JPS622523A - エピタキシヤルシリコン層製造装置 - Google Patents

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】 １監立夏 本発明は、エピタキシャルシリコン層の製造装置に関す
るものであって、更に詳細には、単結晶シリコンからな
るシリコン基板上にエピタキシャルシリコンを成長形成
させるエピタキシャルシリコン製造装置に関するもので
ある。

更來皮権 シリコン基板上にエピタキシャルシリコン層を成長形成
させる方法としては、　Ｖ　Ｐ　Ｅ　（Ｖａｐｏｒ　Ｐ
ｈａｓｏ　Ｅｐｉｔａｘｙ）法、　Ｌ、Ｐ　Ｅ　（Ｌｉ
ｑｕｉｄ　Ｐｈａｓｅ　Ｅｐｉｔａｘｙ）法、Ｍ　Ｂ　
Ｅ　（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ
）法等がある。

ＶＰＥ法は、５ｉｌ１４．５ｉＣ１４，ＳｉＨ，Ｃ１，
、Ｈ２等の反応希釈ガスを減圧（約Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔ
ｏｒｒ以下）の反応室内に導入し、ｉ　、　ｏｏｏ乃至
１　、６００℃の反応温度でシリコン基板上に単結晶シ
リコンをエピタキシャル成長させる方法である。

このＶＰＥ法、即ち蒸気相エピタキシャル法では、シリ
コン基板の載置の仕方に応じて横炉型。

バレル型、ディスク型等の種々の方式を適用することが
可能である。然し乍ら、何れの方式においても、シリコ
ン基板を所定の温度へ加熱することが必要であり、その
為に、従来、高周波加熱や、赤外線ランプ加熱を使用し
ていた。然し乍ら、これらの従来の加熱方式では、反応
室の壁も加熱されるので、壁から不純物が反応ガス中に
添加され、オートドーピングの原因となることがあった
。又。

反応室内に位置されたシリコン基板のみならず、反応室
壁土にもシリコン層が層形成され、反応効率を低下させ
る原因となるばかりか、シリコンフレークを発生し、こ
れがシリコン基板上に落下して欠陥発生の原因となって
いた。

■−カ 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、信頼性が高く而も歩
留まりを向上させることを可能とするエピタキシャルシ
リコンの製造装置を提供することを目的とする。

１−腹 本発明に拠れば、内部の所定位置にシリコン基板を載置
可能な石英反応室と、前記反応室内へ所定の反応ガスを
供給するガス供給手段と、前記反応室の外部に配設され
ており且つ前記反応室内部に位置された前記シリコン基
板へ光を照射可能な少なくとも１個のタングステンハロ
ゲンランプとを有しており、前記光が前記シリコン基板
に吸収されて前記シリコン基板の表面上で前記反応ガス
を熱分解させて該表面上にエピタキシャル層を製造させ
ることを特徴とするエピタキシャルシリコン層製造装置
が提供される。

以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。

本発明は、主に、熱分解反応を利用してエピタキシャル
成長を行なうＶＰＥ法であって、特に。

実質的にエピタキシャル成長を行なうべきシリコン基板
のみを光吸収によって加熱させ、エピタキシャルシリコ
ンを成長形成させるものである。

第１図に示した如く、本装置は、大略箱型の密封された
反応室１を有しており、該反応室１は。

通常１石英から構成されている０反応室１の内部には支
持台２が配設されており、その上に単結晶シリコン基板
３が所定の位置に支持されている。

反応室１に所定の成分ガスからなる反応ガスを供給する
為に、配管６ａ乃至６ｃ及びバルブ５ａ乃至５ｃを介し
てボンベ４ａ乃至４ｃが設けられている１図示例におい
ては、ボンベ４ａ乃至４ｃは。

５ｉＣ１４と、Ｓｉｎ、Ｃ１２と、Ｈ２とを所望の混合
比で構成する反応ガスが反応室１内に供給される。一方
、反応室１の反応ガスが供給される供給側とは反対側の
壁に接続して排気管７゛が接続されており、該排気管７
はバルブ８を介して真空排気系９へ接続されている。従
って１反応室１内を所望の減圧状態に設定することが可
能である。

反応室１の外部には、複数個のタングステンハロゲンラ
ンプ１０が配設されており、これらのランプ１０はその
照射光がシリコン基板３上に可及的に一様に照射される
位置されることが望ましい。

好適実施例においていは、反応室１内に位置されるシリ
コン基板３と略平行にランプ１ｏを配設し。

ランプ１０からの光をシリコン基板３へ略垂直に入射さ
せる構成とする。この場合に重要なことは、タングステ
ンハロゲンランプ１０から照射される光はその波長が石
英製の反応室１の壁には実質的に吸収されることなく透
過するが、シリコン基板３には積極的に吸収されるとい
うことである。これにより、ランプ１０からの照射光は
１反応室１の壁を加熱することなく、シリコン基板３の
みを局所的に加熱することが可能である。従って、支持
台２も石英等によりランプ１０からの光を吸収すること
のない物質で構成することが可能である。

又、この場合のシリコン基板３の加熱温度は６５０℃以
上に設定し、好適には１，０００乃至１，６００℃の範
囲内に設定する。

第１図に示した実施例においては、更に１反応室１とそ
の外部に配設されているランプ１０．とを完全に包囲し
て反射容器１１が設けられている。

反射容器１１の内壁上は反射性に形成されており、好適
実施形態においては、ランプ１０からの照射光が反射容
器１１の内面で反射されて反応室１内に位置されている
シリコン基板３上に入射される構成とする。この様な構
成とすることによって、効率良くシリコン基板３のみ殻
局所的に加熱し、その表面上において、供給される反応
ガスを熱分解させてシリコン基板３上に単結晶シリコン
をエピタキシャル成長させることが可能となる。尚、こ
の場合に熱分解プロセスを化学式を用いて示すと以下の
如くなる。

５ＩＣ１４＋　２１１□→Ｓｉ　＋　４ＨＣＩＣ６５０
℃）Ｓｉｔ（□Ｃ１，→Ｓｉ　＋　２ｌ−ＩＣ１以上の
如く、本製造装置によれば、シリコン基板３のみを局所
的に加熱してその表面上で熱分解反応を局所的に発生さ
せて基板３上に単結晶シリコンをエピタキシャル成長さ
せるものであり、反応室１内部及びその壁の温度を上昇
させることを可及的に防止することが可能である。従っ
て、反応室１壁から射出される不純物（１１□０等）に
よるオートドーピングの発生を防止することが可能なば
かりか、反応室１の壁土にシリコン等の生成部が付着形
成されることを極力防止可能であり、従って欠陥発生の
原因となるシリコンフレークが形成されることがなく、
又ランプ１ｏがらの照射光に対す−る光透過性を維持す
ることが可能である。更に、反応室１の内壁上に不所望
の物質が付着形成することがないので、反応室１を清掃
する手間が省は作業効率上有利である。

尚、第１図に示した装置の代表的な操作条件髪例示する
と以下の如くなる。

反応温度　　　６５０乃至ｉ　、　ｚｏｏ℃成膜時間　
　　５乃至１２０秒 Ｓ、ＬＣ１４１０乃至３００ＳＣＣＭ ＳｉＣ１４／Ｈ，１０乃至１００％ Ｓｉｎ、Ｃ１，１０乃至３００ＳＣＣＭＳｉｆｔ□Ｃ１
□／ＩＩ、　　　１．０乃至１００％背圧　　　　　Ｉ
　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下成膜圧力　　　Ｏ，ＯＳ乃
至１０Ｔｏｒｒガス流量　　　５０乃至３００ＳＣＣＮ
尚、第２図は、複数個のシリコン基板３を反応室１内の
反応ガスの流れ方向に沿って水平に支持台２上に載置し
た場合の実施例を示している。この場合には、シリコン
基板３の１表面上にのみエピタキシャル成長を起こさせ
る場合に好都合である。

又、第３図は、傾斜支持面を有する支持台２′上にシリ
コン基板３を反応ガスの流れに対して傾斜シテ支持する
場合に実施例を示している。この場合にはより多量のシ
リコン基板３を処理可能であり、而も各シリコン基板の
エピタキシャル成長を可及的に一様とさせる上で好都合
である。

第４図は、第１図の装置の主要部分を示した概略斜視図
である。

効果 以上詳説した如く、本発明に拠れば、コンタミネーショ
ンを極力減少させたエピタキシャル層を形成することが
可能である。装置の反応室の壁を加熱することがないの
で、壁上に物質が付着形成されることが無く、効率的に
製造を行なうことが出来、途中で清掃を行なう必要がな
い。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的実施の１例を示した概略図、第
２＠及び第３図はシリコン基板の支持態様が異なりた別
の実施形態を夫々示した各概略図、第４図は第１図の装
置の概略斜視図、である。 （符号の説明） １：反応室 ２：支持台 ３：シリコン基板 １０：タングステンハロゲンランブ １１：反射容器 特許出願人　　　　株式会社　リ　コ　−第２０ 第３ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部の所定位置にシリコン基板を載置可能な石英反
   応室と、前記反応室内へ所定の反応ガスを供給するガス
   供給手段と、前記反応室の外部に配設されており且つ前
   記反応室内部に位置された前記シリコン基板へ光を照射
   可能な少なくとも１個のタングステンハロゲンランプと
   を有しており、前記光が前記シリコン基板に吸収されて
   前記シリコン基板の表面上で前記反応ガスを熱分解させ
   て該表面上にエピタキシャル層を製造させることを特徴
   とするエピタキシャルシリコン層製造装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記反応室とタン
   グステンハロゲンランプとを包囲して反射部材を設け、
   前記ランプから照射された光を可及的に前記シリコン基
   板へ向けて反射させることを特徴とする装置。