JPS60253213A - 気相成長装置およびその装置による気相成長方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体基板上にエピタキシャル膜を生長させる
気相成長装置およびその装置を用いた気相成長方法に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

気相成長装置としてはたとえば第１図に示すようなもの
が知られている。すなわち、図中１はペースで、このペ
ース１上には石英製のペルツヤ２が載置され、反応室３
が構成されている。

また、前記反応室３内にはＳ１Ｃ“がコーティングされ
たカービン製のサセプタ４が設けられ、このサセプタ４
は回転可能に支持されている。

このサセプタ４上には複数枚のウェハ６・・・が載置さ
れている。また、上記サセプタ４の下部には高周波加熱
用のコイル７が設けられ、さらに、上記ペース１および
サセプタ４を貫通する石英円筒管からなるノズル８が設
けられている。このノズル８の−Ｆ端部は板体９によっ
て封止され、さらに、上部にはその周方向に複数の噴出
孔１０・・・が上、下数段に穿設されている。

しかして、ウェハ６の表面にエピタキシャル膜を形成す
る場合にはまず、ノズル８の噴出孔１０・、・・からＮ
２ガスを噴出させて排気口１２から排気することにより
反応室内を窒素ガス置換し次いでＨ，ガスを噴出させ、
水素ガス置換した後その算囲気中にてコイル７により、
ウェハ６・・・を１２００℃付近まで昇温させる。しか
るのち、前記Ｈ１ガスを希釈ガスとして８１（Ｊ４ある
いは８１Ｈ２Ｃ１ｌ＊あるいはＳｉＨ，およびＰＨ３あ
るいはＢ、　Ｈ，などの反応ガスを供給する。これによ
り、ウェハ６の上側表面にシリコンのエピタキシャル膜
が成長、形成されることになる。

ところで、この膜形成時には露出したサセプタ４の上側
表面およびベルジャ２の内側壁さらに天上部壁にはシリ
コンの多結晶膜が形成される。

しかしながら、ベルジャ２の内壁に付着する多結晶膜は
ベルジヤ２自体が比較的低湿（１００〜５００℃）であ
ることから、膜の緻密性が悪く、また、接着力も弱い。

このため、これらの付着膜を除去することなく、連続し
て装置を稼動していった場合、付着膜は容易に剥れ落ち
ウェハ６上に再付着し、エピタキシャル膜の結晶欠陥お
よび突起の発生につながる。

なお、第１図において、ベルジャ２の上部外側にはサセ
プタ４からの赤外線輻射光を検知し、高周波電源へのフ
ィードバックを行うための赤外線輻射温度計１１が設け
られているがこれはあくまで石英ベルジャ２が透明であ
ることを前提としており、石英ベルジャ２の内壁面に多
結晶シリコン膜が付着した場合には当然測定温度に信頼
性がなくなる。ベルジャ２への膜の付着はソースガスの
種類、ベルジャ２、ノズル８の形状、ガスの流量などに
よっても変化する。

５ｉＣ１４においては、ガスの還元反応が低温において
は進まないため、膜の付着は僅かである。

しかし、５ＩＨ４，５ｉＨ２Ｃ１２においては、ガスの
熱分解あるいは還元反応が比較的低温においても生じる
ため、ベルジャへの付着反応生成物の問題解決は重要と
なる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的
とするところは、反応室の内壁面への反応生成物の堆積
を防止できるようにした気相成長装置およびその装置に
よるより好しい気相成長方法を提供しようとするもので
ある。

５− 〔発明の概要〕 本発明は上記目的を達成するため、反応室内にエピタキ
シャル膜形成用の反応ガスを供給する第１のノズルとは
別に、エツチング用のＨＣｅガスを反応室の内壁面に向
けて供給する第２のノズルを設けたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第２図に示す一実施例を参照して説明す
る。なお、第１図に示した部分と同一部分については同
一番号を付してその説明を省略する。反応室３内には、
希釈ガスＨ２と反応ガス（たとえばｊ９１　Ｃ１４ガス
）を供給する第１のノズル８とともに第２のノズル２１
が設けられている。この第２のノズル２１の噴出孔２２
はベルジャ２の内周側壁面に対向されＨＣＩ　＋ａ。

の混合ガスを噴出させるようになっている。

また、この第２のノズル２１は上下動自在に設けられ、
図示しない調整機構によりその高さを調整できるととも
にガス流量も調整できるようになっており、最適な条件
を設定できるよう６一 構成されている。

しかして、ウェハ６の表面にエピタキシャル膜を形成す
る場合には、第１のノズル８からＨ２ト反応ガスが供給
されるとともに第２のノズル２ノからＨ２とＨＣｌガス
が供給される。このとき、第２のノズル２ノから供給さ
れるガスはベルジャ２の内側壁面に向かいかつ上方へ噴
出されたのちベルジャ２の内側壁面に沿って上方へ流れ
、第１のノズル８から噴出される反応ガスの上方で循環
し、反応ガスと共に排気口１２がら排気される。このガ
スの流れにより、第１のノズル８から供給されてベルジ
ャ２の内側壁面に向かう反応ガスの流れは規制され、ベ
ルジャ２の内側壁面への接触が抑制されるとともにＨＣ
ｌガスのＳｉエツチング効果がベルジャ２の内壁面に対
して作用する。

このように、反応ガスの流れが規制され、また、Ｓｌエ
ツチング効果が作用することにより、ベルジャ２の内壁
面への反応生成物の付着は抑制されることになる。

なお、本発明は上記一実施例に限られるものではなく、
第３図に示すように、第１のノズル８内に第２のノズル
３１を挿通させて、その噴出口２２をベルジャ２の天井
壁面に対向させて、Ｈ２とＨＣｌガスを噴出させるよう
にしても上記一実施例と同様の作用効果を奏する。

前述した実施例では第２のノズル２１　、３１からのＨ
Ｃｌガスの噴出を、第１のノズル８からの反応ガスの噴
出と同時に行なう例を示したが、これに限らず、内壁面
への付着膜の発生の程度により、第２のノズル２１．３
１からのＨＣｌガスの噴出を間欠的に行なったり、さら
には反応ガスの供給の前または後に前記第２のノズル２
１．３１からＨＣｌガスを噴出させてすでに付着してい
る付着膜を除去して、該層が実質的に害を及ぼさない程
度に押えるようにしてもよい。

さらに、本発明は種々の方式の気相成長装置に適用でき
ることは言うまでもなく、その他要旨の範囲内で種々変
形実施可能なことは勿論のことである。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、反応室内にエピタキシャ
ル膜形成用の反応ガスとは別にＨ（Ｊガスを供給してこ
のＨ（ＪガスのＳｉエツチング効果により反応室の内壁
面への反応生成物の堆積を防止するようにしたため、装
置稼動率および製品歩留りを向上できる。

また、第２のノズルからのＨＣｌガスの供給を反応ガス
とともに行なえば、ＨＣｌガスのＳｉエツチング効果と
ともにＨＣ／ガスの流れにより反応室の内壁面に向かう
反応ガスの流れを規制でき、より一層、確実に反応生成
物の付着を抑制できるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は如来例を示す側断面図、第２図は本発明の一実
施例である気相成長装置を示す側断面図、第３図は本発
明の他の実施例を示す側断面図である。 ６・・・ウェハ（半導体基板）、３・・・反応室、８・
・・第１のノズル、２１．３１・・・第２のノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）反応室と、この反応室内にエピタキシャル膜形成
   用の反応ガスを供給する第１のノズルと、前記反応室内
   にその内壁面に向ってＨ（Ｊがスを供給する第２のノズ
   ルとを具備したことを特徴とする気相成長装置。 （２Ｊ　第２のノズルはＨＣｌガスを反応室の内側壁面
   に内かって供給することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の気相成長装置。 （３）第２のノズルはＨＣｌガスを反応室の天井面に向
   かって供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の気相成長装置。 （４ン　第２のノズルはその位置およびＨＣｌガスの供
   給量が調整可能であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項〜第３項いずれか１項に記載の気相成長装置。 〔５）反応室内に半導体基板を置き、反応室内に設けら
   れた第１のノズルからエピタキシャル膜形成用の反応ガ
   スを供給するとともに、前記反応室内にその内壁面に向
   けて設けられた第２のノズルからＨ（Ｊガスを供給して
   気相成長を行なうことを特徴とする気相成長方法。 （６３ＨＣｌガスの供給を反応ガスの供給と同期して行
   なうことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の気相
   成長方法。 （７Ｊ　Ｈ（Ｊガスの供給を間欠的に行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載の気相成長方法。