JPH0360027A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH0360027A JPH0360027A JP19617789A JP19617789A JPH0360027A JP H0360027 A JPH0360027 A JP H0360027A JP 19617789 A JP19617789 A JP 19617789A JP 19617789 A JP19617789 A JP 19617789A JP H0360027 A JPH0360027 A JP H0360027A
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- Japan
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- center
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- phase growth
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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。
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）
この発明は、半導体基板等の上に反応ガスを通過させて
基板に絶縁体、半導体等の薄膜を成長させる気相成長装
置に関する。
基板に絶縁体、半導体等の薄膜を成長させる気相成長装
置に関する。
（従来の技術）
気相成長装置は、基板上に薄膜を形成する手段として広
く利用されている０例えば、半導体素子製造の分野では
高温に加熱した５ｉＳＧａＡｓ等の基板に５ｉＨ２（：
Ｉｔ ！、ＳｉＨ，，０□等の反応ガスを接触させて
、Ｓｉｓ Ｓ１０！等の成膜を行う成長工程において用
いられている。
く利用されている０例えば、半導体素子製造の分野では
高温に加熱した５ｉＳＧａＡｓ等の基板に５ｉＨ２（：
Ｉｔ ！、ＳｉＨ，，０□等の反応ガスを接触させて
、Ｓｉｓ Ｓ１０！等の成膜を行う成長工程において用
いられている。
気相成長は、同一仕様の素子が同一の基板に多数形成さ
れるように行われる。各素子の動作特性が均一であるた
めには成膜速度が基板の戒長面全域に亘って均一である
ことが必要である。この成長速度を決定する主たる因子
としては、基板上の反応系における反応ガスの濃度、流
速等が挙げられ、これ等を均一にすることが成長速度の
均一化を図る上で必要となる。
れるように行われる。各素子の動作特性が均一であるた
めには成膜速度が基板の戒長面全域に亘って均一である
ことが必要である。この成長速度を決定する主たる因子
としては、基板上の反応系における反応ガスの濃度、流
速等が挙げられ、これ等を均一にすることが成長速度の
均一化を図る上で必要となる。
第１図は、従来の気相成長装置の一例を示す縦断面図で
ある。装置は、基本的にはステンレス鋼などで作られた
基台１と石英等の被蔽体２で覆われた反応容器であり、
その中の支持台３上に、通常円形の基板４が中心対象に
複数個配置される。
ある。装置は、基本的にはステンレス鋼などで作られた
基台１と石英等の被蔽体２で覆われた反応容器であり、
その中の支持台３上に、通常円形の基板４が中心対象に
複数個配置される。
支持台３は、例えばモータ５、歯車６等の機構によって
容器の中心を軸として回転できるように構成されている
０反応ガスは、容器中心部の給気ロアから容器内に供給
され、基板４の表面に接触して成膜し、容器周辺部に複
数個設けられた排気口８から出て行く。
容器の中心を軸として回転できるように構成されている
０反応ガスは、容器中心部の給気ロアから容器内に供給
され、基板４の表面に接触して成膜し、容器周辺部に複
数個設けられた排気口８から出て行く。
上記のような従来の装置を用いて気相成長を行わせる場
合の難点は、ｌｉ膜速度の不均一である。
合の難点は、ｌｉ膜速度の不均一である。
第２図は、基Ｆｉ２の装置中心からの距離（ｒ）と成膜
速度（Ｇ）との関係を示したものである。第１図に示し
た従来の装置では、反応ガスが装置中心部から供給され
るため、その流速は中心部に近い程大きく、また、ガス
中の有効成分の濃度も中心部に近い程高くなる。従って
、成膜速度は、第２図の（ａ）に示すように反応容器の
中心に近い方で大きく、周辺部に行くにつれて小さくな
る。このような成膜速度の相違は、当然、基板上の気相
成長膜の厚みの不均一をもたらし、前記のような素子の
特性の不均一を招く。
速度（Ｇ）との関係を示したものである。第１図に示し
た従来の装置では、反応ガスが装置中心部から供給され
るため、その流速は中心部に近い程大きく、また、ガス
中の有効成分の濃度も中心部に近い程高くなる。従って
、成膜速度は、第２図の（ａ）に示すように反応容器の
中心に近い方で大きく、周辺部に行くにつれて小さくな
る。このような成膜速度の相違は、当然、基板上の気相
成長膜の厚みの不均一をもたらし、前記のような素子の
特性の不均一を招く。
本発明者らは、従来の装置における上記のような難点を
除くために、第３図に示すような装置を開発して、特許
出側をした（特願昭６３−１９９３７号）。
除くために、第３図に示すような装置を開発して、特許
出側をした（特願昭６３−１９９３７号）。
その装置（以下、先願発明装置という）は、複数の給気
ロアが装置の周辺部にあり、排気口８が装置の中心部に
あることを特徴としている。この装置では、反応ガスの
濃度は外周部で高く、一方、ガス流速は中心部で大きく
なるから、濃度と流速の変化が相殺し合い、基板表面で
の成膜速度が均一化する。
ロアが装置の周辺部にあり、排気口８が装置の中心部に
あることを特徴としている。この装置では、反応ガスの
濃度は外周部で高く、一方、ガス流速は中心部で大きく
なるから、濃度と流速の変化が相殺し合い、基板表面で
の成膜速度が均一化する。
先願発明装置は、前記のとおり成膜速度の均一化に大き
く寄与するものであるが、この装置を実用化する過程で
なお改良の余地があることが判明した。即ち、第１図に
示したような従来の装置における気相成長に比較すれば
、第３図の装置による気相成長の成膜速度は温かに均一
である。しかし、子細に検討すると、一つの基板上の成
膜速度にはなお不均一がある。
く寄与するものであるが、この装置を実用化する過程で
なお改良の余地があることが判明した。即ち、第１図に
示したような従来の装置における気相成長に比較すれば
、第３図の装置による気相成長の成膜速度は温かに均一
である。しかし、子細に検討すると、一つの基板上の成
膜速度にはなお不均一がある。
第２図の（ｂ）は、第３図に示した先願発明装置による
成膜速度を、（ａ）と同様に反応容器の中心からの距離
との関係で示したものであるが、図示のように、中心に
近い所で成長速度が低下している。
成膜速度を、（ａ）と同様に反応容器の中心からの距離
との関係で示したものであるが、図示のように、中心に
近い所で成長速度が低下している。
このような不均一（成膜速度の最小値と最大値との差）
は、基板のサイズが大きくなるにつれて大きくなる。
は、基板のサイズが大きくなるにつれて大きくなる。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、先願発明装置でもなお残る基板上の成
膜速度の不均一を解消し、サイズの大きい基板を使用す
る場合でも、その全表面に均一な膜厚に気相成長を行わ
せることのできる装置を提供することにある。
膜速度の不均一を解消し、サイズの大きい基板を使用す
る場合でも、その全表面に均一な膜厚に気相成長を行わ
せることのできる装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
前記のとおり、第３図に示したような、複数の反応ガス
の給気口を反応容器の周辺部に置き、ガス排気口を反応
容器の中心部においた先願発明装置を使用すれば、第２
図（ａ）に示したような大きな成膜速度の不均一は解消
される０本発明者は、この先願発明装置を基本とし、更
にこれに改良を加えて前記の目的を遠戚した。
の給気口を反応容器の周辺部に置き、ガス排気口を反応
容器の中心部においた先願発明装置を使用すれば、第２
図（ａ）に示したような大きな成膜速度の不均一は解消
される０本発明者は、この先願発明装置を基本とし、更
にこれに改良を加えて前記の目的を遠戚した。
本発明は、下記の■〜■の気相成長装置をその要旨とす
る。
る。
■ 周辺部に複数の反応ガス給気口を、中心部にガス排
気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台の
上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行わ
せる装置であって、支持台を反応容器の中心を軸として
回転させる機構と、支持台上の基板をその中心を軸とし
て回転させる機構とを有することをＪ＃徴とする気相成
長装置。
気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台の
上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行わ
せる装置であって、支持台を反応容器の中心を軸として
回転させる機構と、支持台上の基板をその中心を軸とし
て回転させる機構とを有することをＪ＃徴とする気相成
長装置。
■ 周辺部に複数の反応ガス給気口を、中心部にガス排
気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台の
上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行わ
せる装置であって、反応ガス流路が上記基板の中心部に
おいて極小となっていることを特徴とする気相成長装置
。
気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台の
上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行わ
せる装置であって、反応ガス流路が上記基板の中心部に
おいて極小となっていることを特徴とする気相成長装置
。
■ 周辺部に複数の反応ガス給気口を、中心部にガス排
気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台の
上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行わ
せる装置であって、支持台を反応容器の中心を軸として
回転させる機構と、支持台上の基板をその中心を軸とし
て回転させる機構とを有し、かつ反応ガス流路が上記基
板の中心部において極小となっていることを特徴とする
気相成長装置。
気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台の
上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行わ
せる装置であって、支持台を反応容器の中心を軸として
回転させる機構と、支持台上の基板をその中心を軸とし
て回転させる機構とを有し、かつ反応ガス流路が上記基
板の中心部において極小となっていることを特徴とする
気相成長装置。
（作用）
以下、本発明の実施例に相当する装置を示す第４図に沿
って、本発明装置の構成と作用を詳しく説明する。
って、本発明装置の構成と作用を詳しく説明する。
第４図は、前記■の本発明装置の一例を示す縦断面図で
ある。なお、第１図、第３図と同じ構成要素は同じ記号
で示しである。
ある。なお、第１図、第３図と同じ構成要素は同じ記号
で示しである。
この装置は、基台１の上に被蔽体２があって、その内部
が反応室になっていることにおいては第１図に示した従
来の装置と違いがない、また、反応ガスの給気ロアが複
数個基台の周辺部にあって、排気口８がその中心部にあ
ることにおいて、第３図に示した先願発明装置と相違は
ない、基板４を載せる支持台が、装置の中心を軸として
回転（公転）する点も、第１図および第３図の装置と同
じである。即ち、基台１にはその中心部に貫通孔が設け
られており、軸受９を介して支持台３のボス部１０が挿
通し、支持台３が回転できるようになっており、また、
前記ボス部１０の下端周側に形成された歯部には、モー
ター５の出力軸１１の先端部に取りつけられた歯車６の
歯が噛合するようになっていて、モーター５の回転駆動
により、支持台３が回転されるようになっている。支持
台３のボス部１０の中心を貫通して、排気口８となる排
気管がその端面が支持台３上に臨むように遊挿されてい
る。また、図示していないが、基板４を加熱する装置、
例えば赤外線ランプが被蔽体２の上方に設けられている
。。
が反応室になっていることにおいては第１図に示した従
来の装置と違いがない、また、反応ガスの給気ロアが複
数個基台の周辺部にあって、排気口８がその中心部にあ
ることにおいて、第３図に示した先願発明装置と相違は
ない、基板４を載せる支持台が、装置の中心を軸として
回転（公転）する点も、第１図および第３図の装置と同
じである。即ち、基台１にはその中心部に貫通孔が設け
られており、軸受９を介して支持台３のボス部１０が挿
通し、支持台３が回転できるようになっており、また、
前記ボス部１０の下端周側に形成された歯部には、モー
ター５の出力軸１１の先端部に取りつけられた歯車６の
歯が噛合するようになっていて、モーター５の回転駆動
により、支持台３が回転されるようになっている。支持
台３のボス部１０の中心を貫通して、排気口８となる排
気管がその端面が支持台３上に臨むように遊挿されてい
る。また、図示していないが、基板４を加熱する装置、
例えば赤外線ランプが被蔽体２の上方に設けられている
。。
第４図の本発明装置の特徴は、基Ｖｉ４が支持台の回転
によって装置の中心を軸として回転（公転）するだけで
なく、基板それ自体の中心を軸として回転（自転）する
ことである、即ち、支持台３の上には、−個づつの基板
４を載せる小支持台１２があり、この小支持台１２は、
その中心部の軸１３で支持台３に回転自在に取りつけら
れている。小支持台１２の外周面には歯１４が切ってあ
り、その歯１４は、支持台３の対向面の歯１５と噛み合
って、支持台３の回転（公転）に伴い、小支持台１２が
自転する機構になっている。従って、小支持台に載せら
れた基板４は、反応室内で大きく公転しながら、自身の
中心を軸として回転しつつ反応ガスと接触し、その表面
に成膜されていくことになる。なお、この装置をシリコ
ン薄膜の気相成長に使用する場合は、支持台４と小支持
台１２は、炭化珪素で被覆したグラファイトで作製する
のがよい。
によって装置の中心を軸として回転（公転）するだけで
なく、基板それ自体の中心を軸として回転（自転）する
ことである、即ち、支持台３の上には、−個づつの基板
４を載せる小支持台１２があり、この小支持台１２は、
その中心部の軸１３で支持台３に回転自在に取りつけら
れている。小支持台１２の外周面には歯１４が切ってあ
り、その歯１４は、支持台３の対向面の歯１５と噛み合
って、支持台３の回転（公転）に伴い、小支持台１２が
自転する機構になっている。従って、小支持台に載せら
れた基板４は、反応室内で大きく公転しながら、自身の
中心を軸として回転しつつ反応ガスと接触し、その表面
に成膜されていくことになる。なお、この装置をシリコ
ン薄膜の気相成長に使用する場合は、支持台４と小支持
台１２は、炭化珪素で被覆したグラファイトで作製する
のがよい。
第２図のｆｃ）は、上記のような基板の自転の効果を示
すものである。即ち、自転によって基板の各部分は、装
置の中心に近い位置と遠い位置の間を移動することにな
って、第２図の（ｂ）に示したような成膜速度の不均一
も殆どなくなる。
すものである。即ち、自転によって基板の各部分は、装
置の中心に近い位置と遠い位置の間を移動することにな
って、第２図の（ｂ）に示したような成膜速度の不均一
も殆どなくなる。
第４図の本発明装置では、更に、反応ガスの流路を基板
中心部で極小にするという手段が講じられている。この
例では、被蔽体２の断面形状を図示のように基板４の中
心部に位置するところで凹ませることによって、その部
分のガス流路を狭くしている。このような手段によって
、反応ガスの流速が、基板中心部で大きくなり、第２図
の（ｂ）に示したような成膜速度の不均一が解消される
。
中心部で極小にするという手段が講じられている。この
例では、被蔽体２の断面形状を図示のように基板４の中
心部に位置するところで凹ませることによって、その部
分のガス流路を狭くしている。このような手段によって
、反応ガスの流速が、基板中心部で大きくなり、第２図
の（ｂ）に示したような成膜速度の不均一が解消される
。
このガス流路を調整するする手段としては、第４図のよ
うな形態だけでなく、第５図および第６図（いずれも装
置の右半分の拡大断面図）に示すような制御部材１６を
用いてもよい。
うな形態だけでなく、第５図および第６図（いずれも装
置の右半分の拡大断面図）に示すような制御部材１６を
用いてもよい。
反応ガス流路を上記のように調整する手段は、先の基板
の自転に代えて用いることができる。即ち、このガス流
路の調整、または基板の自転のいずれかによって、第２
図の（Ｃ）に示したような成膜速度の均一化の効果が遺
戒される。しかしながら、これら二つの対・策を同時に
講することによって、成膜速度均−化の効果が一層大き
くなる０例えば、基板のサイズが大きい場合、基板の自
転だけでは第２図の（Ｃ）に示すように、中心部と周辺
部の成膜速度に若干の差が生じることがある。このとき
、反応ガス流路を基板中心部で極小にする手段を併せて
講ずれば、第２図（ｄ）のように、成膜速度の均一化が
完全になる。
の自転に代えて用いることができる。即ち、このガス流
路の調整、または基板の自転のいずれかによって、第２
図の（Ｃ）に示したような成膜速度の均一化の効果が遺
戒される。しかしながら、これら二つの対・策を同時に
講することによって、成膜速度均−化の効果が一層大き
くなる０例えば、基板のサイズが大きい場合、基板の自
転だけでは第２図の（Ｃ）に示すように、中心部と周辺
部の成膜速度に若干の差が生じることがある。このとき
、反応ガス流路を基板中心部で極小にする手段を併せて
講ずれば、第２図（ｄ）のように、成膜速度の均一化が
完全になる。
以下、第４図に示すような本発明装置を用いてシリコン
の基板表面にシリコン薄膜を形成させる気相成長法につ
いて説明する。
の基板表面にシリコン薄膜を形成させる気相成長法につ
いて説明する。
まず、複数個の基板４を小支持台１２上に置き、基台１
上に被蔽体２を被せて反応容器を整える。
上に被蔽体２を被せて反応容器を整える。
次に、シリコン原料ガスとして例えば、水素で希釈した
５ｉＨ２Ｃ１ｚガスを給気ロアから反応容器内に導入し
、基Ｆｉ４上の通流空間を通流させたのち、排気口８よ
り排出する。ここで、反応ガスの供給量および排気量を
図示しない調整手段によりｍ整する０反応容器をこのよ
うな状態にしたのち、赤外線ランプ等の加熱手段で基板
４を加熱しつつ、支持台３を回転させる。このとき、装
置が前記のように自転する小支持台を備えるものであれ
ば、基板４は自転しながら反応容器内を公転することに
なる。これだけでも、基板表面の成膜速度の均一化の効
果は大きい。また、自転に代えて、反応ガスの流路調整
の手段を採用しても同じような効果が得られる。しかし
、反応ガスの流路調整を行い、且つ基板を自転させるこ
とによって、成膜速度が一層均一になることは既述のと
おりである。
５ｉＨ２Ｃ１ｚガスを給気ロアから反応容器内に導入し
、基Ｆｉ４上の通流空間を通流させたのち、排気口８よ
り排出する。ここで、反応ガスの供給量および排気量を
図示しない調整手段によりｍ整する０反応容器をこのよ
うな状態にしたのち、赤外線ランプ等の加熱手段で基板
４を加熱しつつ、支持台３を回転させる。このとき、装
置が前記のように自転する小支持台を備えるものであれ
ば、基板４は自転しながら反応容器内を公転することに
なる。これだけでも、基板表面の成膜速度の均一化の効
果は大きい。また、自転に代えて、反応ガスの流路調整
