JPS61123130A - 気相成長におけるスリツプ防止方法 - Google Patents
気相成長におけるスリツプ防止方法Info
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- JPS61123130A JPS61123130A JP24479184A JP24479184A JPS61123130A JP S61123130 A JPS61123130 A JP S61123130A JP 24479184 A JP24479184 A JP 24479184A JP 24479184 A JP24479184 A JP 24479184A JP S61123130 A JPS61123130 A JP S61123130A
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体ウェハなどの基板表面にエピタキシャ
ル層などの薄膜を形成する気相成長に係り、特にこの気
相成長に際して基板や薄膜に生ずるスリップ（結晶欠陥
）を防止する方法に関するものでるる。
ル層などの薄膜を形成する気相成長に係り、特にこの気
相成長に際して基板や薄膜に生ずるスリップ（結晶欠陥
）を防止する方法に関するものでるる。
Ｎ、ｔばエピタキシャル気相成長においては、反応室内
に設けられたサセプタの上に基板を雪き、キャリアガス
を反応室内に供給して該反応室内にキャリアガスを満た
しつつ基板を所定温度に加熱し、その後、前記キャリア
ガスと共に反応ガスを反応室内に供給し、基板表面にエ
ピタキシャル層を成長させるが、従来は、キャリアガス
の供給流量に対して反応ガスの供給流量の割合が小°さ
いため、反応ガスの供給開始を、第３図の線Ａ、で示す
ように、ＯＮ、ＯＦＦ的に行なっていた。
に設けられたサセプタの上に基板を雪き、キャリアガス
を反応室内に供給して該反応室内にキャリアガスを満た
しつつ基板を所定温度に加熱し、その後、前記キャリア
ガスと共に反応ガスを反応室内に供給し、基板表面にエ
ピタキシャル層を成長させるが、従来は、キャリアガス
の供給流量に対して反応ガスの供給流量の割合が小°さ
いため、反応ガスの供給開始を、第３図の線Ａ、で示す
ように、ＯＮ、ＯＦＦ的に行なっていた。
しかしながら１本願発明者等は、このように反応ガスを
ＯＮ、ＯＦＦ的に供給した場合、基板またはサセプタの
温度センサ出力によってサセプタの加熱を自動制御する
装置では、反応室内に反応ガスを供給したとき、温度セ
ンナの出力が第３図の線Ｂ１で示すように急峻に低下し
、これに伴ってサセプタの加熱用出力も第３図の線Ｃ１
で示すように急激に増加することを知見した。前記温度
センサ出力の低下は、本願発明者等の実験によると、第
４図に示すような値を示すことが判明した。第４図は、
反応ガスとして５ｉＣ１ａ （四塩化シリコン）を用い
、反応室への反応ガス供給流量（ｇ／ｍ１ｎ）を４．
ＩＱ、 １４．１．８として実験したものである。
ＯＮ、ＯＦＦ的に供給した場合、基板またはサセプタの
温度センサ出力によってサセプタの加熱を自動制御する
装置では、反応室内に反応ガスを供給したとき、温度セ
ンナの出力が第３図の線Ｂ１で示すように急峻に低下し
、これに伴ってサセプタの加熱用出力も第３図の線Ｃ１
で示すように急激に増加することを知見した。前記温度
センサ出力の低下は、本願発明者等の実験によると、第
４図に示すような値を示すことが判明した。第４図は、
反応ガスとして５ｉＣ１ａ （四塩化シリコン）を用い
、反応室への反応ガス供給流量（ｇ／ｍ１ｎ）を４．
ＩＱ、 １４．１．８として実験したものである。
この第４図から明らかなように、反応ガスの供給流量が
多い場合はど、温度低下刃！増加し、通常の気相成長で
使用される１０〜Ｉ５ｇ／ｍｉｎの場容には、約１０〜
１４℃（実際にはバラツキがあり、もっと大きな値を示
すこともある）であった。この値は。
多い場合はど、温度低下刃！増加し、通常の気相成長で
使用される１０〜Ｉ５ｇ／ｍｉｎの場容には、約１０〜
１４℃（実際にはバラツキがあり、もっと大きな値を示
すこともある）であった。この値は。
基板温度の１１００−１１５０１：に比較すれば、わず
かなものであ・るが、温度降下が第３図の線Ｂ、に示、
したように急峻であることと、′これに伴なうサセプタ
