枚葉式CVD装置によるシリコンエピタキシャル成長の数値解析

摘要

三塩化シランを原料としたシリコンエピタキシャル膜成長過程における水平型枚葉式反応器内のガス流れ，温度場および濃度場の挙動と成膜特性の関係について3次元数値解析を用いて詳細な検討を行った．成膜速度分布の均一化に，流路高さを小さく保つこと，反応器内のガス流入速度を上げること，サセプタを回転させること，三塩化シラン濃度を高く保つこと，が効果的である．比較的，低い流入速度，低い三塩化シラン濃度の場合でも，入口流路を3分割し，各流路幅，各ガス流入速度を調節することで，成膜基板上の自然対流の発生位置と強度を制御することが可能で成膜速度分布の均一化に有効である．また，サセプタ回転による成膜速度均一化作用は基板中心付近に関しては効果が無いために，反応器中央流路部で流速を減少させることは避けるべきである．