DE102018129105B4

DE102018129105B4 - SiC EPITAXIALWACHSTUMSVORRICHTUNG

Info

Publication number: DE102018129105B4
Application number: DE102018129105.1A
Authority: DE
Inventors: Yasunori MOTOYAMA; Yoshishige OKUNO; Yoshikazu UMETA; Keisuke Fukada
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: CN109841541B; JP2019096764A; JP7012518B2; US20190161885A1; DE102018129105A1; CN109841541A; US10801128B2

Abstract

SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung, umfassend:einen Suszeptor mit einer Montagefläche, auf der ein Wafer platzierbar ist;eine Heizung, die neben dem Suszeptor auf einer Seite gegenüber der Montagefläche des Suszeptorsangeordnet ist; undein ringförmiges Strahlungselement, das mit einer der Montagefläche gegenüberliegenden Rückseite des Suszeptors in Kontakt steht und an einer Position angeordnet ist, die in einer Draufsicht mit einem äußeren Umfangsabschnitt des auf dem Suszeptor angebrachten Wafers überlappt,wobei das Strahlungselement einen höheren Emissionsgrad als der des Suszeptors und von der Heizung aus betrachtet einen freiliegenden Abschnitt aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Siliziumkarbid (SiC) weist solche Eigenschaften auf, dass das dielektrische Durchbruchfeld um eine Größenordnung größer ist, die Bandlücke dreimal größer ist und die Wärmeleitfähigkeit etwa dreimal höher ist als die von Silizium (Si). Daher wird die Anwendung von Siliziumkarbid (SiC) auf Stromversorgungsgeräte, Hochfrequenzgeräte, Hochtemperatur-Betriebsgeräte und dergleichen erwartet.
Um die praktische Anwendung von SiC-Vorrichtungen zu fördern, ist es unerlässlich, hochwertige SiC-Epitaxialwafer und hochwertige epitaktische Wachstumstechniken zu etablieren.
Die SiC-Vorrichtung wird unter Verwendung eines SiC-Epitaxialwafers hergestellt, in dem eine Epitaxieschicht (Film), die ein aktiver Bereich der Vorrichtung werden soll, durch ein Verfahren der chemischen Dampfabscheidung (CVD) oder dergleichen auf einem SiC-Einkristallsubstrat aufgewachsen wird, wobei das Kristallsubstrat durch Verarbeitung eines massiven Einkristalls aus SiC erhalten wird, der durch ein Sublimationsumkristallisationsverfahren oder dergleichen aufgewachsen ist. In dieser Beschreibung bedeutet ein SiC-Epitaxialwafer einen Wafer, nachdem ein epitaktischer Film gebildet wurde, und ein SiC-Wafer bedeutet einen Wafer, bevor ein epitaktischer Film gebildet wird.
Der epitaktische Film aus SiC wächst bei einer extrem hohen Temperatur von etwa 1500°C. Die Wachstumstemperatur beeinflusst stark die Schichtdicke und die Eigenschaften des epitaktischen Films. So wird beispielsweise in Patentdokument 1 eine Halbleiterherstellungsvorrichtung beschrieben, die aufgrund einer unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit die Temperaturverteilung eines Wafers während des epitaktischen Wachstums vereinheitlichen kann. In Patentdokument 2 wird beschrieben, dass die Temperaturverteilung eines Wafers während des epitaktischen Wachstums vereinheitlicht werden kann, indem der Wafer mit einem Trägerelement gestützt wird.
DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erste Veröffentlichung JP 2010-129764 A
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erste Veröffentlichung JP 2012-044030 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
Es gab Versuche, die Größe eines SiC-Epitaxialwafers auf sechs Zoll oder mehr zu vergrößern. Bei der Herstellung eines so großen epitaktischen SiC-Wafers konnten die in Patentdokument 1 und Patentdokument 2 beschriebenen Halbleitervorrichtungen eine Temperaturdifferenz in einem Wafer in der Ebene nicht ausreichend unterdrücken.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten Probleme gemacht, und ein Ziel ist es, eine SiC-Epitaxialwachsvorrichtung zu erhalten, die in der Lage ist, eine Temperaturverteilung während des epitaktischen Wachstums zu vereinheitlichen.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Als Ergebnis intensiver Studien fanden die Erfinder heraus, dass die Temperatur eines äußeren Umfangsabschnitts eines Wafers niedriger ist als die Temperatur eines mittleren Abschnitts. Dann wurde festgestellt, dass eine Temperaturverteilung während des epitaktischen Wachstums vereinheitlicht werden kann, indem ein Strahlungselement, das in Bezug auf die Wärmeabsorptionseigenschaften und die Wärmeableitungseigenschaften hervorragend ist, mit einer vorbestimmten Position auf der Rückseite eines Suszeptors, auf dem ein Wafer angebracht ist, in Kontakt gebracht wird. Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt die in den angehängten Patentansprüchen definierte Vorrichtung zur Verfügung, um die oben genannten Aufgaben zu lösen.
Auswirkungen der Erfindung
Mit der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Temperaturverteilung während des epitaktischen Wachstums zu vereinheitlichen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein bevorzugtes Beispiel für eine SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine vergrößerte schematische Schnittansicht eines Hauptteils der in 1 dargestellten SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung.
3 ist eine schematische Schnittansicht, die ein weiteres bevorzugtes Beispiel für den SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht, und eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, in dem ein Strahlungselement mit einem Suszeptor in Eingriff steht.
4 ist eine schematische Schnittansicht, die ein weiteres bevorzugtes Beispiel für die epitaktischen SiC-Wachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht, und eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, in dem eine Unebenheit auf einer Oberfläche des Strahlungselements gebildet ist.
5A ist eine schematische Ansicht, die ein bevorzugtes Beispiel für das Strahlungselement der epitaktischen SiC-Wachstumsvorrichtung darstellt, und eine Draufsicht auf eine Oberflächenseite davon.
5B ist eine schematische Ansicht, die ein bevorzugtes Beispiel für das Strahlungselement der epitaktischen SiC-Wachstumsvorrichtung darstellt, und eine Draufsicht auf eine Oberflächenseite davon.
5C ist eine schematische Ansicht, die ein bevorzugtes Beispiel für das Strahlungselement der epitaktischen SiC-Wachstumsvorrichtung darstellt, und eine Draufsicht auf eine Oberflächenseite davon.
5D ist eine schematische Ansicht, die ein bevorzugtes Beispiel für das Strahlungselement der epitaktischen SiC-Wachstumsvorrichtung darstellt, und eine Draufsicht auf eine Oberflächenseite davon.
6 ist eine schematische Schnittansicht, die ein bevorzugtes Beispiel für eine SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt, und eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Vorrichtung.
7 ist eine schematische Schnittansicht, die ein weiteres bevorzugtes Beispiel für die SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht, und ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils, in dem das Strahlungselement zwischen dem Suszeptor und einem äußeren peripheren Stützelement in der Vorrichtung sandwichartig angeordnet und gehalten ist.
8 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 1 bis 3 und dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
9 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 2 und 4 und dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
10 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in Beispiel 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2.
11 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche der Wafer in den Beispielen 4 und 5 und dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
12 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 6 und 7 und dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
13 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 8 und 9 und dem Vergleichsbeispiel 3 zeigt.
14 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 10 und 11 und dem Vergleichsbeispiel 3 zeigt.
15 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in Beispiel 10 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4.
16 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 10 und 12 und dem Vergleichsbeispiel 4 zeigt.
17 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 13 und 14 und dem Vergleichsbeispiel 5 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung gemäß den Ausführungsformen gegebenenfalls mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. In den in der folgenden Beschreibung verwendeten Zeichnungen gibt es zum besseren Verständnis der Merkmale der vorliegenden Erfindung Fälle, in denen charakteristische Abschnitte aus Gründen der Zweckmäßigkeit vergrößert werden und Abmessungen, Verhältnisse und dergleichen jedes Bestandselements gleich sein können oder von tatsächlichen Größen und dergleichen abweichen können. Die in der folgenden Beschreibung dargestellten Materialien, Abmessungen und dergleichen sind lediglich Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt und kann in entsprechend modifizierter Weise in einem Bereich verkörpert werden, der den Kern nicht verändert.
Erste Ausführungsform
1 ist eine schematische Schnittansicht einer SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die in 1 dargestellte SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 beinhaltet eine Kammer 1, die einen Filmbildungsraum K bildet. Die Kammer 1 beinhaltet eine Gaszufuhröffnung 2, durch die Gas zugeführt wird, und eine Gasentladungsöffnung 3, durch die das Gas abgegeben wird. Im Filmbildungsraum K sind ein Suszeptor 10, eine Heizung 12 und ein Strahlungselement 14 angeordnet. Darüber hinaus wird der Suszeptor 10 durch ein zentrales Stützelement 16 getragen. Im Folgenden wird eine Richtung senkrecht zu einer Montagefläche des Suszeptors 10 als z-Richtung bezeichnet, und beliebig ausgewählte zwei auf der Montagefläche orthogonal zueinander liegende Richtungen werden als x-Richtung und y-Richtung bezeichnet.
2 ist eine vergrößerte schematische Schnittansicht eines Hauptteils der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100. In 2 ist zum besseren Verständnis auch ein scheibenförmiger Wafer W, der kein Bestandteil der Vorrichtung ist, dargestellt.
Der Wafer W kann auf einer Montagefläche 10a des Suszeptors 10 angebracht werden. Jeder bekannte Suszeptor kann als Suszeptor 10 verwendet werden. Der Suszeptor 10 kann in einer Draufsicht eine kreisförmige Form aufweisen. Der Suszeptor 10 besteht aus einem Material, das bei einer hohen Temperatur von mehr als 1500°C hitzebeständig ist und eine geringe Reaktivität mit einem Rohmaterialgas aufweist. So können beispielsweise Ta, TaC, mit TaC beschichteter Kohlenstoff, mit TaC beschichtetes Ta sowie Graphit verwendet werden. In einem Temperaturbereich der Filmbildung beträgt der Emissionsgrad von TaC und mit TaC beschichtetem Kohlenstoff etwa 0,2 bis 0,3 und beträgt der Emissionsgrad von Graphit etwa 0,7.
Die Heizung 12 ist neben dem Suszeptor 10 an einer Rückseite 10b des Suszeptors 10, die der Montagefläche 10a gegenüberliegt, angeordnet. Jede bekannte Heizung kann als Heizung 12 verwendet werden. Die Heizung 12 kann in einer Draufsicht eine kreisförmige Form aufweisen. Es ist vorzuziehen, dass die Heizung 12 konzentrisch zum Suszeptor 10 und dem Wafer W in der aus der z-Richtung betrachteten Draufsicht angeordnet ist. Durch die konzentrische Anordnung der Heizung 12 mit dem Suszeptor 10 und dem Wafer W auf der gleichen Mittelachse kann die thermische Gleichmäßigkeit des Wafers W verbessert werden.
