JPS61117824A - 気相反応容器 - Google Patents
気相反応容器Info
- Publication number
- JPS61117824A JPS61117824A JP23972084A JP23972084A JPS61117824A JP S61117824 A JPS61117824 A JP S61117824A JP 23972084 A JP23972084 A JP 23972084A JP 23972084 A JP23972084 A JP 23972084A JP S61117824 A JPS61117824 A JP S61117824A
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- JP
- Japan
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- gas
- reaction
- reaction chamber
- supply port
- gas supply
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
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- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
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】
産業上の利用分野
本発明は、気相成長装置、特に半導体工業で利用される
気相エピタキシャル成長装置に用いられる気相反応容器
に関する。
気相エピタキシャル成長装置に用いられる気相反応容器
に関する。
従来例の構成とその問題点
半導体工業においては、シリコン基板上に反応ガスを供
給して、その基板表面に反応物の膜を形成する工程があ
る。特にシリコン単結晶基板を通常１０００″Ｃ以上の
適当な温度に加熱しておき、ジクロ−〜シラン、又はモ
ノシランと、水素との混合ガスを供給することによって
、シリコン単結晶膜が形成でき、エピタキシャル成長と
呼ばれて° いる。こうして得られる膜の特性として、
近年オートドーピングの低減と、スリツプ等の結晶欠陥
の低減とが強く要望されており、これに答えるエピタキ
シャル成長方式として、赤外線ランプ加熱と、減圧成長
方式とがある。これらの方式を採用した従来の装置を第
１図に示す。この装置は、透明石英チャンバ１と、シリ
コン基板２を載置する基台３と、透明石英チャンバ１の
外にあって、基台３に対面して設置されている赤外線フ
ンデュニノト４と、ガス供給ノズル５と、排気口らとか
ら構成されている。この排気口６は図示していない真空
排気装置に接続されている。赤外線ヲンデュニソト４か
ら出た赤外光は、透明石英チャンバ１を透過して基台３
に載置されたシリコン基板２を照射し、これを１０００
°Ｃ以上の温度に加熱する。
給して、その基板表面に反応物の膜を形成する工程があ
る。特にシリコン単結晶基板を通常１０００″Ｃ以上の
適当な温度に加熱しておき、ジクロ−〜シラン、又はモ
ノシランと、水素との混合ガスを供給することによって
、シリコン単結晶膜が形成でき、エピタキシャル成長と
呼ばれて° いる。こうして得られる膜の特性として、
近年オートドーピングの低減と、スリツプ等の結晶欠陥
の低減とが強く要望されており、これに答えるエピタキ
シャル成長方式として、赤外線ランプ加熱と、減圧成長
方式とがある。これらの方式を採用した従来の装置を第
１図に示す。この装置は、透明石英チャンバ１と、シリ
コン基板２を載置する基台３と、透明石英チャンバ１の
外にあって、基台３に対面して設置されている赤外線フ
ンデュニノト４と、ガス供給ノズル５と、排気口らとか
ら構成されている。この排気口６は図示していない真空
排気装置に接続されている。赤外線ヲンデュニソト４か
ら出た赤外光は、透明石英チャンバ１を透過して基台３
に載置されたシリコン基板２を照射し、これを１０００
°Ｃ以上の温度に加熱する。
この時ガス供給ノズ／Ｉ／６より水素中に所定の濃度で
混合されたジクロールシラン等の反応ガスを供給するこ
とにより、これが排気口６に向かって流れる間に、反応
ガスが分解析出し、シリコン基板２上に膜が形成される
。このような赤外線ランプ加熱手段を採用した装置は、
減圧エピタキシャル成長が可能であること、更にシリコ
ン基板を直接表面加熱できること等の特徴があるが、透
明石英チャンバ１自体がこれを透過していく赤外線の一
部を吸収するために、このチャンバ１自身が徐々に昇温
し、一方反応室内を流れる反応ガスを含む混合ガスは１
０００’Ｃ以上に加熱されている基台からこれに近いガ
ス相は熱を受けて高温となり、その上層部は室温に等し
い流入温度のままであるので、これらの温度差によって
