JPS58158915A - 薄膜生成装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
+al 発明の技術分野
本発明は薄膜生成装置に係り、特に熱力学的分解反応を
利用して被処理基板上に所望の薄膜を成長せしめる気相
成長装置の改良に関する。
利用して被処理基板上に所望の薄膜を成長せしめる気相
成長装置の改良に関する。
fb) 従来技術と問題点
従来より被処理基板上に所望の薄膜を生成するのに、真
空蒸着法、スパッタ法、或いは気相成長法等が用いられ
ている。これらのうち気相成長法は良質のエピタキシア
ル層7等を成長させることが出来、また一度に多数の試
料を処理出来るという利点がある。
空蒸着法、スパッタ法、或いは気相成長法等が用いられ
ている。これらのうち気相成長法は良質のエピタキシア
ル層7等を成長させることが出来、また一度に多数の試
料を処理出来るという利点がある。
この気相成長法は一般に、熱力学的分解反応を利用して
いる。例えばシリコン(Si)基板上にStのエピタキ
シアル層を成長するには、5IC14等の反応ガスを凡
そ1000(’C)以上の温度に加熱されたSt基板、
上に供給し、そのガスの熱分解により生成されたSiを
被処理基板上に堆積せしめるものである。
いる。例えばシリコン(Si)基板上にStのエピタキ
シアル層を成長するには、5IC14等の反応ガスを凡
そ1000(’C)以上の温度に加熱されたSt基板、
上に供給し、そのガスの熱分解により生成されたSiを
被処理基板上に堆積せしめるものである。
上記気相成長をできるだは低い温度で行うには、反応ガ
スをプラズマ放電等を利用して励起状態にすれば良いこ
とは周知であって、この目的のため従来より第1図に示
すような気相化学成長(CVD)装置が用いられて、い
る。
スをプラズマ放電等を利用して励起状態にすれば良いこ
とは周知であって、この目的のため従来より第1図に示
すような気相化学成長(CVD)装置が用いられて、い
る。
同図において、lは被処理基板で例えばシリコン(St
)基板、2は上記St基板1を搭載する石英等よりなる
ホルダ、3及び4はは石英よりなる反応管及び蓋、5は
電熱ヒータのよ、うな加熱器、6は高周波コイルである
。
)基板、2は上記St基板1を搭載する石英等よりなる
ホルダ、3及び4はは石英よりなる反応管及び蓋、5は
電熱ヒータのよ、うな加熱器、6は高周波コイルである
。
このCVD装置により薄膜を成長するには、まず反応管
3内に所定の反応ガスを導入し、蓋4に設けられた排気
ロアより排気することにより、反応管3内部を所定の反
応圧力とし、被処理基板1を加熱器5により所定の温度
に加熱する。そして高周波コイル6より高周波電力を印
加して反応管3内部のガスを励起状態とする。
3内に所定の反応ガスを導入し、蓋4に設けられた排気
ロアより排気することにより、反応管3内部を所定の反
応圧力とし、被処理基板1を加熱器5により所定の温度
に加熱する。そして高周波コイル6より高周波電力を印
加して反応管3内部のガスを励起状態とする。
しかしかかる構造の従来装置では、反応ガスを励起する
場所から被処理基板までの距離が基板ごとに異なること
と、励起状態の寿命が有限であることから、活性な反応
種を総ての被処理基板に一様に供給することが困難であ
る。そのため大量の基板を一度に処理することができな
い。更に励起状態の寿命が短い場合には活性な反応種が
被処理基板に到達できない場合もある。
場所から被処理基板までの距離が基板ごとに異なること
と、励起状態の寿命が有限であることから、活性な反応
種を総ての被処理基板に一様に供給することが困難であ
る。そのため大量の基板を一度に処理することができな
い。更に励起状態の寿命が短い場合には活性な反応種が
被処理基板に到達できない場合もある。
更にかかる構造では、被処理基板の加熱用及び反応ガス
の励起用と2つのエネルギ源を必要うとする。
の励起用と2つのエネルギ源を必要うとする。
tc+ 発明の目的
本発明の目的は、被処理基板の配設位置近傍において反
応ガスを励起し得る薄膜生成装置を提供することにある
。
応ガスを励起し得る薄膜生成装置を提供することにある
。
+dl 発明の構成
この目的は本発明において、気相化学成長装置に、被処
理基板を取り巻き且つ相互に所定間隔を隔てて配設され
た複数個の環状の誘導加熱手段と、該複数個の環状誘導
加熱手段の外側に高周波電力印加手段とを設けたことに
より達成される。
理基板を取り巻き且つ相互に所定間隔を隔てて配設され
た複数個の環状の誘導加熱手段と、該複数個の環状誘導
加熱手段の外側に高周波電力印加手段とを設けたことに
より達成される。
(e+ 発明の実施例
以下本発明を実施例により説明する。
第2図は本発明の一実施例を示す要部断面図であって、
第1図と同一部分は同一符号で示しである。同図におい
て、11は着脱可能な開閉蓋で反応ガス導入管12を備
え、13−1〜13−4はいずれもカーボン(C)から
なりシリコンカーバイド(SiC)を被覆された環状の
誘導加熱体であって、相互に一定の間隔をもって離隔し
て配設されている。更に14は石英よりなる円筒管で、
前記複数個の誘導加熱体13−1〜13−4.及び高周
波コイル6を相互に離隔して保持する。
第1図と同一部分は同一符号で示しである。同図におい
て、11は着脱可能な開閉蓋で反応ガス導入管12を備
え、13−1〜13−4はいずれもカーボン(C)から
なりシリコンカーバイド(SiC)を被覆された環状の
誘導加熱体であって、相互に一定の間隔をもって離隔し
て配設されている。更に14は石英よりなる円筒管で、
前記複数個の誘導加熱体13−1〜13−4.及び高周
波コイル6を相互に離隔して保持する。
次に上記一実施例による薄膜生成方法について説明す−
る。
る。
まず反応管3内の所定位置に、多数の被処理基板例えば
St基板lを搭載した石英ホルダ2を挿入する。開閉蓋
11を装着し、ガス導入管12より水素(H,)ガスで
希釈した四塩化珪素(SiC1,)ガスを導入すると共
に排気ロアより排気して、反応管3内部を減圧状態とす
る。次いで高周波コイル6より周波数凡そ400 (k
Hz)の高周波電力を供給する。すると環状誘導加熱体
13−1〜13−4は誘導加熱されて昇温し、これらか
らの輻射により基板1が加熱される。上記誘導加熱体1
1−1〜11−4相互間には所定の間隙が設けられてい
るので、高周波電力の一部は上記間隙を通って反応管3
内部に供給され、プラズマ放電を発生させ、5iC1,
を励起する。ここでSt基板lの温度を約1論〔℃〕に
調節しておけば、励起状態にある5iCI4が分解した
Si原子は容易にSi基板1と結合し、エビタキソアル
層がSi基板1表面に成長する。
St基板lを搭載した石英ホルダ2を挿入する。開閉蓋
11を装着し、ガス導入管12より水素(H,)ガスで
希釈した四塩化珪素(SiC1,)ガスを導入すると共
に排気ロアより排気して、反応管3内部を減圧状態とす
る。次いで高周波コイル6より周波数凡そ400 (k
Hz)の高周波電力を供給する。すると環状誘導加熱体
13−1〜13−4は誘導加熱されて昇温し、これらか
らの輻射により基板1が加熱される。上記誘導加熱体1
1−1〜11−4相互間には所定の間隙が設けられてい
るので、高周波電力の一部は上記間隙を通って反応管3
内部に供給され、プラズマ放電を発生させ、5iC1,
を励起する。ここでSt基板lの温度を約1論〔℃〕に
調節しておけば、励起状態にある5iCI4が分解した
Si原子は容易にSi基板1と結合し、エビタキソアル
層がSi基板1表面に成長する。
本実施例では従来の抵抗加熱炉と同様に周囲に配設され
た誘導加熱体13−1〜13−4からの熱輻射により加
熱されるので、被処理基板1の面内及び基板間の温度分
布はほぼ均一である。また、高周波電力の一部は誘導加
熱体相互の間隙から反応管内部に供給され、彼処−基板
1が配設された領域において反応ガスを励起する。従っ
てプラズマ発生場所から被処理基板1のそれぞれまでの
距離は一様であり、被処理基板内及び相互間の膜厚分布
は均一化される。
た誘導加熱体13−1〜13−4からの熱輻射により加
熱されるので、被処理基板1の面内及び基板間の温度分
布はほぼ均一である。また、高周波電力の一部は誘導加
熱体相互の間隙から反応管内部に供給され、彼処−基板
1が配設された領域において反応ガスを励起する。従っ
てプラズマ発生場所から被処理基板1のそれぞれまでの
距離は一様であり、被処理基板内及び相互間の膜厚分布
は均一化される。
上記本発明に係る薄膜成長装置は、励起状態の寿命が短
い反応ガスを用いた薄膜成長にも使用し得る。例えば、
前記一実施例の薄膜成長装N(第2図)により、反応ガ
スとして純化したアンモニア(NH,)ガスを用い、反
応圧力を約100(Pa、パスカル)として高周波電力
を印加する。すると上記NH,ガスはプラズマ解離し、
励起状態の窒素(N)原子が生成される。これは極めて
寿命が短いが、発生場所が被処理基板のSi基板1近傍
であるため、約1000(℃)に加熱されたSi基板1
と容易に反応し、窒化シリコン膜が成長する。このよう
にして形成した窒化シリコン膜はSi基板1と密着性が
よく、また緻密な構造を有するという特徴があり、半導
体装置を製造するのに有用である。
い反応ガスを用いた薄膜成長にも使用し得る。例えば、
前記一実施例の薄膜成長装N(第2図)により、反応ガ
スとして純化したアンモニア(NH,)ガスを用い、反
応圧力を約100(Pa、パスカル)として高周波電力
を印加する。すると上記NH,ガスはプラズマ解離し、
励起状態の窒素(N)原子が生成される。これは極めて
寿命が短いが、発生場所が被処理基板のSi基板1近傍
であるため、約1000(℃)に加熱されたSi基板1
と容易に反応し、窒化シリコン膜が成長する。このよう
にして形成した窒化シリコン膜はSi基板1と密着性が
よく、また緻密な構造を有するという特徴があり、半導
体装置を製造するのに有用である。
このように本発明は励起状態の寿命がごく短い′反応ガ
スを用いる場合にも用いることが出来るという利点を有
する。
スを用いる場合にも用いることが出来るという利点を有
する。
本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、更に
種々変形して実施し得る。
種々変形して実施し得る。
即ち、高周波誘導コイル6及び誘導加熱体13−1〜1
3−4は反応管3の内部に設けてもよく、また誘導加熱
体の数も4個である必要はなく、必要に応じて選択して
よい。
3−4は反応管3の内部に設けてもよく、また誘導加熱
体の数も4個である必要はなく、必要に応じて選択して
よい。
また本発明の薄膜成長装置は上述のエピタキシアル成長
及び窒化シリコン膜の成長に使用し得るのみならず、他
の薄膜成長にも使用し得るものである。
及び窒化シリコン膜の成長に使用し得るのみならず、他
の薄膜成長にも使用し得るものである。
例えば、前記第2図の装置では高周波コイル及び誘導加
熱体が反応管の外部゛に設けられているので、Siのプ
ラズマ酸化装置として用いて好適である。即ち前記第2
図の装置では発熱部が直接酸素(0,)プラズマに晒さ
れることがないため、装置を安定に保ことが可能でる。
熱体が反応管の外部゛に設けられているので、Siのプ
ラズマ酸化装置として用いて好適である。即ち前記第2
図の装置では発熱部が直接酸素(0,)プラズマに晒さ
れることがないため、装置を安定に保ことが可能でる。
また高周波電力を印加するには、高周波コイルによる誘
導加熱法に変えて、容量結合としてもよいこと、更には
反応管は石英管に限られるものでないこと・等は特に説
明するまでも、ない。
導加熱法に変えて、容量結合としてもよいこと、更には
反応管は石英管に限られるものでないこと・等は特に説
明するまでも、ない。
(fl 発明の詳細
な説明した如く本発明により、被処理基板の配設位置近
傍において反応ガスを励起し得るll1iiI生成装置
が提供される。
傍において反応ガスを励起し得るll1iiI生成装置
が提供される。
第1図は従来の薄膜生成装置の説明に供するための要部
断面図、第2図は本発明の一実施例を示す要部断面図で
ある。 図において、1は被処理基板、・3は反応管、6は高周
波コイル、7は排気口、12は反応ガス導入管、13−
1〜13−4は誘導加熱体を示す。 手続補正書l樹 昭和 年 月 11 1゛ll’1(rノノノ小 ”’jfll !17 +l持訂願第42451 jう
33 1市 11 5 1− % 8・lil’l
’内閉14 特許出願人4 代 理
人 fll所 神奈川県用崎市中原区l:l
j−田中+(1151地(1)本願明細書第1頁第3行
紀載の発明の名称を以下のように補正する。 「気相〜処理方法及び処理装置」 (2)同第1頁第5行乃至第11行記載の特許請求の範
囲を以下のように補正する。 (3)同第1゛頁第14行乃至第16行の記載を以下の
ように補正する。 「本発明は気相処理方法及び処理装置に関し、特に被処
理基板上へ皮膜の形成を行う際等に適用して有効な気相
処理方法及び処理装置に関する。」(4) 同第3頁
第17行乃至第18行記載の「・・・エネルギ源を必要
うとする。」を、「・・・エネルギ源を必要とする。」
と補正する〇 (5)同第3頁第20行乃至第4頁第2行の記載を、以
下のように補正する。 「本発明は、前述の如き従来の気相処理方法及び装置に
おける問題点を解決し、単一のエネルギ源を用いて反応
ガスを十分に励起し、多数の被処理基板に対して所望の
気相処理を容易に行うことができる気相処理方法及び処
理装置を提供しようとするものである0」 (6)同第4頁第4行乃至第8行の記載を、以下のよう
に補正する。 「このため本発明によれば、被処理基板が収容された反
応管に反応ガスを導入し、前記反応ガスを高周波電力に
よシプラズマ化し、且つ前記高周波電力により誘導加熱
される発熱体によシ前記被処理基板を加熱して、前記被
処理基板に前記反応ガスプラズマによる気相処理を施す
ことを411Pi!にとする気相処理方法並びに被処理
基板が収容され且つ反応ガスが導入される反゛応管と、
前記反応管の周囲に配設された高周波加熱手段と、前記
高周波加熱手段からの高周波による鰐導加熱によプ発熱
する発熱体とを備えてなることを特徴とする気相処理装
置が提供される。」 (7)同第5頁第12行記載の、「上記誘導加熱体11
−1〜11−4相互」を、「上記環状誘導加熱体13−
1〜13−4相互」と補正する。
断面図、第2図は本発明の一実施例を示す要部断面図で
ある。 図において、1は被処理基板、・3は反応管、6は高周
波コイル、7は排気口、12は反応ガス導入管、13−
1〜13−4は誘導加熱体を示す。 手続補正書l樹 昭和 年 月 11 1゛ll’1(rノノノ小 ”’jfll !17 +l持訂願第42451 jう
33 1市 11 5 1− % 8・lil’l
’内閉14 特許出願人4 代 理
人 fll所 神奈川県用崎市中原区l:l
j−田中+(1151地(1)本願明細書第1頁第3行
紀載の発明の名称を以下のように補正する。 「気相〜処理方法及び処理装置」 (2)同第1頁第5行乃至第11行記載の特許請求の範
囲を以下のように補正する。 (3)同第1゛頁第14行乃至第16行の記載を以下の
ように補正する。 「本発明は気相処理方法及び処理装置に関し、特に被処
理基板上へ皮膜の形成を行う際等に適用して有効な気相
処理方法及び処理装置に関する。」(4) 同第3頁
第17行乃至第18行記載の「・・・エネルギ源を必要
うとする。」を、「・・・エネルギ源を必要とする。」
と補正する〇 (5)同第3頁第20行乃至第4頁第2行の記載を、以
下のように補正する。 「本発明は、前述の如き従来の気相処理方法及び装置に
おける問題点を解決し、単一のエネルギ源を用いて反応
ガスを十分に励起し、多数の被処理基板に対して所望の
気相処理を容易に行うことができる気相処理方法及び処
理装置を提供しようとするものである0」 (6)同第4頁第4行乃至第8行の記載を、以下のよう
に補正する。 「このため本発明によれば、被処理基板が収容された反
応管に反応ガスを導入し、前記反応ガスを高周波電力に
よシプラズマ化し、且つ前記高周波電力により誘導加熱
される発熱体によシ前記被処理基板を加熱して、前記被
処理基板に前記反応ガスプラズマによる気相処理を施す
ことを411Pi!にとする気相処理方法並びに被処理
基板が収容され且つ反応ガスが導入される反゛応管と、
前記反応管の周囲に配設された高周波加熱手段と、前記
高周波加熱手段からの高周波による鰐導加熱によプ発熱
する発熱体とを備えてなることを特徴とする気相処理装
置が提供される。」 (7)同第5頁第12行記載の、「上記誘導加熱体11
−1〜11−4相互」を、「上記環状誘導加熱体13−
1〜13−4相互」と補正する。
Claims (1)
- 被処理基板を収容する反応管と、該反応管の内気とする
手段と、前記被処理基板を取り囲み且つ相互に所定間隔
を隔てて配設された複数個の環状誘導加熱手段と、該環
状誘導加熱手段の外側に高周波電力印加手段とを具備し
てなることを特徴とする薄膜生成装置。
Priority Applications (4)
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JP57042456A JPS58158915A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 薄膜生成装置 |
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EP83301464A EP0089242B1 (en) | 1982-03-16 | 1983-03-16 | Method and apparatus for gas phase treatment of substrates |
US06/476,551 US4486461A (en) | 1982-03-16 | 1983-03-16 | Method and apparatus for gas phase treating substrates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57042456A JPS58158915A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 薄膜生成装置 |
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JPH0377655B2 JPH0377655B2 (ja) | 1991-12-11 |
Family
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Family Applications (1)
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- 1982-03-16 JP JP57042456A patent/JPS58158915A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-16 US US06/476,551 patent/US4486461A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-03-16 EP EP83301464A patent/EP0089242B1/en not_active Expired
- 1983-03-16 DE DE8383301464T patent/DE3380265D1/de not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE3380265D1 (en) | 1989-08-31 |
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EP0089242A3 (en) | 1985-05-22 |
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JPH0377655B2 (ja) | 1991-12-11 |
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