Es ist vorzuziehen, dass der radiale Abstand zwischen einem äußeren Umfangsende 12c der Heizung 12 und einem äußeren Umfangsende Wc des Wafers W gleich oder kleiner als 1/12 des Durchmessers des Wafers W und stärker bevorzugt gleich oder kleiner als 1/20 ist. Darüber hinaus ist es besser, dass das äußere Umfangsende 12c der Heizung 12 und das äußere Umfangsende Wc des Wafers W in der aus z-Richtung betrachteten Draufsicht übereinstimmen. Wenn die radiale Größe der Heizung 12 kleiner ist als die des Wafers W, nimmt die thermische Gleichmäßigkeit der Oberflächentemperatur des Wafers W ab. Wenn die radiale Größe des Heizgerätes 12 größer ist als die des Wafers W, ragt das Heizgerät 12 in der aus der z-Richtung betrachteten Draufsicht in radialer Richtung nach außen, was zu einer Vergrößerung der Größe der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 führt. Eine Vergrößerung der Vorrichtung führt zu einem Kostenanstieg und ist daher unerwünscht.
Das Strahlungselement 14 ist aus einem Material mit einem höheren Emissionsgrad als der Suszeptor 10 gebildet. Der Emissionsgrad des Strahlungselements 14 ist vorzugsweise das 1,5-Fache oder mehr und das 7-Fache oder weniger des Emissionsgrades des Suszeptors 10. So wird beispielsweise in einem Fall, in dem der Suszeptor 10 aus mit TaC beschichtetem Kohlenstoff (Emissionsgrad: 0,2) gebildet ist, vorzugsweise Graphit (Emissionsgrad: 0,7), mit SiC beschichteter Kohlenstoff (Emissionsgrad: 0,8), SiC (Emissionsgrad: 0,8) oder dergleichen als Strahlungselement 14 verwendet. Der Emissionsgrad entspricht der Wärmeabsorptionsrate, und das Strahlungselement 14 absorbiert im Vergleich zum Suszeptor 10 und dergleichen leicht Wärme. Das heißt, das Strahlungselement 14 hat eine höhere wärmeabsorbierende Eigenschaft als der Suszeptor 10 und dergleichen. Als Emissionsgrad kann ein Emissionsgradwert aus einer Literatur entnommen werden, die eine Emissionsgradtabelle oder dergleichen beschreibt, oder der Emissionsgrad kann durch ein Experiment mit einem Strahlungsthermometer, einem Kontaktthermometer und/oder einem Schwarzkörperspray und einem Band und dergleichen erhalten werden.
Das Strahlungselement 14 ist ein ringförmiges Element mit einer Öffnung in der Mitte. Das Strahlungselement 14 befindet sich an einer Position, die den äußeren Umfangsabschnitt des Wafers W in der aus der z-Richtung betrachteten Draufsicht überlappt. Hier bedeutet der äußere Umfangsabschnitt des Wafers W einen kreisförmigen Bereich, der eine Breite von 10% des Durchmessers des Wafers aufweist und sich vom äußeren Umfangsende Wc des Wafers W nach innen erstreckt. Das Strahlungselement 14 kann mindestens einen Teil des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers W in der aus der z-Richtung betrachteten Draufsicht überlappen. Da das Strahlungselement 14 mit ausgezeichneter Wärmeabsorptionseigenschaft auf der äußeren Umfangsseite des Wafers W angeordnet ist, ist es möglich, eine Temperaturabnahme des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers W gegenüber dem mittleren Abschnitt zu unterdrücken.
Das Strahlungselement 14 ist in Kontakt mit der Rückfläche 10b des Suszeptors 10, so dass von der Seite aus betrachtet, auf der die Heizung 12 angeordnet ist, ein Teil des Strahlungselements dem Raum ausgesetzt ist. Da der Abschnitt des Strahlungselements 14 freigelegt ist, kann die von der Heizung 12 erzeugte Strahlungswärme effizient im Strahlungselement absorbiert werden. Der andere Teil des Strahlungselements 14, der nicht dem Raum ausgesetzt ist, steht direkt oder über einen Klebstoff oder dergleichen in Kontakt mit dem Suszeptor 10. Da die Oberseite des Strahlungselements 14 mit der Rückseite 10b des Suszeptors 10b in Kontakt steht, kann zudem die Temperatur des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers W durch Wärmeleitung erhöht werden. Wenn das Strahlungselement 14 nicht mit der Rückfläche 10b des Suszeptors 10 in Kontakt steht, kann die Temperatur des äußeren Umfangsabschnitts nicht ausreichend erhöht werden. Es wird davon ausgegangen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass das Strahlungselement 14 einen Teil der in Richtung der Rückseite 10b des Suszeptors 10 emittierten Strahlung abschirmt und somit der Wärmeabsorptionsgrad sinkt. Darüber hinaus wird auch berücksichtigt, dass die vom Strahlungselement 14 aufgenommene Wärme nicht effizient auf den Suszeptor 10 übertragen werden kann, wenn der Suszeptor 10 und das Strahlungselement 14 nicht miteinander in Kontakt stehen.
Es ist vorzuziehen, dass der radiale Abstand zwischen einem äußeren Umfangsende 14c des Strahlungselements 14 und dem äußeren Umfangsende Wc des Wafers W gleich oder kleiner als 1/6 des Durchmessers des Wafers W und stärker bevorzugt gleich oder kleiner als 1/20 ist. Darüber hinaus ist es besser, dass das äußere Umfangsende 14c des Strahlungselements 14 und das äußere Umfangsende Wc des Wafers W in der Draufsicht aus z-Richtung übereinstimmen. Zum Zeitpunkt des epitaktischen Wachstums weist das äußere Umfangsende Wc eine niedrige Temperatur in einer Ebene des Wafers W auf. Wenn sich das Strahlungselement 14 an einer Position in der Nähe des äußeren Umfangsendes Wc des Wafers W befindet, kann ein Absinken der Temperatur des äußeren Umfangsendes Wc des Wafers W unterdrückt werden.
In einem Fall, in dem der Suszeptor 10 durch das mittlere Stützelement 16 getragen wird, ist eine radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 vorzugsweise 1/10 oder mehr und 1/3 oder weniger des Radius des Wafers W und kann 1/10 oder mehr und weniger als 1/6 oder 1/6 oder mehr und 1/3 oder weniger sein, falls erforderlich. Wenn die radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 im obigen Bereich liegt, kann die Temperatur des Wafers W in einer ebenen Richtung gleichmäßiger gemacht werden.
Das Strahlungselement 14 kann mit der Rückfläche 10b des Suszeptors 10 verbunden sein und/oder mit dem Suszeptor 10 in Eingriff stehen.
3 ist eine vergrößerte schematische Darstellung eines Hauptteils der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einem Beispiel, in dem das Strahlungselement 14 mit dem Suszeptor 10 in Eingriff steht.
Der in 3 dargestellte Suszeptor 10 besteht aus einem ersten Element 10A und einem zweiten Element 10B. Das erste Element 10A beinhaltet einen Hauptabschnitt 10A1 und einen vorstehenden Abschnitt 10A2. Der vorstehende Abschnitt 10A2 ragt in radialer Richtung (x-Richtung) aus dem Hauptabschnitt 10A1 heraus. Das zweite Element 10B beinhaltet einen Hauptabschnitt 10B1 und einen vorstehenden Abschnitt 10B2. Der vorstehende Abschnitt 10B2 ragt in z-Richtung aus dem Hauptabschnitt 10B1 heraus. Das erste Element 10A und das zweite Element 10B werden vorzugsweise aus dem gleichen Material geformt.
Das Strahlungselement 14 besteht auch aus einem ersten Abschnitt 14A und einem zweiten Abschnitt 14B. Der erste Abschnitt 14A ist ein Hauptabschnitt des Strahlungselements 14, und der zweite Abschnitt 14B erstreckt sich vom ersten Abschnitt 14A in radialer Richtung. Der zweite Abschnitt 14B des Strahlungselements 14 greift in einen Spalt ein, der zwischen dem vorstehenden Abschnitt 10A2 des ersten Elements 10A und dem Hauptabschnitt 10B1 des zweiten Elements 10B angeordnet ist. Ein unterer Abschnitt des ersten Abschnitts 14A des Strahlungselements 14 ist zwischen dem vorstehenden Abschnitt 10A2 des ersten Elements 10A und dem vorstehenden Abschnitt 10B2 des zweiten Elements 10B angeordnet. Das Strahlungselement 14 wird vom Suszeptor 10 durch das Eigengewicht des Strahlungselements 14 getragen. In diesem Fall bedeutet die radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 eine Breite eines Abschnitts des Strahlungselements 14, der der Rückseite 10b der Seite des Suszeptors 10 ausgesetzt ist. Wenn das Strahlungselement 14 und der Suszeptor 10 ohne Klebstoff miteinander verbunden werden können, ist kein Klebstoff erforderlich. Obwohl es möglich ist, einen Klebstoff für sie zu verwenden, gibt es Fälle, in denen das Ablösen des Klebstoffs aufgrund von Spannungen auftritt, die durch eine Differenz der linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten entstehen. Daher ist es wünschenswert, dass das Strahlungselement 14 mit einem Verfahren befestigt wird, das keinen Klebstoff verwendet. Aufgrund der oben beschriebenen Tragkonstruktion kann ein Klebstoff zwischen dem Strahlungselement 14 und dem Suszeptor 10 verwendet werden oder nicht.
4 ist eine vergrößerte schematische Darstellung eines Hauptteils der epitaktischen SiC-Wachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einem Beispiel, in dem eine ungleichmäßige Form auf einer Oberfläche 14b (untere Oberfläche) des Strahlungselements 14 gebildet wird. Wie in 4 dargestellt beinhaltet das Strahlungselement 14 eine Vielzahl von vertieften Abschnitten 15 (Talabschnitte) zwischen einer Vielzahl von vorstehenden Abschnitten (Hügelabschnitte oder hervorstehende Abschnitte) auf der dem Heizgerät 12 zugewandten Oberfläche 14b. Wenn die ungleichmäßige Form auf der Oberfläche 14b des Strahlungselements 14 gebildet wird, erhöht sich der effektive Emissionsgrad des Strahlungselements 14. Denn die Fläche, die die vom Heizgerät 12 abgegebene Strahlung (Strahlungswärme) absorbieren kann, wird aufgrund der Unebenheiten vergrößert. Wenn die tatsächliche Fläche der Fläche 14b des Strahlungselements 14 durch S₁ und die Fläche einer ebenen Fläche ausgedrückt wird, wobei die Fläche 14b des Strahlungselements 14 als eine ebene Fläche angenommen wird, durch So ausgedrückt werden, ist das Flächenverhältnis (S₁/S₀) vorzugsweise 2 oder mehr, vorzugsweise 8 oder mehr und noch bevorzugter 16 oder mehr.
Darüber hinaus ist das Seitenverhältnis des vertieften Abschnitts 15 (die Tiefe des vertieften Abschnitts/die Breite des vertieften Abschnitts in der Draufsicht) vorzugsweise 1 oder mehr und stärker bevorzugt 5 oder mehr. Wenn das Seitenverhältnis des vertieften Abschnitts 15 groß ist, kann die in den vertieften Abschnitt 15 eingetretene Strahlung nicht aus dem vertieften Abschnitt 15 entweichen, so dass der Wärmeabsorptionsgrad weiter erhöht werden kann.
Die 5A bis 5D sind schematische Ansichten, wobei die Strahlungselemente 14 mit unterschiedlichen Oberflächenformen von der Oberflächenseite 14b in einer Draufsicht beobachtet werden. Da das Strahlungselement eine ringförmige Form aufweist, können Abschnitte, die durch parallele gerade Linien in diesen Figuren gekennzeichnet sind, gekrümmt und/oder nicht parallel zueinander sein. Unter den Richtungen, die in den in den 5A bis 5DT dargestellten Koordinaten angegeben sind, ist die Richtung r die radiale Richtung und die Richtung Θ eine Umfangsrichtung. Wie in den in den 5A bis 5D dargestellten Beispielen ist die Form des vertieften Abschnitts 15 nicht besonders begrenzt. So werden beispielsweise die in 5A dargestellten vertieften Abschnitte 15A konzentrisch ausgebildet. Die in 5B dargestellten vertieften Abschnitte 15B sind so ausgebildet, dass sie sich radial von der Mitte des Strahlungselements erstrecken. Bei den in 5C dargestellten vertieften Abschnitten 15C sind die vertieften Abschnitte in Umfangsrichtung und in radialer Richtung im Strahlungselement gestrichelt. Die in 5D dargestellten vertieften Abschnitte 15D sind konzentrisch so ausgebildet, dass der Abstand dazwischen zum Außenumfang hin abnimmt. Wenn der Abstand zwischen den vertieften Abschnitten 15D in Richtung der äußeren Umfangsseite abnimmt, kann die Temperatur des äußeren Umfangsendabschnitts effizient erhöht werden.
Das mittlere Stützelement 16 trägt die Mitte des Suszeptors 10 von der Rückseite 10b des Suszeptors 10.
Das mittlere Stützelement 16 ist aus einem Material mit einer Hitzebeständigkeit gegen eine epitaktische Wachstumstemperatur gebildet. Das mittlere Stützelement 16 kann auch als Welle drehbar sein, die sich von der Mitte des Suszeptors in z-Richtung erstreckt. Epitaktisches Wachstum kann während der Drehung des Wafers W durch Drehen des Mittelstützelements 16 durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben kann mit der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform die thermische Gleichmäßigkeit des Wafers W in der Ebene verbessert werden. Da das Strahlungselement 14 Wärme absorbiert und eine hohe Temperatur erreicht, wird eine Temperaturabnahme des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers W unterdrückt.
Zweite Ausführungsform
6 ist eine vergrößerte schematische Schnittansicht eines Hauptteils eine SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform nur dadurch, dass der Suszeptor 10 nicht durch das Mittelstützelement 16, sondern durch ein Außenumfangsstützelement 18 getragen wird. Die anderen Konfigurationen sind fast die gleichen wie die der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, und dieselben Konfigurationen werden durch die gleichen Referenzziffern bezeichnet, und die Beschreibung derselben entfällt. Das Heizgerät kann durch das mittlere Stützelement getragen werden, das die Heizung im mittleren Abschnitt trägt. Das Stützelement 18 am Außenumfang kann eine kreisförmige Form aufweisen.
Das Außenumfangsstützelement 18 trägt den Außenumfangsabschnitt des Suszeptors 10 von der Rückseite 10b der des Suszeptors 10.
Das Außenumfangs-Trageelement 18 kann aus dem gleichen Material wie das des Mittelstützelements 16 gebildet sein.
Ein bevorzugter Bereich einer radialen Breite L2 des Strahlungselements 14, der gemäß der zweiten Ausführungsform in der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 101 enthalten ist, unterscheidet sich von dem der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Der Grund dafür ist, dass der Suszeptor 10 vom äußeren Umfangsstützelement 18 getragen wird und somit auch das äußere Umfangsstützelement 18 Strahlung von der Heizung erhält.
In einem Fall, in dem der Suszeptor 10 durch das äußere Umfangs-Trägerelement 18 getragen wird, beträgt die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 vorzugsweise 1/200 oder mehr und 1/5 oder weniger des Radius des Wafers W. Bei Bedarf kann das Verhältnis 1/200 oder mehr und weniger als 1/50, 1/50 oder mehr und weniger als 1/15 oder 1/15 oder mehr und 1/5 oder weniger betragen. Wenn die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 innerhalb des obigen Bereichs liegt, kann die Temperatur des Wafers W in der Ebene gleichmäßiger eingestellt werden. Das Trägerelement 18 am Außenumfang empfängt die Strahlung des Heizgerätes 12 und erzeugt Wärme. Im Vergleich zu dem Fall, dass der Suszeptor 10 durch das mittlere Stützelement 16 getragen wird, kann daher die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 reduziert werden.
7 ist eine vergrößerte schematische Darstellung eines Hauptteils der SiC-Epitaxie-Wachstumsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Beispiel, in dem das Strahlungselement 14 zwischen dem Suszeptor 10 und dem äußeren Umfangsstützelement 18 eingeklemmt und gehalten ist. Das in 7 dargestellte Stützelement 18 am Außenumfang weist eine Stützsäule 18A und einen vorstehenden Abschnitt 18B auf. Die Stützsäule 18A ist ein Abschnitt, der sich in z-Richtung erstreckt und ein Hauptabschnitt des äußeren Umfangs des Stützelements 18 ist. Der vorstehende Abschnitt 18B ist ein Abschnitt, der aus der Tragsäule 18A in der Ebene herausragt. Der vorstehende Abschnitt 18B ist mit einer Passnut 18B1 versehen.
Wenn der Suszeptor 10 durch das Trägerelement 18 des Außenumfangs getragen wird, entsteht durch die Passnut 18B1 ein Spalt zwischen dem Trägerelement 18 des Außenumfangs und dem Suszeptor 10. Durch das Einsetzen des Strahlungselements 14 in den Spalt wird das Strahlungselement 14 durch sein Eigengewicht zwischen dem Suszeptor 10 und dem äußeren Umfangsstützelement 18 getragen. Da das Strahlungselement 14 durch sein Eigengewicht getragen werden kann, kann ein Klebstoff für das Strahlungselement 14 verwendet werden oder nicht. Der andere Abschnitt des Strahlungselements 14, der nicht dem Raum ausgesetzt ist, steht direkt oder über einen Klebstoff oder dergleichen in Kontakt mit dem Suszeptor 10 und dem äußeren Umfangsstützelement 18. Darüber hinaus kann bei Verwendung von Kohlenstoff mit einer Beschichtung als Material eine ähnliche Konfiguration gebildet werden, nachdem die Beschichtung teilweise entfernt wurde, so dass Kohlenstoff freigesetzt wird.
In der SiC-Epitaxie-Wachstumsvorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform können die Positionsbeziehung zwischen dem äußeren Umfangsende 12c der Heizung 12 und dem äußeren Umfangsende Wc des Wafers W und die Positionsbeziehung zwischen dem äußeren Umfangsende 14c des Strahlungselements 14 und dem äußeren Umfangsende Wc des Wafers W ähnlich eingestellt werden wie in der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Oberfläche des Strahlungselements 14, das sich auf der Seite der Heizung 12 befindet, kann ebenfalls mit einer Unebenheit versehen werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung 101 der zweiten Ausführungsform die thermische Gleichmäßigkeit des Wafers W in der Ebene verbessert werden. Da das Strahlungselement 14 Wärme absorbiert und deren Temperatur hoch wird, kann eine Temperatursenkung des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers W unterdrückt werden.
Während die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend ausführlich beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Änderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der in den Ansprüchen beschriebenen vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispiele
Beispiel 1
Ein Temperaturzustand der Oberfläche eines Wafers, der beobachtet wird, wenn die SiC-Epitaxialvorrichtung mit der in 2 dargestellten Konfiguration verwendet wird, wurde durch eine Simulation erhalten. Für die Simulation wurde die universelle FEM-Thermoanalysesoftware ANSYS Mechanical (hergestellt von ANSYS Co., Ltd.) verwendet.
In der Simulation wurde der Emissionsgrad des Suszeptors 10 auf 0,2 (entsprechend dem von mit TaC beschichtetem Kohlenstoff) und der Emissionsgrad des Strahlungselements 14 auf 0,8 (entsprechend dem von mit SiC beschichtetem Kohlenstoff) eingestellt. Die radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 wurde auf 10 mm eingestellt. Darüber hinaus wurde zugelassen, dass in der aus der z-Richtung betrachteten Draufsicht das äußere Umfangsende Wc des Wafers W, das äußere Umfangsende 14c des Strahlungselements 14 und das äußere Umfangsende 12c des Erhitzers 12 übereinstimmen. Der Abstand zwischen dem Heizgerät 12 und der Rückfläche 10b des Suszeptors 10 wurde auf 15 mm eingestellt. Der Radius (r) des Wafers wurde auf 100 mm eingestellt. Die planare Verteilung der Oberflächentemperatur des Wafers wurde basierend auf den oben genannten Bedingungen ermittelt.
Beispiel 2
Beispiel 2 unterscheidet sich von Beispiel 1 dadurch, dass die radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 auf 20 mm eingestellt wurde.
Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.
Beispiel 3
Beispiel 3 unterscheidet sich von Beispiel 1 dadurch, dass die radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 auf 30 mm eingestellt wurde.
Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.
Vergleichsbeispiel 1
Das Vergleichsbeispiel 1 unterscheidet sich von Beispiel 1 dadurch, dass das Strahlungselement 14 nicht angeordnet war. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.
8 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern der Beispiele 1 bis 3 und des Vergleichsbeispiels 1. Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position des Wafers dar. Wie in 8 dargestellt, wurde durch das Kontaktieren des Strahlungselements 14 mit der Rückseite des Suszeptors 10 ein Temperaturabfall des Wafers auf der äußeren Umfangsseite unterdrückt.
Beispiel 4
Beispiel 4 unterscheidet sich von Beispiel 2 dadurch, dass der Emissionsgrad des Strahlungselements 14 auf 0,3 eingestellt wurde. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 2.
9 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern der Beispiele 2 und 4 und des Vergleichsbeispiels 1. Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 9 dargestellt, wurde auch bei Verwendung des Strahlungselements 14 mit einem kleinen Emissionsgrad eine Temperaturabsenkung des Wafers auf der äußeren Umfangsseite unterdrückt.
Vergleichsbeispiel 2
Das Vergleichsbeispiel 2 unterscheidet sich von Beispiel 4 dadurch, dass das Strahlungselement 14 und der Suszeptor 10 nicht miteinander in Kontakt standen. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 4.
10 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern aus Beispiel 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2.
Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 10 dargestellt, wurde im Vergleichsbeispiel 2, in dem das Strahlungselement 14 nicht in Kontakt war, eine Temperaturabsenkung des Wafers auf der äußeren Umfangsseite nicht unterdrückt.
Beispiel 5
Beispiel 5 unterscheidet sich von Beispiel 4 dadurch, dass eine ungleichmäßige Form auf der Oberfläche des Strahlungselements 14 auf der Heizungsseite angeordnet wurde. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 4. Als Unebenheit wurden 20 Rillen mit einer Rillenbreite und einem Abstand von 0,2 mm und einer Tiefe von 1,0 mm angeordnet.
11 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern der Beispiele 4 und 5 und des Vergleichsbeispiels 1.
Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 11 dargestellt, wurde durch die Bereitstellung der ungleichmäßigen Form im Strahlungselement 14 ein Temperaturabfall des Wafers auf der äußeren Umfangsseite weiter unterdrückt.
Beispiel 6
Beispiel 6 unterscheidet sich von Beispiel 1 dadurch, dass die SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung mit der in 3 dargestellten Konfiguration verwendet wurde und das Strahlungselement 14 mit dem Suszeptor 10 in Eingriff war. Die radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 wurde auf 10 mm eingestellt, was der Breite eines freiliegenden Abschnitts des Strahlungselements entspricht, der der Seite der Heizung 12 ausgesetzt ist. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.
Beispiel 7
Beispiel 7 unterscheidet sich von Beispiel 6 dadurch, dass die radiale Breite L1 des Strahlungselements 14 auf 20 mm eingestellt wurde.
Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 6.
12 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern der Beispiele 6 und 7 und des Vergleichsbeispiels 1.
Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 12 dargestellt, wurde selbst in der in 3 dargestellten Konfiguration durch das Kontaktieren des Strahlungselements 14 mit der Rückseite des Suszeptors 10 ein Temperaturabfall des Wafers von der äußeren Umfangsseite unterdrückt.
Tabelle 1 fasst die Ergebnisse der Untersuchung zusammen. Eine Temperaturdifferenz in der Ebene dT bezeichnet die Temperaturdifferenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Temperatur in der Oberfläche des Wafers.
Beispiel 8
Ein Temperaturzustand der Oberfläche von Wafern, der erhalten wird, wenn die SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung mit der in 6 dargestellten Konfiguration verwendet wurde, wurde durch eine Simulation erhalten. Das heißt, Beispiel 8 unterscheidet sich von Beispiel 1 dadurch, dass der Suszeptor nicht durch das mittlere Stützelement 16, sondern durch das äußere Umfangsstützelement 18 getragen wurde. Die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 wurde auf 0,5 mm eingestellt. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.
Beispiel 9
Beispiel 9 unterscheidet sich von Beispiel 8 dadurch, dass die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 auf 1 mm eingestellt wurde. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 8.
Vergleichsbeispiel 3
Das Vergleichsbeispiel 3 unterscheidet sich von Beispiel 8 dadurch, dass das Strahlungselement 14 nicht vorhanden war. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 8.
13 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern der Beispiele 8 und 9 und des Vergleichsbeispiels 3 zeigt.
Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 13 dargestellt, wurde auch in einem Fall, in dem die SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung mit der in 6 dargestellten Konfiguration verwendet wurde, durch Kontaktieren des Strahlungselements 14 mit der Rückseite des Suszeptors 10 ein Temperaturabfall des Wafers auf der äußeren Umfangsseite unterdrückt.
Beispiel 10
Beispiel 10 unterscheidet sich von Beispiel 8 dadurch, dass der Emissionsgrad des Strahlungselements 14 auf 0,3 und die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 auf 2 mm eingestellt wurde. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 8.
Beispiel 11
Das Beispiel 11 unterscheidet sich von Beispiel 10 dadurch, dass die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 auf 20 mm eingestellt wurde. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 10.
14 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in den Beispielen 10 und 11 und dem Vergleichsbeispiel 3 zeigt. Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 14 dargestellt, wurde auch bei Verwendung des Strahlungselements 14 mit einem kleinen Emissionsgrad eine Temperaturabsenkung des Wafers auf der äußeren Umfangsseite unterdrückt.
Vergleichsbeispiel 4
Das Vergleichsbeispiel 4 unterscheidet sich von Beispiel 10 dadurch, dass das Strahlungselement 14 und der Suszeptor 10 nicht miteinander in Kontakt standen. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 10.
15 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern in Beispiel 10 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4. Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 15 dargestellt, konnte im Vergleichsbeispiel 4, in dem das Strahlungselement 14 nicht in Kontakt war, eine Temperaturabsenkung des Wafers auf der äußeren Umfangsseite nicht ausreichend unterdrückt werden.
Beispiel 12
Beispiel 12 unterscheidet sich von Beispiel 10 dadurch, dass eine ungleichmäßige Form auf der Oberfläche des Strahlungselements 14 auf der Heizungsseite angebracht wurde. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 10. Als Unebenheit wurden fünf Rillen mit einer Rillenbreite und einem Abstand von 0,1 mm und einer Tiefe von 0,2 mm angeordnet.
16 ist ein Diagramm, das die Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern der Beispiele 10 und 12 und des Vergleichsbeispiels 4 zeigt. Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 16 dargestellt, wurde durch die Bereitstellung der ungleichmäßigen Form im Strahlungselement 14 ein Temperaturabfall des Wafers auf der äußeren Umfangsseite weiter unterdrückt.
Beispiel 13
Beispiel 13 unterscheidet sich von Beispiel 8 dadurch, dass die SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung mit der in 7 dargestellten Konfiguration verwendet wurde und das Strahlungselement 14 mit dem Suszeptor 10 in Eingriff war. Die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14, das der Seite des Heizkörpers 12 ausgesetzt ist, wurde auf 0,5 mm eingestellt. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 8.
Beispiel 14
Beispiel 14 unterscheidet sich von Beispiel 13 dadurch, dass die radiale Breite L2 des Strahlungselements 14 auf 1 mm eingestellt wurde. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 13.
Vergleichsbeispiel 5
Vergleichsbeispiel 5 unterscheidet sich von Beispiel 13 dadurch, dass die SiC-Epitaxialvorrichtung mit der in 7 dargestellten Konfiguration verwendet wurde und das Strahlungselement 14 nicht angeordnet war. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 13.
17 ist ein Diagramm mit Temperaturverteilungen der Oberfläche von Wafern der Beispiele 13 und 14 und des Vergleichsbeispiels 5. Die horizontale Achse stellt die radiale Position des Wafers von der Mitte aus dar, und die vertikale Achse stellt die Oberflächentemperatur des Wafers an der Position dar. Wie in 17 dargestellt, wurde selbst in der in 7 dargestellten Konfiguration durch das Kontaktieren des Strahlungselements 14 mit der Rückseite des Suszeptors 10 ein Temperaturabfall des Wafers auf der äußeren Umfangsseite unterdrückt.
Tabelle 2 fasst diese Ergebnisse zusammen.
Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß eine SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung erhalten werden, die in der Lage ist, eine Temperaturverteilung während des epitaktischen Wachstums zu vereinheitlichen.
Bezugszeichenliste

1:: Kammer
2:: Gasversorgungsanschluss
3:: Gasentladungsanschluss
10:: Suszeptor
10a:: Montagefläche des Suszeptors
10b:: Rückseite des Suszeptors
10A:: erstes Element
10A1:: Hauptteil des ersten Elements
10A2:: vorstehender Abschnitt des ersten Elements
10B:: zweites Element
10B1:: Hauptteil des zweiten Elements
10B2:: vorstehender Abschnitt des zweiten Elements
12:: Heizung
12c:: äußeres Umfangsende der Heizung
14:: Strahlungselement
14A:: erster Abschnitt des Strahlungselements
14B:: zweiter Abschnitt des Strahlungselements
14b:: eine Oberfläche des Strahlungselements
14c:: äußeres peripheres Ende des Strahlungselements
15, 15A, 15B, 15C, 15D:: vertiefter Abschnitt
16:: zentrales Stützelement
18:: Stützelement am Außenumfang
18A:: Stützsäule des äußeren Umfangs des Stützelements
18B:: vorstehender Abschnitt des Stützelements am Außenumfang
18B1:: Passnut des Stützelements am Außenumfang
100, 101:: SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung
W:: Wafer
Wc:: äußeres peripheres Ende des Wafers
K:: Filmbildungsraum
L1, L2:: radiale Breite des Strahlungselements
G:: Gas

Claims

SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung, umfassend: einen Suszeptor mit einer Montagefläche, auf der ein Wafer platzierbar ist; eine Heizung, die neben dem Suszeptor auf einer Seite gegenüber der Montagefläche des Suszeptorsangeordnet ist; und ein ringförmiges Strahlungselement, das mit einer der Montagefläche gegenüberliegenden Rückseite des Suszeptors in Kontakt steht und an einer Position angeordnet ist, die in einer Draufsicht mit einem äußeren Umfangsabschnitt des auf dem Suszeptor angebrachten Wafers überlappt, wobei das Strahlungselement einen höheren Emissionsgrad als der des Suszeptors und von der Heizung aus betrachtet einen freiliegenden Abschnitt aufweist.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizung und der auf dem Suszeptor angebrachte Wafer konzentrisch zueinander angeordnet sind, und in der Draufsicht ein radialer Abstand zwischen einem äußeren Umfangsende der Heizung und einem äußeren Umfangsende des auf dem Suszeptor angebrachten Wafers 1/12 oder weniger eines Durchmessers des Wafers beträgt.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Strahlungselement und der auf dem Suszeptor angebrachte Wafer konzentrisch zueinander angeordnet sind, und in der Draufsicht ein radialer Abstand zwischen einem äußeren Umfangsende des Strahlungselements und einem äußeren Umfangsende des auf dem Suszeptor angebrachten Wafers 1/6 oder weniger eines Durchmessers des Wafers beträgt.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Emissionsgrad des Strahlungselements das 1,5-Fache oder mehr des Emissionsgrades des Suszeptors beträgt.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein zentrales Stützelement, das einen Mittelabschnitt des Suszeptors von der Rückseite trägt.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine radiale Breite des Strahlungselements 1/10 oder mehr und 1/3 oder weniger eines Radius des auf dem Suszeptor angebrachten Wafers beträgt.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Strahlungselement mit dem Suszeptor in Eingriff steht.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Trägerelement für den Außenumfang, das einen äußeren peripheren Endabschnitt des Suszeptors von der Rückseite trägt.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine radiale Breite des Strahlungselements 1/200 oder mehr und 1/5 oder weniger eines Radius des auf dem Suszeptor angebrachten Wafers beträgt.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Strahlungselement zwischen dem Suszeptor und dem Trägerelement des Außenumfangs sandwichartig angeordnet und gehalten ist, so dass aus der Sicht der Heizung ein Teil des Strahlungselements freigelegt ist.
SiC-Epitaxialwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Unebenheit auf einer Oberfläche des Strahlungselements auf der Heizungsseite gebildet ist.