JP2672945B2 - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
- Publication number
- JP2672945B2 JP2672945B2 JP20516287A JP20516287A JP2672945B2 JP 2672945 B2 JP2672945 B2 JP 2672945B2 JP 20516287 A JP20516287 A JP 20516287A JP 20516287 A JP20516287 A JP 20516287A JP 2672945 B2 JP2672945 B2 JP 2672945B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- lamp
- wafer
- susceptor
- coil
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は半導体基板（以下ウエハという）上に気相成
長を行う気相成長方法に係わり、特に、ウエハの加熱方
法の改良に関する。 （従来の技術） 気相成長装置としては、たとえば、第４図あるいは第
５図に示すようなものが知られている。 第４図に示すものは、反応容器４内のサセプタ１をRF
コイル２により誘導加熱してウエハ３を裏面側から間接
的に加熱するものである。 また、第５図に示すものは、反応容器14の外部に設け
たランプ11によりウエハ12を表面から直接加熱するとと
もに、サセプタ13により裏面から間接的に加熱するもの
である。 第５図において、ランプ11から発する赤外線のうち波
長が0.8μｍ以下の赤外線はウエハ12がシリコンの場合
にはウエハ12に吸収されて直接ウエハ12を加熱し、それ
以上の波長の赤外線はウエハ12を透過してサセプタ13を
加熱する。なお、ウエハ12を載置しないサセプタ13の面
は直接、赤外線を吸収して加熱される。このように、サ
セプタ13はランプ11によって加熱されることにより、間
接的にウエハ12を昇温させることができるようになって
いる。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第４図に示すものは、ウエハ径が４イ
ンチ（100mm）までは、結晶欠陥であるスリップの発生
を加熱速度を調整することによって押えることができる
が、５インチ（125mm）以上になると、ウエハ表裏の温
度左が大きくなり、スリップの発生を押えるのが難しい
のが実状である。 また、第５図に示すものは、第４図に示したものより
ウエハ12の表面が極端に加熱され、特にバイポーラウエ
ハのように埋込層を持つものは、塩素を含むソースガ
ス、例えばSiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4などは成長温度で分
解し、塩化水素を発生させ、前記塩化水素がドーパント
成分であるＰ、Ｂなどを抱え込み、これが成長層に堆積
するいわゆるオートドープを発生し、高抵抗成長層が得
られにくい。また、前述の如く埋込層が加熱されるた
め、ウエハの横方向あるいは深さ方向にドーパントの成
分が固相拡散し、埋込層のドーパントの濃度分布がくず
れてしまう。 このため、第４図および第５図のいずれの場合であっ
ても、デバイス製作上の歩留りが悪いという問題があっ
た。 なお、スリップ防止策として特開昭61−59723号では
モニターの温度測定を行ないウエハ表裏の加熱源のパワ
ーを自動的に調節する提案がなされている。 しかし、この特開昭61−59723号のものは、モニター
の温度測定精度が良好に維持しなければならないととも
に、余分なパワーを調節制御し、さらに、実生産におい
ては反応室へモニターを挿入しなければならず、余分な
作業時間が必要になるという問題点がある。また、スリ
ップの発生を押える両面加熱比について記載されている
が、その比の範囲は広く実用的ではない。 本発明の上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、簡単な方法でデバイス製作の歩留り
を向上できるようにした気相成長方法を提供しようとす
るものである。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、サセプタ上に基
板をセットし、RFコイルにより前記サセプタを発熱させ
て前記基板を裏面から加熱するとともに、ランプによっ
て前記基板を表面から加熱して気相成長を行う方法にお
いて、前記基板の昇温開始から途中まではランプによる
加熱を行い、昇温の途中からはランプのみにより加熱す
るときに要するランプの出力に対し、ランプの出力を40
〜50％とし、これにRFコイルによる加熱を加えて所定の
温度となるように加熱することを特徴とするものであ
る。 （作用） 上記手段により、スリップの発生を防止するととも
に、オートドープや固相拡散がなく、しかも、基板の反
りを少なくできるようにした。 （実施例） 以下、本発明を第１図および第２図に示す一実施例を
参照して説明する。 図中31はベースで、このベース31の上面部には反応室
32を構成する容器33が設けられている。この容器33の内
部にはバレル型のサセプタ34が設けられ、このサセプタ
34は回転自在な支軸35により吊持されているとともに、
その外周面には半導体基板としてのウエハ36…が載置さ
れている。また、上記反応室32の上面部には反応ガス供
給管37,37が接続され、上記ベース31には反応後のガス
を排出する排出口38が設けられている。 一方、上記サセプタ34の内部にはRFコイル39が設けら
れ、このRFコイル39には電源40が接続されている。ま
た、上記反応容器33の外周部にはランプ41が配設されて
いる。 しかして、ウエハ36…を載置したサセプタ34はRFコイ
ル39によって高周波誘導加熱されることにより、ウエハ
36…の裏面を主として加熱し、また、前記ウエハ36…の
表面はランプ41により主として加熱される。 ところで、本発明者らはウエハ36…を常温より気相成
長温度まで加熱する際、最初、RFコイル39により高周波
誘導加熱を実施すると、第１図に示すように、RFコイル
39とサセプタ34との距離は上下で一様になるように製作
しているが、現実には加工上の製作誤差があり、サセプ
タ34の下端から上端までは最初の加熱状態、具体的には
800℃くらいまでは均一にならないことが分った。さら
には、サセプタ34を支えている部分より熱損失があり、
RFコイル39の加熱のみでは加熱初期均熱がとれない。 そこで、ウエハ36…の加熱方法として最初800℃くら
いまでは、RFコイル39の製作上の加工誤差および保持方
法に影響しないランプ41の出力調整で一様に加熱し、そ
の後、気相成長温度まではRFコイル39の加熱を主体とす
ることによって、気相成長までの加熱ではスリップ発生
を防止できた。 なお、気相成長前のウエハ加熱において、800℃以降
の加熱は、RFコイル39による加熱を主体としてと説明し
たが、ランプ加熱出力:RFコイル加熱出力＝1:1でも、実
験の結果効果があったことを付記する。 上記途中からの加熱につき詳述すると、発明者らは、
この途中からの加熱についても上記800℃までの加熱と
同様にランプ41のみによりウエハ36…を加熱して気相成
長させるのに要する出力（総出力という）に対して、ウ
エハ36…の表面加熱に供するランプ41の出力を20〜35
％、40〜50％および60〜70％の範囲に分け、これらにRF
コイルによる加熱を加えて所定の温度となるように加熱
して種々実験を行った。 その結果を下表に示す。総出力に対するランプ41の出
力比が40〜50％の場合に平面に置かれた状態でのウエハ
厚さを除いた最大変位つまり反り（BOW）が0.2μｍと小
さく、また、第２図に示すように基板と気相成長層との
界面における成長層の抵抗変動領域つまり遷移層が0.8
μｍと狭く、スリップはゼロになるなど画期的な結果を
得た。 本結果を考察するに、ランプ41の出力が20〜30％の場
合にはRFコイル加熱の悪い結果がでているようである。
また、60〜70％の場合には実用上問題のない範囲の実験
値であるが、遷移層が大きいため、積層方向にLSIの高
集積化が進んでいる現在大きな問題となる。 なお、本発明は上記一実施例に限られるものではな
く、第３図に示すように、サセプタ51が平板状のもの
で、その裏面側にRFコイル52を設け、反応容器53の上部
側にランプ54を設け、ウエハ55をその表裏から加熱する
ものであってもよい。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、スリップの発
生を防止できるとともに、基板の反りを極力小さくで
き、また、遷移層を短域化でき、高抵抗成長層を得るこ
とができるとともに埋込層のドーパントの濃度分布を良
好に維持できる。したがって、デバイス製作の歩留りを
向上でき、特に、LSIの高集積化には有利である。 また、特開昭61−159723号に開示されるように、モニ
ター、画面加熱出力量を調節する制御装置などが不要で
実生産的である。
長を行う気相成長方法に係わり、特に、ウエハの加熱方
法の改良に関する。 （従来の技術） 気相成長装置としては、たとえば、第４図あるいは第
５図に示すようなものが知られている。 第４図に示すものは、反応容器４内のサセプタ１をRF
コイル２により誘導加熱してウエハ３を裏面側から間接
的に加熱するものである。 また、第５図に示すものは、反応容器14の外部に設け
たランプ11によりウエハ12を表面から直接加熱するとと
もに、サセプタ13により裏面から間接的に加熱するもの
である。 第５図において、ランプ11から発する赤外線のうち波
長が0.8μｍ以下の赤外線はウエハ12がシリコンの場合
にはウエハ12に吸収されて直接ウエハ12を加熱し、それ
以上の波長の赤外線はウエハ12を透過してサセプタ13を
加熱する。なお、ウエハ12を載置しないサセプタ13の面
は直接、赤外線を吸収して加熱される。このように、サ
セプタ13はランプ11によって加熱されることにより、間
接的にウエハ12を昇温させることができるようになって
いる。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第４図に示すものは、ウエハ径が４イ
ンチ（100mm）までは、結晶欠陥であるスリップの発生
を加熱速度を調整することによって押えることができる
が、５インチ（125mm）以上になると、ウエハ表裏の温
度左が大きくなり、スリップの発生を押えるのが難しい
のが実状である。 また、第５図に示すものは、第４図に示したものより
ウエハ12の表面が極端に加熱され、特にバイポーラウエ
ハのように埋込層を持つものは、塩素を含むソースガ
ス、例えばSiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4などは成長温度で分
解し、塩化水素を発生させ、前記塩化水素がドーパント
成分であるＰ、Ｂなどを抱え込み、これが成長層に堆積
するいわゆるオートドープを発生し、高抵抗成長層が得
られにくい。また、前述の如く埋込層が加熱されるた
め、ウエハの横方向あるいは深さ方向にドーパントの成
分が固相拡散し、埋込層のドーパントの濃度分布がくず
れてしまう。 このため、第４図および第５図のいずれの場合であっ
ても、デバイス製作上の歩留りが悪いという問題があっ
た。 なお、スリップ防止策として特開昭61−59723号では
モニターの温度測定を行ないウエハ表裏の加熱源のパワ
ーを自動的に調節する提案がなされている。 しかし、この特開昭61−59723号のものは、モニター
の温度測定精度が良好に維持しなければならないととも
に、余分なパワーを調節制御し、さらに、実生産におい
ては反応室へモニターを挿入しなければならず、余分な
作業時間が必要になるという問題点がある。また、スリ
ップの発生を押える両面加熱比について記載されている
が、その比の範囲は広く実用的ではない。 本発明の上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、簡単な方法でデバイス製作の歩留り
を向上できるようにした気相成長方法を提供しようとす
るものである。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、サセプタ上に基
板をセットし、RFコイルにより前記サセプタを発熱させ
て前記基板を裏面から加熱するとともに、ランプによっ
て前記基板を表面から加熱して気相成長を行う方法にお
いて、前記基板の昇温開始から途中まではランプによる
加熱を行い、昇温の途中からはランプのみにより加熱す
るときに要するランプの出力に対し、ランプの出力を40
〜50％とし、これにRFコイルによる加熱を加えて所定の
温度となるように加熱することを特徴とするものであ
る。 （作用） 上記手段により、スリップの発生を防止するととも
に、オートドープや固相拡散がなく、しかも、基板の反
りを少なくできるようにした。 （実施例） 以下、本発明を第１図および第２図に示す一実施例を
参照して説明する。 図中31はベースで、このベース31の上面部には反応室
32を構成する容器33が設けられている。この容器33の内
部にはバレル型のサセプタ34が設けられ、このサセプタ
34は回転自在な支軸35により吊持されているとともに、
その外周面には半導体基板としてのウエハ36…が載置さ
れている。また、上記反応室32の上面部には反応ガス供
給管37,37が接続され、上記ベース31には反応後のガス
を排出する排出口38が設けられている。 一方、上記サセプタ34の内部にはRFコイル39が設けら
れ、このRFコイル39には電源40が接続されている。ま
た、上記反応容器33の外周部にはランプ41が配設されて
いる。 しかして、ウエハ36…を載置したサセプタ34はRFコイ
ル39によって高周波誘導加熱されることにより、ウエハ
36…の裏面を主として加熱し、また、前記ウエハ36…の
表面はランプ41により主として加熱される。 ところで、本発明者らはウエハ36…を常温より気相成
長温度まで加熱する際、最初、RFコイル39により高周波
誘導加熱を実施すると、第１図に示すように、RFコイル
39とサセプタ34との距離は上下で一様になるように製作
しているが、現実には加工上の製作誤差があり、サセプ
タ34の下端から上端までは最初の加熱状態、具体的には
800℃くらいまでは均一にならないことが分った。さら
には、サセプタ34を支えている部分より熱損失があり、
RFコイル39の加熱のみでは加熱初期均熱がとれない。 そこで、ウエハ36…の加熱方法として最初800℃くら
いまでは、RFコイル39の製作上の加工誤差および保持方
法に影響しないランプ41の出力調整で一様に加熱し、そ
の後、気相成長温度まではRFコイル39の加熱を主体とす
ることによって、気相成長までの加熱ではスリップ発生
を防止できた。 なお、気相成長前のウエハ加熱において、800℃以降
の加熱は、RFコイル39による加熱を主体としてと説明し
たが、ランプ加熱出力:RFコイル加熱出力＝1:1でも、実
験の結果効果があったことを付記する。 上記途中からの加熱につき詳述すると、発明者らは、
この途中からの加熱についても上記800℃までの加熱と
同様にランプ41のみによりウエハ36…を加熱して気相成
長させるのに要する出力（総出力という）に対して、ウ
エハ36…の表面加熱に供するランプ41の出力を20〜35
％、40〜50％および60〜70％の範囲に分け、これらにRF
コイルによる加熱を加えて所定の温度となるように加熱
して種々実験を行った。 その結果を下表に示す。総出力に対するランプ41の出
力比が40〜50％の場合に平面に置かれた状態でのウエハ
厚さを除いた最大変位つまり反り（BOW）が0.2μｍと小
さく、また、第２図に示すように基板と気相成長層との
界面における成長層の抵抗変動領域つまり遷移層が0.8
μｍと狭く、スリップはゼロになるなど画期的な結果を
得た。 本結果を考察するに、ランプ41の出力が20〜30％の場
合にはRFコイル加熱の悪い結果がでているようである。
また、60〜70％の場合には実用上問題のない範囲の実験
値であるが、遷移層が大きいため、積層方向にLSIの高
集積化が進んでいる現在大きな問題となる。 なお、本発明は上記一実施例に限られるものではな
く、第３図に示すように、サセプタ51が平板状のもの
で、その裏面側にRFコイル52を設け、反応容器53の上部
側にランプ54を設け、ウエハ55をその表裏から加熱する
ものであってもよい。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、スリップの発
生を防止できるとともに、基板の反りを極力小さくで
き、また、遷移層を短域化でき、高抵抗成長層を得るこ
とができるとともに埋込層のドーパントの濃度分布を良
好に維持できる。したがって、デバイス製作の歩留りを
向上でき、特に、LSIの高集積化には有利である。 また、特開昭61−159723号に開示されるように、モニ
ター、画面加熱出力量を調節する制御装置などが不要で
実生産的である。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は気相成長装置を示す構成図、第２図は半導体基板
あるいは半導体基板上の埋込層と気相成長層との界面に
おける成長層の抵抗分布を示すグラフ図、第３図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第４図は第１の従来例を
示す構成図、第５図は第２の従来例を示す構成図であ
る。 34……サセプタ、36……基板、39……RFコイル、41……
ランプ。
１図は気相成長装置を示す構成図、第２図は半導体基板
あるいは半導体基板上の埋込層と気相成長層との界面に
おける成長層の抵抗分布を示すグラフ図、第３図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第４図は第１の従来例を
示す構成図、第５図は第２の従来例を示す構成図であ
る。 34……サセプタ、36……基板、39……RFコイル、41……
ランプ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小林 毅彦
静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株
式会社沼津事業所内
(56)参考文献 特開 昭58−37000（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−159723（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．サセプタ上に基板をセットし、RFコイルにより前記
サセプタを発熱させて前記基板を裏面から加熱するとと
もに、ランプによって前記基板を表面から加熱して気相
成長を行う方法において、前記基板の昇温開始から途中
まではランプによる加熱を行い、昇温の途中からはラン
プのみにより加熱するときに要するランプの出力に対
し、ランプの出力を40〜50％とし、これにRFコイルによ
る加熱を加えて所定の温度となるように加熱することを
特徴とする気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20516287A JP2672945B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20516287A JP2672945B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6449217A JPS6449217A (en) | 1989-02-23 |
| JP2672945B2 true JP2672945B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16502452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20516287A Expired - Fee Related JP2672945B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672945B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4639563B2 (ja) * | 2001-09-17 | 2011-02-23 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体製造装置 |
-
1987
- 1987-08-20 JP JP20516287A patent/JP2672945B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6449217A (en) | 1989-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6596095B2 (en) | Epitaxial silicon wafer free from autodoping and backside halo and a method and apparatus for the preparation thereof | |
| EP0953659B1 (en) | Apparatus for thin film growth | |
| JPH056894A (ja) | 熱処理方法及び熱処理装置 | |
| TW457559B (en) | Film-forming device | |
| KR20030009481A (ko) | 자동도핑과 이면 헤일로를 제거한 에피택셜 실리콘 웨이퍼 | |
| US8530801B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing semiconductor wafer | |
| TW200302525A (en) | Thermal treatment apparatus and thermal treatment method | |
| JP3972710B2 (ja) | サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法 | |
| JP2018190903A (ja) | 半導体ウェハの製造方法及び半導体ウェハ | |
| JP3312553B2 (ja) | シリコン単結晶およびシリコン単結晶薄膜の製造方法 | |
| EP1569264A1 (en) | Method for producing silicon epitaxial wafer | |
| JP2672945B2 (ja) | 気相成長方法 | |
| JP3541838B2 (ja) | サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法 | |
| JP2003273037A (ja) | Ｃｖｄ反応器中で半導体ウェーハの表側をエピタキシャル被覆する方法、この種の被覆された半導体ウェーハおよびｃｖｄ反応器用サセプタ | |
| JPS621565B2 (ja) | ||
| JP5754651B2 (ja) | 気相成長装置の温度調整方法及びエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| JPH097953A (ja) | 単結晶薄膜の製造方法 | |
| JPH08330233A (ja) | 単結晶薄膜の製造方法 | |
| JP5396737B2 (ja) | エピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法 | |
| JPH0782997B2 (ja) | 半導体ウェーハの製造方法 | |
| JP2008218877A (ja) | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 | |
| EP0588792A1 (en) | Method and apparatus for doping silicon wafers using a solid dopant source and rapid thermal processing | |
| JPH1167751A (ja) | 保護膜付きシリコンウェーハの製造方法およびその製造装置 | |
| JPWO2003003432A1 (ja) | 気相成長方法および気相成長装置 | |
| JP2004186376A (ja) | シリコンウェーハの製造装置及び製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |