JPS6120128B2 - - Google Patents
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- JPS6120128B2 JPS6120128B2 JP14354677A JP14354677A JPS6120128B2 JP S6120128 B2 JPS6120128 B2 JP S6120128B2 JP 14354677 A JP14354677 A JP 14354677A JP 14354677 A JP14354677 A JP 14354677A JP S6120128 B2 JPS6120128 B2 JP S6120128B2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
本発明は半導体拡散炉に用いられるシリコン含
有炭化珪素質反応管の改良に関するものである。 一般に、この種の反応管は拡散炉内の熱を、そ
の管内側に装填した半導体材料へ均一に放射し、
焼成する部材であるが、操業時に炉壁から蒸発し
た不純物質が反応管を通過して内部の半導体材料
を汚染するのを防止するために、反応管をガス不
透過性とすることが必要である。 このようなことから、従来、気孔率が11〜35%
程度の再結晶質炭化珪素管を予め造り、この管を
カーボン容器内の溶融したシリコン中に入れ、該
炭化珪素管の気孔にシリコンを含浸してガス不透
過性の反応管を造る方法が提案されている。 ところで、半導体製造工程では、高純度で一定
品質の半導体を造る目的から、反応管表面を定期
的にHF−HNO3溶液やHF−HNO3−CH3COOH
溶液或いはHClガスで洗浄している。しかるに、
上記方法により得た反応管は表面にシリコン含浸
部が露出しているため、上記HF−HNO3溶液で
洗浄すると、その含浸シリコンが容易に溶解除去
され、一方上記HClガスで洗浄すると、その含浸
シリコンがHClガスと低温で容易に反応して分
解、離脱し、その結果反応管のガス不透過性が阻
害されて、短期間の使用で内部の半導体材料の汚
染化を招く欠点があつた。 これに対し、本発明者は上記欠点を解消するた
めに種々研究したところ、シリコン含有炭化珪素
管の内面に所定厚さの緻密な炭化珪素膜を設ける
ことによつて、洗浄時に炭化珪素管内面から含有
シリコンが溶解除去或いは分解離脱するのを防止
できることがわかつた。しかしながら、この反応
管を繰り返し洗浄すると、従来の反応管に比して
その使用寿命は延長されるものの、含有シリコン
の溶解除去等が起こり、十分満足するものではな
かつた。 しかるに、内面に炭化珪素膜を設けたシリコン
含有炭化珪素管のシリコン溶出について種々調べ
たところ、該シリコンの溶出が炭化珪素膜中の不
純物が洗浄時に溶出されてピンホールを形成し、
このピンホールから含浸シリコンが溶出すること
を究明した。 しかして、本発明者は上記究明結果を踏えてさ
らに鋭意研究したところ、シリコン含有炭化珪素
管の内面に銅及び鉄の量を規定した所定厚さの緻
密な炭化珪素膜を形成することによつて、洗浄時
に炭化珪素膜のピンホールがほとんど起こらず、
含有シリコンの内面への溶出を防止して、ガス不
透過性を長時間確保できるシリコン含有炭化珪素
反応管を見い出した。 すなわち、本発明のシリコン含有炭化珪素反応
管はシリコン含有炭化珪素管の表面に銅含有量
10ppm以下、鉄含有量50ppm以下で厚さが10〜
500μ、かつ膜厚方向に貫通する連続気孔の存在
しない緻密な炭化珪素膜を形成してなるものであ
る。この場合、炭化珪素膜の不純物量のみを規制
したり、或いはその厚さのみを限定しても含有シ
リコンの内面への溶出防止効果は期待できず、本
発明の如く不純物量と厚さの両方を規制した炭化
珪素膜を設けることにより、前述した効果を発揮
できるものである。 本発明における炭化珪素膜の厚さを上記の如く
限定した理由はその厚さを10μ未満にすると、洗
浄時、炭化珪素管内面の隔離、保護の効果が十分
達成しえないからであり、一方厚さが500μを超
えると、熱衝撃によつてクラツクが発生し、剥離
しやすくなるからである。好ましい厚さは50〜
500μの範囲である。 本発明における炭化珪素膜の銅及び鉄の含有量
を上記の如く規制した理由は、銅の量が
10ppm、鉄の量が50ppmを越えると、洗浄時に
炭化珪素膜にピンホールが発生し易くなり、この
ピンホールから含有シリコンが溶出して反応管の
ガス不透過性が阻害されるからである。 なお、本発明の炭化珪素反応管をうるには、た
とえば炭化珪素管内にシリコン源と炭素源からな
る高純度の原料ガスを減圧状態で導入し、原料ガ
スの反応温度で加熱して該管内面に反応物を徐々
に析出させて銅及び鉄の量を規制した所定厚さの
炭化珪素膜を形成せしめて炭化珪素反応管を造
る。この場合、炭化珪素管内に高純度の原料ガス
を減圧下で導入することにより、該管内面に反応
物が一度に多量析出せず、徐々に析出するため、
その析出時に不純物の気散、排出が促進され、原
料ガスの高純度化と相俟つて銅、鉄の含有量が極
めて少なく、かつ緻密な炭化珪素膜を形成でき
る。 次に、本発明の実施例を図示した炭化珪素膜形
成装置を用いて説明する。 実施例 図示の如く、テーブル1の架台2に気密に立設
させた外殻3内の筒状黒鉛電極4内に、一端を絞
り加工した内径90mmφ、外径100mmφ、長さ1800
mmの炭化珪素管5を配置し、外殻3上端にOリン
グ6を介して水冷蓋7を気密に装着した後、前記
テーブル1及び架台2に挿着した供給管8より前
記炭化珪素管5内に純度の異なるトリクロルメチ
ルシラン(原料ガス)を4ml/min、水素ガス
4000ml/minの条件で流入させながら、水冷蓋7
に挿着した排気管9の真空ポンプ10より強制的
に排気して前記炭化珪素管5内を70Torrとし
た。次いで、外殻3の外周に配置された高周波誘
導加熱器11に通電すると共に、誘導加熱器11
の他端に固着した上下動駆動用チエーン12をテ
ーブル1上の減速モータ13で作動させ、該誘導
加熱器11を支柱14にガイドさせながら外殻3
に沿つて矢印A方向に移動させ、外殻3内の筒状
黒鉛電極4を帯域的に加熱して前記炭化珪素管内
面に原料ガスの反応物を析出させて、内面に下記
表の如く銅、鉄の含有量及び厚さの異なる緻密質
炭化珪素膜を形成した10種の炭化珪素反応管を得
た。このものに更にシリコン雰囲気内で1800℃に
処理してシリコンを含浸させた。 しかして、上記10種の反応管の一端を封じて、
それら反応管内にHF−HNO3溶液(混合比1:
1)を入れ、1時間放置後HF−HNO3溶液を排
出し、それら反応管を半径方向に切断して反応管
内面層のシリコン離脱厚みを調べた。また、上記
10種の反応管をコイルヒーター内に設置し、それ
ら反応管内に濃度5%、10%及び100%のHClガ
スを流しながら、1100℃に加熱する耐洗浄試験を
各々のガスについて3時間行なつた後、それら反
応管を取出し半径方向に切断して反応管内層のシ
リコン離脱厚みを調べた。それらの結果を同表に
併記した。なお表中の比較例1は炭化珪素膜のな
いシリコン含浸炭化珪素管からなる反応管であ
る。
有炭化珪素質反応管の改良に関するものである。 一般に、この種の反応管は拡散炉内の熱を、そ
の管内側に装填した半導体材料へ均一に放射し、
焼成する部材であるが、操業時に炉壁から蒸発し
た不純物質が反応管を通過して内部の半導体材料
を汚染するのを防止するために、反応管をガス不
透過性とすることが必要である。 このようなことから、従来、気孔率が11〜35%
程度の再結晶質炭化珪素管を予め造り、この管を
カーボン容器内の溶融したシリコン中に入れ、該
炭化珪素管の気孔にシリコンを含浸してガス不透
過性の反応管を造る方法が提案されている。 ところで、半導体製造工程では、高純度で一定
品質の半導体を造る目的から、反応管表面を定期
的にHF−HNO3溶液やHF−HNO3−CH3COOH
溶液或いはHClガスで洗浄している。しかるに、
上記方法により得た反応管は表面にシリコン含浸
部が露出しているため、上記HF−HNO3溶液で
洗浄すると、その含浸シリコンが容易に溶解除去
され、一方上記HClガスで洗浄すると、その含浸
シリコンがHClガスと低温で容易に反応して分
解、離脱し、その結果反応管のガス不透過性が阻
害されて、短期間の使用で内部の半導体材料の汚
染化を招く欠点があつた。 これに対し、本発明者は上記欠点を解消するた
めに種々研究したところ、シリコン含有炭化珪素
管の内面に所定厚さの緻密な炭化珪素膜を設ける
ことによつて、洗浄時に炭化珪素管内面から含有
シリコンが溶解除去或いは分解離脱するのを防止
できることがわかつた。しかしながら、この反応
管を繰り返し洗浄すると、従来の反応管に比して
その使用寿命は延長されるものの、含有シリコン
の溶解除去等が起こり、十分満足するものではな
かつた。 しかるに、内面に炭化珪素膜を設けたシリコン
含有炭化珪素管のシリコン溶出について種々調べ
たところ、該シリコンの溶出が炭化珪素膜中の不
純物が洗浄時に溶出されてピンホールを形成し、
このピンホールから含浸シリコンが溶出すること
を究明した。 しかして、本発明者は上記究明結果を踏えてさ
らに鋭意研究したところ、シリコン含有炭化珪素
管の内面に銅及び鉄の量を規定した所定厚さの緻
密な炭化珪素膜を形成することによつて、洗浄時
に炭化珪素膜のピンホールがほとんど起こらず、
含有シリコンの内面への溶出を防止して、ガス不
透過性を長時間確保できるシリコン含有炭化珪素
反応管を見い出した。 すなわち、本発明のシリコン含有炭化珪素反応
管はシリコン含有炭化珪素管の表面に銅含有量
10ppm以下、鉄含有量50ppm以下で厚さが10〜
500μ、かつ膜厚方向に貫通する連続気孔の存在
しない緻密な炭化珪素膜を形成してなるものであ
る。この場合、炭化珪素膜の不純物量のみを規制
したり、或いはその厚さのみを限定しても含有シ
リコンの内面への溶出防止効果は期待できず、本
発明の如く不純物量と厚さの両方を規制した炭化
珪素膜を設けることにより、前述した効果を発揮
できるものである。 本発明における炭化珪素膜の厚さを上記の如く
限定した理由はその厚さを10μ未満にすると、洗
浄時、炭化珪素管内面の隔離、保護の効果が十分
達成しえないからであり、一方厚さが500μを超
えると、熱衝撃によつてクラツクが発生し、剥離
しやすくなるからである。好ましい厚さは50〜
500μの範囲である。 本発明における炭化珪素膜の銅及び鉄の含有量
を上記の如く規制した理由は、銅の量が
10ppm、鉄の量が50ppmを越えると、洗浄時に
炭化珪素膜にピンホールが発生し易くなり、この
ピンホールから含有シリコンが溶出して反応管の
ガス不透過性が阻害されるからである。 なお、本発明の炭化珪素反応管をうるには、た
とえば炭化珪素管内にシリコン源と炭素源からな
る高純度の原料ガスを減圧状態で導入し、原料ガ
スの反応温度で加熱して該管内面に反応物を徐々
に析出させて銅及び鉄の量を規制した所定厚さの
炭化珪素膜を形成せしめて炭化珪素反応管を造
る。この場合、炭化珪素管内に高純度の原料ガス
を減圧下で導入することにより、該管内面に反応
物が一度に多量析出せず、徐々に析出するため、
その析出時に不純物の気散、排出が促進され、原
料ガスの高純度化と相俟つて銅、鉄の含有量が極
めて少なく、かつ緻密な炭化珪素膜を形成でき
る。 次に、本発明の実施例を図示した炭化珪素膜形
成装置を用いて説明する。 実施例 図示の如く、テーブル1の架台2に気密に立設
させた外殻3内の筒状黒鉛電極4内に、一端を絞
り加工した内径90mmφ、外径100mmφ、長さ1800
mmの炭化珪素管5を配置し、外殻3上端にOリン
グ6を介して水冷蓋7を気密に装着した後、前記
テーブル1及び架台2に挿着した供給管8より前
記炭化珪素管5内に純度の異なるトリクロルメチ
ルシラン(原料ガス)を4ml/min、水素ガス
4000ml/minの条件で流入させながら、水冷蓋7
に挿着した排気管9の真空ポンプ10より強制的
に排気して前記炭化珪素管5内を70Torrとし
た。次いで、外殻3の外周に配置された高周波誘
導加熱器11に通電すると共に、誘導加熱器11
の他端に固着した上下動駆動用チエーン12をテ
ーブル1上の減速モータ13で作動させ、該誘導
加熱器11を支柱14にガイドさせながら外殻3
に沿つて矢印A方向に移動させ、外殻3内の筒状
黒鉛電極4を帯域的に加熱して前記炭化珪素管内
面に原料ガスの反応物を析出させて、内面に下記
表の如く銅、鉄の含有量及び厚さの異なる緻密質
炭化珪素膜を形成した10種の炭化珪素反応管を得
た。このものに更にシリコン雰囲気内で1800℃に
処理してシリコンを含浸させた。 しかして、上記10種の反応管の一端を封じて、
それら反応管内にHF−HNO3溶液(混合比1:
1)を入れ、1時間放置後HF−HNO3溶液を排
出し、それら反応管を半径方向に切断して反応管
内面層のシリコン離脱厚みを調べた。また、上記
10種の反応管をコイルヒーター内に設置し、それ
ら反応管内に濃度5%、10%及び100%のHClガ
スを流しながら、1100℃に加熱する耐洗浄試験を
各々のガスについて3時間行なつた後、それら反
応管を取出し半径方向に切断して反応管内層のシ
リコン離脱厚みを調べた。それらの結果を同表に
併記した。なお表中の比較例1は炭化珪素膜のな
いシリコン含浸炭化珪素管からなる反応管であ
る。
【表】
上表より明らかな如く、本発明の反応管はHF
−HNO3溶液及びHClガスで洗浄しても炭化珪素
膜が反応管内面の保護膜として働らきシリコン離
脱を防止できることがわかる。これに対し、炭化
珪素膜が所定厚さ(10μ)以下の反応管は内面に
シリコン離脱層が生じる。また、炭化珪素膜が所
定厚さ(10μ)以上あつても、その膜中の銅、鉄
の含有量が規定以上(夫々10ppm以上、
50ppm)の反応管(比較例4)は内面にシリコ
ン離脱層が生じる。 以上詳述した如く、本発明によれば、HF−
HNO3溶液やHClガスで洗浄する際、内面に形成
した炭化珪素膜のピンホールが起こることなく、
その炭化珪素膜を管内面の隔離膜(保護膜)とし
て働らかせることができ、もつて含浸シリコンの
内面への溶出を防止してガス不透過性を長期間確
保できる極めて耐用度の長いシリコン含有炭化珪
素反応管を提供できるものである。
