JPH0740556B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH0740556B2 JPH0740556B2 JP9934686A JP9934686A JPH0740556B2 JP H0740556 B2 JPH0740556 B2 JP H0740556B2 JP 9934686 A JP9934686 A JP 9934686A JP 9934686 A JP9934686 A JP 9934686A JP H0740556 B2 JPH0740556 B2 JP H0740556B2
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 54
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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の改良に関し、特に半導体デバイ
スの製造等に使用されるものである。
スの製造等に使用されるものである。
従来の気相成長装置、例えばシリコンエピタキシャル層
を成長させる気相成長装置を第２図を参照して説明す
る。
を成長させる気相成長装置を第２図を参照して説明す
る。
第２図において、反応炉１には一方の反応ガスであるメ
インH2ガスがマスフローコントローラ１を通して供給さ
れる。また、シリコン源となるSiCl4液３は容器４内に
収容されている。この容器４内にはベーパライザーコン
トローラ５を通してキャリアガスとして用いられるH2ガ
スが導入され、SiCl4液３をバブリングさせて他方の反
応ガスとなるSiCl4ガスを蒸発させる。これらキャリアH
2ガスとSiCl4ガスとの混合ガスはベーパライザーコント
ローラ５を通して反応炉１に供給される。
インH2ガスがマスフローコントローラ１を通して供給さ
れる。また、シリコン源となるSiCl4液３は容器４内に
収容されている。この容器４内にはベーパライザーコン
トローラ５を通してキャリアガスとして用いられるH2ガ
スが導入され、SiCl4液３をバブリングさせて他方の反
応ガスとなるSiCl4ガスを蒸発させる。これらキャリアH
2ガスとSiCl4ガスとの混合ガスはベーパライザーコント
ローラ５を通して反応炉１に供給される。
この気相成長装置では、前記マスフローコントローラ２
において流量設定値Ｍ（l/min）に応じて電圧変換回路
６から出力される設定値電圧VMによりメインH2ガスの流
量を調整する。一方、前記ベーパライザーコントローラ
５において流量設定値Ｓ（g/min）に応じて電圧変換回
路７から出力される設定値電圧VSにより容器４からの混
合ガス中のSiCl4ガスの流量を調整する。
において流量設定値Ｍ（l/min）に応じて電圧変換回路
６から出力される設定値電圧VMによりメインH2ガスの流
量を調整する。一方、前記ベーパライザーコントローラ
５において流量設定値Ｓ（g/min）に応じて電圧変換回
路７から出力される設定値電圧VSにより容器４からの混
合ガス中のSiCl4ガスの流量を調整する。
なお、これらの反応ガスの他にドーパントとして用いら
れるガスが流量を調整して供給される場合がある。
れるガスが流量を調整して供給される場合がある。
上述した従来の気相成長装置では、反応炉１内に供給さ
れるのはマスフローコントローラ２を通過するメインH2
ガス（流量Wl/min）、ベーパライザーコントローラ５を
通過するキャリアH2ガス（流量Cl/min）及びSiCl4ガス
（流量Sg/min）である。ところが、反応炉１内に一定流
量のSiCl4ガスを供給するために容器４内に導入すべき
キャリアH2ガスの流量Ｃは、容器４内のSiCl4液３の液
面位置、液温等により時々刻々変動するため反応炉１内
に供給されるSiCl4ガスとH2ガスとの比率も変動する。
れるのはマスフローコントローラ２を通過するメインH2
ガス（流量Wl/min）、ベーパライザーコントローラ５を
通過するキャリアH2ガス（流量Cl/min）及びSiCl4ガス
（流量Sg/min）である。ところが、反応炉１内に一定流
量のSiCl4ガスを供給するために容器４内に導入すべき
キャリアH2ガスの流量Ｃは、容器４内のSiCl4液３の液
面位置、液温等により時々刻々変動するため反応炉１内
に供給されるSiCl4ガスとH2ガスとの比率も変動する。
この結果、反応炉１内で気相反応により成長するシリコ
ンの膜厚や比抵抗値はバッチ間でのバラツキ、ウェハ内
でのバラツキが大きくなっていた。したがって、従来の
装置により製造される半導体デバイスは製品特性が不安
定になるという欠点があった。
ンの膜厚や比抵抗値はバッチ間でのバラツキ、ウェハ内
でのバラツキが大きくなっていた。したがって、従来の
装置により製造される半導体デバイスは製品特性が不安
定になるという欠点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、気相成長の反応ガスの流量の変動を少なくし、特性
の安定した製品を製造することのできる気相成長装置を
提供しようとするものである。
り、気相成長の反応ガスの流量の変動を少なくし、特性
の安定した製品を製造することのできる気相成長装置を
提供しようとするものである。
本発明の気相成長装置は、反応炉内に供給すべき第１の
ガスの流量に対応する設定値信号と、蒸発量調節器（ベ
ーパライザーコントローラ）を通過するキャリアガスと
して用いられる第１のガスの流量に対応する出力信号と
の差を演算する演算回路を設け、その信号を流量調節器
（マスフローコントローラ）に導入して第１のガスの流
量を調整することを特徴とするものである。
ガスの流量に対応する設定値信号と、蒸発量調節器（ベ
ーパライザーコントローラ）を通過するキャリアガスと
して用いられる第１のガスの流量に対応する出力信号と
の差を演算する演算回路を設け、その信号を流量調節器
（マスフローコントローラ）に導入して第１のガスの流
量を調整することを特徴とするものである。
このような気相成長装置によれば、流量調節器を通して
反応炉に供給される第１のガスの流量は、反応炉に供給
すべき設定流量値よりもキャリアガスとして用いられる
第１のガスの流量分だけ少ない流量であるので、反応炉
内に供給される第１のガスの流量は設定値通りとなる。
一方、第２のガスは蒸発量調節器により従来通り一定流
量に維持される。この結果、反応炉内での第１及び第２
のガスの比率は常に一定に維持され、反応炉内で気相成
長により形成される層の膜厚、その他の特性を安定化す
ることができる。
反応炉に供給される第１のガスの流量は、反応炉に供給
すべき設定流量値よりもキャリアガスとして用いられる
第１のガスの流量分だけ少ない流量であるので、反応炉
内に供給される第１のガスの流量は設定値通りとなる。
一方、第２のガスは蒸発量調節器により従来通り一定流
量に維持される。この結果、反応炉内での第１及び第２
のガスの比率は常に一定に維持され、反応炉内で気相成
長により形成される層の膜厚、その他の特性を安定化す
ることができる。
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。
第１図において、反応炉１には一方の反応ガスであるメ
インH2ガスはマスフローコントローラ１を通して供給さ
れる。また、シリコン源となるSiCl4液３は容器４内に
収容されている。この容器４内にはベーパライザーコン
トローラ５を通してキャリアガスとして用いられるH2ガ
スが導入され、SiCl4液３をバブリングさせて他方の反
応ガスとなるSiCl4ガスを蒸発させる。これらキャリアH
2ガスとSiCl4ガスとの混合ガスはベーパライザーコント
ローラ５を通して反応炉１内に供給される。
インH2ガスはマスフローコントローラ１を通して供給さ
れる。また、シリコン源となるSiCl4液３は容器４内に
収容されている。この容器４内にはベーパライザーコン
トローラ５を通してキャリアガスとして用いられるH2ガ
スが導入され、SiCl4液３をバブリングさせて他方の反
応ガスとなるSiCl4ガスを蒸発させる。これらキャリアH
2ガスとSiCl4ガスとの混合ガスはベーパライザーコント
ローラ５を通して反応炉１内に供給される。
本発明に係る気相成長装置においては、反応炉１に供給
すべきH2ガスの設定流量値Ml/minに応じて電圧変換回路
６から出力される電圧VMが演算回路11に入力される。一
方、ベーパライザーコントローラ５に導入されるキャリ
アH2ガスの流量Cl/minに対応する出力電圧VCも前記演算
回路11に入力される。この演算回路11ではVMとVC′との
差、（VM−VC′）が演算されてマスフローコントローラ
２に出力される。ここで、VC′は、VMとVCとで単位流量
当りの電圧値が異なるため、演算回路11内でVC値をVM値
に応じた単位流量当りの電圧に合わせるように換算した
ものである。マスフローコントローラ２ではこの電圧に
応じてメインH2の流量を調整する。また、前記ベーパラ
イザーコントローラ５において流量設定値Ｓ（g/min）
に応じて電圧変換回路７から出力される設定値電圧VSに
より容器４からの混合ガス中のSiCl4ガスの流量を調整
する。
すべきH2ガスの設定流量値Ml/minに応じて電圧変換回路
６から出力される電圧VMが演算回路11に入力される。一
方、ベーパライザーコントローラ５に導入されるキャリ
アH2ガスの流量Cl/minに対応する出力電圧VCも前記演算
回路11に入力される。この演算回路11ではVMとVC′との
差、（VM−VC′）が演算されてマスフローコントローラ
２に出力される。ここで、VC′は、VMとVCとで単位流量
当りの電圧値が異なるため、演算回路11内でVC値をVM値
に応じた単位流量当りの電圧に合わせるように換算した
ものである。マスフローコントローラ２ではこの電圧に
応じてメインH2の流量を調整する。また、前記ベーパラ
イザーコントローラ５において流量設定値Ｓ（g/min）
に応じて電圧変換回路７から出力される設定値電圧VSに
より容器４からの混合ガス中のSiCl4ガスの流量を調整
する。
なお、これらの反応ガスの他にドーパントとして用いら
れるガスが流量を調整して供給される場合がある。
れるガスが流量を調整して供給される場合がある。
このような気相成長装置によれば、マスフローコントロ
