JPS6046183B2 - 基板上での珪素のエピタキシヤル析出法及び装置 - Google Patents
基板上での珪素のエピタキシヤル析出法及び装置Info
- Publication number
- JPS6046183B2 JPS6046183B2 JP7882676A JP7882676A JPS6046183B2 JP S6046183 B2 JPS6046183 B2 JP S6046183B2 JP 7882676 A JP7882676 A JP 7882676A JP 7882676 A JP7882676 A JP 7882676A JP S6046183 B2 JPS6046183 B2 JP S6046183B2
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- Japan
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- substrate
- temperature
- silicon
- reactor
- temperature zone
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、反応装置の使用下に珪素一沃素輸送反応によ
り基板上に珪素をエピタキシャル析出する方法に関する
。
り基板上に珪素をエピタキシャル析出する方法に関する
。
珪素一沃素一輸送反応により基板上で珪素をエピタキシ
ャル析出する場合、従来公知の方法では成長源及び基板
を互いに一定の間隔を置いて配置する。
ャル析出する場合、従来公知の方法では成長源及び基板
を互いに一定の間隔を置いて配置する。
この場合該間隔は最大数ミリメートルである。この場合
特殊な装置を配置してこの僅少な間隔に相応する温度経
過を保証する必要がある。本発明は、半導体技術で常用
の装置を使用することができ、従つて例えば析出に必要
な温度帯域を生ぜしめるため拡散技術で公知の拡散炉を
も使用することのできる珪素析出法を得ることを根本課
題とする。更に本発明による方法は、析出を基板のマス
ク処理されていない部分に限定する選択的珪素析出をも
可能にするものでなければならない。この課題を解決す
るため、最初に記載した形式の方法で、基板を反応装置
内における高さとの関連において、所望の析出が得られ
るように配置することを提案する。本明細書で高さにつ
いて言及する場合、基準点を越える高さを意味する。
特殊な装置を配置してこの僅少な間隔に相応する温度経
過を保証する必要がある。本発明は、半導体技術で常用
の装置を使用することができ、従つて例えば析出に必要
な温度帯域を生ぜしめるため拡散技術で公知の拡散炉を
も使用することのできる珪素析出法を得ることを根本課
題とする。更に本発明による方法は、析出を基板のマス
ク処理されていない部分に限定する選択的珪素析出をも
可能にするものでなければならない。この課題を解決す
るため、最初に記載した形式の方法で、基板を反応装置
内における高さとの関連において、所望の析出が得られ
るように配置することを提案する。本明細書で高さにつ
いて言及する場合、基準点を越える高さを意味する。
示された高さ関係は水平又は垂直に配置された反応装置
において該当する。本発明によれば基板は成長源よりも
高い位置で反応装置内に配置される。
において該当する。本発明によれば基板は成長源よりも
高い位置で反応装置内に配置される。
析出度は反応装置内における基板の高さ位置によつて調
整される。反応装置内に配置される基板の位置が高けれ
ば高いほど、一般に析出度も大きい。反応装置は析出に
必要な温度範囲にもたらされるが、この場合有利には基
板を含む反応装置部分が最初にその温度範囲に達するよ
うにする。沃素源は、基板から分離して配置された珪素
源と同じ側に配置するのが有利である。析出工程は時間
と関連する温度経過によつて有利に制御される。
整される。反応装置内に配置される基板の位置が高けれ
ば高いほど、一般に析出度も大きい。反応装置は析出に
必要な温度範囲にもたらされるが、この場合有利には基
板を含む反応装置部分が最初にその温度範囲に達するよ
うにする。沃素源は、基板から分離して配置された珪素
源と同じ側に配置するのが有利である。析出工程は時間
と関連する温度経過によつて有利に制御される。
この場合温度は出発温度から作業温度に調整される。最
後に温度は作業温度から最終温度に調整される。本発明
の１実施例によれば、反応装置の長手軸・方向で温度の
異なる少なくとも２つの温度帯域が反応装置内に存在し
、その際一方の温度帯域は反応装置の長手方向で他方の
温度帯域よりも実際に長くされている。
後に温度は作業温度から最終温度に調整される。本発明
の１実施例によれば、反応装置の長手軸・方向で温度の
異なる少なくとも２つの温度帯域が反応装置内に存在し
、その際一方の温度帯域は反応装置の長手方向で他方の
温度帯域よりも実際に長くされている。
基板は長い方の温度帯域にまた沃素源及び珪素源は他の
温度帯域に配置する。各温度帯域の温度は例えば５００
〜１３００℃の範囲内にあり、各温度帯域間の温度差は
例えば１０〜５００℃である。選択的析出は反応装置内
における圧力を適当に選択することによつて得られる。
温度帯域に配置する。各温度帯域の温度は例えば５００
〜１３００℃の範囲内にあり、各温度帯域間の温度差は
例えば１０〜５００℃である。選択的析出は反応装置内
における圧力を適当に選択することによつて得られる。
複数の温度帯域を得るには、拡散技術で常用されている
標準的な拡散炉を使用することができる。この種の拡散
炉の場合、異なる加熱帯域間の温度移行領域は周知・の
ように５Ｃ７７！よりも大きい。本発明方法では密閉さ
れた反応装置を使用することが有利である。反応装置は
長手伸張方向て水平又は垂直に配置することができる。
次に本発明を実施例に基づき詳述する。
標準的な拡散炉を使用することができる。この種の拡散
炉の場合、異なる加熱帯域間の温度移行領域は周知・の
ように５Ｃ７７！よりも大きい。本発明方法では密閉さ
れた反応装置を使用することが有利である。反応装置は
長手伸張方向て水平又は垂直に配置することができる。
次に本発明を実施例に基づき詳述する。
成長源（支持体１）から気相により基板（支持体■）に
珪素を輸送するための珪素一沃素輸送系を使用して工業
的に使用可能の析出度を得るためには、公知方法の場合
異なる温度下にある両支持体間の空間は数１０ｐ７ｎ，
〜数？でなければならない。
珪素を輸送するための珪素一沃素輸送系を使用して工業
的に使用可能の析出度を得るためには、公知方法の場合
異なる温度下にある両支持体間の空間は数１０ｐ７ｎ，
〜数？でなければならない。
この条件は特殊な技術的構成を必要とする。本発明方法
は、工業的に利用するという原則から半導体分野での多
数の使用例から公知である常用の拡散炉を使用すること
が要求される。この種の拡散炉は長く延伸して配置する
ことによつて特長づけられまた炉の長手方向で互いに分
離された温度の異なる帯域を僅少な費用て得ることを可
能にする。炉を長く延伸しで配置しまた長手方向に伸び
る各帯域の温度を一定に保つことによつて一層長い反応
装置を使用した場合、一層多量の基板を仕上げ条件下に
処理することが可能となる。第１図は本発明による珪素
のエピタキシャル析出装置を示すものである。この装置
は実際！こ別個に調整可能の少なくとも２つの加熱帯域
を有すろ密閉された例えば長さ１ＴＬ及び直径８０〜１
凹喘の反応装置１と加熱コ・イル２とから成ろ。反応装
置１内には珪素源４が載る珪素源用の支持体３並びに珪
素基板６が載る珪素基板用の支持体５が存在し、沃素蒸
気が導入される。第２図は反応装置内の温度経過、すな
わち温度Ｔと反応装置の長手方向への伸長位置Ｘとの関
連を示す。
は、工業的に利用するという原則から半導体分野での多
数の使用例から公知である常用の拡散炉を使用すること
が要求される。この種の拡散炉は長く延伸して配置する
ことによつて特長づけられまた炉の長手方向で互いに分
離された温度の異なる帯域を僅少な費用て得ることを可
能にする。炉を長く延伸しで配置しまた長手方向に伸び
る各帯域の温度を一定に保つことによつて一層長い反応
装置を使用した場合、一層多量の基板を仕上げ条件下に
処理することが可能となる。第１図は本発明による珪素
のエピタキシャル析出装置を示すものである。この装置
は実際！こ別個に調整可能の少なくとも２つの加熱帯域
を有すろ密閉された例えば長さ１ＴＬ及び直径８０〜１
凹喘の反応装置１と加熱コ・イル２とから成ろ。反応装
置１内には珪素源４が載る珪素源用の支持体３並びに珪
素基板６が載る珪素基板用の支持体５が存在し、沃素蒸
気が導入される。第２図は反応装置内の温度経過、すな
わち温度Ｔと反応装置の長手方向への伸長位置Ｘとの関
連を示す。
この温度経過によれば珪素源４は例えば長さ１０〜２０
Ｃ７ｒＬ及び温度９００゜Ｃの高温帯域７にありまた基
板６は例えば長さ６０〜８０ｃｍ及ひ温度８００℃の低
温帯域８に存在する。温度帯域７と８との間には５〜３
０ｃｍの長さの温度移行領域９が存在する。本発明は、
温度移行領域によつてもたらされる珪素源と基板との間
隔が極めて広い場合、反応装置内の基板の位置が珪素析
出にとつて決定的な意義を有するという認識に基づく。
Ｃ７ｒＬ及び温度９００゜Ｃの高温帯域７にありまた基
板６は例えば長さ６０〜８０ｃｍ及ひ温度８００℃の低
温帯域８に存在する。温度帯域７と８との間には５〜３
０ｃｍの長さの温度移行領域９が存在する。本発明は、
温度移行領域によつてもたらされる珪素源と基板との間
隔が極めて広い場合、反応装置内の基板の位置が珪素析
出にとつて決定的な意義を有するという認識に基づく。
すなわち珪素析出は反応装置内の基板の高さ位置に極め
て本質的に依存し、この場合高さ位置は上方に伸びる。
第３図から第５図までには、３つの代表的な基板位置が
示されている。第３図では基板６は反応装置の下方に存
在する。この位置ては珪素の析出は起らず、基板表面は
逆に腐蝕される。第４図では基板６は中央の高さ位置に
ある。この位置で基板はすでに珪素析出を行なう。第５
図では基板６は最高の位置にあり、この基板位置で顕著
な珪素析出を生じる。珪素析出は従つて基板の位置が高
くなるにつれて増大する。第３〜５図は基板の高さが異
なる点で相違するのみてある。
て本質的に依存し、この場合高さ位置は上方に伸びる。
第３図から第５図までには、３つの代表的な基板位置が
示されている。第３図では基板６は反応装置の下方に存
在する。この位置ては珪素の析出は起らず、基板表面は
逆に腐蝕される。第４図では基板６は中央の高さ位置に
ある。この位置で基板はすでに珪素析出を行なう。第５
図では基板６は最高の位置にあり、この基板位置で顕著
な珪素析出を生じる。珪素析出は従つて基板の位置が高
くなるにつれて増大する。第３〜５図は基板の高さが異
なる点で相違するのみてある。
基板と成長源との間隔並びに反応装置内の温度及び圧力
は上記３つの場合に異ならず、従つてそのまま維持され
る。本発明方法で選択的析出を得たい場合には、選択的
析出に応じて基板に部分的にマスクを施し、基板を反応
装置の相応する高さ位置にある析出帯域に装入する。
は上記３つの場合に異ならず、従つてそのまま維持され
る。本発明方法で選択的析出を得たい場合には、選択的
析出に応じて基板に部分的にマスクを施し、基板を反応
装置の相応する高さ位置にある析出帯域に装入する。
更に反応装置内の全圧力は、珪素がマスク処理されてい
ない珪素基板上で有利に析出されるように調節する必要
がある。第６図には基板６上に選択的に析出されたエピ
タキシャル層１０を有する半導体が示されている。
ない珪素基板上で有利に析出されるように調節する必要
がある。第６図には基板６上に選択的に析出されたエピ
タキシャル層１０を有する半導体が示されている。
マスク材１１としては半導体工業で常用の材料例えばＳ
ｉＯ２又はＳｉ３Ｎ４を使用することができる。
ｉＯ２又はＳｉ３Ｎ４を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による珪素のエピタキシャル析出装置の
略示図、第２図は反応装置内の温度経過を示すグラフ、
第３図は基板位置を示す図、第４図は他の基板位置を示
す図、第５図はもう１つの基板位置を示す図、第６図は
エピタキシャル層を有する半導体の１部を示す断面図で
ある。 １・・・・・・反応装置、２・・・・・・加熱コイル、
３・・・・・・支持体、４・・・・・・珪素源、５・・
・・・・支持体、６・・・・・・基板、１０・・・・エ
ピタキシャル層、１１・・・・・・マスク材。
略示図、第２図は反応装置内の温度経過を示すグラフ、
第３図は基板位置を示す図、第４図は他の基板位置を示
す図、第５図はもう１つの基板位置を示す図、第６図は
エピタキシャル層を有する半導体の１部を示す断面図で
ある。 １・・・・・・反応装置、２・・・・・・加熱コイル、
３・・・・・・支持体、４・・・・・・珪素源、５・・
・・・・支持体、６・・・・・・基板、１０・・・・エ
ピタキシャル層、１１・・・・・・マスク材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応装置を使用して珪素−沃素−輸送反応により基
板上に珪素をエピタキシャル析出する方法において、基
板を反応装置内における高さとの関連において、所望の
析出が基板上に得られるように配置することを特徴とす
る基板上での珪素のエピタキシャル析出法。 ２ 基板を反応装置内で成長源よりも高い位置に配置す
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 反応装置内における基板の高さ位置によつて析出度
を調整する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法
。 ４ 反応装置を使用して珪素−沃素−輸送反応により基
板上に珪素をエピタキシャル析出する装置において、反
応装置の長手軸方向で温度の異なる少なくとも２つの温
度帯域が反応装置内に存在し、一方の温度帯域が反応装
置の長手方向で他方の温度帯域よりも実際に長いことを
特徴とする基板上での珪素のエピタキシャル析出装置。 ５ 基板を長い方の温度帯域にまた沃素源と珪素源とを
他方の温度帯域に配置する特許請求の範囲第４項記載の
装置。６ 各温度帯域の温度が５００〜１３００℃の範
囲内にあり、各温度帯域間の温度差が１０〜５００℃で
ある特許請求の範囲第４項又は第５項記載の装置。 ７ 反応装置内の圧力を、選択的析出が達成されるよう
に選択する特許請求の範囲第４項から第６項までのいず
れか１項に記載の装置。 ８ 複数の温度帯域を得るため、拡散技術で常用の拡散
炉で設置し、これが各温度帯域間に５ｃｍよりも長い移
行領域をもたらす特許請求の範囲第４項から第７項まで
のいずれか１項に記載の装置。 ９ 密閉された反応装置を設置する特許請求の範囲第４
項から第８項までのいずれか１項に記載の装置。 １０ 基板と成長源との間隔が温度の異なる各温度帯域
間の温度移行領域よりも大きい特許請求の範囲第４項か
ら第９項までのいずれか１項に記載の装置。 １１ 基板が前記の温度こう配を有する一方の温度帯域
内に存在する特許請求の範囲第４項から第１０項までの
いずれか１項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2529484.2 | 1975-07-02 | ||
| DE19752529484 DE2529484C3 (de) | 1975-07-02 | 1975-07-02 | Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden von Silicium auf einem Substrat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS527829A JPS527829A (en) | 1977-01-21 |
| JPS6046183B2 true JPS6046183B2 (ja) | 1985-10-15 |
Family
ID=5950483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7882676A Expired JPS6046183B2 (ja) | 1975-07-02 | 1976-07-02 | 基板上での珪素のエピタキシヤル析出法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046183B2 (ja) |
| DE (1) | DE2529484C3 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2738111C2 (de) * | 1977-08-24 | 1983-01-13 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zum epitaktischen Abscheiden von Silicium auf mehreren Substraten |
| DE2829830C2 (de) * | 1978-07-07 | 1986-06-05 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Verfahren zur epitaktischen Abscheidung |
| DE102010016477A1 (de) * | 2010-04-16 | 2011-10-20 | Aixtron Ag | Thermisches Behandlungsverfahren mit einem Aufheizschritt, einem Behandlungsschritt und einem Abkühlschritt |
| DE102010016471A1 (de) * | 2010-04-16 | 2011-10-20 | Aixtron Ag | Vorrichtung und Verfahren zum gleichzeitigen Abscheiden mehrerer Halbleiterschichten in mehreren Prozesskammern |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3563816A (en) * | 1965-04-02 | 1971-02-16 | Hitachi Ltd | Method for the vapor growth of semiconductors |
-
1975
- 1975-07-02 DE DE19752529484 patent/DE2529484C3/de not_active Expired
-
1976
- 1976-07-02 JP JP7882676A patent/JPS6046183B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2529484C3 (de) | 1982-03-18 |
| DE2529484A1 (de) | 1977-01-20 |
| JPS527829A (en) | 1977-01-21 |
| DE2529484B2 (de) | 1981-04-02 |
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