JPS58145697A - Epitaxial silicon producer - Google Patents

Epitaxial silicon producer

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JPS58145697A
JPS58145697A JP2459182A JP2459182A JPS58145697A JP S58145697 A JPS58145697 A JP S58145697A JP 2459182 A JP2459182 A JP 2459182A JP 2459182 A JP2459182 A JP 2459182A JP S58145697 A JPS58145697 A JP S58145697A
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JP
Japan
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silicon
purity
epitaxial silicon
epitaxial
temperature region
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JP2459182A
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Inventor
Atsushi Yusa
遊佐 厚
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth

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Abstract

PURPOSE:On the vapor-phase deposition of epitaxial silicon, a high-temperature zone and a low-temperature zone are provided along the direction of the feed gas stream in the reaction furnace and high-purity Si is placed in the former, while the base plate is in the latter, to facilitate the formation of high-purity epitaxial silicon. CONSTITUTION:A susceptor 5 of graphite coated with SiC is placed in the quartz reaction furnace 1 so that it makes an angle theta to the stream of the raw material gas in a range from 0 deg. to 10 deg.. The inside of the reaction furnace 1 is divided into the low-temperature zone Z1 and the high-temperature zone Z2 and high- frequency heating coils 6, 6' are adjusted so that the temperature in Z1 is 50- 100 deg.C lower than that in Z2. Further, the base plates 7 for epitaxial silicon are placed in Z1 zone, while high-purity silicon 8 is in Z2 zone. A mixed gas of SiCl4, H2, and HCl is fed from the system 2 through valve 4 and they flow contacting with the high-purity silicon 8 to reach the base plate 7 as high-purity SiCl4 and SiCl2 and deposit on the surface as a thin layer of high-purity epitaxial silicon.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ハロゲン化ケイ素を原料ガスとするエピタ
キシャルシリコン製造装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an epitaxial silicon manufacturing apparatus using silicon halide as a raw material gas.

一般ニ、エピタキシャルシリコンは、シリコン基板上に
化学気相析出法によって、数μ〜数十μの厚さで形成さ
れるものであり、半導体素子、例えばXCj、LSI、
個別半導体素子などの基板材料として主に用いられてい
る。特に、高耐圧大電力容量のSOR素子や静電誘導ト
ランジスタ素子には、エピタキシャルシリコンが必要不
可欠であり、しかも、その純度は出来るだけ高いものが
望まれている。
In general, epitaxial silicon is formed on a silicon substrate by chemical vapor deposition to a thickness of several microns to several tens of microns, and is used for semiconductor devices such as XCJ, LSI,
It is mainly used as a substrate material for individual semiconductor devices. In particular, epitaxial silicon is indispensable for SOR elements and electrostatic induction transistor elements with high breakdown voltage and large power capacity, and it is desired that its purity be as high as possible.

エピタキシャルシリコンを形成するため、通常用いられ
ている原料ガスを大別すると、水素化ケイ素とハロゲン
化ケイ素の二種類がある。
Raw material gases commonly used to form epitaxial silicon can be roughly divided into two types: silicon hydride and silicon halide.

前者は、もっばらモノシラン(SiH4)で、常温でガ
ス状であることと、精製純化が容易なことなどの理由で
、よく用いられている。しかし、低温で気相分解が発生
し、析出したシリコンがエピタキシャル成長表面に落下
するなどして、高品質のエピタキシャルシリコンが得が
たいという欠点もある。一方、後者には、四塩化ケイ素
(Si(4)、ジクロロシラン(Si馬CJ4 )、ト
リクロロシラン(日1HOA ) 、四臭化ケイ素(5
iBr、 )  などがあり、これらの原料ガスは、分
解温度が高いため、モノシランのように気相で分解する
ことも少なく、結晶学的に良質なエピタキシャルシリコ
ンを得ることができる。しかし、原料ガスの精製が、現
在、技術的な限界に達しているため、純度の点では、モ
ノシランを原料ガスとしたエピタキシャルシリコンより
、やや劣っている。
The former is mostly monosilane (SiH4), which is often used because it is gaseous at room temperature and is easy to purify. However, it also has the disadvantage that it is difficult to obtain high-quality epitaxial silicon because vapor phase decomposition occurs at low temperatures and the precipitated silicon falls onto the epitaxial growth surface. On the other hand, the latter includes silicon tetrachloride (Si(4)), dichlorosilane (Si CJ4), trichlorosilane (1HOA), silicon tetrabromide (5
Since these raw material gases have high decomposition temperatures, they are less likely to be decomposed in the gas phase like monosilane, and epitaxial silicon of good crystallographic quality can be obtained. However, the purification of the raw material gas has now reached its technical limit, so in terms of purity, it is slightly inferior to epitaxial silicon using monosilane as the raw material gas.

ところで、従来のノ・ロゲン化ケイ素を原料ガスとする
エピタキシャルシリコン製造装置は、屯 殆んど、ICや小婁力容量の個別半導体素子用の低不純
物濃度エピタキシャルシリコンを製造する目的に作られ
ているので、高純度エピタキシャルシリコンの製造には
適していない。その理由としては、まず製造装置自体に
問題がある。
By the way, most of the conventional epitaxial silicon manufacturing equipment using silicon nitride as a raw material gas are designed for the purpose of manufacturing low impurity concentration epitaxial silicon for ICs and individual semiconductor devices with small capacitance. Therefore, it is not suitable for manufacturing high-purity epitaxial silicon. The reason for this is that there is a problem with the manufacturing equipment itself.

すなわち、例えば、四塩化ケイ素を用いた場合、エピタ
キシャルシリコンの成長中、四塩化ケイ素が、シリコン
基板を保持しているサセプターの形成材料(グラファイ
トが通常用いられている。)中の不純物と反応し、不純
物を気相に飛び出させ、その不純物がエピタキシャルシ
リコン内に取り込まれて純度を低下させてしまうという
問題点がある。また、他の理由は、原料ガスの問題であ
る。すなわち、ノ・ロゲン化ケイ素は、腐蝕性の強いノ
・ロゲン元素を含むから、容器、配管、装置等の腐蝕に
よる汚染が避けられないからである。
That is, for example, when silicon tetrachloride is used, during the growth of epitaxial silicon, silicon tetrachloride reacts with impurities in the forming material (graphite is usually used) of the susceptor that holds the silicon substrate. However, there is a problem in that impurities are ejected into the gas phase, and the impurities are incorporated into the epitaxial silicon, reducing its purity. Another reason is the problem of raw material gas. That is, since silicon chloride contains a strongly corrosive chlorogen element, contamination of containers, piping, equipment, etc. due to corrosion is unavoidable.

したがって、従来の装置を用いる限り、エピタキシャル
シリコンの純度には限界がある。エピタキシャルシリコ
ンの純度を、その抵抗率であられした場合、抵抗率が高
い程純度は高いが、従来装置を用いた場合は、100Ω
(m〜500Ω閤が限界である。しかるに、最近のデバ
イスや静電誘導トランジスターにおいては、抵抗率が1
000Ωrm以上のものが必要とされるため、従来装置
では、この要求を満たすことは困難である。
Therefore, as long as conventional equipment is used, there is a limit to the purity of epitaxial silicon. If the purity of epitaxial silicon is expressed by its resistivity, the higher the resistivity, the higher the purity, but when using conventional equipment, the purity is 100Ω.
(The limit is m ~ 500 Ω. However, in recent devices and static induction transistors, the resistivity is 1
Since a resistance of 000 Ωrm or more is required, it is difficult for conventional devices to meet this requirement.

本願発明は、かかる要求を満たすべくなされたもので、
エピタキシャル反応炉内に、原料ガスの流れ方向の上流
側に、低温領域より50〜100℃高い高温領域を、下
流側にエピタキシャル成長温度の低温領域を形成し、前
記高温領域には高純度シリコンを、前記低温領域にはエ
ピタキシャルシリコン基板を配置して、同一反応炉内で
、原料ガスの純化と、エピタキシャル成長を行わせ、高
純度エピタキシャルシリコンの製造を容易に行える如く
構成した、)・ロゲン′化ケイ素を原料ガスとするエピ
タキシャルシリコン製造装置を提供することを目的とす
るものである。
The present invention was made to meet such requirements,
In the epitaxial reactor, a high temperature region 50 to 100° C. higher than the low temperature region is formed on the upstream side in the flow direction of the raw material gas, and a low temperature region with an epitaxial growth temperature is formed on the downstream side, and high purity silicon is placed in the high temperature region. An epitaxial silicon substrate is placed in the low-temperature region, and the raw material gas is purified and epitaxially grown in the same reactor, so that high-purity epitaxial silicon can be easily manufactured. The object of the present invention is to provide an epitaxial silicon manufacturing apparatus using as a raw material gas.

