JPH10149988A - Method and device for forming doped semiconductor film - Google Patents
Method and device for forming doped semiconductor filmInfo
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- JPH10149988A JPH10149988A JP30474496A JP30474496A JPH10149988A JP H10149988 A JPH10149988 A JP H10149988A JP 30474496 A JP30474496 A JP 30474496A JP 30474496 A JP30474496 A JP 30474496A JP H10149988 A JPH10149988 A JP H10149988A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はドープド半導体膜形
成方法及びその装置に係り、特にドーパント供給管内の
残留ドーパントを排除するためのものに関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and an apparatus for forming a doped semiconductor film, and more particularly to a method for removing a residual dopant in a dopant supply tube.
【0002】[0002]
【従来の技術】ドープド半導体膜形成装置は、アウタチ
ューブの外側に設けられるヒータによりウェーハを加熱
するとともに、インナチューブ内に供給管より半導体原
料ガス及びドーパント原料ガスを供給して流通させ、ア
ウタチューブとインナチューブとの間を経て排気口より
排気することにより、ウェーハにドープド半導体膜を生
成するものである。2. Description of the Related Art A doped semiconductor film forming apparatus heats a wafer by a heater provided outside an outer tube, and supplies and circulates a semiconductor raw material gas and a dopant raw material gas through a supply pipe into an inner tube. By evacuating from the exhaust port through between the inner tube and the inner tube, a doped semiconductor film is formed on the wafer.
【0003】従来のドープド半導体膜形成装置は、半導
体原料ガス及びドーピング原料ガスを供給する反応ガス
供給管の他に、ドーパント原料ガスを補充するためのイ
ンジェクタを有するドーパント供給管を独立して備え
て、ドープ量の均一性を向上させている。A conventional doped semiconductor film forming apparatus independently includes a dopant supply pipe having an injector for replenishing a dopant source gas, in addition to a reaction gas supply pipe for supplying a semiconductor source gas and a doping source gas. , The uniformity of the doping amount is improved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ドーパント供
給管を独立して備える上述した従来技術では、インジェ
クタ内でドーパント原料が分解、吸着し、ドープド半導
体膜形成後にインジェクタ内に溜まったドーパントが反
応管内部や膜形成した処理基板上に付着して、基板表面
に意図しない高濃度層を形成し、膜特性に悪影響を与え
ることがあった。また、基板取出し後も徐々にインジェ
クタからドーパントが気化し、その気化量も時間が経つ
につれて変化するため、次の成膜処理でのドーピング濃
度に影響を与え、バッチ間のドープ再現性を悪化させる
という問題もあった。However, in the above-mentioned prior art in which a dopant supply pipe is provided independently, the dopant raw material is decomposed and adsorbed in the injector, and the dopant accumulated in the injector after the formation of the doped semiconductor film is removed. In some cases, it adheres to the inside or on a processed substrate on which a film is formed, and forms an unintended high-concentration layer on the substrate surface, which may adversely affect the film characteristics. In addition, the dopant is gradually vaporized from the injector even after taking out the substrate, and the vaporization amount also changes with time, thereby affecting the doping concentration in the next film forming process and deteriorating the dope reproducibility between batches. There was also a problem.
【0005】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、意図した通りのドーパント分布の半導体
膜を再現性よく形成することが可能なドープド半導体膜
形成方法及びその装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method and apparatus for forming a doped semiconductor film capable of solving the above-mentioned problems of the prior art and forming a semiconductor film having a dopant distribution as intended with good reproducibility. Is to do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のドープド半導体
膜形成方法は、ドーパント原料ガスをドーパント供給管
から反応管内に供給して基板上にドープド半導体膜を形
成する方法において、半導体膜を形成する以外の時間
は、ドーパント供給管内のドーパントを排除するように
したものである。ここにドーパント供給管内のドーパン
トには、残留したドーパント原料ガス、ドーパント供給
管内に吸着したドーパントから気化したドーパントガ
ス、あるいはドーパント供給管から離脱した固化ドーパ
ントも含まれる。A method of forming a doped semiconductor film according to the present invention is a method of forming a doped semiconductor film on a substrate by supplying a dopant source gas from a dopant supply tube into a reaction tube. At other times, the dopant in the dopant supply tube is excluded. Here, the dopant in the dopant supply pipe includes a residual dopant source gas, a dopant gas adsorbed from the dopant adsorbed in the dopant supply pipe, and a solidified dopant separated from the dopant supply pipe.
【0007】ドーパント原料ガスが反応室内に供給され
るにしたがってドーパント供給管内壁にドーパントが残
留する。半導体膜を形成する以外の時間、このドーパン
ト供給管内に残留したドーパントを外部に排除する。こ
れにより、次のドープド半導体膜形成に際して、意図し
ていない残留ドーパントが反応管内に流れ込むことはな
く、成膜反応に悪影響を与えることがなくなる。[0007] As the dopant source gas is supplied into the reaction chamber, the dopant remains on the inner wall of the dopant supply pipe. The dopant remaining in the dopant supply pipe is removed to the outside during a period other than the time when the semiconductor film is formed. Thus, at the time of the next formation of the doped semiconductor film, unintended residual dopant does not flow into the reaction tube, and does not adversely affect the film formation reaction.
【0008】また、本発明のドープド半導体膜形成装置
は、基板上にドープド半導体膜を形成するためにドーパ
ント原料ガスを反応室内に供給するドーパント供給管
と、このドーパント供給管に接続され、ドーパント供給
管内のドーパントを排気するドーパント排気管とを備え
ているものである。Further, the doped semiconductor film forming apparatus of the present invention comprises a dopant supply pipe for supplying a dopant source gas into a reaction chamber for forming a doped semiconductor film on a substrate, and a dopant supply pipe connected to the dopant supply pipe. And a dopant exhaust pipe for exhausting the dopant in the pipe.
【0009】ドーパント供給管にドーパント排気管を接
続することにより、ドーパント供給管内にドーパントが
溜まってもこれを排除することができるので、ドープド
半導体膜を再現性よく形成することができる。By connecting the dopant exhaust pipe to the dopant supply pipe, even if the dopant accumulates in the dopant supply pipe, this can be eliminated, so that the doped semiconductor film can be formed with good reproducibility.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図2は、ドープド半導体膜形成装置として
の縦型CVD装置の概略断面図を示す。図2において、
反応管1はアウタチューブ2とインナチューブ3とから
なる。この反応管1のインナチューブ3内に、ボート載
置台4にウェーハ5を多段に載置したボート6が挿入さ
れ、そのキャップ7で反応管1の底部がシールされる。
キャップ7には回転機構8が取り付けられ、反応管1内
でボート6が回転できるようになっている。反応管1の
外周にヒータ9が配置され、ウェーハ5を所定温度に加
熱する。FIG. 2 is a schematic sectional view of a vertical CVD apparatus as a doped semiconductor film forming apparatus. In FIG.
The reaction tube 1 includes an outer tube 2 and an inner tube 3. A boat 6 having wafers 5 mounted in multiple stages on a boat mounting table 4 is inserted into the inner tube 3 of the reaction tube 1, and the bottom of the reaction tube 1 is sealed with the cap 7.
A rotation mechanism 8 is attached to the cap 7 so that the boat 6 can rotate in the reaction tube 1. A heater 9 is arranged on the outer periphery of the reaction tube 1 to heat the wafer 5 to a predetermined temperature.
