３はシリコ
ン基板、１４は反応ガス導入管、１５は金属製キャッ
プ、１６はガス排気管、１７は真空ポンプ、１８はヒー
ター、１９は圧力計、２０，２１はガス流量コントロー
ラー、２２はＳｉＨ4のガスボンベ、２３はＰＨ3のガス
ボンベである。
【００１３】以上のように構成された本実施例１の減圧
気相成長装置について、以下その動作を説明する。
気相成長装置について、以下その動作を説明する。
【００１４】まず反応ガスであるＳｉＨ4（５０％Ａｒ
希釈）とＰＨ3（８０％Ａｒ希釈）は、石英製反応管１
１に導入される前にそれぞれガス流量コントローラー２
０、２１を通して一定流量で混合され、反応ガス導入管
１４を通してあらかじめ真空状態にしておいた石英製反
応管１１内に導入される。本実施例ではＳｉＨ4の流量
を１０００ｓｃｃｍ、ＰＨ3の流量を１０ｓｃｃｍとし
ている。石英製反応管１１内に導入されたＳｉＨ4とＰ
Ｈ3の混合ガスは、ヒーター１８によって反応温度６０
０℃に加熱され、シリコン基板１３の表面、石英製反応
管１１の内壁、シリコン基板支持治具上にリンドープド
ポリシリコン膜を成膜しつつ、ガス排気管１６方向に進
行する。成膜時の石英製反応管１１内の圧力は圧力計１
９によって測定され、その情報をもとに真空ポンプ１７
の能力を調整することによって一定に保たれる。図１で
はそのための制御装置は省略した。
希釈）とＰＨ3（８０％Ａｒ希釈）は、石英製反応管１
１に導入される前にそれぞれガス流量コントローラー２
０、２１を通して一定流量で混合され、反応ガス導入管
１４を通してあらかじめ真空状態にしておいた石英製反
応管１１内に導入される。本実施例ではＳｉＨ4の流量
を１０００ｓｃｃｍ、ＰＨ3の流量を１０ｓｃｃｍとし
ている。石英製反応管１１内に導入されたＳｉＨ4とＰ
Ｈ3の混合ガスは、ヒーター１８によって反応温度６０
０℃に加熱され、シリコン基板１３の表面、石英製反応
管１１の内壁、シリコン基板支持治具上にリンドープド
ポリシリコン膜を成膜しつつ、ガス排気管１６方向に進
行する。成膜時の石英製反応管１１内の圧力は圧力計１
９によって測定され、その情報をもとに真空ポンプ１７
の能力を調整することによって一定に保たれる。図１で
はそのための制御装置は省略した。
【００１５】本実施例では成膜時の石英製反応管１１内
の圧力を５０Ｐａとしている。本実施例で用いているＳ
ｉＨ4とＰＨ3はキャリアガスであるＡｒによって希釈さ
れており、成膜のために消費されるＳｉＨ4とＰＨ3は全
流量の数％である。ゆえに石英製反応管１１内のＳｉＨ
4とＰＨ3の混合ガスの流量は、定常状態では石英製反応
管11の、反応ガス流に垂直な任意の位置での断面で一定
である。それゆえ石英製反応管１１のある断面を通過す
るＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスの流速は、流量をその断面
の断面積で割った値となる。本実施例では、石英製反応
管１１が図１に示すごとく、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガス
の進行にともなってその断面積が増加するように加工さ
れている。このため、石英製反応管１１内をＳｉＨ4と
ＰＨ3の混合ガスが進行するとき、進行にともなってそ
の流速が減少していく。本実施例では石英製反応管１１
の直径は、最小部で２５４ｍｍ、最大部で３０５ｍｍと
し、円錐台状の形状を有している。またシリコン基板１
３は、１０ｍｍピッチで５０枚が、シリコン基板支持治
具１２によって石英製反応管１１内に設置されている。
最後に成膜に用いられなかったＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガ
スは、ガス排気管１６を通して真空ポンプ１７によって
排気される。
の圧力を５０Ｐａとしている。本実施例で用いているＳ
ｉＨ4とＰＨ3はキャリアガスであるＡｒによって希釈さ
れており、成膜のために消費されるＳｉＨ4とＰＨ3は全
流量の数％である。ゆえに石英製反応管１１内のＳｉＨ
4とＰＨ3の混合ガスの流量は、定常状態では石英製反応
管11の、反応ガス流に垂直な任意の位置での断面で一定
である。それゆえ石英製反応管１１のある断面を通過す
るＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスの流速は、流量をその断面
の断面積で割った値となる。本実施例では、石英製反応
管１１が図１に示すごとく、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガス
の進行にともなってその断面積が増加するように加工さ
れている。このため、石英製反応管１１内をＳｉＨ4と
ＰＨ3の混合ガスが進行するとき、進行にともなってそ
の流速が減少していく。本実施例では石英製反応管１１
の直径は、最小部で２５４ｍｍ、最大部で３０５ｍｍと
し、円錐台状の形状を有している。またシリコン基板１
３は、１０ｍｍピッチで５０枚が、シリコン基板支持治
具１２によって石英製反応管１１内に設置されている。
