JPH0670979B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH0670979B2 JPH0670979B2 JP62239607A JP23960787A JPH0670979B2 JP H0670979 B2 JPH0670979 B2 JP H0670979B2 JP 62239607 A JP62239607 A JP 62239607A JP 23960787 A JP23960787 A JP 23960787A JP H0670979 B2 JPH0670979 B2 JP H0670979B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気相成長装置に関し、特に反応容器を縦に立て
た気相成長装置に関するものである。
た気相成長装置に関するものである。
第４図は従来の気相成長装置を示したものである。この
種の縦型の気相成長装置は種々の成膜に使われるが、以
下Siエピタキシャル成長について説明する。基板ホルダ
ー４に単結晶基板５をある間隔で水平に積み重ねる様に
保持し、減圧下で900℃〜1200℃程度に加熱してその基
板５の表面にジクロロシラン（SiN2Cl2）等のシラン系
ガス、水素（H2）及びドーピングガスを導入してエピタ
キシャル成長させるものとなっていた。
種の縦型の気相成長装置は種々の成膜に使われるが、以
下Siエピタキシャル成長について説明する。基板ホルダ
ー４に単結晶基板５をある間隔で水平に積み重ねる様に
保持し、減圧下で900℃〜1200℃程度に加熱してその基
板５の表面にジクロロシラン（SiN2Cl2）等のシラン系
ガス、水素（H2）及びドーピングガスを導入してエピタ
キシャル成長させるものとなっていた。
反応容器は２重構造で、外管１で真空を保持し回転する
単結晶基板５にノズル管７を用いて反応ガスを供給す
る。反応ガスは内管２の壁面に設けられた多数のガス排
出孔10を通って排出される。
単結晶基板５にノズル管７を用いて反応ガスを供給す
る。反応ガスは内管２の壁面に設けられた多数のガス排
出孔10を通って排出される。
上述した従来の気相エピタキシャル成長装置は、基板結
晶５に反応ガスを供給するためにノズル管７に設けられ
た反応ガス放出孔10がノズル管７の円筒面上で長さ方向
に一列のみ存在しているためノズル管７から放出される
反応ガスは、反応ガス放出孔10と基板結晶５を含む水平
面内の狭い領域にしか供給されないという欠点がある。
気相成長法で基板面内の膜厚を均一にするためには、基
板表面に広い領域に、反応ガスを均一に供給する必要が
あるが、基板結晶５が大口径になり基板表面の面積が大
きくなると従来の装置では基板表面の全領域に反応ガス
を均一にすることが困難となり、基板面内の膜厚を均一
にすることができないという欠点がある。
晶５に反応ガスを供給するためにノズル管７に設けられ
た反応ガス放出孔10がノズル管７の円筒面上で長さ方向
に一列のみ存在しているためノズル管７から放出される
反応ガスは、反応ガス放出孔10と基板結晶５を含む水平
面内の狭い領域にしか供給されないという欠点がある。
気相成長法で基板面内の膜厚を均一にするためには、基
板表面に広い領域に、反応ガスを均一に供給する必要が
あるが、基板結晶５が大口径になり基板表面の面積が大
きくなると従来の装置では基板表面の全領域に反応ガス
を均一にすることが困難となり、基板面内の膜厚を均一
にすることができないという欠点がある。
本発明の気相成長装置は、内管の内部に複数枚の被気相
成長基板を所定の間隔で水平に積み重ねるように保持
し、複数のガス放出孔を有するノズル管より前記複数枚
の被気相成長基板のそれぞれの被気相成長面にほぼ平行
にガスを流し、前記内管自体の壁面に設けられた多数の
ガス排気口を介してガスを前記内管の内部から排出して
前記気相成長面に膜を気相成長させる気相成長装置であ
って、前記ノズル管の前記被気相成長基板側の側面に前
記ガス放出孔を前記ノズル管の長手方向に複数列設け、
前記複数列のガス放出孔より放出された前記ガスが前記
被気相成長面上を放射状に拡がって流れるようにしたこ
とにより前記被気相成長基板の表面に前記ガスを均一に
供給することを特徴とする。
成長基板を所定の間隔で水平に積み重ねるように保持
し、複数のガス放出孔を有するノズル管より前記複数枚
の被気相成長基板のそれぞれの被気相成長面にほぼ平行
にガスを流し、前記内管自体の壁面に設けられた多数の
ガス排気口を介してガスを前記内管の内部から排出して
前記気相成長面に膜を気相成長させる気相成長装置であ
って、前記ノズル管の前記被気相成長基板側の側面に前
記ガス放出孔を前記ノズル管の長手方向に複数列設け、
前記複数列のガス放出孔より放出された前記ガスが前記
被気相成長面上を放射状に拡がって流れるようにしたこ
とにより前記被気相成長基板の表面に前記ガスを均一に
供給することを特徴とする。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）は本発明の一実施例の気相成長装置の縦断
面図であり、第１図（ｂ）はノズル管７を示した図であ
り、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）のAA′線断面図であ
る。本装置は、装置を支えるための架台3,外管１と円筒
２から成る２重管構造の反応管、単結晶基板５を保持す
るための基板ホルダー４、抵抗加熱炉６及び反応ガスを
供給するノズル管７から構成される。反応ガスは円筒形
のノズル管７より噴出され内管壁面に設けられたガス排
気口８を通り排気口９から排気される。
面図であり、第１図（ｂ）はノズル管７を示した図であ
り、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）のAA′線断面図であ
る。本装置は、装置を支えるための架台3,外管１と円筒
２から成る２重管構造の反応管、単結晶基板５を保持す
るための基板ホルダー４、抵抗加熱炉６及び反応ガスを
供給するノズル管７から構成される。反応ガスは円筒形
のノズル管７より噴出され内管壁面に設けられたガス排
気口８を通り排気口９から排気される。
ノズル管７には第１図（ｂ）に示すように多数の反応ガ
ス放出孔10が設けられている。この反応ガス放出孔10は
ノズル管７の基板５のある側に向いた円筒面上に複数列
（第２図では３列）設けられているため、ノズル管７か
ら噴出される反応ガスは水平面内の広い領域にわたって
ノズル管７を中心に放射状に拡大して供給される。その
ため、大口径の基板結晶５に膜成長を行なう場合であっ
ても、基板面内の膜厚を均一にすることが可能である。
ス放出孔10が設けられている。この反応ガス放出孔10は
ノズル管７の基板５のある側に向いた円筒面上に複数列
（第２図では３列）設けられているため、ノズル管７か
ら噴出される反応ガスは水平面内の広い領域にわたって
ノズル管７を中心に放射状に拡大して供給される。その
ため、大口径の基板結晶５に膜成長を行なう場合であっ
ても、基板面内の膜厚を均一にすることが可能である。
以下に本実施例による気相成長装置を使用したエピタキ
シャル膜の成長例を説明する。基板ホルダー４に直径15
0mmのシリコン単結晶基板５を8mm間隔で100枚セット
し、１分間に５回転の回転速度（5rpm）で基板ホルダー
４を回転させ反応管内温度を抵抗加熱電気炉によって10
50℃とした。ノズル管７よりH2を20l/min、SiH2Cl2を20
0ml/min、PH3を2ml/minで流し圧力5torrでシリコン単結
晶基板５上にＮ型のシリコンエピタキシャル膜を５μｍ
成長させた。この結果を第４図に示した従来の装置でエ
ピタキシャル膜を成長させた場合の結果と比較して説明
する。第２図は従来の成長装置及び本発明の成長装置を
用いて、直径150mmφの基板５上に成長した場合の基板
面内膜厚分布を示したものである。従来の装置の場合
は、エピタキシャル膜の膜厚は、中心部60mmφの領域で
は±５％程度の膜厚分布で、外周部に向かって薄くなっ
ており周辺部を含めた面内膜厚分布は±40％であった。
これに対し、本発明の装置では、面内膜厚の均一性が著
しく改善され、面内膜厚分布±４％の良好な値が得られ
た。又、面内の抵抗分布も±３％程度の良好な結果が得
られた。
シャル膜の成長例を説明する。基板ホルダー４に直径15
0mmのシリコン単結晶基板５を8mm間隔で100枚セット
し、１分間に５回転の回転速度（5rpm）で基板ホルダー
４を回転させ反応管内温度を抵抗加熱電気炉によって10
50℃とした。ノズル管７よりH2を20l/min、SiH2Cl2を20
0ml/min、PH3を2ml/minで流し圧力5torrでシリコン単結
晶基板５上にＮ型のシリコンエピタキシャル膜を５μｍ
成長させた。この結果を第４図に示した従来の装置でエ
ピタキシャル膜を成長させた場合の結果と比較して説明
する。第２図は従来の成長装置及び本発明の成長装置を
用いて、直径150mmφの基板５上に成長した場合の基板
面内膜厚分布を示したものである。従来の装置の場合
は、エピタキシャル膜の膜厚は、中心部60mmφの領域で
は±５％程度の膜厚分布で、外周部に向かって薄くなっ
ており周辺部を含めた面内膜厚分布は±40％であった。
これに対し、本発明の装置では、面内膜厚の均一性が著
しく改善され、面内膜厚分布±４％の良好な値が得られ
た。又、面内の抵抗分布も±３％程度の良好な結果が得
られた。
第３図（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施例の説明図で
ある。前述した一実施例９においてノズル管７として円
筒管を用いたが、本発明は円筒管に限定されるものでな
いことを示すものである。第３図はノズル管７が基板側
を向いた側面が三面からなる多面体管が、各面にそれぞ
れ一列の複数のガス放出孔11を有する。このため各面か
らのガス流路線は基板面上で放射状に拡がることにな
る。
ある。前述した一実施例９においてノズル管７として円
筒管を用いたが、本発明は円筒管に限定されるものでな
いことを示すものである。第３図はノズル管７が基板側
を向いた側面が三面からなる多面体管が、各面にそれぞ
れ一列の複数のガス放出孔11を有する。このため各面か
らのガス流路線は基板面上で放射状に拡がることにな
る。
本実施例によるノズル管によって一実施例と同じ条件に
よって直径150mmφの基板結晶上にシリコンエピタキシ
ャル膜を成長し基板面内の膜厚分布を±４％程度と抑え
ることができ基本的に一実施例と同じ結果を得ることが
できた。
よって直径150mmφの基板結晶上にシリコンエピタキシ
ャル膜を成長し基板面内の膜厚分布を±４％程度と抑え
ることができ基本的に一実施例と同じ結果を得ることが
できた。
以上説明したように本発明は、気相成長装置のノズル管
に設けられた複数の反応ガス放出孔が各放出孔から放出
されるガスを一本のガス流路線で示したとき基板面上で
ノズル管を中心に複数本の流路線が放射状に拡がるよう
にして、反応ガスは基板表面のほぼ全領域に均一に供給
される。その結果、基板面内の膜厚を均一にする効果が
ある。
に設けられた複数の反応ガス放出孔が各放出孔から放出
されるガスを一本のガス流路線で示したとき基板面上で
ノズル管を中心に複数本の流路線が放射状に拡がるよう
にして、反応ガスは基板表面のほぼ全領域に均一に供給
される。その結果、基板面内の膜厚を均一にする効果が
ある。
また、以上はシリコンエピタキシャル成長を例に説明し
てきたが、本発明の気相成長装置は各種の酸化膜、窒化
膜、ポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜などの成
膜にも適用できるものである。さらに、加熱方式は抵抗
加熱に限らずランプ加熱、誘導加熱等の方式を用いる事
も可能であるなどその適用範囲は広く、利用価値はきわ
めて大きい。
てきたが、本発明の気相成長装置は各種の酸化膜、窒化
膜、ポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜などの成
膜にも適用できるものである。さらに、加熱方式は抵抗
加熱に限らずランプ加熱、誘導加熱等の方式を用いる事
も可能であるなどその適用範囲は広く、利用価値はきわ
めて大きい。
第１図（ａ）は本発明の一実施例の気相エピタキシャル
成長装置の縦断面図、第１図（ｂ）は本発明の一実施例
のノズル管の正面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）のA
A′線断面図、第２図は本発明の一実施例の基板面内膜
厚分布を示す図、第３図（ａ）は本発明の第２の実施例
に使用するノズル管の断面図、第３図（ｂ）は本発明の
第２の実施例に使用するノズル管の正面図、第３図
（ｃ）は第３図（ｂ）のAA′線断面図、第４図（ａ）は
従来の気相エピタキシャル成長装置の縦断面図、第４図
（ｂ）は従来のノズル管の正面図、第４図（ｃ）は第４
図（ｂ）のBB′線断面図である。 １……外管、２……内管、３……架台、４……基板ホル
ダー、５……単結晶基板、６……抵抗加熱炉、７……ノ
ズル管、８……ガス排出孔、９……排気口、10……ガス
放出孔。
成長装置の縦断面図、第１図（ｂ）は本発明の一実施例
のノズル管の正面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）のA
A′線断面図、第２図は本発明の一実施例の基板面内膜
厚分布を示す図、第３図（ａ）は本発明の第２の実施例
に使用するノズル管の断面図、第３図（ｂ）は本発明の
第２の実施例に使用するノズル管の正面図、第３図
（ｃ）は第３図（ｂ）のAA′線断面図、第４図（ａ）は
従来の気相エピタキシャル成長装置の縦断面図、第４図
（ｂ）は従来のノズル管の正面図、第４図（ｃ）は第４
