JP2003086516A - サセプタ、ｃｖｄ装置、成膜方法、および半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の加熱状態を適切なものとする。 【解決手段】 基板５をサセプタ１の基板支持部２０に
取り付ける。このサセプタ１は、発熱部１８と、基板支
持部２０との間に先細り形状の伝熱部１９を有してい
る。また、基板５に対向して基板５に向けて広がるロー
ト状のガス導入部が設けられている。さらに、サセプタ
１に対応する位置と、ガス導入部に対応する位置の両方
に別の高周波コイル（上）１５、高周波コイル（下）１
６が配置されている。伝熱部１９により発熱部１８の熱
を基板５の中央部に伝達することで、基板５を均一に加
熱することができる。また、サセプタ１と、ガス導入部
とを別々に加熱することで、基板５上への目的物質の堆
積を効果的に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ装置、ＣＶ
Ｄ装置に好適なサセプタ、ＣＶＤ装置を利用した成膜方
法、およびこの成膜方法を利用して製造された半導体素
子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体装置の製造過程におい
て利用される成膜装置として、化学的気相成長（ＣＶ
Ｄ）法を利用する化学的気相成長（ＣＶＤ）装置が利用
されている。このＣＶＤ装置では、その気相成長の際に
装置内を高温状態にする必要があり、その加熱に高周波
加熱が広く採用されている。

【０００３】このような高周波加熱を用いた従来のＣＶ
Ｄ装置では、多くの場合基板台（サセプタ）はグラファ
イトブロックでできている。そして、基板をサセプタ上
にセットし、高周波によりサセプタを加熱し、加熱され
たサセプタからの伝熱を受けて基板を加熱する。従っ
て、基板温度の均一性はサセプタ面内の均一性によって
決定される。

【０００４】また、従来のＣＶＤ装置では、サセプタは
円筒形である場合が多く、この円筒形のサセプタが周囲
の高周波コイルによって発生される高周波によって高周
波誘導加熱される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、円筒形のサ
セプタでは、高周波誘導電流密度の違いなどの理由か
ら、サセプタ内部の温度がサセプタ外部の温度より低く
なる。そのため、サセプタからの伝熱で加熱される基板
温度の均一性が悪くなる。

【０００６】本発明の目的は、サセプタ面内温度を所定
のものに制御し基板温度を適切な分布に制御することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るサセプタ
は、発熱部で発生した熱が所定形状の伝熱部を通り基板
支持部に流れることによって、基板の面内温度分布を制
御する。

【０００８】また、高周波コイルなどの加熱機構からの
距離が、サセプタの基板支持部よりもサセプタの発熱部
のほうが近くなるように配置し発熱部が基板支持部より
も発熱密度が高くなることによって、基板の面内温度分
布を制御する。

【０００９】また、サセプタの発熱部の直径がサセプタ
の基板支持部の直径よりも大きいか同じ、またはサセプ
タの伝熱部の最大直径がサセプタの発熱部やサセプタの
基板支持部よりも小さくし発熱部の発熱密度が基板支持
部の発熱密度よりも大きいことによって、基板の面内温
度分布を制御する。

【００１０】また、サセプタの発熱部の体積が基板支持
部の体積より大きくし発熱部の発熱量が基板支持部の発
熱量よりも大きくすることによって、基板の面内温度分
布を制御する。

【００１１】また、サセプタホルダーがサセプタの発熱
部の少なくとも側面の一部を覆い発熱部からの放熱を低
減することによって、基板の面内温度分布を制御する。

【００１２】また、本発明に係るＣＶＤ装置では、基板
あるいはサセプタの基板設置面をほぼ覆うように構成さ
れたガス導入部を具備することによって、サセプタの発
熱部からだけではなくガス導入部からの輻射によって基
板の面内温度分布を制御する。

【００１３】また、サセプタと、ガス導入部のそれぞれ
に対応して高周波加熱装置を設けることで、サセプタ
と、ガス導入部のそれぞれを適切に加熱することができ
る。

【００１４】また、このようなＣＶＤ装置によって、Ｓ
ｉＣの厚膜などを高速で作製することができ、ＳｉＣを
利用した半導体装置を得ることができる。

【００１５】

【実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明の実施
の形態について説明する。

【００１６】図１は、一実施形態に係るＣＶＤ装置の構
成を示す図である。サセプタ１は、グラファイトで構成
されており、円筒状の発熱部１８と、その下方に接続さ
れ下方に向けて小さくなる円錐台形状（円錐の頂部が削
除された形状）の伝熱部１９と、その伝熱部１９の下端
に接続され円盤状の基板支持部２０からなっている。

【００１７】サセプタ１の発熱部１８の周囲には、所定
の間隔で、サセプタ搬送ピン２が設けられており、この
サセプタ搬送ピン２がサセプタホルダ３に係止されてい
る。サセプタホルダ３は、サセプタ１の発熱部１８の側
面のほぼ半分を覆う中空円筒状部分と、発熱部１８の外
周部から中心部までの領域を覆うドーナツ状の部分と、
このドーナツ状の部分から上方に伸びるパイプ状の部分
からなっている。サセプタホルダ３を移動することで、
サセプタ１を一緒に移動することができる。

【００１８】サセプタ１の基板支持部２０の下面（基板
設置面）には、プレート４が固定されている。そして、
このプレート４と基板支持部２０の間に基板５が挟み込
み固定されている。プレート４は、基板５より径が大き
く、基板５の外方において、固定ねじ６によって基板支
持部２０に固定されている。また、プレート４は、その
内部の所定領域に基板５を露出する開口を有しており、
この開口の部分の基板５上に所定物質が堆積される。

【００１９】基板５に対向する位置には、ガス導入部３
０の整流板７が位置している。この整流板７は、上方に
向けて広がるロート状のガス導入部（上）８の上部に固
定されており、このガス導入部（上）８の下部は、ガス
導入部（中）１０の上部に支持されている。ガス導入部
（中）１０の上端はガス導入部（上）８の下端より大径
であり、下端はガス導入部（上）下端より小径であり、
ガス導入部（中）１０がガス導入部（上）８を下方から
支持する形になっている。そして、ガス導入部（中）１
０の下端は、下方に伸びるパイプ状のガス導入部（下）
１１に接続されている。従って、ガス導入部３０は全体
としてロート状の形状をしており、ガス導入部（下）１
１から供給するガスを拡散するとともに整流板７で整流
して、基板５の全体に均一に供給するようになってい
る。なお、ガス導入部（上）８の上部外側には複数のガ
ス導入部搬送用ピン９が設けられており、このガス導入
部搬送用ピン９に搬送部材を係合させることなどにより
ガス導入部（上）８を分割して搬送できる。

【００２０】また、サセプタホルダ３のパイプ状の部分
の周囲には、熱反射板（上）１２が配置されており、ガ
ス導入部（下）１１の周囲には、熱反射板（下）１３が
配置されている。さらに、サセプタ１およびガス導入部
３０の側面には、熱反射板（上）１２、熱反射板（下）
１３の周辺を覆うように上下方向に伸びる円筒状の熱反
射板（側面）１４が配置されている。これらによって、
サセプタ１の周囲温度が維持されるようになっている。

【００２１】熱反射板（側面）１４の周囲には、水冷２
重管１７が配置されている。すなわち、ＣＶＤ装置の反
応炉は、この水冷２重管１７によって構成されている。
この水冷２重管１７は例えば石英ガラスで形成され内部
を循環する水によって冷却されるとともに、内部の状態
を観察できるようになっている。

【００２２】そして、水冷２重管１７の周囲には、高周
波コイル（上）１５および高周波コイル（下）１６が配
置されている。高周波コイル（上）１５は、サセプタ１
の発熱部１８に対応する位置に配置されており、この高
周波コイル（上）１５による高周波によって、発熱部１
８が加熱される。また、高周波コイル（下）１６は、ガ
ス導入部（上）８に対応する位置に配置されており、こ
の高周波コイル（上）１６による高周波によって、ガス
導入部（上）８が加熱される。

【００２３】また、水冷２重管１７の内部は、密閉構造
になっており、ここに接続された真空ポンプによって、
内部の圧力が調整可能になっている。また、ガス導入部
（下）１１は、所定の反応ガスの供給源に接続されてお
り、反応ガスが基板５に向けて吹き付けられる。さら
に、高周波コイル（上）１５、高周波コイル（下）１６
は、高周波電源に接続されており、個別に発生する高周
波が制御される。

【００２４】「サセプタ１の伝熱部１９の構成」図１の
装置において、高周波コイル（上）１５は、サセプタ１
の発熱部１８に対応する高さに設けられており、高周波
コイル（上）１５は基板支持部２０に比べ発熱部１８に
近くなっている。従って、高周波コイル（上）１５によ
り、主にサセプタ１の発熱部１８が加熱される。そし
て、サセプタ１の伝熱部１９は、基板支持部２０に向け
て先細り状の形状を有している。従って、発熱部１８の
下面全体からの熱を基板支持部２０の中央付近の領域に
伝達する。

【００２５】また、発熱部１８は、円筒状であり、高周
波コイル（上）１５が外側に位置しており、発熱部１８
による発熱は高周波コイル（上）１５に近い発熱部１８
の周辺側の方が大きい。従って、発熱部１８は周辺部分
の方が中心部分より高温になる。

【００２６】本実施形態では、発熱部１８からの熱を基
板支持部２０の中心付近に伝熱し、ここから周辺へ広が
るようにしている。これによって、基板支持部２０にお
ける全体の温度をほぼ同一に保持することができる。

【００２７】（具体例）図１の構成のくびれた（円錐状
の）伝熱部１９を有するサセプタ１（実施例）と、円筒
形（比較例）のものを作製した。両者とも直径９５ｍｍ
である。そして、水素ガス流量１０Ｌ／ｍｉｎ、圧力２
０Ｔｏｒｒ(２６６６Ｐａ)の条件下で、高周波コイル
（上）１５に１１４０Ａ、高周波コイル（下）１６に５
５０Ａの高周波電流を投入した。

【００２８】このとき、比較例の円筒形のサセプタで
は、基板５の中心部の温度が外周から１５ｍｍの位置の
温度より５０℃以上低くなった。一方、実施例のくびれ
たサセプタ１では、基板５の中心部の温度が１７１３
℃、外周から１５ｍｍの位置の温度が１７０５℃とな
り、中心部と周辺部の温度差がほぼ同一になった。

【００２９】これより、図１のサセプタ１により、基板
５に温度分布が生じるのを効果的に防止できることが分
かる。

【００３０】（他の構成例）サセプタ１の構成として
は、図２に示されるようなものも採用できる。図２
（ａ）は、伝熱部１９を発熱部１８の中心部と基板支持
部２０の中心部を接続する棒状の形状としている。図２
（ｂ）では、伝熱部１９を発熱部１８と基板支持部２０
を接続する複数の棒状体で形成している。図２（ｃ）で
は、伝熱部１９を図１のものより円筒に近い形にしてい
る。すなわち、基板支持部２０に接続する面積を比較的
大きくしている。図２（ｄ）では、伝熱部１９を一旦絞
った後、広げる砂時計形にしている。このような伝熱部
１９においても基板支持部２０における温度分布を少な
くする効果が得られる。

【００３１】「ガス導入部の構成」図１に示すように、
本実施形態では、ガス導入部３０のガス導入部（上）８
とガス導入部（中）１０とは別部材として構成されてい
る。従って、ガス導入部（上）８のみを取り替えること
ができ、ガス導入部（下）１１等のガス導入用配管部に
影響を与えることがなく、整流板７、ガス導入部（上）
８を取り替えることができる。そこで、成膜の条件、目
的などに応じて適宜適切なガス導入部（上）８、整流板
７を選択することができる。また、ガス導入部（上）８
には、搬送用ピン９が設けられており、これを利用して
ガス導入部（上）８を搬送することで、装置内部を大気
にさらすことなく、ガス導入部（上）８を交換すること
ができる。

【００３２】また、この例では、ガス導入部３０は、上
方に向けて断面積が徐々に広がる形状になっている。そ
こで、パイプ部分ではガスの流速を十分速くすることが
でき、反応性ガスを高速で輸送できる。そして、基板５
に吹き付けるときには、基板５上への堆積に適切な流速
にまで減速することができる。

【００３３】さらに、整流板７には、少なくとも１つ以
上の開口があり、この開口を設ける位置により、基板５
成膜が必要な場所に重点的に反応性ガスを供給すること
ができる。また、整流板７の開口面積を適切なものにす
ることによって、整流板７の全体から均一な流速で反応
性ガスを噴出することができる。

【００３４】また、ガス導入部３０の一部を導電体で形
成し、高周波コイル（下）１６に通電することでガス導
入部３０が加熱され、ここを通る反応ガスが加熱され
る。そして、この加熱ガスを基板５に吹き付けることに
よって、基板５が輻射加熱される。

【００３５】図３には、ガス導入部３０の形状の例（断
面図）を示す。図３（ａ）は、直管状の下部２５と、こ
の下部２５と同様の直管部とこの直管部に接続され中央
部にガス噴出口が形成された円盤とからなる上部２４か
らなっている。そして、この上部２４が高周波により加
熱される導電体で形成されている。図３（ｂ）は、上部
２４が全体として上が広がった円錐形であり、その中央
部に下部２５と内径がほぼ同一の穴が形成され、ここか
らガスが噴出される。従って、ガス通路自体は図３
（ａ）と同一であるが、上部２４の通路周辺の導電体が
徐々に厚くなっていく。従って、ガスの加熱が上方に行
くほど大きくなる。図３（ｃ）は、下部２５から上部２
４に掛けて全体として管径が徐々に大きくなっている。
この形状では、ガス流速は段々遅くなる。さらに、図３
（ｄ）は、下部２５、上部２４ともに直管状である。こ
のような各種形状により、ガス流速およびガス加熱の程
度を制御することができる。なお、ガス導入部３０は全
体をグラファイト等の導電体で構成してもよい。

【００３６】すなわち、ガス流路の径により流速を制御
することができ、また導電体からなる上部２４の形状に
よってガスの加熱程度を制御することができる。反応条
件に応じてガス導入部３０の形状を変更することで、適
切なＣＶＤを行うことができる。特に熱ＣＶＤ装置など
のように、供給したガスを熱的に分解し基板表面付近で
反応させる必要のある場合、ガスの空間的な温度分布は
極めて重要であり、適切なガス導入部３０を選択するこ
とで、好適なＣＶＤを行うことができる。

【００３７】「高周波コイルの構成」図１に示すよう
に、本実施形態では、高周波コイル（上）１５、高周波
コイル（下）１６の２つを設け、これを別々に駆動する
ようにした。これによって、サセプタ１と、ガス導入部
３０とを別々に加熱することができ、基板５の温度およ
びここに吹き付けるガス温度を別途適切な温度に制御す
ることができる。

【００３８】「半導体装置の製造」次に、本実施形態の
ＣＶＤ装置を用いて、炭化珪素（以下ＳｉＣと記す）の
半導体装置を製造する場合を例に取り説明する。

【００３９】ＳｉＣ結晶には、いくつかのポリタイプが
あり、幅があるものの、シリコン（以下Ｓｉと略記す
る）と比較して、（ｉ）バンドギャップが２〜３倍、
（ｉｉ）絶縁破壊電界が約10倍、（ｉｉｉ）熱伝導率が
約３倍、（ｉｖ）電子の飽和ドリフト速度が２〜３倍の
物性値を持つためパワーデバイス材料として極めて優れ
ている。そこで、このようなＳｉＣの特長を生かして、
低消費電力で高絶縁耐圧のデバイスの試作がなされはじ
めている。

【００４０】しかし、縦型のデバイスについて考える
と、絶縁耐圧を高くするためにはその分エピタキシャル
層を厚く形成する必要がある。例えば、絶縁耐圧５ｋＶ
級デバイスを作製するためには、エピタキシャル層の膜
厚は約５０μｍ必要である。

【００４１】ところが、現在標準的なエピタキシャル成
長速度は２〜５μｍ／ｈであるので、エピタキシャル層
の形成だけで１０〜２５時間以上必要となる。一方、仮
にエピタキシャル層の成長速度が５０μｍ／ｈであれ
ば、エピタキシャル層の形成は１時間程度で済む。

【００４２】本実施形態のＣＶＤ装置によれば、低消費
電力高絶縁耐圧デバイスのエピタキシャル層を形成する
上で、速い成長速度で良質なエピタキシャル層の形成す
ることができる。

【００４３】実験に用いた反応炉は図１示す縦型擬似ホ
ットウォールタイプである。超高純度グラファイト（コ
ートなし）のサセプタ１と、１０ｍｍ角の窓のついた高
純度グラファイトプレート４で基板５をはさみ、ネジ締
めによってプレート４をサセプタ１に固定することによ
って基板５をサセプタ１に固定した。

【００４４】基板５のサンプルとして、ｎ型４Ｈ−Ｓｉ
Ｃウェハー（（０００１）Ｓｉ面研磨、＜１１−２０＞
方向へ８度オフ）を１３ｍｍ角に切断したものを用い
た。また、ＣＶＤ装置の反応炉内部の圧力を１０Ｔｏｒ
ｒ（１３３３Ｐａ）以上１００Ｔｏｒｒ（１３３３２Ｐ
ａ）以下の範囲の減圧雰囲気として成膜を行った。

【００４５】図４にサンプルを装置に導入してからのプ
ロセス手順を示す。まず、サンプルを反応炉に導入し
（Ｓ１１）、反応炉内部が１×１０^-3Ｐａ以下になるま
で真空ポンプで真空引きする（Ｓ１２，Ｓ１３）。その
後、反応炉に水素を導入し（Ｓ１４）、所望の成長圧力
になるよう圧力調整バルブで調整する（Ｓ１５）。そし
て、高周波加熱によってサセプタを昇温する（Ｓ１６，
Ｓ１７）。所望の温度に到達したかを判定し（Ｓ１
８）、所定温度になったら、プロパン、モノシランの順
に反応炉内部にガスを供給する（Ｓ１９）。これによっ
て、エピタキシャル（エピ）成長が行われる（Ｓ２
０）。所望の成長時間保持した後（Ｓ２１）、モノシラ
ン、プロパンの順にガスの供給を停止する（Ｓ２２）。
そして、すぐに高周波加熱も停止し（Ｓ２３）、サンプ
ルを水素中で自然冷却する。その後サンプルを反応炉か
ら取り出す（Ｓ２４）。

【００４６】図５に、水素流量が１０Ｌ／ｍｉｎのとき
の膜の成長速度の成長圧力依存性を示す。成長温度１６
００℃、モノシラン流量５ｃｃ／ｍｉｎの場合、１Ｔｏ
ｒｒ（１３３Ｐａ）＜１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）＜
２０Ｔｏｒｒ（２６６６Ｐａ）の順に成長速度は高くな
った（図５：黒三角印）。一方、成長温度１７００℃、
モノシラン流量１５ｃｃ／ｍｉｎの場合、２０Ｔｏｒｒ
（２６６６Ｐａ）＞１００Ｔｏｒｒ（１３３３２Ｐａ）
＞７６０Ｔｏｒｒ（１００１．３ｋＰａ）の順に成長速
度は低くなった（図５：黒丸印）。成長温度やモノシラ
ン流量によるが、成長圧力２０Ｔｏｒｒ（２６６６Ｐ
ａ）を中心に１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）から１００
Ｔｏｒｒ（１３３３２Ｐａ）の範囲で成長速度が高くな
る。なお、１７００℃の場合のＳｉＣ膜のエッチング速
度は、圧力が高くなるに従って小さくなった（図５：×
印）。

【００４７】図６に、圧力２０Ｔｏｒｒ（２６６６Ｐ
ａ）で成長した時の成長速度のモノシラン流量依存性を
示す。モノシラン流量が増加するに従って成長速度は増
加するが、モノシランを過剰に供給すると基板表面が白
濁した（図３：白印）。白濁したモノシラン流量で成長
温度を上げると、鏡面成長するが成長速度が減少した。
その結果水素流量が１０Ｌ／ｍｉｎのときの最高成長速
度は約３０μｍ／ｈとなった。

【００４８】１８００℃でモノシラン流量が３６ｃｃ／
ｍｉｎ、水素流量１０Ｌ／ｍｉｎのときの成長速度が約
３０μｍ／ｈであったのに対して、同条件で水素流量を
１５Ｌ／ｍｉｎに増加すると、成長速度が約７０μｍ／
ｈとなった。このように、水素流量を増加することで、
成長速度を上昇できることが分かる。特に２０Ｔｏｒｒ
（２６６６Ｐａ）、１８００℃、Ｈ₂流量１５Ｌ／ｍｉ
ｎ、モノシラン流量３６ｃｃ／ｍｉｎでは、７０μｍ／
ｈという大きな成長速度が得られる。従って、このよう
な条件が好適であることが分かる。

【００４９】図７（ａ）は、１８００℃でモノシラン流
量が３６ｃｃ／ｍｉｎ、水素流量１５Ｌ／ｍｉｎにより
形成された、膜厚３１μｍのＳｉＣ膜の表面を示す顕微
鏡写真、図７（ｂ）は、１７００℃でモノシラン流量が
２０ｃｃ／ｍｉｎ、水素流量１０Ｌ／ｍｉｎにより形成
された、膜厚２６μｍのＳｉＣ膜の表面を示す顕微鏡写
真である。これより、いずれの条件においても、きれい
なエピタキシャル層が得られることが分かる。

【００５０】図８には、成長速度１８００℃、成長圧力
２０Ｔｏｒｒ（２６６６Ｐａ）、モノシラン流量３６ｃ
ｃ／ｍｉｎ、プロパン流量１８ｃｃ／ｍｉｎで約３１μ
ｍ成長した（成長速度７０μｍ／ｈ）ときのＸ線回折結
果（ロッキングカーブ）を示す。シングルピークで半値
幅１３．５ａｒｃｓｅｃとなり、良好な結晶であること
がわかった。

【００５１】以上のように、１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐ
ａ）から１００Ｔｏｒｒ（１３３３２Ｐａ）の範囲で成
長すると速い成長速度が得られることが分かる。

【００５２】図９には、各種条件による成長速度（Grow
th Rate）とエッチング速度（Etching Rate）を示す。
これより、温度（Temperature）が高いほどエッチング
レートが高くなることが分かる。従って、温度を高くし
た場合には、モノシラン流量を大きくしても成長を行う
ことができ、１６００℃〜１８００℃の範囲では、モノ
シラン流量１５ｃｃ／ｍｉｎ〜２５ｃｃ／ｍｉｎにおい
て、８〜３０μｍ／ｈの成長速度が得られることが分か
る。なお、圧力は２０Ｔｏｒｒ（２６６６Ｐａ）で、水
素流量１０Ｌ／ｍｉｎである。なお、この図９において
も、基板表面が白濁したものを白印で示してある。

【００５３】なお、ＳｉＣには４Ｈ型の他に３Ｃ型、６
Ｈ型等のポリタイプがあり、物性値はそれぞれ異なる。
上では４Ｈについて議論したが、本発明の優位性はその
他のポリタイプでも同様の効果を有しており、４Ｈに限
定されるものではない。

【００５４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ＳｉＣの成長速度を従来技術に比べて大幅に改善す
る。従って厚膜エピタキシャル層を短時間で成長でき
る。よって、半導体製造装置の発展に大きく寄与するも
のである。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板の加熱を適切に制御することができ、基板上への成
膜を効果的に行うことができる。特に、ＳｉＣの厚膜エ
ピタキシャル層の形成を高速に行うことができ、ＳｉＣ
を利用した半導体装置を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の概念構成図である。

【図２】 サセプタの形状の例（断面図）である。

【図３】 ガス導入部の形状の例（断面図）である。

【図４】 プロセスフローである。

【図５】 成長速度の圧力依存性である。である。

【図６】 成長速度のモノシラン流量依存性である。

【図７】 ＳｉＣ層の顕微鏡写真である。

【図８】 高速成長膜のＸ線回折である。

【図９】 エッチング速度および成長速度の温度との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１ サセプタ、２ サセプタ搬送用ピン、３ サセプタ
ホルダー、４ ウエハープレート、５ 基板、６ 固定
ネジ、７ 整流板、８ ガス導入部（上）、９ガス導入
部搬送用ピン、１０ ガス導入部（中）、１１ ガス導
入部（下）、１２ 熱反射板（上）、１３ 熱反射板
（下）、１４ 熱反射板（側面）、１５高周波コイル
（上）、１６ 高周波コイル（下）、１７ 水冷２重
管、１８発熱部、１９ 伝熱部、２０ 基板支持部、３
０ ガス導入部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003078 株式会社東芝 東京都港区芝浦一丁目１番１号 (72)発明者 昌原 鎬 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 高橋 徹夫 茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法 人産業技術総合研究所つくばセンター内 (72)発明者 石田 夕起 茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法 人産業技術総合研究所つくばセンター内 (72)発明者 児島 一聡 茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法 人産業技術総合研究所つくばセンター内 (72)発明者 大野 俊之 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 鈴木 誉也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 櫛部 光弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 西尾 譲司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 4K030 AA09 AA17 BA37 CA04 CA12 EA06 JA09 JA10 KA24 5F045 AA06 AB06 AC01 AD18 AE23 AE25 AF02 AF13 BB09 DP05 EE01 EF05 EF11 EF14 EJ04 EJ09 EK03 EK07 EK21 EK22 EM02 EM05 EM06 EM09

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学的気相成長によって基板上に膜を形
   成するＣＶＤ装置において基板を保持するサセプタであ
   って、 発熱部と、 前記基板を支持する基板支持部と、 前記発熱部の熱を基板台に伝える伝熱部と、 を有し、 前記伝熱部は、発熱部からの熱についてその熱の分布を
   伝熱部の形状に応じて変換して基板支持部に伝熱するこ
   とを特徴とするサセプタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のサセプタにおいて、 前記伝熱部の最小直径が前記発熱部の最大直径よりも小
   さいことを特徴とするサセプタ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のサセプタにお
   いて、 前記伝熱部の最大直径が前記基板支持部の最大直径より
   も小さいことを特徴とするサセプタ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のサセプ
   タにおいて、 基板台の発熱部の体積が基板支持部の体積より大きいこ
   とを特徴とするサセプタ。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のサセプタにおいて、 少なくとも前記発熱部の側面の一部を覆うサセプタホル
   ダーをさらに有することを特徴とするサセプタ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１つに記載のサ
   セプタを有するＣＶＤ装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の装置であって、 さらに、 前記発熱部および前記基板支持部の外方にこれらを加熱
   する加熱機構を有し、 この加熱機構からの距離が、基板支持部よりも発熱部の
   方が小さいことを特徴とするＣＶＤ装置。
8. 【請求項８】 請求項６または７に記載の装置におい
   て、 前記基板あるいは前記基板支持部の基板設置面に対向す
   るとともに基板設置面をほぼ覆うように構成され、外部
   から導入されるガスを吹き出すガス導入部を具備するこ
   とを特徴とするＣＶＤ装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載の装置におい
   て、 さらに、 前記基板あるいは前記基板支持部の基板設置面に向けて
   外部から導入されるガスを吹き出すガス導入部を具備
   し、 前記加熱装置は、前記サセプタと前記ガス導入部のそれ
   ぞれを独立して加熱する加熱機構を有することを特徴と
   するＣＶＤ装置。
10. 【請求項１０】 請求項６に記載の装置において、 さらに、 前記基板あるいは前記基板支持部の基板設置面に向けて
    外部から導入されるガスを吹き出すガス導入部を具備
    し、 このガス導入部は、少なくとも２つ以上に分割できるこ
    とを特徴とするＣＶＤ装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置において、 前記ガス導入部は、その搬送のための搬送ピンを具備す
    ることを特徴とするＣＶＤ装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０または１１に記載の装置に
    おいて、 前記ガス導入部は、ガスの流れ方向に対して、上流部分
    の径が下流部分の径よりも小さいことを特徴とするＣＶ
    Ｄ装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０〜１２のいずれか１つに記
    載の装置において、 前記ガス導入部は、少なくともその一部分が前記サセプ
    タの基板支持部よりも小さい径であることを特徴とする
    ＣＶＤ装置。
14. 【請求項１４】 請求項１０〜１３のいずれか１つに記
    載の装置において、 前記ガス導入部はその内部に、少なくとも1箇所以上貫
    通穴が開いた整流板を具備することを特徴とするＣＶＤ
    装置。
15. 【請求項１５】 請求項６に記載の装置において、 前記サセプタの基板設置面と対向する位置に置かれ、反
    応ガスを基板の薄膜成長表面に向って概略垂直方向に吹
    きつけるように導入する機能と該基板の成長表面を輻射
    加熱する機能とを有し、かつ該基板あるいはサセプタの
    基板設置面をほぼ覆うように構成されたガス導入部と、 前記サセプタ及び前記ガス導入部の加熱をそれぞれ独立
    に制御できる加熱機構と、を有するＣＶＤ装置。
16. 【請求項１６】 請求項６〜１５のいずれか１つに記載
    の装置を用いた成膜方法であって、 温度が１７００℃以上、圧力が１３３３Ｐａ以上１３３
    ３２Ｐａ以下の範囲で成膜することを特徴とする成膜方
    法。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の方法で基板上に成
    膜した薄膜を利用して作製したことを特徴とする半導体
    素子。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の半導体素子であっ
    て、 ＳｉＣの膜を有することを特徴とする半導体素子。