CN1618117A - 基座、气相生长装置、外延晶片的制造装置、外延晶片的制造方法和外延晶片 - Google Patents

基座、气相生长装置、外延晶片的制造装置、外延晶片的制造方法和外延晶片 Download PDF

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Abstract

本发明是在气相生长时支撑半导体衬底(W)的基座(10)，在上表面上形成了在内部配置半导体衬底(W)的镗孔(11)。镗孔(11)形成具有支撑半导体衬底(W)的外周边缘部的上段镗孔部(11a)和与该上段镗孔部(11a)相比在中心侧下段形成的下段镗孔部(11b)的二段结构，在下段镗孔部(11b)中形成了贯通背面并在气相生长时也呈开放状态的孔部(12)。

Description

基座、气相生长装置、外延晶片的制造装置、 外延晶片的制造方法和外延晶片
技术领域
本发明涉及基座、气相生长装置、外延晶片的制造装置、外延晶片的制造方法和外延晶片。
背景技术
迄今为止，在半导体衬底(以下，也单单称为衬底)的主表面上的外延层的气相生长，是通过在反应容器内配置基座、在该基座上配置了衬底的状态下利用加热装置将衬底加热到所希望的生长温度、同时利用气体供给装置在衬底的主表面上供给反应气体来进行的。
但是，例如在p+型的硼(B)掺杂衬底上以气相生长方式生长p型的硅外延层(以下，也单单称为外延层)的情况等那样在掺杂浓度高(因而是低电阻率的)衬底上以气相生长方式生长低浓度(因而是高电阻率)的外延层的情况下，发生从衬底内一度释放到气相中的掺杂剂在外延层中进行掺杂的现象(以下，也称为自掺杂)。该自掺杂是起因于因加热从衬底内扩散到外方的掺杂剂和因衬底的表面被气相刻蚀从衬底内释放的掺杂剂而发生的。如果发生自掺杂，则存在气相生长后的外延层的掺杂浓度随着从中心朝向边缘部而变高的问题(相反，对于电阻率来说，在p/p+型或n/n+型的情况下，电阻率随着从中心朝向边缘部而变低)。
以往，为了防止发生这样的自掺杂，在衬底的主背面上预先形成了氧化硅膜(SiO2膜，以下单单称为氧化膜)之后，通过一边利用该氧化膜防止来自衬底内的掺杂剂的释放一边进行气相生长，可谋求掺杂浓度(和电阻率)的面内均匀化。
但是，在以这种方式在衬底的主背面上预先形成了氧化膜之后进行气相生长的情况下，必须有形成氧化膜的工序，故生产率较差。
此外，为了谋求掺杂浓度的面内均匀化，例如在特开平10-223545号公报中所示，提出了在定位状态下配置衬底用的镗孔(接近于衬底形状的凹部：在该公报中称为晶片匣)的最外周部上设置了贯通背面的孔部的气相生长用基座，但在该基座中，电阻率(和掺杂浓度)的面内分布改善得不太多(p/p+型或n/n+型的情况的电阻率具有随着从外延晶片的中心朝向边缘部的相当低的面内分布，参照图4、图5和图6的基座100的数据)。
本发明是为了解决上述那样的问题而进行的，其目的在于提供能容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化的基座、气相生长装置、外延晶片的制造方法和外延晶片。
此外，本发明的另一目的在于提供不必在衬底的主背面上预先形成氧化膜而能容易地实现外延层的电阻率(掺杂浓度)的面内均匀化的基座、外延晶片的制造装置和制造方法。
发明的公开
之所以如上所述那样用特开平10-223545号公报的基座不能充分地谋求掺杂浓度的面内均匀化，可认为是，如图27中所示，由于在基座101的最外周部上存在孔部102，故从衬底W释放的含有掺杂剂的气体经孔部102从基座101的下侧起与流入镗孔内的气体一起被衬底W的上侧的气流(箭头A)拉动而上升(箭头B)，沿衬底W上表面的外延层流动，被取入到该外延层内。
因此，按照本发明的第1方面，本发明的基座是一种在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：在上表面上形成了在内部配置半导体衬底的镗孔，该镗孔形成具有支撑半导体衬底的外周边缘部的上段镗孔部和与该上段镗孔部相比在中心侧下段形成的下段镗孔部的二段结构，在上述下段镗孔部中形成了贯通背面并在气相生长时也呈开放状态的孔部。
此时，在支撑半导体衬底的外周边缘部的圆环状的上段镗孔部的中心侧形成的下段镗孔部中形成的孔部必然位于镗孔内的最外周部的中心侧，而且，与半导体衬底的外周端相比面对中心侧部分。
此外，按照本发明的第2方面，本发明的基座是一种在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：在上表面上形成了在内部配置半导体衬底的镗孔，在该镗孔内的最外周部的中心侧形成了贯通背面并在气相生长时也呈开放状态的孔部。
在此，虽然存在在基座中形成了提升销钉贯通用的孔部(以下，称为提升销钉贯通用孔部)，但由于通常的情况的提升销钉贯通用孔部在气相生长中被提升销钉的头部堵住，气体的流通实质上不可能进行，故不相当于在此所说的「在气相生长时呈开放状态的孔部」。再有，所谓提升销钉，是设置成对于基座可进行升降工作的、在从下面一侧支撑了半导体衬底的状态下伴随升降工作在基座上装卸半导体衬底用的销钉。
按照本发明的基座，由于在镗孔内的最外周部的中心侧形成了贯通背面的孔部，故可从基座的下面一侧经在基座的镗孔中形成的孔部适当地释放因气相加热时的加热而从半导体衬底(以下，单单称为衬底)释放的掺杂剂或因气相刻蚀而从半导体衬底内释放的掺杂剂。于是，可适当地抑制这些掺杂剂迂回进入衬底的主表面一侧。因此，即使不在衬底的背面上形成防止自掺杂用的氧化膜，也能大幅度地抑制自掺杂的发生，结果，可谋求掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。即，可容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
此外，对于本发明的基座来说，较为理想的是，将上述孔部的位置设定在与半导体衬底的外周端相比处于面对中心侧部分的位置上。此时，由于孔部相对于在气相生长中在衬底的上侧形成的气流位于衬底的背阴的位置上，故可抑制经该孔部的朝向镗孔内的气体(基座下侧的气体)的流入。于是，能更可靠地抑制从衬底内释放的掺杂剂迂回进入该衬底的主表面一侧，结果，能更适当地防止自掺杂的发生。
此外，对于本发明的基座来说，较为理想的是，具有在面对在半导体衬底的外周边缘部上形成的倒角部的背面的位置上形成的上述孔部。此时，由于能经孔部向基座的下侧释放从作为在气相生长的过程中最显著地被气相刻蚀的部位的倒角部因气相刻蚀而释放的掺杂剂，故能更适当地防止自掺杂的发生。
但是，如果假定因加热等从衬底释放的掺杂剂迂回进入衬底的主表面，则虽然这些掺杂剂是经衬底的外周部进入的，但本发明的基座具有在面对半导体衬底主背面的外周边缘部的位置上形成的上述孔部是较为理想的，此时，在从半导体衬底内释放的掺杂剂迂回进入该衬底的主表面一侧之前，能经该孔部释放到基座的下侧。
此外，本发明的基座具有在其中心与上述镗孔的中心大致相等的整个圆周上形成的多个孔部是较为理想的，此时，可在衬底的全部圆周方向上得到防止上述的自掺杂发生的效果。
再者，对于使用此时的基座制造的外延晶片来说，在外延层的表面上在与上述多个孔部对应的整个圆周上形成以点状隆起的隆起部。这一点是基于以下的原因。
在气相生长中，在基座的孔部内存在气体(主要是H2气体)，但由于气体的热导率比基座基体的构成材料(例如石墨)的热导率小，故在半导体衬底上与该孔部对应的部分成为局部地温度高的高温部(这是因为，从半导体衬底传导到孔部内的气体的每单位面积的热量比从半导体衬底传导到基座基体的每单位面积的热量少)。而且，在该高温部中外延层的生长速度变大的结果是，该部分的膜厚比其它的部分的膜厚厚。根据这些原因，在气相生长中使用的基座具有在其中心与上述镗孔的中心大致相等的整个圆周上形成的多个孔部的情况下，所制造的外延晶片具有在外延层的表面上因该外延层的膜厚比周围厚而在整个圆周上形成了以点状隆起的隆起部这样的特征。
再有，由于这里所说的隆起部是在与基座上形成的孔部对应的圆周上形成的，故其形状和发生原因不同于因颗粒等产生的凸起状缺陷或层叠缺陷的隆起部，与基座的孔部的位置无关。
此外，本发明的基座具有在上述镗孔的整个面上形成的多个孔部，这也是较为理想的，此时，可得到在衬底的整个面上防止上述的自掺杂发生的效果。
此外，本发明的基座具有在上述下段镗孔部的整个面上形成的多个孔部，这也是较为理想的，此时，可得到在衬底的大致整个面上防止上述的自掺杂发生的效果。
再有，对于使用在上述镗孔或下段镗孔部的整个面上形成了多个孔部的基座制造的外延晶片来说，在外延层中与各孔部对应的位置上分别形成以点状隆起的隆起部。即，在外延层的整个面上形成该隆起部。
此外，本发明的基座具有在其中心与上述镗孔的中心大致相等的圆周上以圆弧状形成的孔部，这是较为理想的，此时，也可利用该孔部得到防止上述的自掺杂发生的效果。
此外，本发明的基座具有在其中心与上述镗孔的中心大致相等的圆环状的孔部，这是较为理想的，此时，也可利用该孔部得到防止上述的自掺杂发生的效果。
再有，对于使用具有这些圆弧状或圆环状的孔部的基座制造的外延晶片来说，在外延层中与孔部对应的位置上形成因膜厚比周围厚而以圆弧状或圆环状隆起的隆起部(与孔部的形状相对应)。
再有，孔部的数目例如是3个以上是较为理想的，10个以上则更为理想，20个以上则尤其理想。
此外，按照本发明的第3方面，本发明的气相生长装置的特征在于，具备：本发明的某一个基座；在内部配置了在该基座的上表面上形成的镗孔中配置半导体衬底的上述基座以在半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层用的反应容器；以及在气相生长时加热半导体衬底用的加热装置。
此外，按照本发明的第4方面，本发明的外延晶片的制造方法的特征在于：在本发明的气相生长装置的基座的镗孔上配置半导体衬底，在反应容器中配置该基座，利用上述加热装置加热该基座上的半导体衬底，在半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层来制造外延晶片。
再有，较为理想的是，在基座的上表面一侧和背面一侧这两侧，一边与该基座(衬底)大致平行地流过气体，一边进行气相生长，通过这样做，利用流过基座的下侧的气体经孔部吸引包含从衬底释放的掺杂剂的气体，可经该孔部适当地使其释放到基座的下侧。
再者，将本发明的外延晶片的制造方法应用于例如添加了硼或砷(As)的半导体衬底是较为理想的。
但是，在上述中说明了在使用本发明的基座制造的外延晶片的外延层的表面上在与基座的孔部对应的位置上形成因该外延层的膜厚比周围厚而隆起的隆起部，但可知通过调节孔部的内径或内宽度可控制该隆起部的大小。而且，如果将该孔部的内径设定得小于某种程度以上，则可使该隆起部变得极小，如果进一步将该孔部的内径设定得小，则可知能实质上防止该隆起部的发生。
即，本发明的外延晶片的制造方法的特征在于：通过调节上述基座的孔部的内径或内宽度来控制在所制造的外延晶片的外延层的表面上因该外延层的膜厚比周围厚而形成的隆起部的大小。
此外，对于本发明的基座来说，在上述孔部构成圆筒形状的情况下，该孔部的内径为3mm以下是较为理想的，通过这样做，可使所形成的隆起部为极小(例如，高度为不到0.05μm)。
再者，对于本发明的基座来说，上述圆筒形状的孔部的内径为2mm以下则更为理想，通过这样做，可实质上防止隆起部的发生。
此外，按照本发明的第5方面，本发明的外延晶片的特征在于：在外延层的表面上形成了因膜厚比周围厚而在整个圆周上以点状隆起的隆起部。
此外，按照本发明的第6方面，本发明的外延晶片的特征在于：在外延层的整个面上形成了因膜厚比周围厚而以点状隆起的隆起部。
此外，按照本发明的第7方面，本发明的外延晶片的特征在于：在外延层的表面上形成了因膜厚比周围厚而以圆弧状隆起的隆起部。
此外，按照本发明的第8方面，本发明的外延晶片的特征在于：在外延层的表面上形成了因膜厚比周围厚而以圆环状隆起的隆起部。
再者，对于本发明的外延晶片来说，较为理想的是，在与基座的孔部对应的位置上形成了上述隆起部。
此外，按照本发明的第9方面，本发明的基座是在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：具有从支撑半导体衬底的一侧的面起贯通背面的贯通部，该贯通部具备过热抑制部，该过热抑制部通过妨碍来自经该基座从背面一侧加热由该基座支撑的半导体衬底的热源的、经该贯通部的直接的热辐射来抑制半导体衬底的局部的过热。
按照本发明的基座，由于具有从支撑半导体衬底的一侧的面起贯通背面的贯通部，故可从基座的背面一侧经贯通部适当地释放因气相生长时的加热而从半导体衬底扩散到外方的掺杂剂或因气相刻蚀而从半导体衬底内释放的掺杂剂。于是，可适当地抑制这些掺杂剂迂回进入衬底的主表面一侧。因此，即使不在衬底的主背面上形成防止自掺杂用的氧化膜，也能大幅度地抑制自掺杂的发生，结果，可谋求掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。即，不需要特别的工序也能容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
在此，例如在基座具有与该基座板面正交、从支撑半导体衬底的一侧的面起朝向其背面以直线状贯通的贯通部的情况下，在来自经该基座从背面一侧加热由该基座支撑的半导体衬底的热源的、经该贯通部的直接的热辐射的影响下，在半导体衬底中与该贯通部对应的部位发生了局部的过热。其结果是，在半导体衬底中与该贯通部对应的部位中的外延层的膜厚变厚，在外延层中形成了隆起部。
对于该情况来说，由于本发明的基座的贯通部具备过热抑制部，可妨碍经从热源朝向半导体衬底的贯通部的直接的热辐射。于是，可抑制半导体衬底的局部的过热。因而，可适当地抑制外延层的膜厚中发生离散性的情况，可使外延晶片中的平整度变得良好。
再者，按照本发明的第10方面，本发明的基座是在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：将从支撑半导体衬底的一侧的面及其背面起以只是一部分彼此重叠的方式进行了位置偏移的孔部的深度形成为虽然各自不贯通该基座但在该基座的内部互相连通的深度，利用这些孔部的总体构成了从支撑半导体衬底的一侧的面起贯通背面的贯通部。
此时，从支撑半导体衬底的一侧的面和其背面形成的孔部的各自的相连的部位构成了分别妨碍从热源朝向半导体衬底的直接的热辐射的过热抑制部。
此外，按照本发明的第11方面，本发明的外延晶片的制造装置是用来在半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层来制造外延晶片的制造装置，其特征在于：具备本发明的基座。
此外，按照本发明的第12方面，本发明的外延晶片的制造方法的特征在于：在由本发明的基座支撑的半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层来制造外延晶片。
附图的简单的说明
图1A是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图1B是图1A中示出的基座的平面图，
图2A是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图2B是图2A中示出的基座的平面图，
图3是示出与本发明有关的气相生长装置的示意图，
图4是示出硅外延晶片的电阻率的面内分布的图，
图5是示出硅外延晶片的电阻率的面内分布的图，
图6是示出硅外延晶片的电阻率的面内分布的图，
图7是示出硅外延晶片的电阻率的面内分布的图，
图8A是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图8B是图8A中示出的基座的平面图，
图9A是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图9B是图9A中示出的基座的平面图，
图10是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图11A是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图11B是图11A中示出的基座的平面图，
图12A是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图12B是图12A中示出的基座的平面图，
图13A是示出作为与本发明有关的基座的比较对照的基座的正面剖面图，
图13B是图13A中示出的基座的平面图，
图14是示出基座的孔部的内径与隆起部的高度的关系的图，
图15A是示出表示基座的孔部与硅外延晶片的隆起部的位置的对应关系用的基座的孔部的位置的图，
图15B是利用与图15A的对比示出表示基座的孔部与硅外延晶片的隆起部的位置的对应关系用的在硅外延晶片上形成的隆起部的位置的图，
图16A是示出与本发明有关的基座的一例的正面剖面图，
图16B是图16A中示出的基座的平面图，
图17A是图16A中示出的基座的主要部分的放大的正面剖面图，
图17B是图16A中示出的基座的主要部分的放大的平面图，
图18是示出与本发明有关的外延晶片制造装置的适当的一例的示意性的正面剖面图，特别是示出气相生长中的状态，
图19是示出与本发明有关的外延晶片制造装置的适当的一例的示意性的正面剖面图，特别是示出利用提升销钉将衬底支撑在基座上方的状态，
图20是示出硅外延晶片的电阻率的面内分布的图，
图21A是示出硅外延晶片的SFQR的直方图，
图21B是示出硅外延晶片的SFQR的直方图，
图22A是示出硅外延晶片的SFQR的面内分布的图，
图22B是示出硅外延晶片的SFQR的面内分布的图，
图23是示出贯通部的另一例的主要部分的放大的正面剖面图，
图24是示出贯通部的另一例的主要部分的放大的正面剖面图，
图25是示出贯通部的另一例的主要部分的放大的正面剖面图，
图26是示出比较对照的基座的正面剖面图，
图27是示出现有的基座的主要部分的放大的正面剖面图。
用于实施发明的最佳形态
以下，参照附图，说明与本发明有关的实施形态。
〔第1实施形态〕
首先，参照图1A和图1B，说明作为在本实施形态中说明的基座的一例的基座10。
如图1中所示，将基座10构成为大致的圆盘状，在其主表面上形成了在内部配置半导体衬底W(图1A，以下也单单称为衬底W)的镗孔11。
该镗孔11形成了具有例如在图1A中示出的状态下支撑衬底W的外周边缘部的圆环状的上段镗孔部11a和与该上段镗孔部11a相比在中心侧下段形成的下段镗孔部11b的二段结构。再有，将这些上段镗孔部11a和下段镗孔部11b都形成为大致呈平面状。
在此，在衬底W的外周边缘部上形成了倒角部15，可将上段镗孔部11a的尺寸设定为能支撑例如从倒角部15的内侧部分到倒角部15的部分的尺寸，或者也可将尺寸设定为只能支撑倒角部15的内侧部分的尺寸。
再者，在镗孔11的下段镗孔部11b上形成了贯通基座10的背面、在气相生长时也呈开放状态的多个(例如20个以上)孔部12(在图1B中只对一部分孔部12示出符号)。在此，在支撑衬底W的外周边缘部的圆环状的上段镗孔部11a的中心侧形成的下段镗孔部11b中形成的孔部12必然位于相当于上段镗孔部11a的最外周部的镗孔11内的最外周部的中心侧，同时与衬底W的外周端相比面对中心侧部分。
更具体地说，例如在下段镗孔部11b的最外周部的圆周上以等间隔配置了各孔部12。即，在其中心与镗孔11的中心大致相等的整个圆周上形成了各孔部12，而且，各孔部12面对衬底W主背面的外周边缘部。
其次，参照图2A和图2B，说明在本实施形态中说明的基座的另一例的基座20。
该基座20，如以下说明的那样，其孔部12的配置与上述基座10不同，由于其它的方面与基座10是同样的，故对同样的构成要素标以同一符号，而省略其说明。
即，如图2A和图2B所示，在基座20的下段镗孔部11b上，在其整个面上形成了所配置的多个孔部12(在图2B中只对一部分孔部12示出符号)。
再有，利用例如分别被碳化硅覆盖的石墨构成了上述的各基座10、20。
其次，参照图3，说明气相生长装置30的结构。
如图3中所示，气相生长装置30的大致结构是具备：上述基座10(或上述基座20)；在大致水平状态下在内部配置该基座10(20)的反应容器31；从下面一侧支撑基座10(20)并进行旋转驱动的基座支撑构件36；在气相生长时将衬底W加热到所希望的生长温度用的加热装置32(具体地说，例如是卤素灯)；将反应气体导入到反应容器31内的基座10(20)的上侧的区域中并在该基座10(20)上的衬底W的主表面上供给反应气体的反应气体导入管33；对于反应容器31来说在与该反应气体导入管33相同的一侧被设置并将吹洗气体导入到反应容器31内的基座10(20)的下侧的区域中的吹洗气体导入管34；以及对于反应容器31来说在与该吹洗气体导入管34和反应气体导入管33相反的一侧被设置并从反应容器31排出气体的排气管35。
再有，对于图3中的基座10(20)来说，不过是示出其示意性的配置。
其次，说明使用上述气相生长装置30的外延晶片的制造方法。
为了使用该气相生长装置30进行气相生长，将衬底W放置在基座10(20)的镗孔11(的上段镗孔部11a)上，使其主表面向上，利用加热装置32将该基座10(20)上的衬底W加热到所希望的生长温度，同时经反应气体导入管33在衬底W的主表面上大致水平地供给反应气体。此时，经吹洗气体导入管34在基座10(20)的下侧大致水平地导入吹洗气体。因而，在气相生长中，在基座10(20)的上侧与基座10(20)和衬底W大致平行地形成反应气体流，在基座10(20)的下侧与基座10(20)和衬底W大致平行地形成吹洗气体流。
通过以这种方式进行气相生长，在衬底W的主表面上形成外延层，可制造外延晶片。
在此，由于在气相生长中加热衬底W，故因该加热的缘故，在衬底W中包含的掺杂剂向衬底W的外方扩散，释放到气相中。
此外，在气相生长之前，由于通过在衬底W的表面上流过例如氯化氢气体进行气相刻蚀，除去该表面的自然氧化膜，故对衬底W进行轻微的刻蚀而使之气化。再者，在反应气体中除了原料气体外，例如包含了氢作为运载气体，在此基础上，由于也例如使用氢作为上述吹洗气体，故因该氢的缘故，衬底W(其中特别是倒角部15)被轻微刻蚀而气化。因而，根据这些原因，在衬底W中包含的掺杂剂被释放到气相中。
即，根据这几个原因，在气相生长时掺杂剂从衬底W内释放到气相中。
与此不同，本实施形态的基座10(20)的镗孔11形成了具有支撑衬底W的外周边缘部的上段镗孔部11a和与该上段镗孔部11a相比在中心侧下段形成的下段镗孔部11b的二段结构，其中，在下段镗孔部11b上形成了贯通背面的孔部12。
因而，从基座10(20)的下面一侧经在镗孔11上形成的孔部12可适当地释放因气相生长时从衬底W一度释放到气相中的掺杂剂，可适当地抑制这些掺杂剂迂回进入衬底W的主表面一侧而再次在衬底W内被取入的情况。于是，即使不在半导体衬底的背面上形成防止自掺杂用的氧化膜，也能大幅度地抑制自掺杂的发生，结果，可谋求掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。即，能容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
而且，由于将孔部12的位置设定在与衬底W的外周端相比处于面对中心侧部分的位置上，故孔部12相对于气相生长中在衬底W的上侧形成的气流来说位于衬底W的背阴的位置上，因此，可抑制基座10(20)下侧的气体经该孔部12流入到衬底W的主表面一侧。于是，能更可靠地抑制从衬底W内释放的掺杂剂迂回进入该衬底W的主表面一侧，结果，能更适当地抑制自掺杂的发生。
再者，如果具有在面对衬底W的主背面的外周边缘部的位置上形成的孔部12，则在从衬底W内释放的掺杂剂迂回进入该衬底W的主表面一侧之前，可经该孔部12释放到基座的下侧。
另外，在使上段镗孔部11a进行支撑并在镗孔11内配置了衬底W的状态下，在衬底W的主背面与下段镗孔部11b之间少量地产生间隔，气体可平缓地流过该间隔。于是，即使在例如像基座10那样只在下段镗孔部11b的一部分(例如最外周部)上形成了孔部12的情况下，也可从下面一侧适当地释放从衬底W内释放的掺杂剂。
再有，使用图15A中示出的基座10制造的外延晶片EPW具有下述的特征：如图15B中所示，在外延层的表面上，在与多个孔部12(在图15A中，只对一部分的孔部12示出符号)对应的整个圆周上形成了因该外延层的膜厚比周围厚而以点状隆起的隆起部R(在图15B中，只对一部分的隆起部R示出符号)。另一方面，使用基座20制造的外延晶片具有下述的特征：在外延层的整个面上形成了以点状隆起的隆起部。在硅外延层的厚度约为6μm的情况下，这些隆起部的高度约为0.05μm～0.1μm。虽然这些外延晶片以这种方式在表面上具有隆起部，但如以下说明的那样，电阻率(和掺杂浓度)的面内分布是良好的。
其次，在图4、图5和图6中示出分别使用本实施形态的基座10、20和作为这些基座10、20的比较对象的基座100(图13A和图13B，后述)以及在没有孔部12这一点上与基座10不同、在其它的方面与基座10是同样的基座(以下，称为「无孔基座」，省略图示)在以高浓度添加了硼(B)的p+型的硅单晶衬底(在主背面上没有氧化膜，以下，单单称为衬底)的主表面上通过以气相生长方式生长不添加掺杂剂的、厚度约为6μm的硅外延层制造的硅外延晶片的电阻率(单位：Ω·cm)的面内分布。
在此，如图13A和图13B中所示，由于基座100的孔部12的配置与上述的基座10不同，在其它的方面与基座10是同样的，故对同样的构成要素标以同一符号，而省略其说明。即，在基座100中，在上段镗孔部11a的最外周部，即镗孔11的最外周部上形成了孔部12(在图13B中，只对一部分的孔部12示出符号)。
此外，图4示出衬底的电阻率约为7.0×10-3Ω·cm～8.0×10-3Ω·cm的情况，图5示出衬底的电阻率约为1.0×10-2Ω·cm～1.1×10-2Ω·cm的情况(在图5中省略使用了无孔基座的数据。)，图6示出衬底的电阻率约为1.4×10-2Ω·cm～1.5×10-2Ω·cm的情况。
如这些图4～图6中所示，在使用了在镗孔11的最外周部上形成了孔部12的基座100的情况下，显示出与使用无孔基座的情况几乎没有差别的电阻率的大小和分布趋势，在任一种情况下，在衬底边缘部处可看到与中心相比的电阻率的大的下降。
与此不同，在使用了基座10、20的情况下，与使用无孔基座和基座100的情况相比，除了电阻率分别大幅度地上升了以外，可大幅度地减少与中心部相比的外延层边缘部的电阻率的下降，可知能谋求电阻率的面内均匀化。这一点可以说显著地表现了在使用了基座10、20的情况下与使用无孔基座和基座100的情况相比能抑制释放的掺杂剂迂回进入衬底的主表面一侧而再次被取入的自掺杂现象。
在图7中示出使用本实施形态的基座20在(1)电阻率约为7.0×10-3Ω·cm～8.0×10-3Ω·cm的硅单晶衬底、(2)电阻率约为1.0×10-2Ω·cm～1.1×10-2Ω·cm的硅单晶衬底和(3)电阻率约为1.4×10-2Ω·cm～1.5×10-2Ω·cm的硅单晶衬底(都添加硼(B)，在主背面上没有氧化膜，以下，单单称为衬底)的主表面上通过以气相生长方式生长添加硼(掺杂剂)的、厚度约为6μm的p型硅外延层制造的电阻率约为9.5Ω·cm的硅外延晶片的电阻率的面内分布。
如该图7所示，几乎没有表现出在(1)～(3)中因衬底电阻率的不同而造成的外延层中的电阻率的面内分布的差异，可知能谋求自掺杂现象的减少。
如上所述，按照本实施形态的基座10、20、具备该基座10(20)的气相生长装置30和使用该气相生长装置的外延晶片的制造方法，由于可从基座10(20)的镗孔11的最外周部的中心侧形成的孔部12从基座10(20)的下面一侧适当地释放因气相生长时的加热而从衬底W扩散到外方的掺杂剂或因气相刻蚀而从衬底W的倒角部15为主释放的掺杂剂，故可适当地抑制这些掺杂剂迂回进入衬底W的主表面一侧。于是，即使不在衬底W的背面上形成防止自掺杂用的氧化膜，也能大幅度地抑制自掺杂的发生，结果，可谋求掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。即，能容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
<变例1>
在上述中，只说明了上段镗孔部11a和下段镗孔部11b中在下段镗孔部11b上形成了孔部12的基座10、20，但例如如图8A和图8B中所示，也可以是在上段镗孔部11a上形成了孔部12的基座40。
该基座40，如以下说明的那样，其孔部12的配置与上述的基座10不同，由于在其它的方面与基座10是同样的，故对同样的构成要素标以同一符号，而省略其说明。
即，在基座40的上段镗孔部11a中，在面对衬底W的倒角部15的背面的位置(但是，是与衬底W的外周端相比处于中心侧的位置)上形成了孔部12(在图8B中只对一部分的孔部12示出符号)。
按照该变例1，由于能经孔部12向基座40的下侧释放从作为在气相生长的过程中最显著地被气相刻蚀的部位的倒角部15释放的掺杂剂，故能更适当地防止自掺杂的发生。
而且，由于将孔部12的位置设定在与衬底W的外周端相比处于面对中心侧部分的位置上，由于孔部12相对于气相生长中在衬底W的上侧形成的气流来说位于衬底W的背阴的位置上，由于可抑制基座10(20)下侧的气体经该孔部12流入到衬底W的主表面一侧，故也能抑制包含从衬底W内释放的掺杂剂的气体迂回进入衬底W的上侧。
<变例2>
在上述中，只说明了镗孔11形成了具有上段镗孔部11a和下段镗孔部11b的2段结构的基座10、20、40，但本发明不限于此，总之，在镗孔11的最外周部的中心侧配置孔部12即可，例如，如图9和图10中所示，也可以是镗孔11只是一段的基座50或基座60。
此时，可如图9中所示，在面对倒角部15的背面的位置上形成了多个孔部12，也可如图10中所示，例如在面对衬底W的倒角部15的中心侧的主背面的位置上形成了多个孔部12。
特别是在前者的情况下，由于能经孔部12向基座50的下侧释放从作为在气相生长的过程中最显著地被气相刻蚀的部位的倒角部15释放的掺杂剂，故能更适当地防止自掺杂的发生。
总之，镗孔11只是一段的情况的孔部12，例如如图9和图10中所示，可在其中心与镗孔11的中心大致相等的圆周上配置多个孔部12，虽然省略图示，但也可在镗孔11的整个面上配置多个孔部12。
<变例3>
在上述中说明了孔部12都是圆筒形状的例子，但也可以是例如内空剖面构成矩形那样的圆筒以外的筒形状。此外，本发明不限于此，例如像图11A和图11B中示出的基座70那样，孔部12可以是狭缝状。
该基座70，如以下说明的那样，其孔部12的形状与上述的基座10不同，由于在其它的方面与基座10是同样的，故对同样的构成要素标以同一符号，而省略其说明。
关于该变例3的情况，例如，如图11A和图11B中所示，可举出在下段镗孔部11b(的例如最外周部)上形成沿其中心与镗孔11的中心大致相等的圆周的狭缝状(即，圆弧状)的孔部12的情况，还可举出在该圆周上均等地配置多个该孔部12的情况。
再有，虽然省略图示，但也可形成分别沿其中心与镗孔11的中心大致相等的多个同心圆的狭缝状的多个孔部12。
此外，也可将狭缝状的孔部应用于其镗孔11只是一段的基座。
再有，使用基座70制造的外延晶片具有下述的特征：在外延层的表面的与各孔部12对应的部分上形成了因膜厚比周围厚而以圆弧状隆起的隆起部。在硅外延层的厚度约为6μm的情况下，这些隆起部的高度约为0.05μm～0.1μm。
<变例4>
在上述中说明了孔部12是圆筒形状或狭缝状的例子，但本发明不限于此，也可以如图12A和图12B中示出的基座80那样，孔部12是圆环状的。
该基座80在以下说明的方面与上述的基座10不同，由于在其它的方面与基座10是同样的，故对同样的构成要素标以同一符号，而省略其说明。
基座80形成了例如被分割为具有上段镗孔部11a等的外周侧部分80a和构成下段镗孔部11b的内周侧部分80b的分割结构。在此，将外周侧部分80a的中央的开口部80c的内径设定得比内周侧部分80b的外径大。
而且，通过在外周侧部分80a的开口部80c内配置内周侧部分80b而使其不与该开口部80c的内周壁相接，内周侧部分80b与外周侧部分80a的间隔形成圆环状的孔部12。通过使用该状态的基座80进行气相生长，与上述同样，可抑制自掺杂的发生。
此外，也可将用与基座80同样的方法形成的圆环状的孔部应用于镗孔11只是一段的基座。
再有，使用基座80制造的外延晶片具有下述的特征：在外延层的表面的与孔部12对应的部分上形成了因膜厚比周围厚而以圆环状隆起的隆起部。在硅外延层的厚度约为6μm的情况下，这些隆起部的高度约为0.05μm～0.1μm。
〔第2实施形态〕
在上述的第1实施形态中，说明了在使用基座10、20、40、50、60、70、80等制造的外延晶片的外延层的表面上，在基座10～80的与孔部12对应的位置上形成了因该外延层的膜厚比周围厚而隆起的隆起部，可知能通过调节孔部12的内径或内宽度来控制该隆起部的大小。
即，在本实施形态中，说明通过调节基座的孔部12的内径来控制在所制造的外延晶片的外延层的表面上因该外延层的膜厚比周围厚而形成的隆起部的大小的例子。
首先，在图14中示出使用基座10制造外延晶片的情况的该基座10的构成圆筒形状的孔部12的内径(直径)与隆起部的高度的关系。
如该图14中所示，在基座10的孔部12的内径为4mm的情况下，隆起部的高度为0.1μm以上。与此不同，如果将该基座10的孔部12的内径变更为3mm，则可将隆起部的高度减少为不到0.05μm(具体地说，约为0.02μm)。即，如果将基座10的构成圆筒形状的孔部12的内径设定为3mm以下，则可使该隆起部为极小。
再者，如图14中所示，如果将基座10的构成圆筒形状的孔部12的内径变更为2mm，则可使该隆起部的高度实质上为0。即，如果将基座10的孔部12的内径设定为2mm以下，则可实质上防止隆起部的发生。
再有，在将基座10的构成圆筒形状的孔部12的内径设定为1.5mm的情况下，如图14中所示，与该内径为2mm的情况相比，隆起部的高度进一步减小，但该高度实质上都是0。
如上所述，按照本实施形态，可通过调节基座10的孔部12的内径或内宽度来控制在所制造的外延晶片的外延层的表面上因该外延层的膜厚比周围厚而形成的隆起部的大小。
再者，基座10的构成圆筒形状的孔部12的内径为3mm以下是较为理想的，通过这样做，可使所形成的隆起部为极小(例如，高度不到0.05μm)。
再者，基座10的构成圆筒形状的孔部12的内径为2mm以下更为理想，通过这样做，可实质上防止隆起部的发生。
再有，不限于基座10，对于20、40、50、60、70、80等，也可同样地通过调节基座的孔部12(在孔部12为圆筒形状的情况下调节该孔部12的内径，在孔部12为狭缝状或圆环状的情况下调节该孔部12的内宽度)来控制隆起部的大小。
此外，在上述各实施形态中，只说明了在p+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长p型的硅外延层的例子，但本发明不限于此，也可将本发明的基座、气相生长装置和外延晶片的制造方法应用于在例如添加砷、在n+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长n型的硅外延层的情况、在n+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长p型的硅外延层的情况和在p+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长n型的硅外延层的情况等，在该情况下，也可谋求电阻率(掺杂浓度)的面内均匀化。
此外，只说明了将本发明应用于单片式的基座的例子，但不限于此，也可适用于多片式的基座。
再者，也可将本发明应用于所谓的提升销钉方式的基座。即，在基座的镗孔中，除了与本发明有关的孔部12外，还可另外形成提升销钉贯通用的孔部。
〔第3实施形态〕
首先，参照图18和图19，说明作为与本发明有关的外延晶片制造装置的一例的单片式的外延晶片制造装置110。
外延晶片制造装置110的大致结构是具备：基座120(后面详细地叙述)；在内部配置该基座120的反应容器111；支撑基座120并使其进行旋转驱动和升降工作的基座支撑构件112；在贯通基座120的表面背面的同时相对于该基座120能进行升降工作而设置的、在支撑了衬底W的状态下伴随升降工作在基座120上进行装卸用的提升销钉113；在气相生长时将衬底W加热到所希望的生长温度用的加热装置114a、114b(具体地说，例如是卤素灯)；将包含原料气体(具体地说，例如是三氯硅烷等)和运载气体(具体地说，例如是氢等)的气相生长用气体导入到反应容器111内的基座120的上侧的区域中并在该基座120上的衬底W的主表面上供给该气体的气相生长用气体导入管115；对于反应容器111来说在与该气相生长用气体导入管115相同的一侧被设置并将吹洗气体(具体地说，例如是氢等)导入到反应容器111内的基座120的下侧的区域中的吹洗气体导入管116；以及对于反应容器111来说在与该吹洗气体导入管116和气相生长用气体导入管115相反的一侧被设置并从该反应容器111排出气体(气相生长用气体和吹洗气体)的排气管117。
其中，基座120在气相生长时支撑半导体衬底W(以下，简称为衬底W)，例如用被碳化硅覆盖的石墨来构成。
该基座120，如图16A和图16B中所示，例如被构成为大致圆盘状，在其主表面上形成了对衬底W进行定位用的镗孔121(在平面视图上为圆形的凹部)。
该镗孔121形成了具有例如在图16A中示出的状态下支撑衬底W的外周边缘部的圆环状(参照图16B)的外周侧部分121a和在该外周侧部分121a的内侧在该外周侧部分121a的下侧呈凹陷的状态下形成的平面视图为圆形的内周侧部分121b的二段结构。再有，其中将外周侧部分121a形成为例如大致呈平面状，将内周侧部分121b形成为凹曲面形状。
而且，在基座120的例如内周侧部分121b上形成了贯通该基座120的背面的贯通部122。即，基座120具有从支撑衬底W的一侧的面起贯通背面的贯通部122。
该贯通部122具备过热抑制部122a、122b(图17A和图17B)，该过热抑制部122a、122b通过妨碍来自经该基座120从背面一侧加热由该基座120支撑的衬底W的热源(加热装置114a、114b中特别是加热装置114b)的、经该贯通部122的直接的热辐射来抑制衬底W的局部的过热。
更具体地说，在基座120的例如内周侧部分121b中，从支撑衬底W的一侧的面及其背面起(相对于基座120的盘面为正交的方向上)以各自虽然不贯通该基座120但在该基座120的内部彼此连通的深度形成了以只是一部分彼此重叠的方式进行了位置偏移的孔部122c、122d。其结果是，利用这些孔部122c、122d的总体构成了贯通部122。而且，在该基座120中，孔部122c碰上的部位构成了过热抑制部122a，孔部122d碰上的部位构成了过热抑制部122b。
再有，更具体地说，例如在内周侧部分121b的最外周部上形成了贯通部122。此外，从支撑衬底W的一侧的面起形成的孔部122c与从背面起形成的孔部122d相比，位于该基座120的外周一侧。
再者，如16B中所示，在其中心与镗孔121的中心相等的圆周上例如以等间隔配置了多个贯通部122(在图16B中只对一部分的贯通部122标以符号)。即，在其中心与镗孔112a的中心相等的整个圆周上形成了多个贯通部122。
此外，如图16A和图16B中所示，在基座120的镗孔121的内周侧部分121b上形成了在贯通了基座120的背面的状态下形成的、提升销钉113被贯通的提升销钉贯通用孔部123。
例如在其中心与镗孔121的中心相等的圆周上以等角度间隔在三个部位上配置了该提升销钉贯通用孔部123。
在此，例如如图18中所示，提升销钉113具备例如以圆棒状构成的本体部113a和在该本体部113a的上端部上形成的、从下面一侧支撑衬底W的头部113b。其中，头部113b的直径比本体部113a的直径宽，以便容易支撑衬底W。而且，对于提升销钉113来说，从其下端部起插入提升销钉贯通用孔部123中，其结果是，利用该提升销钉贯通用孔部123的边缘部阻止头部113b向下方脱落，在由基座120进行支撑的同时，使该本体部113a成为从该提升销钉贯通用孔部123垂下的状态。再有，提升销钉113的本体部113a也贯通了在基座支撑构件112的支撑臂112a上设置的贯通孔112b。
此外，基座支撑构件112以放射状具备多个支撑臂112a(图18等)，利用这些支撑臂112a从下面一侧支撑了基座120。由此，将基座120的上表面保持为大致水平状态。
外延晶片制造装置110如以上那样构成。
然后，通过使用该外延晶片制造装置110按以下的要点进行气相生长，可在衬底W的主表面上形成硅外延层来制造硅外延晶片。
首先，利用反应容器111内的基座120支撑衬底W。
为此，首先，为了将衬底W交接到提升销钉113上，使各提升销钉113相对于该基座120相对地上升，以便使其彼此大致等量地从基座120的上表面突出。为此，伴随于使基座支撑构件112下降而使基座120下降。在该下降的过程中，在提升销钉113的下端部到达了例如反应容器111的内部底面以后，虽然提升销钉113不能再下降，但基座120进一步下降。因此，相对于基座120来说，提升销钉113相对地上升，不久，在图19中，成为没有衬底W的状态。
其次，利用未图示的机械手将衬底W运送到反应容器111内，利用上述上升工作后的各提升销钉113的头部113b以主表面向上的方式支撑衬底W。
其次，为了由基座120来支撑衬底W，使各提升销钉113相对于基座120相对地下降。为此，伴随于使机械手退避，另一方面使基座支撑构件112上升而使基座120上升。在该上升的过程中，如果镗孔121的外周侧部分121a到达衬底W的主背面，则至此在提升销钉113的头部113b上被支撑了的衬底W转移到由镗孔121的外周侧部分121a来支撑的状态。进而，如果提升销钉贯通用孔部123的边缘部到达提升销钉113的头部113b，则至此作为由反应容器111的内部底面支撑了的状态的提升销钉113转移到由基座120来支撑的状态。
在以这种方式由基座120支撑了衬底W后，进行气相生长。
即，伴随于通过使基座支撑构件112绕垂直轴进行旋转驱动，使基座120旋转而使衬底W旋转，同时一边利用加热装置114将该基座120上的衬底W加热到所希望的生长温度，一边经气相生长用气体导入管115在衬底W的主表面上大致水平地供给气相生长用气体，另一方面，经吹洗气体导入管116在基座120的下侧大致水平地导入吹洗气体。因而，在气相生长中，在基座120的上侧分别与基座120和衬底W大致平行地形成反应气体流，在基座120的下侧与基座120和衬底W大致平行地形成吹洗气体流。
通过以这种方式进行气相生长，在衬底W的主表面上形成外延层，可制造外延晶片。
在以这种方式制造了外延晶片后，将该制造后的外延晶片运出到反应容器111外。
即，在预先停止了基座120的旋转后，使基座支撑构件112下降，如图19中所示，使各提升销钉113彼此大致等量地向基座120的上方突出，伴随该突出工作，使衬底W向基座120的镗孔121上方上升。然后，利用未图示的机械手运出衬底W。
在此，由于在气相生长中加热衬底W，故利用该加热使衬底W中包含的掺杂剂向衬底W的外方扩散而释放到气相中。
此外，在气相生长之前，由于通过在衬底W的表面上流过例如氯化氢气体进行气相刻蚀以除去该表面的自然氧化膜，故对衬底W进行轻微的气相刻蚀而使之气化。再者，在气相生长用气体中除了原料气体外，例如包含了氢作为运载气体，在此基础上，由于也例如使用氢作为上述吹洗气体，故因该氢的缘故，衬底W被轻微刻蚀而气化。因而，根据这些原因，在衬底W中包含的掺杂剂被释放到气相中。
即，根据这几个原因，在气相生长时掺杂剂从衬底W内释放到气相中。
与此不同，本实施形态的基座120具有从支撑衬底W的一侧的面起贯通背面的贯通部122，而且，由于该贯通部122在气相生长时也被保持于开放状态，故气体可经该贯通部122而流通。因而，可经贯通部122从基座120的背面一侧适当地释放因气相生长时的加热而从衬底W扩散到外方的掺杂剂或因气相刻蚀而从衬底W释放的掺杂剂。于是，可适当地抑制这些掺杂剂迂回进入衬底W的主表面一侧。因此，即使不在衬底W的主背面上形成防止自掺杂用的氧化膜，也能大幅度地抑制自掺杂的发生，结果，可谋求掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。即，不需要特别的工序也能容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
在此，在图20中示出使用本实施形态的基座120在直径300mm、电阻率0.01Ω·cm～0.02Ω·cm的p+型的硅单晶衬底(在主背面上没有氧化膜，以下单单成为衬底)的主表面上以气相生长方式生长厚度约为6μm的p型的硅外延层制造的硅外延晶片(以下称为第1外延晶片)和使用在没有贯通部122方面与基座120不同、在其它的方面与基座120同样的基座(以下，称为第1比较对照基座，省略图示)同样地制造的硅外延晶片(以下称为第2外延晶片)的电阻率(单位：Ω·cm)的面内分布(从外延晶片外周端到中心)。
如图20中所示，第1外延晶片的电阻率与第2外延晶片的电阻率相比，在面内变得均匀。
即，如果使用具有贯通部122的基座120进行气相生长，则与使用没有贯通部122的第1比较对照基座进行气相生长的情况相比，可知能抑制自掺杂。
再有，作为抑制自掺杂以谋求掺杂浓度的面内均匀化用的现有的技术，例如如上述的特开平10-223545号公报中所示，提出了在镗孔(在该公报中称为晶片凹部)的最外周部上设置了贯通背面的孔部的气相生长用基座，但在该基座中，电阻率(和掺杂浓度)的面内分布未得到很大的改善。这一点可认为是，由于镗孔的最外周部上存在孔部，故该孔部位于在镗孔上放置的衬底的最外周端的外侧。因此，从衬底释放的含有掺杂剂的气体经孔部与从基座的下侧流入镗孔内的气体一起被衬底的上侧的气流(即上述气相生长用气体流)牵引而上升，沿衬底上表面的外延层流动，被取入到该外延层内。
与此不同，在本实施形态的基座120的情况下，在镗孔121的内周侧部分121b上形成的贯通部122的位置必然位于在镗孔121上放置的衬底W的最外周端的中心侧。于是，该贯通部122相对于气相生长中在衬底W的上侧形成的气流，即气相生长用气体流位于衬底W的背阴的位置上。因此，可抑制基座120下侧的气体经该贯通部122流入镗孔121内。于是，能可靠地抑制从衬底W内释放的掺杂剂迂回进入该衬底W的主表面一侧，结果，可适当地抑制自掺杂的发生。
再有，在上述的气相生长时，如图18中所示，由于提升销钉贯通用孔部123被提升销钉113堵住，经该提升销钉贯通用孔部123的气体的流通实质上不可能进行，故难以经该提升销钉贯通用孔部123在基座120的背面一侧适当地释放从衬底W释放的掺杂剂。因而，提升销钉贯通用孔部123不会起到与贯通部122同样的效果。
此外，由于本实施形态的基座120的贯通部122具备过热抑制部122a、122b，故可妨碍从作为经基座120从背面一侧加热衬底W的热源的加热装置114b的经贯通部122的朝向基板W的直接的热辐射。
于是，可抑制衬底W的局部的过热，可适当地抑制外延层的膜厚中发生离散性的情况，可使外延晶片中的平整度变得良好。
在此，在图21A和图21B中示出上述第1外延晶片和使用在以与基座盘面正交的直线状形成贯通部122方面与基座120不同、在其它的方面与基座120同样的基座(图26，以下，称为第2比较对照基座150)同样地制造的硅外延晶片(以下称为第3外延晶片)的平整度(SFQR，单元尺寸为25mm×25mm，单位：μm)的直方图。此外，在图22A和图22B中示出第1和第3外延晶片中的SFQR的面内分布。再有，在图22A和图22B中，在外延晶片的面内只对SFQR的值为0.1μm以上的部分标以「×」。
如图21A和图22A中所示，第1外延晶片与第3外延晶片(图21B、图22B)相比，边缘部的平整度是良好的(0.1μm以上的SFQR值连1点也没有)。
即，如果使用贯通部122具有过热抑制部122a、122b的基座120进行气相生长，则与使用贯通部122没有过热抑制部的第2比较对照基座150进行气相生长的情况相比，可知外延晶片的平整度在贯通部122的形成区域中没有恶化。
按照以上那样的实施形态，由于基座120具有从支撑衬底W的一侧的面起贯通背面的贯通部122，故不需要特别的工序就能容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
另外，由于贯通部具备过热抑制部，故可抑制衬底W的局部的过热，可适当地抑制在外延层的膜厚中发生离散性。
再有，在上述第3实施形态中，只说明了在p+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长p型的硅外延层的例子，但本发明不限于此，也可将本发明的基座、气相生长装置和外延晶片的制造方法应用于例如在n+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长n型的硅外延层的情况、在n+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长p型的硅外延层的情况和在p+型的硅单晶衬底上以气相生长方式生长n型的硅外延层的情况等，在该情况下，也可谋求电阻率(掺杂浓度)的面内均匀化。
此外，只说明了将本发明应用于单片式的基座的例子，但不限于此，也可适用于多片式的基座。
此外，说明了基座120的镗孔121形成了由外周侧部分121a和内周侧部分121b构成的2段结构的例子，但不限于此，镗孔121也可以是1段。
此外，说明了镗孔121的(的内周侧部分121b)呈凹曲面形状的例子，但不限于此，镗孔121也可以是平面的。
再者，说明了基座120具备提升销钉贯通用孔部123的例子，但本发明不限于此，基座120也可以不具备提升销钉贯通用孔部123。
此外，说明了构成贯通部122的2个孔部122c、122d中从支撑衬底W一侧的面起形成的孔部122c与从背面起形成的孔部122d相比位于该基座120的外周侧的例子，但如果孔部122c、122d以只是一部分彼此重叠的方式进行了位置偏移，则不限于此。
<贯通部的变例>
贯通部不限于上述的例子，例如如图23和图24中所示，从支撑衬底W一侧的面中的开口部与背面中的开口部的位置(在与基座的盘面正交的方向上)以偏移的方式倾斜，则也可以直线状形成贯通部。此时，贯通部的倾斜方向是任意的。在图23中示出的贯通部131的情况下，在基座120中贯通部131的边缘部分构成过热抑制部131a、131b。同样，在图24中示出的贯通部132的情况下，在基座120中贯通部132的边缘部分构成过热抑制部132a、132b。
此外，如图25中所示，也可以是以曲线状(圆弧状)形成了的贯通部133。此时，在基座120中贯通部133的边缘部分构成过热抑制部133a、133b、133c。
产业上利用的可能性
按照本发明的基座、气相生长装置和外延晶片的制造方法，由于可从基座的下面一侧经在基座的镗孔中形成的孔部适当地释放因气相生长时从半导体衬底内释放的掺杂剂，故可适当地抑制这些掺杂剂迂回进入衬底的主表面一侧。于是，即使不在衬底的背面上形成防止自掺杂用的氧化膜，也能大幅度地抑制自掺杂的发生，结果，可谋求掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。即，可容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
