JPS59150417A - 気相成長方法およびその装置 - Google Patents
気相成長方法およびその装置Info
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- JPS59150417A JPS59150417A JP58018191A JP1819183A JPS59150417A JP S59150417 A JPS59150417 A JP S59150417A JP 58018191 A JP58018191 A JP 58018191A JP 1819183 A JP1819183 A JP 1819183A JP S59150417 A JPS59150417 A JP S59150417A
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- vapor phase
- phase growth
- reaction chamber
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- 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
- C23C16/455—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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
-
- 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
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- 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
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- C23C16/455—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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
-
- 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
- H10P14/3402—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
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は気相成長方式により半導体単結晶ウェハにエ
ピタキシャル気相成長を施す方法と、この方法を施すの
に用いられる気相成長装置の改良に関する。
ピタキシャル気相成長を施す方法と、この方法を施すの
に用いられる気相成長装置の改良に関する。
従来、半導体単結晶ウェハ（以降ウェハと略称）に気相
成長な施すのに第１図に示す竪型の気相成長装置によっ
て、例えばシリコンのウェハを加熱し、この主面にモノ
シラン（８ｉ）１．）を送ゆ熱分解Ｓ ｉ Ｈ，Ｓｉ
＋ ２Ｈ。
成長な施すのに第１図に示す竪型の気相成長装置によっ
て、例えばシリコンのウェハを加熱し、この主面にモノ
シラン（８ｉ）１．）を送ゆ熱分解Ｓ ｉ Ｈ，Ｓｉ
＋ ２Ｈ。
シリコンを析出させ、オートドーピングの少ないシリコ
ン成長層を形成していた。この装置は図示の如く、基台
（１）の上面に石英のベルジャ（２）を密接させ形成さ
れた反応室（３）内にヒータ（４）によって加熱される
サセプタ（５）を設け、この上面にウェハ（６）。
ン成長層を形成していた。この装置は図示の如く、基台
（１）の上面に石英のベルジャ（２）を密接させ形成さ
れた反応室（３）内にヒータ（４）によって加熱される
サセプタ（５）を設け、この上面にウェハ（６）。
（６）・・・を並べ載せる。このサセプタはその筒状の
支持軸（５ａ）が基台を貫通して設けられ回転運動が与
えられる。また、サセプタの支持軸（５ａ）の内部には
これと同軸に気相成長用ガス管（７）が設けられ、その
下端は気相成長ガス源（図示省略）に接続され、かつ、
反応室内ではサセプタ（５）より上方へ突出し、突出部
の周面に多数の開孔（７ａ）、（’ｙａ）・・・が設け
られている。これらの開孔群によって気相成長ガスをウ
ェハ上に流してウエノ１にエピタキシャル成長を施し、
反応室の底部、例えば基台の周端部のガス排出【コｆ）
り、ｆ８）・・・から排出される。また、ベルジャ（２
）の上部には温度機側用窓（２ａ）を備え、透明石英板
（２ｂ）で封止されている。この石英板に接して温度セ
ンサ（９）が設けらハ、ウニ／Ｓ、サセプタなどの被加
熱体からのふく射光の中の特定波長を測定し、加熱をコ
ントロールするようになっている。なお、図中（４ａ）
はヒータ１のコントローラで上記温度センサで設定され
た温度にヒータがコントロールされる。
支持軸（５ａ）が基台を貫通して設けられ回転運動が与
えられる。また、サセプタの支持軸（５ａ）の内部には
これと同軸に気相成長用ガス管（７）が設けられ、その
下端は気相成長ガス源（図示省略）に接続され、かつ、
反応室内ではサセプタ（５）より上方へ突出し、突出部
の周面に多数の開孔（７ａ）、（’ｙａ）・・・が設け
られている。これらの開孔群によって気相成長ガスをウ
ェハ上に流してウエノ１にエピタキシャル成長を施し、
反応室の底部、例えば基台の周端部のガス排出【コｆ）
り、ｆ８）・・・から排出される。また、ベルジャ（２
）の上部には温度機側用窓（２ａ）を備え、透明石英板
（２ｂ）で封止されている。この石英板に接して温度セ
ンサ（９）が設けらハ、ウニ／Ｓ、サセプタなどの被加
熱体からのふく射光の中の特定波長を測定し、加熱をコ
ントロールするようになっている。なお、図中（４ａ）
はヒータ１のコントローラで上記温度センサで設定され
た温度にヒータがコントロールされる。
次に、気相成長用ガス管（７）の構造を第２図に示す。
同図（、）は側面を、同図（ｂ）は軸方向の断面を夫々
示し、いずれも石英で形成されその構成はすでに述べた
ところである。
示し、いずれも石英で形成されその構成はすでに述べた
ところである。
叙上の気相成長によれば気相成長の進行に伴ない観測用
窓の内側の面に気相成長物、例えばシリコンが堆積し、
温度センサに入る被加熱体からのふく射光が吸収される
。その結果、測定された温度が実際の温度と異なゆ、低
く観１１１１１されるので温度制御が不能になるという
重大ガ欠点がある。
窓の内側の面に気相成長物、例えばシリコンが堆積し、
温度センサに入る被加熱体からのふく射光が吸収される
。その結果、測定された温度が実際の温度と異なゆ、低
く観１１１１１されるので温度制御が不能になるという
重大ガ欠点がある。
次に、観測用窓を含むベルジャの上部内面に堆積された
シリコンの膜は剥離しやすく、シリコン屑（ダスト）と
なって反応室内を浮遊してウェハ上にも落下する。この
ためマウンドなどの結晶欠陥の核になる重大な欠点があ
る。
シリコンの膜は剥離しやすく、シリコン屑（ダスト）と
なって反応室内を浮遊してウェハ上にも落下する。この
ためマウンドなどの結晶欠陥の核になる重大な欠点があ
る。
この発明は上記従来の欠点に鑑みて半導体ウェハに対す
る気相成長方法とこれに用いる装置とを改良するもので
ある。。
る気相成長方法とこれに用いる装置とを改良するもので
ある。。
この発明は気相成長装置によって半導体ウェハに気相成
長を施すにあたり、反応室上部の内面に耐着する気相成
長物をパージすることを特徴とする気相成長方法であり
、さらに、上記気相成長を施すのに用いられる装置の改
良構造を提供する。
長を施すにあたり、反応室上部の内面に耐着する気相成
長物をパージすることを特徴とする気相成長方法であり
、さらに、上記気相成長を施すのに用いられる装置の改
良構造を提供する。
次にこの発明を１実施例につき図面を参照し装置によっ
て相違点を説明する。なお、従来と変わらない部分は図
面において従来と同じ符号を附して示し説明を省略する
。
て相違点を説明する。なお、従来と変わらない部分は図
面において従来と同じ符号を附して示し説明を省略する
。
１実施例を示す第３図とそのガス導入管部を示す第４図
において、ガス導入が２重管構造で基台（１）の中央を
垂直に頁通させたガス導入管りによって行なわれる方式
であり、ガス導入管は石英、またはＳｉＣのような耐熱
材で形成され、その内管（ｌｌａ）は下（ｌ晶からパー
ジ用ガスの一例の１１２ガスを導入し、開放された頂端
からベルジャ（２）内面の頂部に噴射し、不所望に付着
した気相成長物をパージさせ、ガス排出口（８）から排
出する。また外管（１１ｂ）は頂部が反応ガス偏向板（
ｌｉｅ）で閉塞され、かつ並べられたウェハ群が占める
平面より上方に成長ガスをウェハ上方に噴出する開孔（
１１ｄ）、（１１ａ）・・・が設けられ、ウェハ上方に
ガスをフローさせ気相成長雰囲気を形成する。上記内管
の径の大きさ、高さ、パージ用ガス量などは反応室の寸
法に対応させてきめる。
において、ガス導入が２重管構造で基台（１）の中央を
垂直に頁通させたガス導入管りによって行なわれる方式
であり、ガス導入管は石英、またはＳｉＣのような耐熱
材で形成され、その内管（ｌｌａ）は下（ｌ晶からパー
ジ用ガスの一例の１１２ガスを導入し、開放された頂端
からベルジャ（２）内面の頂部に噴射し、不所望に付着
した気相成長物をパージさせ、ガス排出口（８）から排
出する。また外管（１１ｂ）は頂部が反応ガス偏向板（
ｌｉｅ）で閉塞され、かつ並べられたウェハ群が占める
平面より上方に成長ガスをウェハ上方に噴出する開孔（
１１ｄ）、（１１ａ）・・・が設けられ、ウェハ上方に
ガスをフローさせ気相成長雰囲気を形成する。上記内管
の径の大きさ、高さ、パージ用ガス量などは反応室の寸
法に対応させてきめる。
次に、第５図に示すガス導入管イはベルジャの頂部にパ
ージ用ガスを有効に噴射させるためにガス導入管の頂部
を長くシ、外管（１２ａ）に対しては第４図に示した反
応ガス偏向板の位置に外管仕切り板（１２ｂ）を備えた
ものである。
ージ用ガスを有効に噴射させるためにガス導入管の頂部
を長くシ、外管（１２ａ）に対しては第４図に示した反
応ガス偏向板の位置に外管仕切り板（１２ｂ）を備えた
ものである。
ま、た、第６図に示すガス導入管（（ト）は−上記第５
図に示した内管が、これと外管仕切り板との交差部から
上方を欠く構造である。
図に示した内管が、これと外管仕切り板との交差部から
上方を欠く構造である。
さらに、第７図に示すガス導入管側は第５図に示した構
造のガス導入管の外管が外管仕切り板を端部とし、上部
を欠く外管（１４ａ）構造をなすものである。
造のガス導入管の外管が外管仕切り板を端部とし、上部
を欠く外管（１４ａ）構造をなすものである。
この発明によれはウェハに気相成長を施すにあたって、
気相成長雰囲気の微小塵が付着し、これを核として生成
する結晶欠陥のマウンド不良が激、減［また。すなわち
、従来に比しマウンド・フリー率は６０〜８０チから９
５〜１００％程度に向上をみた。なお、上記マウンド・
フリー率は次式によ考表わされるものである。
気相成長雰囲気の微小塵が付着し、これを核として生成
する結晶欠陥のマウンド不良が激、減［また。すなわち
、従来に比しマウンド・フリー率は６０〜８０チから９
５〜１００％程度に向上をみた。なお、上記マウンド・
フリー率は次式によ考表わされるものである。
ウェハチャージ枚数
次に、気相成長の膜厚や抵抗率の精度向上をみると、正
確な温度設定が可能となり、これにより膜厚、抵抗率の
制御性が向−卜し、特にロフト間のばらつき、再現性が
顕著に向−ヒをみた。このロフト間ばらつきは従来のガ
ス導入管使用時に比し、±５〜７％程度から±１〜３チ
程度に向上をみた。
確な温度設定が可能となり、これにより膜厚、抵抗率の
制御性が向−卜し、特にロフト間のばらつき、再現性が
顕著に向−ヒをみた。このロフト間ばらつきは従来のガ
ス導入管使用時に比し、±５〜７％程度から±１〜３チ
程度に向上をみた。
さらに、装置として従来の拠ベルジャ壁への気相成長物
（シリコン屑）が低減し、ベルジャの洗浄回数が低減で
き、装置の保守が容易になった。
（シリコン屑）が低減し、ベルジャの洗浄回数が低減で
き、装置の保守が容易になった。
この発明は装置の改造が少くて達成できる経済的利点と
、実施、が容易である利点も備える。
、実施、が容易である利点も備える。
第１図は従来の気相成長装置の断面図、第２図は第１図
のガス導入管を示す図（ａ）は側面図、図（ｂｌは断面
図、第３図以降は本発明にががり、第３図は１実施例の
装置の断面図、第４図は第３図のガス導入管を傘春示１
−図（ａ）け＃ｊＩ） １ｉ７ｉ ［１、Ｉｘｌ （ｔ
、ｌ ｕ Ｗｆｒ 面図、第５図、第６図および第７図
はいずｎ、も夫々が実施例のガス導入管を示す断面１ツ
１である。 １ （反応室の）基台 ２ （反応室の）ベルジャ ３ 反応室 ４ ヒータ ４ａ ヒータのコントローラ５
サセプタ ５３ サセプタの支持軸 ８ ガス排出口 ９ 温度センサ １１、−１２．１３．１４ ガス導入管１１ａ
ガス導入管の内管 ｉｉｂ、 １４ａ ガス導入管の外管１１ｄ、
ｌｉｄ・・・ 透孔 １２ｂ 外管仕切り板 代理人 弁理士 丼 士 −男 第 １ 図 第 ２ 図 αυ （ｂ） 第 ・１ 図 （σ’ ｔｂ） １ｊ 第 ５ 図 第 ６ 図 一疾 ｔ’ｌ、ｄ
のガス導入管を示す図（ａ）は側面図、図（ｂｌは断面
図、第３図以降は本発明にががり、第３図は１実施例の
装置の断面図、第４図は第３図のガス導入管を傘春示１
−図（ａ）け＃ｊＩ） １ｉ７ｉ ［１、Ｉｘｌ （ｔ
、ｌ ｕ Ｗｆｒ 面図、第５図、第６図および第７図
はいずｎ、も夫々が実施例のガス導入管を示す断面１ツ
１である。 １ （反応室の）基台 ２ （反応室の）ベルジャ ３ 反応室 ４ ヒータ ４ａ ヒータのコントローラ５
サセプタ ５３ サセプタの支持軸 ８ ガス排出口 ９ 温度センサ １１、−１２．１３．１４ ガス導入管１１ａ
ガス導入管の内管 ｉｉｂ、 １４ａ ガス導入管の外管１１ｄ、
ｌｉｄ・・・ 透孔 １２ｂ 外管仕切り板 代理人 弁理士 丼 士 −男 第 １ 図 第 ２ 図 αυ （ｂ） 第 ・１ 図 （σ’ ｔｂ） １ｊ 第 ５ 図 第 ６ 図 一疾 ｔ’ｌ、ｄ
Claims (2)
- （１）反応室内のサセプタ上に半導体ウェハ金水平に並
べ加熱し、気相成長ガスを流してエピタキシャル気相成
長を施すにあたり、反応室上部の内面に耐着する気相成
長物をパージするパージ用ガスを噴射しつつ施すことを
特徴とする気相成長方法。 - （２）基台の上面に耐熱材で形成されたベルジャを密接
させて反応室を形成しこの反応室内に並べ加熱された半
導体ウェハに気相成長ガスを流してエピタキシャル気相
成長を施す気相成長装置における上記雰囲気形成のため
のガス導入管を基台を貫通させて反応室の中央に２重管
で導入し、その内管が上端を開放させベルジャ内面にパ
ージ用ガスを噴射するパージガス管、その外管が周面に
複数の開口を有して半導体ウェハ上に気相成長ガスを噴
出する成長ガス管に夫々形成されていることを特徴とす
る気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58018191A JPS59150417A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 気相成長方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58018191A JPS59150417A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 気相成長方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150417A true JPS59150417A (ja) | 1984-08-28 |
Family
ID=11964725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58018191A Pending JPS59150417A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 気相成長方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150417A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003034463A3 (en) * | 2001-10-15 | 2003-06-19 | Lam Res Corp | Tunable multi-zone gas injection system |
| US8025731B2 (en) | 1998-12-30 | 2011-09-27 | Lam Research Corporation | Gas injection system for plasma processing |
| US8143147B1 (en) | 2011-02-10 | 2012-03-27 | Intermolecular, Inc. | Methods and systems for forming thin films |
| US8580670B2 (en) | 2009-02-11 | 2013-11-12 | Kenneth Scott Alexander Butcher | Migration and plasma enhanced chemical vapor deposition |
| JP2020139208A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社フェローテックマテリアルテクノロジーズ | 膜構造体製造方法および膜構造体 |
-
1983
- 1983-02-08 JP JP58018191A patent/JPS59150417A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8025731B2 (en) | 1998-12-30 | 2011-09-27 | Lam Research Corporation | Gas injection system for plasma processing |
| WO2003034463A3 (en) * | 2001-10-15 | 2003-06-19 | Lam Res Corp | Tunable multi-zone gas injection system |
| US9051647B2 (en) | 2001-10-15 | 2015-06-09 | Lam Research Corporation | Tunable multi-zone gas injection system |
| US10403475B2 (en) | 2001-10-15 | 2019-09-03 | Lam Research Corporation | Tunable multi-zone gas injection system |
| US8580670B2 (en) | 2009-02-11 | 2013-11-12 | Kenneth Scott Alexander Butcher | Migration and plasma enhanced chemical vapor deposition |
| US9045824B2 (en) | 2009-02-11 | 2015-06-02 | Kenneth Scott Alexander Butcher | Migration and plasma enhanced chemical vapor deposition |
| US8143147B1 (en) | 2011-02-10 | 2012-03-27 | Intermolecular, Inc. | Methods and systems for forming thin films |
| JP2020139208A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社フェローテックマテリアルテクノロジーズ | 膜構造体製造方法および膜構造体 |
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