シリコンエピタキシャル成長におけるドーパントガスの輸送現象解析 Transport of Dopant Gas during Silicon Epitaxial Thin-Film Growth in a Horizontal Reactor

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抄録

基板回転を有する水平型枚葉式エピタキシャルリアクターにおいてエピタキシャル成長が進行している環境における, B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>ガスの輸送を数値計算を用いて検討した.H<SUB>2</SUB>キャリアガス, シリコンエピタキシャル成長時の成長原料であるSiHCl<SUB>3</SUB>ガスと副生成物であるHClガスの濃度分布および流速, 温度分布を用い, B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>ガスの輸送の式を解いた.その結果, コールドウオールリアクターでは基板周辺のB<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>ガスの熱拡散の影響を無視できず, リアクター入口に均一濃度のB<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>ガスを供給しても基板上の濃度分布は均一化されないことが示された.また, 基板上のB<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>ガスの濃度分布は, 枚葉式水平型リアクターで通常使用される程度の基板回転では大きな変化がないことがわかった.拡散と熱拡散の流束について定量的比較を試みた結果, B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>ガスの濃度分布においてはSiHCl<SUB>3</SUB>ガスにおいて認められるよりも熱拡散の影響が大きいと考えられる.

Transport of dopant gas, B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>, for p-type silicon epitaxial film growth is numerically calculated using the equation of B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> mass conservation for developing a model to predict the concentration distribution of B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> on a substrate in a cold-wall horizontal single-wafer epitaxial reactor under a practical environment for preparing epitaxial silicon thin-films. The B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> concentration is shown to be nonuniform over the substrate surface, both stationary and rotating, because of a large thermal diffusive flux of B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> induced by the horizontal and vertical temperature gradients near the substrate, even when an uniform B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> concentration is imposed at the inlet of the epitaxial reactor. The ratio of the thermal diffusive flux to the molecular diffusive flux in the reactor is also evaluated to show the larger relative effect of thermal diffusion to molecular diffusion for B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> than SiHCl<SUB>3</SUB>.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 23(6), 772-779, 1997-11-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  11件

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被引用文献:  2件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002768190
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4334848
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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