JPH0736383B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPH0736383B2 JPH0736383B2 JP5791285A JP5791285A JPH0736383B2 JP H0736383 B2 JPH0736383 B2 JP H0736383B2 JP 5791285 A JP5791285 A JP 5791285A JP 5791285 A JP5791285 A JP 5791285A JP H0736383 B2 JPH0736383 B2 JP H0736383B2
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- Japan
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- substrate
- reaction
- vapor phase
- phase growth
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体基板（以後、単に基板という）に単結
晶膜等を気相成長させる気相成長装置に係わり、特に基
板支持体（サセプタ）を改良した気相成長装置に関す
る。
晶膜等を気相成長させる気相成長装置に係わり、特に基
板支持体（サセプタ）を改良した気相成長装置に関す
る。
気相成長装置の１つとして、グラハイト、カーボンなど
の材料からなる基板支持体（サセプタ）を、高周波発振
コイルからの誘導加熱で所定のほぼ一定の温度に加熱す
ることで、この基板支持体の適当な位置に配列載置した
半導体基板を所定の温度に加熱せしめるとともに、基板
上に反応ガスを通過作用せしめることで基板上に所定の
単結晶膜を成長せしめる構成のものがある。
の材料からなる基板支持体（サセプタ）を、高周波発振
コイルからの誘導加熱で所定のほぼ一定の温度に加熱す
ることで、この基板支持体の適当な位置に配列載置した
半導体基板を所定の温度に加熱せしめるとともに、基板
上に反応ガスを通過作用せしめることで基板上に所定の
単結晶膜を成長せしめる構成のものがある。
しかしながら、従来のこの種装置は、米国特許3,645,23
0号公報および米国特許３、424,629号公報に見られるよ
うに、円筒状の基板支持体を使用するようになってい
る。このため、基板が基板支持体から落下さないように
垂直線に対して２°〜３°の傾斜の座ぐりを設けるが、
円筒形状の場合は基板の径が大きいと円筒外周面と座ぐ
りの深さに大きな段差が生じ、反応ガスの流れに影響を
きたし良質の単結晶膜の成長が困難になる。また、基板
の径が100mm以上のにもなってくると現実的に載置する
ことが困難となるといった問題がある。
0号公報および米国特許３、424,629号公報に見られるよ
うに、円筒状の基板支持体を使用するようになってい
る。このため、基板が基板支持体から落下さないように
垂直線に対して２°〜３°の傾斜の座ぐりを設けるが、
円筒形状の場合は基板の径が大きいと円筒外周面と座ぐ
りの深さに大きな段差が生じ、反応ガスの流れに影響を
きたし良質の単結晶膜の成長が困難になる。また、基板
の径が100mm以上のにもなってくると現実的に載置する
ことが困難となるといった問題がある。
本発明は、前記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、比較的簡単な構成でありながら、大
きな径の基板でも反応ガスの流れに影響を与えることな
く確実に置載でき、しかも高周波発振コイルによる誘導
加熱状態を損うことなく均一に加熱でき、良好かつ安定
した気相成長が行なえる気相成長装置を提供しようとす
るものである。
的とするところは、比較的簡単な構成でありながら、大
きな径の基板でも反応ガスの流れに影響を与えることな
く確実に置載でき、しかも高周波発振コイルによる誘導
加熱状態を損うことなく均一に加熱でき、良好かつ安定
した気相成長が行なえる気相成長装置を提供しようとす
るものである。
本発明は、前記目的を達成すべく、基板支持体を、高周
波発振コイルからの誘導加熱で所定のほぼ一定の温度に
加熱することで、この基板支持体の適当な位置に配列載
置した半導体基板を所定の温度に加熱せしめるととも
に、基板上に反応ガスを通過作用せしめることで基板上
に所定の単結晶膜を成長せしめる構成とした気相成長装
置において、前記基板支持体の半導体基板が配列載置さ
れる外周部を多角錐形状とし、かつ、高周波発振コイル
が収納される内周面を円錐形状に構成とするとともに前
