(57)【要約】【課題】生産性の低下や設備コストの大幅な増大を伴うことなく、簡易な方法で半導体ウェハーに均一な不純物拡散層を形成することのできる不純物拡散装置を提供する。【解決手段】ガス排気口１ｂと半導体ウェハー２の間に、プロセスチューブ１の長手方向に対してほぼ垂直に配置された外周端部に切欠部４ａを有する排気口側ガス遮蔽板４、ガス導入口１ａと半導体ウェハー２の間に、プロセスチューブ１の長手方向に対してほぼ垂直に配置された外周端部に切欠部５ａを有する導入口側ガス遮蔽板５を有し、半導体ウェハー２を積載したボート３とプロセスチューブ１の内壁との間に、下流側抵抗整流板６（第１の抵抗整流板）と上流側抵抗整流板７（第２の抵抗整流板）が設けられ、いずれも複数の孔を有する板状の形状を有しており、ボート３を両側から挟み込むようにプロセスチューブ１の長手方向に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にガス導入口を、他端側にガス排気口を備える高温加熱された横型のプロセスチューブ内に、半導体ウェハーを積載したボートを収容し、前記ガス導入口から不純物を含むガスを導入して、前記半導体ウェハーに不純物を拡散させる不純物拡散装置であって、前記ガス排気口と前記半導体ウェハーとの間に排気口側ガス遮蔽板を備えてなる不純物拡散装置。
【請求項２】
前記ガス導入口と前記半導体ウェハーとの間に導入口側ガス遮蔽板を備えてなる請求項１に記載の不純物拡散装置。
【請求項３】
前記ガス遮蔽板は、その外周端縁が前記プロセスチューブの内壁と接触しないように配置されてなる請求項１または２に記載の不純物拡散装置。
【請求項４】
前記導入口側ガス遮蔽板は、その外周端縁が前記プロセスチューブの内壁と接触しないように配置されてなる請求項２または３に記載の不純物拡散装置。
【請求項５】
前記排気口側ガス遮蔽板および前記導入口側ガス遮蔽板は、これらの外周端縁に切欠部が設けられてなる請求項１または２に記載の不純物拡散装置。
【請求項６】
前記排気口側ガス遮蔽板および前記導入口側ガス遮蔽板は、これらを前記プロセスチューブの長手方向に重ね合わせて投影したときに、その投影形状に隙間が存在しないように配置されてなる請求項５に記載の不純物拡散装置。
【請求項７】
前記半導体ウェハーを積載したボートと前記プロセスチューブの内壁との間に、複数の孔を有する板状の第１の抵抗整流板と、略同一の形状を有する第２の抵抗整流板とを、前記ボートを両側から挟み込むように前記プロセスチューブの長手方向に配置してなる請求項１から６のいずれかに記載の不純物拡散装置。
【請求項８】
前記半導体ウェハーを積載したボートと前記プロセスチューブの内壁との間に、複数の孔を有する板状の第１の抵抗整流板と、略同一の形状を有する第２の抵抗整流板とを、前記ボートを両側から挟み込むように前記プロセスチューブの長手方向に配置するとともに、前記排気口側ガス遮蔽板は、その切欠部を前記第１の抵抗整流板に対応させて配置し、前記導入口側ガス遮蔽板は、その切欠部を前記第２の抵抗整流板に対応させて配置してなる請求項５または６に記載の不純物拡散装置。
【請求項９】
前記第１の抵抗整流板および前記第２の抵抗整流板はいずれも、前記ボートに積載された半導体ウェハーと略垂直となるように設置されてなる請求項７または８に記載の不純物拡散装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池を含む半導体素子の製造工程における不純物拡散装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体ウェハーの不純物拡散装置の代表例を図７に示す。
【０００３】