此外，按照本发明，由于基座具有从支撑半导体衬底的一侧的面起贯通背面的贯通部，故可从基座的背面一侧经贯通部适当地释放因气相加热时的加热而从半导体衬底扩散到外方的掺杂剂或因气相刻蚀而从半导体衬底内释放的掺杂剂。于是，可适当地抑制这些掺杂剂迂回进入衬底的主表面一侧。因此，即使不在衬底的主背面上形成防止自掺杂用的氧化膜，也能大幅度地抑制自掺杂的发生，结果，可谋求掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。即，不需要特别的工序也能容易地实现掺杂浓度和电阻率的面内均匀化。
另外，由于贯通部具备过热抑制部，故可妨碍经从热源朝向半导体衬底的贯通部的直接的热辐射。于是，可抑制半导体衬底的局部的过热。因而，可适当地抑制在外延层的膜厚中发生离散性的情况。
因而，本发明的基座、气相生长装置、外延晶片的制造装置和外延晶片的制造方法特别适合于在半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层的外延晶片的制造。

Claims (30)

1.一种在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：
在上表面上形成了在内部配置半导体衬底的镗孔，该镗孔形成具有支撑半导体衬底的外周边缘部的上段镗孔部和与该上段镗孔部相比在中心侧下段形成的下段镗孔部的二段结构，在上述下段镗孔部中形成了贯通背面并在气相生长时也呈开放状态的孔部。
2.一种在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：
在上表面上形成了在内部配置半导体衬底的镗孔，在该镗孔内的最外周部的中心侧形成了贯通背面并在气相生长时也呈开放状态的孔部。
3.如权利要求2中所述的基座，其特征在于：
将上述孔部的位置设定在与半导体衬底的外周端相比处于面对中心侧部分的位置上。
4.如权利要求2或3中所述的基座，其特征在于：
具有在面对在半导体衬底的外周边缘部上形成的倒角部的背面的位置上形成的上述孔部。
5.如权利要求2～4的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有在上述镗孔的整个面上形成的多个孔部。
6.如权利要求1～5的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有在面对半导体衬底主背面的外周边缘部的位置上形成的上述孔部。
7.如权利要求1～6的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有在其中心与上述镗孔的中心大致相等的整个圆周上形成的多个孔部。
8.如权利要求1～6的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有在其中心与上述镗孔的中心大致相等的圆周上以圆弧状形成的孔部。
9.如权利要求1～6的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有其中心与上述镗孔的中心大致相等的圆环状的孔部。
10.如权利要求1中所述的基座，其特征在于：
具有在上述下段镗孔部的整个面上形成的多个孔部。
11.如权利要求1～10的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有3个以上的上述孔部。
12.如权利要求1～10的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有10个以上的上述孔部。
13.如权利要求1～10的任一项中所述的基座，其特征在于：
具有20个以上的上述孔部。
14.如权利要求1～7或权利要求10～13的任一项中所述的基座，其特征在于：
上述孔部构成圆筒形状，该孔部的内径为3mm以下。
15.如权利要求1～7或权利要求10～13的任一项中所述的基座，其特征在于：
上述孔部构成圆筒形状，该孔部的内径为2mm以下。
16.一种气相生长装置，其特征在于，具备：
权利要求1～15的任一项中所述的基座；
在内部配置了在该基座的上表面上形成的镗孔中配置半导体衬底的上述基座以在半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层用的反应容器；以及
在气相生长时加热半导体衬底用的加热装置。
17.一种外延晶片的制造方法，其特征在于：
在权利要求16中所述的气相生长装置的基座的镗孔上配置半导体衬底，在反应容器中配置该基座，利用上述加热装置加热该基座上的半导体衬底，在半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层来制造外延晶片。
18.如权利要求17中所述的外延晶片的制造方法，其特征在于：
在上述基座的上表面一侧和背面一侧这两侧，一边与该基座大致平行地流过气体，一边进行气相生长。
19.如权利要求17或18中所述的外延晶片的制造方法，其特征在于：
使用添加了硼的衬底作为上述半导体衬底。
20.如权利要求17或18中所述的外延晶片的制造方法，其特征在于：
使用添加了砷的衬底作为上述半导体衬底。
21.如权利要求17中所述的外延晶片的制造方法，其特征在于：
通过调节上述基座的孔部的内径或内宽度来控制在所制造的外延晶片的外延层的表面上因该外延层的膜厚比周围厚而形成的隆起部的大小。
22.一种外延晶片，其特征在于：
在外延层的表面上形成了因膜厚比周围厚而在整个圆周上以点状隆起的隆起部。
23.一种外延晶片，其特征在于：
在外延层的整个面上形成了因膜厚比周围厚而以点状隆起的隆起部。
24.一种外延晶片，其特征在于：
在外延层的表面上形成了因膜厚比周围厚而以圆弧状隆起的隆起部。
25.一种外延晶片，其特征在于：
在外延层的表面上形成了因膜厚比周围厚而以圆环状隆起的隆起部。
26.如权利要求22～25的任一项中所述的外延晶片，其特征在于：
在与基座的孔部对应的位置上形成了上述隆起部。
27.一种在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：
具有从支撑半导体衬底的一侧的面起贯通背面的贯通部，该贯通部具备过热抑制部，该过热抑制部通过妨碍来自经该基座从背面一侧加热由该基座支撑的半导体衬底的热源的、经该贯通部的直接的热辐射来抑制半导体衬底的局部的过热。
28.一种在气相生长时支撑半导体衬底的基座，其特征在于：
将从支撑半导体衬底的一侧的面及其背面起以只是一部分彼此重叠的方式进行了位置偏移的孔部的深度形成为虽然各自不贯通该基座但在该基座的内部互相连通的深度，利用这些孔部的总体构成了从支撑半导体衬底的一侧的面起贯通背面的贯通部。
29.一种外延晶片的制造装置，该装置用来在半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层来制造外延晶片，其特征在于：
具备权利要求27或28中所述的基座。
30.一种外延晶片的制造方法，其特征在于：
在由权利要求27或28中所述的基座支撑的半导体衬底的主表面上以气相生长方式生长外延层来制造外延晶片。
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