図（ｂ）のBB′線断面図である。 １……外管、２……内管、３……架台、４……基板ホル
ダー、５……単結晶基板、６……抵抗加熱炉、７……ノ
ズル管、８……ガス排出孔、９……排気口、10……ガス
放出孔。
Claims (4)
- 【請求項１】内管の内部に複数枚の被気相成長基板を所
定の間隔で水平に積み重ねるように保持し、複数のガス
放出孔を有するノズル管より前記複数枚の被気相成長基
板のそれぞれの被気相成長面にほぼ平行にガスを流し、
前記内管自体の壁面に設けられた多数のガス排気口を介
してガスを前記内管の内部から排出して前記気相成長面
に膜を気相成長させる気相成長装置であって、前記ノズ
ル管の前記被気相成長基板側の側面に前記ガス放出孔を
前記ノズル管の長手方向に複数列設け、前記複数列のガ
ス放出孔より放出された前記ガスが前記被気相成長面上
を放射状に拡がって流れるようにしたことにより前記被
気相成長基板の表面に前記ガスを均一に供給することを
特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】前記ノズル管が円筒管である特許請求の範
囲第１項記載の気相成長装置。 - 【請求項３】前記ノズル管が多面体管である特許請求の
範囲第１項記載の気相成長装置。 - 【請求項４】前記気相成長はシリコンエピタキシャル成
長である特許請求の範囲第１項記載の気相成長装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62239607A JPH0670979B2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | 気相成長装置 |
| DE88115622T DE3885833T2 (de) | 1987-09-22 | 1988-09-22 | Chemischer Dampfabscheidungsapparat für die Herstellung von hochqualitativen epitaktischen Schichten mit gleichmässiger Dichte. |
| US07/247,850 US4992301A (en) | 1987-09-22 | 1988-09-22 | Chemical vapor deposition apparatus for obtaining high quality epitaxial layer with uniform film thickness |
| EP88115622A EP0308946B1 (en) | 1987-09-22 | 1988-09-22 | Chemical vapor deposition apparatus for obtaining high quality epitaxial layer with uniform film thickness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62239607A JPH0670979B2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6481217A JPS6481217A (en) | 1989-03-27 |
| JPH0670979B2 true JPH0670979B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17047262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62239607A Expired - Fee Related JPH0670979B2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670979B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62263629A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-16 | Hitachi Ltd | 気相成長装置 |
-
1987
- 1987-09-22 JP JP62239607A patent/JPH0670979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6481217A (en) | 1989-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |