JPS62296512A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPS62296512A JPS62296512A JP14226486A JP14226486A JPS62296512A JP S62296512 A JPS62296512 A JP S62296512A JP 14226486 A JP14226486 A JP 14226486A JP 14226486 A JP14226486 A JP 14226486A JP S62296512 A JPS62296512 A JP S62296512A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
加熱源として急速な加熱冷却が可能なランプヒータを用
い、赤外放射温度検出系によって被成長基板の表面温度
を検出し、且つ、制御系によって加熱源を制御して、被
成長基板の表面温度を絶えず一定に保持しながら気相成
長する気相成長装置である。そうすると、均一な膜厚、
均一な膜質をもった気相成長膜が得られる。
い、赤外放射温度検出系によって被成長基板の表面温度
を検出し、且つ、制御系によって加熱源を制御して、被
成長基板の表面温度を絶えず一定に保持しながら気相成
長する気相成長装置である。そうすると、均一な膜厚、
均一な膜質をもった気相成長膜が得られる。
［産業上の利用分野］
本発明は半導体装置の製造に使用される気相成長装置に
関する。
関する。
ＩＣなどの半導体装置においては、気相成長法（化学気
相成長＋ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔ）によって、半導体基板上に絶縁膜や導電膜を被着
する方法が用いられており、このような成長膜の膜質は
半導体装置の特性に大きな影響を与える。従って、成長
膜の膜質はできるだけ高品質であることが要望されてい
る。
相成長＋ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔ）によって、半導体基板上に絶縁膜や導電膜を被着
する方法が用いられており、このような成長膜の膜質は
半導体装置の特性に大きな影響を与える。従って、成長
膜の膜質はできるだけ高品質であることが要望されてい
る。
［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］第３図
は従来の気相成長装置の概要図を示し′（おり、１は被
成長基板（半導体基板）、２は反応チャンバ、３は抵抗
加熱ヒータ、４は排気口、５は反応ガス流入口である。
は従来の気相成長装置の概要図を示し′（おり、１は被
成長基板（半導体基板）、２は反応チャンバ、３は抵抗
加熱ヒータ、４は排気口、５は反応ガス流入口である。
このような気相成長装置を用いて、例えば、トリメチル
アルミニウム、トリエチルアルミニウム。
アルミニウム、トリエチルアルミニウム。
トリイソブチルアルミニウムなどの有機アルミニウム（
ＡＩ （Ｒ） ３ ）を反応ガスとして、アルミニウム
膜を成長する場合には、被成長基板１を抵抗加熱ヒータ
３によって約３００℃に加熱して、その被成長基板の表
面でアルミニウム膜を分解被着させる方法が採られてい
る。
ＡＩ （Ｒ） ３ ）を反応ガスとして、アルミニウム
膜を成長する場合には、被成長基板１を抵抗加熱ヒータ
３によって約３００℃に加熱して、その被成長基板の表
面でアルミニウム膜を分解被着させる方法が採られてい
る。
しかしながら、抵抗加熱ヒータによって被成長基板を一
定温度に加熱しても、反応ガスの反応熱（分解熱）が作
用して加熱温度が一定化しない欠点がある。例えば、ト
リイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）を反応ガスとす
る場合は、生成エンタルピーが約−２０００Ｋカロリー
１モルで、発熱反応が起こるために、基板温度を一定に
設定しても、その設定温度よりも３０〜５０℃上昇する
と云うことになる。
定温度に加熱しても、反応ガスの反応熱（分解熱）が作
用して加熱温度が一定化しない欠点がある。例えば、ト
リイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）を反応ガスとす
る場合は、生成エンタルピーが約−２０００Ｋカロリー
１モルで、発熱反応が起こるために、基板温度を一定に
設定しても、その設定温度よりも３０〜５０℃上昇する
と云うことになる。
また、逆に、金属ハロゲン化物、例えば、六弗化タング
ステン（ＷＦ６）を反応ガスとする場合は、生成エンタ
ルピーは約＋２００ Ｋカロリー１モルで吸熱反応が起
こって、基板温度が設定温度よりも４０℃前後下降する
。
ステン（ＷＦ６）を反応ガスとする場合は、生成エンタ
ルピーは約＋２００ Ｋカロリー１モルで吸熱反応が起
こって、基板温度が設定温度よりも４０℃前後下降する
。
このように、基板温度が初期設定温度よりも十数１０℃
変化すれば、成長膜の成長速度が変動して所定膜厚から
外れるようになる。また、２種以上の元素からなる複合
膜は、温度依存性のある固溶度が変化して、組成比率が
変わってしまうことが起こる。例えば、数％シリコンを
含むアルミニウム膜を成長する場合、シリコン含有量が
基板温度によって変化する。更に、その他、成長膜の粒
子の大きさが変動して表面状態も一定しない問題も生じ
る。
変化すれば、成長膜の成長速度が変動して所定膜厚から
外れるようになる。また、２種以上の元素からなる複合
膜は、温度依存性のある固溶度が変化して、組成比率が
変わってしまうことが起こる。例えば、数％シリコンを
含むアルミニウム膜を成長する場合、シリコン含有量が
基板温度によって変化する。更に、その他、成長膜の粒
子の大きさが変動して表面状態も一定しない問題も生じ
る。
従って、本発明は、このような欠点を除去して、高品質
な成長膜を形成できる気相成長装置を擢案するものであ
る。
な成長膜を形成できる気相成長装置を擢案するものであ
る。
［問題点を解決するための手段１
その目的は、ランプヒータからなる加熱源と、反応チャ
ンバの外より窓を通して被成長基板の表面温度を検出す
る赤外放射温度検出系と、該赤外放射温度検出系によっ
て加熱源を調整する制御系とを設け、被成長基板の表面
温度の変化に伴なって加熱源を制御して、該被成長基板
の表面温度を絶えず一定に保持しながら気相成長するよ
うにした気相成長装置によって達成される。
ンバの外より窓を通して被成長基板の表面温度を検出す
る赤外放射温度検出系と、該赤外放射温度検出系によっ
て加熱源を調整する制御系とを設け、被成長基板の表面
温度の変化に伴なって加熱源を制御して、該被成長基板
の表面温度を絶えず一定に保持しながら気相成長するよ
うにした気相成長装置によって達成される。
［作用］
即ち、本発明にかかる成長装置は、急速な加熱冷却の可
能なランプヒータを用い、また、赤外放射温度検出系に
よって被成長基板の表面温度を検出し、制御系によって
加熱源を制御して、反応ガスの発熱・吸熱に伴なう表面
温度の変化を調整しながら、表面温度を絶えず一定に保
持して気相成長する。そうすると、一定膜厚で均一膜質
の気相成長膜が形成される。
能なランプヒータを用い、また、赤外放射温度検出系に
よって被成長基板の表面温度を検出し、制御系によって
加熱源を制御して、反応ガスの発熱・吸熱に伴なう表面
温度の変化を調整しながら、表面温度を絶えず一定に保
持して気相成長する。そうすると、一定膜厚で均一膜質
の気相成長膜が形成される。
［実施例］
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明にかかる気相成長装置の概要図を示して
おり、１１は赤外ランプヒータ、１２は赤別放射温度計
、１３は温度検出器、１４は熱線透過窓。
おり、１１は赤外ランプヒータ、１２は赤別放射温度計
、１３は温度検出器、１４は熱線透過窓。
１５はヒータ電源、１６は制御系（例えば、マイクロコ
ンピュータ）で、その他の第３図と同一部位には同一記
号が付けである。且つ、反応チャンバ２は通常、石英で
作成されるが、そのうち特に、被成長基板１を載置する
ステージ部２２は透明石英で作成する。透明石英は赤外
線エネルギーを透過させるためである。また、熱線透過
窓１４は赤外線を遮断して熱線のみ透過する窓、即ち、
波長５〜８μｍを透過させる材料（例えば、螢石、 Ｚ
ｎ５ｅ、サファイヤなど）で作成する。そうしなければ
、透明石英を透過した赤外線エネルギーにも感じて、被
成長基板の表面温度が正確に測定できないからである。
ンピュータ）で、その他の第３図と同一部位には同一記
号が付けである。且つ、反応チャンバ２は通常、石英で
作成されるが、そのうち特に、被成長基板１を載置する
ステージ部２２は透明石英で作成する。透明石英は赤外
線エネルギーを透過させるためである。また、熱線透過
窓１４は赤外線を遮断して熱線のみ透過する窓、即ち、
波長５〜８μｍを透過させる材料（例えば、螢石、 Ｚ
ｎ５ｅ、サファイヤなど）で作成する。そうしなければ
、透明石英を透過した赤外線エネルギーにも感じて、被
成長基板の表面温度が正確に測定できないからである。
さて、例えば、アルミニウム膜を成長する場合、トリイ
ソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）を反応ガスとすると
、従来は発熱反応が起こるため、第２図に示す成長処理
時間図表のように、赤外ランプヒータの電力を一定にし
ておくと、曲線Ｉのような表面温度に上昇する。しかし
、本発明にかかる気相成長装置を用いれば、赤外放射温
度計１２によって表面温度を温度検出器１３で検出し、
これを制御系１６に入力して、その表面温度に応じてヒ
ータ電源１５の電力を、曲線■のように自動的に減少さ
せて、表面温度は線■に示すような絶えず一定温度にな
るように調節される。
ソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）を反応ガスとすると
、従来は発熱反応が起こるため、第２図に示す成長処理
時間図表のように、赤外ランプヒータの電力を一定にし
ておくと、曲線Ｉのような表面温度に上昇する。しかし
、本発明にかかる気相成長装置を用いれば、赤外放射温
度計１２によって表面温度を温度検出器１３で検出し、
これを制御系１６に入力して、その表面温度に応じてヒ
ータ電源１５の電力を、曲線■のように自動的に減少さ
せて、表面温度は線■に示すような絶えず一定温度にな
るように調節される。
このように、被成長基板の表面温度を一定化すれば、成
長膜の膜厚も所定通りに制御され、被着粒子が均一にな
って、良好な表面状態が得られる。
長膜の膜厚も所定通りに制御され、被着粒子が均一にな
って、良好な表面状態が得られる。
且つ、２つ以上の元素からなる複合膜は組成が一様にな
り初期通りの成長膜が得られる。
り初期通りの成長膜が得られる。
上記実施例は発熱反応を伴う有機アルミニウムで説明し
たが、その他の有機金属を分解して成長する場合も同様
である。例えば、発熱反応を伴う反応ガス（ソースガス
）にはシラン（ＳｉＨ４）などがあり、本発明にかかる
成長法は、有機アルミニウムとシランとを分解反応させ
る複合膜の成長には、特に有効なものである。また、吸
熱を伴う反応ガスとしては、六弗化タングステンの他、
塩化チタンや塩化モリブデンなどの金属ハロゲン化物が
あり、これらの反応ガスにも同様に有効であくことは云
うまでもない。
たが、その他の有機金属を分解して成長する場合も同様
である。例えば、発熱反応を伴う反応ガス（ソースガス
）にはシラン（ＳｉＨ４）などがあり、本発明にかかる
成長法は、有機アルミニウムとシランとを分解反応させ
る複合膜の成長には、特に有効なものである。また、吸
熱を伴う反応ガスとしては、六弗化タングステンの他、
塩化チタンや塩化モリブデンなどの金属ハロゲン化物が
あり、これらの反応ガスにも同様に有効であくことは云
うまでもない。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる気相成
長装置によれば所定膜厚で、良好な表面をもった成長膜
が得られ、また、成長膜の組成も均一になって、このよ
うな気相成長装置を用いれば、ＩＣの品質向」二が図れ
るものである。
長装置によれば所定膜厚で、良好な表面をもった成長膜
が得られ、また、成長膜の組成も均一になって、このよ
うな気相成長装置を用いれば、ＩＣの品質向」二が図れ
るものである。
第１図は本発明にかかる気相成長装置の概要図、第２図
は一実施例の成長処理時間図表、第３図は従来の気相成
長装置の概要図である。 図において、 １は被処理基板（半導体基板）、 ２は反応チャンバ、 ３は抵抗加熱ヒータ、４は排
気口、 ５は反応ガス流入口、１１は赤外ラ
ンプヒータ、１２は赤外放射温度計、１３は温度検出器
、 １４は熱線透過窓、１５はヒータ電源、
１６は制御系、２２は透明石英からなるステージ部 を示している。 不発βＥ＋＝力・−さλ、７ａｂ＼、°（１％灸子第１
図 へ表句理爵旬図表 第２図
は一実施例の成長処理時間図表、第３図は従来の気相成
長装置の概要図である。 図において、 １は被処理基板（半導体基板）、 ２は反応チャンバ、 ３は抵抗加熱ヒータ、４は排
気口、 ５は反応ガス流入口、１１は赤外ラ
ンプヒータ、１２は赤外放射温度計、１３は温度検出器
、 １４は熱線透過窓、１５はヒータ電源、
１６は制御系、２２は透明石英からなるステージ部 を示している。 不発βＥ＋＝力・−さλ、７ａｂ＼、°（１％灸子第１
図 へ表句理爵旬図表 第２図
Claims (1)
- ランプヒータからなる加熱源と、反応チャンバの外よ
り窓を通して被成長基板の表面温度を検出する赤外放射
温度検出系と、該赤外放射温度検出系によつて加熱源を
調整する制御系とを具備し、被成長基板の表面温度の変
化に伴なつて加熱源を制御して、該被成長基板の表面温
度を絶えず一定に保持しながら気相成長するようにした
ことを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14226486A JPS62296512A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14226486A JPS62296512A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62296512A true JPS62296512A (ja) | 1987-12-23 |
Family
ID=15311297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14226486A Pending JPS62296512A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62296512A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2232792A (en) * | 1989-03-27 | 1990-12-19 | Gen Electric | Temperature measurement and control for photothermal processes |
| WO1997034318A1 (fr) * | 1996-03-12 | 1997-09-18 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Procede de traitement thermique et dispositif de chauffage a rayonnement |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP14226486A patent/JPS62296512A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2232792A (en) * | 1989-03-27 | 1990-12-19 | Gen Electric | Temperature measurement and control for photothermal processes |
| GB2232792B (en) * | 1989-03-27 | 1993-11-24 | Gen Electric | Control of radiation assisted chemical vapour deposition process |
| WO1997034318A1 (fr) * | 1996-03-12 | 1997-09-18 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Procede de traitement thermique et dispositif de chauffage a rayonnement |
| US6072164A (en) * | 1996-03-12 | 2000-06-06 | Shin-Estu Handotai Co., Ltd. | Heat-treating method and radiant heating device |
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