JPS6357939B2 - - Google Patents
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- JPS6357939B2 JPS6357939B2 JP57058014A JP5801482A JPS6357939B2 JP S6357939 B2 JPS6357939 B2 JP S6357939B2 JP 57058014 A JP57058014 A JP 57058014A JP 5801482 A JP5801482 A JP 5801482A JP S6357939 B2 JPS6357939 B2 JP S6357939B2
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- Japan
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- reaction tube
- lid
- inlet
- outlet
- vapor phase
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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
-
- 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
- H10P14/3408—Silicon carbide
-
- 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
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- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体基板および太陽電池用材料とし
ての基板の製造に使用されるプラズマ気相成長装
置に関するものである。さらに詳しくは、半導体
基板の層間絶縁膜や最終保護膜としてのシリコン
窒化膜（SiN）、ケイ酸ガラス膜（SiO2）または
リンケイ酸ガラス膜（PSG）や、太陽電池材料
としてのアモルフアスシリコンやアモルフアスシ
リコンカーバイド（SixC1-x）などの薄膜をその
基板上に生成させる場合、近時はプラズマ気相成
長により、所望の薄膜を成長させることが多い。
ての基板の製造に使用されるプラズマ気相成長装
置に関するものである。さらに詳しくは、半導体
基板の層間絶縁膜や最終保護膜としてのシリコン
窒化膜（SiN）、ケイ酸ガラス膜（SiO2）または
リンケイ酸ガラス膜（PSG）や、太陽電池材料
としてのアモルフアスシリコンやアモルフアスシ
リコンカーバイド（SixC1-x）などの薄膜をその
基板上に生成させる場合、近時はプラズマ気相成
長により、所望の薄膜を成長させることが多い。
一般にグロー放電を利用した化学気相生成法は
高エネルギー粒子によつてガス分子の活性化が行
われるために、基板は室温から数百度までの低温
で薄膜の生成が可能である。
高エネルギー粒子によつてガス分子の活性化が行
われるために、基板は室温から数百度までの低温
で薄膜の生成が可能である。
従来このような工程に使用するプラズマ気相成
長装置としては第１図に示すような構成のものが
一般的である。図において１はヒータ、２は反応
管で一般には石英製であり、一端は内容物出入口
として大きく開口しており、他端はくびれて排気
孔２−１が開口している。３は石英などの耐熱絶
縁物製のボートで、その底面は前記反応管の下部
側面に合せて平面もしくは円筒面を形成してお
り、上面には基板保持電極４が前記反応管の管軸
に垂直な面となるように、かつ実質的に等間隔に
なるように複数枚保持されている。５は反応管の
内容物出入口に設けられた蓋で、この内面には前
記ボートに連結する連結棒５−１とこの蓋を貫通
して前記基板保持電極に高周波電力を供給するた
めの２個の端子１４が設けられている。この端子
の内側からはそれぞれリード線１３で前記基板保
持電極を１枚おきに交互に接続してそれぞれ群を
なし、かつ互に対向した基板保持電極群を形成し
ている。６は反応管の内容物出入口と蓋との間に
設けられた反応ガス導入リングで、バルブを設け
た反応ガス導入管６−１が設けられている。７は
反応管の排気孔２−１より排気する排気ポンプで
ある。
長装置としては第１図に示すような構成のものが
一般的である。図において１はヒータ、２は反応
管で一般には石英製であり、一端は内容物出入口
として大きく開口しており、他端はくびれて排気
孔２−１が開口している。３は石英などの耐熱絶
縁物製のボートで、その底面は前記反応管の下部
側面に合せて平面もしくは円筒面を形成してお
り、上面には基板保持電極４が前記反応管の管軸
に垂直な面となるように、かつ実質的に等間隔に
なるように複数枚保持されている。５は反応管の
内容物出入口に設けられた蓋で、この内面には前
記ボートに連結する連結棒５−１とこの蓋を貫通
して前記基板保持電極に高周波電力を供給するた
めの２個の端子１４が設けられている。この端子
の内側からはそれぞれリード線１３で前記基板保
持電極を１枚おきに交互に接続してそれぞれ群を
なし、かつ互に対向した基板保持電極群を形成し
ている。６は反応管の内容物出入口と蓋との間に
設けられた反応ガス導入リングで、バルブを設け
た反応ガス導入管６−１が設けられている。７は
反応管の排気孔２−１より排気する排気ポンプで
ある。
このような装置でプラズマ気相成長を行なう
と、複数の基板保持電極間でグロー放電を生じ、
この電極に保持された基板１１上に反応ガスに応
じた種類の薄膜を生成させるが、グロー放電は電
極間の外部にももれ、反応管やボートにも薄膜が
生成される。この薄膜生成の前後に基板の出入れ
を行なうためにはボートを反応管内面にすべらせ
ながら行なうので、反応管などへ付着した成長膜
が粉末状にはがれたり、また石英ボードや反応管
そのものの表面から石英の粉末が発生する。これ
らの粉末は薄膜生成をする前に真空にする時にま
き上げられて一部は基板に付着する場合がある。
このような状態で膜成長を行なうと粉末が付着し
た部分にも薄膜が出来て異常突起（フレーク）と
なる。この部分は電気的に絶縁効果も小さく、ま
た外部の湿気なども通り易くなり、半導体デバイ
スの不良につながり、製品歩留りの低下をもたら
す。
と、複数の基板保持電極間でグロー放電を生じ、
この電極に保持された基板１１上に反応ガスに応
じた種類の薄膜を生成させるが、グロー放電は電
極間の外部にももれ、反応管やボートにも薄膜が
生成される。この薄膜生成の前後に基板の出入れ
を行なうためにはボートを反応管内面にすべらせ
ながら行なうので、反応管などへ付着した成長膜
が粉末状にはがれたり、また石英ボードや反応管
そのものの表面から石英の粉末が発生する。これ
らの粉末は薄膜生成をする前に真空にする時にま
き上げられて一部は基板に付着する場合がある。
このような状態で膜成長を行なうと粉末が付着し
た部分にも薄膜が出来て異常突起（フレーク）と
なる。この部分は電気的に絶縁効果も小さく、ま
た外部の湿気なども通り易くなり、半導体デバイ
スの不良につながり、製品歩留りの低下をもたら
す。
本発明はこのような問題を解決するためになさ
れたもので、製品歩留り低下の大きな原因である
粉末発生が少くとも反応室内ではおこらないプラ
ズマ気相成長装置を提供するものである。以下図
面により詳細に説明する。
れたもので、製品歩留り低下の大きな原因である
粉末発生が少くとも反応室内ではおこらないプラ
ズマ気相成長装置を提供するものである。以下図
面により詳細に説明する。
第２図は反応管の管軸にそつた垂直断面図で、
１５は外部反応管、１２は外部反応管の内容物出
入口を設けた蓋で、１５と１２の間には第１図と
同様にバルブを持つた反応ガス導入管６−１を設
けた反応ガス導入リング６が設けられている。１
６は内部反応管で、その管軸は外部反応管の管軸
と実質的に一致するように蓋１２に固定されてお
り、蓋に接する部分の上端部にはガス流入口１６
−１が開口している。さらにガス流入口の蓋と反
対側の端部に接してガス流止めフランジ１６−２
が内部反応管の全周にわたつて、かつ外部反応管
の内面に近接する大きさで設けられており、内部
反応管の管軸方向のほぼ中央部の内面下部には石
英などの耐熱絶縁物製のボート１６−３が固着し
てあり、このボートには管軸に垂直な面で複数の
基板保持電極１７が実質的に等間隔をなすように
設けられてあり、これらの基板保持電極は１枚お
きに電気的に接続されて組をなし、互に対向する
電極群を形成し、各電極群と蓋１２に設けられた
高周波電力供給用の２個の端子１４との間はリー
ド線１３で接続されている。また、内部反応管で
前記電極群の上部管壁は大きく開口してあり、天
蓋１８で基板１１を出入れする時以外に閉鎖して
ある。さらに内部反応管で蓋１２と反対側の端部
は直径をしぼつた細い排気孔１６−４となつてお
り、外周下側には外部反応管に内接して保持出来
る脚１６−５が設けられている。なお、この脚１
６−５の固定脚でなく、ローラー等の車でも良
い。
１５は外部反応管、１２は外部反応管の内容物出
入口を設けた蓋で、１５と１２の間には第１図と
同様にバルブを持つた反応ガス導入管６−１を設
けた反応ガス導入リング６が設けられている。１
６は内部反応管で、その管軸は外部反応管の管軸
と実質的に一致するように蓋１２に固定されてお
り、蓋に接する部分の上端部にはガス流入口１６
−１が開口している。さらにガス流入口の蓋と反
