JPH0518250B2 - - Google Patents
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- JPH0518250B2 JPH0518250B2 JP6606484A JP6606484A JPH0518250B2 JP H0518250 B2 JPH0518250 B2 JP H0518250B2 JP 6606484 A JP6606484 A JP 6606484A JP 6606484 A JP6606484 A JP 6606484A JP H0518250 B2 JPH0518250 B2 JP H0518250B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
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- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、気相成長装置、特に半導体工業で利
用される気相エピタキシヤル成長装置に関するも
のである。
用される気相エピタキシヤル成長装置に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
従来の気相成長装置は第1図にその具体構成を
示すように、透明石英チヤンバ1と、シリコン基
板2を載置する基台3と、透明石英チヤンバ1の
外にあつて、基台3に対面して設置されている赤
外線ランプユニツト4と、ガス供給管5と、排気
口6とから構成されていた。赤外線ランプユニツ
ト4から出た赤外光は、透明石英チヤンバ1を透
過して基台3に載せられたシリコン基板2を照射
し、これを1000℃以上の温度に加熱する。このあ
とガス供給管5より、ジクロールシラン等を水素
中に適当な濃度で混合した反応ガスを供給し、排
気口6から排気する。このとき反応ガスが透明石
英チヤンバ1内を流れる間に分解析出し、シリコ
ン基板2上にシリコン単結晶膜が形成される。
示すように、透明石英チヤンバ1と、シリコン基
板2を載置する基台3と、透明石英チヤンバ1の
外にあつて、基台3に対面して設置されている赤
外線ランプユニツト4と、ガス供給管5と、排気
口6とから構成されていた。赤外線ランプユニツ
ト4から出た赤外光は、透明石英チヤンバ1を透
過して基台3に載せられたシリコン基板2を照射
し、これを1000℃以上の温度に加熱する。このあ
とガス供給管5より、ジクロールシラン等を水素
中に適当な濃度で混合した反応ガスを供給し、排
気口6から排気する。このとき反応ガスが透明石
英チヤンバ1内を流れる間に分解析出し、シリコ
ン基板2上にシリコン単結晶膜が形成される。
しかしながら上記のような構成では、赤外線ラ
ンプユニツト4から出る赤外光の一部が、透明石
英チヤンバ1(以下チヤンバ1と略す)を完全に
透過できず一部吸収され、このチヤンバ1自体が
徐々に昇温し、反応ガスがこれに触れることによ
つてチヤンバ1の内面にもシリコン結晶が堆積し
易いという問題があつた。そしていつたんチヤン
バ1の内面にシリコン結晶が堆積し始めると、赤
外光の透過率が損なわれ、吸収される赤外光が増
大するためにチヤンバ1の昇温が早くなつて、加
速度的にチヤンバ1への堆積が増加し、そのため
チヤンバ1自体が更に加熱されて強度が低下し
て、内部を水素を主体とするガスが流れる容器と
しては、極めて危険な状態になる問題があつた。
そのためチヤンバ1を外部から強制的に空冷して
やる必要があり、従来例はチヤンバ1の表面積が
大きいため、大量の冷却ガスを必要とするという
構造上の欠点を有していた。また、大量の冷却ガ
スによつてチヤンバ1を外部から空冷しても、微
小ではあるがチヤンバ1の内面でのシリコン結晶
堆積がやはり存在し、そのためチヤンバ1を装置
からはずし、これを洗浄乾燥した上で再組立し、
リークチエツクをするという保守作業を頻繁に行
う必要があり、従来例は内部の基台3まで取りは
ずした上でチヤンバ1を外し、大量の面積を洗浄
乾燥しなくてはならないという欠点を有してい
た。
ンプユニツト4から出る赤外光の一部が、透明石
英チヤンバ1(以下チヤンバ1と略す)を完全に
透過できず一部吸収され、このチヤンバ1自体が
徐々に昇温し、反応ガスがこれに触れることによ
つてチヤンバ1の内面にもシリコン結晶が堆積し
易いという問題があつた。そしていつたんチヤン
バ1の内面にシリコン結晶が堆積し始めると、赤
外光の透過率が損なわれ、吸収される赤外光が増
大するためにチヤンバ1の昇温が早くなつて、加
速度的にチヤンバ1への堆積が増加し、そのため
チヤンバ1自体が更に加熱されて強度が低下し
て、内部を水素を主体とするガスが流れる容器と
しては、極めて危険な状態になる問題があつた。
そのためチヤンバ1を外部から強制的に空冷して
やる必要があり、従来例はチヤンバ1の表面積が
大きいため、大量の冷却ガスを必要とするという
構造上の欠点を有していた。また、大量の冷却ガ
スによつてチヤンバ1を外部から空冷しても、微
小ではあるがチヤンバ1の内面でのシリコン結晶
堆積がやはり存在し、そのためチヤンバ1を装置
からはずし、これを洗浄乾燥した上で再組立し、
リークチエツクをするという保守作業を頻繁に行
う必要があり、従来例は内部の基台3まで取りは
ずした上でチヤンバ1を外し、大量の面積を洗浄
乾燥しなくてはならな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、基板加熱方式が光輻
射加熱方式で、輻射光が透過する透明プレートを
小量の冷却ガスで空冷して透明プレートでの反応
生成物の付着を抑え、かつ透明プレートの保守作
業を容易に行うことのできる、減圧下で気相成長
を行う気相成長装置を提供するものである。
射加熱方式で、輻射光が透過する透明プレートを
小量の冷却ガスで空冷して透明プレートでの反応
生成物の付着を抑え、かつ透明プレートの保守作
業を容易に行うことのできる、減圧下で気相成長
を行う気相成長装置を提供するものである。
発明の構成
透明プレートでの反応生成物付着の原因である
透明プレート自体の昇温を小量の冷却ガスによる
空冷で防止することにより透明プレートでの反応
生成物付着を抑えるよう構成しており、透明プレ
ートの保守作業時に洗浄乾燥する必要のある透明
プレートの面積を小量にできる共にその透明プレ
ートのみを容易に取り出せるため保守作業を容易
に行うことができる。
透明プレート自体の昇温を小量の冷却ガスによる
空冷で防止することにより透明プレートでの反応
生成物付着を抑えるよう構成しており、透明プレ
ートの保守作業時に洗浄乾燥する必要のある透明
プレートの面積を小量にできる共にその透明プレ
ートのみを容易に取り出せるため保守作業を容易
に行うことができる。
実施例の説明
以下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。
ながら説明する。
第2図は本発明の第1の実施例における気相成
長装置の断面図である。第2図において、7は反
応ガスを供給する反応ガス供給管、8は反応ガス
を排気する反応ガス排気管である。9はシリコン
単結晶膜を形成させるシリコン基板、10はシリ
コン基板9を載置するカーボンより成る基台であ
り、11はシリコン基板9および基台10を加熱
する赤外線ランプユニツトである。12は気相成
長反応を行う反応室で、13はステンレス等の耐
熱耐食性金属より成る壁面部材、14は厚さ1〜
2mm程度の透明石英プレートで、壁面部材13お
よび透明石英プレート14は、反応室12を外気
から遮断するためのものである。15は透明石英
プレート14と赤外線ランプユニツト11との間
にあつて透明石英プレート14と平行な厚さ15mm
程度の透明石英プレートで、16は透明石英プレ
ート14および15を冷却するための透明石英プ
レート冷却室(以下冷却室と略す)、17は冷却
室16を外気から遮断するための壁面部材で、壁
面部材17は耐熱耐食性金属より成る。18は冷
却ガスを供給する冷却ガス供給管、19は冷却ガ
スを排気する冷却ガス排気管である。20は赤外
線ランプユニツト11が内部に設置される耐熱耐
食性金属より成る上部ヒータブロツクで、21は
透明石英プレート15を上部ヒータブロツク20
に固定するための固定具である。これら上部ヒー
タブロツク20と透明石英プレート15、および
上部ヒータブロツク20と壁面部材17はそれぞ
れOリング等の既知のガスシール手段を介して締
結され、冷却室16の気密性を保証している。ま
た22は透明石英プレート14を壁面部材17に
固定するための固定具で、透明石英プレート14
と壁面部材17、および壁面部材13と壁面部材
17もそれぞれOリング等の既知のガスシール手
段を介して締結され、反応室12および冷却室1
7の気密性を保証している。23は反応ガス供給
口、24は反応ガス排気口、25は冷却ガス供給
口、26は冷却ガス排気口で、反応ガス供給口2
3付近および反応ガス排気口24付近の壁面部材
13と、冷却ガス供給口25付近および冷却ガス
排気口26付近の壁面部材17は、それぞれ内部
形状がテーパ状に形成されており、したがつて反
応ガス供給口23より供給される反応ガスは、テ
ーパ形状に沿つて徐々に広がつていき、反応室1
2の内部を矢印A方向に流れ、再び排気側のテー
