JPS60189924A - 気相反応容器 - Google Patents
気相反応容器Info
- Publication number
- JPS60189924A JPS60189924A JP59045818A JP4581884A JPS60189924A JP S60189924 A JPS60189924 A JP S60189924A JP 59045818 A JP59045818 A JP 59045818A JP 4581884 A JP4581884 A JP 4581884A JP S60189924 A JPS60189924 A JP S60189924A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- semiconductor substrate
- heat
- gas
- thermal conductivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
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】
産業上の利用分野
本発明は、気相反応容器、特に半導体工業で利用される
ｓｉ （シリコン）ウェハへの気相反応容器に関するも
のである。
ｓｉ （シリコン）ウェハへの気相反応容器に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
半導体工業においては、シリコン基板上に反応ガスを供
給して、その基板表面に反応物の膜を形成する工程があ
る。特に、その中でもエピタキシャル工程とはシリコン
単結晶基板を通常１０００℃以上の適当な温度に加熱し
ておき、四塩化硅素、又ハシクロールシラン、又はモノ
シランと水素との混合ガスを供給することによって、シ
リコン羊結晶膜を形成する工程である。
給して、その基板表面に反応物の膜を形成する工程があ
る。特に、その中でもエピタキシャル工程とはシリコン
単結晶基板を通常１０００℃以上の適当な温度に加熱し
ておき、四塩化硅素、又ハシクロールシラン、又はモノ
シランと水素との混合ガスを供給することによって、シ
リコン羊結晶膜を形成する工程である。
現在シリコン単結晶膜を形成するだめの加熱手段として
、主に高周波加熱が利用されている。しかしながら、近
年エピタキシャル工程での新たな課題であるオー トド
−ピングの低減については、減圧成長方式が効果的であ
るが、減圧中で高周波力ｎ熱を行なうと、プラズマが発
生し良質な単結晶膜が得られない。そこで減圧成長方式
における加熱手段として赤外線加熱が注目さ九でいる。
、主に高周波加熱が利用されている。しかしながら、近
年エピタキシャル工程での新たな課題であるオー トド
−ピングの低減については、減圧成長方式が効果的であ
るが、減圧中で高周波力ｎ熱を行なうと、プラズマが発
生し良質な単結晶膜が得られない。そこで減圧成長方式
における加熱手段として赤外線加熱が注目さ九でいる。
この赤外線加熱の方式を使用した従来のエピタキシャル
装置は、第１図にその具体構成を示すように、石英ベル
ジャ１とベース板２によって、完全に外気と遮断するこ
とができるようになっていて、ベース板２には反応ガス
を供給するだめのガス供給口３と、反応ガスを排出する
だめのガス排出口４が取り伺けられている。またベース
板２上には、半導体基板６を載せる基台６（以下サセプ
タと呼ぶ）が設置されている。また石英ベルジャ１の外
側は、半導体基板５を加熱するための赤外線ランプ７と
、赤外線ランプ７の光線を効率よく半導体基板６に照射
するように反射鏡８が取り付けられている。この構成装
置について説明すると、赤外線ランプ７によってサセプ
タ６と半導体基板５とが１０００’Ｃ以上の適当な温度
に加熱される。
装置は、第１図にその具体構成を示すように、石英ベル
ジャ１とベース板２によって、完全に外気と遮断するこ
とができるようになっていて、ベース板２には反応ガス
を供給するだめのガス供給口３と、反応ガスを排出する
だめのガス排出口４が取り伺けられている。またベース
板２上には、半導体基板６を載せる基台６（以下サセプ
タと呼ぶ）が設置されている。また石英ベルジャ１の外
側は、半導体基板５を加熱するための赤外線ランプ７と
、赤外線ランプ７の光線を効率よく半導体基板６に照射
するように反射鏡８が取り付けられている。この構成装
置について説明すると、赤外線ランプ７によってサセプ
タ６と半導体基板５とが１０００’Ｃ以上の適当な温度
に加熱される。
一方図示していないガス供給装置で、四塩化硅素等の反
応ガスとホスフィン等のドーピングガスとを所定の濃度
で水素ガスに混合し、この混合ガスがカス供給口３から
供給される。この混合ガスは、排出口４に向かって流れ
、この時サセプタ６および半導体基板６に接触して熱を
奪い所定温度以上に達した反応ガス分子が分解析出して
膜を形成する。こうして形成される膜の厚さ、および比
抵抗の均一性は半導体基板５の表面温度分布に大きく影
響される。特に半導体基板６の温度均一性が大きく損々
われだ場合には、スリップと呼ばれる結晶学的欠陥が発
生する。従って、良質外気相成長膜を得るためには、半
導体基板６を全面に渡って −均一な温度分布に保持す
ることが必要である。第１図において、このような半導
体基板６の温度分布は赤外線ランプ７から供給される熱
エネルギーと、半導体基板５か載置されているサセプタ
６の外周面からの放散熱エネルギーの平衡状態によって
決定される。特にこの放散熱エネルギーは１０ｏ ｏ
’ｃを越える高温体では表面輻射による熱放出量に犬き
く依存さ九る。第２図はサセプタ６の横断面上の熱の流
れを示した図であるが、この図において、サセプタ６の
上面は赤外線ランプ了から一定の輻射熱を受けている。
応ガスとホスフィン等のドーピングガスとを所定の濃度
で水素ガスに混合し、この混合ガスがカス供給口３から
供給される。この混合ガスは、排出口４に向かって流れ
、この時サセプタ６および半導体基板６に接触して熱を
奪い所定温度以上に達した反応ガス分子が分解析出して
膜を形成する。こうして形成される膜の厚さ、および比
抵抗の均一性は半導体基板５の表面温度分布に大きく影
響される。特に半導体基板６の温度均一性が大きく損々
われだ場合には、スリップと呼ばれる結晶学的欠陥が発
生する。従って、良質外気相成長膜を得るためには、半
導体基板６を全面に渡って −均一な温度分布に保持す
ることが必要である。第１図において、このような半導
体基板６の温度分布は赤外線ランプ７から供給される熱
エネルギーと、半導体基板５か載置されているサセプタ
６の外周面からの放散熱エネルギーの平衡状態によって
決定される。特にこの放散熱エネルギーは１０ｏ ｏ
’ｃを越える高温体では表面輻射による熱放出量に犬き
く依存さ九る。第２図はサセプタ６の横断面上の熱の流
れを示した図であるが、この図において、サセプタ６の
上面は赤外線ランプ了から一定の輻射熱を受けている。
一方、サセプタ６からの熱放出は、下方向へはベース板
２が遮熱板として作用し熱放散量を小さく、かつ均一に
することができる。しかしながらサセプタ６の外側面に
ついては遮熱されておらず、その表面温度に対応した大
量の熱が放出される。従ってサセプタ６の表面、即ち半
導体基板６の温度分布は、その外周部からサセプタ６の
外側面への大量の熱移動を伴なうために、中央部で温度
が高く外周で低いという分布となってしまう。このため
半導体基板６上にエヒリキンヤル成長させた膜厚は中央
に比べて端の方が薄いという欠点を有し、またそのこと
による結晶学的スリップなどの結晶欠陥を生じやすいと
いう欠点を有していた。
２が遮熱板として作用し熱放散量を小さく、かつ均一に
することができる。しかしながらサセプタ６の外側面に
ついては遮熱されておらず、その表面温度に対応した大
量の熱が放出される。従ってサセプタ６の表面、即ち半
導体基板６の温度分布は、その外周部からサセプタ６の
外側面への大量の熱移動を伴なうために、中央部で温度
が高く外周で低いという分布となってしまう。このため
半導体基板６上にエヒリキンヤル成長させた膜厚は中央
に比べて端の方が薄いという欠点を有し、またそのこと
による結晶学的スリップなどの結晶欠陥を生じやすいと
いう欠点を有していた。
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑み赤外線ランプを用いて、簡単
な構成で半導体基板上により均一な膜厚を得るだめの気
相反応容器を提供することにある。
な構成で半導体基板上により均一な膜厚を得るだめの気
相反応容器を提供することにある。
発明の構成
本発明の気相反応容器は、ガス供給口と、ガスを排出す
る排気口と、外気を遮断し少なくとも一方は光を透過す
ることのできる材質よりなる壁面部材と、前記壁面部材
の外側にあって、前記壁面部材の光を透過する部分を通
して加熱光線を内部に照射する輻射加熱手段と、前記壁
面部材の内側にあって、気相成長膜を形成する基板を載
置する基台と、前記基台の外周を囲むように置かれ、か
つ高さが前記基台の高さとほぼ一致するような補助基台
とから構成されており、半導体基板上に均一な膜を成長
させることかできるという特有の効果を有する。
る排気口と、外気を遮断し少なくとも一方は光を透過す
ることのできる材質よりなる壁面部材と、前記壁面部材
の外側にあって、前記壁面部材の光を透過する部分を通
して加熱光線を内部に照射する輻射加熱手段と、前記壁
面部材の内側にあって、気相成長膜を形成する基板を載
置する基台と、前記基台の外周を囲むように置かれ、か
つ高さが前記基台の高さとほぼ一致するような補助基台
とから構成されており、半導体基板上に均一な膜を成長
させることかできるという特有の効果を有する。
実施例の説明
以下に本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第３図は本発明の一実施例の反応容器の断面図
である。反応室９は、内部に水冷溝１ｏが施されたステ
ンレス等の耐熱耐食性金属より成る壁面部材１１と上部
開閉ブロック１２とから構成されている。この上部開閉
ブロック１２には、内部に赤外線ランプヒーターユニッ
ト１３が設置されており、更にこの赤外線ランプヒータ
ーユニット１３に近接した位置に透明石英プレート１４
がＯリング等の既知のガスシール手段を介して固定具１
５により固定されている。この上部開閉ブロックには上
下昇降動作が可能であり、上方へ持ち上げることによっ
て、反応室上部が開口し、半導体基板１６０投入、取出
しが行える。また、この上部開閉ブロック１２を降下さ
せＱ ＋、１ングを挾んで壁面部拐１１に接触する位置
に固定することで、夕（気から完全に遮断された気密室
が構成される。またこの反応室９の一端にはガス供給装
置（図示せず）から伸びたガス供給管１７が結合された
ガス供給口１８と、更に他端には排気管１９が結合され
ている排気口２ｏとが備え付けら扛ている。反応室９の
内部には半導体基板１６を載置し７、グラファイト等の
熱伝導率の大きい材質よりなるサセプタ２１が透明石英
グレート１４を挾んで赤外線ランプヒーターユニット１
３に対向した位置に設置されている。更に２２は第４図
に示しているように、サセプタ２１の外周を囲むような
リング状の不透明石英よりなる補助基台（以下石英板と
表記する）であり、サセプタ２１の高さとほぼ一致する
よう々高さである。
明する。第３図は本発明の一実施例の反応容器の断面図
である。反応室９は、内部に水冷溝１ｏが施されたステ
ンレス等の耐熱耐食性金属より成る壁面部材１１と上部
開閉ブロック１２とから構成されている。この上部開閉
ブロック１２には、内部に赤外線ランプヒーターユニッ
ト１３が設置されており、更にこの赤外線ランプヒータ
ーユニット１３に近接した位置に透明石英プレート１４
がＯリング等の既知のガスシール手段を介して固定具１
５により固定されている。この上部開閉ブロックには上
下昇降動作が可能であり、上方へ持ち上げることによっ
て、反応室上部が開口し、半導体基板１６０投入、取出
しが行える。また、この上部開閉ブロック１２を降下さ
せＱ ＋、１ングを挾んで壁面部拐１１に接触する位置
に固定することで、夕（気から完全に遮断された気密室
が構成される。またこの反応室９の一端にはガス供給装
置（図示せず）から伸びたガス供給管１７が結合された
ガス供給口１８と、更に他端には排気管１９が結合され
ている排気口２ｏとが備え付けら扛ている。反応室９の
内部には半導体基板１６を載置し７、グラファイト等の
熱伝導率の大きい材質よりなるサセプタ２１が透明石英
グレート１４を挾んで赤外線ランプヒーターユニット１
３に対向した位置に設置されている。更に２２は第４図
に示しているように、サセプタ２１の外周を囲むような
リング状の不透明石英よりなる補助基台（以下石英板と
表記する）であり、サセプタ２１の高さとほぼ一致する
よう々高さである。
第５図は、ザセプ□′夕２１と石英板２２の横断面上の
熱の流れを示した図である。
熱の流れを示した図である。
サセプタ２１の外周に石英板２２を置くことによシ、こ
の石英板２２が遮熱板として働く。すなわち、石英板２
２は上面からは赤外線ランプヒーターユニット１３から
の輻射熱を受け一１内側からはサセプターからの熱放出
を受け、下面と外側へだけ熱の放出がある。しかし、石
英板２２は熱伝導率が小さいため外側に比べて内側はよ
り高温となっている。そのためサセプタ６の側面からの
熱の放出量は第２図に比べると少なくなり、サセプタ６
上では均一な温度分布がイ↓Ｉら１１る。
の石英板２２が遮熱板として働く。すなわち、石英板２
２は上面からは赤外線ランプヒーターユニット１３から
の輻射熱を受け一１内側からはサセプターからの熱放出
を受け、下面と外側へだけ熱の放出がある。しかし、石
英板２２は熱伝導率が小さいため外側に比べて内側はよ
り高温となっている。そのためサセプタ６の側面からの
熱の放出量は第２図に比べると少なくなり、サセプタ６
上では均一な温度分布がイ↓Ｉら１１る。
以上のように石英板２２でサセプタ２１の夕１局を囲む
ように設置することにより、以前に比べて均一な成長膜
を得ることができた。
ように設置することにより、以前に比べて均一な成長膜
を得ることができた。
なお本実施例において、石英板２２はエピタキシャル成
長ガスに対して非反応物質でかつ熱伝導率の小さい物質
でできていればどのような材質でもよい。また形状もサ
セプター２１が丸形であるため本実施例ではリング状と
しだが、サセプタ２１の側面を一定の間隔をあけて囲む
ことができれば、どのような形状でもよい。
長ガスに対して非反応物質でかつ熱伝導率の小さい物質
でできていればどのような材質でもよい。また形状もサ
セプター２１が丸形であるため本実施例ではリング状と
しだが、サセプタ２１の側面を一定の間隔をあけて囲む
ことができれば、どのような形状でもよい。
まだ本実施例は、エピタキシャル成長に適用したもので
あるが、エピタキシャル成長に限らず、他の気相成長に
も適用できることはいうまでもない。
あるが、エピタキシャル成長に限らず、他の気相成長に
も適用できることはいうまでもない。
発明の効果
以上のように、本発明においては、サセプタの外周面に
石英板を設置することにより半導体基板上により均一な
膜を成長させることができ、また半導体基板上でより均
一な温度が得られたことから、結晶学的なスリップが低
減しその実用的効果は犬なるものがある。
石英板を設置することにより半導体基板上により均一な
膜を成長させることができ、また半導体基板上でより均
一な温度が得られたことから、結晶学的なスリップが低
減しその実用的効果は犬なるものがある。
第１図は、従来の赤外線ランプを用いたエピタキシャル
成長容器の断面図、第２図はサセプタの横断面上の熱の
ｍ、わを示した説明図、第３図は本発明の一実施例にお
ける赤外線ランプを用いたエピタキシャル成長容器の断
面図、第４図は石英板の斜視図、第５図はサセプタの側
面に石英板を置いた場合のサセプタの横断面上の熱の流
れを示した説明図である。 ９・・・・・反応室、１３・・・・・・赤外線ランプヒ
ーターユニット、１４・−・・透明石英プレート、１６
・・・・・半導体基板、１８・・・−ガス供給口、２０
・・・・・ガス排気口、２１・・・サセプタ、２２・・
・・石英板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 舅゛ほか１名第
２ 図 第 ４ 南 第５図
成長容器の断面図、第２図はサセプタの横断面上の熱の
ｍ、わを示した説明図、第３図は本発明の一実施例にお
ける赤外線ランプを用いたエピタキシャル成長容器の断
面図、第４図は石英板の斜視図、第５図はサセプタの側
面に石英板を置いた場合のサセプタの横断面上の熱の流
れを示した説明図である。 ９・・・・・反応室、１３・・・・・・赤外線ランプヒ
ーターユニット、１４・−・・透明石英プレート、１６
・・・・・半導体基板、１８・・・−ガス供給口、２０
・・・・・ガス排気口、２１・・・サセプタ、２２・・
・・石英板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 舅゛ほか１名第
２ 図 第 ４ 南 第５図
Claims (1)
- ガス供給口と、ガスを排出する排気口と、外気を遮断し
少なくとも一方は光を透過することのできる拐質より々
る壁面部材と、前記壁面部材の外側にあって、前記壁面
部材の光を透過する部分を通して加熱光線を内部に照射
する輻射加熱手段と、前記壁面部材の内側にあって、気
相成長膜を形成する基板を載置し、グラファイト等の熱
導率の大きな材質よシなる基台と、前記基台の外周を囲
むように置かれ、かつ高さが前記基台の高さとほぼ一致
し、不透明石英等の熱伝導率の小さな拐質よりなる補助
基台とからなる気相反応容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045818A JPH0611031B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 気相反応容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045818A JPH0611031B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 気相反応容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189924A true JPS60189924A (ja) | 1985-09-27 |
| JPH0611031B2 JPH0611031B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=12729823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59045818A Expired - Lifetime JPH0611031B2 (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 気相反応容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611031B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269932A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Hitachi Ltd | 半導体ウェハの熱処理装置、及び熱処理方法 |
| US5446824A (en) * | 1991-10-11 | 1995-08-29 | Texas Instruments | Lamp-heated chuck for uniform wafer processing |
-
1984
- 1984-03-09 JP JP59045818A patent/JPH0611031B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269932A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Hitachi Ltd | 半導体ウェハの熱処理装置、及び熱処理方法 |
| US5446824A (en) * | 1991-10-11 | 1995-08-29 | Texas Instruments | Lamp-heated chuck for uniform wafer processing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611031B2 (ja) | 1994-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104205320B (zh) | 强化基板加热控制的有无基座式基板支座的基板处理系统 | |
| US5892886A (en) | Apparatus for uniform gas and radiant heat dispersion for solid state fabrication processes | |
| US5493987A (en) | Chemical vapor deposition reactor and method | |
| US5751896A (en) | Method and apparatus to compensate for non-uniform film growth during chemical vapor deposition | |
| JP7828348B2 (ja) | 半導体ウエハリアクタ中の輻射熱キャップのためのシステムと方法 | |
| JPS60161616A (ja) | 半導体ウエハの赤外線加熱装置 | |
| US5913974A (en) | Heat treating method of a semiconductor single crystal substrate | |
| JP3206375B2 (ja) | 単結晶薄膜の製造方法 | |
| JPS60189927A (ja) | 気相反応容器 | |
| JPS5936927A (ja) | 半導体気相成長装置 | |
| JPS60189924A (ja) | 気相反応容器 | |
| JPH0430514A (ja) | 熱ｃｖｄ装置 | |
| JPS59149020A (ja) | 縦型反応炉 | |
| JPH0544825B2 (ja) | ||
| EP0162111A1 (en) | Method and apparatus for chemical vapor deposition | |
| JPS6185820A (ja) | 気相成長容器 | |
| JP2525348B2 (ja) | 気相成長方法および装置 | |
| JPH0545052B2 (ja) | ||
| JPS622614A (ja) | 赤外線加熱装置 | |
| EP0320971B1 (en) | Epitaxial growth apparatus | |
| JPH0638402B2 (ja) | 気相反応容器 | |
| JPS63181414A (ja) | 半導体膜形成装置 | |
| JPS6358925A (ja) | 気相表面処理反応装置 | |
| JPS62154616A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPS62239522A (ja) | 半導体結晶製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |