JPS61121324A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPS61121324A JPS61121324A JP24282284A JP24282284A JPS61121324A JP S61121324 A JPS61121324 A JP S61121324A JP 24282284 A JP24282284 A JP 24282284A JP 24282284 A JP24282284 A JP 24282284A JP S61121324 A JPS61121324 A JP S61121324A
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- gas
- semiconductor substrate
- infrared lamp
- heat
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
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- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02576—N-type
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- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】
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
Ｓｔ （シリコン）ウェハへの気相エピタキシャル成長
装置に関するものである。
Ｓｔ （シリコン）ウェハへの気相エピタキシャル成長
装置に関するものである。
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、その基板表面上に反応物の膜を形成する工程が
ある。特に、その中でもエピタキシャル工程ではシリコ
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、この表面に四塩化珪素、又はジクロールシ
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、シリコン単結晶膜を形成するものである。
給して、その基板表面上に反応物の膜を形成する工程が
ある。特に、その中でもエピタキシャル工程ではシリコ
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、この表面に四塩化珪素、又はジクロールシ
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、シリコン単結晶膜を形成するものである。
現在シリコン単結晶膜を形成するための加熱手段として
は、主に高周波加熱が利用されている。
は、主に高周波加熱が利用されている。
一方、近年エピタキシャル工程ではオートドーピングを
低減することが新たな課題となっており、これには減圧
成長方式が効果的であることがわかっている。しかしな
がら、減圧中で高周波加熱を行なうとプラズマが発生し
、良質な単結晶膜が得られないという不都合が生ずる。
低減することが新たな課題となっており、これには減圧
成長方式が効果的であることがわかっている。しかしな
がら、減圧中で高周波加熱を行なうとプラズマが発生し
、良質な単結晶膜が得られないという不都合が生ずる。
そこで減圧成長における加熱手段としては、赤外線加熱
が注目されることとなった。
が注目されることとなった。
この赤外線加熱方式を使用した従来のエピタキシャル装
置は、第２図にその具体構成を示すように、赤外線透過
容器としての石英ペルジャー１とベース板２とによって
完全に外気を遮断することができるようになっておシ、
ベース板２には反応ガスを供給するための透明石英ガラ
スからなるガス供給口３と反応ガスを排出するためのガ
ス排出口４が取り付けられている。またベース板２には
、半導体基板５を載せる基台６（以下サセプタと呼ぶ）
が設置されている。また石英ペルジャー１の上部外側に
は、半導体基板６を加熱するための赤外線ランプ７と、
赤外線ランプ７の光線を効率よくペルジャー１内の半導
体基板５に照射するための反射鏡８が取り付けられてい
る。
置は、第２図にその具体構成を示すように、赤外線透過
容器としての石英ペルジャー１とベース板２とによって
完全に外気を遮断することができるようになっておシ、
ベース板２には反応ガスを供給するための透明石英ガラ
スからなるガス供給口３と反応ガスを排出するためのガ
ス排出口４が取り付けられている。またベース板２には
、半導体基板５を載せる基台６（以下サセプタと呼ぶ）
が設置されている。また石英ペルジャー１の上部外側に
は、半導体基板６を加熱するための赤外線ランプ７と、
赤外線ランプ７の光線を効率よくペルジャー１内の半導
体基板５に照射するための反射鏡８が取り付けられてい
る。
上記従来の装置において、半導体基板６を１０００°Ｃ
以上の高温に加熱し、ガス供給口３から反応ガスを流し
た場合、サセプタ６上に到達したガスは、サセプタ６か
ら、更には半導体基板５から熱エネルギーをもらい、反
応ガスが化学反応を起こし、半導体基板６上に反応物質
を成長させる。しかし、熱エネルギーをもらった反応ガ
スは、半導体基板５上のみだけでなく、熱対流、拡散等
によって、ペルジャー１の上面にも達する。またペルジ
ャー１は光透過性の石英ガラスであるけれども完全には
赤外線を透過させることはできないので３００°Ｃ程度
の温度に達している。そのため、熱対流、拡散によって
、ペルジャー１上に達した反応ガスから少しづつではあ
るが反応物質がペルジャー１の内面に析出することどな
り、回を重ねるごとに反応物が顕著に現われ、一定回数
ごとにペルジャー１を洗浄しなくてはならないという余
分の時間を必要とした。また、ペルジャー１内面に堆積
した反応物が、半導体基板５上に落ちフレーク等の問題
が生じ、結晶性にも悪影響を及ぼすという欠点を有して
いた。
以上の高温に加熱し、ガス供給口３から反応ガスを流し
た場合、サセプタ６上に到達したガスは、サセプタ６か
ら、更には半導体基板５から熱エネルギーをもらい、反
応ガスが化学反応を起こし、半導体基板６上に反応物質
を成長させる。しかし、熱エネルギーをもらった反応ガ
スは、半導体基板５上のみだけでなく、熱対流、拡散等
によって、ペルジャー１の上面にも達する。またペルジ
ャー１は光透過性の石英ガラスであるけれども完全には
赤外線を透過させることはできないので３００°Ｃ程度
の温度に達している。そのため、熱対流、拡散によって
、ペルジャー１上に達した反応ガスから少しづつではあ
るが反応物質がペルジャー１の内面に析出することどな
り、回を重ねるごとに反応物が顕著に現われ、一定回数
ごとにペルジャー１を洗浄しなくてはならないという余
分の時間を必要とした。また、ペルジャー１内面に堆積
した反応物が、半導体基板５上に落ちフレーク等の問題
が生じ、結晶性にも悪影響を及ぼすという欠点を有して
いた。
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑み赤外線ランプを用いた半導体
エピタキシャル装置において、石英ペルジャーの洗浄回
数を減らし、かつフレークを少なぐすることによって結
晶性を改善する気相成長装置を提供することにある。
エピタキシャル装置において、石英ペルジャーの洗浄回
数を減らし、かつフレークを少なぐすることによって結
晶性を改善する気相成長装置を提供することにある。
発明の構成
本発明は、光透過及び耐熱性容器と、前記耐熱性容器内
にあって、半導体基板を載置させる基台と、前記基台を
前記耐熱性容器の外部から加熱するための赤外線ランプ
と、前記基台上の半導体基板に気相成長させるための反
応ガスを供給するガス供給管と、前記ガス供給管とは別
経路で、前記赤外線ランプと前記基台の間に位置する前
記耐熱性容器の内面に添ってエツチングガスまたはエツ
チングガスを含む混合ガスを供給するエツチングガス供
給管と、ガスを排気するためのガス排気口とから構成さ
れており、この構成により石英ペルジャーを洗浄する必
要がなくなり、さらに結晶性を改善するという特有の効
果を有するものである。
にあって、半導体基板を載置させる基台と、前記基台を
前記耐熱性容器の外部から加熱するための赤外線ランプ
と、前記基台上の半導体基板に気相成長させるための反
応ガスを供給するガス供給管と、前記ガス供給管とは別
経路で、前記赤外線ランプと前記基台の間に位置する前
記耐熱性容器の内面に添ってエツチングガスまたはエツ
チングガスを含む混合ガスを供給するエツチングガス供
給管と、ガスを排気するためのガス排気口とから構成さ
れており、この構成により石英ペルジャーを洗浄する必
要がなくなり、さらに結晶性を改善するという特有の効
果を有するものである。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の一実施例の気相成長装置の断面
図である。
する。第１図は本発明の一実施例の気相成長装置の断面
図である。
赤外線透過容器としての石英ペルジャー１１とベース板
１２とによって完全に外気を遮断することができるよう
になっており、ベース板１２には反応ガスを供給するだ
めの透明石英ガラスからなるガス供給口１３と、ガスを
排出するだめのガス排出口１４が取り付けられている。
１２とによって完全に外気を遮断することができるよう
になっており、ベース板１２には反応ガスを供給するだ
めの透明石英ガラスからなるガス供給口１３と、ガスを
排出するだめのガス排出口１４が取り付けられている。
またベース板１２には、半導体基板１５を載せるサセプ
タ１６が設置されている。また石英ペルジャー１１の上
部外側には、半導体基板１５を加熱するための赤外線ラ
ンプ１７と、赤外線ランプ１７の光線を効率よくペルジ
ャー１１内の半導体基板１５に照射するための反射鏡１
８が取り付けられている。さらに赤外線ランプが直接当
たるペルジャー上部の内面に添って、水素をキャリヤー
ガスとして塩化水素を混合した混合ガスを流すための透
明石英ガラスからなるガス供給ノズル１９が取り付けら
れている。
タ１６が設置されている。また石英ペルジャー１１の上
部外側には、半導体基板１５を加熱するための赤外線ラ
ンプ１７と、赤外線ランプ１７の光線を効率よくペルジ
ャー１１内の半導体基板１５に照射するための反射鏡１
８が取り付けられている。さらに赤外線ランプが直接当
たるペルジャー上部の内面に添って、水素をキャリヤー
ガスとして塩化水素を混合した混合ガスを流すための透
明石英ガラスからなるガス供給ノズル１９が取り付けら
れている。
以上のように構成された本実施例において、半導体基板
１５を１０００℃以上の高温に、赤外線ランプ１７で輻
射加熱し、図示されていないガス供給装置で、四塩化珪
素等の反応ガスとホスフィン等のドーピングガスとを所
定の濃度で水素ガスに混合し、この混合ガスがガス供給
口１３から供給される。この混合ガスは、排出口１４に
向かって流れ、この時サセプタ１６および半導体基板１
５に接触して熱エネルギーを奪い所定湿度以上に達した
反応ガス分子が分解析出して膜を形成する。
１５を１０００℃以上の高温に、赤外線ランプ１７で輻
射加熱し、図示されていないガス供給装置で、四塩化珪
素等の反応ガスとホスフィン等のドーピングガスとを所
定の濃度で水素ガスに混合し、この混合ガスがガス供給
口１３から供給される。この混合ガスは、排出口１４に
向かって流れ、この時サセプタ１６および半導体基板１
５に接触して熱エネルギーを奪い所定湿度以上に達した
反応ガス分子が分解析出して膜を形成する。
また同時にペルジャー１１の内部上面に添ってガス供給
ノズル１９から塩化水素を含む水素キャリヤーの混合ガ
スが流されているためペルジャー１１の内面上部に対流
、拡散によって流れてきた反応ガスが分解析出してもす
ぐにエツチングされるという現象が起こ９、ペルジャー
に析出物が付着することもなくなった。
ノズル１９から塩化水素を含む水素キャリヤーの混合ガ
スが流されているためペルジャー１１の内面上部に対流
、拡散によって流れてきた反応ガスが分解析出してもす
ぐにエツチングされるという現象が起こ９、ペルジャー
に析出物が付着することもなくなった。
以上のように、ペルジャー１１の内面上部に添って塩化
水素を含む水素ガスを流すことにより、以前に比べてペ
ルジャー１１を洗浄する必要がなくなり、かつペルジャ
ー１１の内面上部に析出物が付着しないため、フレーク
の低減につながり結晶性が改善された。
水素を含む水素ガスを流すことにより、以前に比べてペ
ルジャー１１を洗浄する必要がなくなり、かつペルジャ
ー１１の内面上部に析出物が付着しないため、フレーク
の低減につながり結晶性が改善された。
なお本実施例において、ガス供給ノズル１９を透明石英
ガラスとしたが、耐熱性でかつ塩化水素に対して非反応
性物質であれば、どのような物質でもよい。
ガラスとしたが、耐熱性でかつ塩化水素に対して非反応
性物質であれば、どのような物質でもよい。
また、本実施例では、エピタキシャル成長に適用したも
のであるが、エピタキシャル成長に限らず、他の気相成
長にも適用できることはいうまでもない。
のであるが、エピタキシャル成長に限らず、他の気相成
長にも適用できることはいうまでもない。
また、本実施例では、シリコンエツチングするため塩化
水素を含む水素ガスをペルジャー内面上部に流したが、
塩化水素だけでもよいし、またシリコン以外を析出する
場合でも析出物をエツチングするガスならばどのような
ガスでもよい。
水素を含む水素ガスをペルジャー内面上部に流したが、
塩化水素だけでもよいし、またシリコン以外を析出する
場合でも析出物をエツチングするガスならばどのような
ガスでもよい。
発明の効果
以上のように本発明は、ペルジャー内面上部に添って塩
化水素を含む水素ガスを流すことにより、以前に比べて
ペルジャー１１を洗浄する必要がなくなり、かつペルジ
ャー１１の内面上部に析出物が付着しないため、フレー
クの低減につながりさらには結晶性が改善される効果を
奏し、その工業的価値は大なるものがある。
化水素を含む水素ガスを流すことにより、以前に比べて
ペルジャー１１を洗浄する必要がなくなり、かつペルジ
ャー１１の内面上部に析出物が付着しないため、フレー
クの低減につながりさらには結晶性が改善される効果を
奏し、その工業的価値は大なるものがある。
第１図は本発明の一実施例における赤外線ランプを用い
たエピタキシャル成長装置の側断面図、第２図は従来の
赤外線ランプを用いたエピタキシャル成長装置の側断面
図である。 １１・・・・・・石英ペルジャー、１２・・・・・・ヘ
ース！、１３・・・・・・ガス供給口、１４・・・・・
・ガス排出口、１５・・・・・・半導体基板、１６・・
・・・・サセプタ、１７・・・・・・赤外線ランプ、１
８・・・・・−反射鏡、１９・・団・エツチングガス供
給ノズル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
たエピタキシャル成長装置の側断面図、第２図は従来の
赤外線ランプを用いたエピタキシャル成長装置の側断面
図である。 １１・・・・・・石英ペルジャー、１２・・・・・・ヘ
ース！、１３・・・・・・ガス供給口、１４・・・・・
・ガス排出口、１５・・・・・・半導体基板、１６・・
・・・・サセプタ、１７・・・・・・赤外線ランプ、１
８・・・・・−反射鏡、１９・・団・エツチングガス供
給ノズル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (2)
- （１）光透過及び耐熱性容器と、前記耐熱性容器内にあ
って、半導体基板を載置させる基台と、前記基台を前記
耐熱性容器の外部から加熱するための赤外線ランプと、
前記基台上の半導体基板に気相成長させるための反応ガ
スを供給するガス供給管と、前記ガス供給管とは別経路
で、前記赤外線ランプと前記基台の間に位置する前記耐
熱性容器の内面に添ってエッチングガスまたはエッチン
グガスを含む混合ガスを供給するエッチングガス供給管
と、ガスを排気するためのガス排気口とからなる気相成
長装置。 - （２）前記エッチングガスが塩化水素である特許請求の
範囲第１項記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24282284A JPS61121324A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24282284A JPS61121324A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121324A true JPS61121324A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17094806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24282284A Pending JPS61121324A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121324A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60253212A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-13 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長装置 |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP24282284A patent/JPS61121324A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60253212A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-13 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長装置 |
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