JPS622524A - 気相成長装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は半導体製造工程における薄膜の気相成長ＩＩに
関するものである。

従来の技術 通常、半導体製造工程では、シリコン酸化膜。

ポリシリコン膜、シリコン窒化膜等々の薄膜形成を減圧
ＣＶＤ技術によシ行なっている。

元来、減圧ＣＶＤ装置は大量処理、膜厚の均一化をねら
って、チューブ型反応室内に半導体ウェハーを直立させ
て多数並べ、ガス流れが拡散流となる圧力領域で薄膜形
成を行なっていた。したがってガスが希薄になり、薄膜
の成長速度が遅くなっていた。近年これに対し、反応圧
力を粘性流の領域にまで増大させて、薄膜を高速成長さ
せる装置が開発されてきた。このような装置は、成長速
度が大きいために、薄膜成長のサイクルタイムが短くな
り、枚葉処理装置として期待されている。

以下第７図を参照して従来の気相成長装置の一例につい
て説明する。

第７図において２１は半導体ウェハー、２２はサセプタ
ー、２３は透明石英、２４は赤外線ランプ、２６は反応
室、２６は反応ガス供給口、２７はキャリアガス供給口
、２８はガス排気口、２９はガス供給口からサセプター
までの間に設置された仕切板である。

以上のように構成された気相成長装置についてその動作
を説明する。赤外線ランプ２４から放射された赤外線は
透明石英２３を透過してサセプター２２及びサセプター
２２に保持されている半導体ウェハー２１に到達する。

半導体クエ／−’−２１は、赤外線により直接加熱され
たり、あるいは赤外線により加熱されたサセプター２２
からの伝熱により加熱される。一方反応ガス及びキャリ
アガスは、それぞれ反応ガス供給口２６とキャリアガス
供給口２７より供給される。ガスはサセプター近傍まで
仕切板２９により分離して反応室内に導入される。ガス
は、仕切板２９を助走区間として、反応室２５内部では
層流として挙動する。すなわち反応ガスとキャリアガス
が互いにほとんど拡散することなくガス排気口２８に排
気されてゆく。

従って反応ガスは半導体ウェノ・−２１表面の近傍のみ
を流れ、−カキャリアガスは、透明石英２３の下面と反
応室２６内の下面近傍を流れる。一般に減圧ＣＶＤ装置
では反応室内の半導体ウェノ・−以外の部分に薄膜が形
成されて落下片となシ、それが半導体ウェハーに付着す
るいわゆるフレークの原因となるが、このような装置に
おいては、反応ガスが半導体ウェハー２１表面上にしか
供給されないため、フレークの発生が少ないという利点
を持っている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、半導体ウェハ・−
２１の表面上に、反応ガスが特定の方向性を持って流れ
込み、ガス流れの方向性が、薄膜の膜厚に影響を与え、
膜厚の均一性が悪くなるという問題点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み、均一性良好な薄膜を高速成長
させることのできる気相成長装置を提供するものである
。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の気相成長装置は、
半導体クエ・・−と反応ガス供給口の間に、反応ガスを
乱流にするためのガス流れ制御体を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって下記のごとく作用する。

すなわち、反応ガスは反応ガス供給口から供給され半導
体ウェハー表面上に達する直前にガス流れ制御体の間を
通過する。反応圧力が分子流の領域ではなく粘性流の領
域であ、るので反応ガスは半導体ウェハー上で乱流とな
るため、ガス流れの時間平均をとると半導体ウェハー上
では、方向性を持たない。よって薄膜の成長速度が大き
くなっても膜厚の均一性を損なわない。

実施例 以下本発明の一実施例の気相成長装置について第１図を
参照しながら説明する。

第１図において１は半導体ウェノ・−１２は半導体ウエ
ノ・−１を保持し回転可能なサセプター、３は反応室、
４は半導体ウニ・・−１の加熱に用いる赤外線ランプ、
６は赤外線ランプと半導体ウニ・・−の間に位置する透
明石英、６は反応ガス供給口、７は反応ガス供給口６の
上下に位置するキャリアガス供給口、８は仕切板、９は
ガス排気口、１０ａはサセプター２と反応ガス供給口６
との間に位置するガス流れ制御体である。

以上のように構成された気相成長装置についてその動作
を説明する。赤外線ランプ４から放射された赤外線は透
明石英６を透過してサセプター２及びサセプター２に保
持されている半導体ウェハー１に到達する。半導体ウェ
ノ・−１は、赤外線により直接加熱されるかあるいは赤
外線により加熱されたサセプター２からの伝熱により加
熱される。

一方、反応ガス及びキャリアガスは、それぞれ反応ガス
供給口６とキャリアガス供給ロアより供給される。ガス
はサセプター２の近傍まで仕切板８によシ分離ガイドさ
れる。キャリアガスは仕切板８を助走区間として反応室
３の内部で層流として挙動する。一方反応ガスは、サセ
プター２に到達する前にガス流れ制御体１０ａの間を通
過し、半導体ウェノ・−１の表面上では乱流となる。半
導体ウェハー１の表面への反応ガスの供給は、サセプタ
ー２の回転の効果とガス流れ制御体１Ｑａの効果により
時間平均をとると方向性を持っておらず、反応ガスが半
導体ウェハー１の表面上に均一に行きわたる。ガス流れ
制御体１０ａＦｉ反応ガスの流れる高さに位置するので
、層流であるキャリアガスの流れを乱すことはない。従
ってキャリアガスへの反応ガスの拡散を抑え、半導体ウ
ェハー１表面以外への薄膜成長を防止する。

なお、本実施例においてガス流れ制御体１０ａは、複数
の棒を一列に直立させて並べた構成になっているが、第
２図ａ、ｂ、ｃに示すように水平に並べた構成や、第３
図ａ、ｂ、ｃに示すように格子状の構成でもよい。また
第４図ａ、ｂのように棒ではなく穴やスリットを設けた
板であってもよい。第４図ａにおいて１１は穴、第４図
すにおいて１２はスリットである。

また本実施例においてガス流れ制御体１０　ａは、仕切
板８に設置したが、キャリアガスの流れを乱さない位置
及び寸法であれば、第５図に示すように専用の台１３を
設け、その上に設置してもよい。

またあるいは第６図に示すようにサセフリ−２の周囲に
直接設置してもよい。なお、１ｏ　ｂ、　１ｏｃ。

１０　ｄ　、　１０　ｅ　、　１０　ｆはいずれもガス
流れ制御体を示す。

発明の効果 以上のように本発明の気相成長装置は、半導体ウェハー
と反応ガス供給口の間に反応ガスを乱流にするガス流制
御体を設けることにより、半導体ウェハー上に形成され
る気相成長膜を均一にしかも高速で成長させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の一実施例における気相成長装置の正
面断面図、第１図すは第１図ａにおけるＡ−Ａ’断面図
、第２図ａは本発明の他の実施例におけるガス流れ制御
体の平面図、第２図す、ｃはそれぞれ同正面図および同
側面図、第３図ａは本発明のさらに他の実施例における
ガス流れ制御体の平面図、第３図す、ｃはそれぞれ同正
面図および同側面図、第４図ａ、ｂは本発明のさらに他
の実施例におけるガス流れ制御体の平面図、第５図は本
発明のさらに他の実施例における気相成長装置を示す正
面断面図、第６図ａは本発明のさらに他の実施例におけ
る気相成長装置の正面断面図、第６図すは同平面断面図
、第７図は従来の気相成長装置の正面断面図である。 １・・・・・・半導体ウェハー、２・・・・・・サセプ
ター、３・・・・・・反応室、４・・・・・・赤外線ラ
ンプ、５・・・・・・透明石英、８・・・・・・仕切板
、１０・・・・・・ガス流れ制御体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｆ−
ヂ隼修つＬ八− ２”−７ｔ７”夕一 ＃！２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応ガス供給口とキャリアガス供給口を備え、赤外線を
   透過する部分を有する真空排気可能な反応室と、前記反
   応室内部にあって半導体ウェハーを保持する回転可能な
   サセプターと、前記反応室外にあって前記サセプターを
   加熱するための赤外線ランプと、前記反応室内部の前記
   反応ガス供給口および前記キャリアガス供給口の近傍に
   配置され、反応ガスとキャリアガスを分離して前記反応
   室の内部へ導入する仕切板と、前記サセプターと反応ガ
   ス供給口の間に位置し、前記半導体ウェハー上でのガス
   流れを乱流にするためのガス流れ制御体とを備えた気相
   成長装置。