JP3108939B2 - 気相成長方法及び装置 - Google Patents
気相成長方法及び装置Info
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- JP3108939B2 JP3108939B2 JP03179634A JP17963491A JP3108939B2 JP 3108939 B2 JP3108939 B2 JP 3108939B2 JP 03179634 A JP03179634 A JP 03179634A JP 17963491 A JP17963491 A JP 17963491A JP 3108939 B2 JP3108939 B2 JP 3108939B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、室温・常圧で固体もし
くは液体の原料を用いた気相成長方法及び装置に関す
る。
くは液体の原料を用いた気相成長方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、気相成長方法は、反応管
内の所望の温度に加熱された基板上に原料ガスを供給し
て該基板上で熱分解させ、熱分解に伴って生ずる反応生
成物を前記基板上に堆積させて薄膜を形成するものであ
る。
内の所望の温度に加熱された基板上に原料ガスを供給し
て該基板上で熱分解させ、熱分解に伴って生ずる反応生
成物を前記基板上に堆積させて薄膜を形成するものであ
る。
【０００３】この場合、原料が室温・常圧で固体のとき
は、原料を所望の温度に加熱した原料容器内に収納する
とともに、該容器内に高温のキャリアガスを導入し、該
キャリアガスに原料の蒸気（原料ガス）を同伴させて反
応管内の前記基板上に供給し薄膜を形成する。
は、原料を所望の温度に加熱した原料容器内に収納する
とともに、該容器内に高温のキャリアガスを導入し、該
キャリアガスに原料の蒸気（原料ガス）を同伴させて反
応管内の前記基板上に供給し薄膜を形成する。
【０００４】この際、基板上での薄膜の成長速度は、基
板上に供給される原料ガスの量が多いほど高まるので、
前記固体の原料を用いた気相成長では、前記原料容器ま
たはキャリアガスを高温にして原料の蒸気圧を高め、反
応管に供給する原料ガスの量を増加している。なお、原
料が液体の場合は、原料内にキャリアガスをバブリング
させることにより、前記同様にして基板上に原料の蒸気
（原料ガス）を供給している。
板上に供給される原料ガスの量が多いほど高まるので、
前記固体の原料を用いた気相成長では、前記原料容器ま
たはキャリアガスを高温にして原料の蒸気圧を高め、反
応管に供給する原料ガスの量を増加している。なお、原
料が液体の場合は、原料内にキャリアガスをバブリング
させることにより、前記同様にして基板上に原料の蒸気
（原料ガス）を供給している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来方法
では、原料容器または該容器に導入するキャリアガスの
温度を原料の分解温度以上に高めることはできない。こ
のため、基板上に供給できる原料ガスの最大量は、前記
分解温度に制約され、これ以上に薄膜の成長速度を高め
ることはできなかった。
では、原料容器または該容器に導入するキャリアガスの
温度を原料の分解温度以上に高めることはできない。こ
のため、基板上に供給できる原料ガスの最大量は、前記
分解温度に制約され、これ以上に薄膜の成長速度を高め
ることはできなかった。
【０００６】また、複数の原料を用いて基板上に薄膜を
製造する場合、複数の原料は比較的高温の原料ガスの状
態で混合されてキャリアガスに同伴されるため、各原料
ガスが反応してしまうことがある。この場合は、それぞ
れの原料ガスを、個々に反応管内に供給し、基板の近傍
で混合する必要があり、構造が複雑になる不都合があっ
た。
製造する場合、複数の原料は比較的高温の原料ガスの状
態で混合されてキャリアガスに同伴されるため、各原料
ガスが反応してしまうことがある。この場合は、それぞ
れの原料ガスを、個々に反応管内に供給し、基板の近傍
で混合する必要があり、構造が複雑になる不都合があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記不都
合を解決すべく種々考究した結果、固体もしくは液体の
原料の蒸気をキャリアガスに同伴させるのではなく、原
料を液状にして反応管内に噴霧し、噴霧により得られる
霧状の原料を基板上に供給しても従来と同等の品質の薄
膜が得られ、かつ、従来より遥かに薄膜の成長速度を高
められることを知見した。
合を解決すべく種々考究した結果、固体もしくは液体の
原料の蒸気をキャリアガスに同伴させるのではなく、原
料を液状にして反応管内に噴霧し、噴霧により得られる
霧状の原料を基板上に供給しても従来と同等の品質の薄
膜が得られ、かつ、従来より遥かに薄膜の成長速度を高
められることを知見した。
【０００８】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、本発明の気相成長方法は、液体原料を反応管内の
基板に向けて霧状に噴霧するとともに、噴霧された霧状
の液体原料の周囲から高温の不活性ガスを霧状の液体原
料に向けて噴射して液体原料を加熱気化して基板上に供
給し、該基板上で熱分解することを特徴としている。
ので、本発明の気相成長方法は、液体原料を反応管内の
基板に向けて霧状に噴霧するとともに、噴霧された霧状
の液体原料の周囲から高温の不活性ガスを霧状の液体原
料に向けて噴射して液体原料を加熱気化して基板上に供
給し、該基板上で熱分解することを特徴としている。
【０００９】また、本発明の気相成長装置は、内部に基
板を配置する反応管と、該反応管内の基板を加熱する加
熱手段と、反応管の一端部に設けられて、前記基板に向
けて液体原料を霧状に噴霧する噴霧手段と、反応管内に
設置されて、内周面から霧状の液体原料に向けて高温の
不活性ガスを噴射するガス供給リングとを備えたことを
特徴としている。
板を配置する反応管と、該反応管内の基板を加熱する加
熱手段と、反応管の一端部に設けられて、前記基板に向
けて液体原料を霧状に噴霧する噴霧手段と、反応管内に
設置されて、内周面から霧状の液体原料に向けて高温の
不活性ガスを噴射するガス供給リングとを備えたことを
特徴としている。
【００１０】
【作 用】本発明によれば、液体原料は霧状、即ち微小
なエアロゾル状態で反応管内に噴霧され、噴霧された霧
状の液体原料は高温の不活性ガスによって加熱されてガ
ス化し、次いで熱分解して基板上に反応生成物が堆積し
薄膜が形成される。
なエアロゾル状態で反応管内に噴霧され、噴霧された霧
状の液体原料は高温の不活性ガスによって加熱されてガ
ス化し、次いで熱分解して基板上に反応生成物が堆積し
薄膜が形成される。
【００１１】なお、反応管内に噴霧するための液体原料
としては、原料自体が室温・常圧で粘度の低い液体の場
合はそのまま用いることができ、原料自体が室温・常圧
で固体の場合、または、粘度の高い液体の場合には有機
溶剤に溶解して用いることが望ましい。特に原料として
ＤＰＭ（ジピバロイルメタン）系の原料を用いる場合に
は、有機溶剤としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン），ト
リメチルアミン，ＤＰＭ等を用いると、原料が重合し易
い場合に重合を抑え、原料が分解し易い場合に分解を抑
える作用があり、しかも形成される薄膜に悪影響を与え
ることがないので効果的である。
としては、原料自体が室温・常圧で粘度の低い液体の場
合はそのまま用いることができ、原料自体が室温・常圧
で固体の場合、または、粘度の高い液体の場合には有機
溶剤に溶解して用いることが望ましい。特に原料として
ＤＰＭ（ジピバロイルメタン）系の原料を用いる場合に
は、有機溶剤としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン），ト
リメチルアミン，ＤＰＭ等を用いると、原料が重合し易
い場合に重合を抑え、原料が分解し易い場合に分解を抑
える作用があり、しかも形成される薄膜に悪影響を与え
ることがないので効果的である。
【００１２】このように、本発明方法では液体原料を用
いるが、液体原料は予め所望の濃度に精密に調整でき、
また、噴霧量も精密に制御できるので、薄膜の品質とし
ては従来と同等にすることができる。
いるが、液体原料は予め所望の濃度に精密に調整でき、
また、噴霧量も精密に制御できるので、薄膜の品質とし
ては従来と同等にすることができる。
【００１３】そして特に、本発明方法は、原料を液状に
して反応管に導入するので、原料ガスをキャリアガスに
同伴させる従来方法に比べ、原料の濃度を遥かに高める
ことができ、多量の原料ガスを基板上に供給できるの
で、薄膜の成長速度を高め生産性を向上することができ
る。
して反応管に導入するので、原料ガスをキャリアガスに
同伴させる従来方法に比べ、原料の濃度を遥かに高める
ことができ、多量の原料ガスを基板上に供給できるの
で、薄膜の成長速度を高め生産性を向上することができ
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を、図１に示す実施例に基づい
て、さらに詳細に説明する。
て、さらに詳細に説明する。
【００１５】まず、図中、１は本装置を構成する反応管
である。反応管１の内部には、基板Ｐを保持するための
保持台２が設けられ、該保持台２に対応する位置の反応
管１の外周には、該保持台２を加熱するためのＲＦコイ
ル３が設けられている。これら保持台２及びＲＦコイル
３は、基板Ｐの加熱手段であり、基板ＰはＲＦコイル３
による保持台２の誘導加熱に伴う熱伝導により所望の温
度に設定される。
である。反応管１の内部には、基板Ｐを保持するための
保持台２が設けられ、該保持台２に対応する位置の反応
管１の外周には、該保持台２を加熱するためのＲＦコイ
ル３が設けられている。これら保持台２及びＲＦコイル
３は、基板Ｐの加熱手段であり、基板ＰはＲＦコイル３
による保持台２の誘導加熱に伴う熱伝導により所望の温
度に設定される。
【００１６】また、反応管１の一端部にはスプレーノズ
ル４（噴霧手段）が、他端部には排気管５が設けられ、
スプレーノズル４は、管６を介して液体原料を貯蔵する
容器（図示せず）の液相部に連通し、該容器の気相部に
は、適宜な加圧手段が管を介して連通している。
ル４（噴霧手段）が、他端部には排気管５が設けられ、
スプレーノズル４は、管６を介して液体原料を貯蔵する
容器（図示せず）の液相部に連通し、該容器の気相部に
は、適宜な加圧手段が管を介して連通している。
【００１７】上記構成において、基板ＰをＲＦコイル３
により所望の温度に加熱するとともに、管６を介して供
給される容器内の液体原料をスプレーノズル４から基板
Ｐに向けて霧状に噴霧する。
により所望の温度に加熱するとともに、管６を介して供
給される容器内の液体原料をスプレーノズル４から基板
Ｐに向けて霧状に噴霧する。
【００１８】反応管１内には、同心二重のガス供給リン
グ１２が設置されている。このガス供給リング１２は、
スプレーノズル４から噴霧された霧状の液体原料が該リ
ング１２の中央中空部を通過するよう構成するととも
に、該リング１２の内周面１２ａ全体から高温の不活性
ガスを反応管１の中心方向に向けて噴射するよう構成し
たものである。
グ１２が設置されている。このガス供給リング１２は、
スプレーノズル４から噴霧された霧状の液体原料が該リ
ング１２の中央中空部を通過するよう構成するととも
に、該リング１２の内周面１２ａ全体から高温の不活性
ガスを反応管１の中心方向に向けて噴射するよう構成し
たものである。
【００１９】上記構成によれば、スプレーノズル４から
噴霧された霧状の液体原料の周囲から高温の不活性ガス
が霧状の液体原料に向けて噴射され、霧状の液体原料
は、リング１２の中央中空部を通過する際に、高温の不
活性ガスにより加熱気化されるとともに、高温の不活性
ガスによって包まれ、霧状の原料が反応管１の内面に付
着して減少することなく基板Ｐに供給され、反応管１の
スプレーノズル４周辺を清浄に保持できるようにしたも
のである。また、これによって、液体原料は霧状になっ
て基板Ｐ上に供給され、該基板Ｐ上でガス化し、次いで
熱分解して反応生成物が基板Ｐ上に堆積し薄膜が形成さ
れる。
噴霧された霧状の液体原料の周囲から高温の不活性ガス
が霧状の液体原料に向けて噴射され、霧状の液体原料
は、リング１２の中央中空部を通過する際に、高温の不
活性ガスにより加熱気化されるとともに、高温の不活性
ガスによって包まれ、霧状の原料が反応管１の内面に付
着して減少することなく基板Ｐに供給され、反応管１の
スプレーノズル４周辺を清浄に保持できるようにしたも
のである。また、これによって、液体原料は霧状になっ
て基板Ｐ上に供給され、該基板Ｐ上でガス化し、次いで
熱分解して反応生成物が基板Ｐ上に堆積し薄膜が形成さ
れる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、液体原
料を霧状にして基板上に供給し、気相成長を行うので、
従来より遥かに多量の原料ガスを基板上に供給でき、薄
膜の成長速度を高めて生産性を向上することができる。
料を霧状にして基板上に供給し、気相成長を行うので、
従来より遥かに多量の原料ガスを基板上に供給でき、薄
膜の成長速度を高めて生産性を向上することができる。
【００２１】また、反応管内に噴霧された霧状の液体原
料は、高温の不活性ガスにより加熱気化されるととも
に、高温の不活性ガスによって包まれ、霧状の原料が反
応管の内面に付着して減少することなく基板Ｐに供給さ
れ、噴霧手段の周辺を清浄に保持できる。
料は、高温の不活性ガスにより加熱気化されるととも
に、高温の不活性ガスによって包まれ、霧状の原料が反
応管の内面に付着して減少することなく基板Ｐに供給さ
れ、噴霧手段の周辺を清浄に保持できる。