ーラ２から（Ｍ−Ｃ）の流量でメインH2が、またベーパ
ライザーコントローラ５から（Ｓ＋Ｃ）の流量でSiCl4
ガス及びキャリアH2がそれぞれ反応炉１に供給される。
このため、反応炉１にはH2ガスとSiCl4とが常に（Ｍ＋
Ｓ）の流量で供給される。したがって、容器４内でのSi
Cl4液３の液面位置あるいは液温が変化してキャリアH2
ガスの流量Ｃが変動しても、反応炉１内での両ガスの比
率は常に一定に維持され、反応炉１内で気相成長により
形成されるシリコンエピタキシャル層の膜厚、比抵抗等
の特性を安定化することができる。
ーラ２から（Ｍ−Ｃ）の流量でメインH2が、またベーパ
ライザーコントローラ５から（Ｓ＋Ｃ）の流量でSiCl4
ガス及びキャリアH2がそれぞれ反応炉１に供給される。
このため、反応炉１にはH2ガスとSiCl4とが常に（Ｍ＋
Ｓ）の流量で供給される。したがって、容器４内でのSi
Cl4液３の液面位置あるいは液温が変化してキャリアH2
ガスの流量Ｃが変動しても、反応炉１内での両ガスの比
率は常に一定に維持され、反応炉１内で気相成長により
形成されるシリコンエピタキシャル層の膜厚、比抵抗等
の特性を安定化することができる。
実際に従来の気相成長装置及び上記実施例の気相成長装
置を用いてシリコンエピタキシャル層を形成した場合の
成長速度、比抵抗、ウェハ内膜厚バラツキ及びウェハ内
比抵抗バラツキを第３図〜第６図に示す。なお、第３図
〜第６図において、それぞれ（ａ）は従来の装置を用い
た場合、（ｂ）は上記実施例の装置を用いた場合の結果
である。また、実験はそれぞれの装置で８回づつ行な
い、計算により求めた標準偏差を同時に示す。
置を用いてシリコンエピタキシャル層を形成した場合の
成長速度、比抵抗、ウェハ内膜厚バラツキ及びウェハ内
比抵抗バラツキを第３図〜第６図に示す。なお、第３図
〜第６図において、それぞれ（ａ）は従来の装置を用い
た場合、（ｂ）は上記実施例の装置を用いた場合の結果
である。また、実験はそれぞれの装置で８回づつ行な
い、計算により求めた標準偏差を同時に示す。
第３図（ａ）、（ｂ）から明らかなように、従来の装置
を用いた場合にはエピタキシャル層の成長速度がバッチ
間で大きく変動しているのに対し、上記実施例の装置を
用いた場合にはエピタキシャル層の成長速度のバッチ間
での変動は従来の半分以下となっている。これは、従来
の装置では反応炉に供給される反応ガスの比率が変動す
るのに対し、上記実施例の装置では反応炉への反応ガス
の供給量が常に一定しているためである。また、ドーパ
ント量を同一とした場合のエピタキシャル層の比抵抗の
変動を示す第４図（ａ）、（ｂ）も第３図（ａ）、
（ｂ）と同様な傾向を示している。
を用いた場合にはエピタキシャル層の成長速度がバッチ
間で大きく変動しているのに対し、上記実施例の装置を
用いた場合にはエピタキシャル層の成長速度のバッチ間
での変動は従来の半分以下となっている。これは、従来
の装置では反応炉に供給される反応ガスの比率が変動す
るのに対し、上記実施例の装置では反応炉への反応ガス
の供給量が常に一定しているためである。また、ドーパ
ント量を同一とした場合のエピタキシャル層の比抵抗の
変動を示す第４図（ａ）、（ｂ）も第３図（ａ）、
（ｂ）と同様な傾向を示している。
また、第５図（ａ），（ｂ）及び第６図（ａ），（ｂ）
から明らかなように、従来の装置を用いた場合にはウェ
ハ内でもエピタキシャル層の膜厚のバラツキ及び比抵抗
のバラツキが大きくなることがあるのに対し、上記実施
例の装置を用いた場合にはウェハ内の膜厚バラツキ及び
比抵抗バラツキが比較的小さく、特性の安定したシリコ
ンエピタキシャル層を形成できることがわかる。
から明らかなように、従来の装置を用いた場合にはウェ
ハ内でもエピタキシャル層の膜厚のバラツキ及び比抵抗
のバラツキが大きくなることがあるのに対し、上記実施
例の装置を用いた場合にはウェハ内の膜厚バラツキ及び
比抵抗バラツキが比較的小さく、特性の安定したシリコ
ンエピタキシャル層を形成できることがわかる。
以上詳述した如く本発明の気相成長装置によれば、常に
特性の安定した半導体層等を形成でき、半導体デバイス
の特性安定化、歩留り向上を達成できる等顕著な効果を
奏するものである。
特性の安定した半導体層等を形成でき、半導体デバイス
の特性安定化、歩留り向上を達成できる等顕著な効果を
奏するものである。
第１図は本発明の実施例における気相成長装置の構成
図、第２図は従来の気相成長装置の構成図、第３図
（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例の
気相成長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシャ
ル層の成長速度のバッチ間変動を示す線図、第４図
（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例の
気相成長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシャ
ル層の比抵抗のバッチ間変動を示す線図、第５図（ａ）
及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例の気相成
長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシャル層の
ウェハ内膜厚バラツキのバッチ間変動を示す線図、第６
図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例
の気相成長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシ
ャル層のウェハ内比抵抗バラツキのバッチ間変動を示す
線図である。 １…反応炉、２…マスフローコントローラ、３…SiCl4
液、４…容器、５…ベーパライザーコントローラ、６、
７…電圧変換回路、11…演算回路。
図、第２図は従来の気相成長装置の構成図、第３図
（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例の
気相成長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシャ
ル層の成長速度のバッチ間変動を示す線図、第４図
（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例の
気相成長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシャ
ル層の比抵抗のバッチ間変動を示す線図、第５図（ａ）
及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例の気相成
長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシャル層の
ウェハ内膜厚バラツキのバッチ間変動を示す線図、第６
図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来及び本発明の実施例
の気相成長装置を用いて形成されたシリコンエピタキシ
ャル層のウェハ内比抵抗バラツキのバッチ間変動を示す
線図である。 １…反応炉、２…マスフローコントローラ、３…SiCl4
液、４…容器、５…ベーパライザーコントローラ、６、
７…電圧変換回路、11…演算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】反応ガスとなる第１のガスの流量を調整し
て反応炉内に供給する流量調節器と、原料液体を収容し
た容器と、キャリアガスとして用いられる第１のガスを
通過させて前記容器に導入し、原料液体から反応ガスと
なる第２のガスを蒸発させ、これら第１及び第２のガス
の混合ガスの流量を調整して反応炉内に供給する蒸発量
調節器とを有し、反応炉内で第１及び第２のガスを反応
させる気相成長装置において、反応炉内に供給すべき第
１のガスの流量に対応する設定値信号と、前記蒸発量調
節器を通過するキャリアガスとして用いられる第１のガ
スの流量に対応する出力信号との差を演算する演算回路
を設け、その信号を前記流量調節器に導入して第１のガ
スの流量を調整す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 |
|---|---|---|---|
| JP9934686A JPH0740556B2 (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9934686A JPH0740556B2 (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62257719A JPS62257719A (ja) | 1987-11-10 |
| JPH0740556B2 true JPH0740556B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=14245051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9934686A Expired - Lifetime JPH0740556B2 (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740556B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395925A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-22 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | 気相成長装置のワークコイルガスパージ装置 |
-
1986
- 1986-05-01 JP JP9934686A patent/JPH0740556B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62257719A (ja) | 1987-11-10 |
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