JPH0416935B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0416935B2 JPH0416935B2 JP57230107A JP23010782A JPH0416935B2 JP H0416935 B2 JPH0416935 B2 JP H0416935B2 JP 57230107 A JP57230107 A JP 57230107A JP 23010782 A JP23010782 A JP 23010782A JP H0416935 B2 JPH0416935 B2 JP H0416935B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- gas
- reaction
- growth
- susceptors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3442—N-type
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は減圧気相成長法にかかり、特にエピタ
キシヤル成長に有効な方法に関する。
キシヤル成長に有効な方法に関する。
(b) 従来技術と問題点
半導体装置を製造する際、半導体ウエハーに半
導体層をエピタキシヤル成長する方法は基幹的な
技術として知られている。その内、高周波誘導加
熱によるエピタキシヤル成長方法は汚染が少なく
て装置が簡便であり、且つ熱容量の小さい最も優
れた方式で、広く利用されているものである。
導体層をエピタキシヤル成長する方法は基幹的な
技術として知られている。その内、高周波誘導加
熱によるエピタキシヤル成長方法は汚染が少なく
て装置が簡便であり、且つ熱容量の小さい最も優
れた方式で、広く利用されているものである。
第１図はこのような高周波誘導加熱による成長
装置の一例の構造断面図を示しており、第２図は
そのAA断面を示す側断面図である。図におい
て、横型反応管１の一端より排気系で真空排気し
て管内を10Torr以下にし、その減圧気流中でエ
ピタキシヤル成長がなされる。被成長基板（半導
体ウエハー）２はカーボン製のサセプタ３の両面
に密接して保持されており、高周波誘導コイル４
によりサセプタ３が誘導加熱されて半導体ウエハ
ー２が約1000℃に加熱され、ウエハー表面で反応
ガスが分解してエピタキシヤル成長が行われる。
装置の一例の構造断面図を示しており、第２図は
そのAA断面を示す側断面図である。図におい
て、横型反応管１の一端より排気系で真空排気し
て管内を10Torr以下にし、その減圧気流中でエ
ピタキシヤル成長がなされる。被成長基板（半導
体ウエハー）２はカーボン製のサセプタ３の両面
に密接して保持されており、高周波誘導コイル４
によりサセプタ３が誘導加熱されて半導体ウエハ
ー２が約1000℃に加熱され、ウエハー表面で反応
ガスが分解してエピタキシヤル成長が行われる。
反応ガスは、例えばＮ型半導体層を成長する場
合にはジクロルシラン（SiHCl2）に僅かにホス
フイン（PH3）を混合したガスで、キヤリヤガス
としては水素（H2）が用いられる。このような
反応ガスおよびキヤリヤガスは管外から反応管１
と同心のガス導入管５の間に送入され、ガス導入
管５に設けた細孔から半導体ウエハーに向かつて
噴射し流入する構造である。
合にはジクロルシラン（SiHCl2）に僅かにホス
フイン（PH3）を混合したガスで、キヤリヤガス
としては水素（H2）が用いられる。このような
反応ガスおよびキヤリヤガスは管外から反応管１
と同心のガス導入管５の間に送入され、ガス導入
管５に設けた細孔から半導体ウエハーに向かつて
噴射し流入する構造である。
かような成長装置を用いて、繰り返しエピタキ
シヤル成長すれば燐濃度（不純物濃度）が次第に
少なくなり、第３図に示す図表のように抵抗値
（ρ）が高くなつて安定した抵抗の膜質が得られ
ない。即ち、第１回の成長処理で半導体ウエハー
の抵抗値は0.5Ωcmであるが、第６回目の成長処
理では抵抗値は３Ωcmにまで上昇している。これ
は繰り返し処理すると、輻射熱によつて反応管１
およびガス導入管５の温度が上昇して一部の成長
膜がガス導入管５内壁に被着し、それが段々と積
み重ねられるが、その場合に燐がシリコンより低
温でより多く付着するから、半導体ウエハー２に
達する反応ガスは燐が次第に少なくなつてくるも
のと考えられる。
シヤル成長すれば燐濃度（不純物濃度）が次第に
少なくなり、第３図に示す図表のように抵抗値
（ρ）が高くなつて安定した抵抗の膜質が得られ
ない。即ち、第１回の成長処理で半導体ウエハー
の抵抗値は0.5Ωcmであるが、第６回目の成長処
理では抵抗値は３Ωcmにまで上昇している。これ
は繰り返し処理すると、輻射熱によつて反応管１
およびガス導入管５の温度が上昇して一部の成長
膜がガス導入管５内壁に被着し、それが段々と積
み重ねられるが、その場合に燐がシリコンより低
温でより多く付着するから、半導体ウエハー２に
達する反応ガスは燐が次第に少なくなつてくるも
のと考えられる。
そのために、一回の成長処理毎に管内を洗浄す
ると抵抗値の変動は防止されるが、たびたび真空
容器を大気に曝して洗浄すると元の状態に戻すた
め非常に長時間を要し、甚だ非能率で量産は不可
能になる。
ると抵抗値の変動は防止されるが、たびたび真空
容器を大気に曝して洗浄すると元の状態に戻すた
め非常に長時間を要し、甚だ非能率で量産は不可
能になる。
(c) 発明の目的
本発明はこのような量産上重要な問題点を解決
し、不純物が絶えず一定して混入して極めて再現
性の良い減圧気相成長法を提唱するものである。
し、不純物が絶えず一定して混入して極めて再現
性の良い減圧気相成長法を提唱するものである。
(d) 発明の構成
その目的は、横型反応管内に被成長基板を両面
に配した複数のサセプタを配置し、不純物となる
燐を含む反応ガスを導入して、該サセプタを誘導
加熱して基板上に被着膜を成長する減圧気相成長
法であつて、上記反応管内の同心ガス導入管に設
けた細孔から管内に反応ガスおよびキヤリアガス
を流入すると共に、塩酸ガスを同時に流入して被
着膜を成長するようにした減圧気相成長法によつ
て達成される。
に配した複数のサセプタを配置し、不純物となる
燐を含む反応ガスを導入して、該サセプタを誘導
加熱して基板上に被着膜を成長する減圧気相成長
法であつて、上記反応管内の同心ガス導入管に設
けた細孔から管内に反応ガスおよびキヤリアガス
を流入すると共に、塩酸ガスを同時に流入して被
着膜を成長するようにした減圧気相成長法によつ
て達成される。
(e) 発明の実施例
以下、第１図、第２図に示す成長装置を用い
て、直径５インチの半導体ウエハー面に膜厚3μ
ｍの半導体層をエピタキシヤル成長する実施例に
よつて詳細に説明する。
て、直径５インチの半導体ウエハー面に膜厚3μ
ｍの半導体層をエピタキシヤル成長する実施例に
よつて詳細に説明する。
この装置は、例えば反応管の外径は250mm、ガ
ス導入管の内径は200mm、サセプタは厚さ５mm、
直径６インチで、サセプタ間の間隔は30mm、サセ
プタは20枚配置されるもので、二重管に設けた細
孔の直径は６mm、一周に８個、50mm間隔に設けて
ある。
ス導入管の内径は200mm、サセプタは厚さ５mm、
直径６インチで、サセプタ間の間隔は30mm、サセ
プタは20枚配置されるもので、二重管に設けた細
孔の直径は６mm、一周に８個、50mm間隔に設けて
ある。
このような成長装置を用い、反応管内を真空排
気して反応ガスを流入し、減圧度を1Torrに保
つ。流入ガスは、キヤリヤガスとして６／分の
H2ガス、反応ガスとして300c.c.／分のSiHCl2ガス
と13c.c.／分の1PPM PH3／H2ガスをそれぞれ流
入し、更にそれに加えて100c.c.／分の30％塩酸
（HCl）／H2ガス（H2ガスに30％のHClガスを混
入したガス）を流入して、1000℃に加熱された半
導体ウエハー上で分解成長させる。
気して反応ガスを流入し、減圧度を1Torrに保
つ。流入ガスは、キヤリヤガスとして６／分の
H2ガス、反応ガスとして300c.c.／分のSiHCl2ガス
と13c.c.／分の1PPM PH3／H2ガスをそれぞれ流
入し、更にそれに加えて100c.c.／分の30％塩酸
（HCl）／H2ガス（H2ガスに30％のHClガスを混
入したガス）を流入して、1000℃に加熱された半
導体ウエハー上で分解成長させる。
このようにして成長処理を繰り返しおこなつて
得られたデータを第４図の図表に示している。第
３図と同じく縦軸は抵抗値（ρ）、横軸は処理回
数であるが、図表のように処理回数を繰り返して
も抵抗値の変動は殆ど起こらない。図に示してい
ないが、約20回の処理が可能であることが確認さ
れている。その理由はHClガスが管壁に付着した
燐などを溶かして塩化物として再び管内に運ぶた
めに一定した不純物濃度になるものと考察され
る。
得られたデータを第４図の図表に示している。第
３図と同じく縦軸は抵抗値（ρ）、横軸は処理回
数であるが、図表のように処理回数を繰り返して
も抵抗値の変動は殆ど起こらない。図に示してい
ないが、約20回の処理が可能であることが確認さ
れている。その理由はHClガスが管壁に付着した
燐などを溶かして塩化物として再び管内に運ぶた
めに一定した不純物濃度になるものと考察され
る。
以上の実施例はシリコン層のエピタキシヤル成
長の例であるが、エピタキシヤル成長のみならず
その他の不純物を含む被着膜、例えば多結晶シリ
コン膜の形成についても同様の効果があり、本発
明を適用すれば安定した抵抗値をもつた被着膜を
形成することができる。
長の例であるが、エピタキシヤル成長のみならず
その他の不純物を含む被着膜、例えば多結晶シリ
コン膜の形成についても同様の効果があり、本発
明を適用すれば安定した抵抗値をもつた被着膜を
形成することができる。
(f) 発明の効果
このように、本発明によれば高品質の被着膜の
量産が可能となり、半導体装置をはじめ電子部品
の品質向上とコストダウンに極めて寄与するもの
である。
量産が可能となり、半導体装置をはじめ電子部品
の品質向上とコストダウンに極めて寄与するもの
である。
第１図は成長装置の構造断面図、第２図はその
AA断面図、第３図は従来の処理回数と抵抗値と
の関係図表、第４図は本発明の処理回数と抵抗値
との関係図表を示している。 図中、１は反応管、２は半導体ウエハー、３は
サセプタ、４は誘導コイル、５は同心ガス導入管
である。
AA断面図、第３図は従来の処理回数と抵抗値と
の関係図表、第４図は本発明の処理回数と抵抗値
との関係図表を示している。 図中、１は反応管、２は半導体ウエハー、３は
サセプタ、４は誘導コイル、５は同心ガス導入管
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 横型反応管１内に被成長基板２を両面に配し
た複数のサセプタ３を配置し、不純物となる燐を
含む反応ガスを導入して、該サセプタ３を誘導加
熱して基板上に被着膜を成長する減圧気相成長法
であつて、 上記反応管２内の同心ガス導入管５に設けた細
孔から管内に反応ガスおよびキヤリアガスを流入
すると共に、塩酸ガスを同時に流入して被着膜を
成長するようにしたことを特徴とする減圧気相成
長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57230107A JPS59125616A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 減圧気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57230107A JPS59125616A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 減圧気相成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59125616A JPS59125616A (ja) | 1984-07-20 |
| JPH0416935B2 true JPH0416935B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16902664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57230107A Granted JPS59125616A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 減圧気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59125616A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5352356A (en) * | 1976-10-25 | 1978-05-12 | Hitachi Ltd | Deposition prevention method in hot wall type reaction furnace |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57230107A patent/JPS59125616A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59125616A (ja) | 1984-07-20 |
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