JPH09142983A - 横型気相エピタキシャル成長方法及びその装置 - Google Patents
横型気相エピタキシャル成長方法及びその装置Info
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- JPH09142983A JPH09142983A JP29862295A JP29862295A JPH09142983A JP H09142983 A JPH09142983 A JP H09142983A JP 29862295 A JP29862295 A JP 29862295A JP 29862295 A JP29862295 A JP 29862295A JP H09142983 A JPH09142983 A JP H09142983A
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 15
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 3
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、基板端部の異常成長を防
ぎ、エピタキシャル成長膜厚の面内均一性を大幅に向上
することができる横型気相エピタキシャル成長方法及び
その装置を提供することにある。 【解決手段】 原料ガスを流通させるガス整流管４内
に、ガス流に対して水平に基板１を設け、該基板１のガ
ス流上流側において、ガス流を基板表面１３から離れる
方向に向けてから接触させて、その基板表面１３に薄膜
をエピタキシャル成長させる。
ぎ、エピタキシャル成長膜厚の面内均一性を大幅に向上
することができる横型気相エピタキシャル成長方法及び
その装置を提供することにある。 【解決手段】 原料ガスを流通させるガス整流管４内
に、ガス流に対して水平に基板１を設け、該基板１のガ
ス流上流側において、ガス流を基板表面１３から離れる
方向に向けてから接触させて、その基板表面１３に薄膜
をエピタキシャル成長させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、横型気相エピタキ
シャル成長方法及びその装置に係り、特に薄膜の膜厚分
布均一性の改良に関する。
シャル成長方法及びその装置に係り、特に薄膜の膜厚分
布均一性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、気相エピタキシャル成長装置
は、両端にガス導出入口を備えたガス整流管と、その内
壁に基板を支持するサセプタとから構成されており、基
板をサセプタに設置して、サセプタを加熱し、原料ガス
を導入させることにより、基板表面で熱分解反応を起こ
させしめて、薄膜をエピタキシャル成長させるものであ
る。
は、両端にガス導出入口を備えたガス整流管と、その内
壁に基板を支持するサセプタとから構成されており、基
板をサセプタに設置して、サセプタを加熱し、原料ガス
を導入させることにより、基板表面で熱分解反応を起こ
させしめて、薄膜をエピタキシャル成長させるものであ
る。
【０００３】従来より、図３に示すような横型気相エピ
タキシャル成長装置が使用されてきた。この装置は、両
端に供給口３及び排出口５と、中間部に基板１を支持す
るサセプタ２とを備えたガス整流管４とからなってい
る。ここで、サセプタ２はサセプタ支持棒６により支持
されている。更に、サセプタ支持棒６は固定系に支持さ
れるモ−タ７と連結されているため、モータ７を駆動さ
せてサセプタ２を回転させることができる。
タキシャル成長装置が使用されてきた。この装置は、両
端に供給口３及び排出口５と、中間部に基板１を支持す
るサセプタ２とを備えたガス整流管４とからなってい
る。ここで、サセプタ２はサセプタ支持棒６により支持
されている。更に、サセプタ支持棒６は固定系に支持さ
れるモ−タ７と連結されているため、モータ７を駆動さ
せてサセプタ２を回転させることができる。
【０００４】この装置を用いて基板１に気相エピタキシ
ャル成長を施す場合は、基板１を、その表面がガス整流
管４の中心に向けて下向きにすると共に矢印に示す方向
のガス流と平行になるようサセプタ２に設置し、モ−タ
７を駆動して基板１を回転させた後、原料ガスを供給口
３からガス整流管４内に流入させることにより、基板１
の表面に薄膜を成長させる。
ャル成長を施す場合は、基板１を、その表面がガス整流
管４の中心に向けて下向きにすると共に矢印に示す方向
のガス流と平行になるようサセプタ２に設置し、モ−タ
７を駆動して基板１を回転させた後、原料ガスを供給口
３からガス整流管４内に流入させることにより、基板１
の表面に薄膜を成長させる。
【０００５】ここで、薄膜を成長させている間、基板１
を回転させているが、これは、この種の装置が、基板表
面のガス上流部側の膜を極端に厚く成長させてしまうと
いう欠点があったためである。
を回転させているが、これは、この種の装置が、基板表
面のガス上流部側の膜を極端に厚く成長させてしまうと
いう欠点があったためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板表
面のガス上流部側の膜を極端に厚く成長させてしまうと
いう欠点は、基板１を回転させながら薄膜の成長をおこ
なっても改善されなかった。
面のガス上流部側の膜を極端に厚く成長させてしまうと
いう欠点は、基板１を回転させながら薄膜の成長をおこ
なっても改善されなかった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、基板端部の異常成長を防ぎ、エピタキシャル成長膜
厚の面内均一性を大幅に向上することができる横型気相
エピタキシャル成長方法及びその装置を提供することに
ある。
し、基板端部の異常成長を防ぎ、エピタキシャル成長膜
厚の面内均一性を大幅に向上することができる横型気相
エピタキシャル成長方法及びその装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、原料ガスを流通させるガス整流管内に、ガ
ス流に対して水平に基板を設け、該基板のガス流上流側
において、ガス流を基板表面から離れる方向に向けてか
ら接触させて、その基板表面に薄膜をエピタキシャル成
長させるものである。
に本発明は、原料ガスを流通させるガス整流管内に、ガ
ス流に対して水平に基板を設け、該基板のガス流上流側
において、ガス流を基板表面から離れる方向に向けてか
ら接触させて、その基板表面に薄膜をエピタキシャル成
長させるものである。
【０００９】また、本発明は、原料ガスを流通させるガ
ス整流管内に、ガス流に対して水平に基板を設けてその
表面に薄膜をエピタキシャル成長させるための横型気相
エピタキシャル成長装置において、上記ガス整流管のガ
ス流上流側の内壁に、上記基板表面よりも突出する凸部
を設けたものである。
ス整流管内に、ガス流に対して水平に基板を設けてその
表面に薄膜をエピタキシャル成長させるための横型気相
エピタキシャル成長装置において、上記ガス整流管のガ
ス流上流側の内壁に、上記基板表面よりも突出する凸部
を設けたものである。
【００１０】更に、上記凸部の突出部は、基板表面から
２〜２０ｍｍに位置することが望ましい。
２〜２０ｍｍに位置することが望ましい。
【００１１】上記構成によれば、ガス整流管のガス流上
流側の内壁に、凸部を設けたことにより、ガス流の方向
を変えて、基板端部表面に接触するガス流を抑制するこ
とができる。よって、基板端部に発生する異常成長を防
ぎ、膜厚の面内均一性を向上させることができる。
流側の内壁に、凸部を設けたことにより、ガス流の方向
を変えて、基板端部表面に接触するガス流を抑制するこ
とができる。よって、基板端部に発生する異常成長を防
ぎ、膜厚の面内均一性を向上させることができる。
【００１２】本発明において、凸部の突出部を、サセプ
タに設置された基板から２〜２０ｍｍに位置させた理由
は、２ｍｍ以下にすると、ガス流を抑制する効果が小さ
いため、つまり、導入された原料ガス流の方向は殆ど変
わらずに基板に平行なままであるため、基板表面のガス
流上流側の端部に大量の原料ガスが接触して、膜が厚く
成長し、面内の均一性を保てないからである。一方、２
０ｍｍ以上にすると、導入された原料ガス流の方向は大
きく変わり、原料ガスが基板表面のガス流上流側に行き
渡らないで排出されてしまうため、成長した膜は薄く、
面内の均一性を保てないからである。
タに設置された基板から２〜２０ｍｍに位置させた理由
は、２ｍｍ以下にすると、ガス流を抑制する効果が小さ
いため、つまり、導入された原料ガス流の方向は殆ど変
わらずに基板に平行なままであるため、基板表面のガス
流上流側の端部に大量の原料ガスが接触して、膜が厚く
成長し、面内の均一性を保てないからである。一方、２
０ｍｍ以上にすると、導入された原料ガス流の方向は大
きく変わり、原料ガスが基板表面のガス流上流側に行き
渡らないで排出されてしまうため、成長した膜は薄く、
面内の均一性を保てないからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１４】本発明の横型気相エピタキシャル成長装置
は、図１に示すように、管状のガス整流管４の両端に原
料ガスの供給口３及び排出口５と、中間部にシール部１
５を介して基板１を支持するサセプタ２と、ガス流上流
側つまりサセプタ２と供給口３の間のガス整流管４の内
壁に係止穴１１と、これに係止する凸部材８とを設けた
構成である。
は、図１に示すように、管状のガス整流管４の両端に原
料ガスの供給口３及び排出口５と、中間部にシール部１
５を介して基板１を支持するサセプタ２と、ガス流上流
側つまりサセプタ２と供給口３の間のガス整流管４の内
壁に係止穴１１と、これに係止する凸部材８とを設けた
構成である。
【００１５】ここで、上記凸部材８は、凸部８１と平部
８２とからなり、係止穴１１に凸部８１が挿入され平部
８２がガス整流管４に密着して接合することにより係止
されている。このとき、凸部材８は、基板１の上流側端
部からの所定の距離Ｘだけ離れて位置し、また、凸部材
８の長さは、突出部１４が基板１から１０ｍｍに位置す
るよう設定されている。
８２とからなり、係止穴１１に凸部８１が挿入され平部
８２がガス整流管４に密着して接合することにより係止
されている。このとき、凸部材８は、基板１の上流側端
部からの所定の距離Ｘだけ離れて位置し、また、凸部材
８の長さは、突出部１４が基板１から１０ｍｍに位置す
るよう設定されている。
【００１６】サセプタ２はサセプタ支持棒６により回動
自在に支持され、サセプタ支持棒６はモ−タ７と連結さ
れているため、モータ７を駆動させてサセプタ２を回転
させることができる。更に、サセプタ２には、加熱手段
（図示せず）が設けられているため基板１を加熱するこ
とが可能である。
自在に支持され、サセプタ支持棒６はモ−タ７と連結さ
れているため、モータ７を駆動させてサセプタ２を回転
させることができる。更に、サセプタ２には、加熱手段
（図示せず）が設けられているため基板１を加熱するこ
とが可能である。
【００１７】次に上記装置を用いて、気相エピタキシャ
ル成長を行う方法を述べる。
ル成長を行う方法を述べる。
【００１８】基板１を、その表面１３がガス整流管４の
中心に向けて下向きになるようにすると共に矢印に示す
方向に流れるガス流と平行になるようサセプタ２に設置
し、加熱手段により基板１を加熱した後、原料ガスを供
給口３からガス整流管４内に流入し、ガス流を、上記凸
部材８に当てて、基板表面１３から離れる方向に向け、
整流から乱流にさせてから、基板１の表面付近を通過さ
せて熱分解反応を生じさせることにより、基板表面１３
に薄膜を気相エピタキシャル成長させる。尚、基板１を
通過したガス流は排出口５から排出される。
中心に向けて下向きになるようにすると共に矢印に示す
方向に流れるガス流と平行になるようサセプタ２に設置
し、加熱手段により基板１を加熱した後、原料ガスを供
給口３からガス整流管４内に流入し、ガス流を、上記凸
部材８に当てて、基板表面１３から離れる方向に向け、
整流から乱流にさせてから、基板１の表面付近を通過さ
せて熱分解反応を生じさせることにより、基板表面１３
に薄膜を気相エピタキシャル成長させる。尚、基板１を
通過したガス流は排出口５から排出される。
【００１９】前記装置を用いて上述した方法で薄膜を気
相エピタキシャル成長させた。また、比較例１として、
ガス整流管の内壁に係止させたとき基板から凸部材の突
出部までを２ｍｍとしたもの、比較例２として、基板か
ら凸部材の突出部までを２０ｍｍとした以外は、実施形
態と同様の装置を用いて同様の方法で薄膜を気相エピタ
キシャル成長させた。
相エピタキシャル成長させた。また、比較例１として、
ガス整流管の内壁に係止させたとき基板から凸部材の突
出部までを２ｍｍとしたもの、比較例２として、基板か
ら凸部材の突出部までを２０ｍｍとした以外は、実施形
態と同様の装置を用いて同様の方法で薄膜を気相エピタ
キシャル成長させた。
【００２０】これら実施形態及び比較例の薄膜を膜測定
機を用いて、基板上１５点における膜厚を測定し、これ
らの結果を図４（ａ）〜（ｃ）に示した。尚、図中、基
板の中心からの距離は、基板中心からガス流上流側を負
（マイナス）で、下流側を正（プラス）の数で表した。
機を用いて、基板上１５点における膜厚を測定し、これ
らの結果を図４（ａ）〜（ｃ）に示した。尚、図中、基
板の中心からの距離は、基板中心からガス流上流側を負
（マイナス）で、下流側を正（プラス）の数で表した。
【００２１】図４（ａ）に示すように、実施形態の膜厚
は基板上のどの点においても一様で、約１．１μｍであ
った。一方、基板から凸部材の突出部までを２ｍｍとし
た比較例１は、図４（ｂ）に示すように、ガス流上流側
で膜厚が厚くなっている。また、基板から凸部材の突出
部までを２０ｍｍとした比較例２は、図４（ｃ）に示す
ように、ガス流上流側で膜厚が薄くなっている。
は基板上のどの点においても一様で、約１．１μｍであ
った。一方、基板から凸部材の突出部までを２ｍｍとし
た比較例１は、図４（ｂ）に示すように、ガス流上流側
で膜厚が厚くなっている。また、基板から凸部材の突出
部までを２０ｍｍとした比較例２は、図４（ｃ）に示す
ように、ガス流上流側で膜厚が薄くなっている。
【００２２】従って、本発明の装置は、面内均一性のよ
い薄膜を気相エピタキシャル成長することができるもの
である。
い薄膜を気相エピタキシャル成長することができるもの
である。
【００２３】尚、本発明は、ガス流の方向を変えて、基
板１へ接触するガス流を抑制し、ガス流上流側の膜厚を
制御するものであるため、凸部材８はガス流を基板表面
１３から離れる方向に向けるものであればよく、その形
状に限定されない。したがって、凸部材８は着脱可能な
ものでも、図２に示すようにガス整流管４の内壁に凸部
９を一体的に設けたものでも構わない。更に、凸部材の
長さを可変できるものや、凸部材を移動可能にして、基
板１の上流側端部からの距離Ｘを変えられるものでもよ
い。
板１へ接触するガス流を抑制し、ガス流上流側の膜厚を
制御するものであるため、凸部材８はガス流を基板表面
１３から離れる方向に向けるものであればよく、その形
状に限定されない。したがって、凸部材８は着脱可能な
ものでも、図２に示すようにガス整流管４の内壁に凸部
９を一体的に設けたものでも構わない。更に、凸部材の
長さを可変できるものや、凸部材を移動可能にして、基
板１の上流側端部からの距離Ｘを変えられるものでもよ
い。
【００２４】また、上記実施の形態においてガス流の方
向を変えるものとして凸部材を用いたが、凸部材の代わ
りに吸引パイプ等を設けて、吸引によってガス流を基板
表面から離れる方向に向けることもできる。
向を変えるものとして凸部材を用いたが、凸部材の代わ
りに吸引パイプ等を設けて、吸引によってガス流を基板
表面から離れる方向に向けることもできる。
【００２５】また、上記装置において、サセプタとし
て、基板を下向きに設置するフェイスダウン型を用いた
が、基板を上向き設置できるフェイスアップ型を用いる
こともできる。更に、設置する基板の枚数は一枚でも多
数枚でもよい。
て、基板を下向きに設置するフェイスダウン型を用いた
が、基板を上向き設置できるフェイスアップ型を用いる
こともできる。更に、設置する基板の枚数は一枚でも多
数枚でもよい。
【００２６】つまり、本発明は、ガスが基板表面に対し
て水平に流れる横型炉を用いた、いずれのエピタキシャ
ル成長装置にも適用できるものである。
て水平に流れる横型炉を用いた、いずれのエピタキシャ
ル成長装置にも適用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ガス整流
管の内壁に設けた凸部により、基板に接触する原料ガス
の流れを抑制・制御できるため、面内均一性のよい薄膜
を気相エピタキシャル成長させることができる。
管の内壁に設けた凸部により、基板に接触する原料ガス
の流れを抑制・制御できるため、面内均一性のよい薄膜
を気相エピタキシャル成長させることができる。
【図１】本発明の横型気相エピタキシャル成長装置の実
施の形態を示す断面図である。
施の形態を示す断面図である。
【図２】他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】従来の横型気相エピタキシャル成長装置を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】実施例及び比較例の装置で気相エピタキシャル
成長させた基板の膜厚を示すグラフである。
成長させた基板の膜厚を示すグラフである。
１ 基板 ２ サセプタ ３ 供給口 ４ ガス整流管 ５ 排出口 ８ 凸部材 １１ 係止穴 １３ 基板表面 １４ 突出部
Claims (3)
- 【請求項１】 原料ガスを流通させるガス整流管内に、
ガス流に対して水平に基板を設け、該基板のガス流上流
側において、ガス流を基板表面から離れる方向に向けて
から接触させて、その基板表面に薄膜をエピタキシャル
成長させることを特徴とする横型気相エピタキシャル成
長方法。 - 【請求項２】 原料ガスを流通させるガス整流管内に、
ガス流に対して水平に基板を設けてその表面に薄膜をエ
ピタキシャル成長させるための横型気相エピタキシャル
成長装置において、上記ガス整流管のガス流上流側の内
壁に、上記基板表面よりも突出する凸部を設けたことを
特徴とする横型気相エピタキシャル成長装置。 - 【請求項３】 上記凸部の突出部が、基板表面から２〜
２０ｍｍに位置することを特徴とする請求項２記載の横
型気相エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29862295A JPH09142983A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 横型気相エピタキシャル成長方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29862295A JPH09142983A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 横型気相エピタキシャル成長方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09142983A true JPH09142983A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17862119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29862295A Pending JPH09142983A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 横型気相エピタキシャル成長方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09142983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010267702A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化学気相成長半導体膜形成装置および化学気相成長半導体膜形成方法 |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP29862295A patent/JPH09142983A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010267702A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化学気相成長半導体膜形成装置および化学気相成長半導体膜形成方法 |
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