JP3872838B2 - 結晶成長方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、結晶成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体製造装置を図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図１０は従来の半導体製造装置の正面図である。図１０に示す半導体製造装置は、半導体結晶用の原料ガスを加熱分解するための反応室１０１と、反応室１０１の外部から原料ガスを反応室１０１に導くガス導入部１０２と、ガス導入部１０２の直下にガス導入部１０２から吹き出す原料ガスの流れ１０３を遮るように設けられ、ターンテーブル用駆動軸１０４により毎分５００回以上で回転するターンテーブル１０５の上面に固定されており、結晶成長用基板を保持するステンレス又はモリブデン等の金属により形成された基板ホルダー１０６と、結晶成長用基板を加熱するヒータ１０７と、ヒータ１０７の温度を検出する熱電対１０８とから構成されている。
【０００４】
しかしながら、図１０（ｂ）〜（ｄ）に示す基板保持部１０６ａと基板非保持部１０６ｂとからなる基板ホルダー１０６の断面図に示すように、基板非保持部１０６ｂの上面部に成長する半導体結晶は、基板非保持部１０６ｂを形成する部材の金属と格子整合をしないため、結晶成長が完了した結晶成長基板を取り替えながら結晶成長を繰り返すと、図１０（ｃ），（ｄ）の基板非保持部１０６ｂの上面部に堆積する結晶１１０Ａや１１０Ｂに示すように樹枝状の結晶を有するデンドライド成長となるので、基板非保持部１０６ｂの表面積が増加することになる。従って、基板非保持部１０６ｂの表面積が増加するため、基板非保持部１０６ｂの輻射量が増大するので、図１１に示すようにターンテーブル１０５の温度を一定に保ったとしても、基板非保持部１０６ｂに堆積する結晶の成長膜厚が増加するにつれて基板ホルダー１０６の温度、すなわち結晶成長用基板の温度が低下してしまっていた。
【０００５】
そこで、基板温度を測定して加熱温度を補正することが試みられている。
【０００６】
以下、従来の温度補正装置を有する半導体製造装置を図面を参照しながら説明する。
【０００７】
図１２（ａ）は従来の温度補正装置を有する半導体製造装置の正面図である。図１２（ａ）において、図１０（ａ）に示した部材と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略して新たな部材のみを説明すると、基板ホルダー１０６の表面から放射される輻射光１２０を検出する赤外線温度計１２１が反応室１０１の上部に設けられ、赤外線温度計１２１が検出した輻射光１２０を解析する赤外線温度測定器１２２が反応室１０１の外部に設けられている。
【０００８】
本温度補正装置の補正方法は、基板ホルダー１０６の表面からの輻射光１２０を赤外線温度計１２１によって検出することにより、基板ホルダー１０６の基板保持部１０６ａの輻射率を常に一定とみなして赤外線温度測定器１２２により結晶成長時の温度を算出して、所望の結晶成長温度になるようにヒータ１０７の加熱温度を補正するという方法である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、成長する半導体結晶の組成によって輻射率がそれぞれ異なるため、正確な基板温度が測定できないという問題を有していた。
【００１０】
さらに、基板ホルダー１０６の基板非保持部１０６ｂの上面部に形成された多結晶体は異なる輻射率を呈するため、基板保持部１０６ａに保持されている結晶基板からの輻射光１２０のみを測定する必要があるが、複数枚の結晶成長用基板を同時に成長させる場合には、図１２（ｂ）に示すように、基板保持部１０６ａが同心円状に並んで回転しているので、温度測定部１２３は基板保持部１０６ａだけでなく、同時に基板非保持部１０６ｂの上面部に堆積した樹枝状のデンドライト成長した多結晶体からの輻射光１２０をも測定してしまうことになり、正確な基板温度が得られないという問題を有していた。
【００１１】