以下、実施例に基づき本願発明の詳細な説明する。エピ
タキシャル製造装置を構造上分類すると、横型炉、デス
ク形炉、バレル形炉の3種類があるが、本願発明に係る
製造装置は、構造上このいずれにも適用できる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples. When epitaxial manufacturing equipment is classified based on its structure, there are three types: a horizontal furnace, a desk-shaped furnace, and a barrel-shaped furnace, and the manufacturing equipment according to the present invention can be structurally applied to any of these types.

第1図は、本願発明を横型炉に適用した横型エピタキシ
ャルシリコン製造装置の一実施例を示すものである。第
1図において、1はエピタキシャル成長をさせるための
反応炉で、石英などの材質で形成されており、入口はノ
くルプ4を介して原料ガス供給システム2に、また、出
口は排気用ポンプ3に接続されている。′反応炉1の断
面形状は、円形又は短形のいずれでもよい。
FIG. 1 shows an embodiment of a horizontal epitaxial silicon manufacturing apparatus in which the present invention is applied to a horizontal furnace. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reactor for epitaxial growth, which is made of a material such as quartz.The inlet is connected to a raw material gas supply system 2 via a nozzle 4, and the outlet is connected to an exhaust pump 3. It is connected to the. 'The cross-sectional shape of the reactor 1 may be either circular or rectangular.

また、二重管にすることによって、管壁を水又はガスで
冷却することができる。5.はシリコン基板を保持する
サセプターで、汚染防止のために炭化ケイ素(SiO)
をコートした長方形のグラファイト板で形成されており
、ガスの流れに対して、傾斜角θ=0〜16°の範囲で
反応炉内に設置されている。サセプター5は、反応炉1
の外周に配置した高周波加熱用の2個のワークコイル6
.6′によって、所定温度まで加熱される。この際、サ
セプター5上のガス流の風上側の前半領域z2が、風下
側の後半領域z1よりも50〜100℃高い所定温度で
加熱されるように、ワークコイル6.6′に接続される
高周波加熱発振器のパワーを、それぞれ調節する。もし
同一の発振器を用いて加熱する場合は、領域2゜と領域
2!において、上記の温度差が生ずるように、ワークコ
イル6.6′の巻き数を、予め調節しておく。7はエピ
タキシャルシリコン基板で8は原料ガス純化用高純度シ
リコンであり、第1図に示すように、それぞれ、サセプ
ター5の低温領域Z、と高温領域り上に配置される。す
なわち、原料ガス純化用高純度シリコン8を、ガスの流
れに対し、シリコン基板7より風上に、しかも、エピタ
キシャル成長温度(1200℃)よりも50〜100℃
高くなるサセプター5上の高温領域z2に配置するもの
である。
Furthermore, by using a double tube, the tube wall can be cooled with water or gas. 5. is a susceptor that holds a silicon substrate, and is made of silicon carbide (SiO) to prevent contamination.
The reactor is made of a rectangular graphite plate coated with a graphite plate, and is installed in the reactor at an angle of inclination θ in the range of 0 to 16° with respect to the gas flow. The susceptor 5 is the reactor 1
Two work coils 6 for high frequency heating arranged around the outer circumference of the
.. 6', it is heated to a predetermined temperature. At this time, the work coil 6.6' is connected to the work coil 6.6' so that the first half region z2 on the windward side of the gas flow on the susceptor 5 is heated at a predetermined temperature 50 to 100° C. higher than the second half region z1 on the leeward side. Adjust the power of each high frequency heating oscillator. If the same oscillator is used for heating, the area 2° and the area 2! In this case, the number of turns of the work coil 6, 6' is adjusted in advance so that the above temperature difference occurs. 7 is an epitaxial silicon substrate, and 8 is high-purity silicon for source gas purification, and as shown in FIG. 1, these are arranged above the low temperature region Z and high temperature region of the susceptor 5, respectively. That is, the high-purity silicon 8 for source gas purification is placed upwind of the silicon substrate 7 with respect to the gas flow, and at a temperature of 50 to 100°C higher than the epitaxial growth temperature (1200°C).
It is placed in the high temperature region z2 on the susceptor 5, which becomes higher.

原料ガスは、この実施例では、水素(為〕、四塩化ケイ
素(5iO−& )  %塩化水素(Hal )の混合
ガスが用いられており、原料ガス供給システム2から供
給される。四塩化ケイ素ガスは、気化器9内に収容され
ている液状の四塩化ケイ素に、水素ボンベ10から流量
計12を介して水素ガスを導入してバブリングを起させ
、水素を結合した状態で四塩化ケイ素を気化させること
により得られる。この気化状態は、流量計12を調整す
ることにより変えることができる。このようにして得ら
れた四塩化ケイ素ガスは、水素ボンベ10からパルプ及
び流量計12′を介して供給される水素ガスで希釈され
て、反応炉1に供給される。また、塩化水素は、ボンベ
11からパルプ及び流量計12’を介して、反応炉1に
供給される。
In this example, the raw material gas is a mixed gas of hydrogen, silicon tetrachloride (5iO- & )% hydrogen chloride (Hal), and is supplied from the raw material gas supply system 2.Silicon tetrachloride For the gas, hydrogen gas is introduced from a hydrogen cylinder 10 through a flow meter 12 into liquid silicon tetrachloride stored in a vaporizer 9 to cause bubbling, and silicon tetrachloride is combined with hydrogen. This vaporization state can be changed by adjusting the flow meter 12. The silicon tetrachloride gas thus obtained is passed from the hydrogen cylinder 10 to the pulp and through the flow meter 12'. The hydrogen chloride is diluted with hydrogen gas supplied by the reactor 1 and supplied to the reactor 1. Hydrogen chloride is also supplied to the reactor 1 from the cylinder 11 via the pulp and the flow meter 12'.

次に、上記の如く構成したエピタキシャルシリコン製造
装置の反応炉1内において、高純度エピタキシャルシリ
コンが得られる反応のメカニズムについて説明する。水
素ガスで希釈された四塩化ケイ素(SiOA)ガスが反
応炉1に入り、サセプター5上の高純度シリコン8を配
置した高温領域2!に達すると、ここにおいて、SiO
&+ H,−−→5iOJ!、 + 2HOffl −
−−−−−−filSi + 4HOg−−→SiO,
& + Hz  −一−−−−−−−(21Si + 
SiOA−一→28104 −−−−−−−−−−−−
 f31の反応が生ずる。ここにおいて、反応(1)は
、四塩化ケイ素(EIiO,A )の一部分が分解し、
二塩化ケイ素(810^ )と塩化水素(Hcp3 )
とが生ずる反応で、高温ではあまり起らない反応である
。一方、反応(21、fi+は、より高温で起りゃすい
反応である。このため、高温領域z2のサセプター5上
におかれた高純度シリコン8は、四塩化ケイ素や塩化水
素と反応し、二塩化ケイ素として気相に持ち去られてし
ま5゜したがって、高温領域z2を通過した原料ガスの
組成は、未反応の四塩化ケイ素(SiOA)、二塩化ケ
イ素(810爲)、水素(Hz)、塩化水素(HOi 
)となる。
Next, a reaction mechanism for obtaining high-purity epitaxial silicon in the reactor 1 of the epitaxial silicon manufacturing apparatus configured as described above will be explained. Silicon tetrachloride (SiOA) gas diluted with hydrogen gas enters the reactor 1 and a high temperature region 2 where high purity silicon 8 on a susceptor 5 is placed! When reaching , here, SiO
&+H,--→5iOJ! , + 2Hoffl −
−−−−−filSi + 4HOg−−→SiO,
& + Hz −1−−−−−−(21Si +
SiOA-1 → 28104 -------------
An f31 reaction occurs. Here, in reaction (1), a portion of silicon tetrachloride (EIiO,A) decomposes,
Silicon dichloride (810^) and hydrogen chloride (Hcp3)
This is a reaction that occurs, and this reaction does not occur often at high temperatures. On the other hand, the reaction (21, fi+) is a reaction that is less likely to occur at higher temperatures. Therefore, the high purity silicon 8 placed on the susceptor 5 in the high temperature region z2 reacts with silicon tetrachloride and hydrogen chloride, and Therefore, the composition of the raw material gas that passed through the high temperature region z2 is as follows: unreacted silicon tetrachloride (SiOA), silicon dichloride (810), hydrogen (Hz), and chloride. Hydrogen (HOi
).

これらの化学種が、低温領域z1上に到達すると、 SiO&十He  −一一一−→Si +2HOJ3−
−−−−一一一一(4)2SiC!為     Si 
+ Sio&−−−−−−−−−(51SiCIA+ 
2H4Si +4H(j−e−−−−−−−−−(6)
の化学気相析出反応が起り、低温領域2.のサセプター
5上におかれた基板シリコン7上に、エピタキシャルシ
リコンとして形成される。すなわち、高温領域為と低温
領域2.との間で、二塩化ケイ素(5iO−& )を媒
体としたシリコンの化学輸送反応が起る。したがって、
高温領域2!上の高純度シリコンとして、原料ガスの四
塩化ケイ素より高純度のものを用いると、低温領域2゜
ノサセプター5上におかれたエピタキシャルシリコン基
板上に析出したエピタキシャルシリコンは、上記(4)
及び(5)式で得られるエピタキシャルシリコンをも含
むので、四塩化ケイ素を(6)式ノ反応のみで直接分解
して得たエピタキシャルシリコンの純度よりも、不純物
の含有率は低下せしめられ、高純度になる。換言すると
、反応炉1内の一方、即ち高温領域2.では原料ガスの
純化を行い、他方、ff1lち低温領域2.では、純化
さレタガスからエピタキシャルシリコンを形成するとい
う両動作を、上記実施例の製造装置は行なっていること
になる。
When these chemical species reach the low temperature region z1, SiO & 1He -111-→Si +2HOJ3-
-----1111(4)2SiC! For Si
+Sio&--------(51SiCIA+
2H4Si +4H(j−e−−−−−−−−−(6)
A chemical vapor deposition reaction occurs in the low temperature region 2. It is formed as epitaxial silicon on a substrate silicon 7 placed on a susceptor 5. That is, high temperature region and low temperature region 2. A chemical transport reaction of silicon occurs between silicon dichloride (5iO-&) as a medium. therefore,
High temperature area 2! If a silicon with higher purity than silicon tetrachloride in the raw material gas is used as the high purity silicon above, the epitaxial silicon deposited on the epitaxial silicon substrate placed on the low temperature region 2° susceptor 5 will be as described in (4) above.
Since it also contains the epitaxial silicon obtained by formula (5), the impurity content is lower and the purity is higher than that of epitaxial silicon obtained by directly decomposing silicon tetrachloride only by the reaction of formula (6). It becomes purity. In other words, one side in the reactor 1, ie the high temperature area 2. Then, the raw material gas is purified, and on the other hand, ff1l, low temperature region 2. Now, the manufacturing apparatus of the above embodiment performs both operations of forming epitaxial silicon from purified reta gas.

第2図は、本願発明をデスク形炉に適用した場合の実施
例を示すものである。反応炉13は、ベルシアー形の石
英又はステンレスで形成され、水等で冷却される如く構
成されている。この実施例では、サセプター14は、炭
化ケイ素(EliO)がコートされたグラファイト円板
で形成され、その中心部に設けた軸を、外部から駆動す
ることによって回転することができるように構成されて
いる。円板サセプター14の下面近傍には、サセプター
14を加熱する2個の高周波加熱用ワークコイル17.
17’が同心的に配置され、それぞれのワークコイル1
7.17’への高周波パワーを調整して、サセプター1
4上に2つの同心円状の領域Zs、kを、領域4の温度
が領域zjの所定温度(エピタキシャル成長温度120
0℃)より、50〜100℃高くなるように形成する。
FIG. 2 shows an embodiment in which the present invention is applied to a desk-shaped furnace. The reactor 13 is made of Versier-shaped quartz or stainless steel, and is configured to be cooled with water or the like. In this embodiment, the susceptor 14 is formed of a graphite disk coated with silicon carbide (EliO), and is configured to be able to rotate by externally driving a shaft provided at its center. There is. Near the bottom surface of the disc susceptor 14 are two high-frequency heating work coils 17 for heating the susceptor 14.
17' are arranged concentrically, and each work coil 1
7. Adjust the high frequency power to 17' and
4, two concentric regions Zs and k are formed on the region 4, and the temperature of the region 4 is the predetermined temperature of the region zz (epitaxial growth temperature 120
The temperature is 50 to 100°C higher than 0°C.

そして、エピタキシャルシリコン基板18と原料ガスの
純化用高純度シリコン19は、第2図に示すように、そ
れぞれ低温領域zs及び高温領域4のサセプター14上
に配置する。原料ガスは、ガス供給ライン16からバル
ブを通して、円板サセプター14の中心軸上に設けられ
たノズル20から反応炉13内に導入され、生成ガスは
ガス出口15から排気用ポンプを使って排気される。こ
の実施例における高純度エピタキシャルシリコンが得ら
れる反応メカニズムは、第1図に示した実施例のものと
全く同様である。
The epitaxial silicon substrate 18 and the high-purity silicon 19 for purifying source gas are placed on the susceptor 14 in the low temperature region zs and the high temperature region 4, respectively, as shown in FIG. Raw material gas is introduced from the gas supply line 16 through a valve into the reactor 13 through a nozzle 20 provided on the central axis of the disk susceptor 14, and the generated gas is exhausted from the gas outlet 15 using an exhaust pump. Ru. The reaction mechanism for obtaining high-purity epitaxial silicon in this example is exactly the same as that in the example shown in FIG.

以上実施例に基づき詳細に説明したように、本願発明に
おいては、反応炉中において、原料ガスの流れに対し、
上流側に高温領域を、下流側に低温領域を形成し、高温
領域には原料ガス純化用の高純度シリコンを、低温領域
にはエピタキシャルシリコン基板を配置して、エピタキ
シャルシリコン製造装置を構成するものであり、この製
造装置を用いることにより、第1表に示すような高純度
エビタキシャルシリコンヲ得ルことができた。
As described above in detail based on the embodiments, in the present invention, in the reactor, the flow of the raw material gas is
A high-temperature region is formed on the upstream side and a low-temperature region is formed on the downstream side, and high-purity silicon for raw material gas purification is placed in the high-temperature region, and an epitaxial silicon substrate is placed in the low-temperature region to configure an epitaxial silicon manufacturing device. By using this manufacturing apparatus, high purity epitaxial silicon as shown in Table 1 could be obtained.

注1.  原料ガスのベースガス:水素性2. 純化用
シリコンの抵抗率: 2000Ωm上記の結果から判る
ように、いずれの原料ガス(ハロゲン化ケイ素ガス)を
用いた場合でも。
Note 1. Base gas of raw material gas: Hydrogen 2. Resistivity of silicon for purification: 2000 Ωm As can be seen from the above results, no matter which source gas (silicon halide gas) is used.

原料ガスを直接エピタキシャルシリコンに転換したもの
に比し、本願発明による装置を用いたものにおいては、
抵抗率をほぼ2倍に向上させることかできる。
Compared to the one in which the raw material gas is directly converted into epitaxial silicon, the one using the apparatus according to the present invention has
It is possible to almost double the resistivity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は、それぞれ、本願発明に係るエピタ
キシャルシリコン製造装置の実施例の断面図である。 図において、1及び13は反応炉、2は原料ガス供給シ
ステム、5及び14はサセプター、6.6′及び17.
17’は高周波加熱用ワークコイル、7及び18はエピ
タキシャルシリコン基板、8及び19は高純度シリコン
、9は四塩化ケイ素気化器、10は水素ボンベ、11は
塩化水素ボンベ、z、及びz8は低温領域、為及び4は
高温領域を示す。
1 and 2 are cross-sectional views of embodiments of an epitaxial silicon manufacturing apparatus according to the present invention, respectively. In the figure, 1 and 13 are reactors, 2 is a raw material gas supply system, 5 and 14 are susceptors, 6.6' and 17.
17' is a work coil for high frequency heating, 7 and 18 are epitaxial silicon substrates, 8 and 19 are high purity silicon, 9 is a silicon tetrachloride vaporizer, 10 is a hydrogen cylinder, 11 is a hydrogen chloride cylinder, z and z8 are low temperature Regions, tae, and 4 indicate high temperature regions.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エピタキシャル反応炉に、原料ガスの流れ方向の上流側
に、低温領域より50〜100℃高い高温領域を、下流
側に、エピタキシャル成長温度の低温領域を形成し、前
記高温領域には高純度シリコンを、前記低温領域にはエ
ピタキシャルシリコン基板を配置したことを特徴とする
エピタキシャルシリコン製造装置。
In the epitaxial reactor, a high temperature region 50 to 100 ° C higher than the low temperature region is formed on the upstream side in the flow direction of the raw material gas, and a low temperature region with an epitaxial growth temperature is formed on the downstream side, and high purity silicon is placed in the high temperature region. An epitaxial silicon manufacturing apparatus characterized in that an epitaxial silicon substrate is disposed in the low temperature region.
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