【0012】反応管1の下部に反応ガス供給管10が挿
入され、反応管1のインナチューブ3内に半導体原料ガ
ス及びドーパント原料ガスを供給するようになってい
る。また、ドーパント供給管11が反応ガス供給管10
とは独立して設けられ、ドーパント原料ガスを反応管1
のインナチューブ3内に補充できるようになっている。
ドーパント供給管11は反応管1内の下部から上部にま
で延長され、その延長部はドーパント原料ガスを反応管
1内に均一に注入するインジェクタ13を構成してい
る。A reaction gas supply pipe 10 is inserted into a lower portion of the reaction tube 1 to supply a semiconductor source gas and a dopant source gas into the inner tube 3 of the reaction tube 1. Further, the dopant supply pipe 11 is
And the dopant source gas is supplied independently of the reaction tube 1.
Can be refilled into the inner tube 3.
The dopant supply pipe 11 extends from the lower part to the upper part in the reaction tube 1, and the extension part constitutes an injector 13 for uniformly injecting the dopant source gas into the reaction tube 1.
【0013】上記ドーパント供給管11の途中にドーパ
ント排気管12が接続され、ドーパント供給管11内に
溜まったドーパントガスをドーパント供給管11を介し
てドーパント排気管12から真空排気するようになって
いる。また、これらドーパント供給管11及び反応ガス
供給管10とは反対側の反応管1の下部には排気管14
が接続され、反応管1内に供給されたガスを真空排気す
るようになっている。A dopant exhaust pipe 12 is connected in the middle of the dopant supply pipe 11, and the dopant gas accumulated in the dopant supply pipe 11 is evacuated from the dopant exhaust pipe 12 through the dopant supply pipe 11. . An exhaust pipe 14 is provided below the reaction tube 1 on the opposite side of the dopant supply pipe 11 and the reaction gas supply pipe 10.
Is connected, and the gas supplied into the reaction tube 1 is evacuated.
【0014】このような縦型CVD装置において、ドー
プドCVD膜はボート6が挿入される度にバッチ処理で
ウェーハ上に形成される。ドープドCVD膜を形成する
時は、反応管1内に挿入したウェーハ5をヒータ9によ
り所定温度に加熱する。そして、排気管14のバルブ1
7を開くとともに、図1(a)に示すように、ドーパン
ト排気管12のバルブ16を閉じ、ドーパント供給管1
1のバルブ15を開いて、反応ガス供給管10及びドー
パント供給管11から半導体原料ガス及びドーパント原
料ガスを反応管1内に供給して、ウェーハにドープドC
VD膜を生成させる。余剰のガスはインナチューブ3と
アウタチューブ2との間の通路18を通って排気管14
に導かれ、反応管1より真空排気される。このときイン
ジェクタ13内では、ドーパント原料ガスが分解し、イ
ンジェクタ13の内壁にドーパントが付着・堆積してい
く。In such a vertical CVD apparatus, a doped CVD film is formed on a wafer by batch processing every time the boat 6 is inserted. When forming a doped CVD film, the wafer 5 inserted into the reaction tube 1 is heated to a predetermined temperature by the heater 9. And the valve 1 of the exhaust pipe 14
7 is opened, and the valve 16 of the dopant exhaust pipe 12 is closed as shown in FIG.
1 valve 15 is opened to supply a semiconductor source gas and a dopant source gas into the reaction tube 1 from the reaction gas supply tube 10 and the dopant supply tube 11, and to perform doped C on the wafer.
A VD film is generated. Excess gas passes through the passage 18 between the inner tube 3 and the outer tube 2 and passes through the exhaust pipe 14.
And evacuated from the reaction tube 1. At this time, in the injector 13, the dopant source gas is decomposed, and the dopant adheres and accumulates on the inner wall of the injector 13.
【0015】なお、SiH4 −PH3 系の原料ガスを用
いたPドープドポリシリコン成膜方法についての反応管
内の一般的処理条件は次の通りである。The general processing conditions in the reaction tube for the P-doped polysilicon film forming method using the SiH 4 —PH 3 source gas are as follows.
【0016】温度:500℃〜600℃ 圧力:10Pa〜200Pa SiH4 :200〜2000ccm PH3 :1〜1000ccm(0.1%〜4%になるよ
うN2 またはHe、H2 などで希釈) 半導体膜を形成する以外の時間は、図1(b)に示すよ
うに、反応ガス供給管10からの半導体原料ガス及びド
ーパント原料ガスの供給を止め、キャリアガス(N2 ま
たはHe、H2 など)のみを流して反応管1内をパージ
する。このときドーパント供給管11では、ドーパント
供給管11のバルブ15を閉じ、ドーパント排気管12
のバルブ16を開く。そして、ドーパント排気管12か
ら真空排気することにより、反応管1からインジェクタ
13、ドーパント供給管11を経てドーパント排気管1
2へ気流を逆流させて、インジェクタ13内に残留して
いるドーパントガスないしインジェクタ13の内壁に吸
着したドーパントが気化することにより生じたドーパン
トガスを外部に排除し、インジェクタ13の内部に溜ま
ったドーパントが反応管1内部へ流入するのを防ぐ。Temperature: 500 ° C. to 600 ° C. Pressure: 10 Pa to 200 Pa SiH 4 : 200 to 2000 ccm PH 3 : 1 to 1000 ccm (diluted to 0.1% to 4% with N 2, He, H 2, etc.) Semiconductor 1B, the supply of the semiconductor source gas and the dopant source gas from the reaction gas supply pipe 10 is stopped, and the carrier gas (N 2, He, H 2 , or the like) is stopped as shown in FIG. The reaction tube 1 is purged by flowing only the gas. At this time, in the dopant supply pipe 11, the valve 15 of the dopant supply pipe 11 is closed, and the dopant exhaust pipe 12
Is opened. Then, by evacuating from the dopant exhaust pipe 12, the reaction pipe 1 passes through the injector 13, the dopant supply pipe 11, and the dopant exhaust pipe 1.
2, the dopant gas remaining in the injector 13 or the dopant gas generated by vaporizing the dopant adsorbed on the inner wall of the injector 13 is removed to the outside, and the dopant accumulated in the injector 13 is removed. Is prevented from flowing into the reaction tube 1.
【0017】このように本実施の形態によると、ドーパ
ント供給管11にドーパント排気管12を接続し、ドー
プド半導体膜形成以外のときには、インジェクタ13内
を独立して排気するようにしたものである。したがっ
て、ドープド半導体膜形成後にインジェクタ13内に溜
まったドーパントが反応管1内部や膜形成した処理基板
上に付着して高濃度層を形成したり、次の成膜処理での
ドーピング濃度に影響を与えることがなくなる。その結
果、バッチ間のドープ量再現性が良くなる。As described above, according to the present embodiment, the dopant exhaust pipe 12 is connected to the dopant supply pipe 11, and the inside of the injector 13 is independently evacuated except for the formation of the doped semiconductor film. Therefore, the dopant accumulated in the injector 13 after the formation of the doped semiconductor film adheres to the inside of the reaction tube 1 or the processing substrate on which the film is formed, thereby forming a high-concentration layer or affecting the doping concentration in the next film-forming process. Will not give. As a result, the reproducibility of the dope amount between batches is improved.
【0018】なお、上述した実施の形態では、ドーパン
ト供給管11を真空排気することで、ドーパント供給管
11内のドーパントガスを外部に排除するようにした
が、本発明はこれに限定されない。ドーパント供給管1
1に逆に不活性ガスを吹き込んでドーパント供給管11
内のドーパントガスを排除するようにしてもよい。例え
ば、ドーパント排気管12からドーパント供給管11内
にN2 ガスなどの不活性ガスを供給して、反応ガス供給
管10に供給したキャリアガスと共に反応管1の排気管
14から排気するようにしてもよい。In the above-described embodiment, the dopant supply pipe 11 is evacuated to remove the dopant gas in the dopant supply pipe 11 to the outside. However, the present invention is not limited to this. Dopant supply pipe 1
Conversely, an inert gas is blown into 1 to supply dopant supply pipe 11.
The dopant gas in the inside may be excluded. For example, an inert gas such as N 2 gas is supplied from the dopant exhaust pipe 12 into the dopant supply pipe 11 and exhausted from the exhaust pipe 14 of the reaction pipe 1 together with the carrier gas supplied to the reaction gas supply pipe 10. Is also good.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明方法によれば、ドーパント供給管
内の残留ドーパントに起因する高濃度層がなくなり、設
計通りのドープド半導体膜が形成でき、しかもバッチ間
のドープ量再現性が向上する。したがって、その膜を用
いて作成したデバイス特性の安定と、歩留りの向上が図
れる。According to the method of the present invention, the high-concentration layer caused by the residual dopant in the dopant supply tube is eliminated, the doped semiconductor film can be formed as designed, and the reproducibility of the doping amount between batches is improved. Therefore, the stability of device characteristics and the yield can be improved.
【0020】本発明装置によれば、ドーパント供給管に
ドーパント排気管を接続することにより、ドーパント供
給管内にドーパントが溜まってもこれを排除することが
できるので、ドープド半導体膜を再現性よく形成するこ
とができる。According to the apparatus of the present invention, by connecting the dopant exhaust pipe to the dopant supply pipe, even if the dopant accumulates in the dopant supply pipe, this can be eliminated, so that the doped semiconductor film is formed with good reproducibility. be able to.
【図1】本発明の実施の形態を説明するための反応管内
のガスの流れを示す模式図であって、(a)は半導体膜
形成時、(b)は半導体膜を形成していないときの図で
ある。FIGS. 1A and 1B are schematic diagrams illustrating a gas flow in a reaction tube for explaining an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A illustrates a case where a semiconductor film is formed, and FIG. FIG.
【図2】本発明の実施の形態を説明するためのドープド
半導体膜形成装置としての縦型CVD装置の概略構成図
である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vertical CVD apparatus as a doped semiconductor film forming apparatus for describing an embodiment of the present invention.
1 反応管 11 ドーパント供給管 12 ドーパント排気管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction tube 11 Dopant supply pipe 12 Dopant exhaust pipe
Claims (2)
ら反応管内に供給して基板上にドープド半導体膜を形成
する方法において、 半導体膜を形成する以外の時間は、ドーパント供給管内
のドーパントを排除するようにしたことを特徴とするド
ープド半導体膜形成方法。1. A method for forming a doped semiconductor film on a substrate by supplying a dopant source gas into a reaction tube from a dopant supply tube, wherein the dopant in the dopant supply tube is excluded during a time other than the time when the semiconductor film is formed. A method for forming a doped semiconductor film, characterized in that:
にドーパント原料ガスを反応管内に供給するドーパント
供給管と、 このドーパント供給管に接続され、ドーパント供給管内
のドーパントを排気するドーパント排気管とを備えてい
ることを特徴とするドープド半導体膜形成装置。2. A dopant supply pipe for supplying a dopant source gas into a reaction tube for forming a doped semiconductor film on a substrate; a dopant exhaust pipe connected to the dopant supply pipe for exhausting the dopant in the dopant supply pipe; An apparatus for forming a doped semiconductor film, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30474496A JPH10149988A (en) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | Method and device for forming doped semiconductor film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30474496A JPH10149988A (en) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | Method and device for forming doped semiconductor film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10149988A true JPH10149988A (en) | 1998-06-02 |
Family
ID=17936702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30474496A Pending JPH10149988A (en) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | Method and device for forming doped semiconductor film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10149988A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10655218B2 (en) | 2015-07-29 | 2020-05-19 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP30474496A patent/JPH10149988A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10655218B2 (en) | 2015-07-29 | 2020-05-19 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium |
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