−HNO3溶液及びHClガスで洗浄しても炭化珪素
膜が反応管内面の保護膜として働らきシリコン離
脱を防止できることがわかる。これに対し、炭化
珪素膜が所定厚さ(10μ)以下の反応管は内面に
シリコン離脱層が生じる。また、炭化珪素膜が所
定厚さ(10μ)以上あつても、その膜中の銅、鉄
の含有量が規定以上(夫々10ppm以上、
50ppm)の反応管(比較例4)は内面にシリコ
ン離脱層が生じる。 以上詳述した如く、本発明によれば、HF−
HNO3溶液やHClガスで洗浄する際、内面に形成
した炭化珪素膜のピンホールが起こることなく、
その炭化珪素膜を管内面の隔離膜(保護膜)とし
て働らかせることができ、もつて含浸シリコンの
内面への溶出を防止してガス不透過性を長期間確
保できる極めて耐用度の長いシリコン含有炭化珪
素反応管を提供できるものである。
図は本発明の実施例に用いた炭化珪素膜形成装
置を示す部分断面図である。 3……外殻、4……筒状黒鉛電極、5……炭化
珪素管、8……供給管、10……真空ポンプ、1
1……高周波誘導加熱器。
置を示す部分断面図である。 3……外殻、4……筒状黒鉛電極、5……炭化
珪素管、8……供給管、10……真空ポンプ、1
1……高周波誘導加熱器。
Claims (1)
- 1 内面に銅含有量10ppm以下、鉄含有量
50ppm以下、厚さが10〜500μ、かつ膜厚方向に
貫通する連続気孔の存在しないガス不透過性の緻
密な炭化珪素質被膜を形成してなるシリコン含有
炭化珪素質反応管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14354677A JPS5490966A (en) | 1977-11-30 | 1977-11-30 | Siliconncontained silicon carbide reactive tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14354677A JPS5490966A (en) | 1977-11-30 | 1977-11-30 | Siliconncontained silicon carbide reactive tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5490966A JPS5490966A (en) | 1979-07-19 |
| JPS6120128B2 true JPS6120128B2 (ja) | 1986-05-21 |
Family
ID=15341253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14354677A Granted JPS5490966A (en) | 1977-11-30 | 1977-11-30 | Siliconncontained silicon carbide reactive tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5490966A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5884427A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Toshiba Corp | 半導体拡散層形成用炉管 |
| JPH0521297Y2 (ja) * | 1986-07-31 | 1993-06-01 | ||
| JPS63312630A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-21 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体ウェ−ハの熱処理装置 |
| JP2990670B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1999-12-13 | 東芝セラミックス株式会社 | 縦型半導体熱処理炉用ガス導入管 |
| JP2018135545A (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-30 | 株式会社エンプラス | 微小流路のコーティング装置および微小流路のコーティング方法 |
-
1977
- 1977-11-30 JP JP14354677A patent/JPS5490966A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5490966A (en) | 1979-07-19 |
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