JPS58169907A - 薄膜生成装置 - Google Patents
薄膜生成装置Info
- Publication number
- JPS58169907A JPS58169907A JP57052769A JP5276982A JPS58169907A JP S58169907 A JPS58169907 A JP S58169907A JP 57052769 A JP57052769 A JP 57052769A JP 5276982 A JP5276982 A JP 5276982A JP S58169907 A JPS58169907 A JP S58169907A
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- reaction
- tube
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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
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2902—Materials being Group IVA materials
- H10P14/2905—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
- C23C16/44—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 method of coating
-
- H—ELECTRICITY
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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】
（６）発明の技術分野
本発明はシリコン（Ｓｌ）のような半導体基板とに８１
の４１１１をエピタキシャル成長せる薄膜生成装置の改
良に関するものである。
の４１１１をエピタキシャル成長せる薄膜生成装置の改
良に関するものである。
（旬 技術の背景
ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体装置の形成に際し、Ｓｉ基板と
に１権化硅素（ｓ１ａ＃、 ＞等のＳｉのハロゲン化合
物を水素還元して得られるＳｌの薄膜を槓−させたいわ
ゆるＳｌのエビタキシャＡ／１が用いられているのは周
知である。
に１権化硅素（ｓ１ａ＃、 ＞等のＳｉのハロゲン化合
物を水素還元して得られるＳｌの薄膜を槓−させたいわ
ゆるＳｌのエビタキシャＡ／１が用いられているのは周
知である。
（０）従来技術と関城点
このようなＳｌのエピタキシャル結晶を得るために用い
られる従来の薄膜生成装置について第１図および第２４
ｄを用いて説明する。
られる従来の薄膜生成装置について第１図および第２４
ｄを用いて説明する。
まず第１図に示すように設置台ｌ上に設置された石英製
のぺシジャー２の内部には円板状のカーボンよりなるサ
セプター８が設置され、該サセプターｔには８１基板４
が設置されている。１ＩｉＩ紀サセプターの下部にはリ
ング状の高周波加熱用ヒーター６が設けられ、該サセプ
ターの中央部には該サセプターを回転させ、かつペルジ
ャー２内へ反応ガスを導入すべく細い石英管６が設けら
れている。
のぺシジャー２の内部には円板状のカーボンよりなるサ
セプター８が設置され、該サセプターｔには８１基板４
が設置されている。１ＩｉＩ紀サセプターの下部にはリ
ング状の高周波加熱用ヒーター６が設けられ、該サセプ
ターの中央部には該サセプターを回転させ、かつペルジ
ャー２内へ反応ガスを導入すべく細い石英管６が設けら
れている。
このような装置において、まずサセプター１に基板を設
置し九のち、該ぺμジャー内を真空に排気したのち、高
周波加熱用ヒーターに高周波電流を流す、その後ペルジ
ャー内の温度が１２００℃程度に到達した時点で水素（
Ｈｇ）ガスと５ｉｃｋ４ガスの混合ガスを石英細管６よ
りペルジャー内に導入しＳＩＣらの水素還元によってＳ
ｉ基板上に８１のエピタキシャル層を形成していた。
置し九のち、該ぺμジャー内を真空に排気したのち、高
周波加熱用ヒーターに高周波電流を流す、その後ペルジ
ャー内の温度が１２００℃程度に到達した時点で水素（
Ｈｇ）ガスと５ｉｃｋ４ガスの混合ガスを石英細管６よ
りペルジャー内に導入しＳＩＣらの水素還元によってＳ
ｉ基板上に８１のエピタキシャル層を形成していた。
しかしこのような従来の装置においては８１基板を同時
に多数ペルジャー内に設置することが出来ｆ、でのため
エビクキシャ２層形成のコストカ高くつくといった欠点
を生じていた。またその也に熱効率が悪く基板の温度を
所定の温度までト昇させるための高周波電力の消費が大
きく、普た基板とにはペルジャー内部に付着している反
応生成物が落下したり、あるいは形成されるエビタキシ
ャＡ／−の厚さが均一になり錬いといった欠点を生じて
いる。
に多数ペルジャー内に設置することが出来ｆ、でのため
エビクキシャ２層形成のコストカ高くつくといった欠点
を生じていた。またその也に熱効率が悪く基板の温度を
所定の温度までト昇させるための高周波電力の消費が大
きく、普た基板とにはペルジャー内部に付着している反
応生成物が落下したり、あるいは形成されるエビタキシ
ャＡ／−の厚さが均一になり錬いといった欠点を生じて
いる。
そのため第２図に示すように横型の反応管１１を用い該
反応管内に治Ｘ１２を設は該治具１２Ｆに円板状のカー
ボンよ□りなるサセプター１８を多数たてかけ、そのと
に８１基板１４を配設したのち、該反応管を真空に排気
してから反応管の周囲の高周波コイＩｖ１６に高周波電
圧を印加する方法数が増えても高周波加熱方式では均一
な温度分布が反応管内に形成されないので形成されるシ
リコンエピタキシャル層の厚さが基板によって不均一と
なる欠点を生じている。
反応管内に治Ｘ１２を設は該治具１２Ｆに円板状のカー
ボンよ□りなるサセプター１８を多数たてかけ、そのと
に８１基板１４を配設したのち、該反応管を真空に排気
してから反応管の周囲の高周波コイＩｖ１６に高周波電
圧を印加する方法数が増えても高周波加熱方式では均一
な温度分布が反応管内に形成されないので形成されるシ
リコンエピタキシャル層の厚さが基板によって不均一と
なる欠点を生じている。
そこで第４図に示すように石英よりなる横型反応管２１
を用い該反応管内に溝を多数設けた平板状の治Ｘ２２を
設置し、該治具上にＳｉ基板２Ｂを多数たてかけて設置
し該反応管内を真空に排気してからニクロム線等をヒー
ターとして用いた抵抗加熱炉２４で反応管を加熱して該
反応管内にＨ２ガスとＳｉＣらガスとの混合ガスを導入
して基板上に８１のエピタキシャル層を形成する装置が
用いられている。
を用い該反応管内に溝を多数設けた平板状の治Ｘ２２を
設置し、該治具上にＳｉ基板２Ｂを多数たてかけて設置
し該反応管内を真空に排気してからニクロム線等をヒー
ターとして用いた抵抗加熱炉２４で反応管を加熱して該
反応管内にＨ２ガスとＳｉＣらガスとの混合ガスを導入
して基板上に８１のエピタキシャル層を形成する装置が
用いられている。
しかしこのような従来の薄１１１＆長装置であると抵抗
加熱方式であるのでＯＡ度分布の均一な部分が比較的大
きい寸法で得られるが、基板の処理枚数を増大させてか
つ各基板間のエビタキＶヤμ成長層の厚さを均一にする
ためには、一般に導入されるＳｉＣ／４ガスが同時に導
入されるＨ９ガスによって還元され、Ｓｌが生成される
速度よりももつと速やかに５ｉｃｅ４ガスとＨ２ガスと
の反応ガスを供給する速度を増大せしめる必要がある。
加熱方式であるのでＯＡ度分布の均一な部分が比較的大
きい寸法で得られるが、基板の処理枚数を増大させてか
つ各基板間のエビタキＶヤμ成長層の厚さを均一にする
ためには、一般に導入されるＳｉＣ／４ガスが同時に導
入されるＨ９ガスによって還元され、Ｓｌが生成される
速度よりももつと速やかに５ｉｃｅ４ガスとＨ２ガスと
の反応ガスを供給する速度を増大せしめる必要がある。
つまり反応ガスの導入側のＳｉ基板と反応ガスの流出側
のＳｉ基板では反応ガスの供給量が異なるため、これら
反応ガス入口側のＳｉ基板と反応ガス出Ｄ ９１１１の
Ｓ１基板に供給される反応ガスの供給量を均一にするた
めには出来るだけ速やかに反応管内にまんべんなく反応
ガスが通過することが必要となる。そのため反応管の内
部を外部より減圧状噛に保ってガスの流出する速度を増
加させる方法がとられている。
のＳｉ基板では反応ガスの供給量が異なるため、これら
反応ガス入口側のＳｉ基板と反応ガス出Ｄ ９１１１の
Ｓ１基板に供給される反応ガスの供給量を均一にするた
めには出来るだけ速やかに反応管内にまんべんなく反応
ガスが通過することが必要となる。そのため反応管の内
部を外部より減圧状噛に保ってガスの流出する速度を増
加させる方法がとられている。
ところでこのように反応管内部を減圧にすると反応管に
外圧がかかるため加熱炉の温度を大略１０００℃程度に
して反応管を加熱すると該反応管が変形してしまう欠点
を生じる。このため従来は１０００℃程度以下の温度に
反応管を加熱していたがこの程度のＩＩＡ度では８１基
板Ｊ：に常温で形成されている薄い自然酸化膜を除去す
ることが困鴫でまたＳｉＣらガスのＨ８ガスによる還元
反応も充分進行しないので良質なＳ１エビタキシャＡＩ
−が基板上に形成されない不都合を生じている。
外圧がかかるため加熱炉の温度を大略１０００℃程度に
して反応管を加熱すると該反応管が変形してしまう欠点
を生じる。このため従来は１０００℃程度以下の温度に
反応管を加熱していたがこの程度のＩＩＡ度では８１基
板Ｊ：に常温で形成されている薄い自然酸化膜を除去す
ることが困鴫でまたＳｉＣらガスのＨ８ガスによる還元
反応も充分進行しないので良質なＳ１エビタキシャＡＩ
−が基板上に形成されない不都合を生じている。
＆１）＠明の目的
本光明は上述した欠点を除去し、反応管内部を減圧にし
ても該反応管が変形しないようにし、もって反応ガスの
移動速度が反応ガスの分解速度より大きくなるようにし
、もって均一な薄膜が多数のＳｉ駅板上に同時゛に形成
で１！得るような薄膜生成装置の提供を目的とするもの
である。
ても該反応管が変形しないようにし、もって反応ガスの
移動速度が反応ガスの分解速度より大きくなるようにし
、もって均一な薄膜が多数のＳｉ駅板上に同時゛に形成
で１！得るような薄膜生成装置の提供を目的とするもの
である。
（０発明の□構成
かかる目的を達成するための本発明の薄膜生成４１ｋｌ
＃１は、半導体基板を設置する設置台と、該設置台を挿
入する反応管と、該反応管の周囲を加熱する加熱炉と、
該加熱炉と反応管の一部を密閉する外管とよりなり、ｍ
記反応管内に試料を設置してから該反応管内を減圧にす
るとともに該反応管と外管との内部を減圧状Ｉにして反
応ｆを加熱して該反応管内に反応ガスを導入するように
したことを特鍬とするものである。
＃１は、半導体基板を設置する設置台と、該設置台を挿
入する反応管と、該反応管の周囲を加熱する加熱炉と、
該加熱炉と反応管の一部を密閉する外管とよりなり、ｍ
記反応管内に試料を設置してから該反応管内を減圧にす
るとともに該反応管と外管との内部を減圧状Ｉにして反
応ｆを加熱して該反応管内に反応ガスを導入するように
したことを特鍬とするものである。
ｔｆ） 発明の実施例
以下図面を用いながら本発明の一冥施例につき詳細に説
明する。
明する。
第４図は本発明の＃膜生成装置の断面図である。
図において８１は石英−の横型反応管でこの一方の９１
１１ ｉｊコネクター８２によって接続され排気装置の
方向に延びている。前記反応管内には多数のＳ１基板８
８を立てた状−で設置するための多数の溝を設けた石英
よりなる基板膜一台８４が抑大され、該反応管の周囲に
はニクロム線をヒーターとして用いた抵抗加熱炉８５が
設置されている。また該加熱炉を覆うようにしてステン
レス製の外管８６が反応管８１にゴム製の０リング８７
等を用いて密着して設置されている。そしてこの外管に
は該外管内を減圧にするための排気口８８が設けられて
いる。一方線反応管の部端側にはＯリング８９等を用い
て反応管に密着して取ゆつけられているｔ・・ ステンレス製のフランジ４０にＯりング４１および締め
付は用ねじ４２を用いてステンレス製の密閉蓋４Ｂが設
けられている。そしてこの密閉蓋の中央部にはＨ８ガス
とＳｉＣらガスとの混合ガスを導入するための配管４４
がバルブ４５を付設した形で設けられている。
１１ ｉｊコネクター８２によって接続され排気装置の
方向に延びている。前記反応管内には多数のＳ１基板８
８を立てた状−で設置するための多数の溝を設けた石英
よりなる基板膜一台８４が抑大され、該反応管の周囲に
はニクロム線をヒーターとして用いた抵抗加熱炉８５が
設置されている。また該加熱炉を覆うようにしてステン
レス製の外管８６が反応管８１にゴム製の０リング８７
等を用いて密着して設置されている。そしてこの外管に
は該外管内を減圧にするための排気口８８が設けられて
いる。一方線反応管の部端側にはＯリング８９等を用い
て反応管に密着して取ゆつけられているｔ・・ ステンレス製のフランジ４０にＯりング４１および締め
付は用ねじ４２を用いてステンレス製の密閉蓋４Ｂが設
けられている。そしてこの密閉蓋の中央部にはＨ８ガス
とＳｉＣらガスとの混合ガスを導入するための配管４４
がバルブ４５を付設した形で設けられている。
このような４１１１Ｉ生成装置において、まず密閉蓋４
Ｂを開いて基板８８が設−されている基板設置８Ｂ４を
反応管８１内に導入する。その後ねじ４２等を用いて密
閉蓋を閉じたのち、コネクター８２に連なる排気妓１１
Ｉ！を用いて反応管８１内部を１Ｏ−３’ｒｏｒｒの真
空度になるまで排気する。また同時に外管に設けた排気
口８８より排気装置を用いて外管内部をｌ ＴＯｒｒの
真空度になるまで排気し、この伏−でノル熱炉の温度を
１１６０℃の温償になるまでＥ外させる。このようにす
れば７Ｊｌ］ｅ炉のａ度をｔｔ６ｏｃの高１になるまで
丘昇させても反応管に父形を生じることはない。その後
ガス導入用配管４４よりバルブ４６を開いてＨＢガスを
導入してわらかしめ１板の表面に付着している薄い自然
峻化嗅を水素還元によるエツチングによって除去する。
Ｂを開いて基板８８が設−されている基板設置８Ｂ４を
反応管８１内に導入する。その後ねじ４２等を用いて密
閉蓋を閉じたのち、コネクター８２に連なる排気妓１１
Ｉ！を用いて反応管８１内部を１Ｏ−３’ｒｏｒｒの真
空度になるまで排気する。また同時に外管に設けた排気
口８８より排気装置を用いて外管内部をｌ ＴＯｒｒの
真空度になるまで排気し、この伏−でノル熱炉の温度を
１１６０℃の温償になるまでＥ外させる。このようにす
れば７Ｊｌ］ｅ炉のａ度をｔｔ６ｏｃの高１になるまで
丘昇させても反応管に父形を生じることはない。その後
ガス導入用配管４４よりバルブ４６を開いてＨＢガスを
導入してわらかしめ１板の表面に付着している薄い自然
峻化嗅を水素還元によるエツチングによって除去する。
その後ＨｇガスとＳ＞Ｏｅ＋ガスの混合ガスをガス導入
用配管４４より導入して基板）ＪＳｉのエビタキシャＡ
／騙を形成する。
用配管４４より導入して基板）ＪＳｉのエビタキシャＡ
／騙を形成する。
（２）発明の効果
このように本発明の薄膜生成装置を用いれば抵抗加熱炉
を用いているので均熱長が長くなり、大意の８１基板が
同時に処理でき、また反応管内の算囲気が減圧状縣とな
っているので、反応ガスの移ｍａ度が大きく、従って均
一なＳｌの４膜が生成できる。また加熱炉の温Ｆ！ＩＬ
を１８００℃にと外させても反応管が髪形しないことよ
り、基板の温度をｔａｏｏｃの程度まで任意Ｋ１１ｌべ
ることかできるのでＳｉ基板表面に付着している薄い自
然酸化膜を容易に除去でき、基板の表面処理が充分性わ
れるので、ピンホールのない均一なＳｉの薄膜が形成で
きる祠点を生じる。また以北の実施例においてはＳｌの
拳結晶エビタキシャＡ／１に生成するｔＩｈ合に例を用
いて述べたが、この池水発明の薄膜生成装置は非晶質あ
るいは多結６のＳｉの薄膜の生成にも１用できることは
勿論である。
を用いているので均熱長が長くなり、大意の８１基板が
同時に処理でき、また反応管内の算囲気が減圧状縣とな
っているので、反応ガスの移ｍａ度が大きく、従って均
一なＳｌの４膜が生成できる。また加熱炉の温Ｆ！ＩＬ
を１８００℃にと外させても反応管が髪形しないことよ
り、基板の温度をｔａｏｏｃの程度まで任意Ｋ１１ｌべ
ることかできるのでＳｉ基板表面に付着している薄い自
然酸化膜を容易に除去でき、基板の表面処理が充分性わ
れるので、ピンホールのない均一なＳｉの薄膜が形成で
きる祠点を生じる。また以北の実施例においてはＳｌの
拳結晶エビタキシャＡ／１に生成するｔＩｈ合に例を用
いて述べたが、この池水発明の薄膜生成装置は非晶質あ
るいは多結６のＳｉの薄膜の生成にも１用できることは
勿論である。
第１図より第８図までは従来の薄膜生成装置をボす図、
＠４図は本発明の薄膜生成装置を示す図でめる。 図においてｌは設置１１台、２はペルジャー、８゜１８
はサセプター、４，１４．２８，１１１８は８１基板、
５．１６はコイル、６は石英細管、１１゜２亀、８１は
反応管、１２．２２は治具、２４゜８６は抵抗加熱炉、
８２はコネクター、８４は籐仮設瞳台、８６は外管、８
７．８９．４１はＯリング、８８は排気口、４０はフラ
ンジ、４２はねじ、４Ｂは密閉欽、４４は配管、４５は
バＩレプを小−１゜ 第 １１項 第 ２ 間 ｏｏ６ｏｏｏｏｏ。 第３図 第４図
＠４図は本発明の薄膜生成装置を示す図でめる。 図においてｌは設置１１台、２はペルジャー、８゜１８
はサセプター、４，１４．２８，１１１８は８１基板、
５．１６はコイル、６は石英細管、１１゜２亀、８１は
反応管、１２．２２は治具、２４゜８６は抵抗加熱炉、
８２はコネクター、８４は籐仮設瞳台、８６は外管、８
７．８９．４１はＯリング、８８は排気口、４０はフラ
ンジ、４２はねじ、４Ｂは密閉欽、４４は配管、４５は
バＩレプを小−１゜ 第 １１項 第 ２ 間 ｏｏ６ｏｏｏｏｏ。 第３図 第４図
Claims (1)
- 半導体基板を設置する設置台と該設置台を待人する反応
管と該反応管のＭｉ＃ｔ！ｉを加熱する１ル熱炉と該加
熱炉と反応管の一部を密閉する外管とよりな９、咄紀反
応管内に試料を設置してから該反応管内を減圧にすると
ともに該反応管と外管との内部を減圧状態にして反応管
を加熱して該反応管内に反応ガスを導入することを特徴
とする薄膜生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052769A JPS58169907A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 薄膜生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052769A JPS58169907A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 薄膜生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58169907A true JPS58169907A (ja) | 1983-10-06 |
Family
ID=12924066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57052769A Pending JPS58169907A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 薄膜生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58169907A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63249332A (ja) * | 1987-04-06 | 1988-10-17 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0897159A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-12 | Handotai Process Kenkyusho:Kk | エピタキシャル成長方法および成長装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5319181A (en) * | 1976-08-06 | 1978-02-22 | Hitachi Ltd | Low pressure reaction apparatus |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP57052769A patent/JPS58169907A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5319181A (en) * | 1976-08-06 | 1978-02-22 | Hitachi Ltd | Low pressure reaction apparatus |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63249332A (ja) * | 1987-04-06 | 1988-10-17 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0897159A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-12 | Handotai Process Kenkyusho:Kk | エピタキシャル成長方法および成長装置 |
| US5769942A (en) * | 1994-09-29 | 1998-06-23 | Semiconductor Process Laboratory Co. | Method for epitaxial growth |
| US6110290A (en) * | 1994-09-29 | 2000-08-29 | Semiconductor Process Laboratory Co. | Method for epitaxial growth and apparatus for epitaxial growth |
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