JPH1032169A - 気相成長方法及び装置 - Google Patents
気相成長方法及び装置Info
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- JPH1032169A JPH1032169A JP18761096A JP18761096A JPH1032169A JP H1032169 A JPH1032169 A JP H1032169A JP 18761096 A JP18761096 A JP 18761096A JP 18761096 A JP18761096 A JP 18761096A JP H1032169 A JPH1032169 A JP H1032169A
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- vapor phase
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 横型気相成長装置でモノシランを原料として
用いた場合でも、８インチ以上の大口径の基板に均一な
気相成長膜を形成することができる気相成長方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 所定速度で回転する基板面に対して平行
な方向に気相成長ガスを導入し、該基板面に気相成長膜
を形成するにあたり、前記基板面における気相成長速度
（成膜速度）を制御する制御ガスを基板外周部に向けて
導入する。
用いた場合でも、８インチ以上の大口径の基板に均一な
気相成長膜を形成することができる気相成長方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 所定速度で回転する基板面に対して平行
な方向に気相成長ガスを導入し、該基板面に気相成長膜
を形成するにあたり、前記基板面における気相成長速度
（成膜速度）を制御する制御ガスを基板外周部に向けて
導入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相成長方法及び
装置に関し、詳しくは、反応管内に設置した基板を所定
温度に加熱するとともに所定速度で回転させ、この基板
面に平行な方向に気相成長ガスを導入することにより基
板面に気相成長膜を形成する方法及び装置であって、特
に、シリコンエピタキシャル成長膜を形成するのに適し
た気相成長方法及び装置に関する。
装置に関し、詳しくは、反応管内に設置した基板を所定
温度に加熱するとともに所定速度で回転させ、この基板
面に平行な方向に気相成長ガスを導入することにより基
板面に気相成長膜を形成する方法及び装置であって、特
に、シリコンエピタキシャル成長膜を形成するのに適し
た気相成長方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、シリコンエピタキシャル成長膜を
形成する場合には、四塩化ケイ素（ＳｉＣＬ4 ），トリ
クロロシラン（ＳｉＨＣＬ3 ），ジクロロシラン（Ｓｉ
Ｈ2 ＣＬ2 ），モノシラン（ＳｉＨ4 ）等を原料として
含む気相成長ガスを用い、高温気相中での化学反応を利
用して基板面上にシリコンの単結晶を成長させる化学気
相成長法が採用されている。
形成する場合には、四塩化ケイ素（ＳｉＣＬ4 ），トリ
クロロシラン（ＳｉＨＣＬ3 ），ジクロロシラン（Ｓｉ
Ｈ2 ＣＬ2 ），モノシラン（ＳｉＨ4 ）等を原料として
含む気相成長ガスを用い、高温気相中での化学反応を利
用して基板面上にシリコンの単結晶を成長させる化学気
相成長法が採用されている。
【０００３】上記化学気相成長法を実施するための装置
としては、基板面に対して垂直な方向から気相成長ガス
を吹付ける縦型気相成長装置と、基板面に対して平行な
方向に気相成長ガスを流す横型気相成長装置とが知られ
ている。
としては、基板面に対して垂直な方向から気相成長ガス
を吹付ける縦型気相成長装置と、基板面に対して平行な
方向に気相成長ガスを流す横型気相成長装置とが知られ
ている。
【０００４】上記縦型気相成長装置は、原料としてモノ
シランを用いた場合でも、８インチ以上の大口径の基板
に均一なシリコンエピタキシャル膜を気相成長させるこ
とができる利点を有してはいるものの、基板面近傍にお
ける気相成長ガスの流れを完全な滞留点流れにするため
に基板を毎分１０００〜１８００回転程度の高速で回転
させなければならず、基板を高速回転させるための回転
機構が複雑になり、相当の強度も必要となる。このた
め、基板を保持するサセプタにも相当の厚さのものを用
いることになり、熱容量が増大することから、基板加熱
用の熱源としてハロゲンランプのような簡便で効率のよ
い熱源を用いることができなかった。したがって、基板
の昇温や降温に長時間を要することになり、また、回転
速度の上げ下げにも長時間を要するため、スループット
が非常に小さいという問題があった。
シランを用いた場合でも、８インチ以上の大口径の基板
に均一なシリコンエピタキシャル膜を気相成長させるこ
とができる利点を有してはいるものの、基板面近傍にお
ける気相成長ガスの流れを完全な滞留点流れにするため
に基板を毎分１０００〜１８００回転程度の高速で回転
させなければならず、基板を高速回転させるための回転
機構が複雑になり、相当の強度も必要となる。このた
め、基板を保持するサセプタにも相当の厚さのものを用
いることになり、熱容量が増大することから、基板加熱
用の熱源としてハロゲンランプのような簡便で効率のよ
い熱源を用いることができなかった。したがって、基板
の昇温や降温に長時間を要することになり、また、回転
速度の上げ下げにも長時間を要するため、スループット
が非常に小さいという問題があった。
【０００５】一方、横型気相成長装置は、図６に示すよ
うに、一端にガス導入部１を、他端にガス排出管２を有
する反応管３の内部に、基板４を保持するサセプタ５を
回転軸６によって回転可能に設けるとともに、反応管３
の外周に基板加熱用のハロゲンランプ７を配設したもの
であって、加熱した基板４を回転させながら基板面に平
行な方向に気相成長ガスを導入することにより、基板面
に気相成長膜を形成するように形成されている。
うに、一端にガス導入部１を、他端にガス排出管２を有
する反応管３の内部に、基板４を保持するサセプタ５を
回転軸６によって回転可能に設けるとともに、反応管３
の外周に基板加熱用のハロゲンランプ７を配設したもの
であって、加熱した基板４を回転させながら基板面に平
行な方向に気相成長ガスを導入することにより、基板面
に気相成長膜を形成するように形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の横型気
相成長装置の場合は、原料としてモノシランを用いる
と、８インチ以上の大口径の基板に均一なシリコンエピ
タキシャル膜を気相成長させることが困難であるという
問題があった。
相成長装置の場合は、原料としてモノシランを用いる
と、８インチ以上の大口径の基板に均一なシリコンエピ
タキシャル膜を気相成長させることが困難であるという
問題があった。
【０００７】すなわち、前記Ｓｉ原子を含むガスの中
で、四塩化ケイ素やトリクロロシラン，ジクロロシラン
は、固相と気相との間でＳｉ原子の移動がある熱平衡に
近い反応であるのに対し、モノシランにおける気相成長
反応は、膜中（固相）に取込まれたＳｉ原子が気相に戻
る逆反応を生じない非平衡反応であるため、基板面上を
流れる気相成長ガス中のモノシランの濃度に大きく影響
を受け、モノシランの濃度が高い部分では気相成長速度
（成膜速度）が高くなり、濃度が低い部分では成膜速度
が低くなる。
で、四塩化ケイ素やトリクロロシラン，ジクロロシラン
は、固相と気相との間でＳｉ原子の移動がある熱平衡に
近い反応であるのに対し、モノシランにおける気相成長
反応は、膜中（固相）に取込まれたＳｉ原子が気相に戻
る逆反応を生じない非平衡反応であるため、基板面上を
流れる気相成長ガス中のモノシランの濃度に大きく影響
を受け、モノシランの濃度が高い部分では気相成長速度
（成膜速度）が高くなり、濃度が低い部分では成膜速度
が低くなる。
【０００８】したがって、図７に実線で示すように、基
板面における成膜速度は、気相成長ガス中のモノシラン
の消費量に応じてガスの流れ方向下流側が低下し、ま
た、図８に示すように、基板Ｐの外周部は、ガスの流れ
方向の距離が短いため、モノシランの消費量が少なくな
り、ガスの流れ方向の距離が長い中央部に比べて基板外
周部の成膜速度が高くなる傾向となる。
板面における成膜速度は、気相成長ガス中のモノシラン
の消費量に応じてガスの流れ方向下流側が低下し、ま
た、図８に示すように、基板Ｐの外周部は、ガスの流れ
方向の距離が短いため、モノシランの消費量が少なくな
り、ガスの流れ方向の距離が長い中央部に比べて基板外
周部の成膜速度が高くなる傾向となる。
【０００９】このため、上述のような成膜速度分布で基
板を回転させた場合、図９に示すように、基板中心部に
比べて基板周辺部の成膜速度が高くなる傾向となり、均
一な厚さのシリコンエピタキシャル膜を形成することが
できなかった。
板を回転させた場合、図９に示すように、基板中心部に
比べて基板周辺部の成膜速度が高くなる傾向となり、均
一な厚さのシリコンエピタキシャル膜を形成することが
できなかった。
【００１０】一方、気相成長反応が熱平衡に近い前記四
塩化ケイ素やトリクロロシラン，ジクロロシランを原料
として用いた場合は、気相成長ガスの原料濃度や流速等
を調節することにより、比較的均一な厚さのシリコンエ
ピタキシャル膜を形成することが可能ではあるが、これ
らの原料の場合は、気相成長温度を１２００℃程度にし
なければならず、１０００℃以下の温度でよいモノシラ
ンに比べて基板を高温に加熱する必要があり、電力消費
量が多くなるだけでなく、加熱・降温に長時間を要する
問題がある。さらに、低温成長であるモノシランを用い
た場合は、不純物の固相拡散を生じないため、急峻なｐ
ｎ接合や濃度勾配を形成する良質なシリコンエピタキシ
ャル成長層が得られるというメリットもある。
塩化ケイ素やトリクロロシラン，ジクロロシランを原料
として用いた場合は、気相成長ガスの原料濃度や流速等
を調節することにより、比較的均一な厚さのシリコンエ
ピタキシャル膜を形成することが可能ではあるが、これ
らの原料の場合は、気相成長温度を１２００℃程度にし
なければならず、１０００℃以下の温度でよいモノシラ
ンに比べて基板を高温に加熱する必要があり、電力消費
量が多くなるだけでなく、加熱・降温に長時間を要する
問題がある。さらに、低温成長であるモノシランを用い
た場合は、不純物の固相拡散を生じないため、急峻なｐ
ｎ接合や濃度勾配を形成する良質なシリコンエピタキシ
ャル成長層が得られるというメリットもある。
【００１１】さらに、シリコンエピタキシャル膜の膜厚
だけでなく、ホスフィン（ＰＨ3 ）やジボラン（Ｂ2 Ｈ
6 ）を用いた不純物ドーピングの均一性は、気相成長ガ
スの流速の影響を受けるため、シリコンエピタキシャル
膜厚を均一にするための条件と、ドーピングを均一にす
るための条件とを合致させることは困難であり、膜厚と
ドーピングとを同時に均一にすることは困難であった。
だけでなく、ホスフィン（ＰＨ3 ）やジボラン（Ｂ2 Ｈ
6 ）を用いた不純物ドーピングの均一性は、気相成長ガ
スの流速の影響を受けるため、シリコンエピタキシャル
膜厚を均一にするための条件と、ドーピングを均一にす
るための条件とを合致させることは困難であり、膜厚と
ドーピングとを同時に均一にすることは困難であった。
【００１２】そこで本発明は、横型気相成長装置でモノ
シランを原料として用いた場合でも、８インチ以上の大
口径の基板に均一な気相成長膜を形成することができる
気相成長方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
シランを原料として用いた場合でも、８インチ以上の大
口径の基板に均一な気相成長膜を形成することができる
気相成長方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の気相成長方法は、所定速度で回転する基板
面に対して平行な方向に気相成長ガスを導入し、該基板
面に気相成長膜を形成する気相成長方法において、前記
基板面における気相成長速度を制御する制御ガスを、前
記気相成長ガスの流速以下の流速で基板の外周部に向け
て導入することを特徴とするもので、特に、前記気相成
長ガスがモノシランであること、また、前記気相成長ガ
ス中にドーピングガスを含むことを特徴とし、さらに、
前記制御ガスが、塩化水素，臭化水素，塩素，三フッ化
塩素等のエッチングガスを含むガスであることを特徴と
している。
め、本発明の気相成長方法は、所定速度で回転する基板
面に対して平行な方向に気相成長ガスを導入し、該基板
面に気相成長膜を形成する気相成長方法において、前記
基板面における気相成長速度を制御する制御ガスを、前
記気相成長ガスの流速以下の流速で基板の外周部に向け
て導入することを特徴とするもので、特に、前記気相成
長ガスがモノシランであること、また、前記気相成長ガ
ス中にドーピングガスを含むことを特徴とし、さらに、
前記制御ガスが、塩化水素，臭化水素，塩素，三フッ化
塩素等のエッチングガスを含むガスであることを特徴と
している。
【００１４】また、本発明の気相成長装置は、基板の回
転手段を有する反応管内に、基板面に対して平行な方向
に気相成長ガスを導入し、該基板面に気相成長膜を形成
する気相成長装置において、前記気相成長ガスを導入す
る気相成長ガス導入経路と、基板面における気相成長速
度を制御する制御ガスを基板の外周部に導入する制御ガ
ス導入経路とを設けるとともに、該両経路の終端部に、
基板に向けて供給するガス流れを整流する整流部材を設
けたことを特徴とし、さらに、前記整流部材が、多数の
微細通孔を有する多孔板であること、前記制御ガス導入
経路が、前記基板面の外周部所定位置に向けて制御ガス
を吹付けるノズルを備えていることを特徴としている。
転手段を有する反応管内に、基板面に対して平行な方向
に気相成長ガスを導入し、該基板面に気相成長膜を形成
する気相成長装置において、前記気相成長ガスを導入す
る気相成長ガス導入経路と、基板面における気相成長速
度を制御する制御ガスを基板の外周部に導入する制御ガ
ス導入経路とを設けるとともに、該両経路の終端部に、
基板に向けて供給するガス流れを整流する整流部材を設
けたことを特徴とし、さらに、前記整流部材が、多数の
微細通孔を有する多孔板であること、前記制御ガス導入
経路が、前記基板面の外周部所定位置に向けて制御ガス
を吹付けるノズルを備えていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
さらに詳細に説明する。図１は、本発明の気相成長装置
の一例を示す要部の断面図であって、前記同様の横型気
相成長装置である。この横型気相成長装置は、一端にガ
ス導入部１１を、他端にガス排出管１２を有する反応管
１３の内部に、基板１４を保持するサセプタ１５を回転
軸１６によって回転可能に設けるとともに、反応管１３
の外周に基板加熱用のハロゲンランプ１７を配設したも
のである。前記ガス導入部１１は、水平方向の仕切板１
８により、上部側の気相成長ガス導入経路１１ａと、下
部側の制御ガス導入経路１１ｂとに区画されており、気
相成長ガス導入経路１１ａにはモノシラン等の気相成長
原料を含む気相成長ガスが、基板側の制御ガス導入経路
１１ｂには気相成長速度を制御する制御ガスが、それぞ
れ基板面に対して平行な方向に導入される。
さらに詳細に説明する。図１は、本発明の気相成長装置
の一例を示す要部の断面図であって、前記同様の横型気
相成長装置である。この横型気相成長装置は、一端にガ
ス導入部１１を、他端にガス排出管１２を有する反応管
１３の内部に、基板１４を保持するサセプタ１５を回転
軸１６によって回転可能に設けるとともに、反応管１３
の外周に基板加熱用のハロゲンランプ１７を配設したも
のである。前記ガス導入部１１は、水平方向の仕切板１
８により、上部側の気相成長ガス導入経路１１ａと、下
部側の制御ガス導入経路１１ｂとに区画されており、気
相成長ガス導入経路１１ａにはモノシラン等の気相成長
原料を含む気相成長ガスが、基板側の制御ガス導入経路
１１ｂには気相成長速度を制御する制御ガスが、それぞ
れ基板面に対して平行な方向に導入される。
【００１６】さらに、各導入経路１１ａ，１１ｂの終端
部には、ガスの流れを均一化して層流状態にするための
多数の微細通孔を有する多孔板１９が設けられており、
各導入経路１１ａ，１１ｂから導入されるガスは、それ
ぞれ独立した流量制御手段（図示せず）で所定の流量に
調節され、制御ガスは、気相成長ガスに比べて低い速度
で反応管１３内に導入される。
部には、ガスの流れを均一化して層流状態にするための
多数の微細通孔を有する多孔板１９が設けられており、
各導入経路１１ａ，１１ｂから導入されるガスは、それ
ぞれ独立した流量制御手段（図示せず）で所定の流量に
調節され、制御ガスは、気相成長ガスに比べて低い速度
で反応管１３内に導入される。
【００１７】また、制御ガス導入経路１１ｂは、気相成
長ガス導入経路１１ａに比べて小さく形成されており、
制御ガス導入経路１１ｂから導入される制御ガスを基板
１４の特定の位置にのみ導入できるように、その位置や
流路断面形状が設定されている。
長ガス導入経路１１ａに比べて小さく形成されており、
制御ガス導入経路１１ｂから導入される制御ガスを基板
１４の特定の位置にのみ導入できるように、その位置や
流路断面形状が設定されている。
【００１８】このように形成することにより、基板面に
おける気相成長速度を制御する制御ガスを、基板１４の
外周部、本形態例の場合は、制御ガス導入経路１１ｂの
出口部となる制御ガス導入部近傍の基板外周部、すなわ
ち、ガスの流れに対して最上流部となる部分に向けて導
入することが可能となる。
おける気相成長速度を制御する制御ガスを、基板１４の
外周部、本形態例の場合は、制御ガス導入経路１１ｂの
出口部となる制御ガス導入部近傍の基板外周部、すなわ
ち、ガスの流れに対して最上流部となる部分に向けて導
入することが可能となる。
【００１９】上記気相成長ガスとしては、目的とする気
相成長膜の種類に応じた原料を水素等の反応に寄与しな
い希釈ガスで希釈したガスを使用することができるが、
シリコンエピタキシャル膜を形成する場合には、低温で
良質な膜を形成することができるモノシランを原料とし
て用いることが好ましい。
相成長膜の種類に応じた原料を水素等の反応に寄与しな
い希釈ガスで希釈したガスを使用することができるが、
シリコンエピタキシャル膜を形成する場合には、低温で
良質な膜を形成することができるモノシランを原料とし
て用いることが好ましい。
【００２０】また、前記制御ガスには、基板面における
気相成長速度を制御することができるガスならば各種の
ものを用いることができる。例えば、気相成長反応に全
く寄与しない水素、アルゴン，窒素等を用いることによ
り、基板面に到達する原料濃度を制御して成膜速度を均
一化することができる。特に、制御ガスとして塩化水
素，臭化水素，塩素，三フッ化塩素等のエッチングガス
を含むガス、すなわち、これらのエッチングガスを前記
気相成長反応に全く寄与しない水素、アルゴン，窒素等
で適当な濃度に希釈したガスを用いることにより、制御
ガス導入部近傍における成膜速度を確実に制御すること
ができ、各ガスの流速設定範囲等をさらに広くすること
が可能となる。
気相成長速度を制御することができるガスならば各種の
ものを用いることができる。例えば、気相成長反応に全
く寄与しない水素、アルゴン，窒素等を用いることによ
り、基板面に到達する原料濃度を制御して成膜速度を均
一化することができる。特に、制御ガスとして塩化水
素，臭化水素，塩素，三フッ化塩素等のエッチングガス
を含むガス、すなわち、これらのエッチングガスを前記
気相成長反応に全く寄与しない水素、アルゴン，窒素等
で適当な濃度に希釈したガスを用いることにより、制御
ガス導入部近傍における成膜速度を確実に制御すること
ができ、各ガスの流速設定範囲等をさらに広くすること
が可能となる。
【００２１】これにより、不純物ドーピングに適したガ
ス流速を選定しても、均一なシリコンエピタキシャル膜
を形成することが可能となる。しかも、制御ガスとして
用いる塩化水素等のエッチングガスは、そのまま反応管
内のクリーニングガスとしても用いることができる。
ス流速を選定しても、均一なシリコンエピタキシャル膜
を形成することが可能となる。しかも、制御ガスとして
用いる塩化水素等のエッチングガスは、そのまま反応管
内のクリーニングガスとしても用いることができる。
【００２２】このとき、制御ガスの流速が気相成長ガス
の流速に比べて低くないと、気相成長ガスが十分に基板
面に到達せず、気相中で熱分解反応を生じてしまうた
め、成膜効率が大幅に低下することになる。気相成長ガ
スと制御ガスとの流速比は、基板の大きさや気相成長ガ
スの流速等の条件によって異なるが、通常は、気相成長
ガスの流速に対する制御ガスの流速を１／１〜１／４の
範囲、特に、１／２程度に設定することが好ましい。ま
た、制御ガスの流量も、多すぎると基板全体における気
相成長を阻害することになるので、必要最低限の流量に
設定することが好ましい。
の流速に比べて低くないと、気相成長ガスが十分に基板
面に到達せず、気相中で熱分解反応を生じてしまうた
め、成膜効率が大幅に低下することになる。気相成長ガ
スと制御ガスとの流速比は、基板の大きさや気相成長ガ
スの流速等の条件によって異なるが、通常は、気相成長
ガスの流速に対する制御ガスの流速を１／１〜１／４の
範囲、特に、１／２程度に設定することが好ましい。ま
た、制御ガスの流量も、多すぎると基板全体における気
相成長を阻害することになるので、必要最低限の流量に
設定することが好ましい。
【００２３】このように、気相成長ガスの流れの基板側
に制御ガスを導入することにより、図７に破線で示すよ
うに、基板面におけるガス流れの上流側の成膜速度を抑
えることができるとともに、この部分における原料の消
費量が少なくなるので、図９における基板中央部の成膜
速度も増大させることができる。したがって、気相成長
ガス中の原料濃度や流速、制御ガスの成分や流速，基板
の回転速度等を調節することにより、前述の基板中央部
と基板周辺部との成膜速度差を解消することができる。
に制御ガスを導入することにより、図７に破線で示すよ
うに、基板面におけるガス流れの上流側の成膜速度を抑
えることができるとともに、この部分における原料の消
費量が少なくなるので、図９における基板中央部の成膜
速度も増大させることができる。したがって、気相成長
ガス中の原料濃度や流速、制御ガスの成分や流速，基板
の回転速度等を調節することにより、前述の基板中央部
と基板周辺部との成膜速度差を解消することができる。
【００２４】なお、制御ガスは、基板の特定の位置にお
ける成膜速度を抑制するために導入するものであり、基
板側に希釈ガスを導入して希釈ガス中に気相成長ガスを
拡散させることにより成膜速度の均一化を図る従来法と
は基本的に異なるものである。例えば、従来の拡散法で
モノシランを原料として気相成長を行う場合は、気相成
長ガスと希釈ガスとの流量比や流速比等を厳密に調節し
たときのみにしか、所望の均一なシリコンエピタキシャ
ル膜を得ることができないため、条件設定が面倒で、不
純物ドーピングとの適合も困難であった。一方、本発明
は、基板の特定の位置における成膜速度を制御ガスで抑
制するようにしたので、気相成長ガスの流速の自由度が
広がり、シリコンエピタキシャル膜の膜厚の均一化と不
純物ドーピングの均一化とを容易に達成することができ
る。
ける成膜速度を抑制するために導入するものであり、基
板側に希釈ガスを導入して希釈ガス中に気相成長ガスを
拡散させることにより成膜速度の均一化を図る従来法と
は基本的に異なるものである。例えば、従来の拡散法で
モノシランを原料として気相成長を行う場合は、気相成
長ガスと希釈ガスとの流量比や流速比等を厳密に調節し
たときのみにしか、所望の均一なシリコンエピタキシャ
ル膜を得ることができないため、条件設定が面倒で、不
純物ドーピングとの適合も困難であった。一方、本発明
は、基板の特定の位置における成膜速度を制御ガスで抑
制するようにしたので、気相成長ガスの流速の自由度が
広がり、シリコンエピタキシャル膜の膜厚の均一化と不
純物ドーピングの均一化とを容易に達成することができ
る。
【００２５】さらに、横型で気相成長ガスを基板面と平
行に流すため、基板の回転速度を毎分２０回転程度にす
ることができるため、サセプタの回転機構を簡略化で
き、また、基板の加熱に効率のよいハロゲンランプを用
いることができるので、装置コストの低減や電力消費の
削減も図れる。
行に流すため、基板の回転速度を毎分２０回転程度にす
ることができるため、サセプタの回転機構を簡略化で
き、また、基板の加熱に効率のよいハロゲンランプを用
いることができるので、装置コストの低減や電力消費の
削減も図れる。
【００２６】図２は、本発明の他の形態例を示す要部の
平面図である。なお、前記図１に示すものと同一要素の
ものには同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
平面図である。なお、前記図１に示すものと同一要素の
ものには同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
【００２７】本形態例では、ガス導入部１１内を垂直方
向の２枚の仕切板２１，２１で３流路に区画し、中央部
を気相成長ガス導入経路１１ａ、両側を制御ガス導入経
路１１ｂとしている。
向の２枚の仕切板２１，２１で３流路に区画し、中央部
を気相成長ガス導入経路１１ａ、両側を制御ガス導入経
路１１ｂとしている。
【００２８】これにより、反応管１３の両内壁に沿って
制御ガスを流すことができ、基板１４の外周部に向けて
制御ガスを導入することができるので、基板外周部の成
膜速度を抑えることが可能となり、図９に示す基板中心
部と基板周辺部との成膜速度の差を小さくすることがで
きる。
制御ガスを流すことができ、基板１４の外周部に向けて
制御ガスを導入することができるので、基板外周部の成
膜速度を抑えることが可能となり、図９に示す基板中心
部と基板周辺部との成膜速度の差を小さくすることがで
きる。
【００２９】また、図３及び図４は、図１と同様に形成
した装置において、ガス導入部１１からの制御ガスの導
入を、先端に幅広のノズル２２を設けた制御ガス導入経
路１１ｂにより行うようにしたものである。このノズル
２２は、制御ガスを吹付ける部分の面積に応じてノズル
幅等の形状を適宜に設定することにより、基板１４の所
望の位置に直接制御ガスを吹付けることができる。
した装置において、ガス導入部１１からの制御ガスの導
入を、先端に幅広のノズル２２を設けた制御ガス導入経
路１１ｂにより行うようにしたものである。このノズル
２２は、制御ガスを吹付ける部分の面積に応じてノズル
幅等の形状を適宜に設定することにより、基板１４の所
望の位置に直接制御ガスを吹付けることができる。
【００３０】これにより、極少量の制御ガスで基板１４
の特定の位置における成膜速度を制御することが可能と
なり、例えば、基板の径等に応じて気相成長ガスの流れ
に対する最上流部や基板周辺部に集中的に制御ガスを吹
付けることにより、効率よくかつ確実に成膜速度を制御
することができる。
の特定の位置における成膜速度を制御することが可能と
なり、例えば、基板の径等に応じて気相成長ガスの流れ
に対する最上流部や基板周辺部に集中的に制御ガスを吹
付けることにより、効率よくかつ確実に成膜速度を制御
することができる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を説明す
る。 実施例１ 図１に示す構成の気相成長装置を使用し、表１に示す条
件にて８インチ（直径２０ｃｍ）のシリコン基板上にシ
リコンエピタキシャル膜を形成した。得られたシリコン