記高周波発振コイルを基板支持体の内周面とほぼ相似形
状に構成したするようにしたものである。
波発振コイルからの誘導加熱で所定のほぼ一定の温度に
加熱することで、この基板支持体の適当な位置に配列載
置した半導体基板を所定の温度に加熱せしめるととも
に、基板上に反応ガスを通過作用せしめることで基板上
に所定の単結晶膜を成長せしめる構成とした気相成長装
置において、前記基板支持体の半導体基板が配列載置さ
れる外周部を多角錐形状とし、かつ、高周波発振コイル
が収納される内周面を円錐形状に構成とするとともに前
記高周波発振コイルを基板支持体の内周面とほぼ相似形
状に構成したするようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図はバレル型気相成長装置の構成を概略的に示すもの
で、図中１はステンレス製のベースプレートであり、こ
のベースプレート１上には、石英製のケーシング２、石
英製の反応外筒（シリンダ）３、および石英製の略釣鐘
状（逆コップ状）に形成された反応内筒（コイルカバ
ー））４が同心状に設置された状態となっている。ま
た、ケーシング２および反応外筒３の上端開口部はステ
ンレス製の蓋５によって開閉される構成となっており、
前記反応外筒３および反応内筒４との間で反応室６を形
成した状態となっている。
１図はバレル型気相成長装置の構成を概略的に示すもの
で、図中１はステンレス製のベースプレートであり、こ
のベースプレート１上には、石英製のケーシング２、石
英製の反応外筒（シリンダ）３、および石英製の略釣鐘
状（逆コップ状）に形成された反応内筒（コイルカバ
ー））４が同心状に設置された状態となっている。ま
た、ケーシング２および反応外筒３の上端開口部はステ
ンレス製の蓋５によって開閉される構成となっており、
前記反応外筒３および反応内筒４との間で反応室６を形
成した状態となっている。
さらに、前記蓋５には、複数の基板７…が配列載置され
る基板支持部8aを反応外筒３と反応内筒４との相互対向
部によって形成される環状空間6a内に位置させた状態に
基板支持体（サセプタ）８が取付けられており、この基
板支持体８は中空軸９を介して蓋５の上面中央部に設け
られた駆動装置10により１分間に５〜10回転するように
駆動される構成となっている。
る基板支持部8aを反応外筒３と反応内筒４との相互対向
部によって形成される環状空間6a内に位置させた状態に
基板支持体（サセプタ）８が取付けられており、この基
板支持体８は中空軸９を介して蓋５の上面中央部に設け
られた駆動装置10により１分間に５〜10回転するように
駆動される構成となっている。
また、蓋５には反応室６内の上部に噴出口を臨ませた反
応ガスＡを供給する反応ガス導入管（ノズル）11が、ま
た、ベースプレート１には反応ガスＡ等を導出するガス
導出口12がそれぞれ複数個所設けられた状態となってお
り、反応ガスＡは実線矢印で示すように環状空間6aの上
部から下に向かって流れる構成となっている。
応ガスＡを供給する反応ガス導入管（ノズル）11が、ま
た、ベースプレート１には反応ガスＡ等を導出するガス
導出口12がそれぞれ複数個所設けられた状態となってお
り、反応ガスＡは実線矢印で示すように環状空間6aの上
部から下に向かって流れる構成となっている。
また、反応内筒４の内側には内部加熱源としての高周波
発振コイル13が設けられており基板支持体８を誘導加熱
するようになっている。高周波コイル13は、ベースプレ
ート１上に固定部材14を介して立設された４本のブラケ
ット15…にボルト、ナットなどの固定具16…を介して均
一加熱するのに適切な状態に移動可能に固定されてい
る。
発振コイル13が設けられており基板支持体８を誘導加熱
するようになっている。高周波コイル13は、ベースプレ
ート１上に固定部材14を介して立設された４本のブラケ
ット15…にボルト、ナットなどの固定具16…を介して均
一加熱するのに適切な状態に移動可能に固定されてい
る。
また、高周波コイル13は、反応ガスＡの影響を遮断すべ
く全体が石英製の反応内筒４によって覆われた状態とな
っているとともに、反応ガスＡからの影響や反応ガスＡ
への影響を遮断すべく反応内筒４内に必要に応じて不活
性ガス（通常窒素ガス）や反応ガスのキャリアガス（通
常水素ガス）を適宜流入および排出することができる構
成となっている。
く全体が石英製の反応内筒４によって覆われた状態とな
っているとともに、反応ガスＡからの影響や反応ガスＡ
への影響を遮断すべく反応内筒４内に必要に応じて不活
性ガス（通常窒素ガス）や反応ガスのキャリアガス（通
常水素ガス）を適宜流入および排出することができる構
成となっている。
また、反応外筒３の外側には、補助加熱源としての赤外
線ランプ17…が設けられている。これら赤外線ランプ17
…は数個縦方向に配置された状態で反応外筒３の周方向
に複数個所配置されるようにケーシング２に取付けられ
ている。そして、反応外筒３を透過して基板支持体８及
び基板７…を照射加熱する所定温度に加熱する構成とな
っている。
線ランプ17…が設けられている。これら赤外線ランプ17
…は数個縦方向に配置された状態で反応外筒３の周方向
に複数個所配置されるようにケーシング２に取付けられ
ている。そして、反応外筒３を透過して基板支持体８及
び基板７…を照射加熱する所定温度に加熱する構成とな
っている。
なお、この時、発熱光の一部は、反射板18…により有効
に基板支持体８、および基板７…のみを加熱し、他の部
分を加熱しないように構成されている。
に基板支持体８、および基板７…のみを加熱し、他の部
分を加熱しないように構成されている。
また、20はケーシング２内上部に先端開口部を臨ませた
状態に設けられた冷却空気導入管で有り、反応外筒３と
ケーシング２との間に冷却用の空気Ｂを供給するように
なっている。21はケーシング２内下部に先端開口部を臨
ませた状態に設けられた冷却空気排出管で有り、反応外
筒３とケーシング２との間に送り込まれた冷却用の空気
Ｂを排出する構成となっている。
状態に設けられた冷却空気導入管で有り、反応外筒３と
ケーシング２との間に冷却用の空気Ｂを供給するように
なっている。21はケーシング２内下部に先端開口部を臨
ませた状態に設けられた冷却空気排出管で有り、反応外
筒３とケーシング２との間に送り込まれた冷却用の空気
Ｂを排出する構成となっている。
また、22はパージガス導入管であり、このパージガス導
入管22を介して送り込まれたパージガスＣは破線矢印で
示すように基板支持体８を吊持する中空軸９内およびこ
の中空軸９とこれを囲繞する石英製のカバー23間を通っ
て基板支持体８と反応内筒４との間に送り込まれるよう
になっている。
入管22を介して送り込まれたパージガスＣは破線矢印で
示すように基板支持体８を吊持する中空軸９内およびこ
の中空軸９とこれを囲繞する石英製のカバー23間を通っ
て基板支持体８と反応内筒４との間に送り込まれるよう
になっている。
また、反応外筒３と反応内筒４との間に形成される環状
空間６の下端側は多数の透孔24…を有した石英製の仕切
り部材25によって仕切られ、環状空間6aに流れる反応ガ
スＡの流れを円滑にするようになっている。
空間６の下端側は多数の透孔24…を有した石英製の仕切
り部材25によって仕切られ、環状空間6aに流れる反応ガ
スＡの流れを円滑にするようになっている。
また、前記蓋５も石英製のカバー28で覆われていて、反
応室６内は実質的に石英で構成された状態となってい
て、金属部材と反応ガスＡとの接触は全くなくなり、高
品質の気相成長層を得ることを可能ならしめた。
応室６内は実質的に石英で構成された状態となってい
て、金属部材と反応ガスＡとの接触は全くなくなり、高
品質の気相成長層を得ることを可能ならしめた。
さらに、カバー28で覆われた前記蓋５の内面は、金メッ
キなどにより反射面となっており、加熱により高温に赤
熱された基板支持体8aからの光を効率的に反射せめしる
ことにより反応室６内での反応ガスＡの反応を光と雰囲
気の高温化により促進することを可能ならしめた。さら
に、この反射により負担の温度上昇をある程度低減し、
冷却を容易にした。なお、ベースプレート１の内部に
は、冷却媒体が導通される構成となっている。
キなどにより反射面となっており、加熱により高温に赤
熱された基板支持体8aからの光を効率的に反射せめしる
ことにより反応室６内での反応ガスＡの反応を光と雰囲
気の高温化により促進することを可能ならしめた。さら
に、この反射により負担の温度上昇をある程度低減し、
冷却を容易にした。なお、ベースプレート１の内部に
は、冷却媒体が導通される構成となっている。
しかして、反応外筒３と反応内筒４との間に形成された
環状空間6aに、基板７…を配列載置した基板支持部8aが
介在した状態で基板支持体８が回転駆動する。一方、こ
の時、基板支持体８および基板７…を高周波発振コイル
13による誘導加熱および赤外線ランプ17…の輻射熱によ
って所定の温度に加熱するとともに反応室６の上部に噴
出口を臨ませた反応ガス導入管（ノズル）11…から噴出
された反応ガスＡは反応ガス導入管11…の噴射口から離
れるにつれて広がりながら進み、適当な広がりを持った
所で前記環状空間6aを反応ガスＡが上から下に向けて円
滑に流れ回転している基板支持体８に接触し、次いで基
板支持体８に配列載置された基板７…に作用し高温下で
分解又は還元により基板７…に単結晶膜を成長せしめる
ことになる。
環状空間6aに、基板７…を配列載置した基板支持部8aが
介在した状態で基板支持体８が回転駆動する。一方、こ
の時、基板支持体８および基板７…を高周波発振コイル
13による誘導加熱および赤外線ランプ17…の輻射熱によ
って所定の温度に加熱するとともに反応室６の上部に噴
出口を臨ませた反応ガス導入管（ノズル）11…から噴出
された反応ガスＡは反応ガス導入管11…の噴射口から離
れるにつれて広がりながら進み、適当な広がりを持った
所で前記環状空間6aを反応ガスＡが上から下に向けて円
滑に流れ回転している基板支持体８に接触し、次いで基
板支持体８に配列載置された基板７…に作用し高温下で
分解又は還元により基板７…に単結晶膜を成長せしめる
ことになる。
なお、作用後の反応ガスＡは、反応室６底部のベースプ
レート１に設けられたガス導出口12…および導出管19…
を介して排出せしめられる。
レート１に設けられたガス導出口12…および導出管19…
を介して排出せしめられる。
また、前記基板支持体８は、第２図に示すように基板７
…が配列載置される外周部が、基板の落下防止のために
２°〜３°の傾斜を有した８角錐形状となっており、比
較的大きな径の基板７…を反応ガスの流れに影響を与え
ない状態に確実に保持できる構成となっている。
…が配列載置される外周部が、基板の落下防止のために
２°〜３°の傾斜を有した８角錐形状となっており、比
較的大きな径の基板７…を反応ガスの流れに影響を与え
ない状態に確実に保持できる構成となっている。
一方、高周波発振コイル13が収納される内周面は円錐形
状に構成されているとともに前記高周波発振コイル13も
基板支持体８の内周面とほぼ相似形状に構成された状態
となっており、高周波発振コイル13のコイルピッチの変
更のみにより基板支持体８の均一加熱調整が行なえるよ
うになっている。すなわち、基板支持体８の温度を調整
すべく高周波発振コイル13のコイルピッチなどを変えた
場合に、基板支持体８の内面と高周波発振コイル13との
距離の変動幅が少なく、あたかも円筒形の場合と同じよ
うな温度調整が行なえることになる。
状に構成されているとともに前記高周波発振コイル13も
基板支持体８の内周面とほぼ相似形状に構成された状態
となっており、高周波発振コイル13のコイルピッチの変
更のみにより基板支持体８の均一加熱調整が行なえるよ
うになっている。すなわち、基板支持体８の温度を調整
すべく高周波発振コイル13のコイルピッチなどを変えた
場合に、基板支持体８の内面と高周波発振コイル13との
距離の変動幅が少なく、あたかも円筒形の場合と同じよ
うな温度調整が行なえることになる。
このように、比較的簡単な構成でありながら、大きな径
の基板７…でも反応ガスＡの流れに影響を与えることな
く確実に置載でき、しかも高周波発振コイル13による誘
導加熱状態を損うことなく均一に加熱でき、良好かつ安
定した気相成長が行なえることになる。
の基板７…でも反応ガスＡの流れに影響を与えることな
く確実に置載でき、しかも高周波発振コイル13による誘
導加熱状態を損うことなく均一に加熱でき、良好かつ安
定した気相成長が行なえることになる。
なお、上述の一実施例の説明において、基板支持体を８
角錐形状にしたものについて説明したが、本発明は、こ
れに限らず基板の大きさに適応した８角以外の多角錐形
状としても良いことは勿論である。
角錐形状にしたものについて説明したが、本発明は、こ
れに限らず基板の大きさに適応した８角以外の多角錐形
状としても良いことは勿論である。
その他、本発明は本発明の要旨を変えない範囲で種々変
形実施可能なことは勿論である。
形実施可能なことは勿論である。
本発明は、以上説明したように、基板支持体を、高周波
発振コイルからの誘導加熱で所定のほぼ一定の温度に加
熱することで、この基板支持体の適当な位置に配列載置
した半導体基板を所定の温度に加熱せしめるとともに、
基板上に反応ガスを通過作用せしめることで基板上に所
定の単結晶膜を成長せしめる構成とした気相成長装置に
おいて、前記基板支持体の半導体基板が配列載置される
外周部を多角錐形状とし、かつ、高周波発振コイルが収
納される内周面を円錐形状に構成とするとともに前記高
周波発振コイルを基板支持体の内周面とほぼ相似形状に
構成したするようにしたものである。したものである。
したがって、比較的簡単な構成でありながら、大きな径
の基板でも反応ガスの流れに影響を与えることなく確実
に置載でき、しかも高周波発振コイルによる誘導加熱状
態を損うことなく均一に加熱でき、良好かつ安定した気
相成長が行なえる気相成長装置を提供できるといった効
果を奏する。
発振コイルからの誘導加熱で所定のほぼ一定の温度に加
熱することで、この基板支持体の適当な位置に配列載置
した半導体基板を所定の温度に加熱せしめるとともに、
基板上に反応ガスを通過作用せしめることで基板上に所
定の単結晶膜を成長せしめる構成とした気相成長装置に
おいて、前記基板支持体の半導体基板が配列載置される
外周部を多角錐形状とし、かつ、高周波発振コイルが収
納される内周面を円錐形状に構成とするとともに前記高
周波発振コイルを基板支持体の内周面とほぼ相似形状に
構成したするようにしたものである。したものである。
したがって、比較的簡単な構成でありながら、大きな径
の基板でも反応ガスの流れに影響を与えることなく確実
に置載でき、しかも高周波発振コイルによる誘導加熱状
態を損うことなく均一に加熱でき、良好かつ安定した気
相成長が行なえる気相成長装置を提供できるといった効
果を奏する。
図面は、本発明の一実施例を示すもので、第１図は概略
的縦断正面図、第２図は第１図のII−II線に沿う断面図
である。 １……ベースプレート、３……反応外筒、４……反応内
筒、５……蓋、６……反応室、７……基板、８……基板
支持体、8a……基板支持部、13……高周波発振コイル、
Ａ……反応ガス。
的縦断正面図、第２図は第１図のII−II線に沿う断面図
である。 １……ベースプレート、３……反応外筒、４……反応内
筒、５……蓋、６……反応室、７……基板、８……基板
支持体、8a……基板支持部、13……高周波発振コイル、
Ａ……反応ガス。
Claims (3)
- 【請求項１】基板支持体を、高周波発振コイルからの誘
導加熱で所定のほぼ一定の温度に加熱することで、この
基板支持体の適当な位置に配列載置した半導体基板を所
定の温度に加熱せしめるとともに、基板上に反応ガスを
通過作用せしめることで基板上に所定の単結晶膜を成長
せしめる構成とした気相成長装置において、前記基板支
持体の半導体基板が配列載置される外周部を多角錐形状
とし、かつ、高周波発振コイルが収納される内周面を円
錐形状に構成とするとともに前記高周波発振コイルを基
板支持体の内周面とほぼ相似形状に構成したことを特徴
とする気相成長装置。 - 【請求項２】基板支持体の外周部が、８角錐形状である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長
装置。 - 【請求項３】高周波発振コイルが、移動可能に取付けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5791285A JPH0736383B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5791285A JPH0736383B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216420A JPS61216420A (ja) | 1986-09-26 |
| JPH0736383B2 true JPH0736383B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=13069200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5791285A Expired - Lifetime JPH0736383B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736383B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102560436B (zh) * | 2010-12-13 | 2014-07-16 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种气相沉积设备 |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP5791285A patent/JPH0736383B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61216420A (ja) | 1986-09-26 |
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