JPS6010621A - 減圧エピタキシヤル成長装置 - Google Patents
減圧エピタキシヤル成長装置Info
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- JPS6010621A JPS6010621A JP11931083A JP11931083A JPS6010621A JP S6010621 A JPS6010621 A JP S6010621A JP 11931083 A JP11931083 A JP 11931083A JP 11931083 A JP11931083 A JP 11931083A JP S6010621 A JPS6010621 A JP S6010621A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、減圧反応炉の外周に加熱体が配設され、反
応炉内に配置されたウエノ・上にシリコン単結晶を成長
させる減圧エピタキシャル成長装置に関するものであシ
、特に、炉壁面をシリコン（以下、Ｓｉと記す）又は炭
化シリコン（以下、ＳｉＣと記す）とし、加熱体として
、炉壁の加熱を通じて炉体全体を昇温させる炉壁加熱体
を採用した減圧エピタキシャル成長装置に係わるもので
ある。
応炉内に配置されたウエノ・上にシリコン単結晶を成長
させる減圧エピタキシャル成長装置に関するものであシ
、特に、炉壁面をシリコン（以下、Ｓｉと記す）又は炭
化シリコン（以下、ＳｉＣと記す）とし、加熱体として
、炉壁の加熱を通じて炉体全体を昇温させる炉壁加熱体
を採用した減圧エピタキシャル成長装置に係わるもので
ある。
従来、半導体装造分野において、シリコン単結晶の製造
に際しては、減圧エピタキシャル成長装置が多用されて
お９、該装置においては、５〜１００ｔｏｒｒの減゛圧
下でシリコン単結晶の成長反応を行わせることにより、
オートドーピングを回避できるので、特に、薄いエピタ
キシャル層の成長には有利であることが知られている。
に際しては、減圧エピタキシャル成長装置が多用されて
お９、該装置においては、５〜１００ｔｏｒｒの減゛圧
下でシリコン単結晶の成長反応を行わせることにより、
オートドーピングを回避できるので、特に、薄いエピタ
キシャル層の成長には有利であることが知られている。
そして、該減圧エビタギシャル成長装置にお 、いては
、減圧された反応炉中に、反応ガスを通じ、反応炉の外
周に加熱体を配設し、該加熱体によって反応炉内のウェ
ハを加熱して、該ウェハ上にシリコン単結晶を成長させ
るものであり、反応炉の炉壁材としては、低価格、良好
な加工性及び透明であることなどから石英（以下、５ｉ
ｎ２とＭＬす）が採用されている。
、減圧された反応炉中に、反応ガスを通じ、反応炉の外
周に加熱体を配設し、該加熱体によって反応炉内のウェ
ハを加熱して、該ウェハ上にシリコン単結晶を成長させ
るものであり、反応炉の炉壁材としては、低価格、良好
な加工性及び透明であることなどから石英（以下、５ｉ
ｎ２とＭＬす）が採用されている。
ところが、上記減圧エピタキシャル成長装置における加
熱体として、ニクロム線ヒーター等の抵抗加熱体から成
る炉壁加熱体を採用すると、炉艷自体も該加熱体によっ
て加熱されるので（このような装置を以下、ホットウォ
ールハシという）、炉壁材である５ｉ０２から０２が滲
み出し、ウェハ上に不断≦」の核を形成して結晶構造が
乱れる欠点があった。その上、５ｉ０２の結晶おｌｆ造
が孜密でないことから、炉壁を辿して外部からＮ２等が
炉内に透過移入して、前記結晶構造の乱れがよυ一層深
刻なものとなっていた。
熱体として、ニクロム線ヒーター等の抵抗加熱体から成
る炉壁加熱体を採用すると、炉艷自体も該加熱体によっ
て加熱されるので（このような装置を以下、ホットウォ
ールハシという）、炉壁材である５ｉ０２から０２が滲
み出し、ウェハ上に不断≦」の核を形成して結晶構造が
乱れる欠点があった。その上、５ｉ０２の結晶おｌｆ造
が孜密でないことから、炉壁を辿して外部からＮ２等が
炉内に透過移入して、前記結晶構造の乱れがよυ一層深
刻なものとなっていた。
又、不庖望の反応によって炉壁上に形成、されるフレー
クが、炉壁旧と該フレークの膨張係数の違いによって滑
りを生じて炉壁から落下し、−ウェハ上に付着混入して
し捷う欠点もあった。
クが、炉壁旧と該フレークの膨張係数の違いによって滑
りを生じて炉壁から落下し、−ウェハ上に付着混入して
し捷う欠点もあった。
その上、反応温度が高く （約１１００℃）、炉海材（
Ｓｉｎ２）の融点に近いので、炉壁が軟化変形し、装置
の寿命が短縮化する不利点もあった。
Ｓｉｎ２）の融点に近いので、炉壁が軟化変形し、装置
の寿命が短縮化する不利点もあった。
上述のホットウォール型の問題点を解決するものとして
、反応炉の外周から赤外線を照射して内部のウェハのみ
を選択的に加熱し、炉壁自体の温度を上昇させないよう
にしたコールドウォール型が採用されているが、該コー
ルドウォール型装置においては、赤外線照射装置が大型
であるので、大きなスペースを必要とし、しかも、コス
トが高いという欠点があり、その上、赤外線ランプの寿
命が短いので、保守作業が煩雑であるという難点もあっ
た。
、反応炉の外周から赤外線を照射して内部のウェハのみ
を選択的に加熱し、炉壁自体の温度を上昇させないよう
にしたコールドウォール型が採用されているが、該コー
ルドウォール型装置においては、赤外線照射装置が大型
であるので、大きなスペースを必要とし、しかも、コス
トが高いという欠点があり、その上、赤外線ランプの寿
命が短いので、保守作業が煩雑であるという難点もあっ
た。
この発明の目的は、上記従来技術に基づくホットウォー
ル型の減圧エピタキシャル成長装置の構造に起因する結
晶品質の劣悪化等の問題点に鑑み、反応炉の炉壁の少な
くとも炉壁面をＳｉ又はＳｉＣにて形成する構成とする
ことによって、前記欠点を除去し、不利点を解消して、
極めて純度の高いシリコン単結晶を成長させることがで
きる優れた減圧エピタキシャル成長装置を提供せんとす
るものである。
ル型の減圧エピタキシャル成長装置の構造に起因する結
晶品質の劣悪化等の問題点に鑑み、反応炉の炉壁の少な
くとも炉壁面をＳｉ又はＳｉＣにて形成する構成とする
ことによって、前記欠点を除去し、不利点を解消して、
極めて純度の高いシリコン単結晶を成長させることがで
きる優れた減圧エピタキシャル成長装置を提供せんとす
るものである。
上記目的に沿うこの発明の構成は、反応ガスが導入され
る反応炉の外周に加熱体を配設し、反応炉内のウェハ上
にシリコン単結晶を気相成長させる減圧エピタキシャル
成長装置において、前記加熱体を炉壁加熱体とし、反応
炉の炉壁をＳｉ又［ＳｉＣによって形成することにより
、炉壁が加熱された際の、該炉壁からの０２の岑み出し
を解消し、更には、炉壁に形成されるフレークの落下を
防止し、その上、炉壁の軟化変形をも解消し、もって、
純度の高い良品質のシリコン単結晶を成長させることが
できるようにしたことを要旨とするものであシ、更に、
上記発明に常連する第２の発明の構成は、前記炉壁をカ
ーボン層の両面にＳｉ又はＳｉＣ層をコーディングした
積層材によって形成することにより、上記この発明の諸
効果を損うことなく、高純度で良品質のシリコン単結晶
の成長を可能とするにも係わらず、炉壁材としての高価
なＳｉ又はＳｉＣを節約し、その上、反応炉の機械的強
度を増すことができるようにしたことを要旨とするもの
である。
る反応炉の外周に加熱体を配設し、反応炉内のウェハ上
にシリコン単結晶を気相成長させる減圧エピタキシャル
成長装置において、前記加熱体を炉壁加熱体とし、反応
炉の炉壁をＳｉ又［ＳｉＣによって形成することにより
、炉壁が加熱された際の、該炉壁からの０２の岑み出し
を解消し、更には、炉壁に形成されるフレークの落下を
防止し、その上、炉壁の軟化変形をも解消し、もって、
純度の高い良品質のシリコン単結晶を成長させることが
できるようにしたことを要旨とするものであシ、更に、
上記発明に常連する第２の発明の構成は、前記炉壁をカ
ーボン層の両面にＳｉ又はＳｉＣ層をコーディングした
積層材によって形成することにより、上記この発明の諸
効果を損うことなく、高純度で良品質のシリコン単結晶
の成長を可能とするにも係わらず、炉壁材としての高価
なＳｉ又はＳｉＣを節約し、その上、反応炉の機械的強
度を増すことができるようにしたことを要旨とするもの
である。
次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明すれば以
下の通りである。
下の通りである。
第１図及び第２図において、反応炉１には、反応ガス導
入口２と反応ガス排出口３が設けられているス反応炉１
の外周には、炉壁加熱体として、ニクロム線ヒーター等
の抵抗加熱体４が配設されておシ、反゛応炉１の内部に
は、支持具５が設けられ、その上に、ウェハ６が支持さ
れている。そして、かかる反応炉１の炉壁材として、Ｓ
ｌ又はＳｉＣが用いられているものである。
入口２と反応ガス排出口３が設けられているス反応炉１
の外周には、炉壁加熱体として、ニクロム線ヒーター等
の抵抗加熱体４が配設されておシ、反゛応炉１の内部に
は、支持具５が設けられ、その上に、ウェハ６が支持さ
れている。そして、かかる反応炉１の炉壁材として、Ｓ
ｌ又はＳｉＣが用いられているものである。
上記構成において、反応炉１内は排出口３からの排気に
よ＃）５〜１００ ｔｏｒｒに減圧され、ウェハ６は約
１１００℃に加熱されて、Ｓ ｉ’Ｈｃ １２、ＰＨｓ
゛より成る反応ガスがキャリアガス（Ｈ２）とともに導
入口２よシ炉１内に導入されて、ウェハ６土に散乱し、
シリコン単結晶が成長するものである。
よ＃）５〜１００ ｔｏｒｒに減圧され、ウェハ６は約
１１００℃に加熱されて、Ｓ ｉ’Ｈｃ １２、ＰＨｓ
゛より成る反応ガスがキャリアガス（Ｈ２）とともに導
入口２よシ炉１内に導入されて、ウェハ６土に散乱し、
シリコン単結晶が成長するものである。
又、別の実施態様として、第３図に示されるように、加
熱域と冷却域を備えた反応炉に適用することもできる。
熱域と冷却域を備えた反応炉に適用することもできる。
図において、反応炉１は、接続環７ｃにより連成された
加熱域７ａと冷却域γｂを伽えておシ、加熱域ｒａにお
いては、その外周に、炉壁加熱体としての抵抗加熱体８
が配設され、冷却域１ｂにおいては、その外周に、炉壁
冷却体としてのペルチェ効果素子等の冷却体９が配設さ
れている。
加熱域７ａと冷却域γｂを伽えておシ、加熱域ｒａにお
いては、その外周に、炉壁加熱体としての抵抗加熱体８
が配設され、冷却域１ｂにおいては、その外周に、炉壁
冷却体としてのペルチェ効果素子等の冷却体９が配設さ
れている。
そして、支持具５は反応炉Ｔ内を往復動可能に配置され
ている。
ている。
かかる加熱域１ａにおける炉壁材としては、ｓｉ又はＳ
ｉＣが用いられ、冷却域１ｂにおける炉壁材としては、
従来と同様のＳ ｉ０２が用いられているものである。
ｉＣが用いられ、冷却域１ｂにおける炉壁材としては、
従来と同様のＳ ｉ０２が用いられているものである。
上記構成において、単結晶成長時には、支持具５は加熱
域ｌａ内にあシ、抵抗加熱体８によってウェハ６が加熱
され、反応ガスによってシリコン単結晶が成長する。反
応終了後に、反応ガスの供給を止めるとともに、ウェハ
６を冷却域γｂに移動し、ここで冷却する。同時に、炉
γ内のキャリアガス（Ｎ２）をＮ２ガスに置換し、これ
によシ冷却後のウェハ６の取出しに際してのキャリアガ
スの発火の危険を防ぐことができる。
域ｌａ内にあシ、抵抗加熱体８によってウェハ６が加熱
され、反応ガスによってシリコン単結晶が成長する。反
応終了後に、反応ガスの供給を止めるとともに、ウェハ
６を冷却域γｂに移動し、ここで冷却する。同時に、炉
γ内のキャリアガス（Ｎ２）をＮ２ガスに置換し、これ
によシ冷却後のウェハ６の取出しに際してのキャリアガ
スの発火の危険を防ぐことができる。
このようにして、高価なｓｌ又はＳｉＣの反応炉全体へ
の使用を避けて、５ｉｏ２を炉壁材として使用すること
が好ましくない加熱域に限ってこれらを用いているので
、装置全体が経済的なものとな□る。
の使用を避けて、５ｉｏ２を炉壁材として使用すること
が好ましくない加熱域に限ってこれらを用いているので
、装置全体が経済的なものとな□る。
尚、上記実施例においては、ウェハを支持具によって支
持するものについて説明したが、これに限られるもので
はなく、炉内に水平多段に支持された薄板状のサセプタ
ー上にウェハを保持するものであってもよく、更には、
該多段のサセプターをガス流方向に対して傾斜支持した
ものであってもよい。 １ 更に、上記実施例においては、炉壁加熱体４．８として
、抵抗加熱体を採用しているが、これに限られるもので
は々く、炉壁の加熱を介して、炉体内のウェハを昇温さ
せる、あらゆる種類の加熱体は、この明細書゛にいう炉
壁加熱体に含まれるものである。
持するものについて説明したが、これに限られるもので
はなく、炉内に水平多段に支持された薄板状のサセプタ
ー上にウェハを保持するものであってもよく、更には、
該多段のサセプターをガス流方向に対して傾斜支持した
ものであってもよい。 １ 更に、上記実施例においては、炉壁加熱体４．８として
、抵抗加熱体を採用しているが、これに限られるもので
は々く、炉壁の加熱を介して、炉体内のウェハを昇温さ
せる、あらゆる種類の加熱体は、この明細書゛にいう炉
壁加熱体に含まれるものである。
次に、上記発明に重連する第２の発明に係わる実施例の
反応炉の炉壁が第４図に抽出して示されている。Ｎｉｌ
ち、反応炉の炉壁材として、カーボン層１０の両面にＳ
ｉ又はＳｉＣ層１１がコーティングされた積層体が用い
られスものである。
反応炉の炉壁が第４図に抽出して示されている。Ｎｉｌ
ち、反応炉の炉壁材として、カーボン層１０の両面にＳ
ｉ又はＳｉＣ層１１がコーティングされた積層体が用い
られスものである。
上Ｂピ炉壁材において、Ｓｉ層を形成す不場合には、５
ＩＣ１４を反応ガスとして用い、約１２００℃にて気相
反応によってカーボン層ネタ面上にＳｉ結晶の被膜を形
成するものであり、このとき、Ｓｉ結晶は被着されるだ
けであって、カーボンとの開に化学的結合はない。
ＩＣ１４を反応ガスとして用い、約１２００℃にて気相
反応によってカーボン層ネタ面上にＳｉ結晶の被膜を形
成するものであり、このとき、Ｓｉ結晶は被着されるだ
けであって、カーボンとの開に化学的結合はない。
一方、５ｉＣＪ曽を形成する場合には、５ｉＣ１４を反
応ガスとして約１４００℃にて気相反応により、カーボ
ン層の表層にＳｉ原素をシンタリングさせるものであっ
て、このときには、カーボンとＳｉとの化合物がカーボ
ン層の表層に形成されるも／Ｑ＞ のである。
応ガスとして約１４００℃にて気相反応により、カーボ
ン層の表層にＳｉ原素をシンタリングさせるものであっ
て、このときには、カーボンとＳｉとの化合物がカーボ
ン層の表層に形成されるも／Ｑ＞ のである。
上記のように、この発明によれば、段応炉の外周に加熱
体を配設し、反応炉内のウェハ上にシリコン単結晶を成
長させる減圧エピタキシャル成長装置において、加熱体
を炉壁加熱体とし、反応炉の炉壁をＳｔ又はＳｉＣによ
って形尼したことによシ・、減圧高温反応に際して、炉
壁材にはもともと０２が含有されていないので該炉壁か
ら０２が簿み出ることがなく、又、炉壁材の結晶構造が
忽、密であるので炉壁を通してＮ２等のガスが透過せず
、面して、ウェハ上に不所望の核が形成されないから、
ウェハ上に生成される結晶ａｔ造に乱れが生ずることが
ないという優れた効果がある。
体を配設し、反応炉内のウェハ上にシリコン単結晶を成
長させる減圧エピタキシャル成長装置において、加熱体
を炉壁加熱体とし、反応炉の炉壁をＳｔ又はＳｉＣによ
って形尼したことによシ・、減圧高温反応に際して、炉
壁材にはもともと０２が含有されていないので該炉壁か
ら０２が簿み出ることがなく、又、炉壁材の結晶構造が
忽、密であるので炉壁を通してＮ２等のガスが透過せず
、面して、ウェハ上に不所望の核が形成されないから、
ウェハ上に生成される結晶ａｔ造に乱れが生ずることが
ないという優れた効果がある。
又、炉壁上に形成されるフレークと炉壁材の膨張係数が
、Ｓｉ相にあっては同一であシ、ＳｉＣ月にあっても非
常に近いイーであるので、フレークが炉壁面から剥れて
ウェハ上に付着することが女＜、品質の良いシリコン単
結晶が得られるという効果もある。
、Ｓｉ相にあっては同一であシ、ＳｉＣ月にあっても非
常に近いイーであるので、フレークが炉壁面から剥れて
ウェハ上に付着することが女＜、品質の良いシリコン単
結晶が得られるという効果もある。
（１０）
１５００℃、ＳｉＣ材にあっては約４０００℃と高いた
め、反応温度（約１１００℃）では軟化変形することが
々く、装置の寿命が永くなるという効果もある。
め、反応温度（約１１００℃）では軟化変形することが
々く、装置の寿命が永くなるという効果もある。
更には、この発明に常連する第２の発明によれば、前計
炉壁をカーボン層の両面にＳｉ層又はＳｉＣ層をコーテ
ィングした積層体によって形成することによシ、この発
明の上記諸効果と同等の効果に加えて、価格の高価々Ｓ
ｉ又はＳｉＣ材の使用量を節約することができ、その上
、カーボン層の介在によって炉壁の機械的強度が犬に々
るという効果がある。
炉壁をカーボン層の両面にＳｉ層又はＳｉＣ層をコーテ
ィングした積層体によって形成することによシ、この発
明の上記諸効果と同等の効果に加えて、価格の高価々Ｓ
ｉ又はＳｉＣ材の使用量を節約することができ、その上
、カーボン層の介在によって炉壁の機械的強度が犬に々
るという効果がある。
加うるに、この発明及びこれに常連する第２の発明の構
成において、その炉壁が反応Ｍにて導電性を帯びること
から、反応工程中、炉体内部に不要なプラズマが発生し
ないという付随的効果もある。
成において、その炉壁が反応Ｍにて導電性を帯びること
から、反応工程中、炉体内部に不要なプラズマが発生し
ないという付随的効果もある。
かくして、この発明によって、従来技術の科々の問題点
を解消して、ホットウォール型の減圧エピタキシャル成
長装置を初めて実現化することができたものである。
を解消して、ホットウォール型の減圧エピタキシャル成
長装置を初めて実現化することができたものである。
第１図はこの発明の実施例を示す側断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面図、第３図は他の実施例を示す側断面
図であり、第４図は第２の発明の実施例の要部断面図で
ある。
１図のＡ−Ａ断面図、第３図は他の実施例を示す側断面
図であり、第４図は第２の発明の実施例の要部断面図で
ある。
Claims (2)
- （１）内部が減圧された反応炉と、該反応炉の外周に配
設された加熱体とから成り、反応炉内に配置されたウェ
ハ上にシリコン単結晶を成長させる減圧エピタキシャル
成長装置において、前記加熱体を炉壁加熱体４とし、反
応炉１の炉壁をＳｉ又はＳｉＣによって形成したことを
特徴とする減圧エピタキシャル成長装置。 - （２）内部が減圧された反応炉と、該反応炉の外周に配
設された加熱体とから成り、反応炉内に配置されたウェ
ハ上にシリコン単結晶を成長させる減圧エピタキシャル
成長装置において、前記加熱体を炉壁加熱体４とし、反
応炉１の炉壁をカーボン層１０の両面にＳｔ又はＳｉＣ
層１１をコーティングしたｖＩ層体によって形成したこ
とを特徴とする減圧エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11931083A JPS6010621A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 減圧エピタキシヤル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11931083A JPS6010621A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 減圧エピタキシヤル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010621A true JPS6010621A (ja) | 1985-01-19 |
Family
ID=14758264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11931083A Pending JPS6010621A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 減圧エピタキシヤル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010621A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS627121A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Jiro Yoshida | エピタキシヤル成長装置 |
| JPH04125922A (ja) * | 1990-09-17 | 1992-04-27 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体閉管拡散方法および閉管拡散装置 |
| US5680651A (en) * | 1995-05-09 | 1997-10-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Duplex printing apparatus |
| US5824365A (en) * | 1996-06-24 | 1998-10-20 | Micron Technology, Inc. | Method of inhibiting deposition of material on an internal wall of a chemical vapor deposition reactor |
| US5863602A (en) * | 1996-06-03 | 1999-01-26 | Nec Corporation | Method for capturing gaseous impurities and semiconductor device manufacturing apparatus |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP11931083A patent/JPS6010621A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS627121A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Jiro Yoshida | エピタキシヤル成長装置 |
| JPH04125922A (ja) * | 1990-09-17 | 1992-04-27 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体閉管拡散方法および閉管拡散装置 |
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| US5824365A (en) * | 1996-06-24 | 1998-10-20 | Micron Technology, Inc. | Method of inhibiting deposition of material on an internal wall of a chemical vapor deposition reactor |
| US6162499A (en) * | 1996-06-24 | 2000-12-19 | Micron Technology, Inc. | Method of inhibiting deposition of material on an internal wall of a chemical vapor deposition reactor |
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