エピタキシャル膜の膜厚を測定し、成膜速度を求めた。
その結果を図５に黒丸を付した線で示す。なお、膜厚
は、赤外吸収法で測定した。
る。 実施例１ 図１に示す構成の気相成長装置を使用し、表１に示す条
件にて８インチ（直径２０ｃｍ）のシリコン基板上にシ
リコンエピタキシャル膜を形成した。得られたシリコン
エピタキシャル膜の膜厚を測定し、成膜速度を求めた。
その結果を図５に黒丸を付した線で示す。なお、膜厚
は、赤外吸収法で測定した。
【００３２】
【表１】
【００３３】実施例２ 図３に示す構成の気相成長装置を使用し、表２に示す条
件にて８インチのシリコン基板上にシリコンエピタキシ
ャル膜を形成した。得られたシリコンエピタキシャル膜
の成膜速度を同様にして求めた結果を図５に黒三角を付
した線で示す。
件にて８インチのシリコン基板上にシリコンエピタキシ
ャル膜を形成した。得られたシリコンエピタキシャル膜
の成膜速度を同様にして求めた結果を図５に黒三角を付
した線で示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】比較例 図６に示す構成の従来の気相成長装置を使用し、表３に
示す条件にて８インチのシリコン基板上にシリコンエピ
タキシャル膜を形成した。得られたシリコンエピタキシ
ャル膜の成膜速度を同様にして求めた結果を図５にバツ
印を付した線で示す。
示す条件にて８インチのシリコン基板上にシリコンエピ
タキシャル膜を形成した。得られたシリコンエピタキシ
ャル膜の成膜速度を同様にして求めた結果を図５にバツ
印を付した線で示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横型気相成長装置を用いてモノシランを原料とした場合
でも、８インチ以上の基板面全体における成膜速度を均
一化することができるので、均一で良質なシリコンエピ
タキシャル膜を容易に形成することができる。
横型気相成長装置を用いてモノシランを原料とした場合
でも、８インチ以上の基板面全体における成膜速度を均
一化することができるので、均一で良質なシリコンエピ
タキシャル膜を容易に形成することができる。
【００３８】これにより、従来より低温での気相成長が
可能となり、基板の回転速度も低くできるので、スルー
プットを大きくすることができ、シリコンエピタキシャ
ル膜の生産性を大幅に向上させることができる。また、
従来に比べてガス流速等の条件範囲が広くなるので、不
純物ドーピングの均一性も得られる。
可能となり、基板の回転速度も低くできるので、スルー
プットを大きくすることができ、シリコンエピタキシャ
ル膜の生産性を大幅に向上させることができる。また、
従来に比べてガス流速等の条件範囲が広くなるので、不
純物ドーピングの均一性も得られる。
【図１】 本発明の気相成長装置の一形態例を示す要部
の断面図である。
の断面図である。
【図２】 他の形態例を示す要部の断面平面図である。
【図３】 さらに他の形態例を示す要部の断面図であ
る。
る。
【図４】 同じく要部の平面図である。
【図５】 実施例及び比較例における基板中心からの距
離と成膜速度との関係を示す図である。
離と成膜速度との関係を示す図である。
【図６】 従来の気相成長装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図７】 ガスの流れ方向と成膜速度の関係を示す図で
ある。
ある。
【図８】 基板面におけるガスの流れ方向の距離の差を
説明するための平面図である。
説明するための平面図である。
【図９】 回転する基板面における基板中心からの距離
と成膜速度との関係を示す図である。
と成膜速度との関係を示す図である。
１１…ガス導入部、１１ａ…気相成長ガス導入経路、１
１ｂ…制御ガス導入経路、１２…ガス排出管、１３…反
応管、１４…基板、１５…サセプタ、１６…回転軸、１
７…ハロゲンランプ、１８…仕切板、１９…多孔板、２
１…仕切板、２２…ノズル
１ｂ…制御ガス導入経路、１２…ガス排出管、１３…反
応管、１４…基板、１５…サセプタ、１６…回転軸、１
７…ハロゲンランプ、１８…仕切板、１９…多孔板、２
１…仕切板、２２…ノズル
Claims (7)
- 【請求項１】 所定速度で回転する基板面に対して平行
な方向に気相成長ガスを導入し、該基板面に気相成長膜
を形成する気相成長方法において、前記基板面における
気相成長速度を制御する制御ガスを、前記気相成長ガス
の流速以下の流速で基板の外周部に向けて導入すること
を特徴とする気相成長方法。 - 【請求項２】 前記気相成長ガスが、モノシランである
ことを特徴とする請求項１記載の気相成長方法。 - 【請求項３】 前記気相成長ガスが、ドーピングガスを
