JPS63208211A

JPS63208211A - 気相成長装置の運転方法

Info

Publication number: JPS63208211A
Application number: JP4008287A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Omine; 大嶺　俊光; Akira Ishihata; 石幡　彰
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1988-08-29

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は試料面上に気相成長を施す気相成長装置の運転
方法に関する。

（従来の技術）半導体の結晶製造装置の一つとして近年気相成長装置が
注目されているが、この装置を量産装置として見た場合
に分留りの向上等、改善されるべき大きな問題が残され
ている。

第２図は、従来の量産型の気相成長装置の構造を示すも
のである。１はベルジャであり、２はサセプタである。

このサセプタ２はボトムプレート３を外部より貫通しベ
ルジャ１内に導入された回転軸４の上端に配設されてい
る。ウェハ５はサセプタ２に形成された平面２のに置か
れている。この装置において、ウェハー５をベルジヤ１
外部より高周波加熱等（図示省略）により加熱し、ガス
導入口６より原料ガスを流し、ウェハ５上に結晶膜を成
長させる。

この装置において原料ガスは上方より供給され、ベルジ
ャ１内壁とサセプタ２外周の間隙を流れ、排気管７より
排出される。

この様な形式の装置において複数のウェハに均一な結晶
を得るためには、ベルジャ１内径とサセプタ２外径の同
心度、平行度、平面度等の精度を良くし、均一な巾の原
料ガス通路を作ること、またガスの流れを乱さないこと
などに留意する。

しかし、実際上は理想的な加工精度は得にくい。

特にベルジャ１その他サセプタ２の回転軸等は高純度の
耐熱材料であること、また加熱法を高周波加熱とした場
合、非導電材料であること等から石英を使用する。この
場合、前述の各々の精度はその材料の加工性から理想的
な値からかけはなれたものになる。

このようなことに対する対策として、一般的にサセプタ
２を一方向に低速回転させる運転方法がとられている。

この場合、上方より垂直に流れるガスの流れにはサセプ
タ２の回転によりその回転逆方向と垂直方向で合成され
た方向、すなわちサセプタ２の側面に斜めの流れを作る
。

従って、ウェハ５上の堆積速度は回転方向側が大きくな
るので、ウェハ５表面に均一な結晶膜を得ることはむず
かしい。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように、従来の気相成長装置の運転方法にあた
っては、ガスの流れが均一ではなく、基板上に均一な結
晶膜を形成することは困難であった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、基板上に均一な結晶膜を形成でき
る気相成長装置の運転方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明の気相成長装置においては、反応容器内でウェハ
を保持するサセプタを正逆方向交互に回転させ、これに
原料ガスを供給することによってウェハ表面上に薄膜を
形成するようにしている。

（作用）このように気相成長装置を運転することにより、ベルジ
ャ（反応容器）の非対称性やサセプタ回転軸の傾き等の
製作誤差に起因するガス流の不均一さが是正できると共
に、一方向に連続回転させた時に生じるガス流による悪
影響を逆回転させることで打消すことができる。つまり
、ウェハ上面を流れるガス量は、径方向においてはサセ
プタ円周に部分的に流れが生ずるが、交互に回転方向が
変ることでウェハ上の結晶膜厚は均一なものとなる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は、本発明の実施例を示す斜視図であり、１はベルジャ
、２はサセプタ、３はボトムプレートである。回転軸４
はボトムプレート３を貫通しベルジャ１内に導入されて
いる。ウェハ５はサセプタ２に形成された平面２ａに取
付けられ、高周波加熱装置８等によりベルジーＰ１の外
部から加熱される。

原料ガス、例えばアルシンとトリメチルガリウム等がキ
ャリアガスと共に導入口６より供給され排気ロアに向っ
て流れる。加熱されたウェハ５表面を通過する際原料ガ
スは熱分解し、ガリウムヒ素の結晶がウェハ５表面に成
長する。

この時、本発明の気相成長装置に詔いては、サセプタ２
を回転軸４に接続される例えばモータ９等の駆動手段に
より、正逆両方向に交互に回転させている。これにより
、ｆｓ１図に示すサセプタ２平面上２ａに矢線で示すよ
うに、図中右回転時には、サセプタ２のウェハ５取付面
の右上方より左斜下方に原料ガスの流れが発生する。ま
た、逆回転させ、図中左回転時には同様にウェハ５取付
面左上方より右斜下方に原料ガスが流れる。

この時、正逆両方向を一定時間間隔で交互に回転させる
ことに゛よって、時間的に積分された成長速度即ち、膜
厚は従来のものと比較して大幅に、均一化される。

また、回転速度は一般に毎分５〜１２回転程度であるが
、望ましくは逆転させるタイミン・グはサセプタ２が例
えば１回転又は２回転等区切りの時点がよい。

すなわち、回転途中位置で逆転させない方がよい。これ
は、ベルジャエの非対称性、回転軸４の傾き等製作誤差
により、複数枚配置されるウニノ１５を最低１回転させ
ないとそれぞれのウニノー％５の膜の均一性がとれない
場合がある。また個々のウェハ５に注目しても、特定の
区間（１回転未満）で正逆回転を繰り返すと、上述のベ
ルジーＰ１の非対称性等の理由から膜厚が均一にならな
い場合が生じる恐れがある。

しかし、回転方向の交番周期が一定でない場合等でも、
従来の一方向回転と比較すると膜厚の均一性は向上する
。

さらに本発明は、原料ガスを上方や下方から導入し、ガ
スの流れの均一性が得にくい縦型の気相成長装置に４Ｉ
＃こ有効であるが、横型の気相成長装置に用いてもよい
。

またさらに、本発明は上記実・雄側に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変形し
て用いることができる。例えば、サセプタにウェハを取
付ける平面の数や形状、またサセプタ、ベルジヤ等の形
状、加熱方法等任意なものが選択可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、基板上に均一な厚
さの薄膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の気相成長装置の一実施例を示す斜視
図、第２図は、従来の気相成長装置を示す斜視図である
。１・・・ベルジ９（反応容器）、２・・・サセプタ、３
・・・ボトムプレート−・・４・・・回転軸、５・・・
ウェハ（試料）、６・・・導入口、７・・・排気口、９
・・・モータ（駆動手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応容器と、この反応容器内に設けたサセプタと
、このサセプタを回転駆動させる駆動手段と、前記サセ
プタに反応させるべきガスを供給する導入口と、ガスを
排出する排気口を具備し、前記ガスを反応させて前記サ
セプタに保持される試料面に薄膜を成長させる気相成長
装置において、前記サセプタを正逆方向交互に回転させ
ることを特徴とする気相成長装置の運転方法。
（２）前記サセプタを所定時間間隔で正逆方向交互に回
転させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
気相成長装置の運転方法。
（３）前記サセプタを一回転ずつ交互に正逆方向に回転
させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気
相成長装置の運転方法。
（４）前記サセプタを前記ガスの導入方向と、ほぼ直交
する平面内で回転させることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の気相成長装置の運転方法。