パ形状に沿つて徐々に縮流となつてよどみなく流
れていくことになる。冷却ガスについても矢印B
方向に同様に流れる。27は壁面部材13を水冷
するために壁面部材13に適当数設けられた冷水
溝、28は上部ヒータブロツク20を水冷するた
めに設けられた冷水溝、そして29は固定具21
を水冷するために設けられた冷水溝である。第3
図は本発明の第1の実施例における気相成長装置
の外観図である。第3図において、30は壁面部
材13に設けられた開閉扉、31はシリコン基板
9を気相成長装置から出し入れするための開口で
ある。
長装置の断面図である。第2図において、7は反
応ガスを供給する反応ガス供給管、8は反応ガス
を排気する反応ガス排気管である。9はシリコン
単結晶膜を形成させるシリコン基板、10はシリ
コン基板9を載置するカーボンより成る基台であ
り、11はシリコン基板9および基台10を加熱
する赤外線ランプユニツトである。12は気相成
長反応を行う反応室で、13はステンレス等の耐
熱耐食性金属より成る壁面部材、14は厚さ1〜
2mm程度の透明石英プレートで、壁面部材13お
よび透明石英プレート14は、反応室12を外気
から遮断するためのものである。15は透明石英
プレート14と赤外線ランプユニツト11との間
にあつて透明石英プレート14と平行な厚さ15mm
程度の透明石英プレートで、16は透明石英プレ
ート14および15を冷却するための透明石英プ
レート冷却室(以下冷却室と略す)、17は冷却
室16を外気から遮断するための壁面部材で、壁
面部材17は耐熱耐食性金属より成る。18は冷
却ガスを供給する冷却ガス供給管、19は冷却ガ
スを排気する冷却ガス排気管である。20は赤外
線ランプユニツト11が内部に設置される耐熱耐
食性金属より成る上部ヒータブロツクで、21は
透明石英プレート15を上部ヒータブロツク20
に固定するための固定具である。これら上部ヒー
タブロツク20と透明石英プレート15、および
上部ヒータブロツク20と壁面部材17はそれぞ
れOリング等の既知のガスシール手段を介して締
結され、冷却室16の気密性を保証している。ま
た22は透明石英プレート14を壁面部材17に
固定するための固定具で、透明石英プレート14
と壁面部材17、および壁面部材13と壁面部材
17もそれぞれOリング等の既知のガスシール手
段を介して締結され、反応室12および冷却室1
7の気密性を保証している。23は反応ガス供給
口、24は反応ガス排気口、25は冷却ガス供給
口、26は冷却ガス排気口で、反応ガス供給口2
3付近および反応ガス排気口24付近の壁面部材
13と、冷却ガス供給口25付近および冷却ガス
排気口26付近の壁面部材17は、それぞれ内部
形状がテーパ状に形成されており、したがつて反
応ガス供給口23より供給される反応ガスは、テ
ーパ形状に沿つて徐々に広がつていき、反応室1
2の内部を矢印A方向に流れ、再び排気側のテー
パ形状に沿つて徐々に縮流となつてよどみなく流
れていくことになる。冷却ガスについても矢印B
方向に同様に流れる。27は壁面部材13を水冷
するために壁面部材13に適当数設けられた冷水
溝、28は上部ヒータブロツク20を水冷するた
めに設けられた冷水溝、そして29は固定具21
を水冷するために設けられた冷水溝である。第3
図は本発明の第1の実施例における気相成長装置
の外観図である。第3図において、30は壁面部
材13に設けられた開閉扉、31はシリコン基板
9を気相成長装置から出し入れするための開口で
ある。
以上のように構成された気相成長装置につい
て、以下その動作を説明する。
て、以下その動作を説明する。
エピタキシヤル成長時には、赤外線ランプユニ
ツト11から放射される熱線が透明石英プレート
15および14を透過して基台10およびこれに
装置されているシリコン基板9を照射し、これら
を所定温度に加熱する。このとき反応ガス供給口
23を通して、ジクロールシラン等のソースガス
およびホスフイン等のドーピングガスを適当な濃
度で含有した水素ベースの反応ガスを常温で供給
することによつて、この反応ガスは反応ガス排気
口24に向かつて反応室12内部を矢印A方向に
流れ、この間に所定温度に加熱されているシリコ
ン基板9および基台10に接した反応ガス相から
反応ガスが分解析出し、シリコン基板9上にエピ
タキシヤル成長膜が形成される。エピタキシヤル
成長時に、反応室12内部は減圧される。
ツト11から放射される熱線が透明石英プレート
15および14を透過して基台10およびこれに
装置されているシリコン基板9を照射し、これら
を所定温度に加熱する。このとき反応ガス供給口
23を通して、ジクロールシラン等のソースガス
およびホスフイン等のドーピングガスを適当な濃
度で含有した水素ベースの反応ガスを常温で供給
することによつて、この反応ガスは反応ガス排気
口24に向かつて反応室12内部を矢印A方向に
流れ、この間に所定温度に加熱されているシリコ
ン基板9および基台10に接した反応ガス相から
反応ガスが分解析出し、シリコン基板9上にエピ
タキシヤル成長膜が形成される。エピタキシヤル
成長時に、反応室12内部は減圧される。
このとき同時に、冷却ガス供給口25を通して
冷却ガスとしての空気または水素ガスを常温で供
給し、かつ冷却室16内部の圧力を反応室12内
部の圧力と同程度の圧力に減圧する。冷却室16
と反応室12での圧力が同程度であるため、透明
石英プレート14の厚さを大幅に薄くすることが
可能であり、そのため透明プレート14を通して
反応室12から冷却室16へ移動する熱流束が大
きくなる。また、透明石英プレート14の表面積
が最小限に抑えられかつ反応室の壁面部材13が
冷水溝27によつて水冷されるため、透明石英プ
レート14を通して反応室12から冷却室16へ
移動する熱量が小さくなる。すなわち、反応室1
2から冷却室へ移動する熱の熱流速が大きくかつ
熱量が小さいため、小量の冷却ガスで大量の熱を
反応室12内部の反応ガスから奪うことができ、
その結果反応室12側の透明石英プレートの表面
温度が小量の冷却ガスで十分下がり、透明石英プ
レート14へのシリコン結晶堆積が激減し、堆積
が始まつても透明石英プレートが冷却され続ける
ので堆積量が増え続けることはない。
冷却ガスとしての空気または水素ガスを常温で供
給し、かつ冷却室16内部の圧力を反応室12内
部の圧力と同程度の圧力に減圧する。冷却室16
と反応室12での圧力が同程度であるため、透明
石英プレート14の厚さを大幅に薄くすることが
可能であり、そのため透明プレート14を通して
反応室12から冷却室16へ移動する熱流束が大
きくなる。また、透明石英プレート14の表面積
が最小限に抑えられかつ反応室の壁面部材13が
冷水溝27によつて水冷されるため、透明石英プ
レート14を通して反応室12から冷却室16へ
移動する熱量が小さくなる。すなわち、反応室1
2から冷却室へ移動する熱の熱流速が大きくかつ
熱量が小さいため、小量の冷却ガスで大量の熱を
反応室12内部の反応ガスから奪うことができ、
その結果反応室12側の透明石英プレートの表面
温度が小量の冷却ガスで十分下がり、透明石英プ
レート14へのシリコン結晶堆積が激減し、堆積
が始まつても透明石英プレートが冷却され続ける
ので堆積量が増え続けることはない。
また、シリコン結晶が堆積する可能性のある透
明石英プレートは、透明石英プレート14のみで
あり、反応室12側の面にのみ堆積する。そのた
め透明プレートの保守作業は、壁面部材13から
壁面部材17を取りはずすだけで透明プレート1
4の反応室12側の面を取り出すことができ、し
かもこの面の面積が最小限に抑えられているため
洗浄乾燥の手間が軽減され、大幅に簡略化され
る。
明石英プレートは、透明石英プレート14のみで
あり、反応室12側の面にのみ堆積する。そのた
め透明プレートの保守作業は、壁面部材13から
壁面部材17を取りはずすだけで透明プレート1
4の反応室12側の面を取り出すことができ、し
かもこの面の面積が最小限に抑えられているため
洗浄乾燥の手間が軽減され、大幅に簡略化され
る。
以上のように本実施例によれば、反応室とは別
に透明プレート冷却室を設けることにより、透明
プレートへのシリコン結晶堆積を小量の冷却ガス
で抑えることができ、かつ透明プレートの保守作
業を大幅に簡略化することができる。
に透明プレート冷却室を設けることにより、透明
プレートへのシリコン結晶堆積を小量の冷却ガス
で抑えることができ、かつ透明プレートの保守作
業を大幅に簡略化することができる。
以下本発明の第2の実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
第4図は本発明の第2の実施例を示す気相成長
装置の断面図である。第4図において、7は反応
ガスを供給する反応ガス供給管、8は反応ガスを
排気する反応ガス排気管であり、9はシリコン基
板、10はシリコン基板9を載置する基台で、1
1はシリコン基板9および基台10を加熱する赤
外線ランプユニツトである。12は気相成長反応
を行う反応室で、13は反応室12の壁面部材、
14は厚さ1〜2mm程度の透明石英プレートであ
る。15は透明石英プレート14と赤外線ランプ
ユニツト11との間にある厚さ15mm程度の透明石
英プレートで、20は赤外線ランプユニツト11
が内部に設置されている上部ヒータブロツク、2
1は透明石英プレート15を上部ヒータブロツク
20に固定するための固定具である。23は反応
ガス供給口、24は反応ガス排気口で、反応ガス
供給口23より供給される反応ガスは、壁面部材
13の反応ガス供給口23付近のテーパ形状に沿
つて徐々に広がつていき、反応室12の内部を矢
印X方向に流れ、再び反応ガス排気口24付近の
テーパ形状に沿つて徐々に縮流となつてよどみな
く流れる。27は壁面部材13を水冷するための
冷水溝、28は上部ヒータブロツク20を水冷す
るための冷水溝、29は固定具21を水冷するた
めの冷水溝である。以上は第2図の構成と同様な
ものである。
装置の断面図である。第4図において、7は反応
ガスを供給する反応ガス供給管、8は反応ガスを
排気する反応ガス排気管であり、9はシリコン基
板、10はシリコン基板9を載置する基台で、1
1はシリコン基板9および基台10を加熱する赤
外線ランプユニツトである。12は気相成長反応
を行う反応室で、13は反応室12の壁面部材、
14は厚さ1〜2mm程度の透明石英プレートであ
る。15は透明石英プレート14と赤外線ランプ
ユニツト11との間にある厚さ15mm程度の透明石
英プレートで、20は赤外線ランプユニツト11
が内部に設置されている上部ヒータブロツク、2
1は透明石英プレート15を上部ヒータブロツク
20に固定するための固定具である。23は反応
ガス供給口、24は反応ガス排気口で、反応ガス
供給口23より供給される反応ガスは、壁面部材
13の反応ガス供給口23付近のテーパ形状に沿
つて徐々に広がつていき、反応室12の内部を矢
印X方向に流れ、再び反応ガス排気口24付近の
テーパ形状に沿つて徐々に縮流となつてよどみな
く流れる。27は壁面部材13を水冷するための
冷水溝、28は上部ヒータブロツク20を水冷す
るための冷水溝、29は固定具21を水冷するた
めの冷水溝である。以上は第2図の構成と同様な
ものである。
第2図の構成と異なる第1の点は、透明石英プ
レート14と15の間にこれらと平行な厚さ1〜
2mm程度の第3の透明プレート32および第4の
透明プレート33を設けて、冷却室を、透明プレ
ート14を冷却する第1の冷却室34、透明プレ
ート32および33を冷却する第2の冷却室3
5、透明プレート15を冷却する第3の冷却室3
6の合計3個設けた点である。37は第1の冷却
室34の壁面部材、38は第2の冷却室35の壁
面部材、39は第3の冷却室36の壁面部材で、
40は透明石英プレート14を壁面部材37に固
定するための固定具、41は透明石英プレート3
2を壁面部材37に固定するための固定具、42
は透明プレート33を壁面部材39に固定するた
めの固定具である。透明石英プレート14と壁面
部材37、および壁面部材13と壁面部材37、
および透明石英プレート32と壁面部材37、お
よび壁面部材37と壁面部材38、および壁面部
材38と壁面部材39、および透明石英プレート
33と壁面部材39、そして壁面部材39と上部
ヒータブロツク20は、それぞれOリング等の既
知のガスシールド手段を介して締結され、反応室
12、および第1の冷却室34、および第2の冷
却室35、そして第3の冷却室36の気密性がそ
れぞれ保証されている。43は第1の冷却室34
に冷却ガスを供給するための冷却ガス供給管、4
4は第1の冷却室34から冷却ガスを排気するた
めの冷却ガス排気管であり、45は第2の冷却室
35のための冷却ガス供給管、46は第2の冷却
室35のための冷却ガス排気管、47は第3の冷
却室36のための冷却ガス供給管、48は第3の
冷却室36のための冷却ガス排気管である。49
は第1の冷却室34の冷却ガス供給口、50は第
1の冷却室34の冷却ガス排気口、51は第2の
冷却室35の冷却ガス供給口、52は第2の冷却
室35の冷却ガス排気口、53は第3の冷却室3
6の冷却ガス供給口、54は第3の冷却室36の
冷却ガス排気口で、冷却ガス供給口49付近およ
び冷却ガス排気口50付近の壁面部材37と、冷
却ガス供給口51付近および冷却ガス排気口52
付近の壁面部材38と、そして冷却ガス供給口5
3付近および冷却ガス排気口54付近の壁面部材
39は、それぞれ内部形状がテーパ状に形成され
ている。したがつて冷却ガス供給口49より第1
の冷却室34に供給される冷却ガスは、テーパ形
状に沿つて徐々に広がつていき、冷却室34の内
部を矢印Y方向に流れ、再び排気側のテーパ形状
に沿つて徐々に縮流となつてよどみなく流れてい
くことになる。第2の冷却室35および第3の冷
却室36についても、それぞれ矢印V方向、矢印
Z方向に同様に流れる。
レート14と15の間にこれらと平行な厚さ1〜
2mm程度の第3の透明プレート32および第4の
透明プレート33を設けて、冷却室を、透明プレ
ート14を冷却する第1の冷却室34、透明プレ
ート32および33を冷却する第2の冷却室3
5、透明プレート15を冷却する第3の冷却室3
6の合計3個設けた点である。37は第1の冷却
室34の壁面部材、38は第2の冷却室35の壁
面部材、39は第3の冷却室36の壁面部材で、
40は透明石英プレート14を壁面部材37に固
定するための固定具、41は透明石英プレート3
2を壁面部材37に固定するための固定具、42
は透明プレート33を壁面部材39に固定するた
めの固定具である。透明石英プレート14と壁面
部材37、および壁面部材13と壁面部材37、
および透明石英プレート32と壁面部材37、お
よび壁面部材37と壁面部材38、および壁面部
材38と壁面部材39、および透明石英プレート
33と壁面部材39、そして壁面部材39と上部
ヒータブロツク20は、それぞれOリング等の既
知のガスシールド手段を介して締結され、反応室
12、および第1の冷却室34、および第2の冷
却室35、そして第3の冷却室36の気密性がそ
れぞれ保証されている。43は第1の冷却室34
に冷却ガスを供給するための冷却ガス供給管、4
4は第1の冷却室34から冷却ガスを排気するた
めの冷却ガス排気管であり、45は第2の冷却室
35のための冷却ガス供給管、46は第2の冷却
室35のための冷却ガス排気管、47は第3の冷
却室36のための冷却ガス供給管、48は第3の
冷却室36のための冷却ガス排気管である。49
は第1の冷却室34の冷却ガス供給口、50は第
1の冷却室34の冷却ガス排気口、51は第2の
冷却室35の冷却ガス供給口、52は第2の冷却
室35の冷却ガス排気口、53は第3の冷却室3
6の冷却ガス供給口、54は第3の冷却室36の
冷却ガス排気口で、冷却ガス供給口49付近およ
び冷却ガス排気口50付近の壁面部材37と、冷
却ガス供給口51付近および冷却ガス排気口52
付近の壁面部材38と、そして冷却ガス供給口5
3付近および冷却ガス排気口54付近の壁面部材
39は、それぞれ内部形状がテーパ状に形成され
ている。したがつて冷却ガス供給口49より第1
の冷却室34に供給される冷却ガスは、テーパ形
状に沿つて徐々に広がつていき、冷却室34の内
部を矢印Y方向に流れ、再び排気側のテーパ形状
に沿つて徐々に縮流となつてよどみなく流れてい
くことになる。第2の冷却室35および第3の冷
却室36についても、それぞれ矢印V方向、矢印
Z方向に同様に流れる。
第4図の構成が第2図の構成と異なる第2の点
は、接続管55を設けることによつて、冷却ガス
排気管46と反応ガス供給管7が直結されている
点である。
は、接続管55を設けることによつて、冷却ガス
排気管46と反応ガス供給管7が直結されている
点である。
上記のように構成された気相成長装置につい
て、以上その動作を説明する。
て、以上その動作を説明する。
エピタキシヤル成長時には、赤外線ランプユニ
ツト11から放射される熱線が透明石英プレート
15,33,32および14を透過して基台10
およびこれに載置されているシリコン基板9を照
射し、これらを所定温度に加熱する。このとき反
応ガス供給口23を通して反応ガスを供給するこ
とによつて、シリコン基板9および基台10に接
した反応ガス相から反応ガスが分解析出し、シリ
コン基版上にエピタキシヤル成長膜が形成され
る。エピタキシヤル成長時に、反応室12内部は
減圧される。
ツト11から放射される熱線が透明石英プレート
15,33,32および14を透過して基台10
およびこれに載置されているシリコン基板9を照
射し、これらを所定温度に加熱する。このとき反
応ガス供給口23を通して反応ガスを供給するこ
とによつて、シリコン基板9および基台10に接
した反応ガス相から反応ガスが分解析出し、シリ
コン基版上にエピタキシヤル成長膜が形成され
る。エピタキシヤル成長時に、反応室12内部は
減圧される。
このとき同時に、冷却ガス供給口49および5
3を通して常温の冷却ガスをそれぞれ冷却室34
および36に供給し、かつ冷却室34および36
内部の圧力を反応室12内部の圧力と同程度の圧
力まで減圧して、透明石英プレート15および1
4を冷却する。そして、冷却ガス供給口51を通
して冷却室35に反応ガスを常温で供給し、かつ
冷却室35内部の圧力を反応室12内部の圧力と
同じ圧力まで減圧する。このとき冷却室35に冷
却ガスのかわりに供給された反応ガスは、透明石
英プレート33および32を冷却し、冷却室35
低温の反応ガスを供給する限り、透明石英プレー
ト32および33の冷却室35に内部に面してい
る面にはシリコン結晶が堆積しても透明石英プレ
ート32および33が冷却され続けるのでその量
はごく微少で増え続けることはない。さて冷却室
35に供給された反応ガスが、透明プレート33
および32を冷却することは、透明プレート33
および32から反応ガスが加熱されることに他な
らない。すなわち冷却ガス排気口52から排気さ
れる反応ガスは加熱されて排気される。そこでこ
の排気された反応ガスを接続管55を通して反応
室12へ供給する。その結果冷却室35で予備加
熱された反応ガスの温度と、シリコン基板9およ
び基台10の温度との間の温度差が減少し、反応
ガスがシリコン基板9および基台10の反応ガス
供給口23に近い側から奪う熱が抑えられ、シリ
コン基板9の温度分布均一化をはかることができ
る。すねわちシリコン基板9に形成するシリコン
単結晶膜の膜厚均一化を行うことができる。
3を通して常温の冷却ガスをそれぞれ冷却室34
および36に供給し、かつ冷却室34および36
内部の圧力を反応室12内部の圧力と同程度の圧
力まで減圧して、透明石英プレート15および1
4を冷却する。そして、冷却ガス供給口51を通
して冷却室35に反応ガスを常温で供給し、かつ
冷却室35内部の圧力を反応室12内部の圧力と
同じ圧力まで減圧する。このとき冷却室35に冷
却ガスのかわりに供給された反応ガスは、透明石
英プレート33および32を冷却し、冷却室35
低温の反応ガスを供給する限り、透明石英プレー
ト32および33の冷却室35に内部に面してい
る面にはシリコン結晶が堆積しても透明石英プレ
ート32および33が冷却され続けるのでその量
はごく微少で増え続けることはない。さて冷却室
35に供給された反応ガスが、透明プレート33
および32を冷却することは、透明プレート33
および32から反応ガスが加熱されることに他な
らない。すなわち冷却ガス排気口52から排気さ
れる反応ガスは加熱されて排気される。そこでこ
の排気された反応ガスを接続管55を通して反応
室12へ供給する。その結果冷却室35で予備加
熱された反応ガスの温度と、シリコン基板9およ
び基台10の温度との間の温度差が減少し、反応
ガスがシリコン基板9および基台10の反応ガス
供給口23に近い側から奪う熱が抑えられ、シリ
コン基板9の温度分布均一化をはかることができ
る。すねわちシリコン基板9に形成するシリコン
単結晶膜の膜厚均一化を行うことができる。
以上のように、冷却室を3個設け、その内の1
つの冷却室の冷却ガス排気管と反応ガス供給管を
接続する接続管を設け、この冷却室に反応ガスを
通し、反応ガスを予備加熱した後に反応室に供給
することによつて、シリコン基板に形成するシリ
コン単結晶膜の膜厚均一化を行うことができる。
つの冷却室の冷却ガス排気管と反応ガス供給管を
接続する接続管を設け、この冷却室に反応ガスを
通し、反応ガスを予備加熱した後に反応室に供給
することによつて、シリコン基板に形成するシリ
コン単結晶膜の膜厚均一化を行うことができる。
なお、第1の実施例において冷却室は1個とし
たが、複数個としてもよい。また第2の実施例に
おいて冷却室を3個、反応ガスの予備加熱を行う
ための冷却室をその内の1個としたが、冷却室の
個数が2個以下または4個以上としてもよいこと
は言うまでもなく、反応ガスの予備加熱を行うた
めの冷却室を複数個としてもよいことは言うまで
もない。更に、本発明はエピタキシヤル成長への
適用に限らず、膜形成を必要とする各種装置に適
用が可能であることも言うまでもない。
たが、複数個としてもよい。また第2の実施例に
おいて冷却室を3個、反応ガスの予備加熱を行う
ための冷却室をその内の1個としたが、冷却室の
個数が2個以下または4個以上としてもよいこと
は言うまでもなく、反応ガスの予備加熱を行うた
めの冷却室を複数個としてもよいことは言うまで
もない。更に、本発明はエピタキシヤル成長への
適用に限らず、膜形成を必要とする各種装置に適
用が可能であることも言うまでもない。
発明の効果
以上のように本発明は、気相成長装置を反応室
と冷却室に分けて、反応室と冷却室の圧力を同じ
圧力まで減圧することにより、小量の冷却ガスで
透明プレートを冷却して透明プレートでの反応生
成物付着を抑えることができ、また透明プレート
の保守作業を容易に行うことができるようにな
り、その実用的効果は大なるものがある。また冷
却室の内の少くとも1つに反応ガスを通して予備
加熱し、そしてこの反応ガスを反応室に供給する
ことによつて、生成される気相成長膜の膜厚均一
化をはかることができ、その効果は更に大なるも
のがある。
と冷却室に分けて、反応室と冷却室の圧力を同じ
圧力まで減圧することにより、小量の冷却ガスで
透明プレートを冷却して透明プレートでの反応生
成物付着を抑えることができ、また透明プレート
の保守作業を容易に行うことができるようにな
り、その実用的効果は大なるものがある。また冷
却室の内の少くとも1つに反応ガスを通して予備
加熱し、そしてこの反応ガスを反応室に供給する
ことによつて、生成される気相成長膜の膜厚均一
化をはかることができ、その効果は更に大なるも
のがある。
第1図は従来の気相成長装置の断面図、第2図
は本発明の第1の実施例における気相成長装置の
断面図、第3図は同装置の外観図、第4図は第2
の実施例における気相成長装置の断面図である。 12……反応室、16,34,35,36……
冷却室、13……反応室壁面部材、17,37,
38,39……冷却室壁面部材、11……赤外線
ランプユニツト、20……上部ヒータブロツク、
14,15,32,33……透明石英プレート、
9……シリコン基板、10……基台、55……接
続管。
は本発明の第1の実施例における気相成長装置の
断面図、第3図は同装置の外観図、第4図は第2
の実施例における気相成長装置の断面図である。 12……反応室、16,34,35,36……
冷却室、13……反応室壁面部材、17,37,
38,39……冷却室壁面部材、11……赤外線
ランプユニツト、20……上部ヒータブロツク、
14,15,32,33……透明石英プレート、
9……シリコン基板、10……基台、55……接
続管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、反
応ガスを排気する反応ガス排気手段と、気相成長
膜を形成させる基板を載置する基台と、前記基板
および基台を加熱する光輻射加熱手段と、外気を
遮断して前記反応ガス供給手段より供給される反
応ガス雰囲気を形成するための壁面部材および前
記基台と光輻射加熱手段との間にあつて輻射光を
透過する材質より成る透明プレートから構成さ
れ、前記基台が内部に設置され気相成長反応時に
内部が減圧される反応室と、前記透明プレートと
光輻射加熱手段との間にあつて前記透明プレート
と平行な少くとも1枚の輻射光を透過する材質よ
り成る第2の透明プレートと、前記第1の透明プ
レートおよび第2の透明プレートを冷却するため
に透明プレートと透明プレートに挟まれた空間に
それぞれ別個に冷却ガスを供給する少くとも1個
の供給管を有する冷却ガス供給手段と、前記透明
プレートと透明プレートに挟まれた空間からそれ
ぞれ別個に冷却ガスを排気する少くとも1個の排
気管を有する冷却ガス排気手段と、前記第1の透
明プレートおよび第2の透明プレートと共に外気
を遮断して前記冷却ガス供給手段より供給される
冷却ガス雰囲気を形成するための壁面部材とから
構成され、気相成長反応時には内部が反応室内部
と同程度の圧力に減圧される少くとも1個の気密
性が保証された透明プレート冷却室からなる気相
成長装置。 2 透明プレート冷却室の少くとも1つに、冷却
ガスのかわりに反応ガスを供給、排気し、この透
明プレート冷却室から排気された反応ガスを前記
反応ガス供給手段によつて前記反応室に供給する
特許請求の範囲第1項記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6606484A JPS60208824A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6606484A JPS60208824A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 気相成長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60208824A JPS60208824A (ja) | 1985-10-21 |
JPH0518250B2 true JPH0518250B2 (ja) | 1993-03-11 |
Family
ID=13305048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6606484A Granted JPS60208824A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60208824A (ja) |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP6606484A patent/JPS60208824A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60208824A (ja) | 1985-10-21 |
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