含むことを特徴とする請求項１又は２記載の気相成長方
法。 - 【請求項４】 前記制御ガスが、塩化水素，臭化水素，
塩素，三フッ化塩素等のエッチングガスを含むガスであ
ることを特徴とする請求項１記載の気相成長方法。 - 【請求項５】 基板の回転手段を有する反応管内に、基
板面に対して平行な方向に気相成長ガスを導入し、該基
板面に気相成長膜を形成する気相成長装置において、前
記気相成長ガスを導入する気相成長ガス導入経路と、基
板面における気相成長速度を制御する制御ガスを基板の
外周部に導入する制御ガス導入経路とを設けるととも
に、該両経路の終端部に、基板に向けて供給するガス流
れを整流する整流部材を設けたことを特徴とする気相成
長装置。 - 【請求項６】 前記整流部材は、多数の微細通孔を有す
る多孔板であることを特徴とする請求項５記載の気相成
長装置。 - 【請求項７】 前記制御ガス導入経路は、前記基板面の
外周部所定位置に向けて制御ガスを吹付けるノズルを備
えていることを特徴とする請求項５記載の気相成長装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18761096A JP3517808B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 気相成長方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18761096A JP3517808B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 気相成長方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032169A true JPH1032169A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3517808B2 JP3517808B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=16209127
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18761096A Expired - Fee Related JP3517808B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 気相成長方法及び装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3517808B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8277561B2 (en) | 2008-04-18 | 2012-10-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Chemical vapor deposition apparatus |
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| US9134303B1 (en) | 1998-08-25 | 2015-09-15 | Alere Scarborough, Inc. | ICT immunoassay for Legionella pneumophila serogroup 1 antigen employing affinity purified antibodies thereto |
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| US9310369B2 (en) | 1998-09-18 | 2016-04-12 | Alere Scarborough, Inc. | Process and materials for the rapid detection of Streptococcus pneumoniae employing purified antigen-specific antibodies |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18761096A patent/JP3517808B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3517808B2 (ja) | 2004-04-12 |
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