の加熱用出力も第３歯゛の線ｃ１に示しだように急激に
増加するため、基板の表面と裏面で急激な温度のアンバ
ランスを生じ、基板に熱ひずみが生じて該基板にスリッ
プが発生するのではないがと、本願発明者等は推測した
。
かなものであ・るが、温度降下が第３図の線Ｂ、に示、
したように急峻であることと、′これに伴なうサセプタ
の加熱用出力も第３歯゛の線ｃ１に示しだように急激に
増加するため、基板の表面と裏面で急激な温度のアンバ
ランスを生じ、基板に熱ひずみが生じて該基板にスリッ
プが発生するのではないがと、本願発明者等は推測した
。
前記のような現象は、反応ガスの供給開始時に限らず、
エピタキシャル気相成長の前工程として基板表面を清浄
にするために反応ガスの供給前に行なわれるエツチング
ガスの供給開始時や、まだ場合によってエピタキシャル
気相成長の開始に先立ちキャリアガスの供給流量を増加
させたときにも生ずる。
エピタキシャル気相成長の前工程として基板表面を清浄
にするために反応ガスの供給前に行なわれるエツチング
ガスの供給開始時や、まだ場合によってエピタキシャル
気相成長の開始に先立ちキャリアガスの供給流量を増加
させたときにも生ずる。
本発明は、前述したような点に鑑み、鋭意研究の結果な
されたもので、基板がスリップを葬こし易い温度以上に
加熱されている際に一反応、室内に供給するガスの流′
量または種類を変える場合、第２図の線Ａ２で示すよう
に、ガスの供給流量を制御しつ２時間Ｔを掛けて希望す
る値まで漸次変化させるようにしたものである。
されたもので、基板がスリップを葬こし易い温度以上に
加熱されている際に一反応、室内に供給するガスの流′
量または種類を変える場合、第２図の線Ａ２で示すよう
に、ガスの供給流量を制御しつ２時間Ｔを掛けて希望す
る値まで漸次変化させるようにしたものである。
第２図の線Ａ２で示すように′、ガスの供給流量を制御
しつつ時間Ｔを掛けて希望する値まで漸次変化させるこ
とにより、反応室内に供給するガスの流量または種類が
変わる際に生じた基板の濃度低プに押えられ、スリップ
の発生を押えることができた。
しつつ時間Ｔを掛けて希望する値まで漸次変化させるこ
とにより、反応室内に供給するガスの流量または種類が
変わる際に生じた基板の濃度低プに押えられ、スリップ
の発生を押えることができた。
〔実施例〕 ゛
以下禾発明の一実施例を第１図ないし第２図について説
明する。第１図において、看はベースプレート、２はベ
ルジャで、これらにより反応室３を形成するようになっ
ている。４はサセプタで。
明する。第１図において、看はベースプレート、２はベ
ルジャで、これらにより反応室３を形成するようになっ
ている。４はサセプタで。
ベースプレート１を貫通して反応室３内に伸びている中
空回転軸５の上端に取付けられている。６はノズルで、
中空回転軸５内を通って反応室３内に伸び、その元端は
ガス導入管７に接続されている。このガス導入管７には
、パージガス、キャリアガス、エンチングガスならびに
反応ガスの各ガス供給源８ａ、ｇｂ、８ｃ、８ｄ がそ
れぞれ流量制御器９ａ、９ｂ、’ ９ ｃ、 ９ｄ
を介して接続されている。
空回転軸５の上端に取付けられている。６はノズルで、
中空回転軸５内を通って反応室３内に伸び、その元端は
ガス導入管７に接続されている。このガス導入管７には
、パージガス、キャリアガス、エンチングガスならびに
反応ガスの各ガス供給源８ａ、ｇｂ、８ｃ、８ｄ がそ
れぞれ流量制御器９ａ、９ｂ、’ ９ ｃ、 ９ｄ
を介して接続されている。
１０はベースプレート１＝に・設けられた排気口である
。
。
サセプタ４の下方には加熱用の、ＲＦコイル１１が設け
られ、加熱装置１２から高周波電力を供給される”よう
になっている。１３は温度センサで、サセプタ４および
その上に載置されている基板１４の表面温１度を検出し
、その出力を制御装置１５へ与えるようになっている。
られ、加熱装置１２から高周波電力を供給される”よう
になっている。１３は温度センサで、サセプタ４および
その上に載置されている基板１４の表面温１度を検出し
、その出力を制御装置１５へ与えるようになっている。
制御装置１５は、気相成長プロセスに従って流量制御器
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの開閉および流量制御を行なう
と共に、同じく気相成長プロセスに従い、かつ温度セン
サ１３からの出力をフィードパンクして加熱装置１２か
らＲＦコイル１１への給電を制御するようになっている
。
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの開閉および流量制御を行なう
と共に、同じく気相成長プロセスに従い、かつ温度セン
サ１３からの出力をフィードパンクして加熱装置１２か
らＲＦコイル１１への給電を制御するようになっている
。
次いで本装置の作用について説明する。気相成長プロセ
スの開始時には、ＲＦコイル１１への給電は絶たれ、流
量制御器９ａ、９ｂ、’？ｃ、９ｄは閉じられている。
スの開始時には、ＲＦコイル１１への給電は絶たれ、流
量制御器９ａ、９ｂ、’？ｃ、９ｄは閉じられている。
この状態でベルジャ２を開き、基板１４をサセプタ４上
に載置し、ベル、ジャ２を閉じる。次いで流量制御器９
ａを開いてパージガス供給源８ａからＮ２などのパージ
ガス用７、ノズル６により反応室３内へ供給し、反応室
３内の空気をＮ２などの不活性ガス雰囲気に置換する。
に載置し、ベル、ジャ２を閉じる。次いで流量制御器９
ａを開いてパージガス供給源８ａからＮ２などのパージ
ガス用７、ノズル６により反応室３内へ供給し、反応室
３内の空気をＮ２などの不活性ガス雰囲気に置換する。
次いで、前記パージガス用の流量制御器９ａを閉じると
共に、キャリアガス用の流量制御器９ｂを開き、反応室
３内をキャリアガス（Ｎ２）で置換し。
共に、キャリアガス用の流量制御器９ｂを開き、反応室
３内をキャリアガス（Ｎ２）で置換し。
その後、加熱装置１２に給電指令を出してＲＦコイル１
１に給電を開始する。なお、キャリアガスの供給はその
まま続ける。前記ＲＦコイル１１への給電は、温度サン
ナ］３の出力を制御装置（５ヘフイードバノクし、サセ
プタ４および基板１４が所定の温度勾配で昇温するよう
に制御することが好ましい。
１に給電を開始する。なお、キャリアガスの供給はその
まま続ける。前記ＲＦコイル１１への給電は、温度サン
ナ］３の出力を制御装置（５ヘフイードバノクし、サセ
プタ４および基板１４が所定の温度勾配で昇温するよう
に制御することが好ましい。
前記パージガスの供給停止およびキャリアガスの供給開
始は、基板＋４が常温であり、スＩＪ ７プを発生する
状態にないため、ＯＮ’、ＯＦＦ的に行なっても全く問
題を生じない。
始は、基板＋４が常温であり、スＩＪ ７プを発生する
状態にないため、ＯＮ’、ＯＦＦ的に行なっても全く問
題を生じない。
ＲＦコイル１１への給電により、サセプタ４および基板
１４は、例えば１１５０℃などの気相成長温度まで加熱
され、以後、この気相成長温度に保持される。
１４は、例えば１１５０℃などの気相成長温度まで加熱
され、以後、この気相成長温度に保持される。
次いで、エツチングガス用の流量制御器９Ｃを開き、す
でに供給されているキャリアガスと共にエツチングガス
をノズル６から吹き出させ、基板１４の表面の酸化膜な
どを除去して基板表面を浄化し、前記エツチングガス用
の流量制御器９Ｃを閉じ１次いで反応ガス用の流量制御
器９ｄを開いて、キャリアガスと共に反応ガスをノズル
６から吹き出させ、基板１４の表面に気相成長によるエ
ピタキシャル膜などの薄膜を形成する。
でに供給されているキャリアガスと共にエツチングガス
をノズル６から吹き出させ、基板１４の表面の酸化膜な
どを除去して基板表面を浄化し、前記エツチングガス用
の流量制御器９Ｃを閉じ１次いで反応ガス用の流量制御
器９ｄを開いて、キャリアガスと共に反応ガスをノズル
６から吹き出させ、基板１４の表面に気相成長によるエ
ピタキシャル膜などの薄膜を形成する。
本発明は、前記エツチングガスや反応ガスの供給時のよ
うに基板１４がスリップを起こし易い温度以上に加熱さ
れている場合、これらのガスの供給に伴なう基板１４の
表裏の温度のアンバランスによるスリップの発生を押え
るもので、これを第２図により説明する。第２図は反応
ガスの供給開始時を示すもので、前述した流量制御器９
ｄを開いて反応ガスを供給する場合、第２図の線Ａ２に
示すように、反応ガスの供給流量を零から所定の勾配を
もって次第に増加させるようにする。この零から所定の
流量まで移行させるための制御は、制御装置１５で行な
われる。この零から所定流量に到達するまでの時間Ｔは
、反応室３の大きさ、反応ガスの種類および供給流量な
どによって定められるが、実験によれば、反応ガスがＳ
ｔｃｘ ａで、５インチのウェハを１０数枚処理する
装置の場合でも１分程度で十分であった。
うに基板１４がスリップを起こし易い温度以上に加熱さ
れている場合、これらのガスの供給に伴なう基板１４の
表裏の温度のアンバランスによるスリップの発生を押え
るもので、これを第２図により説明する。第２図は反応
ガスの供給開始時を示すもので、前述した流量制御器９
ｄを開いて反応ガスを供給する場合、第２図の線Ａ２に
示すように、反応ガスの供給流量を零から所定の勾配を
もって次第に増加させるようにする。この零から所定の
流量まで移行させるための制御は、制御装置１５で行な
われる。この零から所定流量に到達するまでの時間Ｔは
、反応室３の大きさ、反応ガスの種類および供給流量な
どによって定められるが、実験によれば、反応ガスがＳ
ｔｃｘ ａで、５インチのウェハを１０数枚処理する
装置の場合でも１分程度で十分であった。
このように反応ガスの供給をＯＮ、ＯＦＦ的に行なわず
ある勾配をもって漸時増加Ｊせると、温度センサ１３の
出力は、第２図に線Ｂ２で示すように。
ある勾配をもって漸時増加Ｊせると、温度センサ１３の
出力は、第２図に線Ｂ２で示すように。
反応ガスの供給開始に伴なう温度降下が少なく、さらに
温度降下のカーブが非常にゆるやかになる。
温度降下のカーブが非常にゆるやかになる。
そこで、線Ｃ２に示すように、加熱用出力すなわちＲＦ
コイル１１に対する給電量の増加もゆるくかつ小さな値
に押えられ、サセプタ４上に１少れた基板１４の表裏の
温度のアンバランスの発生が小さく押えられる。
コイル１１に対する給電量の増加もゆるくかつ小さな値
に押えられ、サセプタ４上に１少れた基板１４の表裏の
温度のアンバランスの発生が小さく押えられる。
そこで、この基板表裏の温度のアンバランスによる基板
自身のスリップの発生が押えられ、また、気相成長によ
ってエピタキシャル層を形成する場合にはスリップの少
ないエピタキシャル層が得られる。
自身のスリップの発生が押えられ、また、気相成長によ
ってエピタキシャル層を形成する場合にはスリップの少
ないエピタキシャル層が得られる。
第２図は反応ガスの供給開始時を例にとって示したが、
エツチングガスの供給開始時やキャリアガスを反応ガス
の供給と共に増加させる場合、それに伴なう温度降下の
程度によって前記反応ガスの供給開始時と同様の流量制
御を行えばよい。また、すでに供給しているガスを停止
もしくは減少させる場合には、供給開始時程の問題は生
じないが、変化の度合によっては漸減させるように制御
することが好ましい。
エツチングガスの供給開始時やキャリアガスを反応ガス
の供給と共に増加させる場合、それに伴なう温度降下の
程度によって前記反応ガスの供給開始時と同様の流量制
御を行えばよい。また、すでに供給しているガスを停止
もしくは減少させる場合には、供給開始時程の問題は生
じないが、変化の度合によっては漸減させるように制御
することが好ましい。
以上述べたように本発明によれば１例えば反応ガスの供
給開始時のように、反応室への供給ガスの種類や流量変
化に伴なう基板の表裏の温度のアンバランスを押えてこ
の温度のアンバランスによる基板自身のスリップの発生
を少なく押えることができ、欠陥発生の少ない良好な気
相成長を行なうことができる。
給開始時のように、反応室への供給ガスの種類や流量変
化に伴なう基板の表裏の温度のアンバランスを押えてこ
の温度のアンバランスによる基板自身のスリップの発生
を少なく押えることができ、欠陥発生の少ない良好な気
相成長を行なうことができる。
第１図は本発明を適用するだめの気相成長装置の一例を
示す概琳図、第２図は本発明による反応は従来の反応ガ
スの供給開始時の流量およびそれに伴なう温度センサ出
力と加熱用出力の関係を示す線図、第４図は反応ガスの
供給流量と温度セン下 す出力の降厖量との関係を示す図である。 １・・・・・ベースプレート、 ２・・・・・・ベル
ジャ、３・・・・・反応室、 ４・・・・・・サセプ
タ、５・・・・・中空回転軸、 ６・・・−・−ノズ
ル、７・・・・ガス導入管、 ８ａ、 ８ ｂ、 ８．ｃ、 ８ｄ・・・−・・ガス供
給源、９ａ、 ９ ｂ、 ９ ｃ 、 ９ｔｉ＝−流量
制御器、１０・・・・・・排気口、１１・・・・・・Ｒ
Ｆコイル。 １２・・・・・・加熱装置、１３・・・・・・温度セン
サ、１４・・・・・・基板、 １５・・・・・・制御
装置。
示す概琳図、第２図は本発明による反応は従来の反応ガ
スの供給開始時の流量およびそれに伴なう温度センサ出
力と加熱用出力の関係を示す線図、第４図は反応ガスの
供給流量と温度セン下 す出力の降厖量との関係を示す図である。 １・・・・・ベースプレート、 ２・・・・・・ベル
ジャ、３・・・・・反応室、 ４・・・・・・サセプ
タ、５・・・・・中空回転軸、 ６・・・−・−ノズ
ル、７・・・・ガス導入管、 ８ａ、 ８ ｂ、 ８．ｃ、 ８ｄ・・・−・・ガス供
給源、９ａ、 ９ ｂ、 ９ ｃ 、 ９ｔｉ＝−流量
制御器、１０・・・・・・排気口、１１・・・・・・Ｒ
Ｆコイル。 １２・・・・・・加熱装置、１３・・・・・・温度セン
サ、１４・・・・・・基板、 １５・・・・・・制御
装置。
Claims (1)
- １、反応室内に置かれて加熱された基板表面に反応ガス
を接触させて該基板表面に薄膜を形成する気相成長にお
いて、基板がスリップを起こし易い温度以上に加熱され
ている際に、反応室内に供給するガスの流量または種類
を変える場合、ガスの供給流量を制御しつつ希望する値
まで漸次変化させることを特徴とする気相成長における
スリップ防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244791A JPH0713942B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 気相成長におけるスリップ防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59244791A JPH0713942B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 気相成長におけるスリップ防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61123130A true JPS61123130A (ja) | 1986-06-11 |
| JPH0713942B2 JPH0713942B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17123979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59244791A Expired - Lifetime JPH0713942B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 気相成長におけるスリップ防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713942B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52107772A (en) * | 1976-03-06 | 1977-09-09 | Kanematsu Semikondakutaa Kk | Apparatus for controlling epitaxial growth |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59244791A patent/JPH0713942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52107772A (en) * | 1976-03-06 | 1977-09-09 | Kanematsu Semikondakutaa Kk | Apparatus for controlling epitaxial growth |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0713942B2 (ja) | 1995-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |