JP2022508364A - 非一様な長さ方向断面を伴う半導体材料用のエピタキシャル・リアクタのための反応チャンバおよびリアクタ - Google Patents

Abstract

反応チャンバ（１００Ａ）が、基板（６２）上における半導体材料の堆積のためのリアクタのために使用される；この反応チャンバは、長さ方向に延び、かつ長さ方向に延びる反応および堆積ゾーン（１０）を包含する；このゾーン（１０）は、電磁誘導によって加熱されるべく適合されたサセプタ・エレメント（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２２Ａ、２２Ｂ、３１、３２）によって画定される；第１のサセプタ・エレメント（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２２Ａ、２２Ｂ）は、チャンバの基板支持要素（６１）と対向し、かつそれの全長に沿って長さ方向に延びる孔（２０）を有する；この第１のサセプタ・エレメント（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２２Ａ、２２Ｂ）は、長さ方向の位置に依存する非一様な断面を有する。

Description

本発明は、非一様な長さ方向の断面を伴う基板上への半導体材料の堆積に適合されたエピタキシャル・リアクタのための反応チャンバおよびそれを使用するリアクタに関する。

特に本発明は、『ホット・ウォール』反応チャンバに関する。

この種のタイプの反応チャンバは、特に、炭化ケイ素基板上（『ホモエピタキシャル』プロセス）または別の材料から作られる基板（『ヘテロエピタキシャル』プロセス）における炭化ケイ素のエピタキシャル堆積のために使用される。

出願人は、過去においてもすでに、この種類の反応チャンバを手掛けており、かつ出願しており、たとえば２つの国際特許出願である特許文献１および特許文献２（参照目的のためにこれに援用される）がある。

このタイプの反応チャンバ１の例を、図１および図２および図３に略図的に図解したが、これが、長さ方向に沿って一様に延びている。これは、反応および堆積ゾーン１０を画定し、かつ断熱材料から作られたケーシング７内に入れられた４つのサセプタ・エレメント２、３、４、および５からなるサセプタ・アッセンブリを包含する；ケーシング７は、石英管８内に挿入される。ケーシング７は、管７１および２つの円形キャップ７２および７３からなる。管８の周囲には、グラファイトから作られたエレメント２、３、４、および５を電磁誘導によって加熱するべく適合されたインダクタ９が巻き付けられている；インダクタ９は、厳密に言えば反応チャンバ１の一部でないことから破線を用いて表されている。インダクタ・エレメント４および５は、２つの帯であり、ゾーン１０の側壁を構成している。エレメント２および３は、弓形形状の部分および弓形形状の断面を有するスルーホール２０および３０を伴う２つのプロジェクション・ソリッドである；したがって、これらは、扁平プレート２１および３１と湾曲プレート２２および３２からなる；扁平プレート２１および３１は、それぞれゾーン１０の上側および下側壁を構成する。下側壁３１は、とりわけ、堆積を受ける少なくとも１つの基板６２を支持するべく適合された支持要素６１（通常、堆積プロセスの間にわたって回転可能）を包含するアッセンブリ６を収容するべく適合されている；この例によれば、支持要素６１を、ゾーン１０へ挿入すること、およびそこから抽出することが可能である。２つのキャップ７２および７３が、閉じられているかのように示されているが、これらは開口、詳細に述べれば、先駆ガスの流入口（黒色の矢印参照）のためのキャップ７３内の開口および排気ガスの吐出口（黒色の矢印参照）のためのキャップ７２内の開口を表している。位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、およびＰ８におけるチャンバ１の断面は同一である（正確に言うと、殆ど同一である）。

これら２つの特許出願の中で述べられ、図解されている反応チャンバは、とりわけ、反応および堆積ゾーン（図１および図２および図３における１０）内において、特に、堆積を受ける基板（図１および図２および図３における６２）内において一様な温度を維持するというねらいを有していた。

後に出願人は、これらの２つの特許出願から導出された、反応および堆積ゾーン内において垂直方向の温度差を獲得する解決策を開発し、特許文献３の国際特許出願（参照目的のためにこれに援用される）を申請した。この反応チャンバもまた、長さ方向に沿って一様に延びる。

図１および図２および図３のチャンバにおいては（および、上に述べられている特許出願のチャンバにおいても）、サセプタ・アッセンブリが互いに等しい（すなわち、同一の厚さの）薄い軸方向断片に切られると考えた場合に、各断片が反応および堆積ゾーンの加熱に等しく寄与する。

国際公開第２００４０５３１８７号パンフレット 国際公開第２００４０５３１８８号パンフレット 国際公開第２００７０８８４２０号パンフレット

最近実施された実験の成果として、出願人は、堆積プロセスの間にわたって堆積を受ける基板に所望の温度プロファイル（たとえば、堆積プロセスの間にわたる基板の上側表面の一様な温度）を獲得するためには、その種の均一な寄与が最良の解決策ではないことを認識した。

図１および図２および図３のチャンバにおいては（および、上に述べられている特許出願のチャンバにおいても）、堆積プロセスの間に、たとえば、基板の上側表面の多様なポイントにおける温度を直接測定することが殆ど不可能である。

したがって、出願人は、特定の方法を用いて間接的な測定を行うことを決定した。この方法によれば、基板、たとえば炭化ケイ素から作られたそれがチャンバの支持要素上に配置され、チャンバの反応および堆積ゾーンがプロセス温度まで加熱され、あらかじめ決定済みの時間にわたって反応および堆積ゾーン内に水素（通常のプロセス・ガスの混合物に代えて）が流れ込むことが可能にされ、反応および堆積ゾーンが冷却され、このように処理された基板が、反応および堆積ゾーンから抽出され、かつ、最終的に、このように処理された基板の厚さが多様なポイントにおいて測定される；基板の上側表面のこれらの多様なポイントにおける（処理の間の）温度は、それぞれの厚さ測定から検出することが可能であり、水素の『エッチング』速度と温度の間には関係がある。

この種の間接的な測定の結果が図３に表されている。支持要素６１が回転しない（したがって、基板６２もまた回転しない）場合においては、基板６２の上側表面は、反応および堆積ゾーン１０内に入ってくる比較的冷たいガス（図３の左側の黒色の矢印参照）が当たることからより冷たい正面ゾーンＺ１と、比較的熱い側壁４および５に近いことからより熱い２つの側方ゾーンＺ２およびＺ３を有する。通常、支持要素６１は、堆積プロセスの間にわたって回転されることから、基板６２におけるその種の温度の非一様性が低減されるが、完全には相殺されない。

本発明の目的は、反応チャンバの反応および堆積ゾーンの加熱に対するサセプタ・アッセンブリの寄与を、長さ方向の位置の関数として単純かつ効果的に変化させることである。

特に、反応および堆積ゾーンの中央部分、すなわち、堆積を受ける基板（図２の６２）が位置するところにおいてはその種の寄与がより低くなければならないことが明らかになった（たとえば、図２を参照するが、長さ方向の位置Ｐ２とＰ７、またはＰ３とＰ６、またはＰ４とＰ５の間）。

本発明のさらなる目的は、反応チャンバの反応および堆積ゾーンの加熱に対するサセプタ・アッセンブリの寄与を、横行方向の位置の関数として単純かつ効果的に変化させることである。

この全般的な目的およびそのほかの目的は、この説明の統合された部分を形成する付随する特許請求の範囲内に表現されていることの成果として達成される。

本発明の要旨は、また、その種の反応チャンバを使用するリアクタでもある。

本発明は、次に挙げる添付図面とともに考察されるべき以下の詳細な説明からより容易に明らかになるはずである。

従来技術に従った反応チャンバの断面図（略図）である。 図１の反応チャンバの長さ方向の断面図（略図）である。 図１の反応チャンバの部分を上から見た内部を示した平面図（略図）である。 修正湾曲プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第１の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正湾曲プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第２の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正湾曲プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第３の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正湾曲プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第４の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正湾曲プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第５の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正湾曲プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第６の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正扁平プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第１の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正扁平スラブを伴う本発明に従った反応チャンバの第２の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正扁平スラブを伴う本発明に従った反応チャンバの第３の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 修正扁平プレートを伴う本発明に従った反応チャンバの第４の実施態様の長さ方向の断面図（略図）である。 図６－１の反応チャンバのＡ－Ａ断面図（略図）である。 本発明のいくつかの変形を包含するための扁平プレートの上から見た概略図である。 本発明のいくつかの変形を包含するための湾曲プレートの側面図である。

容易に理解可能であるとおり、その主要な有利な側面が付随する特許請求の範囲内において定義され、かつ以下の詳細な説明または付随する特許請求の範囲のいずれにも限定されない本発明を実際的に実装する多様な方法がある。

図１および図２および図３を参照すると、インダクタ９に交流が供給された場合に、サセプタ・エレメント２、３、４、および５内、特にエレメント２および３（注意される必要があるが、本発明によれば、エレメント４および５は、電気的絶縁材料から全部または一部が作られることも可能であり、したがって、反応および堆積ゾーン１０の加熱に与える寄与は低い）内に交流が誘導される。

サセプタ・エレメントを作るためのもっとも典型的な材料は、周知のとおりグラファイトである；これは、裸または被覆付き、たとえば炭化ケイ素または炭化タンタルの被覆付きで使用することが可能である。

たとえば、エレメント２内においては、誘導された電流が孔２０周囲の閉路に従う；エレメント２の対称性を前提とすると、これらの閉路のそれぞれは、チャンバ１の軸（図１内の『＋』符号参照）に垂直な平面内にあると仮定することが可能である；たとえば、これらの平面の１つが図１の平面である。サセプタ・エレメント内に誘導された電流は、ジュール効果によって熱を作り出す。

出願人は、特にサセプタ・エレメント２の断面を長さ方向の位置の関数として変化させることによって、長さ方向の位置に従ったサセプタ・アッセンブリの熱の生成が獲得されると判断した。また、本発明によれば、一定でない断面を伴うサセプタ・エレメントは、プロジェクション・ソリッド、特に有孔プロジェクション・ソリッドに類似している。

その種の断面の変化の主な目的は、サセプタ・アッセンブリの１つ以上のゾーン内の孔の周囲に誘導される電流を制限または防止することであった。

さらにまた、出願人は、特にサセプタ・エレメント２の厚さを位置の関数として変化させることによって、好都合なことに、長さ方向および／または横行方向の位置に従ったサセプタ・アッセンブリの熱の生成が獲得されると判断した。

その種の断面および／または厚さの変化の研究においては、少なくとも２つの要因が考慮された。第１の要因は、チャンバの軸（図１内の『＋』符号参照）と平行な成分を有する方向における任意の熱流に特に関係するサセプタ・エレメント内の熱伝導である。第２の要因は、チャンバの軸（図１内の『＋』符号参照）と平行な成分を有する方向の任意の電流の流れに特に関係するサセプタ・エレメント内の電気エネルギの伝導である。

さらにまた、次の２つのオームの法則も考慮に入れられた。
Ｉ＝Ｖ／Ｒ
Ｒ＝ρ（ｌ／Ｓ）
これにおいて、『ρ』は、考慮されている主要部または当該主要部の一部の材料の抵抗率であり、『ｌ』は長さ、『Ｓ』は断面積である。

図４および５の実施態様は、図１および図２および図３の解決策の変形と考えることが可能である。図４の例は、上側サセプタ・エレメント、すなわち基板支持要素の反対側となるサセプタ・エレメントの湾曲プレートの構成のみに起因して図１および図２および図３の解決策と異なる；詳細に述べれば、このサセプタ・エレメントの扁平プレートが基板支持要素に面する。図５の例は、上側サセプタ・エレメント、すなわち基板支持要素の反対側となるサセプタ・エレメントの扁平プレートの構成のみに起因して図１および図２および図３の解決策と異なる；詳細に述べれば、このサセプタ・エレメントの扁平プレートが基板支持要素に面する。図６の例は、上側サセプタ・エレメント（すなわち基板支持要素の反対側となるサセプタ・エレメント）の構成のみに起因して図１および図２および図３の解決策と異なり、図５Ａの例の図４Ａの例の組み合わせに類似している；概して言えば、図４の例と図５の例は、互いに組み合わせることが可能である。

これらの例の詳細な説明に進む前に、以下を指定しておくことが適切である。以下において、基本的に解決策の幾何学的側面に対して参照がなされ、構造の側面とは完全に独立である。たとえば、『プレート』と述べた場合には、互いに結合された１つ以上の部品が包含されることが許容される；詳細に述べれば、同一の輪郭を有する２つの（またはそれより多くの）扁平な主要部を結合することによってプレートを獲得することができ、その種の２つ（またはそれより多くの主要部）を単純にオーバーラップさせること、または互いに固定することが可能である。注意されるものとするが、構造の側面は、解決策の挙動に影響を及ぼす可能性がある；たとえば、炭化ケイ素が被覆された２つのグラファイト製の主要部を結合することによって構成要素が獲得される場合に、熱は、一方の主要部から他方へ容易に伝わるが、電流は、一方の主要部から他方へ容易に伝わらない。

別の明細事項は、手前に述べられている長さ方向の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、およびＰ８に関係する。長さ方向の位置Ｐ４は、基板６２のエッジの端の位置に対応する；長さ方向の位置Ｐ３は、支持要素６１のエッジの端の位置に対応する；長さ方向の位置Ｐ１およびＰ２（互いから距離が置かれている）は、支持要素６１のエッジの端とゾーン１０の端の間における中間位置の例に対応する；長さ方向の位置Ｐ５は、基板６２のエッジの他方の端の位置に対応する；長さ方向の位置Ｐ６は、支持要素６１のエッジの他方の端の位置に対応する；長さ方向の位置Ｐ７およびＰ８（互いから距離が置かれている）は、支持要素６１のエッジの他方の端とゾーン１０の他方の端の間における中間位置の例に対応する。

図４Ａの例１００Ａ（図１および図２および図３の解決策の変形と考えることが可能である）においては、サセプタ・エレメント２が：
－ 第１の扁平プレート２１Ａおよび第１の扁平プレート２１Ａと結合される第１の湾曲プレート２２Ａを包含する第１のエンド・ゾーン（位置Ｐ４においてキャップ７３に隣接する第１の端部から延びる）と、
第２の扁平プレート２１Ｂおよび第２の扁平プレート２１Ｂと結合される第２の湾曲プレート２２Ｂを包含する第２のエンド・ゾーン（位置Ｐ５からキャップ７２に隣接する第２の端部まで延びる）と、
－ 第３の扁平プレート２１Ｃからなる中間ゾーン（位置Ｐ４から位置Ｐ５まで延びる）と、
を包含し、３つの扁平プレート２１Ａ、２１Ｂ、および２１Ｃは、通常、単一の部品２１から作られる；第１の湾曲プレート２２Ａと第２の湾曲プレート２２Ｂの間には、第１の区間の孔２０Ａと第２の区間の孔２０Ｂを流体接続する容積ＶＡが存在する。

図４Ｂの例１００Ｂは、図４Ａの例１００Ａと類似である。しかしながら、第１の湾曲プレート２２Ｃが位置Ｐ３まで延び、第２の湾曲プレート２２Ｄが位置Ｐ６から延び、これら２つのプレートの間に容積ＶＢが存在する。

図４Ｃの例１００Ｃは、図４Ａの例１００Ａと類似である。しかしながら、第１の湾曲プレート２２Ｅが位置Ｐ２まで延び、第２の湾曲プレート２２Ｆが位置Ｐ７から延び、これら２つのプレートの間に容積ＶＣが存在する。

図４Ｄの例１００Ｄは、図４Ａの例１００Ａと類似である。しかしながら、第１の湾曲プレート２２Ｇが上向きに位置Ｐ３まで、下向きに位置Ｐ４まで延び（詳細に述べれば、傾斜平面によって長さ方向の境界が定められる）、第２の湾曲プレート２２Ｈが上向きに位置Ｐ６から、下向きに位置Ｐ５から延び（詳細に述べれば、傾斜平面によって長さ方向の境界が定められる）、これら２つのプレートの間に容積ＶＤが存在する。

図４Ｅの例１００Ｅは、図４Ａの例１００Ａと類似である。しかしながら、第１の湾曲プレート２２Ｌが上向きに位置Ｐ３まで、下向きに位置Ｐ４まで延び（詳細に述べれば、傾斜平面によって長さ方向の境界が定められる）、第２の湾曲プレート２２Ｍが位置Ｐ６から延び、これら２つのプレートの間に容積ＶＥが存在する。

図４Ｆの例１００Ｆは、図４Ｄの例１００Ｄと非常に類似している。しかしながら、第１の湾曲プレート２２Ｎと第２の湾曲プレート２２Ｐが異なる曲率半径を有し、これら２つのプレートの間に容積ＶＦが存在する。

図５Ａの例１００Ｇ（（図１および図２および図３の解決策の変形と考えることが可能である））においては、サセプタ・エレメント２が：
－ 第１の厚さ（詳細に述べれば、第１の平均の厚さ）を伴う第１の扁平プレートＳ１を包含する第１のエンド・ゾーン（位置Ｐ４においてキャップ７３に隣接する第１の端部から延びる）と、
－ 第２の厚さ（詳細に述べれば、第２の平均の厚さ）を伴う第２の扁平プレートＳ２を包含する第２のエンド・ゾーン（位置Ｐ５からキャップ７２に隣接する第２の端部まで延びる）と、
－ 第３の厚さ（詳細に述べれば、第３の平均の厚さ）を伴う第３の扁平プレートＳ３を包含する中間ゾーン（位置Ｐ４から位置Ｐ５まで延びる）と、
を包含し、これら３つの扁平プレートＳ１、Ｓ２、およびＳ３は、通常、単一ピース２１－１から作られる；この例においては、第３の厚さが第１の厚さおよび第２の厚さより小さい。さらにまた、サセプタ・エレメント２は、図１および図２および図３のチャンバの湾曲プレートに類似する単一の湾曲プレート２２を包含し、それが孔２０を取り囲んでいる。

図５Ｂの例１００Ｈは、図５Ａの例１００Ｇと類似である。しかしながら、第１の扁平プレートＳ４が位置Ｐ３まで延び、第２の扁平プレートＳ５が位置Ｐ６から延び、第３の扁平プレートＳ６が位置Ｐ３と位置Ｐ６の間に延び、これら３つのプレートが、通常は単一ピース２１－２から作られる。

図５Ｃの例１００Ｌは、図５Ａの例１００Ｇと類似である。しかしながら、第１の扁平プレートＳ４が位置Ｐ３まで延び、第２の扁平プレートＳ５が位置Ｐ６から延び、第３の扁平プレートＳ３が位置Ｐ４と位置Ｐの間に延び、第１の小コネクタがプレートＳ４とＳ３の間に存在し、かつ第２の小コネクタがプレートＳ３とＳ５の間に存在し、これら３つのプレートおよび２つの小コネクタが、通常は単一ピース２１－３から作られる。

図５の例１００Ｇ、１００Ｈ、および１００Ｌにおける扁平プレート２１－１、２１－２、２１－３、２１－４、および図６の例６００における扁平プレートの例の低下部が、サセプタ・エレメント２の中間ゾーン内に流れる誘導電流の制限に使用されている。

図６（すなわち、図６－１および図６－２）の例６００は、湾曲プレート２２との関連において図４Ａの例１００Ａと、扁平プレート２１－４との関連において図５Ａの例１００Ｇと非常に類似しており、中央に容積ＶＭを有する。しかしながら、第１のプレートＳ１は、中央の低下部Ｓ７（すなわち、チャンバの軸に関して中心設定されている－－図６－２参照）を有し、それが長さ方向に延びている（図６－１参照）。詳細に述べれば、低下部Ｓ７は、アッセンブリ６と整列されている（図６－２参照）；より詳細に述べれば、低下部７の幅は、基板６２の直径に対応している。低下部Ｓ７は、孔２０に面している。詳細に述べれば、低下部Ｓ７におけるプレートＳ１の厚さが、プレートＳ３の厚さより大きい。

低下部Ｓ７は、中央において、詳細に述べれば側面（図６－２において、エレメント４および５に関する位置を考える）に関して横行方向の位置Ｄ１とＤ２（ゾーン１０の軸に関して対称）の間においてより多く（横行方向に）反応および堆積ゾーンに入るガスを加熱するために使用される。

概して言えば、本発明に従った反応チャンバは、基板（詳細に述べれば、炭化ケイ素）上における半導体材料（詳細に述べれば、炭化ケイ素）の堆積用に適合されたエピタキシャル・リアクタのために使用される；この反応チャンバは、長さ方向に延び、かつ長さ方向に延びる反応および堆積ゾーンを包含する；このゾーンは、電磁誘導によって加熱されるべく適合されたサセプタ・エレメントによって画定される）；（少なくとも）第１のサセプタ・エレメントは、それの全長にわたって長さ方向に延びる孔を有する；この第１のサセプタ・エレメントは、長さ方向の位置に依存する非一様な断面を有する。

少なくとも第１のサセプタ・エレメントは、通常、プロジェクション・ソリッドを、特に有孔プロジェクション・ソリッドに類似している。

通常、第１のサセプタ・エレメントは、第１の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、第２の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、中間の（長さ方向の）エンド・ゾーンとを有する；第１のエンド・ゾーンと第２のエンド・ゾーンは、等しくすることが可能である。

第１の典型的な単純かつ一般的可能性によれば、中間ゾーンの断面積は、第１のエンド・ゾーン内における、および第２のエンド・ゾーン内における断面積より小さい。

典型的な構成によれば、第１のサセプタ・エレメントは、（少なくとも）扁平プレート（部分的に反応および堆積ゾーンの境界を定める）と、その扁平プレートと結合される（少なくとも）湾曲プレート（反応および堆積ゾーンの境界を定めない）とを包含する（図１および図２の反応チャンバと類似）；扁平プレートおよび湾曲プレートは、第１のサセプタ・エレメントの孔を取り囲む。図７には、扁平プレート２１（複数の溝２１２を有する）、詳細に述べれば、上側サセプタ・エレメントのそれが示されている；図８においては、湾曲プレート２２（複数の切り取り２２２を有する）、詳細に述べれば、上側サセプタ・エレメントのそれが示されている；図７のプレート２１および図８のプレート２２は、結合されてサセプタ・エレメントを、詳細に述べれば、上側サセプタ・エレメント（図７の２つの矢印２２に注意されたい）を形成し、それを単一ピースとすることも可能である；参照番号２１１は、プレート２２と接触していないプレート２１の部分を示している。

その種の典型的な構成が使用された場合において、サセプタ・アッセンブリの非一様な熱の生成を獲得する第１の方法は、湾曲プレートが適切な寸法の少なくとも１つの切り取り（たとえば、切り取り２２２参照）および／または少なくとも１つの孔を有することを企図する；孔は、半径方向に、すなわち第１のサセプタ・エレメントの長さ方向に対して垂直な方向に向けることが可能である；切り取りは、円周方向に延びることが可能である（たとえば、切り取り２２２参照）。図８において、切り取り２２２の数、幅、および位置が熱の生成に影響を及ぼす。

その種の典型的な構成が使用された場合において、サセプタ・アッセンブリの非一様な熱の生成を獲得する第２の方法は、湾曲プレートが一定でない厚さを有することを企図する。

その種の典型的な構成が使用された場合において、サセプタ・アッセンブリの非一様な熱の生成を獲得する第３の方法は、扁平プレートが一定でない厚さを有することを企図する。図７は、その種の厚さの変化性が、孔２０に向かって面するプレート２１の側面に獲得された溝から導かれる場合を表している；溝２１２は、直線であり、反応チャンバの幅ＬＡに向かって方向付けされているが、それに代えて、それらを、たとえば、反応チャンバの長さＬＵに従って方向付けすることが可能である。概して言えば、（孔に向けられた扁平プレートの側面に獲得される）溝の数、形状、幅、長さ、位置、および向きが熱の生成に影響を及ぼす。

これら３つの（およびそのほかの）方法は、互いに多様に組み合わせることが可能である。

いくつかの１番目の実施態様によれば、第１のサセプタ・エレメントが、第１の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、第２の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、中間の（長さ方向の）ゾーンとを有し、
－ それにおいて、第１のエンド・ゾーンは、第１の扁平プレートと、その第１の扁平プレートと結合される第１の湾曲プレートとを包含し、
－ 第２のエンド・ゾーンは、第２の扁平プレートと、その第２の扁平プレートと結合される第２の湾曲プレートを包含し、
－ 中間ゾーンは、第３の扁平プレートからなる。

これらの第１の実施態様は、第１の湾曲プレートと第２の湾曲プレートの間に位置する半径方向に熱を伝達するべく適合された手段を企図することが可能である。

いくつかの２番目の実施態様によれば、第１のサセプタ・エレメントが、第１の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、第２の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、中間の（長さ方向の）ゾーンとを有し、
－ それにおいて、第１のエンド・ゾーンは、第１の（平均の）厚さを伴う第１の扁平プレートを包含し、
－ 第２のエンド・ゾーンは、第２の（平均の）厚さを伴う第２の扁平プレートを包含し、
－ 中間ゾーンは、第３の（平均の）厚さを伴う第３の扁平プレートを包含し、
第３の厚さは、第１の厚さまたは第２の厚さより小さいとすること、またはそれより大きいとすることが可能である。

これらの第２の実施態様は、長さ方向に延びる（薄い）中央の低下部または隆起部を有する第１の扁平プレートおよび／または第２の扁平プレートを企図することが可能である（たとえば、図６参照）。

注意されるものとするが、第３の実施態様は、第１の実施態様の特徴と第２の実施態様の特徴を組み合わせることが可能である。

通常、本発明に従ったチャンバは、反応および堆積ゾーン内において１つ以上の基板（たとえば、参照番号６２を考える）の（直接または間接的な）支持に適合された（好ましくは、回転可能な）ディスク形状の支持要素（たとえば、参照番号６１を考える）を包含する；第１のサセプタ・エレメントが、好ましくは、この支持要素に関して前面に位置することが可能である；詳細に述べれば、第１のサセプタ・エレメントの中間ゾーンの平坦な壁が、この支持要素に関して前面に位置する。このすべては、図の例について有効である。これらの場合においては、支持要素を、第３の平坦な壁から特定の距離に配置することが可能である。

支持要素６１または基板６２の直径は、反応および堆積ゾーンの長さの積に等しいとすることが可能であり、ｋ１の因数である；これにおいて、ｋ１は、たとえば、０．３と０．９の間、または０．５と０．８の間に包含される。

支持要素６１または基板６２の直径は、反応および堆積ゾーンの幅の積に等しいとすることが可能であり、ｋ２の因数である；これにおいて、ｋ２は、たとえば、０．３と０．９の間、または０．５と０．８の間に包含される。

支持要素６１または基板６２の直径は、反応および堆積ゾーンの高さの積に等しいとすることが可能であり、ｋ３の因数である；これにおいて、ｋ３は、たとえば、０．１と０．３の間に包含される。反応および堆積ゾーンの高さに関係する特徴は、絶対項で定義することも可能である；この場合、高さが、たとえば、１０と１００ｍｍの間、または２０と４０ｍｍの間に包含される。

注意されるものとするが、ｋ１およびｋ２およびｋ３は、特に、反応および堆積ゾーンが、通常、それの幅より長いことから概して異なる。

通常、本発明に従ったチャンバは、電磁誘導サセプタ・エレメントを加熱するための電磁界を作り出すべく適合されたインダクタ・アッセンブリを包含する；このインダクタ・アッセンブリは、第１のサセプタ・エレメントの第１の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、第２の（長さ方向の）エンド・ゾーンと、（長さ方向の）中間ゾーンとを異なって加熱するべく好ましく配することが可能である。これらの場合においては、インダクタ・アッセンブリが、第１の（長さ方向の）エンド・ゾーンにおいて第１のインダクタを、第２の（長さ方向の）エンド・ゾーンにおいて第２のインダクタを包含することが可能である。さらにまた、第１のインダクタと第２のインダクタの間における電磁結合を制限するべく適合された遮蔽ユニットを備えることが可能である。

１ 反応チャンバ
２ サセプタ・エレメント
２，３，４，５ サセプタ・エレメント
６ アッセンブリ
７ ケーシング
８ 石英管
９ インダクタ
１０ 反応および堆積ゾーン
２０，２０Ａ，２０Ｂ 孔
２１ 扁平プレート
２１Ａ 第１の扁平プレート
２１Ｂ 第２の扁平プレート
２１Ｃ 第３の扁平プレート
２１－１，２１－２，２１－３ 単一ピース
２２ 湾曲プレート、矢印
２２Ａ 第１の湾曲プレート
２２Ｂ 第２の湾曲プレート
２２Ｃ 第１の湾曲プレート
２２Ｄ 第２の湾曲プレート
２２Ｅ 第１の湾曲プレート
２２Ｆ 第２の湾曲プレート
２２Ｈ 第２の湾曲プレート
２２Ｌ 第１の湾曲プレート
２２Ｎ 第１の湾曲プレート
２２Ｐ 第２の湾曲プレート
３１ 下側壁
４および５ インダクタ・エレメント、側壁
６１ 支持要素
６２ 基板
７１ 管
７２ キャップ
７３ キャップ
１００Ａ－１００Ｌ 例
２１２ 溝
２１－４ 扁平プレート
２２２ 溝、切り取り
６００ 例
２０および３０ スルーホール
２１および３１ 扁平プレート
２２および３２ 湾曲プレート
７２および７３ 円形キャップ
Ｄ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８ 位置
Ｓ１ 第１の扁平プレート
Ｓ２ 第２の扁平プレート
Ｓ３ 第３の扁平プレート
Ｓ４ 第１の扁平プレート
Ｓ５ 第２の扁平プレート
Ｓ６ 第３の扁平プレート
Ｓ７ 低下部
Ｚ１ 正面ゾーン
Ｚ２，Ｚ３ 側面ゾーン

Claims (14)

1. 長さ方向に延び、かつ前記長さ方向に延びる反応および堆積ゾーン（１０）を包含する、基板（６２）上への半導体材料の堆積に適合されたエピタキシャル・リアクタのための反応チャンバであって、それにおいて、前記ゾーン（１０）が、電磁誘導によって加熱されるべく適合されたサセプタ・エレメントによって画定され、前記サセプタ・エレメントの第１のサセプタ・エレメント（２１，２２）が、前記チャンバの基板支持要素（６１）に対向し、かつその全長に沿って前記長さ方向に延びる孔（２０）を有し、
   前記第１のサセプタ・エレメント（２１，２２）が、それの長さ方向の位置に依存する非一様な横行断面を有することを特徴とする、反応チャンバ。
2. 前記第１のサセプタ・エレメントは、第１のエンド・ゾーンと、第２のエンド・ゾーンと、中間ゾーンとを有し、それにおいて、前記中間ゾーンの断面積は、前記第１のエンド・ゾーンにおける、および前記第２のエンド・ゾーンにおける断面積より小さい、請求項１に記載のチャンバ。
3. 前記第１のエンド・ゾーン、および前記第２のエンド・ゾーンは等しい、請求項２に記載のチャンバ。
4. 前記第１のサセプタ・エレメント（２１，２２）は、扁平プレート（２１）と、前記扁平プレート（２１）に結合される湾曲プレート（２２）とを包含し、それにおいて前記扁平プレート（２１）および前記湾曲プレート（２２）は、前記孔（２０）を取り囲む、請求項１から３のいずれか一項に記載のチャンバ。
5. 前記湾曲プレート（２２）は、少なくとも１つの切り取り（２２２）および／または少なくとも１つの孔を有する、請求項４に記載のチャンバ。
6. 前記湾曲プレートは、一定でない厚さを有する、請求項４または５に記載のチャンバ。
7. 前記扁平プレート（２１）は、一定でない厚さ（２１２）を有する、請求項４から６のいずれか一項に記載のチャンバ。
8. 前記第１のサセプタ・エレメントは、第１のエンド・ゾーンと、第２のエンド・ゾーンと、中間ゾーンとを有し、
   － それにおいて、前記第１のエンド・ゾーンは、第１の扁平プレートと、前記第１の扁平プレートと結合される第１の湾曲プレートとを包含し、
   － 前記第２のエンド・ゾーンは、第２の扁平プレートと、前記第２の扁平プレートと結合される第２の湾曲プレートとを包含し、
   － 前記中間ゾーンは、第３の扁平プレートからなる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のチャンバ。
9. 前記第１の湾曲プレートと前記第２の湾曲プレートの間に位置する、半径方向に熱を伝達するべく適合された手段を包含する、請求項８に記載のチャンバ。
10. 前記第１のサセプタ・エレメントは、第１のエンド・ゾーンと、第２のエンド・ゾーンと、中間ゾーンとを有し、
    － それにおいて、前記第１のエンド・ゾーンは、第１の厚さを伴う第１の扁平プレートを包含し、
    － 前記第２のエンド・ゾーンは、第２の厚さを伴う第２の扁平プレートを包含し、
    － 前記中間ゾーンは、第３の厚さを伴う第３の扁平プレートを包含し、
    前記第３の厚さは、前記第１の厚さおよび前記第２の厚さより小さいか、またはそれらより大きい、
    請求項１から３のいずれか一項に記載のチャンバ。
11. 前記第１の扁平プレートおよび／または前記第２の扁平プレートは、前記長さ方向に現われる中央の低下部または中央の隆起部を有する、請求項１０に記載のチャンバ。
12. 前記反応および堆積ゾーン内において１つ以上の基板を支持するべく適合されたディスク形状の支持要素を包含し、それにおいて前記第１のサセプタ・エレメントは、前記支持要素に関して前面に位置し、特に、前記中間ゾーンが、前記支持要素に関して前面に位置する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のチャンバ。
13. 前記電磁誘導サセプタ・エレメントを加熱するための電磁界を作り出すべく適合されたインダクタ・アッセンブリを包含し、それにおいて前記インダクタ・アッセンブリは、前記第１のサセプタ・エレメントの第１のエンド・ゾーンと、第２のエンド・ゾーンと、中間ゾーンとを差動的に加熱するべく配される、請求項１から１２のいずれか一項に記載のチャンバ。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の反応チャンバを包含するリアクタ。

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