JP3534866B2 - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
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Description
ので、特に気相成長膜の膜厚分布の改善に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】例えば、パンケーキ型気相成長装置にお
いて、ノズルからウェーハへ噴出されたガスの流れは、
図６に示すようになっている。すなわち、紙面に対して
垂直に伸びる先端が閉じられたパイプ状のノズルａの周
面には複数のノズル孔ｂが設けられ、気相成長に寄与す
る反応ガスＧが等分されてサセプタｃの上面に形成され
た複数の座グリ面ｄ…にセットされたウェーハｅ…の表
面に沿って、サセプタｃの外周方向に流れる。 【０００３】なお、サセプタｃは、均熱加熱と、前記反
応ガスＧのウェーハｅ…への均一な供給とを考慮して毎
分５〜６回転される。そして、従来、サセプタｃの座グ
リ面ｄ…部にセットされたウェーハｅ…の表面は、図７
に拡大して示す如く、ウェーハｅ…の均一加熱のために
サセプタｃ表面より凹む傾向となるように設定してい
た。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】例えば反応ガスＳｉＨ
Ｃｌ3 を用いて、ウェーハサイズφ６″の気相成長を行
なうと、サセプタｃの回転方向の膜厚分布は図８に示す
如く、ウェーハ中心部が高く、周辺が薄くなる傾向にあ
る。そして、膜厚分布±１％以下をキープすることがで
きない。ノズルの形状、ガス流量等を考慮した改善を行
なっても±２％を切るのが限界であった。 【０００５】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
反応ガスＳｉＨＣｌ3 を用いてウェーハサイズφ６″の
膜厚分布を±１％以下に改善することができるようにし
た気相成長方法を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、サセプタの表面に設けた座グ
リ面内にウェーハを載置し、該ウェーハをサセプタによ
り加熱すると共にサセプタの表面に沿って反応ガスを流
してウェーハの表面に気相成長層を形成する気相成長方
法において、ウェーハの最外周部ないしこれより前記ウ
ェーハの表面側に位置するウェーハベベル面の前記最外
周部寄り位置がサセプタの表面に一致するようにウェー
ハの表面をサセプタの表面より突出させた状態にして気
相成長を行なうようにしたものである。 【０００７】 【作用】上記手段の気相成長方法によれば、ウェーハの
最外周部ないしこれより前記ウェーハの表面側に位置す
るウェーハベベル面の前記最外周部寄り位置がサセプタ
の表面に一致するようにウェーハの表面をサセプタの表
面より突出させた状態にして気相成長を行なうようにし
たから、ガス速度によってサセプタとウェーハとで形成
される空間部に滞留層が発生するようなことがなくなっ
て反応に寄与するガスが供給され易くなり膜厚分布を改
善することができた。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５お
よび前述の従来例である図７および図８を参照して説明
する。まず、図１を参照して、本発明の気相成長方法を
実施する気相成長装置の反応部の構成を説明する。 【０００９】基台であるベースプレート１の上部には密
封容器としての石英ベルジャ２が載置され、気密な反応
炉３が構成されているとともに、この反応炉３には、サ
セプタ４が設けられている。 【００１０】このサセプタ４の上面には、図２に示すよ
うに、複数個の座グリ面５…が形成されていて、これら
座グリ面５…にウエーハ６…が載置されるようになって
いる。 【００１１】このサセプタ４は、サセプタ支え７によっ
て支持されており、サセプタ支え７はサセプタ回転駆動
部（図示しない）によって回転駆動され、前記サセプタ
４が一体に回転するようになっている。 【００１２】サセプタ４の下方には、高周波加熱コイル
８が配置され、サセプタ４を加熱するようになってい
る。さらに、サセプタ４の中央部を貫通する状態にノズ
ル９が設けられ、反応炉３内に反応ガスＧを噴出するよ
うになっている。 【００１３】ノズル９は、石英ガラスで構成され、反応
ガス噴出孔１１…が複数個（複数段）設けられており、
反応ガスＧは水平方向（矢印方向）に噴出されるように
なっている。 【００１４】また、サセプタ４と高周波加熱コイル８と
の間には、高周波加熱コイル８を覆う構造をした石英製
品からなるコイルカバー１２が設けられており、高周波
加熱コイル８を反応ガスＧより隔離している。 【００１５】また、反応炉３内の反応ガスＧは、ベース
プレート１に形成された排気口１３を介して排気経路１
４に導出されるようになっている。また、座グリ面５…
は、図２に示すように、ウエーハ６の周縁部の下面を支
持する段部５Ａと、これよりも深く形成された平坦状の
底部５Ｂを有する形状となっている。 【００１６】しかして、気相成長に当たっては、サセプ
タ４を回転させると共に高周波加熱コイル８によりサセ
プタ４を加熱し、ウエーハ６…を所要温度に加熱する。
一方、このとき、ノズル９からＳｉＨＣｌ3 等の反応ガ
スＧを噴出させる。これにより、ウエーハ６…の表面に
半導体の膜が気相成長されることになる。 【００１７】従来、この気相成長過程において、膜厚分
布の改善を図るために、ノズル９から噴出する反応ガス
Ｇの流れを、前記ノズル９のガス噴出孔１１…の位置、
高さなどの調整を行なった結果、サセプタ４の径方向に
は効果を得ることができたが、サセプタ４の回転方向に
ついては目的を達成することができなかった。その膜厚
分布の傾向は従来例で説明したが図８に示す。すなわ
ち、サセプタ回転方向において、ウェーハ中心部の膜は
厚く、周辺側が薄くなる傾向にある。明らかにサセプタ
径方向と回転方向では差を生じた。 【００１８】そこで本発明者等は、次の吟味を行なっ
た。すなわち、ノズル孔径、ガス流量よりノズルから噴
出するサセプタ径方向の概算ガス速度は約３０ｍ／ｓｅ
ｃであるが、サセプタ回転方向へのガス速度は約０．１
５ｍ／ｓｅｃと、ノズルからのガス噴出速度に比較する
と非常に遅い。 【００１９】図７にサセプタ回転方向におけるガス流れ
を仮想した。ガス速度によってサセプタｃとウェーハｅ
とで形成される空間部Ｓに滞留層が発生し、反応に寄与
するガスが供給され難いと仮定し、そこで、本発明の実
施例においては、図２に示す如くウェーハ６の最外周部
Ａとウェーハ６の表面側のウェーハベベル面（円弧また
は面取りした面を含む外周面）Ｂ部との交点Ｃがサセプ
タ表面と一致するようにした。 【００２０】また、図３のようにウェーハベベル面Ｂが
円弧の場合は、最外周部Ａがサセプタ表面と一致するよ
うにした。なお、ウェーハベベル面Ｂの形状によって
は、図４のように、最外周部Ａより若干上方の位置がサ
セプタ表面と一致するようにした。 【００２１】このようにして、反応ガスＧはガス速度に
関係なく、常にウェーハ６の表面上をまんべんなく流れ
ることを仮定して実験を行なった。その結果の膜厚分布
の状況を図５に示す。明らかに改善することが解った。 【００２２】膜厚分布の改善方法として、ノズル形状の
検討も重要な要素であるが、通常エピ膜付で定義される ±｛（ウェーハ内最大膜厚−ウェーハ内最小膜厚）／
（２×膜厚平均値）｝×１００ 膜厚分布±１％以下に改善するには、特に反応ガスＣｌ
系のＳｉＨＣｌ3 についてはＣｌ系を含まないＳｉＨ4
よりも、サセプタ表面とウェーハ表面との位置関係が重
要で、図２、図３、図４に示す如く突出していれば膜厚
分布は改善されることが解った。 【００２３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の気相成長
方法によれば、ウェーハの最外周部ないしこれにより前
記ウェーハの表面側に位置するウェーハベベル面の前記
最外周部寄り位置がサセプタの表面に一致するようにウ
ェーハの表面をサセプタの表面より突出させた状態にし
て気相成長を行なうようにしたことにより、ガス速度に
よってサセプタとウェーハとで形成される空間部に滞留
層が発生するようなことがなくなって反応に寄与するガ
スが供給され易くなり膜厚分布を改善することができ
た。
の反応部の構成を概略的に示す断面図。 【図２】本発明の気相成長におけるウェーハとサセプタ
との位置関係を示す断面図。 【図３】本発明の気相成長における異なるベベル加工形
状を有するウェーハとサセプタとの位置関係を示す断面
図。 【図４】本発明の気相成長におけるさらに異なるベベル
加工形状を有するウェーハとサセプタとの位置関係を示
す断面図。 【図５】本発明による改善された膜厚分布を示す図。 【図６】従来の気相成長装置の一部を示す平面図。 【図７】従来の伝統的なサセプタ座グリ面内のウェーハ
載置状況を示す図。 【図８】従来の膜厚分布を示す図。 【符号の説明】 ３…反応炉、４…サセプタ、５…座グリ面、６…ウエー
ハ、９…ノズル、１１…反応ガス噴出孔、Ｇ…反応ガ
ス、ベベル面…Ｂ。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】サセプタの表面に設けた座グリ面内にウェ
ーハを載置し、該ウェーハをサセプタにより加熱すると
共にサセプタの表面に沿って反応ガスを流してウェーハ
の表面に気相成長層を形成する気相成長方法において、
ウェーハの最外周部ないしこれより前記ウェーハの表面
側に位置するウェーハベベル面の前記最外周部寄り位置
がサセプタの表面に一致するようにウェーハの表面をサ
セプタの表面より突出させた状態にして気相成長を行な
うことを特徴とする気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00057995A JP3534866B2 (ja) | 1995-01-06 | 1995-01-06 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00057995A JP3534866B2 (ja) | 1995-01-06 | 1995-01-06 | 気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08188875A JPH08188875A (ja) | 1996-07-23 |
| JP3534866B2 true JP3534866B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=11477632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00057995A Expired - Lifetime JP3534866B2 (ja) | 1995-01-06 | 1995-01-06 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3534866B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE112007000345T8 (de) * | 2006-02-09 | 2009-07-16 | Sumco Techxiv Corp., Omura | Suszeptor und Einrichtung zur Herstellung eines Epitaxie-Wafers |
| JP2011249675A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子の製造方法 |
-
1995
- 1995-01-06 JP JP00057995A patent/JP3534866B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08188875A (ja) | 1996-07-23 |
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