JPS63199412A - Vapor growth device - Google Patents

Vapor growth device

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Publication number
JPS63199412A
JPS63199412A JP3275887A JP3275887A JPS63199412A JP S63199412 A JPS63199412 A JP S63199412A JP 3275887 A JP3275887 A JP 3275887A JP 3275887 A JP3275887 A JP 3275887A JP S63199412 A JPS63199412 A JP S63199412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactive gas
nozzles
wall
gas
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3275887A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensaku Murakawa
村川 健作
Tatsuhiko Shigematsu
重松 達彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP3275887A priority Critical patent/JPS63199412A/en
Publication of JPS63199412A publication Critical patent/JPS63199412A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a vapor phase reaction device effectively inhibiting wall deposition by a nonreactive gas flow by mounting a plurality of blow-off nozzles blowing off a nonreactive gas in the direction along the inner surface of the wall of a reaction vessel and a plurality of suction nozzles oppositely faced to the blow-off nozzles. CONSTITUTION:A plurality of blow off nozzles 5 blowing off a nonreactive gas in the direction along the inner surface of the wall of a reaction vessel 3 and a plurality of suction nozzles 6 being opposed to the blow-off nozzles 5 at fixed distances and sucking and discharging the nonreactive gas blown off from the blow-off nozzles 5 before the nonreactive gas is diffused in the direction of a substrate 1 are set up at predetermined positions in the inner surface of the wall of the reaction vessel in a device supplying a reaction gas into the reaction vessel 3 and shaping a vapor growth film onto the substrate 1 positioned into the vessel 3. The nonreactive gas flow flowing, separating from a reaction gas flow near the substrate 1 substantially is formed along the prescribed positions of the inner surface of the wall of the reaction vessel and covers the positions. On a horizontal type furnace, the nonreactive-gas blow-off nozzles 5 are fitted at four corners of a bell jar 3, and the nonreactive-gas suction nozzles 6 are installed at approximately the centers of each wall of the bell jar 3.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、基板上に半導体等を気相成長させる気相成長
装置に関する。さらに詳しくは、非反応性ガス流により
反応容器へのウオールデポジションを抑制した気相成長
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a vapor phase growth apparatus for vapor phase growth of a semiconductor or the like on a substrate. More specifically, the present invention relates to a vapor phase growth apparatus in which wall deposition in a reaction vessel is suppressed by a non-reactive gas flow.

(従来の技術) 半導体基板等へのエピタキシアル膜、多結晶膜の気相成
長装置としては横型炉や縦型炉等がある。
(Prior Art) Horizontal furnaces, vertical furnaces, and the like are available as vapor phase growth apparatuses for epitaxial films and polycrystalline films on semiconductor substrates and the like.

これらの装置においては、高周波加熱の場合にはサセプ
ター等からの輻射熱、抵抗加熱の場合にはヒーターおよ
びサセプターからの輻射熱によって石英へルジャーが加
熱され、内壁に反応生成物が付着する現象(ウオールデ
ポジション)が発生する。一度反応生成物が付着すると
付着部分は加熱され易くなり、ますます付着が加速され
る事になる。この付着物がはがれて基板上に落下すると
突起などの結晶欠陥を引き起す原因となる。
In these devices, the quartz herbal jar is heated by radiant heat from the susceptor etc. in the case of high-frequency heating, and by radiant heat from the heater and susceptor in the case of resistance heating, resulting in a phenomenon in which reaction products adhere to the inner wall (wall decal). position) occurs. Once the reaction product has adhered, the adhered portion is likely to be heated, further accelerating the adhesion. If this deposit peels off and falls onto the substrate, it causes crystal defects such as protrusions.

このウオールデポジションを抑制する方法としては、縦
型炉においてはへルジャーを二重構造とし、これらの間
隙に冷却ガスを流通させてヘルジャ一温度を低下させる
ことが試みられている。しかし、この方法ではペルジャ
ーは充分に冷却されず、ウオールデポジションを完全に
抑制することば困難である。特に高温のサセプター近傍
でのウオールデポジションの抑制は難しい。
As a method for suppressing this wall deposition, an attempt has been made to make the herjar in a vertical furnace a double structure and to lower the herjar temperature by flowing a cooling gas through the gap between them. However, this method does not cool the Pelger sufficiently, making it difficult to completely suppress wall deposition. It is particularly difficult to suppress wall deposition near the high temperature susceptor.

また、特開昭54−20971号および特開昭54−2
0972号公報はへルジャー内面に沿って非反応性ガス
を流してペルジャー内壁に反応性ガスが接触しないよう
にする事を提案している。しかしこれらの公報の提案す
る装置では吹き出された非反応性ガスがペルジャー内壁
に沿って流れていく途中で拡散あるいは反応ガスと混合
してしまうため、最もウオールデポジションが生じ易い
サセプター近傍においてペルジャー内壁に反応ガスが接
触することは避けられず該個所でのウオールデポジショ
ンはほとんど抑制されない。そればかりか吹出された非
反応性ガスがサセプター表面のガス流を乱したり、反応
ガス濃度を低下させたりするので膜厚の不均一を招く可
能性も有る。
Also, JP-A-54-20971 and JP-A-54-2
Publication No. 0972 proposes flowing a non-reactive gas along the inner surface of the Herger to prevent the reactive gas from coming into contact with the inner wall of the Herger. However, in the devices proposed in these publications, the blown out non-reactive gas diffuses or mixes with the reactive gas as it flows along the Pelger inner wall. It is unavoidable that the reaction gas comes into contact with the reactor gas, and wall deposition at these locations is hardly suppressed. Moreover, the blown out non-reactive gas may disturb the gas flow on the surface of the susceptor or reduce the concentration of the reactant gas, which may lead to non-uniform film thickness.

一方、横型炉において例えば特開昭53−126867
号、特開昭54−21973号公報は、反応管(ヘルジ
ャー)を二重構造とし内側管に多数の孔を設け、その孔
から非反応性ガスを吹出させてペルジャー表面に反応ガ
スが接触しないようにする対策を提案している。これら
の公報の提案する装置においてウオールデポジションを
抑制するためには、非反応性ガスを十分に吹き出させる
ことが必要である。この場合、先に述べた縦型炉の場合
と同じく吹き出された非反応性ガスによってサセプター
表面のガス流れが乱されたり、反応ガス濃度が低下した
りすることは避けられない。このため、膜厚の不均一を
招く結果になる。
On the other hand, in a horizontal furnace, for example, JP-A-53-126867
No. 54-21973, the reaction tube (Herger) has a double structure, the inner tube has many holes, and non-reactive gas is blown out from the holes so that the reaction gas does not come into contact with the Herger surface. We are proposing measures to do so. In order to suppress wall deposition in the devices proposed in these publications, it is necessary to blow out a sufficient amount of non-reactive gas. In this case, as in the case of the vertical furnace described above, it is inevitable that the gas flow on the surface of the susceptor will be disturbed by the blown out non-reactive gas, and that the concentration of the reactant gas will decrease. This results in non-uniform film thickness.

ところで特開昭59−159980号公報Gよ、横型の
気相反応装置において、容器の一端から他端へ向う反応
ガス流の周囲をこれと平行な非反応性ガス流で囲繞して
容器内を流すことを提案している。この公報の提案する
構成の目的はガス消費量の節減にあるが、この構成はウ
オールデポジションを抑制する効果をも有している。し
かしこの公報の装置では、反応ガスを中心としてその周
囲を非反応性ガスで囲みこれらをほぼ一体として容器内
を流すものであるため、横型の反応装置以外への適用は
困難である。また一体となって流れる距離が長(なると
流動中に反応ガスと非反応ガスが混合してしまう。さら
にまた加熱され易くウオールデポジションを生じ易い部
位に非反応性ガス流を集中させて該部位を覆うことは困
難である。
By the way, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-159980, in a horizontal gas phase reactor, a reactant gas flow flowing from one end of the container to the other end is surrounded by a non-reactive gas flow parallel to the reactant gas flow, and the inside of the container is I suggest running it. Although the purpose of the configuration proposed in this publication is to reduce gas consumption, this configuration also has the effect of suppressing wall deposition. However, in the device disclosed in this publication, the reactant gas is centered and the non-reactive gas is surrounded by non-reactive gas, and these gases are allowed to flow through the container almost as one, so it is difficult to apply it to anything other than a horizontal reactor. In addition, the distance over which the gas flows as one unit is long (reacting gas and non-reactive gas mix during the flow).Furthermore, the flow of non-reactive gas is concentrated in areas that are easily heated and prone to wall deposition. It is difficult to cover.

