JPH02168615A - 気相成長装置用支持台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、縦型気相成長装置において被気相成長基板
を支持して加熱する支持台の改良に関する。

従来技術 被気相成長基板上にエピタキシャル成長させるための装
置の一つに第１図に示すような縦型気相成長装置がある
。この装置には、高周波誘導加熱装置（３）等で加熱さ
れるグラファイト製円板で、その表面に被気相成長基板
を入れるための多数の座ぐり部（２−２）を設けた支持
台（１−２）がある（第７図）。

加熱された支持台上に載置された被気相成長基板は、支
持台からの伝導熱および輻射熱により加熱されるもので
あり、被気相成長基板を入れる座ぐり部（２−２）は第
８図に示すように７字底（Ａ図）、平底（Ｂ図）、一つ
の曲面底（０図）などから構成されていたく特開昭５９
−５００９５号公報、特開昭６２−４３１５号公報参照
）。

被気相成長基板を支持台の座ぐり部に入れ高温に加熱す
ると、被気相成長基板にその臨界強度以上の熱応力が発
生し、結晶のスリップが発生する。

このスリップは座ぐり部の断面形状に関係があり、従来
から座ぐり部形状に種々の工夫がなされていた（特開昭
５９−５００９５号公報、特開昭６２−４３１５号公報
）。また、基板の半径方向の温度勾配、面内の温度ばら
つきを制御してスリップの発生を阻止する方法（特開昭
６１−１９０９２１号公報）がある。

発明が解決しようとする課題 上記のごとく、従来の気相成長装置用支持台の改良は主
に基板に発生するスリップの防止を図るように工夫され
ていた。

しかし、連続的なエピタキシャル気相成長反応では、被
気相成長基板の裏面周辺にシリコンが堆積し、デバイス
工程において、例えばリングフライでのマスキングでマ
スクに傷をつけたり、ダイシングでのチップのはげ落ち
などの不都合が起り、製品歩留を低下していた。

この発明は、上記問題点を解決し、被気相成長基板の裏
面周辺へのシリコンの堆積を排除し、かつスリップの発
生を低減できる被気相成長基板用支持台を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、この発明の被気相成長基板用
支持台は、支持台上に設置する基板載置用の座ぐり部を
、座ぐり部に同心する一つの円形稜線を設け、その稜線
の内側と外側に半径方向の断面が円弧状にくぼんだ凹面
底の内側空所と外側空所を形成し、上記円形稜線にて基
板を支持するように構成する。

上記円形稜線は基板半径Ｒの０．６〜０．９倍の位置に
設けると最も効果的である。

また、スリップの発生を最小限に抑制するには、円形稜
線により形成された内側空所の凹面底は基板支持面から
の深さが２５〜１５０μｍの範囲にあり、同様に外側空
所の凹面底は基板支持面からの深さが３０〜７０μｍの
範囲にあるように形成する。

作　　　　用 上記のように、座ぐり部に形成された円形稜線にて被気
相成長基板を支持して支持台を加熱すれば、基板は輻射
熱により全体が均一に加熱され、臨界強度以上の熱応力
の発生は抑制され、スリップはほとんど発生しない。

また、座ぐり部には外側空所があるため、気相成長反応
中に生成するシリコンはこの外側空所の底部に堆積し、
基板の裏面周辺への付着が阻止される。

実施例 第１図に示すように、回転するグラファイト製の支持台
（１）に被気相成長基板（７）　を置き下方に設置した
高周波誘導加熱装置（３）　にて加熱し気相成長反応を
行わせるようにした通常の縦型気相成長装置において、
支持台（１）　を第２図、第３図に示すように構成する
。

すなわち、支持台（１）の表面に多数配設される座ぐり
部（２）は、同心する円形稜線（６）により、その内側
と外側に半径方向の断面が円弧状にくぼんだ凹面底の内
側空所（４）外側空所（５）を形成し、上記用 形稜線（６）にて被気相成長基板（７）を支持する構成
とする。

被気相成長基板（７）は、円形稜線（６）に線接触して
いる以外は支持台（１）から離れており、その加熱はほ
とんどが輻射熱により行われる。

そのため、表裏面および半径方向において、はぼ均一に
加熱され温度勾配が少なく熱応力が発生しにくい。

今、直径１５０ｍｍ、厚さ６８０μｍのシリコン基板を
第２図、第３図に示す支持台（１）に載せて気相エピタ
キシする際、内側空所（４）の半径Ｃを０．５Ｒ１０，
６Ｒ１０，７Ｒ１０，８Ｒ１０，９Ｒ，０，９５Ｒ（Ｒ
は基板半径）とし、それぞれの半径Ｃの値にタナし、内
側空所（４）の深さａを変化させ、それぞれのスリップ
発生率を調べた。その結果を第４図Ａに示す。　　また
、半径Ｃの値を上記と同様にとり、それぞれの半径Ｃの
値に対し、外側空所（５）の床さｂを変化させ、それぞ
れのスリップ発生率を調べた。

その結果を第４図Ｂに示す。

上記結果より、スリップ発生率の少ないのは、内側空所
の半径Ｃが０．６Ｒ〜０．９Ｒで、深さａが２５〜１５
０μｍの範囲にあるとき、また外側空所の深さｂが３０
〜７０μｍの範囲にあるときである。

次に、支持台を気相エツチングして清浄化したのち、シ
リコン基板を連続気相成長反応させた場合の基板周辺の
裏面状態を、従来の支持台と比較して調べた。

この発明の実施による結果を第５図に示す。第５図Ａは
支持台を気相エツチングしたあと１バツチ目の状態、第
５図Ｂは引続き連続気相成長反応を行った３バツチ目の
結果である。その結果、裏面の凹凸は１バツチ目も３バ
ツチ目も　０．５μｍ程度で変化がなく、連続して気相
成長反応を行っても基板周辺には異常成長は起らないこ
とがわかる。

第６図は従来の支持台を気相エツチングしたあと１バツ
チ目（第６図Ａ）と２バツチ目（第６図Ｂ）の基板周辺
の裏面状態を示す。

１バツチ目の裏面の凹凸は０．５μｍ程度で、本発明の
第５図Ａと同程度であるが、２バツ千目の裏面の凹凸は
２．０〜２．５μｍ程度で大幅に大きくなっている。

したがって、従来の支持台は連続して気相成長反応させ
ることは困難で、１回の反応が終るごとに支持台を気相
エツチングする必要がある。

発明の効果 この発明は、気相成長装置用支持台の座ぐり部を同心す
る円形稜線により内側空所と外側空所を形成し、その円
形稜線にて被気相成長基板を支持するから、基板は支持
台からの輻射熱により均一加熱され、その結果スリップ
発生を著しく低減でき、また基板周辺の裏面の異常成長
がなくなり、製品歩留が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦型気相成長装置の要部を示す説明図、第２図
はこの発明の実施による支持台の平面図、第３図Ａは第
２図の１つの座ぐり部の拡大断面図、第３図Ｂはその座
ぐり部の主要寸法を示す図、第４図は座ぐり部に設けた
円形稜線の半径Ｃを変え、かつ内側空所の深さａを変化
した場合のスリップ発生率（第４図Ａ）および同じく外
側空所の深さｂを変化した場合のスリップ発生率（第４
図Ｂ）を示すグラフ、第５図はこの発明の実施による支
持台により気相成長反応を行った場合の１バツチ目（第
５図Ａ）と３バツチ目（第５図Ｂ）の基板周辺の裏面状
態を示すグラフ、第６図は同じ〈従来の支持台を使った
場合の１バツチ目（第６図Ａ）と２バツチ目（第６図Ｂ
）の基板周辺の裏面状態を示すグラフ、第７図は従来の
支持台の平面図、第８図は従来の支持台座ぐり形状を示
す断面図で、Ａ図は７字底、Ｂ図は平底、０図は一つの
曲面底を示す。 １・・・支持台 ３・・・高周波誘導加熱装置 ５・・・外側空所 ７・・・被気相成長基板 ａ・・・内側空所の基板支持面からの深さｂ・・・外側
空所の基板支持面からの深さ２・・・座ぐり部 ４・・・内側空所 ６・・・円形稜線 Ｃ・円形稜線の半径

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １加熱された支持台からの伝導熱および輻射熱により被
   気相成長基板を加熱する縦型気相成長装置において、支
   持台上に設置する基板載置用の座ぐり部を、座ぐり部に
   同心する一つの円形稜線を設け、その稜線の内側と外側
   に半径方向の断面が円弧状にくぼんだ凹面底の内側空所
   と外側空所を形成し、上記円形稜線にて基板を支持する
   ように構成した気相成長装置用支持台。 ２基板を支持する円形稜線が基板半径Ｒの ０．６〜０．９倍の位置に設けられた請求項１記載の気
   相成長装置用支持台。 ３基板を支持する円形稜線により形成された内側空所の
   凹面底の基板支持面からの深さが２５〜１５０μｍある
   請求項１記載の気相成長装置用支持台。 ４基板を支持する円形稜線により形成された外側空所の
   凹面底の基板支持面からの深さが３０〜７０μｍある請
   求項１記載の気相成長装置用支持台。