JPS6185820A - 気相成長容器 - Google Patents

気相成長容器

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JPS6185820A
JPS6185820A JP20917284A JP20917284A JPS6185820A JP S6185820 A JPS6185820 A JP S6185820A JP 20917284 A JP20917284 A JP 20917284A JP 20917284 A JP20917284 A JP 20917284A JP S6185820 A JPS6185820 A JP S6185820A
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JP
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JP20917284A
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JPH0611033B2 (ja
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Naoki Suzuki
直樹 鈴木
Junichi Nozaki
野崎 順一
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/481Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、気相反応容器、特に半導体工業で利用される
Si(シリコン)ウェハへの気相エピタキクヤp反応容
器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クリコ
ン単結晶基板を通常tooo℃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−μノツ
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。
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分かつている。しかしな
がら、減圧中で高周波加熱?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
そこで減圧成長方式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。
この赤外線加熱の方式を使用した従来のエピタキシャル
装置は、第3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
っており、ベース板(2)には反応ガスを供給するため
のガス供給口(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(5)を加熱するた
めの赤外機ランプ(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。
さて、以上の構成のみにより半導体基板(5)を100
0’C以上の高温に加熱すると、サセプタ(6)外周部
からの、気流による大きな放熱エネルギーの影響によっ
て、半導体基板(5)上の温度均一性が悪くなる。そこ
で半導体基板(5)上の温度均一性を良くするために、
熱伝導率の小さい環状石英板(9)がサセプタ(6)の
回りに置かれている。(第4図は石英板(9)の斜視図
である。)上記従来の装置において、赤外線ランプ(7
)によってサセプタ(6)及び半導体基板(5)は10
00°C以上の適当な温度に加熱される。一方図水され
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(3)から供給さ
れる。この混合ガスは排出口(4)に向かって流れこの
時サセプタ(6)および半導体基板(5)に接触して熱
ft奪い所定温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。一方、これら一連の過程が実行され
るためには、その前後において昇温及び降温過程が存在
することになる。すなわち、半導体基板(5)上にエビ
タキンヤル成長を形成するためには、高温処理前後の昇
温、降温という過程が必要であり、これら一連の過程で
スループットタイムが決まってしまうことになる。この
点、赤外線ランプ加熱の特徴として急熱、急冷が可能で
あると一般て考えられているから、スループットタイム
はそれほど長くならないはずである。しかしながら、半
導体基板(5)上の温度均一性を良くするためにサセプ
タ(6)の回りに配置した石英板(9)の熱容量のため
に、逆に降温が急速に行なわれない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、簡単な構成で半導体基板
上の温度均一性を損なうことなく、降温速度を速くする
ための気相反応容器を提供することにある。
発明の構成 本発明の気相成長容器は、ガスの供給口と排気口を有す
る光透過及び耐熱性容器と、前記耐熱性容器の外部にあ
って、前記耐熱性容器の内部を加熱光線で照射する輻射
加熱手段と、前記耐熱性容器の内部にあって、気相成長
膜を形成する基板を載置するための基台と、前記基台の
外周を囲むように置かれ、かつ垂直方向の厚さが前記基
台の厚さとほぼ一致し、下部には前記基台の下(IIを
通り抜ける間隙をもった不透明石英もしくはこれと同等
以下の熱伝導率を有する材質よりなる補助基台から構成
されており、サセプタ上の温度均一性を損なうことなく
、急冷でき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反応容器の断面図で
ある。反応室顛は、内部に水冷溝α珍を有するステンレ
ス等の耐熱耐食性金属より成る壁面部材(2)と枠型の
上部開閉ブロック的とから構成されている。壁面部材(
2)は、開口(12m)を有する土壁部(12b)と下
壁部(12e )とを含んでいる。また、上部開閉ブロ
ック03の内n1には、前記開口(12a)K対応する
範囲において赤外線ランプヒーターユニット(14)が
設置されておシ、更にこの赤外線ランプヒーターユニツ
) 04)の下側面に近接した位置に、透明石英プレー
ト09が、0リング等の既知のガスシール手段を介して
固定具0Qによシ固定されている。この上部開閉ブロッ
クσ1は上昇下降動作75監可能であり、上方へ持ち上
げることによって反応室上部が開口し、半導体基板α力
の投入、取出しが行える。またこの上部開閉ブロック(
至)を降下させ0リングを挾んで壁面部材(2)に接触
する位置で固定することで外気から完全に遮断された気
密室が構成される。またこの反応室0Qの一端にはガス
供給装置(図示せず)から伸びたガス供給管Qa)が結
合されたガス供給口0呻が、更に他端には排気管(1)
を結合した排気口Q1がそれぞれ上壁部(12b)の下
面釦接して備え付けられている。
反応室αQの内部には半導体基板αηを載置するために
、グラファイト等のような熱伝導率の大きい材質よりな
るサセプタ(2)が、赤外線ランプヒーターユニツ) 
04に対面した位置に設置されている。本発明によれば
、サセプタ(イ)の外周を囲むようなリング状の不透明
石英よりなる補助基台(以下石英板と称する)(至)が
配置される。この石英板翰の垂直方向の厚さはサセプタ
翰の厚さとほぼ一致する程度であシ、下部にはサセプタ
本体の下側を通り抜ける間隙(23m)を有する。
この形状の詳細は第2図に示すとおりである。
上記のとおり、サセプタ(イ)の外周に石英板(至)を
置くことによシ、石英板(2)が昇温及び熱処理時には
遮熱板として働き、サセプタ(イ)上の温度均一性を保
つとともに、石英板四の下部忙間隙を有するため、その
分だけ石英板(2)の熱容量が小さくな〕、かつガスの
循環もしやすいため、ガス量を増加させないで、急速冷
却することが可能となる。
以上のように、石英板(至)でサセプタ(2)の外周を
囲むことにより、以前に比べて均一な温度分布を保った
ままで、急冷が可能となった。
なお本実施例において、石英板(至)はエピタキシャル
成長ガスに対して非反応物質で、かつ熱伝導率の小さい
物質であればどのような材質でもよい。
また、石英板四の形状はサセプタ翰が丸形であるため本
実施例ではリング状としたが、サセプタ(2)形状に応
じてその側面を一定の間隔をあけて囲むことができれば
、どのような形状でもよい。
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、池の気相成長
にも適用できることはいうまでもない。
発明の効果 以上のように本発明は、サセプタの外周面に、下部に間
隙を有した石英板を設置することにより、半導体基板上
の均一な温度を損なうことなく、高温からの冷却効果を
高めることができるため、降温時間の短縮につながり、
ひいてはスループットが向上し、その実用的効果は大な
るものがある。
【図面の簡単な説明】
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容器の側断面図、第2図は、第1
図の成長容器で使用される石英板の斜視図、第3図は、
従来の赤外線ランプヲ用いたエピタキシャル成長容器の
側断面図、第4図は、第3図の容器中で使用される石英
板の斜視図である。 0Q・・・・・・・・−・・・・・・・・・・・・・−
・・反応室α→・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・赤外線ランプヒーターユニットαυ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・透明石英プレート07)・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・半導体基板Q窃・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ガス供
給口Qυ・・・・・・・・・・・・・・−・・・・−・
・・・・ガス排気口(イ)・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・サセプタ(至)・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・石英
板特許出願人  松下wl器産業株式会社代  理  
人   新  実  健  部(外1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  ガスの供給口と排気口とを有する、光透過及び耐熱性
    容器と、前記耐熱性容器の外部にあつて、前記耐熱性容
    器の内部を加熱光線で照射する輻射加熱手段と、前記耐
    熱性容器の内部にあつて、気相成長膜を形成する基板を
    載置するためのグラファイトもしくはこれと同等以上の
    熱伝導率を有する材質よりなる基台と、前記基台の外周
    を囲むように置かれ、かつ垂直方向の厚さが前記基台の
    厚さとほぼ一致し、下部には前記基台の下側を通り抜け
    る間隙をもつた不透明石英もしくはこれと同等以下の熱
    伝導率を有する材質よりなる補助基台とからなる気相反
    応容器。
JP59209172A 1984-10-04 1984-10-04 気相成長容器 Expired - Lifetime JPH0611033B2 (ja)

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JP59209172A JPH0611033B2 (ja) 1984-10-04 1984-10-04 気相成長容器

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JPS6185820A true JPS6185820A (ja) 1986-05-01
JPH0611033B2 JPH0611033B2 (ja) 1994-02-09

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58175826A (ja) * 1981-12-04 1983-10-15 Ushio Inc 半導体を光照射で加熱する方法
JPS59112611A (ja) * 1982-12-17 1984-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58175826A (ja) * 1981-12-04 1983-10-15 Ushio Inc 半導体を光照射で加熱する方法
JPS59112611A (ja) * 1982-12-17 1984-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長装置

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