の手段を採用しても同じような効果が得られる。しかし
、反応ガスの流路調整を行い、且つ基板を自転させるこ
とによって、成膜速度が一層均一になることは既述のと
おりである。
（発明の効果）
本発明の装置は、基板上に薄膜を気相成長させる技術分
野で広く使用できるものである。特に、特性の均一な素
子が求められる電荷結合素子（ＣＣＤ）作製用の大口径
エピタキシャルウェハー製造のような分野において、被
膜の均一な成長が得られる本発明装置の利用価値が大き
い。
野で広く使用できるものである。特に、特性の均一な素
子が求められる電荷結合素子（ＣＣＤ）作製用の大口径
エピタキシャルウェハー製造のような分野において、被
膜の均一な成長が得られる本発明装置の利用価値が大き
い。
第１図は、従来の気相成長装置の一例を示す縦断面図、
第２図は、各種の気相成長装置における基板上・の成膜
速度の分、布を説明する模式図、第３図は、先に本出願
人が提案した気相成長装置の縦断面図、 第４図は、本発明の気相成長装置の一例を示す縦断面図
、 第５図および第６図は、本発明装置における反応ガス流
路制御部材の例を示す断面図、である。
速度の分、布を説明する模式図、第３図は、先に本出願
人が提案した気相成長装置の縦断面図、 第４図は、本発明の気相成長装置の一例を示す縦断面図
、 第５図および第６図は、本発明装置における反応ガス流
路制御部材の例を示す断面図、である。
Claims (3)
- （１）周辺部に複数の反応ガス給気口を、中心部にガス
排気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台
の上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行
わせる装置であって、支持台を反応容器の中心を軸とし
て回転させる機構と、支持台上の基板をその中心を軸と
して回転させる機構とを有することを特徴とする気相成
長装置。 - （２）周辺部に複数の反応ガス給気口を、中心部にガス
排気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台
の上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行
わせる装置であって、反応ガス流路が上記基板の中心部
において極小となっていることを特徴とする気相成長装
置。 - （３）周辺部に複数の反応ガス給気口を、中心部にガス
排気口をそれぞれ有する反応容器内に設けられた支持台
の上に複数の基板を置いてその基板表面に気相成長を行
わせる装置であって、支持台を反応容器の中心を軸とし
て回転させる機構と、支持台上の基板をその中心を軸と
して回転させる機構とを有し、かつ反応ガス流路が上記
基板の中心部において極小となっていることを特徴とす
る気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19617789A JPH0360027A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19617789A JPH0360027A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360027A true JPH0360027A (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=16353483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19617789A Pending JPH0360027A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0360027A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6551406B2 (en) * | 1999-12-28 | 2003-04-22 | Asm Microchemistry Oy | Apparatus for growing thin films |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19617789A patent/JPH0360027A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6551406B2 (en) * | 1999-12-28 | 2003-04-22 | Asm Microchemistry Oy | Apparatus for growing thin films |
| US6835416B2 (en) | 1999-12-28 | 2004-12-28 | Asm International N.V. | Apparatus for growing thin films |
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