(発明が解決しようとする問題点) 従って本発明は、上述の従来技術の問題点を解決し非反
応性ガス流によりウオールデポジションを効果的に抑制
した気相反応装置を提供することを特徴とする特に、反
応ガス流を乱すことなく、反応容器壁の加熱個所に沿っ
て所定量の非反応性ガス流を流して該個所を覆い、これ
により気相成長速度や成長膜厚に悪影響を与えることな
く該個所におけるウオールデポジションを抑制する気相
成長装置を提供することを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) Therefore, the present invention is characterized in that it provides a gas phase reactor that solves the above-mentioned problems of the prior art and effectively suppresses wall deposition using a non-reactive gas flow. In particular, a predetermined flow of non-reactive gas can be passed along a heated spot on the wall of the reaction vessel to cover the spot without disturbing the reactant gas flow, thereby adversely affecting the vapor phase growth rate or the grown film thickness. It is an object of the present invention to provide a vapor phase growth apparatus that suppresses wall deposition at the location without causing any damage.

(問題点を解決するための手段) かくして本発明の要旨とするところは、反応容器内に反
応ガスを流して該容器内に置かれた基板上に気相成長膜
を形成する装置において、前記反応容器壁内面に沿う方
向に非反応性ガスを吹き出す複数の吹出しノズルと、前
記吹出しノズルと所定距離で対向して設けられ、吹出し
ノズルから吹き出された非反応性ガスが基板方向に拡散
する前に非反応性ガスを吸引、排出する複数の吸引ノズ
ルと、を反応容器壁内面の所定個所に備え、基板近傍の
反応ガス流と実質的に分離して流れる非反応性ガス流を
反応容器壁内面の所定個所に沿って形成して該個所を覆
うことを特徴とする気相成長装置である。
(Means for Solving the Problems) Thus, the gist of the present invention is to provide an apparatus for forming a vapor phase growth film on a substrate placed in a reaction container by flowing a reaction gas into the reaction container. A plurality of blowout nozzles blowing out non-reactive gas in a direction along the inner surface of the reaction vessel wall, and a plurality of blowout nozzles provided opposite the blowout nozzles at a predetermined distance, and before the non-reactive gas blown out from the blowout nozzles is diffused toward the substrate. A plurality of suction nozzles for suctioning and discharging a non-reactive gas are provided at predetermined locations on the inner surface of the reaction vessel wall, and the non-reactive gas flow flowing substantially separately from the reaction gas flow near the substrate is provided on the reaction vessel wall. This is a vapor phase growth apparatus characterized in that it is formed along a predetermined location on the inner surface to cover the location.

(作用) 一般に非反応性ガスの吹出しノズルおよび吸引ノズルは
容器壁のうち特に加熱され易い個所に沿って非反応性ガ
ス流を形成するように設けられる。
(Function) In general, a non-reactive gas blowing nozzle and a suction nozzle are provided so as to form a non-reactive gas flow along a portion of the container wall that is particularly likely to be heated.

所定位置に所定距離で設けられた対向ノズル間を流れる
非反応性ガス流は、反応ガス流と実質的に分離した形で
形成されるから反応ガス流が非反応ガス流により乱され
たり、反応ガスの濃度が混合により低下したりすること
は殆どない。従って基板への気相成長の速度を下げたり
、また成長膜厚に不均一を生じさせたりすることなく、
ウオールデポジションを効果的に抑制することができる
The non-reactive gas flow flowing between the opposing nozzles provided at a predetermined distance from each other is formed substantially separate from the reactant gas flow, so that the reactant gas flow is not disturbed by the non-reactant gas flow or the reaction occurs. The concentration of the gas hardly decreases due to mixing. Therefore, without reducing the speed of vapor phase growth on the substrate or causing non-uniformity in the thickness of the grown film,
Wall deposition can be effectively suppressed.

非反応性ガス流は、対向ノズルの設置位置、方向、数、
距#(対向ノズル間距離)、および各ノズルの吹出し、
吸引量の選択により最適のガス流を形成するように制御
することが可能である。
The non-reactive gas flow is determined by the location, direction, number, and location of the opposing nozzles.
Distance # (distance between opposing nozzles), and the blowout of each nozzle,
By selecting the amount of suction, it is possible to control the formation of an optimal gas flow.

(実施例) 次に添付図面を参照しながら本発明の実施例について詳
しく説明する。
(Example) Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

尖施±1 第1図は、横型炉に本発明を適用した第1の実施例の長
軸に直交する面に沿う断面図である。
Fig. 1 is a sectional view taken along a plane perpendicular to the long axis of a first embodiment in which the present invention is applied to a horizontal furnace.

Si等の半導体基板1は、サセプター2に載荷される。A semiconductor substrate 1 made of Si or the like is loaded on a susceptor 2 .

反応ガス供給口(図示せず)からは例えばS i CQ
 4等を含む反応ガスが吹き出され、反応容器を構成す
る石英ペルジャー3内の基板1近傍を図において紙面と
直交する方向に流れた後、反応ガス排気口(図示せず)
から排出される。この際基板1は高周波コイル4により
サセプタ−2を介して加熱され、基板1上にSi等が気
相成長する。
From the reaction gas supply port (not shown), for example, S i CQ
After the reaction gas containing 4 etc. is blown out and flows in the vicinity of the substrate 1 in the quartz Pelger 3 constituting the reaction vessel in a direction perpendicular to the plane of the paper in the figure, a reaction gas exhaust port (not shown)
is discharged from. At this time, the substrate 1 is heated by the high frequency coil 4 via the susceptor 2, and Si etc. are grown on the substrate 1 in a vapor phase.

ペルジャー3内の四隅には非反応性ガス吹出しノズル5
が設けられ、非反応性ガス(例えば1(2)を供給する
。ノズル5は、ペルジャ−3の長手方向(図において紙
面と直交する方向)に延在する非反応性ガス供給管にお
いて矢印の方向に開口する複数の供給口により構成され
、矢印の方向に非反応性ガスを吹き出す。ペルジャ−3
の多襞のほぼ中央にはそれぞれ非反応性ガス吸引ノズル
6が設けられ、ノズル5から吹き出された非反応性ガス
を吸引、排出する。吸引ノズル6は、ペルジャー3の長
手方向に延在する非反応性ガス吸引管において、吹出し
ノズル5を構成する供給口に対向して設けられた複数の
吸引口により構成される。
There are non-reactive gas blowing nozzles 5 in the four corners of the Pelger 3.
is provided and supplies a non-reactive gas (for example, 1 (2) Consists of multiple supply ports opening in the direction, blowing out non-reactive gas in the direction of the arrow.Pelger 3
A non-reactive gas suction nozzle 6 is provided approximately at the center of each of the multiple folds, and the non-reactive gas blown out from the nozzle 5 is sucked and discharged. The suction nozzle 6 is composed of a plurality of suction ports provided in a non-reactive gas suction pipe extending in the longitudinal direction of the Pelger 3, facing the supply port forming the blow-off nozzle 5.

このように非反応性ガスの吹出しノズル5および吸引ノ
ズル6はペルジャー3壁内面に沿う方向に向って互いに
対向して開口し、しかも対向ノズル間の距離は小さい。
In this way, the non-reactive gas blowing nozzle 5 and the suction nozzle 6 open opposite each other in the direction along the inner surface of the wall of the Pelger 3, and the distance between the opposing nozzles is small.

従ってノズル5から吹き出された非反応性ガスは、基板
1の方向に拡散したり反応性ガス流を乱したりする前に
ほぼ吸引ノズル6により吸引、排出される。このように
非反応性ガスは、基板1近傍における反応性ガス流とは
実質的に分離した流れを形成して高温となるペルジャー
3の内面を覆い、ウオールデポジションを防止する。
Therefore, the non-reactive gas blown out from the nozzle 5 is mostly sucked and discharged by the suction nozzle 6 before it diffuses toward the substrate 1 or disturbs the flow of the reactive gas. In this way, the non-reactive gas forms a flow that is substantially separate from the reactive gas flow near the substrate 1 and covers the inner surface of the Pelger 3, which becomes hot, thereby preventing wall deposition.

爽施班芳 第2図は、本発明を縦型炉に適用した実施例の縦断面図
である。
Figure 2 is a longitudinal sectional view of an embodiment in which the present invention is applied to a vertical furnace.

基板1は、回転するサセプター2上に載せられ、反応容
器を構成するペルジャー3により覆われる。
The substrate 1 is placed on a rotating susceptor 2 and covered by a Pelger 3 constituting a reaction vessel.

基Fi1は、サセプター2を介して高周波コイル4によ
り加熱される。反応ガスは、吹出しノズル7から吹き出
され基板1近傍を通過後、排気孔8゛から排出される。
The group Fi1 is heated by the high frequency coil 4 via the susceptor 2. The reaction gas is blown out from the blow-off nozzle 7, passes near the substrate 1, and then exhausted from the exhaust hole 8'.

非反応性ガスの吹出しノズル5および吸引ノズル6は、
高温となるペルジャ−3の側壁内面に沿って周方向にほ
ぼ等間隔で数組が対向して設けられる。従って非反応性
ガスは、基vi、1近傍の反応性ガス流を乱すことなく
ペルジャー3側壁内面を覆い、ウオールデポジションを
防止する。
The non-reactive gas blowing nozzle 5 and suction nozzle 6 are
Several sets are provided facing each other at approximately equal intervals in the circumferential direction along the inner surface of the side wall of the Pel jar 3, which is exposed to high temperatures. Therefore, the non-reactive gas covers the inner surface of the side wall of the Pelger 3 without disturbing the reactive gas flow in the vicinity of the groups vi, 1, thereby preventing wall deposition.

実施±1 本発明は以上に述べた横型炉、縦型炉に限定されること
なく、あらゆるタイプの気相成長装置に適用可能である
。第3図はいわゆるホットウォール型になると考えられ
る気相成長装置に本発明を適用した実施例を示す。この
型の装置ではへルジャーが加熱されることは避けれない
。従ってウオールデポジションが生じ易(ウオールデポ
ジション抑制が重要な問題となる。第3図(A)は、同
図(B)の鎖線A−Aに沿う縦断面図、同図(B)は、
同図(A)の鎖線B−Bに沿う横断面図である。
Implementation ±1 The present invention is not limited to the above-mentioned horizontal furnace and vertical furnace, but is applicable to all types of vapor phase growth apparatus. FIG. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to a vapor phase growth apparatus that is considered to be of the so-called hot wall type. With this type of device it is inevitable that the herger jar will heat up. Therefore, wall deposition is likely to occur (suppression of wall deposition is an important issue. Figure 3 (A) is a longitudinal cross-sectional view along the chain line A-A in Figure 3 (B), and Figure 3 (B) is
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the chain line BB in FIG.

基板1ば、回転する棚状のサセプター2に載せられ、石
英へルジャ−3の外側のヒーター4′により加熱される
。反応ガスは、吹出しノズル7から吹出し、基板1近傍
を矢印方向に流れた後、吸引ノズル8から排気される。
The substrate 1 is placed on a rotating shelf-shaped susceptor 2 and heated by a heater 4' outside the quartz herbal jar 3. The reaction gas is blown out from the blow-off nozzle 7 , flows near the substrate 1 in the direction of the arrow, and then exhausted from the suction nozzle 8 .

ノズル7.8は、ペルジャー3内に設けられた一対の管
状体において、基板1方向に互いに対向して開口する複
数の吹出し口および吸引口により構成される。
The nozzle 7.8 is a pair of tubular bodies provided in the Pelger 3, and is composed of a plurality of blow-off ports and suction ports that open toward the substrate 1 and face each other.

非反応性ガスの吹出しノズル5および吸引ノズル6は、
ペルジャー3側壁に沿って周方向に交互に設けられた非
反応性ガス供給管および排気管の側面において互いに対
向して開口する複数の吹出し口および吸引口により構成
される。従って吹出しノズル5から吹き出された非反応
性ガスは、基板1近傍を流れる反応ガス流を乱すことな
くベルジャ−3側壁内面に沿って流れ吸引ノズル6に吸
引され排出される。
The non-reactive gas blowing nozzle 5 and suction nozzle 6 are
It is composed of a plurality of blow-off ports and suction ports that open opposite to each other on the side surfaces of non-reactive gas supply pipes and exhaust pipes that are provided alternately in the circumferential direction along the side wall of the Pelger 3. Therefore, the non-reactive gas blown out from the blowing nozzle 5 flows along the inner surface of the side wall of the bell jar 3 without disturbing the flow of the reactive gas flowing near the substrate 1, and is sucked into the suction nozzle 6 and discharged.

なお、いづれの実施例装置についても本発明の気相成長
装置においては非反応性ガスの吹出し流量、流速、およ
び吸引ガス量が重要な操業条件になる。これらは装置形
状、反応ガス流量および流速によって最適値が異なる。
In addition, in the vapor phase growth apparatus of the present invention, the flow rate and flow rate of non-reactive gas, and the amount of suction gas are important operating conditions for any of the apparatuses of the embodiments. The optimum values of these differ depending on the device shape, reaction gas flow rate, and flow rate.

従って一概には言えないが、非反応性ガス吸引ノズルか
らの吸引量は非反応性ガス吹出し量とほぼ同等とするこ
とが好ましい。
Therefore, although it cannot be generalized, it is preferable that the amount of suction from the non-reactive gas suction nozzle is approximately equal to the amount of non-reactive gas blown out.

(発明の効果) 本発明においては以上のように基板近傍の反応ガス流と
実質的に分離された非反応ガス流により反応容器壁内面
を覆っている。従って基板上へのSi等の反応物質の気
相成長過程に悪影響を与えることなく効果的にウオール
デポジションを抑制することができる。即ち、膜厚の不
均一あるいは突起等の結晶欠陥を気相成長膜に発生させ
ることなくウオールデポジションを抑制することが可能
になる。
(Effects of the Invention) In the present invention, as described above, the inner surface of the wall of the reaction vessel is covered with a non-reactive gas flow that is substantially separated from the reactant gas flow near the substrate. Therefore, wall deposition can be effectively suppressed without adversely affecting the process of vapor phase growth of reactants such as Si onto the substrate. That is, it becomes possible to suppress wall deposition without causing nonuniform film thickness or crystal defects such as protrusions in the vapor-phase grown film.

本発明のこのような効果を具体的に確認するため、第1
図および第3図の実施例装置と、第4図および第5図に
示される従来の横型気相成長装置の作用効果を比較する
実験を行った。(第4図、第5図とも横型装置の長軸に
沿う縦断面を示し、符号1.2.3.4はそれぞれ基板
、サセプター、−、ルジャー、高周波コイルを示す。た
だし第5図の装置ではペルジャーは、内側へルジャ−3
a、外側へルジャ−3bの二重構造となっている。この
装置では、両者の間を導かれた非反応ガスが内側ペルジ
ャー3aに設けられた複数の孔から吹出しウォ混合ガス
(SiCQ42 volχ)を、また非反応性ガスとし
て112を使用した。
In order to specifically confirm such effects of the present invention, the first
An experiment was conducted to compare the effects of the example apparatus shown in FIGS. 3 and 3 and the conventional horizontal vapor phase growth apparatus shown in FIGS. 4 and 5. (Both Figures 4 and 5 show longitudinal sections along the long axis of the horizontal device, and numerals 1, 2, 3, and 4 indicate the substrate, susceptor, Luger, and high-frequency coil, respectively. However, the device in Figure 5 Then Pelger goes inside Luger-3
It has a double structure with a and outer lugers 3b. In this device, a mixed gas (SiCQ42 vol.chi.) was used as the non-reactive gas introduced between the two, which was blown out from a plurality of holes provided in the inner Pelger 3a, and 112 was used as the non-reactive gas.

まず始めにサセプタ一温度を700°Cとし、基板は置
かずにヘルジャー内各位置におけるS i’4度を検出
し、反応ガス流と非反応ガス流の間の干渉の有無を調べ
た。Si濃度の検出は、ヘルジャー内の各位Wで採取し
たガスのガスクロマトグラム分析による。なお、サセプ
タ一温度を700°CとしたのはS i CQ 4が反
応してサセプター等に析出しないようにするためである
First, the temperature of the susceptor was set to 700° C., and S i'4° was detected at each position in the Herjar without placing the substrate, to check for interference between the reactive gas flow and the non-reactive gas flow. The Si concentration was detected by gas chromatogram analysis of the gas sampled at each point W in the Herjar. Note that the reason why the susceptor temperature was set to 700°C is to prevent S i CQ 4 from reacting and depositing on the susceptor or the like.

次の第1表はこのようにして得られたSi濃度(g/ 
7りを各装置について比較したものである。
The following Table 1 shows the Si concentration (g/
7 for each device.

第1表 なおこの実験における各装置で用いた反応ガスおよび非
反応性ガス流量(β/m1n)は次の通りである。
Table 1 The flow rates (β/m1n) of reactive gases and non-reactive gases used in each device in this experiment are as follows.

第2表 第1表から分かるように第1図および第3図の本発明実
施例装置では、ペルジャー内面近傍におけるSi’lQ
度は反応ガス導入部付近に比べ大きく減少しているのに
対し、基板が置かれるサセプター表面における5iNa
度は、反応ガス導入部付近から殆んど低下していない。
Table 2 As can be seen from Table 1, in the apparatus of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 3, Si'lQ near the Pelger inner surface
5iNa on the surface of the susceptor where the substrate is placed, whereas the
The temperature hardly decreased from the vicinity of the reaction gas introduction part.

すなわち、非反応性ガス流は基板近傍の反応ガス流をほ
とんど乱すことなく反応容器内面を覆っていることが認
められる。
That is, it is recognized that the non-reactive gas flow covers the inner surface of the reaction vessel without substantially disturbing the reactant gas flow near the substrate.

一方、非反応性ガスを用いない第4図の従来装置では、
ヘルジャー面におけるS i ’174度は、サセプタ
ー表面の濃度と殆ど変らず、反応性ガスがペルジャー内
面付近まで及んでいることが認められる。
On the other hand, in the conventional device shown in Fig. 4, which does not use non-reactive gas,
S i '174 degrees on the Herger surface is almost the same as the concentration on the susceptor surface, and it is recognized that the reactive gas reaches near the inner surface of the Herger.

また非反応性ガスを用いた第5図の従来装置では、ペル
ジャー内面におけるSi濃度は低いが、サセプター表面
のS i ta度も反応ガス導入部近傍のほぼ172程
度に低下している。これは、両ヘルジャ−3a、3bか
ら流出した非反応性ガスが基板1近傍まで及び反応ガス
流と混合しているためと考えられる。従って非反応ガス
流が基板1への気相成長過程に悪影響を与え基板上のS
i成長膜の成長速度を低下させたり膜厚を不均一にした
りすることが予想される。
In addition, in the conventional device shown in FIG. 5 using a non-reactive gas, although the Si concentration on the Pelger inner surface is low, the S i ta degree on the susceptor surface is also reduced to about 172 near the reactive gas introduction part. This is considered to be because the non-reactive gas flowing out from both herjars 3a and 3b reaches the vicinity of the substrate 1 and mixes with the reactive gas flow. Therefore, the non-reactive gas flow has an adverse effect on the vapor phase growth process on the substrate 1, and the S on the substrate is
It is expected that the growth rate of the i-grown film will be reduced or the film thickness will be made non-uniform.

次に第2表と同一のガス量条件でサセプタ一温度を12
00°Cとし実際に基板をサセプター上に載置して、ペ
ルジャー内面へのウオールデポジション発生の有無を検
知するとともに基板へのSi成長膜の成長速度(μm/
m1n)を測定した。次の第3表はこの結果を示す。
Next, under the same gas amount conditions as in Table 2, the susceptor temperature was set to 12
00°C, the substrate was actually placed on the susceptor, and the presence or absence of wall deposition on the Pelger inner surface was detected, and the growth rate (μm/μm/
m1n) was measured. Table 3 below shows the results.

第3表 第3表の結果は、第1表から推定されるガス流の状態を
裏付けるものである。
Table 3 The results in Table 3 support the gas flow conditions estimated from Table 1.

即ち、本発明の実施例装置では、非反応性ガス流は基板
近くの反応ガス流を乱さないため、成長速度をほとんど
低下させることなくウオールデポジションが抑制される
That is, in the apparatus of the embodiment of the present invention, the non-reactive gas flow does not disturb the reactive gas flow near the substrate, so wall deposition is suppressed without substantially reducing the growth rate.

非反応性ガスを用いない第4図の従来装置では、ウオー
ルデポジションが発生する。非反応性ガスを用いた第5
図の従来装置ではウオールデポジションは抑制されるも
のの、成長速度は第5図の装置に比べ172以下に低下
している。これは基板近傍の反応ガス流が非反応性ガス
流に混入したためと考えられる。
In the conventional apparatus shown in FIG. 4, which does not use a non-reactive gas, wall deposition occurs. Fifth using non-reactive gas
Although wall deposition is suppressed in the conventional apparatus shown in the figure, the growth rate is reduced to 172 or less compared to the apparatus shown in FIG. This is thought to be because the reactive gas flow near the substrate mixed into the non-reactive gas flow.

本発明の装置は以上に述べたように、基板近傍の反応ガ
ス流と実質的に分離した非反応性ガス流で反応容器壁を
覆い、これにより気相成長過程に悪影響を与えることな
くウオールデポジションを防止する。本発明においては
また、非反応性ガス流を形成する対向ノズルは、任意の
個所に対向距離を自由に選んで設置できる。従って高温
となりウオールデポジションが生じ易い反応容器部位を
集中的に非反応ガス流で覆い、効果的にウオールデポジ
ションを抑制することができる。
As described above, the apparatus of the present invention covers the wall of the reaction vessel with a non-reactive gas flow that is substantially separated from the reactant gas flow near the substrate. Prevent position. In the present invention, the opposing nozzles that form the non-reactive gas flow can be installed at any location and with the opposing distance freely selected. Therefore, it is possible to intensively cover the region of the reaction vessel, which is at a high temperature and where wall deposition is likely to occur, with a flow of non-reactive gas, thereby effectively suppressing wall deposition.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明を横型炉に適用した場合の実施例装置
の長軸方向に直交する面に沿う垂直断面図: 第2図は、本発明を縦型炉に応用した場合の垂直断面図
; 第3図(A)および(B)はそれぞれ、本発明をホ世 ソトウォール鮎光炉に適用した場合の垂直断面図および
水平断面; 第4図は、非反応ガスを用いない従来の横型気相成長装
置の長軸方向に沿う垂直断面図;および第5図は、非反
応ガスを用いた従来の横型気相成長装置の長軸方向の沿
う垂直断面図である。 1:基板      2:サセブター 3:ベルジャ−4:ヒーター 5:非反応性ガス吹出しノズル 6:非反応性ガス吸引ノズル 7:反応ガス吹出しノズル 8:反応ガス吸引ノズル
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view along a plane perpendicular to the longitudinal direction of an embodiment of the present invention when the present invention is applied to a horizontal furnace. Fig. 2 is a vertical cross-sectional view when the present invention is applied to a vertical furnace. Figures; Figures 3 (A) and (B) are vertical and horizontal cross-sectional views, respectively, when the present invention is applied to a Hosotowal Ayuko Furnace; Figure 4 is a conventional horizontal cross-sectional view that does not use non-reactive gas. A vertical sectional view along the long axis direction of a vapor phase growth apparatus; and FIG. 5 is a vertical sectional view along the long axis direction of a conventional horizontal vapor phase growth apparatus using a non-reactive gas. 1: Substrate 2: Sustainer 3: Bell jar 4: Heater 5: Non-reactive gas blowing nozzle 6: Non-reactive gas suction nozzle 7: Reactive gas blowing nozzle 8: Reactive gas suction nozzle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 反応容器内に反応ガスを流して該容器内に置かれた基板
上に気相成長膜を形成する装置において、前記反応容器
壁内面に沿う方向に非反応性ガスを吹き出す複数の吹出
しノズルと、前記吹出しノズルと所定距離で対向して設
けられ、吹出しノズルから吹き出された非反応性ガスが
基板方向に拡散する前に非反応性ガスを吸引、排出する
複数の吸引ノズルと、を反応容器壁内面の所定個所に備
え、基板近傍の反応ガス流と実質的に分離して流れる非
反応性ガス流を反応容器壁内面の所定個所に沿って形成
して該個所を覆うことを特徴とする気相成長装置。
In an apparatus for forming a vapor phase growth film on a substrate placed in a reaction container by flowing a reaction gas into the reaction container, a plurality of blowing nozzles blowing out a non-reactive gas in a direction along the inner surface of the wall of the reaction container; a plurality of suction nozzles that are provided facing the blow-off nozzle at a predetermined distance and that suck and discharge the non-reactive gas blown out from the blow-off nozzle before the non-reactive gas is diffused toward the substrate; A gas flow is provided at a predetermined location on the inner surface, and a non-reactive gas flow is formed along the predetermined location on the inner surface of the reaction vessel wall and flows substantially separately from the reactive gas flow in the vicinity of the substrate to cover the location. Phase growth device.
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