JP2014207357A - Susceptor and vapor phase growth device employing the same - Google Patents

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Yuzuru Takahashi
譲 高橋
義康 石濱
Yoshiyasu Ishihama
義康 石濱
義文 児玉
Yoshifumi Kodama
義文 児玉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a susceptor which can be prevented from being cracked by rapid heating and mechanical strength reduction caused by enlargement, and a vapor phase growth device employing the same.SOLUTION: The susceptor comprises a hole in a center part and a hole for housing a substrate holder in a peripheral part. The susceptor is formed by providing, between the hole in the center part and an outer edge, a slit for preventing contact with the hole for housing the substrate holder. A vapor phase growth device comprises: the susceptor for housing the substrate holder; a heater disposed on a surface opposing the susceptor for heating a substrate; a reactor formed from a gap between the susceptor and the counter surface of the susceptor; a raw material gas introduction part for supplying raw material gas to the reactor; and a reaction gas exhaustion part. The vapor phase growth device employs the susceptor.

Description

本発明は、急激な加熱に起因するサセプタの割れ、大型化による機械的強度の低下に起因するサセプタの割れを防止することが可能なサセプタ及びそれを用いた気相成長装置に関する。   The present invention relates to a susceptor capable of preventing susceptor cracking due to rapid heating and susceptor cracking due to a decrease in mechanical strength due to an increase in size, and a vapor phase growth apparatus using the susceptor.

有機金属化合物気相成長法(MOCVD法)は、分子線エピタキシー法(MBE法)と並び窒化物半導体の結晶成長によく用いられる。特にMOCVD法は、MBE法に比べて結晶成長速度も速く、またMBE法のように高真空装置等も必要ないことから、産業界の化合物半導体量産装置において広く用いられている。近年、青色または紫外LED及び青色または紫外レーザーダイオードの普及にともない、窒化ガリウム、窒化インジウムガリウム、窒化アルミニウムガリウムの量産性を向上させるために、MOCVD法の対象となる基板の大口径化、多数枚化が数多く研究されている。   Organometallic compound vapor phase epitaxy (MOCVD) is often used for crystal growth of nitride semiconductors along with molecular beam epitaxy (MBE). In particular, the MOCVD method has a higher crystal growth rate than the MBE method and does not require a high-vacuum apparatus or the like unlike the MBE method. Therefore, the MOCVD method is widely used in compound semiconductor mass production apparatuses in the industry. In recent years, with the widespread use of blue or ultraviolet LEDs and blue or ultraviolet laser diodes, in order to improve the mass productivity of gallium nitride, indium gallium nitride, and aluminum gallium nitride, the diameter of the substrate subject to MOCVD is increased and many Many studies have been conducted.

このような気相成長装置としては、例えば特許文献1〜5に示すように、基板(基板ホルダー)を保持するサセプタ、サセプタの対面、基板を加熱するためのヒータ、サセプタとサセプタの対面の間隙からなる反応炉、反応炉の中心部から周辺部に向かって原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有する気相成長装置を挙げることができる。これらの気相成長装置においては、複数の基板ホルダーがサセプタに設けられるようにされており、モータ等の駆動手段及び回転伝達手段によってサセプタが自転するとともに、基板ホルダーが自公転する構成となっている。   As such a vapor phase growth apparatus, for example, as shown in Patent Documents 1 to 5, a susceptor holding a substrate (substrate holder), a susceptor facing, a heater for heating the substrate, a gap between the susceptor and the susceptor facing each other And a vapor phase growth apparatus having a raw material gas introduction part for supplying a raw material gas from the central part to the peripheral part of the reaction furnace and a reactive gas discharge part. In these vapor phase growth apparatuses, a plurality of substrate holders are provided on the susceptor, and the susceptor is rotated by a driving unit such as a motor and a rotation transmitting unit, and the substrate holder is rotated and revolved. Yes.

このような気相成長装置を用いて気相成長を行なう際は、サセプタには気相成長に必要な加熱とともに回転駆動力がかかるので、これらに起因するサセプタの割れ(表面のひび、凹凸の発生、破損等を含む。以下同じ。)を防止する手段が開発されている。このような割れ防止手段としては、例えば特許文献6に示すように、凹形状のザグリが形成され、ウエーハ載置面を好ましい表面粗さに設定したサセプタ、また特許文献7に示すように、凹形状のザグリを好ましい形状に設定したサセプタ等が挙げられる。   When performing vapor phase growth using such a vapor phase growth apparatus, the susceptor is subjected to a rotational driving force as well as heating necessary for vapor phase growth. Including generation, breakage, etc. The same shall apply hereinafter). As such crack preventing means, for example, as shown in Patent Document 6, a concave shaped counterbore is formed, and a wafer mounting surface is set to a preferable surface roughness. Examples include a susceptor in which the shape of the counterbore is set to a preferable shape.

特開2002−175992号公報JP 2002-17592 A 特開2007−96280号公報JP 2007-96280 A 特開2007−243060号公報JP 2007-243060 A 特開2009−99770号公報JP 2009-99770 A 特願2011−91388Japanese Patent Application No. 2011-91388 特開2008−187020号公報JP 2008-187020 A 特開2011−144091号公報JP 2011-144091 A

しかしながら、III族窒化物半導体の気相成長においては、気相成長温度が高く急激な加熱が要求されること、また基板の大型化及び多数枚同時成長によりサセプタの大型化が要求され、より優れたサセプタの割れ防止対策が必要となってきた。従って、本発明が解決しようとする課題は、急激な加熱に起因するサセプタの割れ、大型化による機械的強度の低下に起因するサセプタの割れを防止することが可能なサセプタ及びそれを用いた気相成長装置を提供することである。   However, in the vapor phase growth of group III nitride semiconductors, the vapor phase growth temperature is high and rapid heating is required, and the susceptor is increased in size by increasing the size of the substrate and the simultaneous growth of a large number of substrates. It has become necessary to take measures to prevent cracking of the susceptor. Accordingly, the problem to be solved by the present invention is that a susceptor that can prevent cracking of the susceptor due to rapid heating and a crack of the susceptor due to a decrease in mechanical strength due to an increase in size and a gas using the susceptor. It is to provide a phase growth apparatus.

本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果、前述のような気相成長において、中央部の孔と外周端の間に、基板ホルダーを収納するための孔と接触しないようにスリットを設ければ、サセプタにかかる応力が緩和され、急激な加熱に起因するサセプタの割れ、大型化による機械的強度の低下に起因するサセプタの割れを防止できることを見出し、本発明のサセプタ及びそれを用いた気相成長装置に到達した。   As a result of intensive studies to solve these problems, the inventors of the present invention do not make contact with the hole for housing the substrate holder between the hole at the center and the outer peripheral end in the vapor phase growth as described above. It is found that if the slit is provided, stress applied to the susceptor is relieved and cracking of the susceptor due to rapid heating, and cracking of the susceptor due to a decrease in mechanical strength due to an increase in size can be prevented. It reached the vapor phase growth equipment using it.

すなわち本発明は、中央部の孔、及び周辺部に基板ホルダーを収納するための孔を有するサセプタであって、中央部の孔と外周端の間に、基板ホルダーを収納するための孔と接触しないようにスリットが設けられてなることを特徴とするサセプタである。
また、本発明は、基板ホルダーを収納するためのサセプタ、該サセプタの対面、基板を加熱するためのヒータ、該サセプタと該サセプタの対面の間隙からなる反応炉、該反応炉へ原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有する気相成長装置であって、サセプタが、中央部の孔、及び周辺部に基板ホルダーを収納するための孔を有し、該中央部の孔と外周端の間に、基板ホルダーを収納するための孔と接触しないようにスリットが設けられてなることを特徴とする気相成長装置である。
That is, the present invention is a susceptor having a hole in the center and a hole for storing the substrate holder in the periphery, and is in contact with the hole for storing the substrate holder between the hole in the center and the outer peripheral end. The susceptor is characterized in that a slit is provided so as not to occur.
The present invention also provides a susceptor for housing a substrate holder, a surface facing the susceptor, a heater for heating the substrate, a reaction furnace comprising a gap between the surface facing the susceptor and the susceptor, and supplying a source gas to the reaction furnace A vapor phase growth apparatus having a source gas introduction unit and a reaction gas discharge unit, wherein the susceptor has a hole in the central part and a hole for housing the substrate holder in the peripheral part, and the hole in the central part A vapor phase growth apparatus characterized in that a slit is provided between the outer peripheral edge and the outer peripheral end so as not to contact a hole for accommodating the substrate holder.

本発明のサセプタにおいては、中央部の孔と外周端の間に予めスリットを設けるので、サセプタを急激に加熱しても、サセプタを大型化しても、これらに起因するサセプタの割れを防止することができる。その結果、本発明のサセプタを用いた気相成長装置においては、サセプタの割れ発生によって気相成長が中断あるいは中止することなく、またサセプタを頻繁に交換することなく、基板の表面に効率よく気相成長を行なうことができる。   In the susceptor of the present invention, since a slit is provided in advance between the hole in the central portion and the outer peripheral end, even if the susceptor is heated rapidly or the susceptor is enlarged, cracking of the susceptor due to these is prevented. Can do. As a result, in the vapor phase growth apparatus using the susceptor of the present invention, the vapor phase growth is not interrupted or stopped due to the occurrence of cracking of the susceptor, and the surface of the substrate is efficiently removed without frequently changing the susceptor. Phase growth can be performed.

本発明は、基板ホルダーを収納(保持)するためのサセプタに適用される。また、サセプタ、該サセプタの対面、基板を加熱するためのヒータ、該サセプタと該サセプタの対面の間隙からなる反応炉、該反応炉へ原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有する気相成長装置に適用される。本発明における気相成長装置の例としては、ガリウム、インジウム、アルミニウムから選ばれる1種または2種以上の金属と、窒素との化合物からなる窒化物半導体の結晶成長を行なうための気相成長装置を挙げることができる。   The present invention is applied to a susceptor for storing (holding) a substrate holder. Further, a susceptor, a facing of the susceptor, a heater for heating the substrate, a reaction furnace comprising a gap between the facing surface of the susceptor and the susceptor, a raw material gas introduction section for supplying a raw material gas to the reaction furnace, and a reactive gas discharge section It is applied to a vapor phase growth apparatus having As an example of the vapor phase growth apparatus in the present invention, a vapor phase growth apparatus for crystal growth of a nitride semiconductor made of a compound of one or more metals selected from gallium, indium and aluminum and nitrogen. Can be mentioned.

以下、本発明のサセプタ及びそれを用いた気相成長装置について、図1〜図4に基づいて詳細に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
尚、図1は本発明のサセプタの一例を示す平面の構成図である。図2、図3は本発明の気相成長装置の一例を示す垂直面の構成図である。(図2は、サセプタ回転板13を回転させることにより、サセプタ5を回転させる機構を有する気相成長装置であり、図3は、サセプタ回転軸14を回転させることにより、サセプタ5を回転させる機構を有する気相成長装置である。)図4は本発明のサセプタの回転機構の一例を示す構成図(サセプタ5とサセプタ回転板13の形態の一例を示す構成図)である。
Hereinafter, although the susceptor of this invention and the vapor phase growth apparatus using the same are demonstrated in detail based on FIGS. 1-4, this invention is not limited by these.
FIG. 1 is a plan view showing an example of the susceptor of the present invention. FIG. 2 and FIG. 3 are vertical plane structural views showing an example of the vapor phase growth apparatus of the present invention. (FIG. 2 is a vapor phase growth apparatus having a mechanism for rotating the susceptor 5 by rotating the susceptor rotating plate 13, and FIG. 3 is a mechanism for rotating the susceptor 5 by rotating the susceptor rotating shaft 14. FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of the susceptor rotation mechanism of the present invention (configuration diagram showing an example of the form of the susceptor 5 and the susceptor rotating plate 13).

本発明のサセプタは、図1に示すように、中央部の孔1、及び周辺部に基板ホルダーを収納するための孔2を有するサセプタであって、中央部の孔1と外周端3の間に、基板ホルダーを収納するための孔と接触しないようにスリット4が設けられてなるサセプタである。
また、本発明の気相成長装置は、図2、図3に示すように、基板ホルダー5を収納するためのサセプタ6、該サセプタの対面7、基板を加熱するためのヒータ8、サセプタ6とサセプタの対面7の間隙からなる反応炉9、反応炉9へ原料ガスを供給する原料ガス導入部10、及び反応ガス排出部11を有する気相成長装置であって、サセプタ6が前記の本発明のサセプタである気相成長装置である。
As shown in FIG. 1, the susceptor of the present invention is a susceptor having a hole 1 in the center and a hole 2 for housing the substrate holder in the periphery, between the hole 1 in the center and the outer peripheral end 3. In addition, the susceptor is provided with a slit 4 so as not to come into contact with a hole for accommodating the substrate holder.
2 and 3, the vapor phase growth apparatus of the present invention includes a susceptor 6 for housing the substrate holder 5, a facing surface 7 of the susceptor, a heater 8 for heating the substrate, a susceptor 6 and the like. A vapor phase growth apparatus including a reaction furnace 9 having a gap between facing surfaces 7 of a susceptor, a source gas introduction part 10 for supplying a source gas to the reaction furnace 9, and a reaction gas discharge part 11, wherein the susceptor 6 is the above-mentioned present invention This is a vapor phase growth apparatus that is a susceptor.

以下、本発明のサセプタについて説明する。
本発明のサセプタは、特許文献1、特許文献3、特許文献5に記載されたサセプタと同様に、中央部に孔があり、周辺部に基板ホルダー(あるいは基板)を収納するための複数の孔を有するものである。そして、中央部の孔1と外周端3の間に、基板ホルダーを収納するための孔2と接触しないようにスリット4が設けられてなるサセプタである。本発明において、基板ホルダーを収納するための孔2の大きさについては特に限定されることはないが、特に3インチ以上の基板を複数枚保持する大きさの場合に、サセプタの割れを防止できる点で効果を発揮できる。中央部の孔1の大きさについても特に限定されることはない。
Hereinafter, the susceptor of the present invention will be described.
Similar to the susceptors described in Patent Document 1, Patent Document 3, and Patent Document 5, the susceptor of the present invention has a hole in the central portion and a plurality of holes for housing the substrate holder (or substrate) in the peripheral portion. It is what has. The susceptor is formed with a slit 4 between the hole 1 in the center and the outer peripheral edge 3 so as not to come into contact with the hole 2 for housing the substrate holder. In the present invention, the size of the hole 2 for accommodating the substrate holder is not particularly limited, but it is possible to prevent the susceptor from cracking, particularly in the case of a size that holds a plurality of substrates of 3 inches or more. Can be effective in terms. The size of the hole 1 in the center is not particularly limited.

前記のスリットは、通常は中央部の孔1と外周端3を結ぶ最短線上に設けられる。スリットの間隙は、通常は0.5〜20mm、好ましくは0.8〜5mmである。スリットの間隙が0.5mm未満の場合は、割れ防止の効果が少なく、スリットの間隙が20mmを超える場合は、サセプタの機械的強度が低下する虞がある。また、スリットは、サセプタの厚み方向(垂直方向)に対して貫通される。サセプタに設けられる基板ホルダーを収納するための孔は、通常は4〜10個であるが、特に限定されることはない。   The slit is usually provided on the shortest line connecting the hole 1 at the center and the outer peripheral end 3. The gap of the slit is usually 0.5 to 20 mm, preferably 0.8 to 5 mm. When the slit gap is less than 0.5 mm, the effect of preventing cracking is small, and when the slit gap exceeds 20 mm, the mechanical strength of the susceptor may be reduced. The slit is penetrated with respect to the thickness direction (vertical direction) of the susceptor. The number of holes for housing the substrate holder provided in the susceptor is usually 4 to 10, but is not particularly limited.

尚、前記の中央部の孔1は種々の目的のために設けられる。例えば、特許文献5に記載されているような気相成長装置においては、サセプタの中央部に孔を設ければ、基板ホルダーを回転させるための基板ホルダー回転板の全部または一部をその孔に収納させることができる。この基板ホルダー回転板は、外部のモータからの回転力の伝達により回転し、また基板ホルダーと基板ホルダー回転の外周には歯車が設けられており、この歯車を介して基板ホルダー回転から基板ホルダーに回転力が伝達され基板ホルダーが回転する構成になっている。また、サセプタの中央部の孔に、垂直方向から導入される原料ガスを、均等に効率よく水平方向に分散させるための水平板を収納することもできる。   The central hole 1 is provided for various purposes. For example, in a vapor phase growth apparatus as described in Patent Document 5, if a hole is provided in the center of the susceptor, all or part of the substrate holder rotating plate for rotating the substrate holder is used as the hole. Can be stored. The substrate holder rotating plate is rotated by transmission of a rotational force from an external motor, and a gear is provided on the outer periphery of the substrate holder and the substrate holder rotation, and from the substrate holder rotation to the substrate holder via the gear. Rotational force is transmitted to rotate the substrate holder. Further, a horizontal plate for uniformly and efficiently dispersing the source gas introduced from the vertical direction in the horizontal direction can be accommodated in the hole at the center of the susceptor.

