JPH0271510A

JPH0271510A - 半導体気相成長装置

Info

Publication number: JPH0271510A
Application number: JP22224288A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Oki; 沖　久典; Hajime Hidaka; 一日高
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-09-07
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1990-03-12

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、半導体装置の製造における気相成長工程で用
いる気相成長装置に関するものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、例えば以下に示
すようなものがあった。

以下、その構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の半導体気相成長装置の断面図であり、ベ
ルジャｌの内部を反応室として大気中と空間的に分離し
、反応室内を１１□ガス雰囲気にして、渦巻状のワーク
コイル２に高周波電界を印加し、？ｉｌｔ磁誘導により
円板状サセプタ３に渦電流を生じさせ、円）反状サセプ
タ３の電気抵抗を利用してそれを加熱することにより、
その上に置かれたウェハ４の表面で気相成長反応を起こ
さじるようにしている。

反応ガス、搬送ガスは、反応室中央のノズル５より水平
方向に噴出させることにより反応室内に供給され、円板
状サセプタ３上のウェハ４の上を流れ、反応室底部の排
気口６より反応室外へ排出される。

ここで、この’Ｊｉ’ｌｌを用いた気相成長工程を説明
する。

（１）ベルジャｌを開け、円板状サセプタ３上にウェハ
４を載置する。

（２）ベルジャ１を閉め、ノズル５よりＮ、ガスを反応
室内に供給することにより、反応室内の空気を排気する
。

（３）ノズル５より１（２ガスを反応室内へ供給するこ
とにより、Ｎ２ガス排気を行う。

（４）渦巻状のワークコイル２に高周波電界を印加し、
高周波誘導加熱を始め、円板状サセプタ３を所定温度ま
で昇温する。

（５）反応ガスを搬送ガスである１１□ガスに混合させ
、それをノズル５より反応室内へ供給することにより、
気相反応を起こさせる。

（６）反応ガスを止め、更に、高周波誘導加熱を止めて
反応室内を冷却する。

（７）ノズル５よりＮ２ガスを反応室内へ供給すること
により、１１□ガスの排気を行う。

（８）ベルジャ１を開け、処理されたウェハ４を取り出
す。

（発明が解決しようとする課題）このように、上記した半導体気相成長工程においては、
反応ガスが円板状サセプタ３上をウェハ４に平行に流れ
、乱れを生じないことによって、安定な気相成長を行う
ように排気口６が反応室の底部に設けられている。しか
しながら、この構造では反応室内を１１□ガス雰囲気か
らＮ２ガス雰囲気に置換する場合〔前項のステップ（７
）〕において、ノズル５から供給されるＮ２ガスが既に
反応室内に充満しているｌｌｔガスより重いため、流れ
の方向が低い方へ向かう。

従って、反応室内のノズル５の噴出孔より高い部分のガ
ス置換は、ベルジャ壁にぶつかったガスの上方向への乱
流と拡散により行われるので、−・ルジャ開放時の爆発
の危険性がなくなる程度まで十分に反応室内のＬガス濃
度を低くするには時間がかかる。

本発明は、反応室内を１１□雰囲気からＮ２雰囲気に置
換するのに置換効率が悪く、パージ時間が長く必要であ
るという問題点を除去し、ガス置換効率が高く、サイク
ルタイムを短縮し得る半導体気相成長装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決するために、反応室底部に
排気口を存する半導体気相成長装置において、前記反応
室の中央に設けられる反応用ガスの放出口と、前記反応
室の上部にパージ用ガスの放出口を設置するようにした
ものである。

（作用）本発明によれば、上記のように、反応室の上部にパージ
用ガスの放出口を設置する、即ち、ベルジャ内部にイン
ナーベルジャを設け、そのインナーベルジャのノズルよ
り高い部分にベルジャの強度が損なわれない程度の間隔
及び大きさの穴を設け、１１．ガスとＮ２ガスの置換時
にインナーベルジャとベルジャ間にＮ２ガスを流し、イ
ンナーベルジャに設けた穴よりＮ２ガスを反応室上部か
ら供給する。

或いは、パージ用ガスの供給を反応室上部まで伸びたノ
ズルにより行うようする。

従って、気相成長中のベルジャ内のガス流を乱すことな
（，１１□ガスからＮ２ガスへの置換を短時間に行うこ
とができる。また、置換の際のガス使用量の削減を図る
ことができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す半導体気相成長装置の断
面図である。

この図において、ベルジヤ１内部を反応室として大気中
と空間的に分離し、更にインナーへルジャ７を設け、そ
の内部を１１□ガス雰囲気にして反応を起こさせる。

渦巻状のワークコイル２には高周波電界を印加し、電磁
誘導によりカーボン等からなる円板状サセプタ３に渦電
流を生じさせ、円板状サセプタ３上に置かれたウェハ４
の表面で気相成長反応を起こさせる。

反応ガス、搬送ガスは反応室中央の石英製のノズル５よ
り水平方向に噴出させることにより、反応室内へ供給さ
れ、円板状サセプタ３上のウェハ４の上を流れて、反応
室底部の排気口６より反応室外へ排出される。ただし、
反応室内のガス置換時は、ノズル５及びインナーへルジ
ャフの穴８よリガス供給を行う。このインナーベルジャ
７とへルジャＩ間へのガスの供給は、反応室のリークを
極力少なくするような位置に設けたガス供給口により行
われる。

そこで、この装こを用いた気相成長について説明する。

（ａ）ベルジャ１を開け、円板状サセプタ３上にウェハ
４を載置する。

（ｂ）へルジャ１を閉め、ノズル５及びインナーへルジ
ャ７の六８よりＮ、ガスの供給を行う。

（０ノズル５及びインナーベルジャ７の六８より１１□
ガスを反応室内へ供給することにより、Ｎ２ガス排気を
行う。

（ｄ）インナーベルジャ２７の六８より供給する１１ｇ
ガスの流量を下げ、反応室内雰囲気とのバランスを取り
、反応ガスがインナーベルジャ７とベルジャ１間に入ら
ないようにし、ノズル５からのみ１１□ガス供給を行い
、高周波誘導加熱を始め、円板状サセプタ３を所定温度
まで昇温させる。

（ｅ）反応ガス、例えばシラン系ガスを搬送ガスである
１１□ガスに混合させ、それをノズル５より反応室内へ
供給することにより、気相反応を起こさせる。

（ｆ）反応ガスを止め、Ｉｌ、ガスのみをノズル５より
反応室内へ供給し、高周波誘導加熱を止めて冷却する。

この時、インナーへルジャ７の穴８より供給するＩｌ、
ガスは、前記ステップ（ｄ）　と同じ状態にしておく。

（ε）Ｎｚガスをノズル５及びインナーベルジャ７の六
８より反応室内へ供給することにより、ｌｌｚガスの排
気を行う。

（ｈ）へルジャ１を開け、処理されたウェハ４を取り出
す。

これにより、例えばベルジャ容積４００βの反応室に毎
分１１０　ＪでＮ２ガスを供給する場合、従来方式によ
る１１□ガスとＮ、ガスの置換時〔前記ステップ（７）
〕において、２１分を要していたのに対し、上記ステッ
プ（ｇ）では、同じ流量（ノズル５から６０１／分、　
インナーベルジャ７の穴８から５０１／分を供給）の条
件下で約６分にまで短縮され、この際に使われるＨｚガ
ス量は約２７７となる。

第３図は本発明の他の実施例を示す半導体気相成長装置
の断面図である。

この図において、ベルジヤ１内部を反応室として、大気
中と空間的に分離し、反応を起こさせる。

渦巻状のワークコイル２には高周波電界を印加し、電磁
誘導によりカーボン等からなる円板状サセプタ３に渦電
流を生じさせ、円板状サセプタ３に置かれたウェハ４の
表面で気相成長反応を起こさせる。

反応ガス、搬送ガスは反応室中央の石英製外側ノズル１
１より水平方向に噴出させることにより、反応室内へ供
給され、円板状サセプタ３上のウェハ４の上を流れて、
反応室底部の排気口６より反応室外へ排出される。ただ
し、反応室内のガス置換時は、外側ノズル１１及びその
ノズル１１の内側を通りベルジャの最高部へ伸びる内側
ノズル１２により、ガス供給を行う。この内側ノズル１
２はＮ２ガスのみ供給する。

そこで、この！ＡＣを用いた気相成長について説明する
。

（ａ）へルジャｌを開け、円板状サセプタ３上にウェハ
４を載置する。

（ｂ）へルジャＩを閉め、外側ノズル１１及び内側ノズ
ル１２よりＮ２ガスの供給を行う。

（ｃ）外側ノズル１１より反応室内へ１１２ガスを供給
することにより、Ｎ２ガスのＩＦ気を行う。

（ｄ）渦巻状のワークコイル２に高周波電界を印加し、
高周波誘導加熱を始め、円板状サセプタ３を所定温度ま
で昇温させる。

（ｅ）反応ガスを搬送ガスである１１□ガスに混合させ
、それを外側ノズル１１より反応室内へ供給することに
より、気相反応を起こさせる。

Ｃｆ”）反応ガスを止め、１１□ガスのみを外側ノズル
１１より反応室内へ供給し、円板状サセプタ３の高周波
誘導加熱を止めて冷却する。

（ｇ）　Ｈｚガスを外側ノズル１１及び内側ノズル１２
より反応室内へ供給することにより、Ｎ２ガスの排気を
行う。

（ｈ）ベルジャ１を開け、処理されたウェハ４を取り出
す。

これにより、例えばヘルジャ容積４００２の反応室に毎
分１１０１でＮ２ガスを供給する条件の場合、従来の前
記ステップ（７）において、２１分を要していたのに対
し、前記工程（りでは同し２ｔ！ｉ１（外側ノズルから
６０７！／分、内側ノズルから５０ｐ／分を供給）の条
件下で約６分に短縮され、この際に使われるＮ２ガスの
使用量は７１％削減される。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、Ｉ＋、
ガスとＮ、ガスの置換時に、前記反応室の上部に設けた
パージ用ガスの放出口よりＮ２ガスを反応室上方から供
給するようにしたので、気相成長中のベルジャ内のガス
流を乱すことなく、１１□ガスからＮ２ガスへの置換時
間の短縮を図ることができる。

また、置換の際のガス使用量の削減を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す半導体気相成長装置の断
面図、第２図は従来の半導体気相成長装置の断面図、第
３図は本発明の他の実施例を示す半導体気相成長装置の
断面図である。Ｉ・・ベルジャ、２・・・渦巻状のワークコイル、３・
・・円板状サセプタ、４・・ウェハ、５・・・ノズル、
６・・・排気口、７・・・インナーヘルジャ、８・・・
インナーヘルジャの穴、９・・・ガス供給口、１１・・
・外側ノズル、１２・・・内側ノズル。特許出願人　沖電気工業株式会社代理人　弁理士　　清　水　　守（外１名）４碗茫ｆ川
の槽上の半型１カドｊ氏Ｊ呂１緻ａａｉのｔＭ＋ジク第
３図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応室底部に排気口を有する半導体気相成長装置
において、（ａ）前記反応室の中央に設けられる反応用ガスの放出
口と、（ｂ）前記反応室の上部にパージ用ガスの放出口を設置
するようにしたことを特徴とする半導体気相成長装置。
（２）前記パージ用ガスの供給をインナーベルジャの上
部に形成される穴により行うことを特徴とする請求項１
記載の半導体気相成長装置。
（３）前記パージ用ガスの供給を反応室上部まで伸びた
ノズルにより行うことを特徴とする請求項１記載の半導
体気相成長装置。