本発明は前記従来の問題を解決するもので、結晶成長工程の処理回数にかかわらず結晶成長温度が一定となるようにし、また、結晶成長用基板の基板温度を正確に測ることができるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する本発明は、ヒータによって加熱されているターンテーブル上に金属からなる基板保持具を介して固定されている半導体基板の表面に原料ガスを提供することによって半導体からなる結晶を前記半導体基板の表面に成長させる結晶成長方法であって、
前記半導体基板は基板保持具に保持され、
前記基板保持具は、前記半導体基板を保持する領域である基板保持部と、前記半導体基板を保持しない領域である基板非保持部とを有し、
前記基板非保持部の上面部にはショットピーニングによって径が５０ミクロン以上の凹部又は凸部が形成されているが、前記基板保持部の上面部には前記凹部又は凸部は形成されていないことによって、前記結晶の成長温度が一定となっている。
【００２０】
基板非保持部の上面部には径が５０ミクロン以上の凹部又は凸部が形成されているため、製造時の結晶成長工程の初回から基板非保持部の上面の表面積が大きいので、基板非保持部の上面に堆積する半導体結晶がデンドライト成長したとしても表面積が増加しない。
【００５１】
【発明の実施の形態】
（第１の参考形態）
本発明の第１の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【００５２】
図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ線による断面図である。（ｃ）は第１の参考形態の第１変形例の基板保持具の断面図である。（ａ）に示す高融点金属であるモリブデン等からなる基板保持具である基板ホルダー１０Ａは、半導体結晶の結晶成長用基板を保持する基板保持部１１と、基板ホルダー１０Ａの基板保持部１１を除く領域の上面が結晶成長用基板の結晶格子との格子不整合率が１０％以内の多結晶基板により覆われた基板非保持部１２とから構成されている。基板ホルダー１０Ａは、図１０又は図１２に示した従来の半導体製造装置におけるターンテーブル１０５上の基板ホルダー１０６に替えて使用することを想定している。
【００５３】
このように、本参考形態によると、基板ホルダー１０Ａの基板非保持部１２の上面が結晶成長用基板の結晶格子との格子不整合率が１０％以内の多結晶基板により覆われているため、基板非保持部１２の上面に堆積する半導体結晶がエピタキシャル成長するので、核生成がスムーズに進行し、樹枝状のデンドライト成長とならずに平坦になる。その結果、基板非保持部１２の表面積が増大することがなくなるため、製造時に結晶成長工程の回数を重ねても、基板非保持部１２からの輻射量が増加することがないので、結晶成長温度が一定となり、常に良質の半導体結晶を得ることができる。なお、格子不整合率が１０％以内の多結晶基板であれば格子不整合が起きないという事実は、多数回の試行により経験的に見いだしたものである。
【００５４】
また、多結晶基板からなる基板非保持部１２に凹部を設けて基板保持部１１を形成しているため、基板ホルダー１０Ａを高速に回転させたとしても、結晶成長用基板が外れて飛び出すことはない。
【００５５】
結晶成長用基板の重量によっては（ｃ）の基板ホルダー１０Ｂに示すように、基板保持部１１と基板非保持部１２とのそれぞれに凹部を設けると、さらに安定して回転させることができるようになる。
【００５６】
また、本発明の半導体結晶は、直径が２インチのＩｎＰ（インジウムリン）等の化合物半導体を想定しているが、最も一般的なシリコンよりなる単結晶又は多結晶基板を基板非保持部１２に用いても凹凸の少ない表面状態が得られるため、３枚以上の多数枚の結晶成長用基板を保持する基板ホルダーの場合には、基板非保持部１２を覆う大きな結晶が必要なときにシリコン基板は効果的である。
【００５７】
（第２の参考形態）
以下、本発明の第２の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【００５８】
図２（ａ），（ｂ）は本発明の第２の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるII−II線による断面図である。（ａ）に示す高融点金属であるモリブデン等からなる基板保持具である基板ホルダー２０は、半導体結晶の結晶成長用基板を保持する基板保持部２１と、基板ホルダー２０の基板保持部２１を除く領域の上面が結晶成長用基板と同一の材料よりなる複数の単結晶基板により稠密に覆われた基板非保持部２２とから構成されている。基板ホルダー２０は、図１０又は図１２に示した従来の半導体製造装置におけるターンテーブル１０５上の基板ホルダー１０６に替えて使用することを想定している。
【００５９】
第１の参考形態においては、大口径の多結晶基板によって基板ホルダー１０Ａの基板非保持部１２の上面を覆ったが、本参考形態においては、結晶成長用基板と全く同一の材料よりなる複数の単結晶基板を用いて基板ホルダー２０の基板非保持部２２の上面を稠密に敷き詰めて覆っている。
【００６０】
基板ホルダー２０の基板非保持部２２の上面に堆積する結晶と基板非保持部２２の結晶基板の結晶とは格子定数が同じであるため、基板非保持部２２に堆積する結晶はデンドライト成長しないので、その表面積が増大することがない。その結果、製造時に結晶成長工程の回数を重ねても、基板非保持部２２からの輻射量が増加することがないので、結晶成長温度が一定となり、常に良質の半導体結晶を得ることができる。
【００６１】
また、Ｓｉ（シリコン）よりなる半導体又はＩｎＰ（インジウムリン）、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）等よりなる化合物半導体の結晶は、鉄やコバルトの（１ −１ ０）面にも格子整合をとれるため、（１ −１ ０）面からなる鉄又はコバルトを用いて図１又は図２に説明した基板ホルダーの基板非保持部を被覆してもよい。
【００６２】
さらに、ウンモやイオウ等のファンデアワールス材料によって基板非保持部を被覆しても、ファンデアワールス材料は表面に結合手を有していないため、Ｓｉよりなる半導体、ＩｎＰ又はＧａＡｓ等よりなる化合物半導体の結晶は自己の格子定数により成長するので、格子不整合が生じない。従って、第１及び第２の参考形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００６４】
図３（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る基板ホルダーを示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるIII・−III・線による断面図である。（ａ）に示す高融点金属であるモリブデン等からなる基板保持具である基板ホルダー３０は、半導体結晶の結晶成長用基板を保持する基板保持部３１と、基板ホルダー３０の基板保持部３１を除く領域の上面部に径が５０μｍ以上の凹部又は凸部が形成された基板非保持部３２とから構成されている。基板ホルダー３０は、図１０又は図１２に示した従来の半導体製造装置におけるターンテーブル１０５上の基板ホルダー１０６に替えて使用することを想定している。
【００６５】
本実施形態の特徴として、モリブデン等の高融点金属よりなる基板非保持部３２は、ショットピーニング等によってその上面部には５０μｍ以上の径が凹部又は凸部が形成されているため、製造時における初回の結晶成長工程においても、基板非保持部３２の表面積は十分に大きいので、結晶成長工程の回数を重ねても、基板非保持部３２の表面積はほとんど変化しない。その結果、基板非保持部３２からの輻射量が変化しないので、結晶成長温度が一定となり、良質の半導体結晶を得ることができる。
【００６６】
（第３の参考形態）
以下、本発明の第３の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図４（ａ），（ｂ）は本発明の第３の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるIV−IV線による断面図である。（ａ）に示す高融点金属であるモリブデン等からなる基板保持具である基板ホルダー４０は、半導体結晶の結晶成長用基板を保持する基板保持部４１と、基板ホルダー４０の基板保持部４１を除く領域の上面が３か所のネジ４２ａにより取り付けられたステンレス又はモリブデンよりなる均熱板によって覆われた基板非保持部４２とから構成されている。基板ホルダー４０は、図１０又は図１２に示した従来の半導体製造装置におけるターンテーブル１０５上の基板ホルダー１０６に替えて使用することを想定している。
【００６８】
本参考形態の特徴として、基板ホルダー４０の基板非保持部４２の上面を覆う均熱板は３本のネジ４２ａのみにより基板ホルダー４０に取り付けられており、均熱板と基板ホルダー４０の基板非保持部４２とは空間が形成されているため、基板ホルダー４０の熱が均熱板に直接に伝わりにくいので、均熱板の温度は基板保持部４１に接している結晶成長用基板の温度よりも低くなる。その結果、均熱板の温度は結晶成長用基板の温度よりも低くなるため、原料ガスの熱分解が進みにくくなるので、均熱板の上面に結晶が成長しにくくなると共に、均熱板からの輻射量が減少する。従って、製造時に結晶成長工程の回数を重ねても、基板非保持部４２の表面積はほとんど変化せず、基板非保持部４２からの輻射量が変化しないので、結晶成長温度が一定となり、良質の半導体結晶を得ることができる。
【００６９】
（第４の参考形態）
以下、本発明の第４の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【００７０】
図５（ａ），（ｂ）は本発明の第４の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＶ−Ｖ線による断面図である。（ａ）に示す高融点金属であるモリブデン等からなる基板保持具である基板ホルダー５０は、半導体結晶の結晶成長用基板を保持する基板保持部５１と、基板ホルダー５０の基板保持部５１を除く領域の上面部が基板保持部５１の上面部よりも低くなるように形成された基板非保持部５２とから構成されている。基板ホルダー５０は、図１０又は図１２に示した従来の半導体製造装置におけるターンテーブル１０５上の基板ホルダー１０６に替えて使用することを想定している。
【００７１】
本参考形態の特徴として、基板ホルダー５０の基板非保持部５２の上面部は、基板保持部５１の上面部よりも低くなるように形成されているため、基板保持部５１の上面部を基準に設定された原料ガスの熱分解が進行する境界層を外れるので、基板非保持部５２の上面での原料ガスの熱分解が進みにくくなり、これにより、基板非保持部５２の上面に結晶が成長しにくくなる。従って、製造時に結晶成長工程の回数を重ねても、基板非保持部５２の表面積はほとんど変化しないため、基板非保持部５２からの輻射量が変化しないので、結晶成長温度が一定となり、良質の半導体結晶を得ることができる。
【００７２】
また、各参考形態における基板ホルダーの基板非保持部の部材が成長する半導体結晶と異なる部材を用いている場合に、該半導体結晶と同等の輻射率を有する部材によって基板非保持部を作製すると、製造時における初回の結晶成長工程における基板非保持部の輻射率と成長工程の回数を重ねた後の基板非保持部の輻射率とが変化しなくなる。従って、図１１（ａ）により説明した基板ホルダーの表面からの輻射光を測定することにより温度補正を行なう際に、輻射率が変化しないので、正確に基板ホルダーの表面温度を測定することができる。
【００７３】
なお、基板ホルダーは３、４枚の結晶成長用基板を保持できる構造としたが、本発明はこれに限るものではなく、基板の大きさや材料に応じて単数から複数まで幅広く対応できるものであり、特に複数枚の基板を同時に成長させる場合に有効となる。
【００７４】
また、本発明の各参考形態に係る基板ホルダーは、半導体結晶用の原料となるガスを加熱分解するための反応室と、反応室の外部から原料となるガスを反応室に導くガス導入部と、ガス導入部の直下にガス導入部から吹き出す原料となるガスの流れを遮るように設けられ、ターンテーブル用駆動軸により高速に回転するターンテーブルと、ターンテーブルに固定され、結晶成長用基板を保持する基板保持具と、結晶成長用基板を加熱する加熱手段としてのヒータとを備えた半導体製造装置における基板保持具に適用することができるが、前記の半導体装置の全体構成については図９に基づき説明した従来のものと同様であるので、説明を省略する。
【００７５】
なお、これまで説明した基板ホルダーはターンテーブルに取り付けられて回転することを想定しているが、基板ホルダーとターンテーブルとが一体になった基板保持具であってもかまわない。
【００７６】
（第５の参考形態）
以下、本発明の第５の参考形態に係る結晶成長方法を説明する。
【００７７】
結晶成長用基板を保持する基板保持部及び基板保持部を除く基板非保持部を有する各参考形態や従来の基板ホルダーにおける基板非保持部の部材と、結晶成長させる半導体結晶との格子不整合率が１０％以内にならない場合は、部材や部材の形状による程度の差こそあれ、基板非保持部にデンドライト型の結晶が堆積する。
【００７８】
そこで、基板保持具に保持された結晶成長用基板を所定の温度になるまで昇温する昇温工程と、前記結晶成長用基板に半導体結晶を成長させる結晶成長工程とを備えた結晶成長方法において、毎回の昇温工程の前に、基板非保持部の上面部に堆積したデンドライト型の結晶を平坦化するマイグレーション工程を追加する。
【００７９】
例えば、所望の半導体結晶をIII-Ｖ族の化合物半導体とすると、反応室に原料のうちの一部であるＶ族ガスを供給しながら、基板保持具を結晶成長工程よりも１００度ほど高い７００度以上にして３０分間加熱するベーキング処理を行なう。
【００８０】
これにより、基板保持具の基板非保持部に堆積したデンドライト型の結晶は結晶表面のマイグレーションが促進されるため、樹枝状の凹凸が平坦化されるので、基板非保持部の表面積が小さくなる。その結果、基板非保持部の輻射量が減少するため、結晶成長用基板の基板温度の低下が抑制されるので、結晶成長工程の回数を重ねて基板非保持部に結晶が堆積したとしても、良質の半導体結晶を得ることができる。
【００８１】
（第６の参考形態）
以下、本発明の第６の参考形態に係る半導体製造方法における基板温度の測定方法を図面を参照しながら説明する。
【００８２】
図１１に基づいて説明したように、従来の気相成長法による半導体製造装置は、赤外線温度計により結晶成長用基板の表面温度を測定していたが、基板保持具からの輻射率の変動による誤差が大きいため、基板の温度を正確に測定できないという問題を有していた。
【００８３】
本参考形態は、ドーパントの取り込み効率が基板温度によって大きく変化することに着目して基板温度を測定する。例えば、ＩｎＰよりなる半導体結晶を製造するときのｐ型ドーパントとしてＺｎ（亜鉛）を添加する際には、同率のＺｎ元素を含む原料ガスを添加したとしても、図６に示すように、基板温度によってＩｎＰよりなる半導体結晶のホール濃度が変化することが分かる。これは、結晶内に取り込まれるＺｎの濃度が基板温度によって異なるためである。
【００８４】
従って、同率のＺｎ元素を含む原料ガスを供給したときの成長後の半導体結晶のホール濃度を評価すれば、図６に示す基板温度評価関数から基板温度を求めることができる。特に、Ｚｎの取り込み効率は基板温度依存性が大きいため、基板温度を正確に測定することができる。
【００８５】
このように、本参考形態によると、半導体の成膜処理だけでなく拡散処理をも含めた熱処理工程において、あらかじめ所望の半導体の基板温度と、該半導体のドーパントの添加量とキャリア濃度との比との関係を表わす基板温度評価関数を準備工程として求めておき、基板温度評価関数を用いて成膜処理又は拡散処理の温度を制御するため、良質の半導体結晶を得ることができる。
【００８６】
（第７の参考形態）
以下、本発明の第７の参考形態に係る半導体製造方法における基板温度の測定方法を説明する。
【００８７】
例えばＩｎ（インジウム），Ｇａ（ガリウム），Ａｓ（ヒ素）及びＰ（リン）を組成とするような４元混晶からなるIII-Ｖ族の半導体結晶を製造する場合にも基板温度の変化により組成変化が生ずる。これは、アルシン（ＡｓＨ₃ ）に比べてホスフィン（ＰＨ₃ ）はその分解効率の成長温度依存性が大きいためである。すなわち、基板温度が低下すると、ホスフィンの分解効率が著しく低下するため、４元混晶はＡｓの含有量が相対的に増加する。Ａｓの含有量の増加は、格子不整合及びＰＬ（フォトルミネセンス法）波長の変化となって現われるため、格子不整合が起きないように成長温度を変化させることにより基板温度を一定に保つことができる。
【００８８】
このように、本参考形態によると、半導体の成膜処理だけでなく拡散処理をも含めた熱処理工程において、あらかじめ所望の半導体の基板温度と、該半導体のエネルギーバンドギャップと格子定数とが共に等しくなるような少なくとも第１のＶ族ガス及び第２のＶ族ガス、例えばアルシン及びホスフィンの供給比との関係を表わす基板温度評価関数を準備工程として求めておき、基板温度評価関数を用いて成膜処理又は拡散処理の温度を制御するため、４元混晶からなる良質なIII-Ｖ族の半導体結晶を得ることができる。
【００８９】
以下、具体的に、本発明の第６又は第７の参考形態に係る半導体製造方法を図面を参照しながら説明する。
【００９０】
まず、第６の参考形態に示したキャリア濃度と基板温度との関係から、又は第７の参考形態に示した少なくとも第１のＶ族ガス及び第２のＶ族ガスの供給比と基板温度との関係から基板温度評価関数を定義しておく。
【００９１】
次に、基板保持具に保持された結晶成長用基板を所定温度になるまで昇温する昇温工程と、前記結晶成長用基板に半導体結晶を成長させる結晶成長工程とを備えた半導体製造方法において、図７に示すあらかじめ定義された精密な基板温度評価関数を用いることにより、結晶成長工程における基板保持具の基板非保持部に堆積した半導体結晶の膜厚に応じた基板温度を正確に求めることができる。従って、図８に示すように、膜厚に応じた基板温度と設定温度との温度差を求めて、所定温度に該温度差を加えることにより所定温度を正確に補正することができるので、良質の半導体結晶を得ることができる。
【００９２】
（第８の参考形態）
以下、本発明の第８の参考形態を図面を参照しながら説明する。
【００９３】
図９は本発明の第８の参考形態に係る半導体製造装置の正面図である。図９に示すように、本半導体製造装置は、半導体結晶用の原料ガスを加熱分解するための反応室６１と、反応室６１の外部から原料ガスを反応室６１に導くガス導入部６２と、ガス導入部６２の直下にガス導入部６２から吹き出す原料ガスの流れ６３を遮るように設けられ、ターンテーブル用駆動軸６４により毎分５００回以上で回転するターンテーブル６５の上面に固定されており、結晶成長用基板を保持する基板保持部と基板保持部を除く基板非保持部とからなるステンレス又はモリブデン等の金属により形成された基板保持具としての基板ホルダー６６と、ターンテーブル６５の温度を検出する第１の温度検出器としてのモニタ用熱電対６７と結晶成長用基板を加熱する加熱手段としてのヒータ６８と、ヒータ６８の温度を検出する第２の温度検出器としてのコントロール用熱電対６９とから構成されている。
【００９４】
このように本参考形態によると、図１２に示した基板ホルダーの表面の輻射光を測定することなく、ターンテーブルの近傍に設置したモニタ用熱電対６７により基板ホルダー６６の温度を測定するため、結晶成長工程の回数を重ねるごとに基板温度の測定誤差が増大することがないので、基板ホルダーの温度制御を正確にできるようになり、従って、良質の半導体結晶を製造することができる。
【００９５】
なお、基板ホルダー６６とターンテーブル６５とは必ずしも分離できる構成でなくてもよく、一体である構成であってもよい。
【００９６】
以下、本発明の第８の参考形態に係る製造装置を用いた製造方法を説明する。
【００９７】
基板保持具に保持された結晶成長用基板を所定温度になるまで昇温する昇温工程と、所定温度に昇温された結晶成長用基板に半導体結晶を成長させる結晶成長工程とを備えた半導体製造方法を考える。
【００９８】
まず、昇温工程において、コントロール用熱電対６９によりヒータ６８を制御しながら基板ホルダー６６を加熱する。ヒータ６８の近傍部分の温度を測定することにより、昇温時の基板温度のオーバーシュートをなくすことができる。ヒータ６８の温度が一定になった後に、所望の半導体結晶を得るための設定温度とモニタ用熱電対６７との温度差を求め、その温度差を所定の加熱温度に反映させた加熱温度を新たな所定温度とする。その後、新たな所定温度となるようにコントロール用熱電対６９を用いてヒータ６８に供給する電力を調整する。
【００９９】
次に、結晶成長工程において、基板ホルダー６６に保持されている結晶成長用基板の基板温度が結晶成長工程の回数を重ねても低下することなく、結晶成長を行なうことができる。
【０１０４】
本発明に係る結晶成長方法によると、製造時の結晶成長工程の初回から基板保持具の基板非保持部の表面積が大きいため、基板保持具の基板非保持部の上に堆積する半導体結晶がデンドライト成長したとしても表面積が増加しないので、結晶成長工程の処理回数にかかわらず、基板保持具からの輻射量が変化しなくなる。これにより、基板保持具の温度が変化しなくなるので、基板保持具に保持されている結晶成長用基板の結晶成長温度を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、
（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ線による断面図であり、
（ｃ）は第１の参考形態の第１変形例に係る基板保持具の断面図である。
【図２】 本発明の第２の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、
（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるII−II線による断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態に係る基板ホルダーを示す図であって、
（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるIII・−III・線による断面図である。
【図４】 本発明の第３の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、
（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるIV−IV線による断面図である。
【図５】 本発明の第４の参考形態に係る基板ホルダーを示す図であって、
（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるＶ−Ｖ線による断面図である。
【図６】 本発明の第６の参考形態に係る半導体製造方法における半導体結晶の基板温度とホール濃度との相関関係を表わすグラフ図である。
【図７】 本発明の第６又は第７の参考形態に係る半導体製造方法における基板ホルダーに堆積した結晶の成長膜厚と基板温度との関係を表わした評価関数のグラフ図である。
【図８】 本発明の第６又は第７の参考形態に係る半導体製造方法における基板ホルダーに堆積した結晶の成長膜厚と設定温度との相関関係を表わすグラフ図である。
【図９】 本発明の第８の参考形態に係る半導体製造装置の正面図である。
【図１０】 （ａ）は従来の半導体製造装置の正面図であって、
（ｂ）〜（ｄ）は従来の結晶成長工程ごとの基板ホルダーの断面図である。
【図１１】 従来の基板ホルダーに堆積した結晶の成長膜厚と基板温度との相関関係を表わしたグラフ図である。
【図１２】 （ａ）は従来の温度補正装置を有する半導体製造装置の正面図であって、
（ｂ）は従来の基板ホルダーの平面図である。
【符号の説明】
１０Ａ 基板ホルダー
１０Ｂ 基板ホルダー
１１ 基板保持部
１２ 基板非保持部
２０ 基板ホルダー
２１ 基板保持部
２２ 基板非保持部
３０ 基板ホルダー
３１ 基板保持部
３２ 基板非保持部
４０ 基板ホルダー
４１ 基板保持部
４２ 基板非保持部
４２ａ ネジ
５０ 基板ホルダー
５１ 基板保持部
５２ 基板非保持部
６１ 反応室
６２ ガス導入部
６３ ガスの流れ
６４ ターンテーブル用駆動軸
６５ ターンテーブル
６６ 基板ホルダー
６７ モニタ用熱電対
６８ ヒータ
６９ コントロール用熱電対

Claims (1)

1. ヒータによって加熱されているターンテーブル上に金属からなる基板保持具を介して固定されている半導体基板の表面に原料ガスを提供することによって半導体からなる結晶を前記半導体基板の表面に成長させる結晶成長方法であって、
   前記基板保持具は、前記半導体基板を保持する領域である基板保持部と、前記半導体基板を保持しない領域である基板非保持部とを有し、
   前記基板非保持部の上面部にはショットピーニングによって径が５０ミクロン以上の凹部又は凸部が形成されているが、前記基板保持部の上面部には前記凹部又は凸部は形成されていないことによって、前記結晶の成長温度が一定となっていることを特徴とする、結晶成長方法。

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