JPH0693434B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0693434B2 JPH0693434B2 JP20452787A JP20452787A JPH0693434B2 JP H0693434 B2 JPH0693434 B2 JP H0693434B2 JP 20452787 A JP20452787 A JP 20452787A JP 20452787 A JP20452787 A JP 20452787A JP H0693434 B2 JPH0693434 B2 JP H0693434B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- reaction gas
- pores
- flow guide
- vapor phase
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気相成長装置に関し、特に縦型気相成長装置に
関するものである。
関するものである。
従来、この種のSiの気相成長装置は、成長膜の膜厚及び
電気特性の均一性を向上させるため、回転するSi基板上
にノズル等を用いて反応ガスを供給するものが提案され
ている（例えば、特願昭61−80516号）。この種の気相
成長装置をSiエピタキシャル成長に応用する場合、H2，
シラン系ガス（SiH4，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4等），ド
ーピングガス（PH3，B2H6等）等の反応ガスをSi基板近
傍に設置されたノズルを用いてSi基板上に供給する際、
反応ガスの供給口となるノズルの細孔は、全てSi基板側
に開口しており、ノズル細孔より噴出した反応ガスは、
直接的にSi基板上に供給され、ノズルに対向する位置或
いはノズル近傍以外の位置にある排気口から排気される
構成となっている。
電気特性の均一性を向上させるため、回転するSi基板上
にノズル等を用いて反応ガスを供給するものが提案され
ている（例えば、特願昭61−80516号）。この種の気相
成長装置をSiエピタキシャル成長に応用する場合、H2，
シラン系ガス（SiH4，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4等），ド
ーピングガス（PH3，B2H6等）等の反応ガスをSi基板近
傍に設置されたノズルを用いてSi基板上に供給する際、
反応ガスの供給口となるノズルの細孔は、全てSi基板側
に開口しており、ノズル細孔より噴出した反応ガスは、
直接的にSi基板上に供給され、ノズルに対向する位置或
いはノズル近傍以外の位置にある排気口から排気される
構成となっている。
また、ノズル細孔がSi基板と逆方向に開口し、反応ガス
が反応管の内壁面に吹き付けられた後Si基板上に供給さ
れる構成の装置も提案されている（例えば、特願昭60−
253946号）。
が反応管の内壁面に吹き付けられた後Si基板上に供給さ
れる構成の装置も提案されている（例えば、特願昭60−
253946号）。
上述したように、従来のSi気相成長装置において、ノズ
ル細孔がSi基板側に開口している場合、反応ガスはノズ
ル細孔より直線的な噴流としてSi基板上を通過するた
め、高度のノズル細孔の位置決め精度が要求されるとい
う問題や反応ガス流路の近傍の特定領域では反応ガスの
分布の均一性は確保されるが、その領域以外では分布は
不均一になるという問題が生じる。これらの問題は成長
される薄膜の不均一性の原因となる。
ル細孔がSi基板側に開口している場合、反応ガスはノズ
ル細孔より直線的な噴流としてSi基板上を通過するた
め、高度のノズル細孔の位置決め精度が要求されるとい
う問題や反応ガス流路の近傍の特定領域では反応ガスの
分布の均一性は確保されるが、その領域以外では分布は
不均一になるという問題が生じる。これらの問題は成長
される薄膜の不均一性の原因となる。
また、ノズル細孔が反応管内壁側に開口している場合、
Si基板上の反応ガス分布の均一性はSi基板全面にわたっ
て若干向上するが、Si基板周辺部側で反応ガスが若干高
濃度に分布する傾向となり、また、反応ガスの多くが反
応管内壁に沿って流れ排気されるため成長しようとする
所望の薄膜の原料ガスの消費効率が低下して成長速度が
著しく遅くなるという欠点がある。
Si基板上の反応ガス分布の均一性はSi基板全面にわたっ
て若干向上するが、Si基板周辺部側で反応ガスが若干高
濃度に分布する傾向となり、また、反応ガスの多くが反
応管内壁に沿って流れ排気されるため成長しようとする
所望の薄膜の原料ガスの消費効率が低下して成長速度が
著しく遅くなるという欠点がある。
本発明の目的は前記問題点を解消した気相成長装置を提
供することにある。
供することにある。
上述した従来の気相成長装置に対し、本発明はノズル細
孔より供給される反応ガス流の前方に反応ガスの流路を
調整できるガス流ガイドが設けられているという相違点
を有する。
孔より供給される反応ガス流の前方に反応ガスの流路を
調整できるガス流ガイドが設けられているという相違点
を有する。
前記目的を達成するため、本発明に係る気相成長装置
は、ノズルとガス流ガイドとを有し、任意の間隔で積み
重ねて反応管内に保持した複数の半導体基板に、反応ガ
スをノズルの複数の細孔から供給する気相成長装置であ
って、 前記ノズルは、その細孔を前記半導体基板と異なる方向
に向けて設置されたものであり、 前記ガス流ガイドは、前記ノズルの細孔と向き合わせに
設置されたものであり、反応ガス拡散部を有し、 前記反応ガス拡散部は、前記ノズルの細孔から噴き出さ
れる反応ガスを受け入れて前記半導体基板に対して均一
に拡散するものである。
は、ノズルとガス流ガイドとを有し、任意の間隔で積み
重ねて反応管内に保持した複数の半導体基板に、反応ガ
スをノズルの複数の細孔から供給する気相成長装置であ
って、 前記ノズルは、その細孔を前記半導体基板と異なる方向
に向けて設置されたものであり、 前記ガス流ガイドは、前記ノズルの細孔と向き合わせに
設置されたものであり、反応ガス拡散部を有し、 前記反応ガス拡散部は、前記ノズルの細孔から噴き出さ
れる反応ガスを受け入れて前記半導体基板に対して均一
に拡散するものである。
また、前記ガス流ガイドの反応ガス拡散部は、前記ノズ
ルからの反応ガスを扇状に拡散するＶ字状溝からなるも
のである。
ルからの反応ガスを扇状に拡散するＶ字状溝からなるも
のである。
また、前記ガス流ガイドの反応ガス拡散部は、前記ノズ
ルからの反応ガスを錐状に拡散する円錐状或いはすり鉢
状のへこみからなるものである。
ルからの反応ガスを錐状に拡散する円錐状或いはすり鉢
状のへこみからなるものである。
次に本発明について図面を参照して説明する。
（実施例１） 第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図である。
縦型の抵抗加熱炉１内に設置された反応管は外管２及び
内管３で構成されており、架台４で保持されている。内
管３には反応ガス供給のためのノズル５が設けられ、ノ
ズル５の複数の細孔5a,5a…は内管３の内壁面に向かっ
て開口している。ノズル５の細孔5aに対向する内管３の
内壁面には、ノズル５より供給された反応ガスを、回転
可能なボート６に積み重ねるように保持されているSi基
板７上に均一に供給するためのガス流ガイド８が設けら
れている。なお、図中矢印は反応ガスの流れを示す。
内管３で構成されており、架台４で保持されている。内
管３には反応ガス供給のためのノズル５が設けられ、ノ
ズル５の複数の細孔5a,5a…は内管３の内壁面に向かっ
て開口している。ノズル５の細孔5aに対向する内管３の
内壁面には、ノズル５より供給された反応ガスを、回転
可能なボート６に積み重ねるように保持されているSi基
板７上に均一に供給するためのガス流ガイド８が設けら
れている。なお、図中矢印は反応ガスの流れを示す。
第２図は第１図中破線で囲まれた領域Ａを拡大した横断
面図であり、ノズル，ガス流ガイド，内管の構成をより
詳細に説明するものである。
面図であり、ノズル，ガス流ガイド，内管の構成をより
詳細に説明するものである。
反応ガスを供給するノズル５には細孔5a,5a…が設けら
れ、内管３の内壁に向かって開口している。内管３の内
壁面にはＶ字状の溝９が形成されたガス流ガイド８が設
けられている。Ｖ字状溝９の底部は細孔5aより放出され
る反応ガス流の中心線と一致する配置となっている。ま
た、このＶ字状溝９は対向するノズル５に細孔5aが開口
している全領域に設けられている。
れ、内管３の内壁に向かって開口している。内管３の内
壁面にはＶ字状の溝９が形成されたガス流ガイド８が設
けられている。Ｖ字状溝９の底部は細孔5aより放出され
る反応ガス流の中心線と一致する配置となっている。ま
た、このＶ字状溝９は対向するノズル５に細孔5aが開口
している全領域に設けられている。
以上のように、ノズル５によって反応管内に供給された
反応ガスは、Ｖ字状溝９を有するガス流ガイド８を介し
て扇状に拡がり、Si基板７上に均一に供給される。
反応ガスは、Ｖ字状溝９を有するガス流ガイド８を介し
て扇状に拡がり、Si基板７上に均一に供給される。
実施例１による気相成長装置を用いたSiエピタキシャル
成長例を以下に示す。
成長例を以下に示す。
ボート６に直径150mmのSi基板７を50枚取り付け、5rpm
で回転させながらノズル５及びガス流ガイド８を介して
H270l/min,SiH2Cl2300ml/min,PH30.002ml/minをSi基板
７上に供給し、1150℃,15Torrの減圧下でSiエピタキシ
ャル成長を行った。その結果、成長速度は0.3μm/minで
あり、50枚全てのSi基板７におけるSiエピタキシャル膜
の膜厚分布は±３％以内、電気抵抗分布は±６％以内で
あった。これに対し、従来のガス流ガイドを用いない装
置では、膜厚分布±６％、電気抵抗分布±９％であり、
本発明の優位性が確認された。
で回転させながらノズル５及びガス流ガイド８を介して
H270l/min,SiH2Cl2300ml/min,PH30.002ml/minをSi基板
７上に供給し、1150℃,15Torrの減圧下でSiエピタキシ
ャル成長を行った。その結果、成長速度は0.3μm/minで
あり、50枚全てのSi基板７におけるSiエピタキシャル膜
の膜厚分布は±３％以内、電気抵抗分布は±６％以内で
あった。これに対し、従来のガス流ガイドを用いない装
置では、膜厚分布±６％、電気抵抗分布±９％であり、
本発明の優位性が確認された。
なお、本実施例は縦型抵抗加熱炉を用い、２重構造の反
応管を取り上げたが、本発明は反応ガス流路を調整する
ガス流ガイドに関するものであり、加熱方式或いは反応
管の構造に左右されるものではない。
応管を取り上げたが、本発明は反応ガス流路を調整する
ガス流ガイドに関するものであり、加熱方式或いは反応
管の構造に左右されるものではない。
（実施例２） 第３図（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施例を示す横
断面図及び縦断面図であり、第２図と同様ノズル，ガス
流ガイド，内管の構成を示したものである。
断面図及び縦断面図であり、第２図と同様ノズル，ガス
流ガイド，内管の構成を示したものである。
反応ガスを供給するノズル５には細孔5a,5a…が設けら
れ、内管３の内壁に向かって開口している。内管３の内
壁面には、円錐状もしくはすり鉢状のへこみ10が形成さ
れたガス流ガイド８が設けられている。へこみ10の底部
は細孔5aより放出される反応ガス流の中心線と一致する
配置となっており、へこみ10の数と細孔5aの数とは一致
している。
れ、内管３の内壁に向かって開口している。内管３の内
壁面には、円錐状もしくはすり鉢状のへこみ10が形成さ
れたガス流ガイド８が設けられている。へこみ10の底部
は細孔5aより放出される反応ガス流の中心線と一致する
配置となっており、へこみ10の数と細孔5aの数とは一致
している。
この実施例では、ノズル５によって反応管内に供給され
た反応ガスは、円錐状或いはすり鉢状のへこみ10を有す
るガス流ガイド８を介して円錐状に拡がり、Si基板７上
に均一に供給されるため、反応ガスの利用効率が向上す
るという利点がある。
た反応ガスは、円錐状或いはすり鉢状のへこみ10を有す
るガス流ガイド８を介して円錐状に拡がり、Si基板７上
に均一に供給されるため、反応ガスの利用効率が向上す
るという利点がある。
以上に実施例２による気相成長装置を用いたSiエピタキ
シャル成長例を示す。
シャル成長例を示す。
ボート６に直径150mmのSi基板７を50枚取り付け、5rpm
で回転させながらノズル５及びガス流ガイド８を介して
H270l/min,SiH2Cl2300ml/min,PH30.002ml/minをSi基板
７上に供給し、1150℃,15Torrの減圧下でSiエピタキシ
ャル成長を行った。その結果、成長速度は0.4μm/minで
あり、実施例１の場合より約30％向上した。また50枚全
てのSi基板におけるSiエピタキシャル膜の膜厚分布は±
３％以内、電気抵抗分布は±６％以内であり、実施例１
と同様であった。
で回転させながらノズル５及びガス流ガイド８を介して
H270l/min,SiH2Cl2300ml/min,PH30.002ml/minをSi基板
７上に供給し、1150℃,15Torrの減圧下でSiエピタキシ
ャル成長を行った。その結果、成長速度は0.4μm/minで
あり、実施例１の場合より約30％向上した。また50枚全
てのSi基板におけるSiエピタキシャル膜の膜厚分布は±
３％以内、電気抵抗分布は±６％以内であり、実施例１
と同様であった。
なお、実施例1,2ではSiエピタキシャル成長の例を取り
上げたが、本発明はエピタキシャル成長装置に限定され
るものではなく、多結晶Si,Si窒化膜,Si酸化膜の成長に
も適用できるものである。
上げたが、本発明はエピタキシャル成長装置に限定され
るものではなく、多結晶Si,Si窒化膜,Si酸化膜の成長に
も適用できるものである。
以上説明したように本発明は複数の細孔を有するノズル
によって供給される反応ガスが、ガス流ガイドを介して
半導体基板上に均一に供給されることによって、半導体
基板上に形成される薄膜の膜厚分布、電気特性分布の均
一性を著しく向上できる効果がある。
によって供給される反応ガスが、ガス流ガイドを介して
半導体基板上に均一に供給されることによって、半導体
基板上に形成される薄膜の膜厚分布、電気特性分布の均
一性を著しく向上できる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の気相成長装置を示す縦
断面図、第２図は第１図の破線で囲まれた部分Ａの拡大
横断面図、第３図（ａ）は本発明の第２の実施例を示す
横断面図、第３図（ｂ）は同縦断面図である。 １…抵抗加熱炉、２…外管 ３…内管、４…架台 ５…ノズル、６…ボート ７…Si基板、８…ガス流ガイド
断面図、第２図は第１図の破線で囲まれた部分Ａの拡大
横断面図、第３図（ａ）は本発明の第２の実施例を示す
横断面図、第３図（ｂ）は同縦断面図である。 １…抵抗加熱炉、２…外管 ３…内管、４…架台 ５…ノズル、６…ボート ７…Si基板、８…ガス流ガイド
Claims (3)
- 【請求項１】ノズルとガス流ガイドとを有し、任意の間
隔で積み重ねて反応管内に保持した複数の半導体基板
に、反応ガスをノズルの複数の細孔から供給する気相成
長装置であって、 前記ノズルは、その細孔を前記半導体基板と異なる方向
に向けて設置されたものであり、 前記ガス流ガイドは、前記ノズルの細孔と向き合わせに
設置されたものであり、反応ガス拡散部を有し、 前記反応ガス拡散部は、前記ノズルの細孔から噴き出さ
れる反応ガスを受け入れて前記半導体基板に対して均一
に拡散するものであることを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】前記ガス流ガイドの反応ガス拡散部は、前
記ノズルからの反応ガスを扇状に拡散するＶ字状溝から
なるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の気相成長装置。 - 【請求項３】前記ガス流ガイドの反応ガス拡散部は、前
記ノズルからの反応ガスを錐状に拡散する円錐状或いは
すり鉢状のへこみからなるものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20452787A JPH0693434B2 (ja) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20452787A JPH0693434B2 (ja) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6447018A JPS6447018A (en) | 1989-02-21 |
| JPH0693434B2 true JPH0693434B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=16492011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20452787A Expired - Lifetime JPH0693434B2 (ja) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693434B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3971810B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2007-09-05 | 三星電子株式会社 | 縦型拡散炉 |
| JP4838603B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-12-14 | 創光科学株式会社 | 化学的気相成長装置及びガス流路装置 |
| JP6820816B2 (ja) * | 2017-09-26 | 2021-01-27 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | 基板処理装置、反応管、半導体装置の製造方法、及びプログラム |
| CN107968038B (zh) * | 2017-11-20 | 2020-01-21 | 上海华力微电子有限公司 | 一种改善hcd氮化硅沉积工艺过程缺陷状况的装置 |
| JP2019186335A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置と基板処理方法 |
| WO2024024544A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
-
1987
- 1987-08-18 JP JP20452787A patent/JPH0693434B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6447018A (en) | 1989-02-21 |
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