横型のプロセスチューブ１の一端にはガス導入口１ａ、他端にはガス排気口１ｂが備えられ、外部からヒータ（不図示）などによって高温加熱されている。このプロセスチューブ１内に単結晶シリコンや多結晶シリコンなどの半導体ウェハー２を積載したボート３を収容し、ガス導入口１ａから、例えばリンやホウ素などの不純物を含むガスを導入することによって半導体ウェハー２の表面に不純物拡散層を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、半導体ウェハー２は図７に示すように、プロセスチューブ１内でガスの流れに対し平行に載置される場合（例えば特許文献１参照）もあるし、ガスの流れに対し垂直に載置される場合（例えば特許文献２参照）もある。
【０００５】
上記に記載した従来の不純物拡散装置においては、ボート３に積載された半導体ウェハー２は、ガス導入口１ａに近い方から順番に、ガスの雰囲気に曝されて不純物拡散が行われるので、ガス導入口１ａ側とガス排気口１ｂ側では、不純物拡散が開始される時間に差が生じる。これによって、半導体ウェハー２の表面に形成される被膜の厚みや内部表層に形成される不純物拡散層の深さが不均一となり、そのまま半導体素子とした場合に、半導体素子としての性能の低下や歩留りの低下につながるという問題があった。
【０００６】
この問題を回避するため、例えば、特許文献３において、プロセスチューブ１内に多数のガス噴出孔を有するガス導入ノズルを複数設けることが提案されている。この方法によれば、半導体ウェハー２にほぼ同時に不純物を含んだガスが到達するため、半導体ウェハー２の表面に形成される被膜の厚みや内部表層に形成される不純物拡散層の深さに不均一が発生するという問題はある程度解消される。しかしながら、この方法では半導体ウェハー２はガス導入ノズルからの距離が異なるため、半導体ウェハー２の面内均一性に問題が残る。
【０００７】
そこで出願人は、特許文献４において記載したようにガス導入ノズルを複数本設け、さらにガス導入ノズル毎にガス流量制御装置を設ける方法を提案した。この方法によれば半導体ウェハー２にほぼ同時に不純物を含んだガスが到達することになるため、半導体ウェハー２の表面に形成される被膜の厚みや内部表層に形成される不純物拡散層の深さに不均一が発生するという問題が解消されるとともに、ノズル毎にガスに含まれる不純物の濃度を調整したり、ガスを流し始めたり、止めたりする時間を調整することができるので、半導体ウェハー２の面内均一性についても確保することができる。
【特許文献１】特開２００１−１８５５０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１８５５０１号公報
【特許文献３】特開平７−５８０４５号公報
【特許文献４】特許第３３５９４７４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献３や特許文献４で示された、従来のプロセスチューブ１内に多数のガス噴出孔を有するガス導入ノズルを複数設ける方法では、ガス導入ノズルは高温のプロセスチューブ１内で使用するため、ノズルが曲がったり割れたりするという問題が発生することがあった。また装置が高価なものとなるうえ、ガスの設定が煩雑になってしまうという問題があった。
【０００９】
また、上記半導体ウェハー２に対する不純物拡散開始時間の差は、ボート３に積載した半導体ウェハー２の間隔を広く設けることでも緩和されるが、その場合は、半導体ウェハー２の間隔を広げた分に相当する処理枚数を削減するか、プロセスチューブ１の直径を大きくする必要があり、生産性の低下、または、設備の大型化に伴う設備設置面積や設備投資コストの大幅な増大を伴うという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、生産性の低下や設備コストの大幅な増大を伴うことなく、簡易な方法で半導体ウェハーに均一な不純物拡散層を形成することのできる不純物拡散装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の請求項１にかかる不純物拡散装置は、一端にガス導入口を、他端側にガス排気口を備える高温加熱された横型のプロセスチューブ内に、半導体ウェハーを積載したボートを収容し、前記ガス導入口から不純物を含むガスを導入して、前記半導体ウェハーに不純物を拡散させる不純物拡散装置であって、前記ガス排気口と前記半導体ウェハーとの間に排気口側ガス遮蔽板を備えてなる。通常はガス導入口からプロセスチューブ内に導入された、不純物を含むガスはガス排気口に近付くにつれその流速が早くなるが、本発明の構成によれば、排気のスピードを弱めることができるため、プロセスチューブ内において半導体ウェハーがガスに曝されている時間の差を抑制することができる。