対側の端部に接してガス流止めフランジ１６−２
が内部反応管の全周にわたつて、かつ外部反応管
の内面に近接する大きさで設けられており、内部
反応管の管軸方向のほぼ中央部の内面下部には石
英などの耐熱絶縁物製のボート１６−３が固着し
てあり、このボートには管軸に垂直な面で複数の
基板保持電極１７が実質的に等間隔をなすように
設けられてあり、これらの基板保持電極は１枚お
きに電気的に接続されて組をなし、互に対向する
電極群を形成し、各電極群と蓋１２に設けられた
高周波電力供給用の２個の端子１４との間はリー
ド線１３で接続されている。また、内部反応管で
前記電極群の上部管壁は大きく開口してあり、天
蓋１８で基板１１を出入れする時以外に閉鎖して
ある。さらに内部反応管で蓋１２と反対側の端部
は直径をしぼつた細い排気孔１６−４となつてお
り、外周下側には外部反応管に内接して保持出来
る脚１６−５が設けられている。なお、この脚１
６−５の固定脚でなく、ローラー等の車でも良
い。
なお、前記反応ガス導入管６−１は蓋１２に直
接取付けても良い。この場合には反応ガス導入リ
ング６、ガス流入口１６−１、ガス流止フランジ
１６−２は不要である。また反応ガス導入管を外
部反応管に直接取付けても良い。
接取付けても良い。この場合には反応ガス導入リ
ング６、ガス流入口１６−１、ガス流止フランジ
１６−２は不要である。また反応ガス導入管を外
部反応管に直接取付けても良い。
以上のような構成のプラズマ気相成長装置では
基板を基板保持電極に着脱するときには蓋１２の
ロツク機構（図示せず）をはずし、蓋およびこれ
に固設されている内部反応管を外部反応管より引
出す。つぎに天蓋１８を取りはずし、基板を基板
保持電極１７に着脱する。基板の着脱が終了した
ならば、前記操作を逆の順で行ない、外部反応管
に内部反応管を収納すれば良い。
基板を基板保持電極に着脱するときには蓋１２の
ロツク機構（図示せず）をはずし、蓋およびこれ
に固設されている内部反応管を外部反応管より引
出す。つぎに天蓋１８を取りはずし、基板を基板
保持電極１７に着脱する。基板の着脱が終了した
ならば、前記操作を逆の順で行ない、外部反応管
に内部反応管を収納すれば良い。
この操作の途中で外部反応管の内面下部と内部
反応管の脚１６−５が互に摺動するので、石英の
微粉が発生するが、この場合は内部反応管の外部
であるために反応ガスの流路とは関係なく、この
微粉が内部反応管の内部に入り込むことは極めて
まれである。また内部反応管の内部には摺動部分
がなく、天蓋１８の着脱のときにこの部分に付着
している薄膜が離脱する可能性はあるが、天蓋は
摺動させるのではないので、微粉発生にはならな
い。
反応管の脚１６−５が互に摺動するので、石英の
微粉が発生するが、この場合は内部反応管の外部
であるために反応ガスの流路とは関係なく、この
微粉が内部反応管の内部に入り込むことは極めて
まれである。また内部反応管の内部には摺動部分
がなく、天蓋１８の着脱のときにこの部分に付着
している薄膜が離脱する可能性はあるが、天蓋は
摺動させるのではないので、微粉発生にはならな
い。
この結果、本発明の装置でプラズマ気相成長を
行つた場合、従来の装置の場合にくらべて異常突
起の数は明らかに減少した。また天蓋の予備を用
意しておけば、常に洗浄済の天蓋を使用すること
が出来るために、天蓋からの薄膜離脱もほとんど
防止することが出来るので、実際には異常突起に
原因する製品歩留りの低下は無視することが出
来、実用効果は極めて大きい。
行つた場合、従来の装置の場合にくらべて異常突
起の数は明らかに減少した。また天蓋の予備を用
意しておけば、常に洗浄済の天蓋を使用すること
が出来るために、天蓋からの薄膜離脱もほとんど
防止することが出来るので、実際には異常突起に
原因する製品歩留りの低下は無視することが出
来、実用効果は極めて大きい。
第１図は従来のプラズマ気相成長装置の構成図
である。第２図は本発明のプラズマ気相成長装置
の反応管部分の構成を示す縦断面図、第３図は内
部反応管部分の外観図である。 図において、１５は外部反応管、１６は内部反
応管、１６−３はボート、１７は基板保持電極、
１８は天蓋である。
である。第２図は本発明のプラズマ気相成長装置
の反応管部分の構成を示す縦断面図、第３図は内
部反応管部分の外観図である。 図において、１５は外部反応管、１６は内部反
応管、１６−３はボート、１７は基板保持電極、
１８は天蓋である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板の表面に半導体化合物の薄膜を生
成させるプラズマ気相成長装置において、一端が
内容物出入口として開口し、他端が排気口として
排気ポンプに接続された外部反応管と、この外部
反応管の内容物出入口の蓋に固設され前記外部反
応管と実質的に同軸をなして外部反応管内に挿入
された内部反応管とよりなり、該内部反応管には
内部底面に固設されたボートに実質的に等間隔で
垂直面を有し、前記蓋を貫通して設けられた２個
の端子からリード線によつて１枚おきに別々に電
気的に接続されて２組の群を構成された複数の基
板保持電極とこの複数の基板保持電極の上方に穿
設された蓋付き開口部を設け、前記内容物出入口
の蓋には密接してガス流入口およびこのガス流入
口に密接し、前記内容物出入口の蓋と反対側の外
周にガス流防止フランジを設け、前記内容物出入
口の蓋と前記ガス流防止フランジの中間位置に反
応ガス導入手段を設けたことを特徴とするプラズ
マ気相成長装置の反応管。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のプラズマ気相成
長装置の反応管において、反応ガス導入手段とし
て外部反応管の内容物出入口と内容物出入口の蓋
との間に挾持された反応ガス導入管付きの反応ガ
ス導入リングとしたことを特徴とする前記プラズ
マ気相成長装置の反応管。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のプラズマ気相成
長装置の反応管において、反応ガス導入手段とし
て外部反応管の内容物出入口に近接した外部反応
管壁に反応ガス導入管を直接取付けたことを特徴
とする前記プラズマ気相成長装置の反応管。 ４ 半導体基板の表面に半導体化合物の薄膜を生
成させるプラズマ気相成長装置において、一端が
内容物出入口として開口し、他端が排気口として
排気ポンプに接続された外部反応管と、この外部
反応管の内容物出入口の蓋に固設され、前記外部
反応管と実質的に同軸をなして外部反応管内に挿
入された内部反応管とよりなり、該内部反応管に
は内部底面に固設されたボートと、それに実質的
に等間隔で垂直面を有し、前記蓋を貫通して設け
られた２個の端子からリード線によつて１枚おき
に別々に電気的に接続されて２組の群を構成され
た複数の基板保持電極とこの複数の基板保持電極
の上方に穿設された蓋付き開口部とが設けられ、
前記内容物出入口の蓋を貫通してガス導入管を設
けたことを特徴とする前記プラズマ気相成長装置
の反応管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57058014A JPS58175823A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | プラズマ気相成長装置の反応管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57058014A JPS58175823A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | プラズマ気相成長装置の反応管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175823A JPS58175823A (ja) | 1983-10-15 |
| JPS6357939B2 true JPS6357939B2 (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=13072106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57058014A Granted JPS58175823A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | プラズマ気相成長装置の反応管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175823A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517877Y2 (ja) * | 1984-08-31 | 1993-05-13 | ||
| DE3721636A1 (de) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Aixtron Gmbh | Quarzglasreaktor fuer mocvd-anlagen |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP57058014A patent/JPS58175823A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58175823A (ja) | 1983-10-15 |
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