JP7276582B1 - エピタキシャル成長用サセプタ及びエピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これまでは(100)を主表面とするエピタキシャルウェーハが用いられてきており、特許文献1で示すような(100)面のウェーハを主たる対象としたサセプタが開発されてきた。しかし、昨今ではデバイスの特性上、特許文献2で示すように主表面が(100)以外の大直径エピタキシャルウェーハの要求がなされるようになっている。しかしながら、最外周領域の局所的な成長速度が隣接する方位の影響を受けて変化するため、主表面に合わせたサセプタの設計が求められている。
本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、主表面を(110)とするウェーハを用いて、高平坦な(110)エピタキシャルウェーハを製造することが可能となる。
図1(a)に、本発明の実施形態に係るエピタキシャル成長用サセプタの平面図を示す。また、図1(b)に、本発明の実施形態に係るエピタキシャル成長用サセプタの断面図を示す。
図1(a)、(b)に示されるように、本発明の実施形態に係るエピタキシャル成長用サセプタ1は、ウェーハWを載置するためのポケット10と、ポケット10を囲む外周部12とを有する。
ウェーハWを載置するための凹状のポケット10について、ウェーハWを載置した際に{111}面が存在する方向の少なくとも一部に隆起部16を設ける。
{111}面の方向は局所的に成長速度が速いため、隆起部により成長速度を抑制できる。
少なくとも{100}面が存在する方向の一部は、ウェーハWが載置された際に、ウェーハWの表面が、ポケット側面より高くなるように設計する。
{100}方向は相対的に成長速度が遅く、外周にかけて落ち込みが発生しやすく、Front ZDDをマイナス側にシフトさせる効果が強いため、ウェーハ表面がポケット側面の高さより高くなることで、外周落ち込みによるFront ZDDのマイナス側へのシフトを抑制できる。
ポケット10には、裏面側デポを抑制する形状や、オートドープを抑制する貫通孔などが設けられていてもよい。
ポケット側面の高さが低すぎる場合、プロセスガスがウェーハ裏面に回り込みやすくなり、ウェーハ裏面の品質が悪化してしまう。
ポケット10の{100}方向にあたる方向に対して、局所的な陥没部を設けることで、この部分の成長速度を速め、より効果的にFront ZDDのマイナス側へのシフトを抑制できる。
ポケット側面の高さが低すぎる場合、プロセスガスがウェーハ裏面に回り込みやすくなり、ウェーハ裏面の品質が悪化してしまう。
次に、本発明の実施形態に係るエピタキシャルウェーハの製造方法について説明する。
本発明の実施形態に係るエピタキシャルウェーハの製造方法は、エピタキシャル成長用サセプタ1を用いて、ウェーハ表面上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャルウェーハの製造方法である。
エピタキシャル成長用サセプタ1のポケット10にウェーハWを載置し、隆起部16にウェーハWの表面の(110)面に隣接する{111}面の方向を対向させるように配置してから、気相成長を行う工程を有する。
図2は、実施例1サセプタとウェーハの高さの関係を示す概略図である。
まず、平坦部の高さが0.647mmで、隆起部の最大高さが0.812mmとなるように設計された実施例1サセプタを準備した。
この隆起部は円周方向中心の最も高い仮想地点に向かって高くなるように、かつ中心の最も高い仮想地点から±40°の範囲で設けた。
エピタキシャル成長に用いたウェーハは、主表面(110)かつ厚みは0.775±0.01mmとした。
ウェーハをサセプタに載置した際に、平坦部のポケット部がウェーハ表面より低くなった。そして、サセプタの隆起部に(110)ウェーハの{111}面方向を対向させて配置した。
図5は、比較例1サセプタとウェーハの高さの関係を示す概略図である。
図6は、比較例1サセプタにおいて中心側から見た概略図である。
ポケット内にウェーハが載置された際に、全周方向にポケット高さが0.830mmとなるように設計された外周部に隆起部を持たない比較例1サセプタを準備した。
図7は、実施例2サセプタとウェーハの高さの関係を示す概略図である。
まず、平坦部の高さが0.647mmで、隆起部の最大高さが0.812mmとなる他、下端の高さが0.497mmの陥没部を有するように設計された実施例2サセプタを準備した。
[1]:主表面が(110)面のウェーハにエピタキシャル成長を行うためのサセプタであって、ウェーハを載置するためのポケットと、前記ポケットを囲む外周部と、を有し、前記外周部には、平坦部と、前記ポケットに隣接した部分であって、前記平坦部の上面より突出した部分を有する隆起部と、が設けられるとともに、前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの上面の高さが、前記平坦部の上面の高さの上に位置するように前記ポケットが設計されているものであることを特徴とするエピタキシャル成長用サセプタ。
[2]:前記外周部に、前記ポケットに隣接した部分であって、前記平坦部の上面より凹んだ部分を有する陥没部が設けられているものであることを特徴とする上記[1]のエピタキシャル成長用サセプタ。
[3]:前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記平坦部の上面までのポケット高さが、前記ウェーハの厚みの半分以上となるものであることを特徴とする上記[1]又は上記[2]のエピタキシャル成長用サセプタ。
[4]:前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記平坦部の上面までのポケット高さと前記ウェーハの厚みの差が0.30mm以内となるものであることを特徴とする上記[1]~上記[3]のいずれかのエピタキシャル成長用サセプタ。
[5]:前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記陥没部の下端までのポケット高さが、前記ウェーハの厚みの半分以上となるものであることを特徴とする上記[2]のエピタキシャル成長用サセプタ。
[6]:前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記陥没部の下端までのポケット高さと前記ウェーハの厚みの差が0.30mm以内となるものであることを特徴とする上記[2]のエピタキシャル成長用サセプタ。
[7]:上記[1]~上記[6]のいずれかのエピタキシャル成長用サセプタを用いて、主表面が(110)面のウェーハ表面上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャルウェーハの製造方法であって、前記エピタキシャル成長用サセプタのポケットにウェーハを載置し、前記隆起部に前記ウェーハの表面の(110)面に隣接する{111}面の方向を対向させるように配置してから、気相成長を行う工程を有することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
Claims (6)
- 主表面が(110)面のウェーハにエピタキシャル成長を行うためのサセプタであって、
ウェーハを載置するためのポケットと、前記ポケットを囲む外周部と、を有し、
前記外周部には、平坦部と、前記ポケットに隣接した部分であって、前記平坦部の上面より突出した部分を有する隆起部と、前記ポケットに隣接した部分であって、前記平坦部の上面より凹んだ部分を有する陥没部が設けられるとともに、
前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの上面の高さが、前記平坦部の上面の高さの上に位置するように前記ポケットが設計されているものであることを特徴とするエピタキシャル成長用サセプタ。 - 前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記平坦部の上面までのポケット高さが、前記ウェーハの厚みの半分以上となるものであることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
- 前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記平坦部の上面までのポケット高さと前記ウェーハの厚みの差が0.30mm以内となるものであることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
- 前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記陥没部の下端までのポケット高さが、前記ウェーハの厚みの半分以上となるものであることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
- 前記ウェーハを前記ポケットに載置した際に、前記ウェーハの下面の位置から前記陥没部の下端までのポケット高さと前記ウェーハの厚みの差が0.30mm以内となるものであることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
- 請求項1に記載のエピタキシャル成長用サセプタを用いて、主表面が(110)面のウェーハ表面上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャルウェーハの製造方法であって、
前記エピタキシャル成長用サセプタのポケットにウェーハを載置し、前記隆起部に前記ウェーハの表面の(110)面に隣接する{111}面の方向を対向させるように配置してから、気相成長を行う工程を有することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
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