【００１２】
本発明の請求項２にかかる不純物拡散装置は、請求項１に記載の不純物拡散装置において、前記ガス導入口と前記半導体ウェハーとの間に導入口側ガス遮蔽板を備えてなるようにしたので、ガス導入口からプロセスチューブ内に導入される不純物を含むガスは、直接半導体ウェハーに当たることはなくなり、ガス遮蔽板にぶつかってからプロセスチューブ内に広がるので、ガス導入口からの距離の影響をなくすことができる。
【００１３】
本発明の請求項３にかかる不純物拡散装置は、請求項１または２に記載の不純物拡散装置において、前記排気口側ガス遮蔽板は、その外周端縁が前記プロセスチューブの内壁と接触しないように配置されてなるようにしたので、半導体ウェハーの領域を通過したガスが、一方向に集中することがなく、プロセスチューブの壁面側のあらゆる方向から抜けて下流側へと向かうようになる。
【００１４】
本発明の請求項４にかかる不純物拡散装置は、請求項２または３に記載の不純物拡散装置において、前記導入口側ガス遮蔽板は、その外周端縁が前記プロセスチューブの内壁と接触しないように配置されてなるようにしたので、プロセスチューブの壁面側のあらゆる方向から、半導体ウェハーに不純物を含んだガスが向かうようになる。
【００１５】
本発明の請求項５にかかる不純物拡散装置は、請求項１または２に記載の不純物拡散装置において、前記排気口側ガス遮蔽板および前記導入口側ガス遮蔽板は、これらの外周端縁に切欠部が設けられてなるようにしたので、不純物を含んだガスをいったんガス遮蔽板により滞留させた後にこの切欠部を通して導くことができ、ガス導入口やガス排気口の距離の影響を受けることなく、自在にガスの流れを制御することができる。
【００１６】
本発明の請求項６にかかる不純物拡散装置は、請求項５に記載の不純物拡散装置において、前記排気口側ガス遮蔽板および前記導入口側ガス遮蔽板は、これらを前記プロセスチューブの長手方向に重ね合わせて投影したときに、その投影形状に隙間が存在しないように配置されてなるようにしたので、これらのガス遮蔽板によって挟まれた領域内を不純物を含んだガスが十分に拡散されるようになる。
【００１７】
本発明の請求項７にかかる不純物拡散装置は、請求項１から６のいずれかに記載の不純物拡散装置において、前記半導体ウェハーを積載したボートと前記プロセスチューブの内壁との間に、複数の孔を有する板状の第１の抵抗整流板と、略同一の形状を有する第２の抵抗整流板とを、前記ボートを両側から挟み込むように前記プロセスチューブの長手方向と同一方向に配置してなるようにしたので、この抵抗整流板を通って方向付けられた不純物を含有するガスが半導体ウェハーを通過する割合を上昇させることができる。
【００１８】
本発明の請求項８にかかる不純物拡散装置は、請求項５または６に記載の不純物拡散装置において、前記半導体ウェハーを積載したボートと前記プロセスチューブの内壁との間に、複数の孔を有する板状の第１の抵抗整流板と、略同一の形状を有する第２の抵抗整流板とを、前記ボートを両側から挟み込むように前記プロセスチューブの長手方向と同一方向に配置するとともに、前記排気口側ガス遮蔽板は、その切欠部を前記第１の抵抗整流板に対応させて配置し、前記導入口側ガス遮蔽板は、その切欠部を前記第２の抵抗整流板に対応させて配置してなるようにしたので、不純物を含んだガスをいったんガス遮蔽板により滞留させた後にこの切欠部を通して、抵抗整流板の入口へあるいは出口から導くことができる。
【００１９】
本発明の請求項９にかかる不純物拡散装置は、請求項７または８に記載の不純物拡散装置において、前記第１の抵抗整流板および前記第２の抵抗整流板はいずれも、前記ボートに積載された半導体ウェハーと略垂直となるように設置されてなるようにしたので、不純物を含有するガスは、抵抗整流板の間に設置された各半導体ウェハーの間を均一に流れるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１にかかる不純物拡散装置によれば、通常はガス導入口からプロセスチューブ内に導入された、不純物を含むガスはガス排気口に近付くにつれその流速が早くなるが、本発明の構成によれば、排気のスピードを弱めることができるため、プロセスチューブ内において半導体ウェハーがガスに曝されている時間の差を抑制することができ、半導体ウェハーの拡散の均一性を簡易な方法で向上させることができるようになる。
【００２１】
なお、排気手段が強制排気でなく自然排気であった場合も、ガスの導入口から半導体ウェハーの間を通って流れてきた不純物を含むガスが、ガス遮蔽板に当たり押し戻されるため、拡散開始時間の遅い、ガス排気口側にある半導体ウェハーが再度不純物を含むガスに曝されることになる。よって半導体ウェハーの拡散の均一性を簡易な方法で向上させることができるようになる。
【００２２】
また、本発明の請求項２にかかる不純物拡散装置によれば、ガス導入口からプロセスチューブ内に導入される不純物を含むガスは、直接半導体ウェハーに当たることはなくなり、ガス遮蔽板にぶつかってからプロセスチューブ内に広がるので、ガス導入口からの距離の影響をなくすことができる。そのため、半導体ウェハーのガス導入口に近い部分のみの拡散が急激に進むという問題は簡易な方法で解消される。
【００２３】
さらに、本発明の請求項３にかかる不純物拡散装置によれば、半導体ウェハーの領域を通過したガスが、一方向に集中することがなく、プロセスチューブの壁面側のあらゆる方向から抜けて下流側へと向かうようになる。また、本発明の請求項４にかかる不純物拡散装置によれば、プロセスチューブの壁面側のあらゆる方向から、半導体ウェハーに不純物を含んだガスが向かうようになる。したがって、これらの不純物拡散装置によれば、半導体ウェハーの拡散の面内均一性を適切に確保することができる。
【００２４】
そして、本発明の請求項５にかかる不純物拡散装置によれば、不純物を含んだガスをいったんガス遮蔽板により滞留させた後にこの切欠部を通して導くことができ、ガス導入口やガス排気口の距離の影響を受けることなく、自在にガスの流れを制御することができる。
【００２５】
また、本発明の請求項６にかかる不純物拡散装置によれば、これらのガス遮蔽板によって挟まれた領域内を不純物を含んだガスが十分に拡散されるようになるので、半導体ウェハーに形成される拡散層の均一性が向上する。
【００２６】
そして、本発明の請求項７にかかる不純物拡散装置によれば、この抵抗整流板を通って方向付けられた不純物を含有するガスが半導体ウェハーを通過する割合を上昇させることができるので、ガスの利用効率が向上する。
【００２７】
さらに、本発明の請求項８にかかる不純物拡散装置によれば、不純物を含んだガスをいったんガス遮蔽板により滞留させた後にこの切欠部を通して、抵抗整流板の入口へあるいは出口から導くことができる。これによって、ガス導入口やガス排気口の距離の影響を受けることなく、全ての半導体ウェハーについてほぼ同時に不純物拡散を開始することができるので、半導体ウェハーに均一な拡散層を形成することができる。また、ガスの利用効率を上げることができる。
【００２８】
そして、本発明の請求項９にかかる不純物拡散装置によれば、不純物を含有するガスは、抵抗整流板の間に設置された各半導体ウェハーの間を均一に流れるので、半導体ウェハーに均一な拡散層を形成することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３０】
図１に本発明にかかる不純物拡散装置の一実施形態例を示す。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ方向から見た断面構造図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ方向から見た断面構造図である。
【００３１】
図において１はプロセスチューブ、１ａはガス導入口、１ｂはガス排気口、３はボート、４は排気口側ガス遮蔽板、５は導入口側ガス遮蔽板、６は第１の抵抗整流板である下流側抵抗整流板、７は第２の抵抗整流板である上流側抵抗整流板を示す。
【００３２】
横型のプロセスチューブ１は、一端にガス導入口１ａを、他端側にガス排気口１ｂを有し、ヒーター（不図示）によって、高温に加熱されている。そして、ガス導入口１ａから不純物を含むガスを導入することにより、プロセスチューブ１の内部に収容されたボート３に積載された半導体ウェハー２に不純物を拡散させることができる。
【００３３】
本発明の不純物拡散装置は、ガス排気口１ｂと半導体ウェハー２の間に、プロセスチューブ１の長手方向に対してほぼ垂直に配置された排気口側ガス遮蔽板４、ガス導入口１ａと半導体ウェハー２の間に、プロセスチューブ１の長手方向に対してほぼ垂直に配置された導入口側ガス遮蔽板５を有している。これらの排気口側ガス遮蔽板４と導入口側ガス遮蔽板５には、それぞれ外周端部に切欠部４ａ、切欠部５ａが設けられている。
【００３４】
そして、半導体ウェハー２を積載したボート３とプロセスチューブ１の内壁との間に、下流側抵抗整流板６（第１の抵抗整流板）と上流側抵抗整流板７（第２の抵抗整流板）が設けられている。これらの抵抗整流板は、いずれも複数の孔を有する板状の形状を有しており、ボート３を両側から挟み込むようにプロセスチューブ１の長手方向に配置されている。このとき、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、排気口側ガス遮蔽板４は、その外周端部の切欠部４ａを下流側抵抗整流板６に対応させて配置され、導入口側ガス遮蔽板５は、その外周端部の切欠部５ａを上流側抵抗整流板７に対応させて配置されている。
【００３５】
次に、図２に、本発明にかかる不純物拡散装置にガスを導入した際の流れ図を示す。
【００３６】
不純物をプロセスチューブ１内に運ぶキャリアガスとしては、通常、窒素と酸素が用いられる。例えば、半導体ウェハー２にリンを拡散させる場合、液体のＰＯＣｌ３を窒素ガスでバブリングしてＰＯＣｌ３を気化させて窒素ガスおよび酸素ガスとともにプロセスチューブ１内に導入する。またボロンを拡散させる場合には液体のＢＢｒ３上に窒素ガスを流して窒素ガスおよび酸素ガスとともにプロセスチューブ１内に導入する。
【００３７】
ガス導入口１ａから導入されたガスは、矢印Ａ方向に流れ、導入口側ガス遮蔽板５に遮蔽されていったん滞留する。その後、切欠部５ａを経由して矢印Ｂに示すように上流側抵抗整流板７の上部に流れ込み、排気口側ガス遮蔽板４によって遮蔽される。この上流側抵抗整流板７の上部空間に滞留し一定の圧力に達すれば、上流側抵抗整流板７に形成した開口部を通して半導体ウェハー２の方へ上部から矢印Ｃ方向に均一に流れ出る。さらに半導体ウェハー２の隙間を流れたガスは、下流側抵抗整流板６を抜けて、その下部に到達する。ここで、プロセスチューブ１のガス導入口１ａ側は導入口側ガス遮蔽板５によって遮蔽されているので、ガスは矢印Ｄ方向に流れ、排気口側ガス遮蔽板４に設けられた切欠部４ａを経由してガス排気口１ｂより外部へ排出される。
【００３８】
したがって、ガス導入口１ａおよびガス排気口１ｂとの距離に関わりなく、ボート３に積載された半導体ウェハー２に対して、ガスが全て同時に間隙を流れることになり、全ての半導体ウェハー２について同時に不純物拡散が開始され、半導体ウェハーに均一な拡散層を形成することができる。
【００３９】
ここで、下流側抵抗整流板６、上流側抵抗整流板７としては、千鳥または格子状に複数個の貫通穴を形成した多孔板となっている。そして、これらの厚みおよび開口率は、ボート３に積載される半導体ウェハー２の列数に応じて設計されるが、通常は、厚さ５〜２０ｍｍ、開口率４０〜６０％程度である。