極めて大きな自然対流を生ずる状態となり、反応室内全
体が反応ガス濃度はほぼ均一と考えられ、従って基板上
と同様にろる程度高温となったチャンバ内壁にもシリコ
ン結晶が堆積してしまう。一旦チャンバ１の壁面にシリ
コン結晶が付着し始めると、光の透過性が損なわれ、吸
収光が増大し、昇温が早くなって、加速度的にチャンバ
１への付着が増加していくこととなシ、更にチャンバ１
自体が加熱されて強度が低下し、内部を水素を主体とし
たガスが流れる容器としては、極めて危険な状態となる
。従って、実作業においては透明石英チャンバ１を取り
外してこれを洗・浄し、再組立・リークチェックをする
という保守作業を頻繁に行なうことが必要となっている
。
混合されたジクロールシラン等の反応ガスを供給するこ
とにより、これが排気口６に向かって流れる間に、反応
ガスが分解析出し、シリコン基板２上に膜が形成される
。このような赤外線ランプ加熱手段を採用した装置は、
減圧エピタキシャル成長が可能であること、更にシリコ
ン基板を直接表面加熱できること等の特徴があるが、透
明石英チャンバ１自体がこれを透過していく赤外線の一
部を吸収するために、このチャンバ１自身が徐々に昇温
し、一方反応室内を流れる反応ガスを含む混合ガスは１
０００’Ｃ以上に加熱されている基台からこれに近いガ
ス相は熱を受けて高温となり、その上層部は室温に等し
い流入温度のままであるので、これらの温度差によって
極めて大きな自然対流を生ずる状態となり、反応室内全
体が反応ガス濃度はほぼ均一と考えられ、従って基板上
と同様にろる程度高温となったチャンバ内壁にもシリコ
ン結晶が堆積してしまう。一旦チャンバ１の壁面にシリ
コン結晶が付着し始めると、光の透過性が損なわれ、吸
収光が増大し、昇温が早くなって、加速度的にチャンバ
１への付着が増加していくこととなシ、更にチャンバ１
自体が加熱されて強度が低下し、内部を水素を主体とし
たガスが流れる容器としては、極めて危険な状態となる
。従って、実作業においては透明石英チャンバ１を取り
外してこれを洗・浄し、再組立・リークチェックをする
という保守作業を頻繁に行なうことが必要となっている
。
発明の目的
本発明は、上記従来の欠点を解消するもので、赤外線ラ
ンプ加熱方式を採用し、かつ反応室壁面への反応生成物
の付着のない気相反応容器を提供することを目的として
いる。
ンプ加熱方式を採用し、かつ反応室壁面への反応生成物
の付着のない気相反応容器を提供することを目的として
いる。
発明の構成
本発明の気相反応容器は、シリコン基板を載置する基台
と、これらのシリコン基板および基台を加熱する光輻射
加熱手段と、水素とジクロールシラン等の反応ガスとの
混合ガスの供給口と、ガス排出口を備え、内部に上記基
台が設置される反応室から構成され、この反応室を形成
する壁面部材において、少なくとも上記光輻射加熱手段
と基台とに狭まれた部分が輻射光を透過する透明プレー
トより構成さ九ており、更に、上記輻射光を一部吸収す
るためにある程度高温となるこの透明プレートに沿って
水素等のキャリヤガスを流して予熱し、この予熱された
キャリヤガスを再度反応室内上層に流し込むことによっ
て、混合ガスとの自然対流現象を抑え、透明プレーｉ近
傍にキャリヤガス膜を形成する構成である。従って透明
プレートには反応ガスが触れることがなく、反応生成物
の付着が生じず、保守作業の低減、安全性の向上が大幅
に実現されるものである。
と、これらのシリコン基板および基台を加熱する光輻射
加熱手段と、水素とジクロールシラン等の反応ガスとの
混合ガスの供給口と、ガス排出口を備え、内部に上記基
台が設置される反応室から構成され、この反応室を形成
する壁面部材において、少なくとも上記光輻射加熱手段
と基台とに狭まれた部分が輻射光を透過する透明プレー
トより構成さ九ており、更に、上記輻射光を一部吸収す
るためにある程度高温となるこの透明プレートに沿って
水素等のキャリヤガスを流して予熱し、この予熱された
キャリヤガスを再度反応室内上層に流し込むことによっ
て、混合ガスとの自然対流現象を抑え、透明プレーｉ近
傍にキャリヤガス膜を形成する構成である。従って透明
プレートには反応ガスが触れることがなく、反応生成物
の付着が生じず、保守作業の低減、安全性の向上が大幅
に実現されるものである。
実施例の説明
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。第２
図は、本発明の一実施例を具現化した装置における反応
室の断面図であり、反応室７は、内部に水冷溝８が施さ
れたステンレス等の耐熱耐食性金属より成る壁面部材９
と、上部ヒータブロック１０とから構成されている。こ
の上部ヒータブロック１ｏには、内部に赤外線ランプヒ
ータユニット１１が設置されており、更にこの赤外線ラ
ンプヒータユニット１１に近接した位置に透明石英プレ
ート１２がＯリング等の既知のガスシール手段を介し固
定具１３により固定されている。これら上部ヒータブロ
ック１０は、Ｏリング等の既知のガスシール手段を介し
て壁面部材９の上面に締結されている。反応室７の内部
には、シリコン基板１４を載置するＳｉＣでコーティン
グされたグラファイトより成る基台（以下サセプタと呼
ぶ）１５が透明石英プレート１２を挟んで赤外線フンデ
ヒータユニソト１１に対面した位置に設置されている。
図は、本発明の一実施例を具現化した装置における反応
室の断面図であり、反応室７は、内部に水冷溝８が施さ
れたステンレス等の耐熱耐食性金属より成る壁面部材９
と、上部ヒータブロック１０とから構成されている。こ
の上部ヒータブロック１ｏには、内部に赤外線ランプヒ
ータユニット１１が設置されており、更にこの赤外線ラ
ンプヒータユニット１１に近接した位置に透明石英プレ
ート１２がＯリング等の既知のガスシール手段を介し固
定具１３により固定されている。これら上部ヒータブロ
ック１０は、Ｏリング等の既知のガスシール手段を介し
て壁面部材９の上面に締結されている。反応室７の内部
には、シリコン基板１４を載置するＳｉＣでコーティン
グされたグラファイトより成る基台（以下サセプタと呼
ぶ）１５が透明石英プレート１２を挟んで赤外線フンデ
ヒータユニソト１１に対面した位置に設置されている。
第３図はこの反応室の外観図を示している。図より明ら
かなように前部壁面部材には開閉！ｓ１６を具備した開
口１Ｔが設けられており、この開口１７を通してシリコ
ン基板１４が出し入れされる。更に反応室１７には、第
２図より明らかなように、一端に、ガス供給装置（図示
せず）から伸びたガス供給管１８が結合されたガス供給
口１９と、他端に排気管２０が結合されている排気口２
１が備えられている。又上部ヒータブロック１０の排気
口側には、キャリヤガス供給管２２に連結され、透明石
英プレート１２の下面に近接した位置に開口を有するキ
ャリヤガス供給口２３が形成されている。更に、第２図
に示しであるように、上部ヒータブロック１０の下端突
出部２４に外周を支持され、透明石英プレート１２の下
面との間でキャリヤガス供給口２３から供給されたキャ
リヤガスが矢視−ウの様にまず透明プレート１２の下面
に沿って流れ、続いてガス供給口１９側で折り返して反
応室γ内に噴出するように流路を形成する仕切り板２６
が配置されている。この仕切り板２６は透明石英のよう
な輻射光を透過する材質より形成されている。
かなように前部壁面部材には開閉！ｓ１６を具備した開
口１Ｔが設けられており、この開口１７を通してシリコ
ン基板１４が出し入れされる。更に反応室１７には、第
２図より明らかなように、一端に、ガス供給装置（図示
せず）から伸びたガス供給管１８が結合されたガス供給
口１９と、他端に排気管２０が結合されている排気口２
１が備えられている。又上部ヒータブロック１０の排気
口側には、キャリヤガス供給管２２に連結され、透明石
英プレート１２の下面に近接した位置に開口を有するキ
ャリヤガス供給口２３が形成されている。更に、第２図
に示しであるように、上部ヒータブロック１０の下端突
出部２４に外周を支持され、透明石英プレート１２の下
面との間でキャリヤガス供給口２３から供給されたキャ
リヤガスが矢視−ウの様にまず透明プレート１２の下面
に沿って流れ、続いてガス供給口１９側で折り返して反
応室γ内に噴出するように流路を形成する仕切り板２６
が配置されている。この仕切り板２６は透明石英のよう
な輻射光を透過する材質より形成されている。
本実施例の装置における反応容器は以上のような構成で
あり、エピタキシャル成長膜には、赤外線ランプヒータ
ユニット１１からの輻射熱線は、透明石英プレート１２
、および仕切り板２６を透過してサセプタ１６、および
これに載置されているシリコン基板を照射し、これらを
１０００’Ｃ以上の所定温度に加熱する。この時ガス供
給口１９を通してジクロールシラン等の反応ガスを適当
な濃度で含有した水素ベースの混合ガスを供給すること
によって、この混合ガスは排気口２１に向かって流れ、
この間に所定温度に加熱されているシリコン基板１４、
およびサセプタ１５に接したガス相から反応ガスが分解
析出し、シリコン基板１４上にエピタキシャル成長膜が
形成される。
あり、エピタキシャル成長膜には、赤外線ランプヒータ
ユニット１１からの輻射熱線は、透明石英プレート１２
、および仕切り板２６を透過してサセプタ１６、および
これに載置されているシリコン基板を照射し、これらを
１０００’Ｃ以上の所定温度に加熱する。この時ガス供
給口１９を通してジクロールシラン等の反応ガスを適当
な濃度で含有した水素ベースの混合ガスを供給すること
によって、この混合ガスは排気口２１に向かって流れ、
この間に所定温度に加熱されているシリコン基板１４、
およびサセプタ１５に接したガス相から反応ガスが分解
析出し、シリコン基板１４上にエピタキシャル成長膜が
形成される。
この時同時にキャリヤガス供給口２３を通して非反応ガ
スとしての水素ガスのみを供給する。このガスは、透過
する輻射光の一部を吸収して通常３５０〜４００°Ｃ程
度の温度になっている透明石英プレート１２に沿って流
れる間に同程度の温度に予熱され、こうして予熱された
水素ガスが、この仕切り板２５の下面に沿って反応室Ｔ
内に混合ガスと同方向に噴出される。
スとしての水素ガスのみを供給する。このガスは、透過
する輻射光の一部を吸収して通常３５０〜４００°Ｃ程
度の温度になっている透明石英プレート１２に沿って流
れる間に同程度の温度に予熱され、こうして予熱された
水素ガスが、この仕切り板２５の下面に沿って反応室Ｔ
内に混合ガスと同方向に噴出される。
このように透明石英プレート１２および仕切り板２６に
沿って水素ガスを供給することにより、非反応ガス展が
上層に形成されて、反応ガスを含む混合ガスが固体壁面
に接触することが断たれることとなる。更に従来は混合
ガスの水平な流れと同時に、混合ガス相内でサセプタ１
６の表面近傍とこれと離れた場所でのそれぞれのガス温
度に極めて大きな温″度差が生じ、従って大きな自然対
流現象が現われ、混合ガスが上面固体壁に容易に接触す
ることは避けられなかったが、仕切り板２６に沿って流
れる水素ガスが充分に予熱されているので、自然対流は
大幅に緩和され、より効果的な非反応ガス膜として形成
されることとなる。従って反応ガスがこれらの透明石英
部品に接触せず、反応生成物が付着することがないので
、輻射光の透過性がいつまでも損なわれることがなく、
安全性が維持され、保守作業が大幅に低減される。
沿って水素ガスを供給することにより、非反応ガス展が
上層に形成されて、反応ガスを含む混合ガスが固体壁面
に接触することが断たれることとなる。更に従来は混合
ガスの水平な流れと同時に、混合ガス相内でサセプタ１
６の表面近傍とこれと離れた場所でのそれぞれのガス温
度に極めて大きな温″度差が生じ、従って大きな自然対
流現象が現われ、混合ガスが上面固体壁に容易に接触す
ることは避けられなかったが、仕切り板２６に沿って流
れる水素ガスが充分に予熱されているので、自然対流は
大幅に緩和され、より効果的な非反応ガス膜として形成
されることとなる。従って反応ガスがこれらの透明石英
部品に接触せず、反応生成物が付着することがないので
、輻射光の透過性がいつまでも損なわれることがなく、
安全性が維持され、保守作業が大幅に低減される。
なお本実施例ではエビタキンヤル成長装置への適用を示
したが、本発明は膜形成を必要とする各種装置に適用が
可能でおる。
したが、本発明は膜形成を必要とする各種装置に適用が
可能でおる。
発明の効果
以上のように、本発明では、反応室の一部を構成する透
明石英グレートの内面に仕切り板を設け、この透明石英
プレートと仕切り板との間に、反応ガスを含む混合ガス
とは別のキャリヤガスのみを流入させ、まず透明石英プ
レートの下面に沿ってこのキャリヤガスを流すことによ
ってガスを予熱し、更にこの予熱されたキャリヤガスを
仕切り板の下面に噴出するように構成１またものであシ
、混合ガスの自然対流を抑える効果と、仕切り版下面に
沿う非反応ガス膜との形成とが実現され、反応ガスが上
記透明石英グレートに接触することがないので、反応生
成物が生じず、輻射光の透過度が不変で、強度の維持、
安全性の維持に大きな効果がある。又保守作業も大幅に
低減されるものである。
明石英グレートの内面に仕切り板を設け、この透明石英
プレートと仕切り板との間に、反応ガスを含む混合ガス
とは別のキャリヤガスのみを流入させ、まず透明石英プ
レートの下面に沿ってこのキャリヤガスを流すことによ
ってガスを予熱し、更にこの予熱されたキャリヤガスを
仕切り板の下面に噴出するように構成１またものであシ
、混合ガスの自然対流を抑える効果と、仕切り版下面に
沿う非反応ガス膜との形成とが実現され、反応ガスが上
記透明石英グレートに接触することがないので、反応生
成物が生じず、輻射光の透過度が不変で、強度の維持、
安全性の維持に大きな効果がある。又保守作業も大幅に
低減されるものである。
第１図は従来のエピタキシャル成長装置の反応室の断面
図、第２図は本発明による気相成長装置の反応室を示す
断面図、第３図は同装置の外観図である。 ７・・・・・・反応室、１１・・・・・・赤外線ランデ
ヒータユニット、１２・・・・・・透明石英プレート、
１４・・・・・・シリコン基板、１５・・・・・・サセ
プタ、２５・・・・・・仕切り板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２工
図、第２図は本発明による気相成長装置の反応室を示す
断面図、第３図は同装置の外観図である。 ７・・・・・・反応室、１１・・・・・・赤外線ランデ
ヒータユニット、１２・・・・・・透明石英プレート、
１４・・・・・・シリコン基板、１５・・・・・・サセ
プタ、２５・・・・・・仕切り板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２工
Claims (1)
- ジクロールシラン等の反応ガスと、水素等のキャリヤ
ガスとの混合ガスが供給される第１のガス供給口を一端
に、他端にガス排出口を有し、外気を遮断して前記第１
のガス供給口より供給されるガス雰囲気を形成するため
の壁面部材から構成された反応室と、前記反応室の内部
に設置され気相成長膜を形成する基板を載置する基台と
、これらの基板および基台を加熱するために上記反応室
外にあって基台と対面する位置に配置された光輻射加熱
手段と、この光輻射加熱手段と基台との間の壁面部材の
一部を形成し、輻射光を透過する材質より成る透明プレ
ートと、この透明プレートに近接し、ガス排出口側より
水素等のキャリヤガスのみを供給する第２のガス供給口
と、この第２のガス供給口より供給されたキャリヤガス
が透明プレートの内面に沿ってまずガス排出口側より第
１のガス供給口側に向かって流れ、更に第１のガス供給
口側で折り返して前記混合ガスと同方向に反応室内へと
流入するようなキャリヤガス経路を形成する輻射光を透
過する材質より成る仕切り板とから構成された気相反応
容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23972084A JPH0638402B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 気相反応容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23972084A JPH0638402B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 気相反応容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117824A true JPS61117824A (ja) | 1986-06-05 |
| JPH0638402B2 JPH0638402B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=17048918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23972084A Expired - Lifetime JPH0638402B2 (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 気相反応容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638402B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6730613B1 (en) * | 1998-01-07 | 2004-05-04 | Texas Instruments Incorporated | Method for reducing by-product deposition in wafer processing equipment |
| US6794308B2 (en) | 1998-01-07 | 2004-09-21 | Texas Instruments Incorporated | Method for reducing by-product deposition in wafer processing equipment |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP23972084A patent/JPH0638402B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6730613B1 (en) * | 1998-01-07 | 2004-05-04 | Texas Instruments Incorporated | Method for reducing by-product deposition in wafer processing equipment |
| US6794308B2 (en) | 1998-01-07 | 2004-09-21 | Texas Instruments Incorporated | Method for reducing by-product deposition in wafer processing equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638402B2 (ja) | 1994-05-18 |
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