JPS6168393A - ホツトウオ−ル形エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
ホツトウオ−ル形エピタキシヤル成長装置Info
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- JPS6168393A JPS6168393A JP18888084A JP18888084A JPS6168393A JP S6168393 A JPS6168393 A JP S6168393A JP 18888084 A JP18888084 A JP 18888084A JP 18888084 A JP18888084 A JP 18888084A JP S6168393 A JPS6168393 A JP S6168393A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (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゛発明はホットウォール形エピタキシャル成長装置に
関し、特に低温で分解し易いソース物質ガスがこの導入
管壁とか反応室内壁に析出せずにウェーハまで均一に到
達する様に改良したエピタキシャル成長装置に係る。
関し、特に低温で分解し易いソース物質ガスがこの導入
管壁とか反応室内壁に析出せずにウェーハまで均一に到
達する様に改良したエピタキシャル成長装置に係る。
モノシラン（ＳｉＨ４）をシリコン（Ｓｔ）のエピタキ
シャル成長のソースとして用いると、他の一般のソース
材料、例えば４塩化シリコン（Ｓｉｃｋ、）、トリクロ
ルシラン（Ｓ １Ｈｃ−＃、 ）、ジクロルシラン（Ｓ
ｉＨ，ＣＡ２）などに比べ、比較的低温で結晶成長が
出来、また結晶成長時の遷移領域の巾が少なくなるとい
うメリットがあるため、特に薄い成長層の形成用として
最近Ｓ ｉＨ４が使用されてきた。
シャル成長のソースとして用いると、他の一般のソース
材料、例えば４塩化シリコン（Ｓｉｃｋ、）、トリクロ
ルシラン（Ｓ １Ｈｃ−＃、 ）、ジクロルシラン（Ｓ
ｉＨ，ＣＡ２）などに比べ、比較的低温で結晶成長が
出来、また結晶成長時の遷移領域の巾が少なくなるとい
うメリットがあるため、特に薄い成長層の形成用として
最近Ｓ ｉＨ４が使用されてきた。
しかしながら、ＳｉＨ４がエピタキシャル成長装置の反
応室内にセットされたシリコンウェーハに到達する前に
分解温度に達すると、ＳｉＨ４導入用配管、或は反応室
などの壁に不要のＳｉを析出し、ガス流量、膜の成長速
度などが変動し、また壁に一旦析出したシリコンが剥離
して結晶成長面に再付着したりしてウェー／・欠陥の原
因となる。
応室内にセットされたシリコンウェーハに到達する前に
分解温度に達すると、ＳｉＨ４導入用配管、或は反応室
などの壁に不要のＳｉを析出し、ガス流量、膜の成長速
度などが変動し、また壁に一旦析出したシリコンが剥離
して結晶成長面に再付着したりしてウェー／・欠陥の原
因となる。
このため、ＳｉＨ４’！ｒ使用するエピタキシャル成長
装置には構造上の制約が生じ、ウエーノ・温度よυ反・
石室壁、ガス導入用配管などの温度を低くすることの出
来る高周波誘導加熱式のいわゆるコールドウオール形で
あって、かつ反応室内のガスのバスが短い縦形装置（第
４図）が開発されている。ただこの形式の装置は複数枚
のウェーハを反応室内に平面的に配列するため、ウェー
ハの装填枚数を多くすると、反応室が犬きくなり、ガス
の流れの制御が困難となり、成長膜厚の均一性が悪化す
るため１回の装填枚数は２０枚前後と比較的少なくせざ
るを得ない。
装置には構造上の制約が生じ、ウエーノ・温度よυ反・
石室壁、ガス導入用配管などの温度を低くすることの出
来る高周波誘導加熱式のいわゆるコールドウオール形で
あって、かつ反応室内のガスのバスが短い縦形装置（第
４図）が開発されている。ただこの形式の装置は複数枚
のウェーハを反応室内に平面的に配列するため、ウェー
ハの装填枚数を多くすると、反応室が犬きくなり、ガス
の流れの制御が困難となり、成長膜厚の均一性が悪化す
るため１回の装填枚数は２０枚前後と比較的少なくせざ
るを得ない。
そこで大量生産用の装置として、例えば５０枚以上のウ
ェーハ装填が可能な抵抗加熱式の電気炉を使用したいわ
ゆるホットウォール形のエピタキシャル成長装置（第５
図）が提案されているが、これはＳ ｉＨ，Ｃ−１３２
など塩素（Ｃ４）を含む反応温度の高い化合物をソース
として使用することを前提としておｆｉ、５ｉ）Ｉ４は
その導入配管、反応管壁の温度上昇によシ分解、析出す
るため使用することが出来ない。
ェーハ装填が可能な抵抗加熱式の電気炉を使用したいわ
ゆるホットウォール形のエピタキシャル成長装置（第５
図）が提案されているが、これはＳ ｉＨ，Ｃ−１３２
など塩素（Ｃ４）を含む反応温度の高い化合物をソース
として使用することを前提としておｆｉ、５ｉ）Ｉ４は
その導入配管、反応管壁の温度上昇によシ分解、析出す
るため使用することが出来ない。
本発明は拡散炉のような電気炉を使用したホットウォー
ル形のエピタキシャル成長装置のソースとしてＳｉＨ４
も使用出来、然も大量生産が出来る独特のガスの導入及
び排気管の構造をもったエピタキシャル成長装置を提供
するものである。
ル形のエピタキシャル成長装置のソースとしてＳｉＨ４
も使用出来、然も大量生産が出来る独特のガスの導入及
び排気管の構造をもったエピタキシャル成長装置を提供
するものである。
図について従来型より説明する。
第４図はコールトウオー゛ル形縦型エピタキシャル成長
装置の断面を示し、円盤状の水平サセプタ１の上に複数
枚のシリコンウエーノＳ２を環状乃至は放射状に水平に
並べ、この下面に高周波加熱コイル６を配し、これらを
石英製インナーベルジャ６で覆い反応室４を形成する。
装置の断面を示し、円盤状の水平サセプタ１の上に複数
枚のシリコンウエーノＳ２を環状乃至は放射状に水平に
並べ、この下面に高周波加熱コイル６を配し、これらを
石英製インナーベルジャ６で覆い反応室４を形成する。
サセプタ１の中心に向かって反応室４の下方よシソース
ガス導入管７が挿し込まれており、この先端部に設けた
ソースガス噴出穴５よジンースガスを噴出する。ソース
ガスは矢印で示す様にウェーハ上を接触して流れ排気口
１４よシ排出される。この成長装置は抵抗加熱ではなく
高周波加熱を利用しており、且つインナーベルジャ３の
外側を更にステンレスベルジャ８で覆い、インナーベル
ジャ３を外側から水素ガスで冷却しているためガス導入
管７及びインナーベルジャ６の壁温度が比較的低いので
分解温度の低い物質のガスをソースガスとして使用出来
るが、前記した様にウエーノ・の装填枚数は極めて少な
く大量生産向きではない。
ガス導入管７が挿し込まれており、この先端部に設けた
ソースガス噴出穴５よジンースガスを噴出する。ソース
ガスは矢印で示す様にウェーハ上を接触して流れ排気口
１４よシ排出される。この成長装置は抵抗加熱ではなく
高周波加熱を利用しており、且つインナーベルジャ３の
外側を更にステンレスベルジャ８で覆い、インナーベル
ジャ３を外側から水素ガスで冷却しているためガス導入
管７及びインナーベルジャ６の壁温度が比較的低いので
分解温度の低い物質のガスをソースガスとして使用出来
るが、前記した様にウエーノ・の装填枚数は極めて少な
く大量生産向きではない。
第５図には大量生産向きのホットウォール形エピタキシ
ャル成長装置の従来型を断面で示す。
ャル成長装置の従来型を断面で示す。
これは第４図に示す高周波加熱の代りに抵抗加熱ヒータ
ー６′を利用しており、且つ多数のウェーハを水平でな
く石英ボート１′上に縦に並べて配置する横形装置であ
る。尚、第４図に於ける同一の作用を果す部材には第５
図に於いても同一の参照番号を付して説明する。第５図
に於ける装置に於いてはガスの導入は多数の噴出穴５を
長手方向に沿ってあけた石英製のガス導入管７をウェー
ハ配列体に沿って並置し、この結果、各ウェーハ２に対
しほぼ同一の濃度のソースガスを供給することが出来る
ので各ウエーノＳ２の成長膜厚にばらつきのない様に出
来る。但し、この装置は５ｉＨ２ＣＪ３□、Ｓ １ＨＣ
−＃３．５ｉＣ−ｅ４＆どをソースとして使用すること
を目的として開発されたものであって、前に述べた理由
により５ｔａ４をソースガスとして使用することは依然
困難である。
ー６′を利用しており、且つ多数のウェーハを水平でな
く石英ボート１′上に縦に並べて配置する横形装置であ
る。尚、第４図に於ける同一の作用を果す部材には第５
図に於いても同一の参照番号を付して説明する。第５図
に於ける装置に於いてはガスの導入は多数の噴出穴５を
長手方向に沿ってあけた石英製のガス導入管７をウェー
ハ配列体に沿って並置し、この結果、各ウェーハ２に対
しほぼ同一の濃度のソースガスを供給することが出来る
ので各ウエーノＳ２の成長膜厚にばらつきのない様に出
来る。但し、この装置は５ｉＨ２ＣＪ３□、Ｓ １ＨＣ
−＃３．５ｉＣ−ｅ４＆どをソースとして使用すること
を目的として開発されたものであって、前に述べた理由
により５ｔａ４をソースガスとして使用することは依然
困難である。
第１図は、本発明によるホットウォール形エピタキシャ
ル成長装置６構造の概要を示す。
ル成長装置６構造の概要を示す。
図について説明すると、抵抗加熱式の管状電気炉の中に
石英管６を入れ、両端をフランジ８．８′で封じて反応
室４を構成し、多数のシリコンウエーノ・２は石英ボー
ト１′の上に垂直に支持され、反応室４のほぼ中央にお
かれる。
石英管６を入れ、両端をフランジ８．８′で封じて反応
室４を構成し、多数のシリコンウエーノ・２は石英ボー
ト１′の上に垂直に支持され、反応室４のほぼ中央にお
かれる。
ソースガスの導入はガス濃度を均一にするため、多数の
噴出穴を長手方向に配列した石英製のガス導入管７によ
り行なわれ、反応後ガスは導入管７に対向並置した石英
製の排気管９により行なわれる。
噴出穴を長手方向に配列した石英製のガス導入管７によ
り行なわれ、反応後ガスは導入管７に対向並置した石英
製の排気管９により行なわれる。
ソースガス導入管７は第２図に示すように内管１０と外
管１１とが同軸上に配置式れた二重管構造となってお、
！ｌ）、 ＳｉＨ４と水素（Ｈ２）とを混合したソー
スガスが内管を通り、その側壁に１線に並べて設けられ
た多数の噴出穴５よシ外管１１を横切って反応室４内に
供給される。一方外管１１には内管１０の壁の温度を５
ｉ）Ｉ４の分解温度より低くおさえる様にＨ２を流し冷
却する。この結果、ガス導入管７の内壁への５ｉｎ４の
分解によるＳｉ の析出を防ぐことが出来る。
管１１とが同軸上に配置式れた二重管構造となってお、
！ｌ）、 ＳｉＨ４と水素（Ｈ２）とを混合したソー
スガスが内管を通り、その側壁に１線に並べて設けられ
た多数の噴出穴５よシ外管１１を横切って反応室４内に
供給される。一方外管１１には内管１０の壁の温度を５
ｉ）Ｉ４の分解温度より低くおさえる様にＨ２を流し冷
却する。この結果、ガス導入管７の内壁への５ｉｎ４の
分解によるＳｉ の析出を防ぐことが出来る。
ソースガスの導入側の７ランジ８と反対側の７ランジ８
′側から排気する石英で作られた排気管９は、第３図の
ような構造をしておシ、反応室４内ではウェーハ２の配
列体をはさんでガス導入管７と並行して配置され、減圧
排気出来るよう真空ポンプにみちびかれている。排気管
９の長手方向に一線に並べた排気穴１６の大きさは、そ
れぞれの穴からのガスの排出量が一定になるように真空
ポンプ１２に近づくにつれ小さくしてコンダクタンスを
駅！Ｉ整する。
′側から排気する石英で作られた排気管９は、第３図の
ような構造をしておシ、反応室４内ではウェーハ２の配
列体をはさんでガス導入管７と並行して配置され、減圧
排気出来るよう真空ポンプにみちびかれている。排気管
９の長手方向に一線に並べた排気穴１６の大きさは、そ
れぞれの穴からのガスの排出量が一定になるように真空
ポンプ１２に近づくにつれ小さくしてコンダクタンスを
駅！Ｉ整する。
反応室内の導入、排気管の構造、配置を以上に述べたよ
うにすることで、ソースガス導入管７内でのＳｔ の析
出をふせぎ、ウエーノ・付近のガスＯ度を一様にし、ガ
スの流れｔ一層流に保つことが出来る。また反応室内の
ガスのバスが短くなり、反応室壁へのＳｉの析出が減少
する。
うにすることで、ソースガス導入管７内でのＳｔ の析
出をふせぎ、ウエーノ・付近のガスＯ度を一様にし、ガ
スの流れｔ一層流に保つことが出来る。また反応室内の
ガスのバスが短くなり、反応室壁へのＳｉの析出が減少
する。
この結果、従来ＳｉＨ４には不適当であったホットウォ
ール形のエピタキシャル成長装置が使用可能となったの
みならｆ、ｓｉＨ，Ｃノ２′をソースとして使用した場
合でも膜厚分布などを改良することが出来る。
ール形のエピタキシャル成長装置が使用可能となったの
みならｆ、ｓｉＨ，Ｃノ２′をソースとして使用した場
合でも膜厚分布などを改良することが出来る。
更に、この構造は横形だけでなく、電気炉を使用したホ
ットウォール縦形のエピタキシャル成長装置に適用する
ことが出来、或はウェー７・上に絶縁保護膜を形成する
ためのＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉ−ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置としては全くこのま＼適用し
て同一の作用・効果が得られる。
ットウォール縦形のエピタキシャル成長装置に適用する
ことが出来、或はウェー７・上に絶縁保護膜を形成する
ためのＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉ−ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置としては全くこのま＼適用し
て同一の作用・効果が得られる。
第１図は本発明によるホットウォール形エピタキシャル
成長装置の断面図、第２図は第１図に於けるガス導入管
の拡大斜視図、第６図は第１図に於ける排気管の拡大斜
視図、第４図は従来ノコールドウエール形エピタキシャ
ル成長装置の断面図、第５図は従来のホットウォール形
エピタキシャル成長装置の断面図を示す。 尚、各図に於いて共通の作用を果たす部材について同一
の参照数字を付して示す。 １′・・・石英ポート ２・・・シリコンウェー／
・４・・・反応室 ５・・・ソースガス噴出穴
６′・・・抵抗加熱ヒーター ７・・・ソースガス導入管 ９・・・排気管 １３・・・排気穴 １４・・・排気口
成長装置の断面図、第２図は第１図に於けるガス導入管
の拡大斜視図、第６図は第１図に於ける排気管の拡大斜
視図、第４図は従来ノコールドウエール形エピタキシャ
ル成長装置の断面図、第５図は従来のホットウォール形
エピタキシャル成長装置の断面図を示す。 尚、各図に於いて共通の作用を果たす部材について同一
の参照数字を付して示す。 １′・・・石英ポート ２・・・シリコンウェー／
・４・・・反応室 ５・・・ソースガス噴出穴
６′・・・抵抗加熱ヒーター ７・・・ソースガス導入管 ９・・・排気管 １３・・・排気穴 １４・・・排気口
Claims (1)
- ホットウォール形のエピタキシャル成長装置において
、多数のガス噴出穴を配列したソースガス供給用の内管
と、該内管を冷却するガスを流す外管とを同軸に配置し
たガス導入管と、それぞれの排気穴からのガスの排出量
を一定にするように穴の大きさを順次にかえた多数の排
気穴を配列した排気管とを反応管内にウェーハをはさん
で離間並行するように配置し、上記排気管にソースガス
を減圧排気するポンプを設けた事を特徴とするホットウ
ォール形エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18888084A JPS6168393A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | ホツトウオ−ル形エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18888084A JPS6168393A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | ホツトウオ−ル形エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6168393A true JPS6168393A (ja) | 1986-04-08 |
Family
ID=16231495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18888084A Pending JPS6168393A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | ホツトウオ−ル形エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6168393A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258639A (ja) * | 1985-05-17 | 1987-03-14 | マイテル・コ−ポレ−シヨン | 化学的蒸着装置及びその方法 |
| US4900525A (en) * | 1986-08-25 | 1990-02-13 | Gte Laboratories Incorporated | Chemical vapor deposition reactor for producing metal carbide or nitride whiskers |
| WO2006125777A1 (en) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Lpe Spa | Device for introducing reaction gases into a reaction chamber and epitaxial reactor which uses said device |
| JP2008244443A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-10-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| US20120180727A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-19 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus |
| JP2019518139A (ja) * | 2016-06-02 | 2019-06-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 連続化学気相堆積（ｃｖｄ）マルチゾーン処理キット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4532249Y1 (ja) * | 1967-12-28 | 1970-12-10 | ||
| JPS5524424A (en) * | 1978-08-09 | 1980-02-21 | Kokusai Electric Co Ltd | Forming device of pressure-reduced epitaxial layer |
-
1984
- 1984-09-11 JP JP18888084A patent/JPS6168393A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4532249Y1 (ja) * | 1967-12-28 | 1970-12-10 | ||
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0728963U (ja) * | 1985-05-17 | 1995-05-30 | マイテル・コーポレーション | 化学的蒸着装置 |
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