【００４０】
上流側抵抗整流板７は、半導体ウェハー２の上部全面を覆う形でプロセスチューブ１の内壁にできるだけ近づけて配置することが望ましく、下流側抵抗整流板６はボート３の下部全面を覆う形でプロセスチューブ１の内壁にできるだけ近づけて配置することが望ましい。さらに、上流側抵抗整流板７と下流側抵抗整流板６は、それぞれの端面と、導入口側ガス遮蔽板５および排気口側ガス遮蔽板４の隙間を極力小さくなるように設置することが望ましい。
【００４１】
また、導入口側ガス遮蔽板５、排気口側ガス遮蔽板４としては、プロセスチューブ１の内断面形状と相似した形状を有することが望ましい。また、切欠部４ａ、５ａを設ける場合は、これらの切欠部からのガスの流入、流出を促進させるため、プロセスチューブ１の内壁にできるだけ近づけて配置することが望ましい。
【００４２】
図３に、排気口側ガス遮蔽板４と導入口側ガス遮蔽板５の各々に切欠部４ａ、５ａを設けた場合の組合せについて説明する。図はプロセスチューブ１の長手方向からこれらの遮蔽板４、５とこれらをプロセスチューブ１の長手方向に重ね合わせて投影したときの投影形状８を示す。図３（ａ）は、図１および図２の例を示す。また、図３（ｂ）および図３（ｃ）は導入口側ガス遮蔽板５については、図３（ａ）と同じとし、排気口側ガス遮蔽板４を回転させた時を示す。
【００４３】
図３（ａ）と図３（ｂ）は、排気口側ガス遮蔽板４と導入口側ガス遮蔽板５の投影形状８に隙間が存在していない場合であり、このとき、切欠部４ａおよび切欠部５ａの間でガスがうねりながら流れるため、これらの遮蔽板４、５によって挟まれた領域内を不純物を含んだガスが十分に拡散され、半導体ウェハーに均一な拡散層を形成することができるようになる。特に、図３（ａ）に示したように、遮蔽板４、５の切欠部４ａ、５ａを、プロセスチューブ１の中心軸に対してほぼ対称の位置に配置したときに、上述のガスの拡散の効果が最も顕著に得られるので、より好ましい。
【００４４】
それに対して、図３（ｃ）に示す投影形状８に隙間部８ａが存在している場合は、遮蔽板４、５にそれぞれ設けられた切欠部４ａ、５ａを通して、不純物を含んだガスがそのままストレートに流れようとするため、ガス拡散が促進されない。
【００４５】
また、ガス遮蔽板を抵抗整流板と組み合わせて用いるときに、これらの切欠部を抵抗整流板の位置に対応させて配置することは上述したとおりであるが、このとき、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示したように、ガス導入口１ａから流入したガスが、導入口側ガス遮蔽板５の切欠部５ａを通して流入して上流側抵抗整流板７の入口側に導かれるように配置し、また、下流側抵抗整流板６の出口側から流出したガスが、排気口側ガス遮蔽板４の切欠部４ａを通してガス排気口１ｂから流出するように配置することが望ましい。このように配置することにより、ガスを無駄なく効率的に利用することができるからである。
【００４６】
なお、図１および図２に示した例では、導入口側ガス遮蔽板５の切欠部５ａを上部側とし、排気口側ガス遮蔽板４の切欠部４ａを下部側に配置した例によって示しているが、次のような理由からこのように配置することが望ましい。
【００４７】
上述のように、不純物をプロセスチューブ１内に運ぶキャリアガスとしては、通常、窒素と酸素が用いられるが、これらのキャリアガスによって運ばれる、リンやボロンは液体のＰＯＣｌ３やＢＢｒ３の蒸気であって、比重が大きいため、プロセスチューブ１の下側に溜まりやすくなる。これによって半導体ウェハー２の面内に拡散の不均一が発生するという問題があった。そこで図１に示したように、導入口側ガス遮蔽板５の切欠部５ａを上部側に、排気口側ガス遮蔽板４の切欠部４ａ下部側に設ければ、ガス導入口１ａから導入された不純物を含むガスは、図５に示すように下流側抵抗整流板６の上部から半導体ウェハー２に向かい流れこみ、下にある上流側抵抗整流板７を通ってガス排気口１ｂからプロセスチューブ１外へ排気されるという流れを自然に形成することができるため好適である。
