[其他]用反應氣體淀積的材料制作半導體器件的方法及其設備

無效

• 申請號: 85102326
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102326B
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發明（設計）人: 西杰森;尤杰;范德普特爾
• 申請（專利權）人: 菲利浦光燈制造公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬,肖春京

本發明涉及一種制作半導體器件的方法。按此方法將一些片狀半導體材料安放在爐管內的反應管中加熱。反應管的管壁上開有一些孔，使得每一種反應氣體經過開孔進入反應管都在基片上淀積一層材料。然后，剩余氣體從反應管的開放端排出。

本發明也涉及實現此方法的設備。

所說的方法特別適用于制造半導體器件，例如，器件中的多晶硅、SiO₂或Si₃N₄分別作為接觸層、絕緣層和掩膜層。這種方法按嚴格要求來控制器件，特別是各層的厚度和成分。在按此法淀積各層時，反應管內的氣壓最好是低于一個大氣壓，這種工藝叫做“低壓化學氣相淀積”工藝，或簡稱LPCVD工藝。

由US-PSNO4232063中得知在公開段落中所描述的一種方法。反應氣體流通過爐管，經過管壁上的開孔，從基片上流過反應管，使反應氣體與反應管內的基片接觸。反應管的作用是使反應氣體在硅片上產生均勻分布，因而使基片上的半導體材料分布均勻。

上述已知方法的不足之處在于特別接近反應管壁開孔的基片上會淀積上成分不同于所用材料的微粒。當淀積含硅層（諸如多晶硅層、二氧化硅層或氮化硅層）時在工藝中以硅烷或二氯硅烷（如果必要還添加氧或氮的化合物）作為反應氣體那么硅微粒可能含有氫、氯，有時可能還含有氧、氮。所以在所說的微粒層存在的部分，能顯著地改變沒有或稍微有一點微粒的那部分的厚度和成分。不希望的微粒的存在可以很容易地被觀測到，因為有微粒層的部分有暗淡的外觀（多晶硅）或變色（SiO₂，Si₃N₄），而不是光亮的外觀。

特別針對此目的，本發明必須提供一種在公開段落中所描述的方法，使得有可能在一些半導體片上淀積一層半導體材料，并且大大地減小所說的成分不同的微粒的出現。

本發明基于公認的事實：所說的成分不同的微粒是在反應氣體中分子間碰撞時發生作用得到的，也就有可能通過使氣體恰當地輸運的方法來防止這些微粒淀積到基片上。

為此目的，依照本發明，在公開段落中所提到的方法其特征是沿著反應管壁的外側在爐子內產生反應氣體流，僅氣流的一部分經管壁的開孔進入反應管，使反應氣體通過基片。試驗表明，由于采用此種方法，片子不出現或基本不出現變色或暗淡斑點，因而淀積在基片上成分不同的微粒顯著地減少。可以推測，僅由沿著反應管壁的外邊的氣流來攜帶比較大的微粒。因而通過管壁上的開孔進入反應管的氣體中，大量的是分子較小的反應氣體，少量的是氣流中較大的微粒。因此，進入反應管的氣體的大微粒很少，這不僅與沿反應管壁流動的氣體相比較，而且特別與已知的已說明的方法通過反應管的氣體相比較是很少的。因為按照本發明的方法，進一步說是基片的放置距反應管壁上的開孔很近，而且還因為反應管內部的反應氣體的濃度較低。所以在氣體碰到基片之前在反應氣體內因不流動而形成微粒的可能性是很小的。因此，在到達基片的氣體中，所說的大微粒也是微乎其微的，以致大大地減小在基片上的淀積。

依本發明的最佳方案其特征是，在管壁開孔的前邊、反應管的內部安置一個致密的擋板。依本發明在一個很實用的方案中，用一個一端封閉的基片載體制成致密的擋板。基片載體一放在反應管的位置，反應管壁上的開孔就被屏蔽了。其結果是淀積在基片上的大微粒甚至可進一步減少。而且，這種擋板與有一層淀積物的基片一起從加熱爐取出后，是很容易清洗的。

本發明還涉及實現此方法的設備。這種設備具有一個安置在爐子內部的反應管，管內的若干半導體材料片可以用安置在爐管外邊的加熱單元加熱。反應管的管壁上開有一些孔，用來使反應氣體進入反應管，并有一個開放端，用來排放剩余氣體。依本發明，這種安排的特征是，反應管還有一個封閉端，與開放端相對。在工作期間，封閉端是對著從反應管通過的反應氣體流動的方向的。于是所要求的氣流能夠僅僅沿反應管壁的外側產生。為了用簡單方法清洗兩個管道，最好將反應管與爐管安裝成可拆卸的。

下面參照附圖，將以舉例的方式，更完整地說明本發明。在附圖中：

圖1和圖2表示依本發明的方法制造半導體器件的連續步驟。

圖3是實現本發明的方法縱剖面結構視圖。

圖4是圖3所示的從Ⅳ-Ⅳ線剖視的橫截面的結構圖。

附圖只是簡單示意圖，沒有給出標尺，但相應的部件是用相同的參考數碼表示的。