【図１】 本発明の一実施例を示す気相成長装置の系統
図である。
図である。
１…反応管、２…保持台、３…ＲＦコイル、４…スプレ
ーノズル、５…排気管、１２…ガス供給リング、１２ａ
…内周面、Ｐ…基板
ーノズル、５…排気管、１２…ガス供給リング、１２ａ
…内周面、Ｐ…基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−147879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−244025（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112894（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−8330（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/00
Claims (2)
- 【請求項１】 液体原料を反応管内の基板に向けて霧状
に噴霧するとともに、噴霧された霧状の液体原料の周囲
から高温の不活性ガスを霧状の液体原料に向けて噴射し
て液体原料を加熱気化して基板上に供給し、該基板上で
熱分解することを特徴とする気相成長方法。 - 【請求項２】 内部に基板を配置する反応管と、該反応
管内の基板を加熱する加熱手段と、反応管の一端部に設
けられて、前記基板に向けて液体原料を霧状に噴霧する
噴霧手段と、反応管内に設置されて、内周面から霧状の
液体原料に向けて高温の不活性ガスを噴射するガス供給
リングとを備えたことを特徴とする気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03179634A JP3108939B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 気相成長方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03179634A JP3108939B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 気相成長方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175134A JPH05175134A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3108939B2 true JP3108939B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=16069198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03179634A Expired - Fee Related JP3108939B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 気相成長方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108939B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3595190B2 (ja) | 1999-04-16 | 2004-12-02 | 株式会社日立製作所 | 半導体の製造方法及び半導体製造装置 |
| JP2001308082A (ja) | 2000-04-20 | 2001-11-02 | Nec Corp | 液体有機原料の気化方法及び絶縁膜の成長方法 |
| JP2006070342A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 気相成膜装置、サセプタおよび気相成膜方法 |
| JP6342370B2 (ja) | 2015-09-07 | 2018-06-13 | 株式会社東芝 | 半導体製造装置及び半導体製造装置用除去装置 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP03179634A patent/JP3108939B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05175134A (ja) | 1993-07-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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