JP2001085340A - カーボン治具 - Google Patents
カーボン治具Info
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- JP2001085340A JP2001085340A JP26140199A JP26140199A JP2001085340A JP 2001085340 A JP2001085340 A JP 2001085340A JP 26140199 A JP26140199 A JP 26140199A JP 26140199 A JP26140199 A JP 26140199A JP 2001085340 A JP2001085340 A JP 2001085340A
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- Japan
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- carbon
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Abstract
(57)【要約】
【課題】成長炉内にて基板２に形成されたエピタキシャ
ル結晶中の不純物濃度を確実に低減させる。 【解決手段】エピタキシャル成長炉内で基板２を支持す
るカーボン治具１において、基板２が接する部分および
その周辺部分を緻密なコーティング膜１２で覆う一方、
上記治具のカーボン母材１１が露呈する非コーティング
面１３を設ける。
ル結晶中の不純物濃度を確実に低減させる。 【解決手段】エピタキシャル成長炉内で基板２を支持す
るカーボン治具１において、基板２が接する部分および
その周辺部分を緻密なコーティング膜１２で覆う一方、
上記治具のカーボン母材１１が露呈する非コーティング
面１３を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はカーボン治具、特に
エピタキシャル成長炉内で基板を支持するのに使われる
カーボン製の治具に関する。
エピタキシャル成長炉内で基板を支持するのに使われる
カーボン製の治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板、例えば半導体ウェハ等にエピタキ
シャル結晶膜を形成するに際しては、その基板をエピタ
キシャル成長炉内で支持するために、例えば図２に示す
ようなサセプタと呼ばれるカーボン製の治具が使用され
ている。
シャル結晶膜を形成するに際しては、その基板をエピタ
キシャル成長炉内で支持するために、例えば図２に示す
ようなサセプタと呼ばれるカーボン製の治具が使用され
ている。
【０００３】図２に示す治具１は高純度カーボンを母材
１１とするものであって、上部に基板２を載せて支持す
るように形成されている。
１１とするものであって、上部に基板２を載せて支持す
るように形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術ではエピタキシャル成長炉内にて上記カーボン治
具に支持された基板にエピタキシャル結晶を成長形成す
る際に、図２に示すようにそのカーボン治具１からの脱
ガスによる不純物３の放出によって、その治具１上の基
板２に形成されるエピタキシャル結晶中の不純物濃度が
増加してしまう、という問題が生じる。
た技術ではエピタキシャル成長炉内にて上記カーボン治
具に支持された基板にエピタキシャル結晶を成長形成す
る際に、図２に示すようにそのカーボン治具１からの脱
ガスによる不純物３の放出によって、その治具１上の基
板２に形成されるエピタキシャル結晶中の不純物濃度が
増加してしまう、という問題が生じる。
【０００５】すなわち、治具１の母材１１であるカーボ
ンは多孔質であるため、大気中にて空気や水分等の不純
物を吸着しやすい。この吸着不純物が反応炉内での加熱
による脱ガスによって放出される。この放出不純物３が
基板２に形成されるエピタキシャル結晶の不純物濃度を
増加させる。
ンは多孔質であるため、大気中にて空気や水分等の不純
物を吸着しやすい。この吸着不純物が反応炉内での加熱
による脱ガスによって放出される。この放出不純物３が
基板２に形成されるエピタキシャル結晶の不純物濃度を
増加させる。
【０００６】このため、反応炉内にてエピタキシャル成
長を行う前の準備工程として、その反応炉内での空焼き
等により、上記吸着物質をあらかじめ脱ガスさせる焼出
しを行う必要があった。しかし、多孔質のカーボン母材
１１の内部深く吸着した不純物までも確実に脱ガスさせ
ることは難しく、少なくとも支障の無い程度まで脱ガス
させるためには焼出しに非常に長い時間がかかってしま
う、という問題が生じる。
長を行う前の準備工程として、その反応炉内での空焼き
等により、上記吸着物質をあらかじめ脱ガスさせる焼出
しを行う必要があった。しかし、多孔質のカーボン母材
１１の内部深く吸着した不純物までも確実に脱ガスさせ
ることは難しく、少なくとも支障の無い程度まで脱ガス
させるためには焼出しに非常に長い時間がかかってしま
う、という問題が生じる。
【０００７】そこで、本発明者は上記問題を回避するた
めに、図３に示すように治具１の母材１１であるカーボ
ンをできるだけ高純度のものにするとともに、その母材
１１の全表面を緻密な物質、例えばグラッシカーボン等
のコーティング膜１２で覆うことにより、治具１からの
脱ガスを抑制することを検討した。
めに、図３に示すように治具１の母材１１であるカーボ
ンをできるだけ高純度のものにするとともに、その母材
１１の全表面を緻密な物質、例えばグラッシカーボン等
のコーティング膜１２で覆うことにより、治具１からの
脱ガスを抑制することを検討した。
【０００８】この場合、大気中での空気や水分等の吸着
は、ほとんどがコーティング膜１２の表面に限られるよ
うになる。このコーティング膜１２表面の吸着不純物
は、エピタキシャル成長前に行う反応炉内での焼出しで
容易に脱ガスすることができる。
は、ほとんどがコーティング膜１２の表面に限られるよ
うになる。このコーティング膜１２表面の吸着不純物
は、エピタキシャル成長前に行う反応炉内での焼出しで
容易に脱ガスすることができる。
【０００９】ところが、いくら緻密な物質であっても、
カーボン母材中からの脱ガスを完璧に阻止できるような
コーティング膜１２を形成することは現実に不可能であ
り、そのコーティング膜１２にはわずかではあるが脱ガ
スによる放出不純物３をリークさせてしまう微小ピンホ
ールがどうしても出来てしまう。つまり、カーボン母材
１１からなる治具１全体をコーティング膜１２で完全に
密封することは不可能でる。
カーボン母材中からの脱ガスを完璧に阻止できるような
コーティング膜１２を形成することは現実に不可能であ
り、そのコーティング膜１２にはわずかではあるが脱ガ
スによる放出不純物３をリークさせてしまう微小ピンホ
ールがどうしても出来てしまう。つまり、カーボン母材
１１からなる治具１全体をコーティング膜１２で完全に
密封することは不可能でる。
【００１０】このため、カーボン母材１１中にわずかに
残っている不純物３は、反応炉内での焼出しのあとに行
われるエピタキシャル成長中にも、コーティング膜１２
の微小ピンホールを通して反応炉内にリークし続ける。
このリークによる不純物３は、わずかであっても治具１
上の基板２に形成されるエピタキシャル結晶の不純物濃
度を増加させる原因となる。
残っている不純物３は、反応炉内での焼出しのあとに行
われるエピタキシャル成長中にも、コーティング膜１２
の微小ピンホールを通して反応炉内にリークし続ける。
このリークによる不純物３は、わずかであっても治具１
上の基板２に形成されるエピタキシャル結晶の不純物濃
度を増加させる原因となる。
【００１１】この脱ガスのリークを回避するためには、
カーボン母材１１中の不純物をエピタキシャル成長前に
行われる反応炉内での焼出しによって、あらかじめ十分
に脱ガスさせる必要があるが、この時、上記コーティン
グ膜１２はその焼出しによる脱ガスを阻害してしまう。
つまり、コーティング膜１２は治具１からの脱ガスをあ
る程度抑制する効果はあるが、カーボン母材１１の焼出
し効率を著しく低下させてしまうため、そのカーボン母
材１１からの脱ガスリークによるエピタキシャル結晶の
不純物濃度増加という問題が生じる。
カーボン母材１１中の不純物をエピタキシャル成長前に
行われる反応炉内での焼出しによって、あらかじめ十分
に脱ガスさせる必要があるが、この時、上記コーティン
グ膜１２はその焼出しによる脱ガスを阻害してしまう。
つまり、コーティング膜１２は治具１からの脱ガスをあ
る程度抑制する効果はあるが、カーボン母材１１の焼出
し効率を著しく低下させてしまうため、そのカーボン母
材１１からの脱ガスリークによるエピタキシャル結晶の
不純物濃度増加という問題が生じる。
【００１２】本発明の課題は、基板に成長形成されるエ
ピタキシャル結晶中の不純物濃度を確実に低減させるこ
とができるカーボン治具を提供することにある。
ピタキシャル結晶中の不純物濃度を確実に低減させるこ
とができるカーボン治具を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】第１の手段は、エピタキ
シャル成長炉内で基板を支持するカーボン製の治具であ
って、上記基板が接する部分およびその周辺部分を治具
の母材を成すカーボンよりも緻密な物質のコーティング
膜で覆う一方、上記基板から離れた部分に上記母材の表
面が露呈する非コーティング面を設けたことを特徴とす
るカーボン治具である。
シャル成長炉内で基板を支持するカーボン製の治具であ
って、上記基板が接する部分およびその周辺部分を治具
の母材を成すカーボンよりも緻密な物質のコーティング
膜で覆う一方、上記基板から離れた部分に上記母材の表
面が露呈する非コーティング面を設けたことを特徴とす
るカーボン治具である。
【００１４】上記手段によれば、カーボン母材中に吸着
した不純物は、エピタキシャル成長前に行われる反応炉
内での焼出しにより、非コーティング面から効率良く脱
ガスさせることができる。これにより、母材中の吸着不
純物はエピタキシャル成長前にあらかじめ十分に脱ガス
することができる。
した不純物は、エピタキシャル成長前に行われる反応炉
内での焼出しにより、非コーティング面から効率良く脱
ガスさせることができる。これにより、母材中の吸着不
純物はエピタキシャル成長前にあらかじめ十分に脱ガス
することができる。
【００１５】さらに、上記焼出しで脱ガスされ切れずに
残ったわずかな吸着不純物は、反応炉内でのエピタキシ
ャル成長中にコーティング膜で覆われた基板付近ではな
く、基板から離れて設けられた非コーティング面から脱
ガスする。これにより、エピタキシャル成長中に発生す
るわずかな脱ガスも、基板に形成されるエピタキシャル
結晶中にそれほど取り込まれなくなる。
残ったわずかな吸着不純物は、反応炉内でのエピタキシ
ャル成長中にコーティング膜で覆われた基板付近ではな
く、基板から離れて設けられた非コーティング面から脱
ガスする。これにより、エピタキシャル成長中に発生す
るわずかな脱ガスも、基板に形成されるエピタキシャル
結晶中にそれほど取り込まれなくなる。
【００１６】このように、第１の手段ではカーボン治具
の母材に吸着されている不純物を反応炉内での焼出しに
よって効率的に脱ガスさせることができるとともに、そ
の焼出しにて脱ガス仕切れずにエピタキシャル成長中に
生じる脱ガスがエピタキシャル結晶中に不純物となって
取り込まれるのを最小限に抑制することができる。
の母材に吸着されている不純物を反応炉内での焼出しに
よって効率的に脱ガスさせることができるとともに、そ
の焼出しにて脱ガス仕切れずにエピタキシャル成長中に
生じる脱ガスがエピタキシャル結晶中に不純物となって
取り込まれるのを最小限に抑制することができる。
【００１７】この結果、カーボン治具上の基板に成長形
成されるエピタキシャル結晶中の不純物濃度を確実に低
減させることができる。
成されるエピタキシャル結晶中の不純物濃度を確実に低
減させることができる。
【００１８】第２の手段は、第１の手段においてコーテ
ィング膜を形成する物質として、グラッシカーボン、Ｓ
ｉＣ、ＢＮのいずれかを用いたことを特徴とするカーボ
ン治具である。
ィング膜を形成する物質として、グラッシカーボン、Ｓ
ｉＣ、ＢＮのいずれかを用いたことを特徴とするカーボ
ン治具である。
【００１９】グラッシカーボン、ＳｉＣ、ＢＮは、いず
れも上記母材からの脱ガスを効果的に抑制するのに適し
た緻密な耐熱コーティング膜を比較的簡単に形成するこ
とができる。
れも上記母材からの脱ガスを効果的に抑制するのに適し
た緻密な耐熱コーティング膜を比較的簡単に形成するこ
とができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
【００２１】なお、各図面において、同一符号は同一あ
るいは相当部分を示すものとする。
るいは相当部分を示すものとする。
【００２２】図１は本発明によるカーボン治具の一実施
形態を示したものであって、（Ａ）はその側断面図、
（Ｂ）はそのうえ側面図をそれぞれ示す。
形態を示したものであって、（Ａ）はその側断面図、
（Ｂ）はそのうえ側面図をそれぞれ示す。
【００２３】同図に示すカーボン治具１は、エピタキシ
ャル成長炉内で基板２を支持するサセプタとして使用さ
れるものであって、その母材１１として高純度カーボン
を使用するとともに、エピタキシャル反応炉内の処理ス
テージ４上に載置され、且つ上面に半導体ウェハなどの
基板２を保持することができるような形状に構成されて
いる。
ャル成長炉内で基板２を支持するサセプタとして使用さ
れるものであって、その母材１１として高純度カーボン
を使用するとともに、エピタキシャル反応炉内の処理ス
テージ４上に載置され、且つ上面に半導体ウェハなどの
基板２を保持することができるような形状に構成されて
いる。
【００２４】このカーボン治具１において、上記基板２
が接する部分およびその周辺部分は、カーボン母材１１
よりも緻密な物質のコーティング膜１２で覆われてい
る。また、上記基板２から離れた部分、特に底面および
その周辺部分は上記母材１１の表面がそのまま露呈する
非コーティング面１３となっている。
が接する部分およびその周辺部分は、カーボン母材１１
よりも緻密な物質のコーティング膜１２で覆われてい
る。また、上記基板２から離れた部分、特に底面および
その周辺部分は上記母材１１の表面がそのまま露呈する
非コーティング面１３となっている。
【００２５】上記コーティング膜１２を形成する物質と
しては、例えばグラッシカーボン、ＳｉＣ、またはＢＮ
が適している。
しては、例えばグラッシカーボン、ＳｉＣ、またはＢＮ
が適している。
【００２６】上述したカーボン治具１は、大気中にて非
コーティング面１３からカーボン母材１１中に空気や水
分等の不純物３が吸着するが、この吸着不純物３はエピ
タキシャル成長前に準備工程として行われる反応炉内で
の焼出しによって容易に脱ガスさせることができる。こ
の時、その脱ガスはカーボン母材１１が露呈している非
コーティング面１３から効率良く速やかに行わせること
ができる。
コーティング面１３からカーボン母材１１中に空気や水
分等の不純物３が吸着するが、この吸着不純物３はエピ
タキシャル成長前に準備工程として行われる反応炉内で
の焼出しによって容易に脱ガスさせることができる。こ
の時、その脱ガスはカーボン母材１１が露呈している非
コーティング面１３から効率良く速やかに行わせること
ができる。
【００２７】この焼出しのあと、反応炉内でカーボン治
具１に支持されている基板２上にてエピタキシャル結晶
を成長させる工程が行われるが、この時、そのかーぼん
治具１には上記焼出しにて脱ガスされ切れなかった吸着
不純物３が若干残留していて、この残留不純物３がエピ
タキシャル成長中にわずかずつ脱ガスする。しかし、こ
の脱ガスはカーボン母材が露呈している非コーティング
面１３にて選択的あるいは集中的に生じる一方、基板２
が接する部分およびその周辺部分ではコーティング膜１
２によって阻止される。
具１に支持されている基板２上にてエピタキシャル結晶
を成長させる工程が行われるが、この時、そのかーぼん
治具１には上記焼出しにて脱ガスされ切れなかった吸着
不純物３が若干残留していて、この残留不純物３がエピ
タキシャル成長中にわずかずつ脱ガスする。しかし、こ
の脱ガスはカーボン母材が露呈している非コーティング
面１３にて選択的あるいは集中的に生じる一方、基板２
が接する部分およびその周辺部分ではコーティング膜１
２によって阻止される。
【００２８】この場合、コーティング膜１２には微小ピ
ンホールができているかも知れないが、カーボン母材１
１から脱ガスを容易に行わせる非コーティング面１３の
存在により、その微小ピンホールからの脱ガスはほぼ完
全に抑止させることができる。
ンホールができているかも知れないが、カーボン母材１
１から脱ガスを容易に行わせる非コーティング面１３の
存在により、その微小ピンホールからの脱ガスはほぼ完
全に抑止させることができる。
【００２９】これにより、エピタキシャル成長中に微量
の脱ガスが生じていても、この脱ガスが基板２上に成長
形成されるエピタキシャル結晶中に不純物として取り込
まれることを最小限に抑えることができる。この結果、
治具１上の基板２に成長形成されるエピタキシャル結晶
中の不純物濃度を確実に低減させることができる。
の脱ガスが生じていても、この脱ガスが基板２上に成長
形成されるエピタキシャル結晶中に不純物として取り込
まれることを最小限に抑えることができる。この結果、
治具１上の基板２に成長形成されるエピタキシャル結晶
中の不純物濃度を確実に低減させることができる。
【００３０】さらに、上記コーティング膜１２を形成す
る物質として、グラッシカーボン、ＳｉＣ、ＢＮのいず
れかを用いた場合は、上記母材１１からの脱ガスを効果
的に抑制するのに適した緻密な耐熱コーティング膜１２
を比較的簡単に形成することができる。
る物質として、グラッシカーボン、ＳｉＣ、ＢＮのいず
れかを用いた場合は、上記母材１１からの脱ガスを効果
的に抑制するのに適した緻密な耐熱コーティング膜１２
を比較的簡単に形成することができる。
【００３１】
【実施例】本発明の実施例として、上半分表面だけをグ
ラッシカーボンのコーティング膜で覆ったカーボン治具
（図１参照）を準備し、これをＭＯＶＰＥ成長炉内にセ
ットして２時間の空焼きを行う。この後、ＧａＡｓ基板
を装着して、その基板に無添加ＡｌＧａＡｓエピタキシ
ャル結晶を成長させた。
ラッシカーボンのコーティング膜で覆ったカーボン治具
（図１参照）を準備し、これをＭＯＶＰＥ成長炉内にセ
ットして２時間の空焼きを行う。この後、ＧａＡｓ基板
を装着して、その基板に無添加ＡｌＧａＡｓエピタキシ
ャル結晶を成長させた。
【００３２】比較例１として全表面をグラッシカーボン
のコーティング膜で覆ったカーボン治具（図２参照）
と、比較例２としてコーティング膜を全く設けていない
図３のカーボン治具（図３参照）とを準備し、それぞれ
上記と同じ空焼き条件および成長条件で、ＧａＡｓ基板
に無添加ＡｌＧａＡｓエピタキシャル結晶を成長させ
た。
のコーティング膜で覆ったカーボン治具（図２参照）
と、比較例２としてコーティング膜を全く設けていない
図３のカーボン治具（図３参照）とを準備し、それぞれ
上記と同じ空焼き条件および成長条件で、ＧａＡｓ基板
に無添加ＡｌＧａＡｓエピタキシャル結晶を成長させ
た。
【００３３】これらのカーボン治具を用いて成長させた
無添加ＡｌＧａＡｓエピタキシャル結晶中の不純物酸素
濃度をＳＩＭＳ分析したところ、次のような結果が得ら
れた。
無添加ＡｌＧａＡｓエピタキシャル結晶中の不純物酸素
濃度をＳＩＭＳ分析したところ、次のような結果が得ら
れた。
【００３４】コーティング膜：不純物酸素濃度 （１）上半分（本発明）：検出下限（３Ｅ１６atoms/cm
3 ）以下 （２）全面（比較例１）：５Ｅ１６atoms/cm3 （３）無し（比較例２）：６Ｅ１６atoms/cm3 上述の結果からも、本発明によるカーボン治具（サセプ
タ）では、エピタキシャル結晶中の不純物濃度を格段に
低減させることが確認された。
3 ）以下 （２）全面（比較例１）：５Ｅ１６atoms/cm3 （３）無し（比較例２）：６Ｅ１６atoms/cm3 上述の結果からも、本発明によるカーボン治具（サセプ
タ）では、エピタキシャル結晶中の不純物濃度を格段に
低減させることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、エピタキシャル成長炉
内で基板を支持するカーボン治具において、基板が接す
る部分およびその周辺部分を緻密なコーティング膜で選
択的に覆う一方、その基板から離れた部分を非コーティ
ング面として露呈させることにより、上記基板に成長形
成されるエピタキシャル結晶中の不純物濃度を確実に低
減させることができる、という効果が得られる。
内で基板を支持するカーボン治具において、基板が接す
る部分およびその周辺部分を緻密なコーティング膜で選
択的に覆う一方、その基板から離れた部分を非コーティ
ング面として露呈させることにより、上記基板に成長形
成されるエピタキシャル結晶中の不純物濃度を確実に低
減させることができる、という効果が得られる。
【図１】本発明の技術が適用されたカーボン治具の実施
形態を示す側断面図および上側面図である。
形態を示す側断面図および上側面図である。
【図２】従来のカーボン治具の第１の構成例を示す断面
図である。
図である。
【図３】従来のカーボン治具の第２の構成例を示す断面
図である。
図である。
１ カーボン治具（サセプタ） ２ 基板 ３ 不純物 ４ 処理ステージ １１ カーボン母材 １２ コーティング膜 １３ 非コーティング面
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA03 AB02 BA02 BE08 BE12 CG00 ED06 GA06 HA13 5F045 AA04 BB14 EM09
Claims (2)
- 【請求項１】エピタキシャル成長炉内で基板を支持する
カーボン製の治具であって、上記基板が接する部分およ
びその周辺部分を治具の母材を成すカーボンよりも緻密
な物質のコーティング膜で覆う一方、上記基板から離れ
た部分に上記母材の表面が露呈する非コーティング面を
設けたことを特徴とするカーボン治具。 - 【請求項２】コーティング膜を形成する物質として、グ
ラッシカーボン、ＳｉＣ、ＢＮのいずれかを用いたこと
を特徴とする請求項１に記載のカーボン治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140199A JP2001085340A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | カーボン治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26140199A JP2001085340A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | カーボン治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085340A true JP2001085340A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17361364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26140199A Pending JP2001085340A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | カーボン治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085340A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007122949A1 (ja) * | 2006-03-23 | 2007-11-01 | Ngk Insulators, Ltd. | 窒化物単結晶の製造装置 |
| CN101118940B (zh) * | 2006-08-04 | 2011-10-12 | 信越半导体股份有限公司 | 外延基板及液相外延生长方法 |
| TWI707609B (zh) * | 2017-12-19 | 2020-10-11 | 日商日立全球先端科技股份有限公司 | 電漿處理裝置 |
-
1999
- 1999-09-16 JP JP26140199A patent/JP2001085340A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007122949A1 (ja) * | 2006-03-23 | 2007-11-01 | Ngk Insulators, Ltd. | 窒化物単結晶の製造装置 |
| US8231729B2 (en) | 2006-03-23 | 2012-07-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus for producing nitride single crystal |
| JP5177557B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2013-04-03 | 日本碍子株式会社 | 窒化物単結晶の製造装置 |
| CN101118940B (zh) * | 2006-08-04 | 2011-10-12 | 信越半导体股份有限公司 | 外延基板及液相外延生长方法 |
| TWI707609B (zh) * | 2017-12-19 | 2020-10-11 | 日商日立全球先端科技股份有限公司 | 電漿處理裝置 |
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