JPS6145853B2 - - Google Patents
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- JPS6145853B2 JPS6145853B2 JP15987777A JP15987777A JPS6145853B2 JP S6145853 B2 JPS6145853 B2 JP S6145853B2 JP 15987777 A JP15987777 A JP 15987777A JP 15987777 A JP15987777 A JP 15987777A JP S6145853 B2 JPS6145853 B2 JP S6145853B2
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Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体拡散炉に用いられる反応管の改
良に関する。 〔従来の技術〕 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、操業時に炉壁等から蒸発
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％
程度の再結晶炭化珪素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
リコンを含浸させた反応管が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 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HClガス等で洗浄している。しかるに、上記従
来の反応管の表面をHClガスで洗浄すると、該反
応管の表面にはシリコン含浸部が露出しているた
め、その含浸シリコンがHClガスと低温で容易に
反応して分離、離脱し、その結果反応管のガス不
透過性が短期間で阻害される欠点がある。 このため、HClガスを酸素や窒素で希釈して
HClガス濃度を５％以下し、洗浄時の含浸シリコ
ンの分解、離脱を軽減しているが、洗浄効果が低
下し、長時間の洗浄が必要となり、作業能率の障
害となる。 また、上記反応管中の含浸シリコンには半導体
材料に悪影響を及ぼす銅、鉄などの重金属が容易
に拡散され、長時間使用する反応管中の重金属濃
度が高くなり、しかも洗浄してもシリコン成分は
除去されるものの、重金属成分は残留して反応管
内表面の重金属濃度が著しく高い傾向となるた
め、使用期間が長くなるに従つて得られた半導体
の特性を低下する欠点がある。 本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、洗浄効果の大きい高濃度のHClガスに耐
え、かつ外界雰囲気からの不純物ガスの透過を阻
止すると共に内表面への不純物質（重金属）の濃
縮、残留を防止した半導体拡散炉用反応管を提供
することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の半導体拡散炉用反応管は、窒化珪素、
炭化珪素又はシリコン含浸炭化珪素からなる管状
基材の少なくとも内表面に厚さ10〜200μの連続
通気孔の存在しない窒化珪素膜を形成せしめたも
のである。 本発明に使用する管状基材としては、熱膨張係
数が形成される窒化珪素膜（2.5×10-6／℃）と
同一の管状窒化珪素焼結体が好ましいが、該窒化
珪素膜と近似した熱膨張係数を有する管状再結晶
炭化珪素体（4.5×10-6／℃）、或いは管状のシリ
コン含浸炭化珪素体も同様に適用できる。 本発明において、連続通気孔の存在しない窒化
珪素膜の厚さを10〜200μに限定したのは以下の
ような理由による。すなわち、その厚さが10μ末
満であると、HClガス洗浄によつて窒化珪素とい
えども極く一部反応してピンホールが発生し、ガ
ス不透過が阻害されることになる。一方、その厚
さが200μを超えると、窒化珪素膜の形成時の反
応時間が長くなつて経済的でないうえ、基材の熱
膨張係数が窒化珪素膜のそれと異なる場合には両
者の熱膨張の差によつて剥離などが生じるおそれ
があるためである。なお、基材が窒化珪素焼結体
である場合には窒化珪素膜との熱膨張の差をほと
んど考慮しなくてもよいので、膜厚はかなりの程
度まで厚くすることができる。 本発明において、窒化珪素膜は管状基材の内表
面のみに設けても十分効果があるが、反応管の強
度の向上化及びガス不透過性の長時間維持を図る
観点から管状基材の内、外両表面に設けることが
望ましい。 なお、本発明の半導体拡散炉を得るには、例え
ば管状基材の少なくとも内側に四塩化珪素、四水
素化珪素などのシリコン系ガスと窒素、アンモニ
アなどの窒素系ガスとを原料ガスとして減圧状態
で供給しながら1400℃付近に加熱して管状基材の
少なくとも内表面に反応物を徐々に析出させて所
定厚さの窒化珪素膜を形成する方法が採用し得
る。 〔作用〕 このような半導体拡散炉用反応管によれば、管
状基材の少なくとも内表面に所定厚さの連続通気
孔の存在しない窒化珪素膜が形成されているた
め、操業時に拡散炉の炉壁から蒸発した不純物質
の透過を阻止することができ、ガス不透過性を長
期間確保でき、その結果、内部に装填される半導
体材料の汚染を防止できる。 また、高濃度のHClガスで反応管の内表面を洗
浄した場合、該反応管の内表面にはHClガスに対
して優れた耐性を有する窒化珪素膜が形成されて
いるため、上記洗浄による反応管の重量減少を防
止でき、ひいては従来の反応管に比して洗浄時間
を著しく短縮できると共に洗浄回数も軽減でき、
作業能率の向上化を図ることができる。 さらに、管状基材としてシリコン合浸炭化珪素
体を用いて反応管を構成した場合、上記炭化珪素
体中のシリコンに半導体材料に悪影響を及ぼす
鉄、銅などの重金属が拡散、濃縮しても、反応管
の内表面には連続通気孔の存在しない窒化珪素膜
が形成されているため、HClガス洗浄時、反応管
内表面に上記重金属が残留、濃縮するのを防止で
き、その結果長期間使用しても常に良好な特性を
有する半導体を得ることができる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を説明する。 実施例 管状の窒化珪素焼結体を1300℃に加熱し、この
内側に四塩化珪素ガスを毎分４c.c.、アンモニアガ
スを毎分4000c.c.、水素ガスを毎分2000c.c.供給し
て、窒化珪素焼結体の内表面に厚さ30μの連続通
気孔の存在しない窒化珪素膜を形成して反応管を
得た。 比較例 上記実施例と同寸法の再結晶炭化珪素管にシリ
コンを含浸さえて反応管を得た。 しかして、上記実施例及び比較例の反応管内に
下記表に示す如く濃度の異なるHClガスを1100℃
の温度雰囲気下で３時間流通させて洗浄処理し、
洗浄後の反応管の重量減少率を調べた。その結果
を同表に併記した。
良に関する。 〔従来の技術〕 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、操業時に炉壁等から蒸発
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％
程度の再結晶炭化珪素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
リコンを含浸させた反応管が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 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HClガス等で洗浄している。しかるに、上記従
来の反応管の表面をHClガスで洗浄すると、該反
応管の表面にはシリコン含浸部が露出しているた
め、その含浸シリコンがHClガスと低温で容易に
反応して分離、離脱し、その結果反応管のガス不
透過性が短期間で阻害される欠点がある。 このため、HClガスを酸素や窒素で希釈して
HClガス濃度を５％以下し、洗浄時の含浸シリコ
ンの分解、離脱を軽減しているが、洗浄効果が低
下し、長時間の洗浄が必要となり、作業能率の障
害となる。 また、上記反応管中の含浸シリコンには半導体
材料に悪影響を及ぼす銅、鉄などの重金属が容易
に拡散され、長時間使用する反応管中の重金属濃
度が高くなり、しかも洗浄してもシリコン成分は
除去されるものの、重金属成分は残留して反応管
内表面の重金属濃度が著しく高い傾向となるた
め、使用期間が長くなるに従つて得られた半導体
の特性を低下する欠点がある。 本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、洗浄効果の大きい高濃度のHClガスに耐
え、かつ外界雰囲気からの不純物ガスの透過を阻
止すると共に内表面への不純物質（重金属）の濃
縮、残留を防止した半導体拡散炉用反応管を提供
することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の半導体拡散炉用反応管は、窒化珪素、
炭化珪素又はシリコン含浸炭化珪素からなる管状
基材の少なくとも内表面に厚さ10〜200μの連続
通気孔の存在しない窒化珪素膜を形成せしめたも
のである。 本発明に使用する管状基材としては、熱膨張係
数が形成される窒化珪素膜（2.5×10-6／℃）と
同一の管状窒化珪素焼結体が好ましいが、該窒化
珪素膜と近似した熱膨張係数を有する管状再結晶
炭化珪素体（4.5×10-6／℃）、或いは管状のシリ
コン含浸炭化珪素体も同様に適用できる。 本発明において、連続通気孔の存在しない窒化
珪素膜の厚さを10〜200μに限定したのは以下の
ような理由による。すなわち、その厚さが10μ末
満であると、HClガス洗浄によつて窒化珪素とい
えども極く一部反応してピンホールが発生し、ガ
ス不透過が阻害されることになる。一方、その厚
さが200μを超えると、窒化珪素膜の形成時の反
応時間が長くなつて経済的でないうえ、基材の熱
膨張係数が窒化珪素膜のそれと異なる場合には両
者の熱膨張の差によつて剥離などが生じるおそれ
があるためである。なお、基材が窒化珪素焼結体
である場合には窒化珪素膜との熱膨張の差をほと
んど考慮しなくてもよいので、膜厚はかなりの程
度まで厚くすることができる。 本発明において、窒化珪素膜は管状基材の内表
面のみに設けても十分効果があるが、反応管の強
度の向上化及びガス不透過性の長時間維持を図る
観点から管状基材の内、外両表面に設けることが
望ましい。 なお、本発明の半導体拡散炉を得るには、例え
ば管状基材の少なくとも内側に四塩化珪素、四水
素化珪素などのシリコン系ガスと窒素、アンモニ
アなどの窒素系ガスとを原料ガスとして減圧状態
で供給しながら1400℃付近に加熱して管状基材の
少なくとも内表面に反応物を徐々に析出させて所
定厚さの窒化珪素膜を形成する方法が採用し得
る。 〔作用〕 このような半導体拡散炉用反応管によれば、管
状基材の少なくとも内表面に所定厚さの連続通気
孔の存在しない窒化珪素膜が形成されているた
め、操業時に拡散炉の炉壁から蒸発した不純物質
の透過を阻止することができ、ガス不透過性を長
期間確保でき、その結果、内部に装填される半導
体材料の汚染を防止できる。 また、高濃度のHClガスで反応管の内表面を洗
浄した場合、該反応管の内表面にはHClガスに対
して優れた耐性を有する窒化珪素膜が形成されて
いるため、上記洗浄による反応管の重量減少を防
止でき、ひいては従来の反応管に比して洗浄時間
を著しく短縮できると共に洗浄回数も軽減でき、
作業能率の向上化を図ることができる。 さらに、管状基材としてシリコン合浸炭化珪素
体を用いて反応管を構成した場合、上記炭化珪素
体中のシリコンに半導体材料に悪影響を及ぼす
鉄、銅などの重金属が拡散、濃縮しても、反応管
の内表面には連続通気孔の存在しない窒化珪素膜
が形成されているため、HClガス洗浄時、反応管
内表面に上記重金属が残留、濃縮するのを防止で
き、その結果長期間使用しても常に良好な特性を
有する半導体を得ることができる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を説明する。 実施例 管状の窒化珪素焼結体を1300℃に加熱し、この
内側に四塩化珪素ガスを毎分４c.c.、アンモニアガ
スを毎分4000c.c.、水素ガスを毎分2000c.c.供給し
て、窒化珪素焼結体の内表面に厚さ30μの連続通
気孔の存在しない窒化珪素膜を形成して反応管を
得た。 比較例 上記実施例と同寸法の再結晶炭化珪素管にシリ
コンを含浸さえて反応管を得た。 しかして、上記実施例及び比較例の反応管内に
下記表に示す如く濃度の異なるHClガスを1100℃
の温度雰囲気下で３時間流通させて洗浄処理し、
洗浄後の反応管の重量減少率を調べた。その結果
を同表に併記した。
以上詳述した如く、本発明によれば操業時に拡
散炉から蒸発された不純物質の透過を阻止して、
内部に装填した半導体材料の汚染化を防止でき、
かつ管内表面の洗浄に際して洗浄力の大きい高濃
度HClガスの使用を可能にして洗浄時間を著しく
短縮でき、しかも洗浄回数も軽減でき、もつて長
時間良好な半導体を製造できると共に、洗浄の作
業能率を著しく向上できる等顕著な効果を有する
半導体拡散炉用反応管を提供できるものである。
散炉から蒸発された不純物質の透過を阻止して、
内部に装填した半導体材料の汚染化を防止でき、
かつ管内表面の洗浄に際して洗浄力の大きい高濃
度HClガスの使用を可能にして洗浄時間を著しく
短縮でき、しかも洗浄回数も軽減でき、もつて長
時間良好な半導体を製造できると共に、洗浄の作
業能率を著しく向上できる等顕著な効果を有する
半導体拡散炉用反応管を提供できるものである。
Claims (1)
- １ 窒化珪素、炭化珪素又はシリコン含浸炭化珪
素からなる管状基材の少なくとも内表面に厚さ10
〜200μの連続通気孔の存在しない窒化珪素膜を
形成せしめてなる半導体拡散炉用反応管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15987777A JPS5490968A (en) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | Semiconductor diffusion furnace reactive tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15987777A JPS5490968A (en) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | Semiconductor diffusion furnace reactive tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5490968A JPS5490968A (en) | 1979-07-19 |
| JPS6145853B2 true JPS6145853B2 (ja) | 1986-10-09 |
Family
ID=15703146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15987777A Granted JPS5490968A (en) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | Semiconductor diffusion furnace reactive tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5490968A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54132164A (en) * | 1978-04-05 | 1979-10-13 | Toshiba Ceramics Co | Device for fabricating semiconductor |
| JPS58194781A (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-12 | 住友電気工業株式会社 | 複合セラミツク部材 |
-
1977
- 1977-12-27 JP JP15987777A patent/JPS5490968A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5490968A (en) | 1979-07-19 |
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