【００４８】
図４には本発明の不純物拡散装置にかかる他の実施形態を示す。図４（ａ）は上流側抵抗整流板７、下流側抵抗整流板６、導入口側ガス遮蔽板５を設けない他は図１（ａ）と同じであり、図４（ｂ）は導入口側ガス遮蔽板５を設けない他は図１（ａ）と同じである。
【００４９】
図７に示した従来の不純物拡散装置の場合、不純物を含むガスはガス排気口１ｂに近付くにつれその流速が早くなる。しかし図４（ａ）のように排気口側ガス遮蔽板４を設けることにより、排気のスピードを弱めることができるため、半導体ウェハー２がガスに曝されている時間の差を抑制することができ、半導体ウェハー２の拡散の均一性を簡易な方法で向上させることができるようになる。また図４（ｂ）のように、図４（ａ）に対して上流側抵抗整流板７、下流側抵抗整流板６を追加することにより、ボート３に積載された半導体ウェハー２に対して、ガスがより均一に間隙を流れることになり、半導体ウェハー２により均一な拡散層を形成することができる。
【００５０】
なお、排気手段が強制排気でなく自然排気であった場合もガスの導入口１ａから半導体ウェハー２の間を通って流れてきた不純物を含むガスが、排気口側ガス遮蔽板４に当たり押し戻されるため、拡散開始時間の遅い、ガス排気口１ｂ側にある半導体ウェハー２が再度不純物を含むガスに曝されることになる。よって半導体ウェハー２の拡散の均一性を簡易な方法で向上させることができるようになる。
【００５１】
図５には本発明の不純物拡散装置にかかるさらに他の実施形態であり、ガス遮蔽板に切欠部を設けない場合を示す。図５（ａ）は排気口側ガス遮蔽板４を設けた例を示す斜視図であり、図５（ｂ）は（ａ）の場合におけるガスの流れを示す。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、ガス遮蔽板に切欠部を設けない場合、そのガス遮蔽板の外周端縁がプロセスチューブ１の内壁と接触しないように配置することが望ましい。このようにすれば、図５（ｂ）に示すように、半導体ウェハー２の領域を通過したガスが、一方向に集中することがなく、プロセスチューブ１の壁面側のあらゆる方向から抜けて下流側へと向かうようになり、半導体ウェハー２の拡散の面内均一性を適切に確保することができるからである。
【００５３】
なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００５４】
例えば、上述の説明では、いずれもガス遮蔽板がプロセスチューブ１の長手方向に対して略垂直に配置された例によって説明したが、これに限るものではなく、斜めに配置しても構わない。図６には、ガス遮蔽板を斜めに配置した本発明の不純物拡散装置にかかるさらに他の実施形態の斜視図を示す。この例では、排気口側ガス遮蔽板４と導入口側ガス遮蔽板５に対して、切欠部を設けていないが、それぞれを斜めに配置しているが、斜めに配置することによって、プロセスチューブ１の内壁との間に隙間を設けることができ、この隙間が図１における切欠部と同様の作用効果を奏し、上述の本発明の効果を良好に奏することができるのである。なお、これらのガス遮蔽板をプロセスチューブ１の長手方向に重ね合わせて投影したときの投影形状には隙間ができないように配置されており、本発明の請求項６に記載された効果をも奏する構成となっている。
【００５５】
例えば、図１に示した例では、導入口側ガス遮蔽板５の切欠部５ａを上部側とし、排気口側ガス遮蔽板４の切欠部４ａを下部側に配置した例によって示したが、これらが逆であっても良い。
【００５６】
また、ボート３に搭載されたすべての半導体ウェハー２から、プロセスチューブ１の長手方向に向かい引いた水平線はすべて排気口側ガス遮蔽板４に当たるようにすることが望ましい。このようにすることにより、ガス排気口１ｂ近くのガス流れの乱れの影響を、半導体ウェハー２に与えることがなくなるとともに、排気口側ガス遮蔽板４に当たって反射したガスを確実に半導体ウェハー２に向けて戻すことができるようになる。
【００５７】
また、ボート３に搭載されたすべての半導体ウェハー２から、ガス導入口１ａとを結ぶ直線は、導入口側ガス遮蔽板５に当たるようにすることが望ましい。このようにすることによって、ガス導入口１ａから導入されたガスが、半導体ウェハー２に直接当たることを防ぐことができるようになるとともに、不純物を含んだガスが一度、導入口側ガス遮蔽板５に当たった直後に半導体ウェハー２にあたることを防止することができるため、さらに有効に不純物を含んだガスをプロセスチューブ１内に拡散させることができる。よって、半導体ウェハー２の拡散の均一性を簡易な方法で向上させることができるようになる。
【００５８】
また、上述の実施形態に示した図において、排気口側ガス遮蔽板４および導入口側ガス遮蔽板５を、完全な面で記載したが、これに限定されるものではなく、ガスの流量や装置の大きさに応じて、パンチングプレートなどの複数の穴を有するガス遮蔽板を用いても構わない。例えば、横型のプロセスチューブ１の長手方向の長さが大きい大型の装置を使用する場合、通常、装置内の下流側にもガスが到達するようにガスの流量を多くする。このときに、例えば、導入口側ガス遮蔽板５が完全な面構造であれば、ガス遮蔽板にかかる圧力が大きくなり、割れの原因となる。このような場合、複数の穴を有するガス遮蔽板を用いれば、ガスを遮蔽する効果を保ちながら、装置内の拡散の均一性を向上させることができる。
【００５９】
また、導入口側ガス遮蔽板５とプロセスチューブの内壁との間を流れるガスの流速が早くなりすぎてしまい、導入口側ガス遮蔽板５に近い半導体ウェハー２に対して不純物が拡散されにくいという現象が発生することがあった。このような場合においても、複数の穴を有するガス遮蔽板を用いれば、ガス遮蔽板にかかる圧力を下げることができるとともに、例えば、上方のみに複数の穴をあけておいて、上方から下方へのガスの流れを形成するといったことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ）は本発明にかかる不純物拡散装置の一実施例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ方向の断面構造図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ方向の断面構造図である。
【図２】図１（ａ）に示した本発明にかかる不純物拡散装置のガスの流れを示す斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の不純物拡散装置にかかるガス遮蔽板の配置方法を示す図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明にかかる不純物拡散装置の他の実施例のガスの流れを示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、本発明にかかる不純物拡散装置の他の実施例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のガスの流れを示す斜視図である。
【図６】本発明にかかる不純物拡散装置の他の実施例を示す斜視図である。
【図７】従来の不純物拡散装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１：プロセスチューブ
１ａ：ガス導入口
１ｂ：ガス排気口
２：半導体ウェハー
３：ボート
４：排気口側ガス遮蔽板
４ａ：切欠部
５：導入口側ガス遮蔽板
５ａ：切欠部
６：下流側抵抗整流板
７：上流側抵抗整流板
８：投影形状
８ａ：隙間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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