最後に成膜に用いられなかったＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガ
スは、ガス排気管１６を通して真空ポンプ１７によって
排気される。
【００１６】ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスを用いてリンド
ープドポリシリコン膜を成膜するとき、ＳｉＨ4は拡散
律速によりシリコン基板１３に供給されるが、ＰＨ3は
反応律速でシリコン基板１３に供給される。すなわちＰ
Ｈ3は石英製反応管１１内を進行するに従い、漸次成膜
のために消費されて行く。このため、排気側のシリコン
基板１３に成膜されるリンドープドポリシリコン膜中の
Ｐ（リン）濃度は、供給側のシリコン基板１３に成膜さ
れるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度より低くな
ってしまう。しかしながら本実施例のごとく、ＳｉＨ4
とＰＨ3の混合ガスの進行にともなってその断面積が増
加するように加工されている石英製反応管１１を使用す
れば、ＳｉＨ4とＰＨと3の混合ガスは供給側では相対的
に速く、排気側では相対的に遅く流れる。このため、Ｐ
Ｈ3が各シリコン基板１３に等しく供給され、その結果
成膜されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度も各
シリコン基板１３間で等しくでき、均質なリンドープド
ポリシリコン膜の成膜が可能となる。
ープドポリシリコン膜を成膜するとき、ＳｉＨ4は拡散
律速によりシリコン基板１３に供給されるが、ＰＨ3は
反応律速でシリコン基板１３に供給される。すなわちＰ
Ｈ3は石英製反応管１１内を進行するに従い、漸次成膜
のために消費されて行く。このため、排気側のシリコン
基板１３に成膜されるリンドープドポリシリコン膜中の
Ｐ（リン）濃度は、供給側のシリコン基板１３に成膜さ
れるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度より低くな
ってしまう。しかしながら本実施例のごとく、ＳｉＨ4
とＰＨ3の混合ガスの進行にともなってその断面積が増
加するように加工されている石英製反応管１１を使用す
れば、ＳｉＨ4とＰＨと3の混合ガスは供給側では相対的
に速く、排気側では相対的に遅く流れる。このため、Ｐ
Ｈ3が各シリコン基板１３に等しく供給され、その結果
成膜されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度も各
シリコン基板１３間で等しくでき、均質なリンドープド
ポリシリコン膜の成膜が可能となる。
【００１７】なお上記実施例では縦型の減圧気相成長装
置について述べたが、横型の減圧気相成長装置を用いて
も同様の効果が得られる。
置について述べたが、横型の減圧気相成長装置を用いて
も同様の効果が得られる。
【００１８】図２は本発明の第２の実施例における減圧
気相成長装置の概略を示した断面図である。１１は石英
製反応管、１３はシリコン基板、１４は反応ガス導入
管、１５は金属製キャップ、１６はガス排気管、１７は
真空ポンプ、１８はヒーター、１９は圧力計、２０，２
１はガス流量コントローラー、２２はＳｉＨ4のガスボ
ンベ、２３はＰＨ3のガスボンベ、２４はシリコン基板
ホルダー、２５はシリコン基板ホルダー支持治具であ
る。
気相成長装置の概略を示した断面図である。１１は石英
製反応管、１３はシリコン基板、１４は反応ガス導入
管、１５は金属製キャップ、１６はガス排気管、１７は
真空ポンプ、１８はヒーター、１９は圧力計、２０，２
１はガス流量コントローラー、２２はＳｉＨ4のガスボ
ンベ、２３はＰＨ3のガスボンベ、２４はシリコン基板
ホルダー、２５はシリコン基板ホルダー支持治具であ
る。
【００１９】以上のように構成された第２の実施例の減
圧気相成長装置の動作については、第１の実施例の動作
とほぼ同じであり、以下第１の実施例と違う部分につい
て説明する。
圧気相成長装置の動作については、第１の実施例の動作
とほぼ同じであり、以下第１の実施例と違う部分につい
て説明する。
【００２０】石英製反応管１１内に導入されたＳｉＨ4
とＰＨ3の混合ガスは、石英製反応管１１内を排気側に
向かって進行する。シリコン基板１３はそれぞれ１枚ず
つシリコン基板ホルダー２４によって支持されている
が、図１に示すごとくシリコン基板ホルダー２４はガス
の供給側から排気側に向かってその面積が漸次小さくな
るように加工されている。本実施例では、シリコン基板
ホルダー２４の最小直径は２５０ｍｍ、最大直径は３１
０ｍｍであり、隣り合うシリコン基板ホルダー２４どう
しはその直径が約１．２ｍｍづつ違うように加工されて
いる。これによって、合計５０枚のシリコン基板１３と
シリコン基板ホルダー２４が石英製反応管１１内に設置
されている。石英製反応管１１の、ＳｉＨ4とＰＨ3の混
合ガス流に垂直な方向の断面積は一定であるが、シリコ
ン基板ホルダー２４が上記のごとき面積の違いを有して
いるため、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガス流に対する有効断
面積はガスの供給側から排気側に向かって漸次増加して
いくことになる。そのため第１の実施例と同様の効果に
より、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスの流速はガスの供給側
から排気側に向かって漸次減少していく。
とＰＨ3の混合ガスは、石英製反応管１１内を排気側に
向かって進行する。シリコン基板１３はそれぞれ１枚ず
つシリコン基板ホルダー２４によって支持されている
が、図１に示すごとくシリコン基板ホルダー２４はガス
の供給側から排気側に向かってその面積が漸次小さくな
るように加工されている。本実施例では、シリコン基板
ホルダー２４の最小直径は２５０ｍｍ、最大直径は３１
０ｍｍであり、隣り合うシリコン基板ホルダー２４どう
しはその直径が約１．２ｍｍづつ違うように加工されて
いる。これによって、合計５０枚のシリコン基板１３と
シリコン基板ホルダー２４が石英製反応管１１内に設置
されている。石英製反応管１１の、ＳｉＨ4とＰＨ3の混
合ガス流に垂直な方向の断面積は一定であるが、シリコ
ン基板ホルダー２４が上記のごとき面積の違いを有して
いるため、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガス流に対する有効断
面積はガスの供給側から排気側に向かって漸次増加して
いくことになる。そのため第１の実施例と同様の効果に
より、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスの流速はガスの供給側
から排気側に向かって漸次減少していく。
【００２１】以上のように第２の実施例によれば、ガス
の供給側から排気側に向かってその面積が漸次小さくな
るように加工されたシリコン基板ホルダー２４を用いる
ことにより、第１の実施例と同様な効果が得られ、成膜
されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度を各シリ
コン基板１３間で等しくすることができる。また、均質
なリンドープドポリシリコン膜の成膜が可能となる。さ
らに第２の実施例においては、シリコン基板１３をシリ
コン基板ホルダー２４上に配置して成膜を行なうため、
シリコン基板１３の直径はシリコン基板ホルダー２４の
うち最小の直径のものよりも小さければよく、異なった
直径のシリコン基板１３を使用する場合でも、装置自体
の変更は一切必要としないという利点を有している。ま
た成膜条件の変更等により、石英製反応管１１内のガス
流の速度が変わった場合でも、シリコン基板ホルダー２
４の変更のみで、シリコン基板１３に成膜される膜の膜
厚、膜質の均一化が可能である。
の供給側から排気側に向かってその面積が漸次小さくな
るように加工されたシリコン基板ホルダー２４を用いる
ことにより、第１の実施例と同様な効果が得られ、成膜
されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度を各シリ
コン基板１３間で等しくすることができる。また、均質
なリンドープドポリシリコン膜の成膜が可能となる。さ
らに第２の実施例においては、シリコン基板１３をシリ
コン基板ホルダー２４上に配置して成膜を行なうため、
シリコン基板１３の直径はシリコン基板ホルダー２４の
うち最小の直径のものよりも小さければよく、異なった
直径のシリコン基板１３を使用する場合でも、装置自体
の変更は一切必要としないという利点を有している。ま
た成膜条件の変更等により、石英製反応管１１内のガス
流の速度が変わった場合でも、シリコン基板ホルダー２
４の変更のみで、シリコン基板１３に成膜される膜の膜
厚、膜質の均一化が可能である。
【００２２】図３は本発明の第３の実施例における減圧
気相成長装置の概略を示した断面図である。１１は石英
製反応管、１２はシリコン基板支持治具、１３はシリコ
ン基板、１４は反応ガス導入管、１５は金属製キャッ
プ、１６はガス排気管、１７は真空ポンプ、１８はヒー
ター、１９は圧力計、２０，２１はガス流量コントロー
ラー、２２はＳｉＨ4のガスボンベ、２３はＰＨ3のガス
ボンベである。
気相成長装置の概略を示した断面図である。１１は石英
製反応管、１２はシリコン基板支持治具、１３はシリコ
ン基板、１４は反応ガス導入管、１５は金属製キャッ
プ、１６はガス排気管、１７は真空ポンプ、１８はヒー
ター、１９は圧力計、２０，２１はガス流量コントロー
ラー、２２はＳｉＨ4のガスボンベ、２３はＰＨ3のガス
ボンベである。
【００２３】以上のように構成された第３の実施例の減
圧気相成長装置の動作については、第１の実施例の動作
とほぼ同じであり、以下第１の実施例と違う部分につい
て説明する。
圧気相成長装置の動作については、第１の実施例の動作
とほぼ同じであり、以下第１の実施例と違う部分につい
て説明する。
【００２４】本実施例において、シリコン基板支持治具
１２は、シリコン基板１３の間隔が、ＳｉＨ4とＰＨ3の
混合ガスの供給側から排気側へかけて漸次大きくなって
いくよう加工されている。本実施例においては、シリコ
ン基板１３の間隔は最小部で８ｍｍ、最大部で２０ｍｍ
となるようシリコン基板支持治具１２が加工されてお
り、シリコン基板１３の１枚ごとに０．２５ｍｍその間
隔が大きくなる。石英製反応管１１内には合計５０枚の
シリコン基板１３が設置さている。石英製反応管１１内
を流れるＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスは、その流れと垂直
方向のシリコン基板１３の間方向に拡散し、シリコン基
板１３の表面にリンドープドポリシリコン膜を成膜す
る。このときシリコン基板１３の間隔が広ければ広いほ
ど、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスはシリコン基板１３の間
に拡散しやすくなる。よって上記のようにシリコン基板
支持治具１２を加工することによって、反応律速である
ＰＨ 3が、供給側付近のシリコン基板１３の間には、排
気側付近のシリコン基板１３の間に比べ、相対的に拡散
しにくくなる。
１２は、シリコン基板１３の間隔が、ＳｉＨ4とＰＨ3の
混合ガスの供給側から排気側へかけて漸次大きくなって
いくよう加工されている。本実施例においては、シリコ
ン基板１３の間隔は最小部で８ｍｍ、最大部で２０ｍｍ
となるようシリコン基板支持治具１２が加工されてお
り、シリコン基板１３の１枚ごとに０．２５ｍｍその間
隔が大きくなる。石英製反応管１１内には合計５０枚の
シリコン基板１３が設置さている。石英製反応管１１内
を流れるＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスは、その流れと垂直
方向のシリコン基板１３の間方向に拡散し、シリコン基
板１３の表面にリンドープドポリシリコン膜を成膜す
る。このときシリコン基板１３の間隔が広ければ広いほ
ど、ＳｉＨ4とＰＨ3の混合ガスはシリコン基板１３の間
に拡散しやすくなる。よって上記のようにシリコン基板
支持治具１２を加工することによって、反応律速である
ＰＨ 3が、供給側付近のシリコン基板１３の間には、排
気側付近のシリコン基板１３の間に比べ、相対的に拡散
しにくくなる。
【００２５】シリコン基板１３を等間隔で配置した場合
には、ＰＨ3のシリコン基板１３間への拡散の度合いは
等しいため、ＰＨ3は石英製反応管１１内を進行するに
従い、漸次成膜のために消費されて行く。また、排気側
のシリコン基板１３に成膜されるリンドープドポリシリ
コン膜中のＰ濃度は、供給側のシリコン基板１３に成膜
されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度より低く
なる。しかしながら本実施例３のごとく、シリコン基板
支持治具１２を、シリコン基板１３の間隔がガスの供給
側から排気側へかけて漸次大きくるよう加工することに
より、反応律速であるＰＨ3のシリコン基板１３間への
拡散の度合いを、ガスの供給側では小さく、排気側では
大きくすることができる。その結果ＰＨ3を全てのシリ
コン基板１３へ等しく供給することが可能となり、成膜
されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度も各シリ
コン基板１３間で等しくでき、均質なリンドープドポリ
シリコン膜の成膜が可能となる。
には、ＰＨ3のシリコン基板１３間への拡散の度合いは
等しいため、ＰＨ3は石英製反応管１１内を進行するに
従い、漸次成膜のために消費されて行く。また、排気側
のシリコン基板１３に成膜されるリンドープドポリシリ
コン膜中のＰ濃度は、供給側のシリコン基板１３に成膜
されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度より低く
なる。しかしながら本実施例３のごとく、シリコン基板
支持治具１２を、シリコン基板１３の間隔がガスの供給
側から排気側へかけて漸次大きくるよう加工することに
より、反応律速であるＰＨ3のシリコン基板１３間への
拡散の度合いを、ガスの供給側では小さく、排気側では
大きくすることができる。その結果ＰＨ3を全てのシリ
コン基板１３へ等しく供給することが可能となり、成膜
されるリンドープドポリシリコン膜中のＰ濃度も各シリ
コン基板１３間で等しくでき、均質なリンドープドポリ
シリコン膜の成膜が可能となる。
【００２６】なお上記第３の実施例では縦型の減圧気相
成長装置について述べたが、横型の減圧気相成長装置を
用いても同様の効果が得られる。
成長装置について述べたが、横型の減圧気相成長装置を
用いても同様の効果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は反応律速で成膜する反応ガス
の、供給側での消費を抑制する機構を設けることによ
り、反応管内にガス流に対して垂直に複数設置されたシ
リコン基板全てに均質な膜質の成膜を行なうことができ
る優れた減圧気相成長装置を実現できるものである。
の、供給側での消費を抑制する機構を設けることによ
り、反応管内にガス流に対して垂直に複数設置されたシ
リコン基板全てに均質な膜質の成膜を行なうことができ
る優れた減圧気相成長装置を実現できるものである。
【図１】本発明の第１の実施例の減圧気相成長装置の概
略を示す断面図
略を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施例の減圧気相成長装置の概
略を示す断面図
略を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施例の減圧気相成長装置の概
略を示す断面図
略を示す断面図
【図４】従来の減圧気相成長装置の概略を示す断面図
１１ 石英製反応管 １２ シリコン基板支持治具 １３ シリコン基板 １４ 反応ガス導入管 １５ 金属製キャップ １６ ガス排気管 １７ 真空ポンプ １８ ヒーター １９ 圧力計 ２０，２１ ガス流量コントローラー ２２ ＳｉＨ4のガスボンベ ２３ ＰＨ3のガスボンベ ２４ シリコン基板ホルダー ２５ シリコン基板ホルダー支持治具
Claims (3)
- 【請求項１】反応ガスの供給口と排気口をもつ反応管
と、前記反応管内に反応ガスの流れに対して垂直な方向
に複数のシリコン基板を支持できるように加工されたシ
リコン基板支持治具を備え、前記反応管が反応ガスの流
れる方向に沿って反応ガスの供給側から排気側に向けて
その断面積を漸次増加させることを特徴とする減圧気相
成長装置。 - 【請求項２】反応ガスの供給口と排気口をもつ縦型の反
応管と、前記反応管内に反応ガスの流れに対して垂直な
方向に複数のシリコン基板を上部に乗せて支持できるよ
うに各シリコン基板に対して１つづつシリコン基板支持
治具を備え、前記シリコン基板支持治具の面積がシリコ
ン基板より大きくかつ反応ガスの流れる方向に沿って反
応ガスの供給側から排気側に向けてその断面積を漸次減
少させることを特徴とする減圧気相成長装置。 - 【請求項３】反応ガスの供給口と排気口をもつ反応管
と、前記反応管内に反応ガスの流れに対して垂直な方向
に複数のシリコン基板を支持できるように加工されたシ
リコン基板支持治具を備え、前記シリコン基板支持治具
がシリコン基板の間隔を反応ガスの流れる方向に沿って
反応ガスの供給側から排気側に向けて漸次増加するよう
に支持することを特徴とする減圧気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22107892A JPH0669138A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 減圧気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22107892A JPH0669138A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 減圧気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0669138A true JPH0669138A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16761146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22107892A Pending JPH0669138A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 減圧気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669138A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100664769B1 (ko) * | 2001-06-25 | 2007-01-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체웨이퍼 제조용 확산로 |
| CN104681467A (zh) * | 2010-06-18 | 2015-06-03 | 东京毅力科创株式会社 | 支承体构造及处理装置 |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP22107892A patent/JPH0669138A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100664769B1 (ko) * | 2001-06-25 | 2007-01-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체웨이퍼 제조용 확산로 |
| CN104681467A (zh) * | 2010-06-18 | 2015-06-03 | 东京毅力科创株式会社 | 支承体构造及处理装置 |
| CN104681467B (zh) * | 2010-06-18 | 2018-04-03 | 东京毅力科创株式会社 | 支承体构造及处理装置 |
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