JPH0254430B2 - - Google Patents
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- JPH0254430B2 JPH0254430B2 JP58186072A JP18607283A JPH0254430B2 JP H0254430 B2 JPH0254430 B2 JP H0254430B2 JP 58186072 A JP58186072 A JP 58186072A JP 18607283 A JP18607283 A JP 18607283A JP H0254430 B2 JPH0254430 B2 JP H0254430B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/12—Substrate holders or susceptors
-
- 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
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、感受素子、とりわけ輻射吸収型ヒー
ターシステムで行う化学蒸着の際に有用な感受素
子に関するものである。
ターシステムで行う化学蒸着の際に有用な感受素
子に関するものである。
化学蒸着法は、近年、様々な高純度物質を作り
出すために利用されており、(ガリウム砒素のよ
うな)―族物質の製造や、その他の半導体用
エピタキシヤル化合物を製造するさいには、特に
有用である。
出すために利用されており、(ガリウム砒素のよ
うな)―族物質の製造や、その他の半導体用
エピタキシヤル化合物を製造するさいには、特に
有用である。
化学蒸着法は、普通は、様々な反応器のどれか
を用いて行われており、これらの反応器には、こ
の分野の技術ではよく知られているように、水平
型反応器、垂直型反応器、パンケーキ型反応器や
その他類似したものがある。大ざつぱに言つて、
これらの反応器は、2つの異つた分類にわけるこ
とができるが、その1つは(冷壁型反応器のよう
な)輻射吸収型ヒーターであり、いま1つは、
(熱壁型反応器のような)オーブン型反応器であ
る。通常、冷壁型すなわち輻射吸収型システムの
ほうが、収量や生成率が高いとか、その他多くの
理由によつて、熱壁型反応器よりも好んで用いら
れている。
を用いて行われており、これらの反応器には、こ
の分野の技術ではよく知られているように、水平
型反応器、垂直型反応器、パンケーキ型反応器や
その他類似したものがある。大ざつぱに言つて、
これらの反応器は、2つの異つた分類にわけるこ
とができるが、その1つは(冷壁型反応器のよう
な)輻射吸収型ヒーターであり、いま1つは、
(熱壁型反応器のような)オーブン型反応器であ
る。通常、冷壁型すなわち輻射吸収型システムの
ほうが、収量や生成率が高いとか、その他多くの
理由によつて、熱壁型反応器よりも好んで用いら
れている。
オーブン型反応器においては、この過程で必要
になるすべての装置が、原料ガスの反応温度とほ
とんど同じくらいに加熱されてしまうので、原料
ガスは、単に、目的とした基板に蒸着されてしま
うのみならず、たとえば反応容器の壁にも蒸着さ
れてしまい、したがつて、エネルギーと原料物質
の浪費であるとともに、清掃上の問題もあり、ま
た、連続して異つた原料を用いるような場合は、
それぞれの過程の間に汚染の問題が生じてくる。
これとは対照的に、輻射吸収型のヒーターシステ
ムでは、輻射エネルギーは、ラジオ波(RF)で
あつたり、赤外線(IR)であつたり、マイクロ
波エネルギーであつたりするが、これらは反応容
器の外から反応容器の内部に導入されて、そこ
で、選択的に感受素子によつて吸収されるのであ
る。感受素子がエネルギーを吸収すると、それは
反応容器を構成する周囲の部分よりも熱くなり、
したがつて、感受素子が保持している基板が選択
的に熱せられて、材料物質を蒸着させることにな
る。反応容器の他の部分に対して基板だけが選択
的に熱せられるのは輻射吸収型ヒーターシステム
の明白な利点ではあるが、このようなシステムを
経済的に運転していくためには、注入されたエネ
ルギーを効率よく吸収する感受素子が必要である
ことも明かである。本発明は、このような輻射吸
収型ヒーターシステムにおいて有用な感受素子を
目指したものである。
になるすべての装置が、原料ガスの反応温度とほ
とんど同じくらいに加熱されてしまうので、原料
ガスは、単に、目的とした基板に蒸着されてしま
うのみならず、たとえば反応容器の壁にも蒸着さ
れてしまい、したがつて、エネルギーと原料物質
の浪費であるとともに、清掃上の問題もあり、ま
た、連続して異つた原料を用いるような場合は、
それぞれの過程の間に汚染の問題が生じてくる。
これとは対照的に、輻射吸収型のヒーターシステ
ムでは、輻射エネルギーは、ラジオ波(RF)で
あつたり、赤外線(IR)であつたり、マイクロ
波エネルギーであつたりするが、これらは反応容
器の外から反応容器の内部に導入されて、そこ
で、選択的に感受素子によつて吸収されるのであ
る。感受素子がエネルギーを吸収すると、それは
反応容器を構成する周囲の部分よりも熱くなり、
したがつて、感受素子が保持している基板が選択
的に熱せられて、材料物質を蒸着させることにな
る。反応容器の他の部分に対して基板だけが選択
的に熱せられるのは輻射吸収型ヒーターシステム
の明白な利点ではあるが、このようなシステムを
経済的に運転していくためには、注入されたエネ
ルギーを効率よく吸収する感受素子が必要である
ことも明かである。本発明は、このような輻射吸
収型ヒーターシステムにおいて有用な感受素子を
目指したものである。
様々な考慮をすると、感受素子として利用でき
る材料の選択は非常に限られたものになつてしま
う。明らかに、この材料は、反応容器に導入され
た輻射エネルギーを特有の形で効果的に吸収する
ことによつて、システムに導入するエネルギーを
極小にし、かつシステムを通常の動作温度(通
常、エピタキシヤル―族物質を作る場合は
700℃ぐらいかそれより高温)に保つことができ
るものでなくてはならない。この材料は反応容器
に導入するガスのようなこれと接触する物質に対
して化学的に不活性でなければならず、さらに、
原料ガスや基板や、製造すべき物質に対しての汚
染源になつてはならないことも明らかである。感
受素子が通常うけるような高温(しばしば1000℃
を越すこともある)に熱せられた場合、ほとんど
の材料は脱ガスをしてしまう、すなわち、内部か
らガスを放出し、そのガスが、原料ガスや基板や
蒸着原料に対する汚染源となり、したがつて、目
的とする反応にとつて不要な元素を持ちこむこと
になり、最終的に出来る製品は劣つたものになつ
てしまう。最後に、この材料は、感受素子として
必要な量だけ用いたとき、経済的にひきあうもの
でなければならない。
る材料の選択は非常に限られたものになつてしま
う。明らかに、この材料は、反応容器に導入され
た輻射エネルギーを特有の形で効果的に吸収する
ことによつて、システムに導入するエネルギーを
極小にし、かつシステムを通常の動作温度(通
常、エピタキシヤル―族物質を作る場合は
700℃ぐらいかそれより高温)に保つことができ
るものでなくてはならない。この材料は反応容器
に導入するガスのようなこれと接触する物質に対
して化学的に不活性でなければならず、さらに、
原料ガスや基板や、製造すべき物質に対しての汚
染源になつてはならないことも明らかである。感
受素子が通常うけるような高温(しばしば1000℃
を越すこともある)に熱せられた場合、ほとんど
の材料は脱ガスをしてしまう、すなわち、内部か
らガスを放出し、そのガスが、原料ガスや基板や
蒸着原料に対する汚染源となり、したがつて、目
的とする反応にとつて不要な元素を持ちこむこと
になり、最終的に出来る製品は劣つたものになつ
てしまう。最後に、この材料は、感受素子として
必要な量だけ用いたとき、経済的にひきあうもの
でなければならない。
感受素子に適当な材料を選ぶときにぶつかる困
難を明かにするには、このような目的のために通
常、提案されるような物質が直面する困難を考え
てみるだけでよい。高純度石英は、比較的不活性
であるだけでなく脱ガスも非常に少い。他方、高
純度石英は、高熱オーブン型反応器の基板支持器
として用いられてはきたが、輻射エネルギーのよ
い吸収体ではないため、感受素子としては役に立
たない。もちろん(たとえばカーボン・ブラツク
のような)黒体でもつて石英をコートするだけで
高純度石英による、輻射エネルギーの吸収率をよ
くすることはできるが、これによつて重大な汚染
源が生じることになり、そもそも高純度石英を持
いた意味がなくなつてしまう。
難を明かにするには、このような目的のために通
常、提案されるような物質が直面する困難を考え
てみるだけでよい。高純度石英は、比較的不活性
であるだけでなく脱ガスも非常に少い。他方、高
純度石英は、高熱オーブン型反応器の基板支持器
として用いられてはきたが、輻射エネルギーのよ
い吸収体ではないため、感受素子としては役に立
たない。もちろん(たとえばカーボン・ブラツク
のような)黒体でもつて石英をコートするだけで
高純度石英による、輻射エネルギーの吸収率をよ
くすることはできるが、これによつて重大な汚染
源が生じることになり、そもそも高純度石英を持
いた意味がなくなつてしまう。
グラフアイト(炭素の一形態)やガラス状炭素
(炭素の別の一形態)は、どちらも輻射エネルギ
ーをよく吸収するものであるが、どちらも、温度
上昇とともに相当量のガス放出をおこなう。さら
に、このような物質を感受素子として用いて製造
されたダイオードは「リーク電流の多い」電気的
性質を持つことがわかつている。これらの物質を
シリコンカーバイドでコートして、グラフアイト
またはガラス状炭素を密封することにより、ガス
放出を防ぐことはできるが、シリコンカーバイド
そのものが、―族エピタキシーに通常用いら
れる原料ガスに対して不活性ではないのである。
(炭素の別の一形態)は、どちらも輻射エネルギ
ーをよく吸収するものであるが、どちらも、温度
上昇とともに相当量のガス放出をおこなう。さら
に、このような物質を感受素子として用いて製造
されたダイオードは「リーク電流の多い」電気的
性質を持つことがわかつている。これらの物質を
シリコンカーバイドでコートして、グラフアイト
またはガラス状炭素を密封することにより、ガス
放出を防ぐことはできるが、シリコンカーバイド
そのものが、―族エピタキシーに通常用いら
れる原料ガスに対して不活性ではないのである。
シリコンカーバイドそのものは、感受素子の目
的に合う厚さに成形することが難しく、また一般
的に利用するには高価であり、さらに、ある種の
原料ガスと反応しやすい。モリブデンもまた多く
の理由により、都合がわるい。
的に合う厚さに成形することが難しく、また一般
的に利用するには高価であり、さらに、ある種の
原料ガスと反応しやすい。モリブデンもまた多く
の理由により、都合がわるい。
したがつて、本発明の目的は、輻射吸収型ヒー
ターシステムによる化学蒸着に適用できる感受素
子で、使用される輻射エネルギーを効率よく吸収
するとともに、経済的にもひきあい、化学的に
は、可能な生成物や反応物に対して不活性であ
り、かつ汚染源としての作用も極小であるような
ものを提供することである。
ターシステムによる化学蒸着に適用できる感受素
子で、使用される輻射エネルギーを効率よく吸収
するとともに、経済的にもひきあい、化学的に
は、可能な生成物や反応物に対して不活性であ
り、かつ汚染源としての作用も極小であるような
ものを提供することである。
いま1つの目的は、グラフアイトの高い熱吸収
力、シリコンカーバイドの低い脱ガス率、そし
て、高純度石英の、使用ガスや材料に対する化学
的不活性を結合したような感受素子を提供するこ
とである。
力、シリコンカーバイドの低い脱ガス率、そし
て、高純度石英の、使用ガスや材料に対する化学
的不活性を結合したような感受素子を提供するこ
とである。
発明の概要
本発明の前述した目的および関連した目的は、
輻射吸収型の化学蒸着において輻射エネルギーを
吸収するための或るヒーターと、それを完全にお
おうような高純度石英製の、おおいとを含むよう
な、或る感受素子を用いて実現できることがわか
つた。
輻射吸収型の化学蒸着において輻射エネルギーを
吸収するための或るヒーターと、それを完全にお
おうような高純度石英製の、おおいとを含むよう
な、或る感受素子を用いて実現できることがわか
つた。
さらに、この感受素子は、おおいをヒーターか
ら離しておくための手段を、おおいの内側にもつ
ていることが望ましい。この分離手段は、おおい
の一部であることが望ましいが、ヒーターとの接
触は最小限にとどめており、たとえば、この分離
手段は、おおいの内面から出た突起であつて先端
が最小の面積になつているようなものを含んでも
よい。
ら離しておくための手段を、おおいの内側にもつ
ていることが望ましい。この分離手段は、おおい
の一部であることが望ましいが、ヒーターとの接
触は最小限にとどめており、たとえば、この分離
手段は、おおいの内面から出た突起であつて先端
が最小の面積になつているようなものを含んでも
よい。
この感受素子はさらに、おおいの中で、おおい
の内部に入出できる手段を持つていてもよく、こ
の手段を、閉じる手段を持つていてもよい。この
おおいと、入出手段を閉じる手段が組合わさつ
て、ヒーターを完全にとりこんでしまうような、
本質的にガスをとおさないような囲いを形成す
る。ヒーターとおおいとの間の空間は排気しても
よいし、比較的熱伝導が大きく、かつ、おおいと
ヒーターの成分に対して比較的不活性なガスが充
てんされていてもよい。通常、このガスはヘリウ
ムであるが、ガスの量は、感受素子の動作温度に
おいて一気圧程度になるのが望ましい。こゝで採
用した実施例では、ヒーターは第1の組成をもつ
内容物と、本質的にピンホールがなく、脱ガガス
もないような外部コーテイングを含んでいる。
の内部に入出できる手段を持つていてもよく、こ
の手段を、閉じる手段を持つていてもよい。この
おおいと、入出手段を閉じる手段が組合わさつ
て、ヒーターを完全にとりこんでしまうような、
本質的にガスをとおさないような囲いを形成す
る。ヒーターとおおいとの間の空間は排気しても
よいし、比較的熱伝導が大きく、かつ、おおいと
ヒーターの成分に対して比較的不活性なガスが充
てんされていてもよい。通常、このガスはヘリウ
ムであるが、ガスの量は、感受素子の動作温度に
おいて一気圧程度になるのが望ましい。こゝで採
用した実施例では、ヒーターは第1の組成をもつ
内容物と、本質的にピンホールがなく、脱ガガス
もないような外部コーテイングを含んでいる。
実施例の説明
さて、第1図および第2図についていうと、本
発明の原理にしたがつた感受素子は、全体として
番号10がつけられており、輻射吸収型の加熱シ
ステムでの化学蒸着に利用されるのであるが、そ
れは、一般に番号12で示す輻射エネルギー吸収
用のヒーターを含み、一般に番号14で示す、ヒ
ーター12を完全にとりかこむような、高純度石
英でできたおおいとを含んでいる。この感受素子
はさらに、おおい14の内側に、おおい14をヒ
ーター12から分離させておくための手段16を
含み、おおいの内部への入出手段18と、その入
出手段18を閉じる手段20を含んでいる。
発明の原理にしたがつた感受素子は、全体として
番号10がつけられており、輻射吸収型の加熱シ
ステムでの化学蒸着に利用されるのであるが、そ
れは、一般に番号12で示す輻射エネルギー吸収
用のヒーターを含み、一般に番号14で示す、ヒ
ーター12を完全にとりかこむような、高純度石
英でできたおおいとを含んでいる。この感受素子
はさらに、おおい14の内側に、おおい14をヒ
ーター12から分離させておくための手段16を
含み、おおいの内部への入出手段18と、その入
出手段18を閉じる手段20を含んでいる。
感受素子10は、それをおさめる容器の外から
エネルギーが導入されるような、輻射吸収型のヒ
ーターシステムのどんなものに対しても有用であ
るが、唯一の制限は容器に導入される輻射吸収型
エネルギーは、ヒーター12の内容物によつて効
果的に吸収されるものでなくてはならないという
ことである。容器は、水平型の反応器、垂直型の
反応器、ベルジヤー/パンケーキ型の構成物、ま
たは類似したもののいずれであつてもよい。感受
素子の寸法は、もちろん、目的とする応用によつ
て変つてくるが、水平型反応器用の箱型感受素子
の場合は、おおよそ長さ24インチ(約61cm)、幅
10インチ(約25.4cm)、そして厚さが1インチ
(約2.5cm)くらいでよい。加熱システムの容器の
内部に使用ガスを導入する前に、感受素子の上側
表面に、多数の基板22を並べておき、(反応生
成物を含む)使用ガスに対する選択的な蒸着点を
定めておく。基板22は一般には、ウエーフアー
構造をしているが、個別の応用にさいしては別の
形をしていてもよいことは、この技術分野で経験
のある人々にはよく知られたところである。使用
にあたつては、この感受素子は一般には水平にな
つているであろう。この感受素子を水平からかな
り傾けて使用するときは、感受素子の外側表面
に、高純度石英でできた突起かつまみをとりつけ
て、基板をそこにおいたときに支持できるように
することができる。
エネルギーが導入されるような、輻射吸収型のヒ
ーターシステムのどんなものに対しても有用であ
るが、唯一の制限は容器に導入される輻射吸収型
エネルギーは、ヒーター12の内容物によつて効
果的に吸収されるものでなくてはならないという
ことである。容器は、水平型の反応器、垂直型の
反応器、ベルジヤー/パンケーキ型の構成物、ま
たは類似したもののいずれであつてもよい。感受
素子の寸法は、もちろん、目的とする応用によつ
て変つてくるが、水平型反応器用の箱型感受素子
の場合は、おおよそ長さ24インチ(約61cm)、幅
10インチ(約25.4cm)、そして厚さが1インチ
(約2.5cm)くらいでよい。加熱システムの容器の
内部に使用ガスを導入する前に、感受素子の上側
表面に、多数の基板22を並べておき、(反応生
成物を含む)使用ガスに対する選択的な蒸着点を
定めておく。基板22は一般には、ウエーフアー
構造をしているが、個別の応用にさいしては別の
形をしていてもよいことは、この技術分野で経験
のある人々にはよく知られたところである。使用
にあたつては、この感受素子は一般には水平にな
つているであろう。この感受素子を水平からかな
り傾けて使用するときは、感受素子の外側表面
に、高純度石英でできた突起かつまみをとりつけ
て、基板をそこにおいたときに支持できるように
することができる。
ヒーター12は一般には、第1の組成をもつ内
容物24と、この内容物を完全に囲むような、本
質的にピンマホールのない放出ガスのない外部コ
ーテイングとを含んでいる。内容物24の組成
は、グラフアイト、ガラス状炭素、黒体をコート
した石英、モリブデン、そしてシリコンカーバイ
ドからなるグループの中から選ぶのがよい。グラ
フアイトもガラス状炭素も輻射エネルギーのよい
吸収体であるが、内容物としては、グラフアイト
のほうがよい。石英そのものは、輻射エネルギー
をよく吸収するわけではないが、(カーボンブラ
ツクのような)黒体をコートした石英は、そのコ
ート量を増せば、吸収性能もよくなるので、内容
物として使用することもできる。シリコンカーバ
イドとモリブデンもまた、或る場合には使用する
ことができる。しかしながら、シリコンカーバイ
ドは、感受素子型ヒーターに適する厚さに成形す
るのが難しく、また一般的に利用するには高価す
ぎる。モリブデンは、輻射エネルギーが高周波の
場合はそれと結合するので使えず(輻射エネルギ
ーが赤外線のときは使用できるが)また、モリブ
デンと反応するような、或る種の使用ガスが存在
する時には使用できない。
容物24と、この内容物を完全に囲むような、本
質的にピンマホールのない放出ガスのない外部コ
ーテイングとを含んでいる。内容物24の組成
は、グラフアイト、ガラス状炭素、黒体をコート
した石英、モリブデン、そしてシリコンカーバイ
ドからなるグループの中から選ぶのがよい。グラ
フアイトもガラス状炭素も輻射エネルギーのよい
吸収体であるが、内容物としては、グラフアイト
のほうがよい。石英そのものは、輻射エネルギー
をよく吸収するわけではないが、(カーボンブラ
ツクのような)黒体をコートした石英は、そのコ
ート量を増せば、吸収性能もよくなるので、内容
物として使用することもできる。シリコンカーバ
イドとモリブデンもまた、或る場合には使用する
ことができる。しかしながら、シリコンカーバイ
ドは、感受素子型ヒーターに適する厚さに成形す
るのが難しく、また一般的に利用するには高価す
ぎる。モリブデンは、輻射エネルギーが高周波の
場合はそれと結合するので使えず(輻射エネルギ
ーが赤外線のときは使用できるが)また、モリブ
デンと反応するような、或る種の使用ガスが存在
する時には使用できない。
本質的にピンホールがなく、脱ガスもない外部
コーテイング26は、ピンホールがなく脱ガスも
ないコーテイングになるものであればどんな物質
でもよいが、シリコンカーバイドが好ましい。シ
リコンカーバイドの外部コーテイングは、ヒータ
ー12から出てくる脱ガスを防ぐばかりでなく、
実際には、内容物24からの脱ガスの増大をも防
ぐので、感受素子が動作温度に加熱されても、外
部コーテイング26で囲まれた空間部分の圧力の
上昇はない。このことは、重要な点であつて、そ
うでないと、内容物24からの脱ガスが外部コー
テイングを破るおそれがあり、その場合は、ヒー
ター12の完全性をそこなうことになる。外部コ
ーテイング26は6〜8ミル(約0.015〜0.020
cm)程度の厚さであることが望ましく、また一般
には内容物24の形に従つた形になつていて、そ
の内容物24は、箱型の平板の形をしているが、
個々の応用の必要に応じて形は変つてもよい。
コーテイング26は、ピンホールがなく脱ガスも
ないコーテイングになるものであればどんな物質
でもよいが、シリコンカーバイドが好ましい。シ
リコンカーバイドの外部コーテイングは、ヒータ
ー12から出てくる脱ガスを防ぐばかりでなく、
実際には、内容物24からの脱ガスの増大をも防
ぐので、感受素子が動作温度に加熱されても、外
部コーテイング26で囲まれた空間部分の圧力の
上昇はない。このことは、重要な点であつて、そ
うでないと、内容物24からの脱ガスが外部コー
テイングを破るおそれがあり、その場合は、ヒー
ター12の完全性をそこなうことになる。外部コ
ーテイング26は6〜8ミル(約0.015〜0.020
cm)程度の厚さであることが望ましく、また一般
には内容物24の形に従つた形になつていて、そ
の内容物24は、箱型の平板の形をしているが、
個々の応用の必要に応じて形は変つてもよい。
おおい14は、ヒーター12を(そして特に、
外部コーテイング26を)完全に囲んでいるが、
スパーシル(Supprsil)、ヴイトリシス
(Vitrisil)がアメルシル(Amersil)といつた商
標で手に入る高純度石英組成のように、市場で入
手可能な高純度石英組成ならば、どんなもので作
つてもよい。おおい14は、自己支持構造になつ
ており、それは単に6ケの石英平板を適当に組合
わせて1つの箱を構成してもよいし、もつと多く
の平板を(例えば、耐熱性接着剤で)組合わせ
て、別の形と構成してもよい。もし必要ならば、
おおいは、シリンダー型をしていてもよい。おお
い14の厚さは、約100―120ミル(約0.254〜
0.305cm)であることが望ましい。一般には、少
くとも、おおい14の基板保持面は、ヒーター1
2の対応する表面と平行になることにより、感受
素子のおおいの厚さが一様になることが望まし
い。
外部コーテイング26を)完全に囲んでいるが、
スパーシル(Supprsil)、ヴイトリシス
(Vitrisil)がアメルシル(Amersil)といつた商
標で手に入る高純度石英組成のように、市場で入
手可能な高純度石英組成ならば、どんなもので作
つてもよい。おおい14は、自己支持構造になつ
ており、それは単に6ケの石英平板を適当に組合
わせて1つの箱を構成してもよいし、もつと多く
の平板を(例えば、耐熱性接着剤で)組合わせ
て、別の形と構成してもよい。もし必要ならば、
おおいは、シリンダー型をしていてもよい。おお
い14の厚さは、約100―120ミル(約0.254〜
0.305cm)であることが望ましい。一般には、少
くとも、おおい14の基板保持面は、ヒーター1
2の対応する表面と平行になることにより、感受
素子のおおいの厚さが一様になることが望まし
い。
高純度石英は、輻射エネルギーの吸収特性がわ
るいので、ヒーター12に用いるのは不適当であ
るが、温度が上昇したときにヒーター12から発
生する熱を基板22に伝達するには十分なほどの
熱の良導体である。この石英は、ヒーター上の脱
ガス防止用のシリコンカーバイドが反応するよう
な使用ガスからそれを保護している。
るいので、ヒーター12に用いるのは不適当であ
るが、温度が上昇したときにヒーター12から発
生する熱を基板22に伝達するには十分なほどの
熱の良導体である。この石英は、ヒーター上の脱
ガス防止用のシリコンカーバイドが反応するよう
な使用ガスからそれを保護している。
おおい14の内面とヒーター12の外面(すな
わち、その外部コーテイング26)とをへだてる
ために、おおい14の内面には、突起16がつい
ており、それは、ヒーター12との接触を最小限
におさえるため、ヒーターの方向にむかつて、最
小限の面積の先端部までのびている。一般には、
突起16は、おおい14の底面と側面についてい
るが、上面については、重力によりヒーター12
と、おおい14の上面の下部とは接触しないの
で、これを省略することができる。実際には、突
起16の最小限の面積をもつ先端部のみがヒータ
ー12と接触しているので、おおい14に用いら
れている石英の非ガラス化は、極小におさえられ
ている。突起は、ヒーター12とおおい14との
(両者のへだたりによる)温度差を、おおい14
の非ガラス化がおきない程度に大きくしておくた
めに十分に内側に突き出ていることが望ましく、
その量は、少くとも5ミル(約0.0127cm)はあつ
たほうがよい。ヒーターとおおいの上部の面の間
にも同様な突起をとりつけることができる。突起
の突き出し量は約30ミル(約0.0762cm)くらいが
よい。
わち、その外部コーテイング26)とをへだてる
ために、おおい14の内面には、突起16がつい
ており、それは、ヒーター12との接触を最小限
におさえるため、ヒーターの方向にむかつて、最
小限の面積の先端部までのびている。一般には、
突起16は、おおい14の底面と側面についてい
るが、上面については、重力によりヒーター12
と、おおい14の上面の下部とは接触しないの
で、これを省略することができる。実際には、突
起16の最小限の面積をもつ先端部のみがヒータ
ー12と接触しているので、おおい14に用いら
れている石英の非ガラス化は、極小におさえられ
ている。突起は、ヒーター12とおおい14との
(両者のへだたりによる)温度差を、おおい14
の非ガラス化がおきない程度に大きくしておくた
めに十分に内側に突き出ていることが望ましく、
その量は、少くとも5ミル(約0.0127cm)はあつ
たほうがよい。ヒーターとおおいの上部の面の間
にも同様な突起をとりつけることができる。突起
の突き出し量は約30ミル(約0.0762cm)くらいが
よい。
ヒーターが室温の場合に、おおい14のむかい
合う両面から出ている突起16が両方ともヒータ
ー12に接触することがおきない方が望ましい。
おおい14に用いられる高純度石英は、シリコン
カーバイドと比べると熱膨張係数が小さいので、
ヒーター12(そして特にそのシリコンカーバイ
ドの外部コーテイング26)が膨張したときに、
おおい14をこわさないように、十分なすきまを
とつておくべきである。しかしながら、一般に
は、突起16とヒーター12との間のすきまは、
そして実際には、突起16の突き出し量そのもの
も、ヒーター12からおおい14に熱を伝えるた
めには、なるべく小さくしておくべきであるが、
おおい14の石英の非ガラス化を最小限におさえ
ることは依然として必要である。パイプ18のよ
うな入出手段により、ヒーター12とおおい14
の間の環状の空間をとおして、おおい14の内部
に入出できるが、この入出手段18を閉じるため
の、バルブ20のような手段も付属している。お
おい14および閉鎖手段20があわさつて、ヒー
ターを完全に囲み、そこからのガス放出をおさえ
るような、本質的にガスをとおさないような容器
ができあがる。環状の空間内にあるたとえば空気
のようなガスは、感受素子を温度を上げて使用す
る前に、(たとえばパイプ18やバルブ20のよ
うな手段により)排気しておくことは重要であ
る。もしそうでないと、環状の空間30の温度が
あがると、上記のガスが膨張し、その結果おおい
14をこわすかもしれないし、また、破裂するこ
とさえあり得るからである。環状空間30からガ
スを排気した後は、熱伝導率の大きいガスで、お
おい14の石英とヒーター12の外部コーテイン
グ26の両方に対して不活性なものを、バルブ2
0とパイプ18をとおして環状空間30に導入す
ることが望ましい。導入するガスの量は、感受素
子が動作温度になつたときに約1気圧程度の圧力
を与える程度が望ましい。ヘリウムは、高い熱伝
導率(376.07cal/sec―cm2―℃―cm×10-6)を持
つており、シリコンカーバイドと石英の両者に対
して比較的不活性であるという点で、好都合なガ
スである。環状空間30に導入されるヘリウムの
圧力は、それが1000℃において約1気圧になるた
めには0℃において0.27気圧ぐらいにすべきであ
る。環状空間30に導入されるヘリウムまたはそ
の他のガスの圧力は、感受素子の所定の動作温度
で必要な圧力を与えるために、調整しなければな
らないのは当然である。この量を微調するさいに
は、環状空間30の体積は一定ではなく、シリコ
ンカーバイド(環30の内輪)の熱膨張係数が石
英(環30の外輪)に比べて大きいという事によ
り、温度の上省によりわずかに体積が減少する傾
向を持つ、ということに留意しなければならな
い。環状空間30を真空にせずにむしろヘリウム
を使用することにより、ヒーター12から熱伝導
で、おおい14に移動する熱量は増大する。
合う両面から出ている突起16が両方ともヒータ
ー12に接触することがおきない方が望ましい。
おおい14に用いられる高純度石英は、シリコン
カーバイドと比べると熱膨張係数が小さいので、
ヒーター12(そして特にそのシリコンカーバイ
ドの外部コーテイング26)が膨張したときに、
おおい14をこわさないように、十分なすきまを
とつておくべきである。しかしながら、一般に
は、突起16とヒーター12との間のすきまは、
そして実際には、突起16の突き出し量そのもの
も、ヒーター12からおおい14に熱を伝えるた
めには、なるべく小さくしておくべきであるが、
おおい14の石英の非ガラス化を最小限におさえ
ることは依然として必要である。パイプ18のよ
うな入出手段により、ヒーター12とおおい14
の間の環状の空間をとおして、おおい14の内部
に入出できるが、この入出手段18を閉じるため
の、バルブ20のような手段も付属している。お
おい14および閉鎖手段20があわさつて、ヒー
ターを完全に囲み、そこからのガス放出をおさえ
るような、本質的にガスをとおさないような容器
ができあがる。環状の空間内にあるたとえば空気
のようなガスは、感受素子を温度を上げて使用す
る前に、(たとえばパイプ18やバルブ20のよ
うな手段により)排気しておくことは重要であ
る。もしそうでないと、環状の空間30の温度が
あがると、上記のガスが膨張し、その結果おおい
14をこわすかもしれないし、また、破裂するこ
とさえあり得るからである。環状空間30からガ
スを排気した後は、熱伝導率の大きいガスで、お
おい14の石英とヒーター12の外部コーテイン
グ26の両方に対して不活性なものを、バルブ2
0とパイプ18をとおして環状空間30に導入す
ることが望ましい。導入するガスの量は、感受素
子が動作温度になつたときに約1気圧程度の圧力
を与える程度が望ましい。ヘリウムは、高い熱伝
導率(376.07cal/sec―cm2―℃―cm×10-6)を持
つており、シリコンカーバイドと石英の両者に対
して比較的不活性であるという点で、好都合なガ
スである。環状空間30に導入されるヘリウムの
圧力は、それが1000℃において約1気圧になるた
めには0℃において0.27気圧ぐらいにすべきであ
る。環状空間30に導入されるヘリウムまたはそ
の他のガスの圧力は、感受素子の所定の動作温度
で必要な圧力を与えるために、調整しなければな
らないのは当然である。この量を微調するさいに
は、環状空間30の体積は一定ではなく、シリコ
ンカーバイド(環30の内輪)の熱膨張係数が石
英(環30の外輪)に比べて大きいという事によ
り、温度の上省によりわずかに体積が減少する傾
向を持つ、ということに留意しなければならな
い。環状空間30を真空にせずにむしろヘリウム
を使用することにより、ヒーター12から熱伝導
で、おおい14に移動する熱量は増大する。
本発明で採用した実施例を示して解説してきた
ので、種々の変型が改良型については、この技術
分野で経験のある人々には容易に理解されるだろ
う。したがつて、本発明の精神と適用範囲は、特
許請求の範囲にのみ限定されるが、前除した実施
例にのみ限定されるものではない。
ので、種々の変型が改良型については、この技術
分野で経験のある人々には容易に理解されるだろ
う。したがつて、本発明の精神と適用範囲は、特
許請求の範囲にのみ限定されるが、前除した実施
例にのみ限定されるものではない。
第1図は、本発明による感受素子の等角図、第
2図は、第1図の線2―2に沿つた、感受素子の
部分断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕、感受素子…10、
ヒーター…12、おおい…14、分離手段…1
6、おおいの内部…30、入出するための手段…
18、閉鎖する手段…20、第1の組成をもつ内
容物…24、外部コーテイング…26。
2図は、第1図の線2―2に沿つた、感受素子の
部分断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕、感受素子…10、
ヒーター…12、おおい…14、分離手段…1
6、おおいの内部…30、入出するための手段…
18、閉鎖する手段…20、第1の組成をもつ内
容物…24、外部コーテイング…26。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 輻射吸収型のヒーターシステムで行なわれる
化学蒸着過程に用いられる感受素子であつて、輻
射エネルギーを吸収するために設けられたヒータ
ーを含み、該感受素子は、前記ヒーターを完全に
取り囲む高純度石英製のおおいを含み、石英から
なり前記おおいの内面から突出してその先端部が
最小の面積に限られた形状を有し前記おおいを前
記ヒーターから離間させるための手段を含むこと
を特徴とする輻射吸収型ヒーターシステムで行な
われる化学蒸着過程に用いられる感受素子。 2 特許請求の範囲第1項に記載された感受素子
において、前記おおいに、前記おおいの内部に入
出するための手段と、前記入出手段を閉鎖する手
段を有し、前記おおいおよび前記入出手段を閉鎖
する手段の両者により、前記ヒーターを完全に内
包するような本質的にガス不透過な容器を構成す
ることを特徴とする輻射吸収型ヒーターシステム
で行なわれる化学蒸着過程に用いられる感受素
子。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項に記載され
た感受素子において、前記ヒーターと前記おおい
との間の空間が排気されていることを特徴とする
輻射吸収型ヒーターシステムで行なわれる化学蒸
着過程に用いられる感受素子。 4 特許請求の範囲第1項から第3項までのいず
れかに記載された感受素子において、比較的高い
熱伝導率を有し、且つ、前記おおいとヒーターの
成分に対して比較的不活性なガスが、前記おおい
と前記ヒーターとの間の空間に存在することを特
徴とする輻射吸収型ヒーターシステムで行なわれ
る化学蒸着過程に用いられる感受素子。 5 特許請求の範囲第4項に記載された感受素子
において、ガスの量が、前記感受素子の動作温度
において約1気圧の圧力を与える程度の量である
ことを特徴とする輻射吸収型ヒーターシステムで
行なわれる化学蒸着過程に用いられる感受素子。 6 特許請求の範囲第1項から第4項までのいず
れかに記載された感受素子において、前記ヒータ
ーが、第1の組成をもつ内容物を持ち、さらに、
本質的にピンホールがなく、脱ガスもないような
外部コーテイングを持つことを特徴とする輻射吸
収型ヒーターシステムで行なわれる化学蒸着過程
に用いられる感受素子。 7 特許請求の範囲第6項に記載された感受素子
において、前記第1の組成がグラフアイトであ
り、前記コーテイングがシリコンカーバイドから
成ることを特徴とする輻射吸収型ヒーターシステ
ムで行なわれる化学蒸着過程に用いられる感受素
子。 8 特許請求の範囲第1項から第7項までのいず
れかに記載された感受素子において、前記ヒータ
ーの内容物の組成が、グラフアイト、ガラス状炭
素、黒体をコートした石英、モリブデン、および
シリコンカーバイドから成るグループから選ばれ
ていることを特徴とする輻射吸収型ヒーターシス
テムで行なわれる化学蒸着過程に用いられる感受
素子。 9 特許請求の範囲第1項から第8項までのいず
れかに記載された感受素子において、前記おおい
が自己支持型の構造をしていることを特徴とする
輻射吸収型ヒーターシステムで行なわれる化学蒸
着過程に用いられる感受素子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/433,158 US4499354A (en) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | Susceptor for radiant absorption heater system |
US433158 | 1982-10-06 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5987037A JPS5987037A (ja) | 1984-05-19 |
JPH0254430B2 true JPH0254430B2 (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=23719058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58186072A Granted JPS5987037A (ja) | 1982-10-06 | 1983-10-06 | 輻射吸収型ヒ−タ−システムで行なわれる化学蒸着過程に用いられる感受素子 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4499354A (ja) |
EP (1) | EP0107344B1 (ja) |
JP (1) | JPS5987037A (ja) |
DE (1) | DE3364976D1 (ja) |
Families Citing this family (390)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0676652B2 (ja) * | 1984-10-08 | 1994-09-28 | キヤノン株式会社 | 真空装置用構造材の表面処理方法 |
JPH0666265B2 (ja) * | 1986-02-17 | 1994-08-24 | 東芝セラミツクス株式会社 | 半導体気相成長用サセプタ |
JPS62205619A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 半導体の加熱方法及びその方法に使用されるサセプタ |
JPS63266069A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Tokuda Seisakusho Ltd | プラズマ処理装置 |
JPH01161824A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Toshiba Corp | 気相エピタキシャル成長装置 |
US4978567A (en) * | 1988-03-31 | 1990-12-18 | Materials Technology Corporation, Subsidiary Of The Carbon/Graphite Group, Inc. | Wafer holding fixture for chemical reaction processes in rapid thermal processing equipment and method for making same |
JPH0834187B2 (ja) * | 1989-01-13 | 1996-03-29 | 東芝セラミックス株式会社 | サセプタ |
US5091208A (en) * | 1990-03-05 | 1992-02-25 | Wayne State University | Novel susceptor for use in chemical vapor deposition apparatus and its method of use |
US5446824A (en) * | 1991-10-11 | 1995-08-29 | Texas Instruments | Lamp-heated chuck for uniform wafer processing |
NL9300389A (nl) * | 1993-03-04 | 1994-10-03 | Xycarb Bv | Substraatdrager. |
US6217662B1 (en) * | 1997-03-24 | 2001-04-17 | Cree, Inc. | Susceptor designs for silicon carbide thin films |
DE19803423C2 (de) * | 1998-01-29 | 2001-02-08 | Siemens Ag | Substrathalterung für SiC-Epitaxie und Verfahren zum Herstellen eines Einsatzes für einen Suszeptor |
US6348679B1 (en) * | 1998-03-17 | 2002-02-19 | Ameritherm, Inc. | RF active compositions for use in adhesion, bonding and coating |
US20030160044A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Besmann Theodore M. | High efficiency, oxidation resistant radio frequency susceptor |
US6825051B2 (en) * | 2002-05-17 | 2004-11-30 | Asm America, Inc. | Plasma etch resistant coating and process |
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JP2008021452A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Kobe Steel Ltd | 誘導発熱体 |
JP5157878B2 (ja) * | 2007-12-25 | 2013-03-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 単結晶シリコン製造装置 |
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