本発明のサセプタの大きさについては、特に制限されることはないが、通常は直径が20〜100cmであり、特に30cm以上である場合に割れを防止できる効果が発揮されやすい。サセプタの厚みはサセプタの直径、材質にもよるが、通常は3〜20mmである。サセプタの材質としては、カーボン、パイロリティックグラファイト(PG)、グラッシカーボン(GC)等のカーボン系材料、あるいはカーボン系材料をセラミック材料でコーティングしたもの(PGコートカーボン、GCコートカーボン、SiCコートカーボン等)が好ましいが、石英等の材質も使用することができ、特に限定されることはない。   The size of the susceptor of the present invention is not particularly limited, but usually the diameter is 20 to 100 cm, and particularly when it is 30 cm or more, the effect of preventing cracking is easily exhibited. The thickness of the susceptor is usually 3 to 20 mm, although it depends on the diameter and material of the susceptor. The material of the susceptor is a carbon-based material such as carbon, pyrolytic graphite (PG) or glassy carbon (GC), or a carbon-based material coated with a ceramic material (PG-coated carbon, GC-coated carbon, SiC-coated carbon, etc. ) Is preferable, but a material such as quartz can also be used and is not particularly limited.

次に、本発明の気相成長装置について説明する。
本発明の気相成長装置は、前述の本発明のサセプタを用いることが可能な気相成長装置であり、例えば、図2、図3に示すような気相成長装置である。
図2の気相成長装置は、サセプタ回転板14を回転させることにより、サセプタ6を回転させる機構を有する気相成長装置である。このような気相成長装置においては、外周に歯車を有し外部のモータからの回転力の伝達により回転するサセプタ回転板14が、図4に示すように、外周に歯車を有するサセプタと、歯車が噛合うように設置されている。そしてモータを駆動させることによりサセプタが回転する構成となっている。また、図3の気相成長装置は、サセプタ回転軸15を回転させることにより、サセプタ6を回転させる機構を有する気相成長装置である。本発明の気相成長装置においては、基板、基板ホルダー等を回転する機構、方法について特に制限されることはない。
尚、図1に示すサセプタは外周に歯車がないが、このようなサセプタの外周に、外周側に歯車を有するリング状の部材を取付けて用いることができる。
Next, the vapor phase growth apparatus of the present invention will be described.
The vapor phase growth apparatus of the present invention is a vapor phase growth apparatus that can use the above-described susceptor of the present invention, for example, a vapor phase growth apparatus as shown in FIGS.
The vapor phase growth apparatus shown in FIG. 2 is a vapor phase growth apparatus having a mechanism for rotating the susceptor 6 by rotating the susceptor rotating plate 14. In such a vapor phase growth apparatus, a susceptor rotating plate 14 having a gear on the outer periphery and rotating by transmission of a rotational force from an external motor includes a susceptor having a gear on the outer periphery and a gear as shown in FIG. Is installed to mesh. The susceptor rotates by driving the motor. 3 is a vapor phase growth apparatus having a mechanism for rotating the susceptor 6 by rotating the susceptor rotating shaft 15. In the vapor phase growth apparatus of the present invention, the mechanism and method for rotating the substrate, the substrate holder and the like are not particularly limited.
Although the susceptor shown in FIG. 1 does not have a gear on the outer periphery, a ring-shaped member having a gear on the outer peripheral side can be attached to the outer periphery of such a susceptor.

本発明の気相成長装置において、サセプタ(基板)の対面7は、通常は基板とサセプタの対面の間隙が10mm以内となるように、好ましくは基板の上流側の位置で8mm以内、かつ基板の下流側の位置で5mm以内となるように設定される。サセプタの対面7の材質としては、カーボン系材料、あるいはカーボン系材料をセラミック材料でコーティングしたもの、石英等を使用することができる。また、サセプタの対面7の内部に冷媒を流通する流路13を設けて、気相成長の際にサセプタの対面7を冷却し、反応物がサセプタの対面7の表面に付着することを防止できるように設定することが可能である。   In the vapor phase growth apparatus of the present invention, the facing surface 7 of the susceptor (substrate) is usually within 8 mm at a position on the upstream side of the substrate so that the gap between the facing surfaces of the substrate and the susceptor is within 10 mm. It is set to be within 5 mm at the downstream position. As the material of the facing surface 7 of the susceptor, a carbon-based material, a carbon-based material coated with a ceramic material, quartz, or the like can be used. Further, the flow path 13 for circulating the refrigerant is provided inside the facing surface 7 of the susceptor, so that the facing surface 7 of the susceptor can be cooled during vapor phase growth, and the reactants can be prevented from adhering to the surface of the facing surface 7 of the susceptor. It is possible to set as follows.

本発明の気相成長装置を用いて、例えばIII族窒化物半導体の気相成長を行なう場合は、原料ガスとなる有機金属化合物(トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム等)、アンモニア、及びキャリヤガス(水素、窒素等の不活性ガス、またはこれらの混合ガス)等は、図2、図3に示すように、外部からの原料ガス配管12にから原料ガス導入部10に供給され、さらに原料ガス導入部10から反応炉9に導入される。反応後のガスは反応ガス排出部11から外部に排出される。   For example, when vapor phase growth of a group III nitride semiconductor is performed using the vapor phase growth apparatus of the present invention, an organic metal compound (trimethylgallium, triethylgallium, trimethylindium, triethylindium, trimethylaluminum, triethyl) as a source gas is used. Aluminum, etc.), ammonia, and carrier gas (inert gas such as hydrogen, nitrogen, or a mixed gas thereof) are introduced into the source gas pipe 12 from the outside as shown in FIGS. Then, it is supplied to the part 10 and further introduced into the reaction furnace 9 from the source gas introduction part 10. The gas after the reaction is discharged from the reaction gas discharge unit 11 to the outside.

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by these.

[実施例1]
(サセプタの製作)
中央部に直径20cmの孔、周辺部に直径17cmの孔を6個有し、直径80cm、厚さ8〜15mm(表面に凹凸あり)である図1に示すような円板状のサセプタ(SiCコートカーボン製)を製作した。このサセプタの中央部の孔と外周端との間には、間隙が2.5mmのスリットが設けられている。また、スリットは、中央部の孔と外周端を結ぶ最短線上に設けられている。
[Example 1]
(Production of susceptor)
A disk-shaped susceptor (SiC) as shown in FIG. 1 having a hole with a diameter of 20 cm in the center and six holes with a diameter of 17 cm in the periphery, a diameter of 80 cm, and a thickness of 8 to 15 mm (with irregularities on the surface). Coated carbon). A slit having a gap of 2.5 mm is provided between the central hole of the susceptor and the outer peripheral end. The slit is provided on the shortest line connecting the hole in the center and the outer peripheral end.

(気相成長装置の製作)
ステンレス製の反応容器の内部に、前記のサセプタ、冷媒を流通する構成を備えたサセプタの対面(SiCコートカーボン製)、ヒータ、原料ガスの導入部(カーボン製)、反応ガス排出部等を設けて、図2に示すような気相成長装置を製作した。また、6インチサイズのサファイアからなる基板を保持した基板ホルダー6個を、基板の位置における対面との間隙が10mm以下となるようにサセプタにセットした。尚、冷媒を流通する流路として、配管1本を中心部から周辺部に向かって渦巻き状に配置した。
(Production of vapor phase growth equipment)
Inside the stainless steel reaction vessel, the above susceptor, facing the susceptor (made of SiC-coated carbon) with a structure for circulating the refrigerant, a heater, a source gas introduction part (made of carbon), a reaction gas discharge part, etc. are provided. Thus, a vapor phase growth apparatus as shown in FIG. 2 was manufactured. Further, six substrate holders holding a 6-inch sapphire substrate were set on the susceptor so that the gap between the substrate and the facing surface was 10 mm or less. In addition, as a flow path which distribute | circulates a refrigerant | coolant, one piping was arrange | positioned spirally toward the peripheral part from the center part.

(サセプタの昇温実験)
このような気相成長装置を用いて、以下のようにサセプタの昇温実験を行ないサセプタの割れが発生するか否か調査した。対面の冷却用配管への冷却水循環を開始した後、基板を10rpm、サセプタを1rpmの回転速度で回転させながら、原料ガス導入部から窒素を流すとともに、サセプタ(基板)表面の温度を、60℃/minの昇温速度で1050℃まで上昇させた。前記の温度を1時間維持した後、ヒータの電源を切り、サセプタの温度を室温まで下げた。このような操作を10回繰り返した。その結果、サセプタの割れは発生しなかった。
(Susceptor temperature rise experiment)
Using such a vapor phase growth apparatus, a temperature increase experiment of the susceptor was conducted as follows to investigate whether or not the susceptor cracked. After starting the cooling water circulation to the facing cooling pipe, the substrate was rotated at 10 rpm and the susceptor was rotated at a rotation speed of 1 rpm, while nitrogen was passed from the source gas introduction part and the temperature of the susceptor (substrate) surface was 60 ° C. The temperature was increased to 1050 ° C. at a temperature increase rate of / min. After maintaining the temperature for 1 hour, the heater was turned off and the temperature of the susceptor was lowered to room temperature. Such an operation was repeated 10 times. As a result, no susceptor cracking occurred.

[実施例2、3]
実施例1のサセプタの製作において、スリットの間隙を各々1.5mm、5mmに変更したほかは実施例1と同様にしてサセプタを製作した。
これらのサセプタを用いたほかは実施例1と同様にして気相成長装置を製作し、サセプタの昇温実験を行なった。その結果、いずれの実施例の場合もサセプタの割れは発生しなかった。
[Examples 2 and 3]
A susceptor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the slit gaps were changed to 1.5 mm and 5 mm, respectively, in the manufacture of the susceptor of Example 1.
A vapor phase growth apparatus was manufactured in the same manner as in Example 1 except that these susceptors were used, and a susceptor temperature increase experiment was performed. As a result, no susceptor cracking occurred in any of the examples.

[実施例4]
実施例1のサセプタの製作において、周辺部の孔を直径12cmのもの10個に変更したほかは実施例1と同様にしてサセプタを製作した。スリットは間隙が2.5mmであった。
このサセプタを用い、4インチサイズのサファイアからなる基板をセットしたほかは、実施例1と同様にして気相成長装置を製作し、サセプタの昇温実験を行なった。その結果、サセプタの割れは発生しなかった。
[Example 4]
In the manufacture of the susceptor of Example 1, the susceptor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the peripheral holes were changed to 10 holes having a diameter of 12 cm. The slit had a gap of 2.5 mm.
A vapor phase growth apparatus was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a 4-inch sapphire substrate was set using this susceptor, and a temperature increase experiment of the susceptor was performed. As a result, no susceptor cracking occurred.

[比較例1]
実施例1のサセプタの製作において、スリットを設けなかったほかは実施例1と同様にしてサセプタを製作した。
このサセプタを用いたほかは実施例1と同様にして気相成長装置の製作し、サセプタの昇温実験を行なった。その結果、1回目のサセプタの昇温実験でサセプタの割れが発生したので実験を中止した。気相成長装置からサセプタを取出し調査した結果、中央部の孔と周辺部のうち2個の孔との間に割れが発生していることが確認された。
[Comparative Example 1]
In the manufacture of the susceptor of Example 1, a susceptor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that no slit was provided.
A vapor phase growth apparatus was manufactured in the same manner as in Example 1 except that this susceptor was used, and a temperature increase experiment of the susceptor was performed. As a result, the susceptor cracking occurred in the first susceptor temperature increase experiment, so the experiment was stopped. As a result of taking out and investigating the susceptor from the vapor phase growth apparatus, it was confirmed that a crack occurred between two holes in the central part and the peripheral part.

[比較例2]
比較例1の昇温実験において、サセプタの昇温速度を40℃/minに低下させたほかは比較例1と同様にして昇温実験を行なった。その結果、4回目のサセプタの昇温実験でサセプタの割れが発生したので実験を中止した。気相成長装置からサセプタを取出し調査した結果、中央部の孔と周辺部のうち1個の孔との間に割れが発生していることが確認された。
[Comparative Example 2]
In the temperature increase experiment of Comparative Example 1, the temperature increase experiment was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the temperature increase rate of the susceptor was reduced to 40 ° C./min. As a result, the susceptor cracking occurred in the fourth susceptor temperature increase experiment, so the experiment was stopped. As a result of taking out and investigating the susceptor from the vapor phase growth apparatus, it was confirmed that a crack was generated between the hole in the central portion and one hole in the peripheral portion.

[比較例3]
実施例4のサセプタの製作において、スリットを設けなかったほかは実施例4と同様にしてサセプタを製作した。
このサセプタを用いたほかは実施例4と同様にして気相成長装置の製作し、サセプタの昇温実験を行なった。その結果、3回目のサセプタの昇温実験でサセプタの割れが発生したので実験を中止した。気相成長装置からサセプタを取出し調査した結果、中央部の孔と周辺部のうち1個の孔との間に割れが発生していることが確認された。
[Comparative Example 3]
In the manufacture of the susceptor of Example 4, a susceptor was manufactured in the same manner as in Example 4 except that no slit was provided.
A vapor phase growth apparatus was manufactured in the same manner as in Example 4 except that this susceptor was used, and a temperature increase experiment of the susceptor was performed. As a result, the susceptor cracking occurred in the third susceptor temperature increase experiment, so the experiment was stopped. As a result of taking out and investigating the susceptor from the vapor phase growth apparatus, it was confirmed that a crack was generated between the hole in the central portion and one hole in the peripheral portion.

以上の通り、本発明のサセプタは、急激に加熱しても、大型化しても、これらに起因する割れを防止することができることが確認された。また、本発明の気相成長装置は、サセプタが割れにくいので、割れ発生による気相成長の中断あるいは中止をすることなく、またサセプタを頻繁に交換することなく、基板の表面に効率よく気相成長を行なうことができることが確認された。   As described above, it has been confirmed that the susceptor of the present invention can prevent cracks caused by these even when heated rapidly or enlarged. In addition, since the vapor phase growth apparatus of the present invention is difficult to break the susceptor, the vapor phase growth can be efficiently performed on the surface of the substrate without interrupting or stopping the vapor phase growth due to the occurrence of cracks, and without frequently changing the susceptor. It was confirmed that growth can be performed.

本発明のサセプタの一例を示す平面の構成図Plane configuration diagram showing an example of the susceptor of the present invention 本発明の気相成長装置の一例を示す垂直面の構成図Configuration diagram of a vertical surface showing an example of a vapor phase growth apparatus of the present invention 本発明の図2以外の気相成長装置の一例を示す垂直面の構成図Configuration diagram of a vertical plane showing an example of a vapor phase growth apparatus other than FIG. 2 of the present invention 本発明のサセプタの回転機構の一例を示す構成図Configuration diagram showing an example of the rotation mechanism of the susceptor of the present invention

1 中央部の孔
2 基板ホルダーを収納するための孔
3 外周端
4 スリット
5 基板ホルダー
6 サセプタ
7 サセプタの対面
8 ヒータ
9 反応炉
10 原料ガス導入部
11 反応ガス排出部
12 原料ガス配管
13 冷媒を流通する流路
14 サセプタ回転板
15 サセプタ回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hole of center part 2 Hole for accommodating substrate holder 3 Outer peripheral edge 4 Slit 5 Substrate holder 6 Susceptor 7 Face of susceptor 8 Heater 9 Reactor 10 Source gas introduction part 11 Reaction gas discharge part 12 Source gas piping 13 Refrigerant Flow path 14 Susceptor rotating plate 15 Susceptor rotating shaft

Claims (6)

中央部の孔、及び周辺部に基板ホルダーを収納するための孔を有するサセプタであって、中央部の孔と外周端の間に、基板ホルダーを収納するための孔と接触しないようにスリットが設けられてなることを特徴とするサセプタ。   A susceptor having a hole in the central part and a hole for storing the substrate holder in the peripheral part, and a slit is provided between the hole in the central part and the outer peripheral end so as not to contact the hole for storing the substrate holder. A susceptor characterized by being provided. スリットの間隙が、0.5〜20mmである請求項1に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, wherein the slit has a gap of 0.5 to 20 mm. スリットが、中央部の孔と外周端を結ぶ最短線上に設けられた請求項1に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, wherein the slit is provided on the shortest line connecting the hole at the center and the outer peripheral end. 構成材料が、カーボン、パイロリティックグラファイト、グラッシカーボン、または、これらの材料をセラミック材料でコーティングしたものである請求項1に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, wherein the constituent material is carbon, pyrolytic graphite, glassy carbon, or a material obtained by coating these materials with a ceramic material. 大きさが、3インチ以上の基板を複数枚保持できるものである請求項1に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, which can hold a plurality of substrates having a size of 3 inches or more. 基板ホルダーを収納するためのサセプタ、該サセプタの対面、基板を加熱するためのヒータ、該サセプタと該サセプタの対面の間隙からなる反応炉、該反応炉へ原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有する気相成長装置であって、サセプタが、中央部の孔、及び周辺部に基板ホルダーを収納するための孔を有し、該中央部の孔と外周端の間に、基板ホルダーを収納するための孔と接触しないようにスリットが設けられてなることを特徴とする気相成長装置。   A susceptor for housing the substrate holder, a face of the susceptor, a heater for heating the substrate, a reaction furnace comprising a gap between the susceptor and the face of the susceptor, a feed gas introduction section for feeding a feed gas to the reaction furnace, And a gas phase growth apparatus having a reactive gas discharge unit, wherein the susceptor has a hole in the central part and a hole for accommodating the substrate holder in the peripheral part, and the hole between the central part and the outer peripheral end. A vapor phase growth apparatus characterized in that a slit is provided so as not to come into contact with a hole for housing the substrate holder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016201528A (en) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社Sumco Susceptor, vapor deposition apparatus, vapor deposition method and epitaxial silicon wafer
TWI608557B (en) * 2015-04-08 2017-12-11 聿光科技有限公司 Epitaxy reactor and its central star ring for wafer
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