JPH07221038A - 熱処理炉 - Google Patents

熱処理炉

Info

Publication number
JPH07221038A
JPH07221038A JP1248494A JP1248494A JPH07221038A JP H07221038 A JPH07221038 A JP H07221038A JP 1248494 A JP1248494 A JP 1248494A JP 1248494 A JP1248494 A JP 1248494A JP H07221038 A JPH07221038 A JP H07221038A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
heavy metal
heater core
silicon carbide
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1248494A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Yano
壯 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP1248494A priority Critical patent/JPH07221038A/ja
Publication of JPH07221038A publication Critical patent/JPH07221038A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Furnace Details (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭化珪素のチューブの内面にCVD法で形成
したSiC膜をコーティングすることで重金属汚染を防
止する。 【構成】 CVD法で形成した100μm前後の厚さの
SiC膜で内面をコートしたチューブ1を用いること
で、重金属汚染を低減する。従来のチューブ1でウエハ
の処理を行ったのに比べてこのチューブ1の場合、鉄、
銅の汚染量ともに1/10以下に抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱処理炉に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図4に従来技術のチューブを示す。チュ
ーブ1はガス導入口2とウエハ投入口3とで構成されて
いる。チューブ1は炭化珪素でできており、円筒形状を
している。6インチ系ウエハ用のチューブ1の場合、直
径が230mm、全長が2600mmである。ガス導入
口2はチューブ1の一端が細く絞られた形状になってい
る。その太さは230mmから40mmに絞られてい
る。絞られた先には40mm、長さ50mmの円筒の管
が溶接されている。
【0003】ウエハ投入口3はガス導入口2と反対側に
ある。形状は230mmの円筒である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のチューブ1
では、銅、鉄、ニッケルなどはシリコンなど半導体材料
に拡散すると、バンドギャップの深い所に、活性準位を
形成する。このような深い活性準位は少数キャリアの有
効な再結合中心となる。そのため少数キャリアライフタ
イムが短くなる。このためこの方法によって形成された
半導体デバイスは、その動作速度が遅くなる。
【0005】その活性準位の発生は、拡散条件や炉周囲
の雰囲気に支配される。このためウエハに導入される重
金属の種類やその導入量、さらには導入される領域は一
定ではない。従来のチューブ1ではウエハに導入される
重金属を制御することができない。
【0006】たとえば、重金属が酸化膜の形成時に取り
込まれると、酸化膜の耐圧不良の原因となり、製品歩留
まりが下がる。また、ダイナミック・ランダム・アクセ
ス・メモリ(DRAM)を例にとると、電荷を貯めるメ
モリ素子に重金属が拡散すると、周期的に結合したシリ
コン原子間に重金属元素が入り、結晶構造を乱して、結
晶欠陥が発生する。そのため、ポーズタイム(電荷保持
時間)が短くなり、製品歩留まりが悪くなる。PN接合
部分に重金属が拡散して活性準位を形成すると、通常は
P型領域からN型領域にしか電流が流れないのに対し
て、N型領域からP型領域にもリーク電流が流れて、整
流特性を損なう。整流素子が整流特性を失うことによ
り、半導体装置の特性が劣化してしまう。
【0007】本発明の目的は、重金属汚染を起こさない
半導体製造装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の熱処理炉は、ヒーターコアと、前記ヒータ
ーコアに取り付けられた内面を炭化珪素の化学気相成長
法を用いてコートをしてある炭化珪素焼結体のチューブ
と、前記ヒーターコアの発熱体であるカンタル線で構成
されている。
【0009】
【作用】本発明によれば、カンタル線から発生した重金
属元素がチューブ内部まで熱拡散しないようにできるの
で、ウエハが重金属汚染にさらされることがない。その
結果、製品歩留まりを向上させることができる。
【0010】
【実施例】図1に実施例のチューブ1を示す。チューブ
1はガス導入口2とウエハ投入口3とで構成されてい
る。チューブ1は炭化珪素でできており、円筒形状をし
ている。6インチ系ウエハ用のチューブ1の場合、直径
が230mm、全長が2600mmである。ガス導入口
2はチューブ1の一端が細く絞られた形状になってい
る。その太さは230mmから40mmに絞られてい
る。絞られた先には40mm、長さ50mmの円筒の管
が溶接されている。
【0011】ウエハ投入口3はガス導入口2と反対側に
ある。形状は230mmの円筒である。またチューブ1
内面にCVD法で形成したSiC膜が100μm前後コ
ーティングしてある。
【0012】ヒーターコア4は円筒形をしており、中に
チューブ1を挿入、装着できるようになっている。ヒー
ターコア4の発熱体はカンタル線5である。またカンタ
ル線5をヒーターコア4に固定するのにエレメントセパ
レーター6(図2参照)を用いている。
【0013】実施例の構成と従来の構成との相違点は、
チューブ1内面にCVD法で形成したSiC膜が100
μm前後コーティングされていることである。
【0014】次に、重金属が半導体の特性を劣化させる
メカニズムについて簡単に述べる。シリコンなどの半導
体材料に銅、鉄、ニッケル等が拡散すると、シリコンの
バンドギャップの深い所に活性準位が形成される。この
活性準位は少数キャリアの有効な再結合中心となる。そ
のため、少数キャリアのライフタイムが短くなる。ライ
フタイムが短くなると、半導体デバイスの動作速度が遅
くなる。また、このような重金属による活性準位の発生
は重金属の汚染量やその元素の影響を強く受ける。
【0015】重金属汚染量および元素は熱処理条件たと
えば熱処理温度、熱処理時間によって異なる。
【0016】そのため、ウエハに導入される重金属元素
の種類やその汚染量、さらには汚染されるウエハ上の領
域は定まらない。そのためウエハに形成された半導体素
子の電気特性にばらつきが生じ、最終的に製品歩留まり
が安定しない。
【0017】このようにウエハに導入される重金属汚染
量やその元素を各処理毎には正確に把握することができ
ない。
【0018】たとえば、酸化膜形成時に前述したような
メカニズムで重金属がウエハに取り込まれると、酸化膜
の耐圧不良の原因となり、製品歩留まりを下げる。
【0019】次にウエハをメモリ素子とするDRAMに
ついて述べる。DRAMは、メモリ素子に電荷(少数キ
ャリア)が蓄積されているかどうかによって、情報を判
断している。電荷を貯めるメモリ素子が形成されている
ウエハに重金属が拡散すると、バンドギャップ中に活性
準位が形成される。この活性準位は少数キャリアの有効
な再結合中心となる。このため、情報を保持すべき少数
キャリアが消滅する。つまり、重金属で汚染された素子
は正確に情報を保持することができない。このように、
DRAMとしての情報を保持する機能を失っている。こ
のため、DRAMに電荷が保持されている時間であるポ
ーズタイムが低下する。この結果、DRAMの製品歩留
まりが下がる。さらに、DRAMが微細化されると、1
ビットあたりのメモリセル容量が小さくなるため、重金
属の汚染によって、メモリセル容量が減少する。このよ
うに少数キャリアの消滅が無視できない。このため、小
数キャリアの消滅を促す重金属によるウエハの汚染が問
題となる。
【0020】整流素子のPN接合部分に重金属が拡散す
ると、PN接合の空乏層に活性準位が形成される。この
ため、PN接合部分のリーク電流が増加する。すなわち
通常はP型領域からN型領域にしか電流が流れないのに
対して、N型領域からP型領域へもリーク電流が流れ
る。このように整流素子が整流特性を失うことで所望の
特性を得ることができない。
【0021】次にチューブ1とカンタル線5の拡大図で
ある図2を用いて従来のチューブ1における重金属元素
の発生源と汚染するメカニズムについて説明する。
【0022】カンタル線5から半導体素子の特性を劣化
させる重金属、たとえば銅、鉄、ニッケルなどが発生す
る。通常ドライブイン処理ではカンタル線5は1100
℃以上の温度で用いられる。この1100℃以上のカン
タル線5から重金属元素の塵6が発塵し、重金属元素が
チューブ1の外面に付着して、炭化珪素8内を熱拡散す
る。チューブ1は炭化珪素8の単結晶ではなく焼結体で
ある。また炭化珪素8の焼結体に対して重量比で20%
のシリコン7が含浸されている。したがって、炭化珪素
8のチューブ1の重金属拡散速度は、炭化珪素8の拡散
係数で決定されるのではなく、シリコン7の拡散係数で
決定されることを見い出した。そのため、1100℃以
上の温度で使用した場合、数時間後には、重金属元素が
チューブ1の外面から内面に拡散してウエハに到達する
ことになる。
【0023】高温長時間処理のドライブインの場合、ウ
エハは重金属元素の汚染を受けやすく、ドライブイン処
理後のLOCOS工程でストレスの集中しやすいLOC
OSエッジ部分に重金属元素が析出し、リーク電流発生
の要因となる。
【0024】次に図3に従来技術と本実施例のチューブ
1を用いたときの処理バッチ数とライフタイムの関係を
示す。縦軸はライフタイムをログ(log)スケール
で、横軸はメンテナンスからの経過時間を処理バッチ数
で示してある。
【0025】ここで再度ライフタイムが短いときの物理
的意味について述べる。シリコン7に重金属が拡散する
とバンドギャップ内に少数キャリアの有効な再結合中心
が形成される。このため少数キャリアのライフタイムが
短くなる。
【0026】従来のチューブ1の場合、メンテナンス直
後は、ライフタイムが長く重金属汚染が少ない。しかし
バッチ処理を行うと、すぐにライフタイムが低下し、汚
染が進んでいることがわかる。本発明のチューブ1の場
合、メンテナンス直後およびバッチ処理を行った後のラ
イフタイムは徐々に低下している。しかし、その低下す
る割合は従来のものと比較して十分小さい。また、低下
したライフタイムは従来より十分に長いことがわかる。
【0027】また、CVD法を用いて形成したSiC膜
は均一な膜ではなく、所々ピンホールが存在する。その
ため、カンタル線5から熱拡散してくる重金属汚染を、
CVD法で形成したSiC膜で100%防止することが
できない。そのため、メンテナンス後10日前後でライ
フタイムが多少低下する。
【0028】しかし、従来技術のチューブ1の表面積に
比べて本実施例のチューブ1のピンホールの面積は十分
小さいため、CVDを用いたSiC膜の重金属汚染防止
効果は100%でないものの有効であると言える。ま
た、従来のチューブ1でウエハの処理を行った場合、鉄
や銅の汚染量は約1011atoms/cm2以上である
のに対し、本実施例のチューブ1では鉄、銅共約1010
atoms/cm2程度の1/10以下に抑えることが
できる。
【0029】また、本実施例のチューブの大きさは6イ
ンチとしたが、他の大きさでも同様の効果があることは
言うまでもない。
【0030】
【発明の効果】本発明のチューブの内面にはCVD法を
用いたSiC膜がコーティングされている。そのため従
来技術に比べて鉄、銅の汚染量を1/10以下に抑える
ことができる。よって製品歩留まりを向上させることが
でき、また製品コストの低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱処理炉の一実施例の横断面図
【図2】本発明の熱処理炉の一実施例の拡大図
【図3】ライフタイムの経時変化を説明する図
【図4】従来技術の熱処理炉を説明する横断面図
【符号の説明】
1 チューブ 2 ガス導入口 3 ウエハ投入口 4 ヒーターチャンバー 5 カンタル線 6 塵 7 シリコン 8 炭化珪素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/31 21/324 D

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒーターコアと、前記ヒーターコアに取
    り付けられた内面を炭化珪素の化学気相成長法を用いて
    コートをしてある炭化珪素焼結体のチューブと、前記ヒ
    ーターコアの発熱体であるカンタル線で構成されたこと
    を特徴とする熱処理炉。
JP1248494A 1994-02-04 1994-02-04 熱処理炉 Pending JPH07221038A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1248494A JPH07221038A (ja) 1994-02-04 1994-02-04 熱処理炉

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1248494A JPH07221038A (ja) 1994-02-04 1994-02-04 熱処理炉

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07221038A true JPH07221038A (ja) 1995-08-18

Family

ID=11806679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1248494A Pending JPH07221038A (ja) 1994-02-04 1994-02-04 熱処理炉

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07221038A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0927777A1 (en) * 1997-12-26 1999-07-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor crystal, and method and apparatus of production
WO2001098556A3 (en) * 2000-06-16 2002-05-23 Applied Materials Inc Temperature controlled gas feedthrough
US6572700B2 (en) 1997-12-26 2003-06-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor crystal, and method and apparatus of production thereof
WO2007035304A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Cree, Inc. Methods of forming sic mosfets with high inversion layer mobility
US9984894B2 (en) 2011-08-03 2018-05-29 Cree, Inc. Forming SiC MOSFETs with high channel mobility by treating the oxide interface with cesium ions

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0927777A1 (en) * 1997-12-26 1999-07-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor crystal, and method and apparatus of production
US6254677B1 (en) 1997-12-26 2001-07-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor crystal, and method and apparatus of production thereof
US6572700B2 (en) 1997-12-26 2003-06-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor crystal, and method and apparatus of production thereof
US6780244B2 (en) 1997-12-26 2004-08-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for producing a semiconductor crystal
US6866714B2 (en) 1997-12-26 2005-03-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Large size semiconductor crystal with low dislocation density
EP1895025A2 (en) 1997-12-26 2008-03-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor crystal, and method and apparatus of production
EP1895025A3 (en) * 1997-12-26 2008-05-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor crystal, and method and apparatus of production
WO2001098556A3 (en) * 2000-06-16 2002-05-23 Applied Materials Inc Temperature controlled gas feedthrough
WO2007035304A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Cree, Inc. Methods of forming sic mosfets with high inversion layer mobility
US7727904B2 (en) 2005-09-16 2010-06-01 Cree, Inc. Methods of forming SiC MOSFETs with high inversion layer mobility
US8536066B2 (en) 2005-09-16 2013-09-17 Cree, Inc. Methods of forming SiC MOSFETs with high inversion layer mobility
US9984894B2 (en) 2011-08-03 2018-05-29 Cree, Inc. Forming SiC MOSFETs with high channel mobility by treating the oxide interface with cesium ions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3430277B2 (ja) 枚葉式の熱処理装置
KR100642627B1 (ko) 다결정 실리콘 구조물의 제조 방법
US3556880A (en) Method of treating semiconductor devices to improve lifetime
US4347431A (en) Diffusion furnace
US6048403A (en) Multi-ledge substrate support for a thermal processing chamber
US20100148415A1 (en) Thermal treatment apparatus, method for manufacturing semiconductor device, and method for manufacturing substrate
JPH08227895A (ja) 半導体装置およびその製法
US6649427B2 (en) Method for evaluating impurity concentrations in epitaxial susceptors
KR100992498B1 (ko) 정전흡착기능을 갖는 가열장치 및 그 제조방법
JPH07221038A (ja) 熱処理炉
JP2001284605A (ja) ショットキーダイオード
US4717588A (en) Metal redistribution by rapid thermal processing
SE519628C2 (sv) Tillverkningsförfarande för halvledarkomponent med deponering av selektivt utformat material,vilket är ogenomträngligt för dopjoner
JP2902221B2 (ja) 半導体ウェハー加熱用セラミックスヒーター
KR20110087440A (ko) 반도체 제조용 서셉터 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치
US6309974B1 (en) Method for eliminating residual oxygen impurities from silicon wafers pulled from a crucible
JPH0673350B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2623985B2 (ja) 半導体装置の製造方法
WO1992005896A1 (en) Method and apparatus for doping silicon wafers using a solid dopant source and rapid thermal processing
JPS6017961A (ja) 半導体制御整流素子の製造方法
JP3393213B2 (ja) 成膜方法
JP2008258280A (ja) 加熱装置
KR0151264B1 (ko) 확산튜브
JP3019011B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0917739A (ja) 半導体装置の製造方法