DE102020117128A1 - Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid und Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers - Google Patents
Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid und Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020117128A1 DE102020117128A1 DE102020117128.5A DE102020117128A DE102020117128A1 DE 102020117128 A1 DE102020117128 A1 DE 102020117128A1 DE 102020117128 A DE102020117128 A DE 102020117128A DE 102020117128 A1 DE102020117128 A1 DE 102020117128A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- silicon carbide
- wafer holder
- epitaxial growth
- susceptor
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 161
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 161
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 102
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 43
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 32
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
- C30B25/20—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate the substrate being of the same materials as the epitaxial layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
- C23C16/325—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/12—Substrate holders or susceptors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B28/00—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B28/12—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure directly from the gas state
- C30B28/14—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure directly from the gas state by chemical reaction of reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02378—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02529—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02576—N-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02579—P-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02634—Homoepitaxy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Bereitgestellt wird eine Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid, die imstande ist, epitaktisches Wachstum auf einem Siliziumcarbid-Substrat zu fördern. Ein mit einem Siliziumcarbid-Substrat (1) und einen Tantalcarbid-Bauteil (4) bestückter Wafer-Halter (2) wird an einem Drehtisch (5) in einem Suszeptor (6) montiert, und ein Wachstumsgas, ein Dotierungsgas und ein Trägergas werden zugeführt, wodurch durch Heizen mittels der um den Suszeptor (6) herum platzierten Induktionsheizspulen (7) epitaktisches Wachstum gefördert wird, stabile und einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden und darüber hinaus die Ausbeute in einem Herstellungsschritt des epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers signifikant verbessert wird.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid und ein Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers.
- Beschreibung der Hintergrundtechnik
- Eine Siliziumcarbid nutzende Halbleitervorrichtung reduziert einen Leistungsverlust signifikant, reduziert die Größe der Halbleitervorrichtung und erreicht eine Energieeinsparung während einer Leistungsumwandlung. Daher wurde einer Halbleitervorrichtung Aufmerksamkeit geschenkt, die im Hinblick auf eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Eisenbahnen und Elektrofahrzeugen oder Verbesserung der Funktionen von Solarzellensystemen und dergleichen zur Verwirklichung einer kohlenstoffarmen Gesellschaft nützlich ist.
- Um einen Siliziumcarbid nutzenden Halbleiter herzustellen, wird ein Film, dessen Trägerdichte sehr genau gesteuert wird, mittels des thermischen Verfahrens einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD-Verfahren) oder dergleichen unter Verwendung einer Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid auf einem Siliziumcarbid-Substrat abgeschieden. Zu dieser Zeit wird das Siliziumcarbid-Substrat auf eine hohe Temperatur von etwa 1500°C oder höher geheizt. Die epitaktische Wachstumsschicht soll zu einem n-Typ ausgebildet werden, indem zusätzlich zum zugeführten Wachstumsgas beispielsweise Stickstoff als Dotierung verwendet wird.
- Herkömmlicherweise wird, wenn epitaktisches Wachstum auf einem Siliziumcarbid-Substrat gefördert wird, dessen Herstellung unter Verwendung eines Suszeptors zum Anordnen eines Wafers, der ein Siliziumcarbid-Substrat ist, durchgeführt. Der Suszeptor ist aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet, und die Oberflächenschicht des Suszeptors ist eine Siliziumcarbid-Schicht, und eine Tantalcarbid-Schicht ist im konkaven Teilbereich, wo der Wafer platziert wird, ausgebildet (offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2016-008319 - Wenn epitaktisches Wachstum auf einem Siliziumcarbid-Substrat unter Verwendung eines Suszeptors, auf welchem solch ein Siliziumcarbid-Substrat montiert ist, gefördert wird, nimmt in einer Ebene einer epitaktischen Filmabscheidung auf dem Siliziumcarbid-Substrat, statt einer gleichmäßigen Teilchendichte, eine Trägerdichte der epitaktischen Wachstumsschicht in der Nähe eines peripheren Randteilbereichs des Suszeptors oder auf der äußeren peripheren Seite des Siliziumcarbid-Substrats tendenziell zu. Das heißt, wenn keine gleichmäßige Trägerdichte erhalten werden kann, können keine einwandfreien Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden, und dies hat die Ausbeute beeinflusst.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf das obige Problem gemacht, und um eine Technik bereitzustellen, die imstande ist, epitaktisches Wachstum so zu fördern, dass auf einem Siliziumcarbid-Substrat eine gleichmäßige Trägerdichte erhalten wird.
- Die Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Wafer-Halter, auf dem ein Siliziumcarbid-Substrat montiert ist, einen Drehtisch, auf dem der Wafer-Halter montiert ist, einen Suszeptor, der das Siliziumcarbid-Substrat und den Wafer-Halter abdeckt und in den ein Wachstumsgas, ein Dotierungsgas und ein Trägergas zugeführt werden, Induktionsheizspulen, die um den Suszeptor herum vorgesehen sind, und ein Tantalcarbid-Bauteil, das auf einem peripheren Randteilbereich in einem oberen Teilbereich des Wafer-Halters und außerhalb des Siliziumcarbid-Substrats montiert ist.
- Epitaktisches Wachstum wird so gefördert, dass auf einem Siliziumcarbid-Substrat eine gleichmäßige Trägerdichte erhalten wird.
- Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
- Figurenliste
-
-
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß Ausführungsformen 1 und 2 veranschaulicht; -
2 ist eine Draufsicht eines Wafer-Halters in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 1; -
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht; -
4 ist eine Draufsicht eines Wafer-Halters in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 2; -
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß einer Ausführungsform 3 veranschaulicht; und -
6 ist eine Draufsicht eines Wafer-Halters in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 3. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Ausführungsform 1
- Eine Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß einer Ausführungsform 1 wird beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.2 ist eine Draufsicht eines Wafer-Halters2 in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 1. Hinsichtlich der Beziehung zwischen1 und2 entspricht ein Querschnitt, der entlang der Linie B-B entsprechend dem Durchmesser in der in2 veranschaulichten Draufsicht genommen ist,1 , und der Wafer-Halter2 ist im Suszeptor6 der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid montiert. - Wie in
1 veranschaulicht ist, enthält die Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid den Wafer-Halter2 , auf dem ein Siliziumcarbid-Substrat1 montiert ist, einen Drehtisch5 , auf dem der Wafer-Halter2 montiert ist, einen Suszeptor6 , der den Wafer-Halter2 und den Drehtisch5 wie eine Kammer abdeckt, und Induktionsheizspulen7 . Der scheibenförmige Wafer-Halter2 ist auf dem Drehtisch5 montiert und dreht sich mit einer konstanten Geschwindigkeit zusammen mit dem Drehtisch5 . Wie in1 und2 veranschaulicht ist, ist auf der vorderen Oberfläche des Wafer-Halters2 mittels einer Senkbearbeitung eine Vielzahl von Wafer-Taschen3 ausgebildet, und die Siliziumcarbid-Substrate1 sind in den Wafer-Taschen3 montiert. Der Drehtisch5 und der Wafer-Halter2 sind im Suszeptor6 angeordnet und werden zusammen mit dem Suszeptor6 , dem Drehtisch5 und dem Wafer-Halter2 durch die um den Suszeptor6 herum platzierten Induktionsheizspulen7 mittels Induktion geheizt, um die Siliziumcarbid-Substrate1 auf eine vorbestimmte Temperatur zu heizen. - Der Suszeptor
6 wird mit dem Wachstumsgas versorgt bzw. beschickt. Ein in1 veranschaulichter Pfeil A gibt Ströme des Wachstumsgases, des Dotierungsgases und des Trägergases an. Als das Wachstumsgas können das Siliziumatome enthaltende SiH4-Gas (Silangas) und das Kohlenstoffatome enthaltende C3H8-Gas (Propangas) übernommen werden. Das Wasserstoff enthaltende Trägergas kann genutzt werden. Die Temperatur des Siliziumcarbid-Substrats1 ist zum Beispiel 1500°C oder höher und 1700°C oder niedriger, und der Druck im Suszeptor6 ist beispielsweise 5 × 103 Pa oder höher und 1 × 104 Pa oder niedriger. Nötigenfalls wird das Stickstoffgas für eine Störstellendotierung vom n-Typ gleichzeitig mit dem Wachstumsgas zugeführt. Ein organometallisches Material, das AI, B oder Be für eine Störstellendotierung vom p-Typ enthält, kann ebenfalls zugeführt werden. Ferner kann zusätzlich zum SiH4-Gas HCl verwendet werden, oder SiH2Cl2 (Dichlorsilan) kann als Alternative des SiH4-Gases verwendet werden, um die Wachstumsrate zu erhöhen. Dementsprechend kann das Siliziumcarbid-Substrat1 mittels eines thermischen Verfahrens einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD-Verfahren) oder dergleichen epitaktisch aufgewachsen werden. - Das Siliziumcarbid-Substrat
1 hat eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,5 mm und hat eine Größe von 4, 6 oder 8 Zoll (Inches). Nachdem die epitaktische Wachstumsschicht ausgebildet ist, wird ferner ein Elementbereich ausgebildet, und schließlich wird ein Leistungs-Halbleiterelement wie etwa ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder eine Diode erhalten. - Der Wafer-Halter
2 hat eine Dicke von etwa 3 mm, der Drehtisch5 , auf dem der Wafer-Halter2 montiert ist, hat eine Dicke von etwa 6 mm, und der Suszeptor6 hat eine Dicke von etwa 10 mm. - Der Wafer-Halter
2 , der Drehtisch5 und der Suszeptor6 sind aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet, und die Oberflächenschicht des Wafer-Halters2 ist eine (etwa 0,1 mm dicke) Siliziumcarbid-Schicht. Ein Tantalcarbid-Bauteil4 ist auf dem peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 außerhalb jeder Wafer-Tasche3 montiert. Das Tantalcarbid-Bauteil4 hat eine vertikale Breite von etwa 5 bis 15 mm, eine horizontale Breite von etwa 10 bis 40 mm, eine Dicke von etwa 0,2 bis 2 mm und ist aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet, und dessen Oberflächenschicht ist eine (etwa 0,02 bis 0,06 mm dicke) Tantalcarbid-Schicht. - Der Grund, warum das Material des Wafer-Halters
2 , des Drehtisches5 und des Suszeptors6 Kohlenstoff ist und deren Oberflächenschichten aus einer Siliziumcarbid-Schicht gebildet sind, besteht darin, dass, wenn eine epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 gebildet wird, das Siliziumcarbid-Substrat1 auf etwa 1500°C oder höher geheizt werden muss und sie der Hitze notwendigerweise standhalten müssen. Falls die Oberflächenschichten des Wafer-Halters2 , des Drehtisches5 und des Suszeptors6 keine Siliziumcarbid-Schicht, das heißt, nur das Kohlenstoffmaterial, aufweisen, kann das Kohlenstoffmaterial während der Ausbildung der epitaktischen Wachstumsschicht Staub erzeugen. Wenn die Teilchen des Kohlenstoffmaterials, die zerstäubt wurden, am Siliziumcarbid-Substrat1 anhaften und die epitaktische Wachstumsschicht mit den anhaftenden Teilchen gebildet wird, wächst der Kristall, beginnend von der Stelle aus, wo die Teilchen des Kohlenstoffmaterials anhafteten, anormal, und man findet Kristalldefekte in der epitaktischen Wachstumsschicht. Daher ist es notwendig, mit Siliziumcarbid abzudecken. - Wenn eine epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 gebildet wird, ist es wünschenswert, dass die Trägerdichte der epitaktischen Wachstumsschicht in einer Ebene der epitaktischen Wachstumsschicht gleichmäßig ist, um einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken zu erhalten. Falls die Trägerdichte der epitaktischen Wachstumsschicht übermäßig höher als die gewünschte Trägerdichte ist, nimmt die Durchbruchspannung ab, da der Widerstandswert abnimmt, was eine Abnahme der Ausbeute zur Folge hat. Falls umgekehrt die Trägerdichte übermäßig niedriger als die gewünschte Trägerdichte ist, nimmt der Widerstandswert zu, was eine Abnahme der Ausbeute zur Folge hat. - Wenn die epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 gebildet wird, ist jedoch die Umgebungstemperatur des Wafer-Halters2 niedriger als die Temperatur des zentralen Teilbereichs des Halbleiter-Wafers2 , so dass die Menge an Stickstoff, die in die Abscheidungen eingebaut wird, die mit dem Wachstumsgas reagieren und haften, im peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 zunimmt, der mit Siliziumcarbid bedeckt ist. Infolgedessen wird Stickstoff aus den Abscheidungen auf dem peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 gelöst, und die gelöste Menge nimmt zu, so dass die Trägerdichte auf der äußeren peripheren Seite des Siliziumcarbid-Substrats1 in dessen Nähe zunimmt. - Indes enthält das Tantalcarbid-Bauteil
4 nicht viel Stickstoff, da die Reaktion mit dem Wachstumsgas gering ist und die Anhaftung der Abscheidung unterdrückt wird. Indem man das Tantalcarbid-Bauteil4 beim peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 auf der Außenseite der Siliziumcarbid-Substrate1 montiert, wird der Einfluss von Stickstoff auf die äußere periphere Seite des Siliziumcarbid-Substrats1 unterdrückt, so dass die gleichmäßige Trägerdichte in einer Ebene einer epitaktischen Filmabscheidung auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 erhalten wird. Auch können gewünschte einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. - Wie in
1 und2 veranschaulicht ist, gibt es vier konkave Teilbereiche auf dem Wafer-Halter2 , und auf jedem konkaven Teilbereich ist ein Tantalcarbid-Bauteil4 montiert. Jeder konkave Teilbereich ist beim peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 und außerhalb jedes Siliziumcarbid-Substrats1 gelegen. Wie in2 veranschaulicht ist, gibt es vier Wafer-Taschen3 auf dem Wafer-Halter2 ; daher ist das Siliziumcarbid-Substrat1 an jeder der vier Stellen zu montieren, und dementsprechend ist das Tantalcarbid-Bauteil4 ebenfalls an jeder der vier Stellen zu montieren. Wie oben beschrieben wurde, entspricht die Anzahl montierbarer Tantalcarbid-Bauteile4 der Anzahl an auf dem Wafer-Halter2 zu montierenden Siliziumcarbid-Substraten1 . - Indem man die Tantalcarbid-Bauteile
4 an den konkaven Teilbereichen auf dem Wafer-Halter2 montiert, sind die freigelegte obere Oberfläche des Wafer-Halters2 , die oberen Oberflächen der Siliziumcarbid-Substrate1 und die oberen Oberflächen der Tantalcarbid-Bauteile4 miteinander bündig, wie in1 veranschaulicht ist. - Das Tantalcarbid-Bauteil
4 ist austauschbar. Das Tantalcarbid-Bauteil4 reagiert verglichen mit einem mit Siliziumcarbid beschichteten Bauteil (zum Beispiel dem Wafer-Halter2 ) kaum mit dem Wachstumsgas, so dass die Menge der Abscheidungen sehr gering ist. - Um eine epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 auszubilden, ist jedoch eine Prozessdauer von etwa 1 bis 8 Stunden erforderlich, und, wenn das Tantalcarbid-Bauteil4 viele Male verwendet wird, um die epitaktische Wachstumsschicht auszubilden, können Abscheidungen am Tantalcarbid-Bauteil4 haften. In diesem Fall wird eine epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 ausgebildet, indem gegen ein neues Tantalcarbid-Bauteil4 getauscht wird, an dem keine Abscheidung haftet, und das Tantalcarbid-Bauteil4 auf dem Wafer-Halter2 montiert wird. Das benutzte Tantalcarbid-Bauteil4 , das ausgetauscht wurde, kann wiederverwendet werden, indem anhaftende Abscheidungen durch Polieren oder Ätzen entfernt werden. Wie oben beschrieben wurde, kann in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid epitaktisches Wachstum stets gefördert werden, so dass man eine gleichmäßige Trägerdichte auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 hat, und infolgedessen können einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. Weiter wird die Produktivität stabilisiert, und die Ausbeute kann signifikant verbessert werden. - Das Tantalcarbid-Bauteil
4 ist nicht auf die in2 veranschaulichte Form beschränkt. Ähnlich kann auch eine austauschbare Fächerform, Dreieckform oder viereckige Form übernommen werden. Im Hinblick auf ein Polieren oder Ätzen kann jede beliebige Form mit Ausnahme komplizierter Formen übernommen werden. - Wie oben beschrieben wurde, wird in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der vorliegenden Erfindung die Menge an Stickstoff, die auf der äußeren peripheren Seite des Siliziumcarbid-Substrats
1 in der Nähe der peripheren Randteilbereichs des Wafer-Halters2 zugeführt wird, durch das Tantalcarbid-Bauteil4 reduziert, indem das Tantalcarbid-Bauteil4 beim peripheren Randteilbereich in einem oberen Teilbereich des auf dem Drehtisch5 montierten Wafer-Halters2 und auf der äußeren peripheren Seite der Siliziumcarbid-Substrate1 montiert wird, die durch die um den Suszeptor6 herum platzierten Induktionsheizspulen7 geheizt werden, und das Wachstumsgas oder dergleichen in den Suszeptor6 zugeführt wird, wodurch eine Zunahme der Trägerdichte in der epitaktischen Wachstumsschicht auf der äußeren peripheren Seite des Siliziumcarbid-Substrats1 unterdrückt wird. Dementsprechend ist die Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid der vorliegenden Erfindung imstande, epitaktisches Wachstum so zu fördern, dass man eine gleichmäßige Trägerdichte auf einem Siliziumcarbid-Substrat1 erhält. - Außerdem wird die Trägerdichte der epitaktischen Wachstumsschicht gleichmäßig; daher können stabile und einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. Ferner kann die obige Konfiguration als Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid die Ausbeute signifikant verbessern.
- Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf ein in
3 veranschaulichtes Flussdiagramm ein Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers gemäß der Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Um eine epitaktische Wachstumsschicht auf einem Siliziumcarbid-Substrat1 unter Verwendung der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid auszubilden, wird das Tantalcarbid-Bauteil4 auf dem Wafer-Halter2 montiert (dieser damit bestückt), und das Siliziumcarbid-Substrat1 wird auf der Wafer-Tasche3 montiert. Danach platziert ein (nicht veranschaulichter) Transfermechanismus den Wafer-Halter2 , auf dem das Tantalcarbid-Bauteil4 und das Siliziumcarbid-Substrat1 montiert sind, auf dem im Suszeptor6 vorgesehenen Drehtisch5 (S101 ). - Als Nächstes wird das Innere des Suszeptors
6 auf einen reduzierten Druck evakuiert. Danach wird den um den Suszeptor6 herum platzierten Induktionsheizspulen7 Energie zugeführt. Indem den Induktionsheizspulen7 Energie zugeführt wird, werden der Suszeptor6 , der Drehtisch5 und der Wafer-Halter2 induktiv geheizt. Wenn der Suszeptor6 , der Drehtisch5 und der Wafer-Halter2 induktiv geheizt werden, wird das Siliziumcarbid-Substrat1 durch Strahlungswärme von der Innenwand und dergleichen des Suszeptors6 und Wärmeleitung von dem Drehtisch5 und dem Wafer-Halter2 geheizt (S102 ). Wenn die Temperatur des Siliziumcarbid-Substrats1 eine gewünschte Temperatur erreicht, werden das Wachstumsgas, das Dotierungsgas und das Trägergas in den Suszeptor6 zugeführt (S103 ). Um die epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 auszubilden, muss das in den Suszeptor6 zugeführte Trägergas oder dergleichen auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 zersetzt werden; daher wird das Siliziumcarbid-Substrat1 in der Ausführungsform1 auf etwa 1500°C bis 1700°C geheizt. - Als das Wachstumsgas werden das SiH4-Gas, das C3H8-Gas, das Stickstoffgas als Störstellendotierung vom n-Typ und Wasserstoff als Trägergas zugeführt. Wie durch den Pfeil A in
1 angegeben ist, hat der Suszeptor6 eine Struktur, in der das Wachstumsgas zur gleichen Zeit zugeführt und abgeführt wird, so dass der Suszeptor6 immer mit frischem Gas gefüllt ist. Man beachte, dass eine Struktur, in der Gas vom oberen Teil zum unteren Teil des in1 veranschaulichten Suszeptors6 strömt, ebenfalls übernommen werden kann. - In der Ausführungsform
1 wird das Siliziumcarbid-Substrat1 auf etwa 1500°C bis 1700°C geheizt; daher wird das in den Suszeptor6 zugeführte Wachstumsgas auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 zersetzt. Die epitaktische Wachstumsschicht kann dann auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 ausgebildet werden. Wenn die epitaktische Wachstumsschicht bis zu einer gewünschten Dicke ausgebildet ist, wird die Zufuhr des Wachstumsgases in den Suszeptor6 gestoppt, und die Energiezufuhr zu den Induktionsheizspulen7 wird ebenfalls gestoppt (S104). Danach wird der Wafer-Halter2 vom Drehtisch5 aus dem Suszeptor6 befördert und das Siliziumcarbid-Substrat1 , auf dem epitaktische Wachstumsschicht ausgebildet ist, wird aus der Wafertasche3 entladen (S105 ). - Auf das Siliziumcarbid-Substrat
1 , auf dem die epitaktische Wachstumsschicht ausgebildet ist, wird als epitaktischer Siliziumcarbid-Wafer in der Ausführungsform1 verwiesen. Das Verfahren zum Ausbilden der epitaktischen Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 unter Verwendung der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, ist ein Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers. - Wie oben beschrieben wurde, umfasst das Verfahren zum Herstellen des epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers gemäß der vorliegenden Erfindung einen Einführungsschritt (
S101 ), in welchem ein (nicht dargestellter) Transfermechanismus den mit dem Siliziumcarbid-Substrat1 und dem Tantalcarbid-Bauteil4 bestückten Wafer-Halter2 zum Drehtisch5 im Suszeptor6 befördert; einen Heizschritt (S102 ), in welchen die Induktionsheizspulen7 das Siliziumcarbid-Substrat1 , den Wafer-Halter2 , den Drehtisch5 und den Suszeptor6 heizen; einen Gaszufuhrschritt (S103 ), um ein Wachstumsgas, ein Dotierungsgas und ein Trägergas in den Suszeptor6 zuzuführen; einen Kühlschritt (S104 ), um eine Heizung und eine Gaszufuhr zu stoppen; und einen Entnahmeschritt (S105 ), in welchem der (nicht dargestellte) Transfermechanismus den mit dem Siliziumcarbid-Substrat1 und dem Tantalcarbid-Bauteil4 bestückten Wafer-Halter2 aus dem Suszeptor6 vom Drehtisch5 entnimmt und das Siliziumcarbid-Substrat1 , auf dem die epitaktische Wachstumsschicht ausgebildet ist, aus der Wafer-Tasche3 entlädt. - Gemäß dem obigen Herstellungsverfahren kann epitaktisches Wachstum auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 so gefördert werden, dass man eine gleichmäßige Trägerdichte hat; daher können stabile und einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. Ferner wird die Fertigungsausbeute des epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers signifikant verbessert. - Wie oben beschrieben wurde, wird in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform
1 die Menge an Stickstoff, die auf der äußeren peripheren Seite des Siliziumcarbid-Substrats1 in der Nähe des peripheren Randteilbereichs im oberen Teilbereich des Wafer-Halters2 zugeführt wird, durch das Tantalcarbid-Bauteil4 reduziert, indem der Drehtisch5 , nachdem das Tantalcarbid-Bauteil4 auf der äußeren peripheren Seite des Siliziumcarbid-Substrats1 , die beim peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 liegt, montiert wird, wobei durch die um den Suszeptor6 herum platzierten Induktionsheizspulen7 geheizt wird, und das Wachstumsgas, das Dotierungsgas und das Trägergas in den Suszeptor6 zugeführt werden, wodurch eine Zunahme der Trägerdichte in der epitaktischen Wachstumsschicht auf der äußeren peripheren Seite des Siliziumcarbid-Substrats1 unterdrückt wird. Mit der obigen Konfiguration wird, wenn eine epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 gebildet wird, die Trägerdichte auf dem epitaktischen Siliziumcarbid-Wafer gleichmäßig; daher können stabile und einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. Ferner wird die Ausbeute im Prozess zur Herstellung einer epitaktischen Wachstumsschicht signifikant verbessert. - Man beachte, dass das Tantalcarbid-Bauteil
4 nicht auf dem Wafer-Halter2 , sondern auf der äußeren Peripherie des Siliziumcarbid-Substrats1 in der Wafer-Tasche3 mit einer größeren Fläche als das Siliziumcarbid-Substrat1 montiert werden kann. Die epitaktische Wachstumsschicht des Siliziumcarbid-Substrats1 weist ähnlich eine gleichmäßige Trägerdichte auf; daher können stabile und einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. - Wenngleich es auch im Tantalcarbid-Bauteil
4 vorzuziehen ist, dass die Oberflächenschichtdicke von Tantalcarbid so gering wie möglich ist, da der Verzug zunimmt, wenn die Oberflächenschichtdicke von Tantalcarbid groß ist, kann die Oberflächendicke des Tantalcarbid-Bauteils4 basierend auf dem Ergebnis bestimmt werden, das aus der Nutzungsdauer unter Berücksichtigung des Effekts eines Verzugs aufgrund der Größe des Tantalcarbid-Bauteils4 und der Verschleißeigenschaft aufgrund der Nutzungshäufigkeit erhalten wird. - Andere Materialien können substituiert werden, solange die Reaktivität mit dem Wachstumsgas so gering wie diejenige des Tantalcarbid-Bauteils
4 ist, und der gleiche Effekt kann erhalten werden. Beispielsweise kann ein aus Siliziumcarbid oder Kohlenstoff mit hoher Kristallinität geschaffenes Bauteil, das durch das CVD-Verfahren hergestellt wurde und eine polierte Oberfläche aufweist, verwendet werden. Alternativ dazu kann auch ein Bauteil verwendet werden, das erhalten wird, indem eine Siliziumcarbid-Schicht auf Kohlenstoff mit einer polierten Oberfläche gebildet wird. - Das Siliziumcarbid-Substrat
1 ist nicht auf das Siliziumcarbid-Substrat1 beschränkt; ein Verbundsubstrat wie etwa GaN kann ebenfalls übernommen werden, wodurch der gleiche Effekt erhalten werden kann. - Ausführungsform 2
-
4 ist eine Draufsicht eines Wafer-Halters in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß einer Ausführungsform 2. In der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 2 stimmen viele Konfigurationen mit jenen der Ausführungsform 1 überein. Deshalb werden Punkte beschrieben, die sich von der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid in der Ausführungsform 1 unterscheiden, und die gleichen oder entsprechenden Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen. Die Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 in der Konfiguration, in der ein Tantalcarbid-Bauteil8 auf dem peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 und außerhalb des Siliziumcarbid-Substrats1 vorgesehen ist. - Das Tantalcarbid-Bauteil
8 hat eine Ringform, wie in4 veranschaulicht ist, und hat eine Breite von etwa 5 bis 20 mm und eine Dicke von etwa 0,2 bis 2 mm. Das Tantalcarbid-Bauteil8 ist aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet, und dessen Oberflächenschicht ist eine (etwa 0,02 bis 0,06 mm dicke) Tantalcarbid-Schicht. - Das Tantalcarbid-Bauteil
8 ist an einer Position auf der Außenseite des Siliziumcarbid-Substrats1 und dem peripheren Randteilbereich im oberen Teilbereich des Wafer-Halters2 montiert. Beispielsweise weist, wie in4 veranschaulicht ist, der Wafer-Halter2 vier Wafer-Taschen3 auf, so dass die Siliziumcarbid-Substrate1 an vier Stellen montiert werden, während das Tantalcarbid-Bauteil8 nur an einer Stelle vorgesehen ist. - Die Querschnittsansicht, die den Hauptteil der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 2 veranschaulicht, ist die Gleiche wie diejenige, die in
1 veranschaulicht ist. Der Unterschied gegenüber der Ausführungsform 1 besteht darin, dass das Tantalcarbid-Bauteil4 durch das Tantalcarbid-Bauteil8 ersetzt ist. - Wie oben beschrieben wurde, wird, wenn die epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 gebildet wird, ungeachtet der Größe des Siliziumcarbid-Substrats1 und der Anzahl der auf dem Wafer-Halter2 montierten Siliziumcarbid-Substrate1 nur das eine Tantalcarbid-Bauteil8 entlang der Außenform des Wafer-Halters2 montiert. Die Anzahl an montierten Tantalcarbid-Bauteilen8 kann bezüglich der Anzahl an auf dem Wafer-Halter2 montierten Carbid-Substraten1 signifikant reduziert werden. - In der Ausführungsform
2 ist das Tantalcarbid-Bauteil8 ungeachtet der Anzahl montierter Siliziumcarbid-Substrate1 auf dem Wafer-Halter2 an nur einer Position montiert, so dass eine Bearbeitbarkeit und Produktivität ausgezeichnet sind. Wenn die Anzahl der auf dem Wafer-Halter2 montierten Siliziumcarbid-Substrate1 groß ist und wenn der Auslastungsgrad der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid hoch ist, ist der zu erzielende Effekt besonders bemerkenswert. Außerdem ist die Anzahl an zu montierenden Tantalcarbid-Bauteilen8 gering und die Form des Tantalcarbid-Bauteils8 ist entlang der äußeren Form des Wafer-Halters2 groß; daher kann verhindert werden, dass die Tantalcarbid-Bauteile8 zur Zeit einer Herstellung nicht montiert werden. Ferner ist das Tantalcarbid-Bauteil8 ähnlich demjenigen der Ausführungsform1 austauschbar, so dass das Tantalcarbid-Bauteil8 gegen ein Tantalcarbid-Bauteil8 getauscht werden kann, an dem keine Abscheidung haftet. Dementsprechend kann epitaktisches Wachstum auf einem Siliziumcarbid-Substrat1 so gefördert werden, dass man eine gleichmäßige Trägerdichte hat; daher können stabile und einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. - Das Tantalcarbid-Bauteil
8 muss nur auf dem peripheren Randteilbereich des Wafer-Halters2 und außerhalb des Siliziumcarbid-Substrats1 vorgesehen sein, und dessen Form ist nicht auf eine Ringform beschränkt. - Obgleich sie von der Bearbeitbarkeit und Produktivität abhängt, muss die Anzahl an Tantalcarbid-Bauteilen
8 für den Wafer-Halter2 nicht auf Eins beschränkt sein, und eine Vielzahl von Tantalcarbid-Bauteilen8 , zum Beispiel zwei, können übernommen werden. - Das Verfahren zum Herstellen des epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers, worin die epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 unter Verwendung der obigen Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gebildet wird, ist das Gleiche wie dasjenige der Ausführungsform1 , und mit dem Verfahren kann epitaktisches Wachstum auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 so gefördert werden, dass man eine gleichmäßige Trägerdichte hat. - Ausführungsform 3
-
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß einer Ausführungsform 3 veranschaulicht.6 ist eine Draufsicht eines Wafer-Halters2 in der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 3. In einer Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid gemäß der Ausführungsform 3 stimmen viele Konfigurationen davon mit jenen der Ausführungsform 1 überein. Daher werden Punkte beschrieben, die sich von der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid in der Ausführungsform 1 unterscheiden, und die gleichen oder entsprechenden Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen. Die Ausführungsform3 unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 in der Konfiguration, in der der äußere periphere Rand des Wafer-Halters2 konkav ist und eine Stufenform aufweist und ein Tantalcarbid-Bauteil9 bei einer Stufe auf dem äußeren peripheren Rand des Wafer-Halters2 außerhalb des Siliziumcarbid-Substrats1 vorgesehen ist. - Wie in
5 und6 veranschaulicht ist, hat der Wafer-Halter2 eine Stufenform, die eine entlang dessen äußerer Peripherie verlaufende Vertiefung ist. Die Stufe beträgt etwa 0,2 bis 2 mm. Das Tantalcarbid-Bauteil9 mit einer Ringform ist an der Stufe montiert. - Das Tantalcarbid-Bauteil
9 hat eine Ringform wie in6 veranschaulicht, hat eine Breite von etwa 5 bis 20 mm und eine Dicke von etwa 0,2 bis 2 mm und ist mit den Wafer-Taschen3 in Kontakt. Das Tantalcarbid-Bauteil9 ist aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet, und dessen Oberflächenschicht ist eine (etwa 0,02 bis 0,06 mm dicke) Tantalcarbid-Schicht. - Wie in
5 veranschaulicht ist, wird durch Montage des Tantalcarbid-Bauteils9 bei der Stufe im äußeren peripheren Rand des Wafer-Halters2 die Höhe des Tantalcarbid-Bauteils9 gleich den oberen Oberflächen der Siliziumcarbid-Substrate1 und des Wafer-Halters2 . - Wie oben beschrieben wurde, wird, wenn die epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 gebildet wird, ungeachtet der Größe des Siliziumcarbid-Substrats1 und der Anzahl der auf dem Wafer-Halter2 montierten Siliziumcarbid-Substrate1 nur das eine Tantalcarbid-Bauteil9 bei der Stufe im äußeren peripheren Rand des Wafer-Halters2 montiert. Die Anzahl an montierten Tantalcarbid-Bauteilen9 kann in Bezug auf die Anzahl von auf dem Wafer-Halter2 montierten Carbid-Substraten1 signifikant reduziert werden. - In der Ausführungsform 3 wird das Tantalcarbid-Bauteil
9 auf dem Wafer-Halter2 ungeachtet der Anzahl montierter Siliziumcarbid-Substrate1 nur an einer Position montiert, so dass eine Bearbeitbarkeit und Produktivität ausgezeichnet sind. Wenn die Anzahl der auf dem Wafer-Halter2 montierten Siliziumcarbid-Substrate1 groß ist und wenn der Auslastungsgrad der Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid hoch ist, ist der zu erzielende Effekt besonders bemerkenswert. Außerdem ist die Anzahl an zu montierenden Tantalcarbid-Bauteilen9 gering und die Form des Tantalcarbid-Bauteils9 ist entlang dem äußeren peripheren Rand des Halbleiter-Wafers2 groß; daher kann verhindert werden, dass die Tantalcarbid-Bauteile9 zur Zeit einer Herstellung nicht montiert werden. Ferner ist das Tantalcarbid-Bauteil9 ähnlich demjenigen der Ausführungsform 1 austauschbar, so dass das Tantalcarbid-Bauteil9 gegen ein Tantalcarbid-Bauteil9 getauscht werden kann, an dem keine Abscheidung anhaftet. Außerdem ist die Bearbeitbarkeit, insbesondere die Montierbarkeit auf und Abnehmbarkeit von dem Halbleiter-Wafer2 , äußerst hervorragend. Dementsprechend kann epitaktisches Wachstum auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 so gefördert werden, dass man eine gleichmäßige Trägerdichte hat, und daher können stabile und einwandfreie Vorrichtungscharakteristiken erhalten werden. - Das Tantalcarbid-Bauteil
9 muss nur bei der Stufe auf dem äußeren peripheren Rand des Wafer-Halters2 und außerhalb des Siliziumcarbid-Substrats1 montiert werden, und dessen Form ist nicht auf eine Ringform beschränkt. - Obwohl sie von der Bearbeitbarkeit und Produktivität abhängt, muss die Anzahl an Tantalcarbid-Bauteilen
9 für den Wafer-Halter2 nicht auf Eins beschränkt sein, eine Vielzahl von Tantalcarbid-Bauteilen9 , zum Beispiel zwei, können übernommen werden. - Das Verfahren zum Herstellen des epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers, worin die epitaktische Wachstumsschicht auf dem Siliziumcarbid-Substrat
1 unter Verwendung der obigen Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid ausgebildet wird, ist das Gleiche wie dasjenige der Ausführungsform1 , und mit dem Verfahren kann epitaktisches Wachstum auf dem Siliziumcarbid-Substrat1 so gefördert werden, dass man eine gleichmäßige Trägerdichte hat. - Es sollte besonders erwähnt werden, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beliebig kombiniert und geeignet modifiziert oder weggelassen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
- Obwohl die Erfindung im Detail dargestellt und beschrieben wurde, ist die vorhergehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen konzipiert werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2016008319 [0004]
Claims (5)
- Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid, aufweisend: einen Wafer-Halter (2), auf dem ein Siliziumcarbid-Substrat (1) montiert ist; einen Drehtisch (5), auf dem der Wafer-Halter (2) montiert ist; einen Suszeptor (6), der das Siliziumcarbid-Substrat und den Wafer-Halter abdeckt und in den ein Wachstumsgas, ein Dotierungsgas und ein trägergas zugeführt werden; Induktionsheizspulen (7), die um den Suszeptor herum vorgesehen sind; und ein Tantalcarbid-Bauteil (4, 8, 9), das auf einem peripheren Randteilbereich in einem oberen Teilbereich des Wafer-Halters und außerhalb des Siliziumcarbid-Substrats montiert ist.
- Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid nach
Anspruch 1 , wobei das Tantalcarbid-Bauteil (4), das aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet ist, eine Tantalcarbid-Schicht als dessen Oberflächenschicht aufweist, wobei das Tantalcarbid-Bauteil austauschbar ist. - Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid nach
Ansprüchen 1 oder2 , wobei das Tantalcarbid-Bauteil (8), das auf einer Außenseite des Siliziumcarbid-Substrats (1) liegt, eine sich entlang einer äußeren Peripherie des Wafer-Halters (2) erstreckende Form aufweist. - Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei der Halbleiter-Wafer (2) eine Stufenform an seinem peripheren Randteilbereich aufweist und das Tantalcarbid-Bauteil (9) bei einer Stufe des peripheren Randteilbereichs des Wafer-Halters (2) montiert ist. - Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers, aufweisend: ein Einführen eines Wafer-Halters (2), der mit einem Siliziumcarbid-Substrat (1) und einem Tantalcarbid-Bauteil (4, 8, 9) bestückt ist, zu einem Drehtisch (5) in einem Suszeptor (6) mittels eines Transfermechanismus; ein Heizen des Siliziumcarbid-Substrats, des Wafer-Halters und des Drehtisches durch die um den Suszeptor herum vorgesehenen Induktionsheizspulen (7); ein Zuführen eines Wachstumsgases, eines Dotierungsgases und eines Trägergases in den Suszeptor; ein Kühlen durch Stoppen der Heizung und der Gaszufuhr; und ein Entnehmen des Wafer-Halters aus dem Drehtisch mittels des Transfermechanismus und ein Entladen des Siliziumcarbid-Substrats.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-129923 | 2019-07-12 | ||
JP2019129923A JP7176489B2 (ja) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | 炭化珪素エピタキシャル成長装置及び炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020117128A1 true DE102020117128A1 (de) | 2021-01-14 |
DE102020117128B4 DE102020117128B4 (de) | 2023-06-29 |
Family
ID=74059102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020117128.5A Active DE102020117128B4 (de) | 2019-07-12 | 2020-06-30 | Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid und Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210010158A1 (de) |
JP (1) | JP7176489B2 (de) |
CN (1) | CN112210827A (de) |
DE (1) | DE102020117128B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114775047A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-22 | 广州志橙半导体有限公司 | 一种用于外延生长的反应装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113851402A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-12-28 | 华灿光电(苏州)有限公司 | 用于等离子刻蚀机的托盘及等离子刻蚀机 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19803423C2 (de) | 1998-01-29 | 2001-02-08 | Siemens Ag | Substrathalterung für SiC-Epitaxie und Verfahren zum Herstellen eines Einsatzes für einen Suszeptor |
JP5897834B2 (ja) * | 2011-07-19 | 2016-03-30 | 昭和電工株式会社 | SiCエピタキシャルウェハの製造方法 |
JP6097681B2 (ja) | 2013-12-24 | 2017-03-15 | 昭和電工株式会社 | SiCエピタキシャルウェハの製造装置およびSiCエピタキシャルウェハの製造方法 |
JP2015141966A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置およびそれに用いる基板ホルダー |
JP6219238B2 (ja) | 2014-06-24 | 2017-10-25 | 東洋炭素株式会社 | サセプタ及びその製造方法 |
US20170032992A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-02 | Infineon Technologies Ag | Substrate carrier, a method and a processing device |
JP6477419B2 (ja) * | 2015-10-29 | 2019-03-06 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素エピタキシャル成長装置、炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法及び炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP6685258B2 (ja) | 2017-05-01 | 2020-04-22 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素エピタキシャル成長装置、炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法及び炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP7055004B2 (ja) | 2017-11-13 | 2022-04-15 | 昭和電工株式会社 | SiCエピタキシャルウェハの製造方法 |
KR102675266B1 (ko) * | 2017-12-04 | 2024-06-14 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 탄화탄탈 피복 탄소 재료 및 그 제조 방법, 반도체 단결정 제조 장치용 부재 |
-
2019
- 2019-07-12 JP JP2019129923A patent/JP7176489B2/ja active Active
-
2020
- 2020-04-29 US US16/861,885 patent/US20210010158A1/en active Pending
- 2020-06-30 DE DE102020117128.5A patent/DE102020117128B4/de active Active
- 2020-07-07 CN CN202010646344.5A patent/CN112210827A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114775047A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-22 | 广州志橙半导体有限公司 | 一种用于外延生长的反应装置 |
CN114775047B (zh) * | 2022-04-12 | 2022-12-20 | 广州志橙半导体有限公司 | 一种用于外延生长的反应装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021015896A (ja) | 2021-02-12 |
CN112210827A (zh) | 2021-01-12 |
DE102020117128B4 (de) | 2023-06-29 |
US20210010158A1 (en) | 2021-01-14 |
JP7176489B2 (ja) | 2022-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2743141C2 (de) | Halbleiterbauelement mit einer Schicht aus amorphem Silizium | |
DE3644652C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung mit einer vielschichtigen Struktur | |
DE102005045338B4 (de) | Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben | |
DE69027206T2 (de) | Verfahren zur bildung von epitaxialschichten | |
DE3415799C2 (de) | ||
DE102020117128A1 (de) | Vorrichtung für epitaktisches Wachstum von Siliziumcarbid und Verfahren zum Herstellen eines epitaktischen Siliziumcarbid-Wafers | |
DE102013204566B4 (de) | Substratträger und Halbleiterherstellungsvorrichtung | |
DE68920417T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines kohlenstoffhaltigen Films. | |
DE112014001272B4 (de) | Schichtbildungsverfahren, Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Halbleitereinrichtung,lichtemittierende Halbleitereinrichtung und Beleuchtungseinrichtung | |
DE102009030296B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Siliciumscheibe | |
DE3686576T2 (de) | Verfahren zur herstellung einer elektronischen vorrichtung mit mehrschichtstruktur. | |
DE2620832A1 (de) | Solarzelle | |
DE102009010556A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben | |
DE102009022224A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben | |
DE102009004557A1 (de) | Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben | |
DE112011102417T5 (de) | Herstellung von polykristallinem Silizium | |
DE19803423C2 (de) | Substrathalterung für SiC-Epitaxie und Verfahren zum Herstellen eines Einsatzes für einen Suszeptor | |
DE102014116231A1 (de) | Gesteuertes Abspalten von Gruppe-III-Nitriden, die eine eingebettete Abspalt-Ablösungsebene enthalten | |
DE102010026987A1 (de) | Herstellvorrichtung und -verfahren für Halbleiterbauelement | |
DE112018002540T5 (de) | SIC-Epitaxiewafer und Verfahren zum Herstellen desselben | |
US3291657A (en) | Epitaxial method of producing semiconductor members using a support having varyingly doped surface areas | |
DE102021113253A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkarbid-Epitaxie-Wafers | |
DE102017201744A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Epitaxialwafers, Verfahren zum Herstellen einer Siliziumkarbid-Halbleiteranordnung und Vorrichtung zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Epitaxialwafers | |
EP0005744B1 (de) | Verfahren zum Aufwachsen von Epitaxieschichten auf selektiv hochdotierten Siliciumsubstraten | |
DE102008049303B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Wafers und Siliziumwafer für Solarzellen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |