JPH08186076A - 気相成長方法 - Google Patents

気相成長方法

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JPH08186076A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】裏面被膜の特定個所に発生するシリコンの針状
の突起物であるノジュール発生を、特別の手段を用いる
ことなく防止することができ、生産性の向上を可能とし
た気相成長方法を提供する。 【構成】裏面被膜１５の周縁部を削り落して該裏面被膜
１５がサセプタ４に接触しないようにすることによっ
て、基板６の裏面の針状のシリコンの突起物であるノジ
ュールの生成を防止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスを製作
するに必要なエピタキシャル用半導体基板への気相成長
方法に係り、詳しくは針状に異常成長する突起物である
ノジュールの発生を防止し得るようにした気相成長方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、基板（ウエーハ）ａの表面に半導
体被膜を気相成長させる場合、この気相成長（エピタキ
シャル成長）中に、基板ａの裏面から基板ａ中のドーパ
ント剤による不純物が反応炉内に浮遊しないように、図
６の如く基板ａの裏面に酸化膜あるいは窒化膜からなる
裏面被膜ｂを約３０００オングストロームの厚さで被膜
して気相成長するようにしている。
【０００３】なお、この裏面被膜ｂは、基板ａの裏面全
面に施されている。ベベル面（円弧又は面取りした面を
含む外周面）Ｂ部は、表面研磨時、チッピィング（小さ
なヒビ割れ）を防止するため削り落とされている。
【０００４】一方、厚膜層を必要とする場合には、生産
性を考慮し、原料ガスとしては気相成長率の高いＳｉＨ
Ｃｌ3 が好んで用いられる。しかし、そのような原料ガ
スは気相成長段階でＨＣｌあるいはＣｌ2 を生長させ、
基板ａをエッチングする作用があり基板ａ内のドーパン
ト剤を反応炉内部に供給し、これが成長層に取り込ま
れ、成長層を汚す問題、いわゆるオートドープがあるた
め、前記裏面被膜ｂが大切となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、裏面被
膜ｂを形成してエピタキシャル成長すると、図７に示す
ように、裏面被膜ｂのサセプタｃにより保持される部分
に針状のシリコンの突起物であるノジュールｄが成長す
る。
【０００６】この現象は基板ａの周辺部、すなわちサセ
プタｃによって保持される部分が反応ガスと接触するた
めに、図８に示す如く、裏面被膜ｂを形成する粒子ｅ…
の不連続な例えば空孔個所に反応ガスが進入して、針状
にシリコンが成長すると考えられている。
【０００７】このようなシリコンの異常成長によるノジ
ュールｄが発生すると、後工程であるリソグラフィーで
非合焦、あるいはマスクとの接触によるマスクの損傷等
の問題を提起する。特に裏面被膜ｂが、５０μｍ〜１０
０μｍと厚膜になると顕著で、ノジュールｄの長さは５
０〜６０μｍとなる。
【０００８】現状は、発生したノジュールｄを研削除去
しており、コスト高を招くなどの問題があった。また、
研削する前に、取り扱いが悪いと、基板ａの割れなどの
破壊を誘発する問題が内在している。
【０００９】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
裏面被膜の特定個所に発生するシリコンの針状の突起物
であるノジュール発生を、特別の手段を用いることなく
防止することができ、生産性の向上を可能とした気相成
長方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、課題を解決す
るための第１の手段として、反応ガスが導びかれる反応
炉内に配設されたサセプタの表面に座グリ面を設け、該
座グリ面で、裏面に酸化膜あるいは窒化膜を施した基板
の裏面外周部を保持して気相成長する気相成長方法にお
いて、前記酸化膜あるいは窒化膜を、前記基板の裏面の
前記座グリ面に接触しない範囲のみに設けて気相成長を
行なうようにしたものである。
【００１１】また、第２の手段として、反応ガスが導び
かれる反応炉内に配設されたサセプタの表面に座グリ面
を設け、該座グリ面で、裏面に酸化膜あるいは窒化膜を
施した基板の裏面外周部を保持して気相成長する気相成
長方法において、前記酸化膜あるいは窒化膜を、前記基
板の裏面の前記座グリ面に接触しない範囲のみに設ける
と共にサセプタの基板を載置する面にシリコン被膜を形
成した状態で気相成長を行なうようにしたものである。
【００１２】
【作用】上記第１の手段の気相成長方法によれば、サセ
プタと接触する部分には、酸化膜あるいは窒化膜等の裏
面被膜を設けない状態で気相成長するようにしたから、
裏面被膜のサセプタと接触する部分に特定して発生する
針状のシリコンの突起物であるノジュールの発生を、特
別の手段を用いることなく防止することができ、生産性
の向上が図れる。
【００１３】また、第２の手段の気相成長方法によれ
ば、サセプタと接触する部分には、酸化膜あるいは窒化
膜等の裏面被膜を設けないと共にサセプタの基板を載置
する面にシリコン被膜を形成した状態で気相成長するよ
うにしたから、裏面被膜のサセプタと接触する部分に特
定して発生する針状のシリコンの突起物であるノジュー
ルの発生を、特別の手段を用いることなく防止すること
ができ、生産性の向上が図れ、また、サセプタおよび基
板が加熱され状態となるとシリコン被膜が基板側に移動
して基板に被膜が形成され、ドーパント剤による不純物
の反応炉への拡散を防止することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３を
参照して説明する。まず、図１および図２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。
【００１５】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。
【００１６】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…に基板（ウエーハ）６…が載置されるよう
になっている。
【００１７】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。
【００１８】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内にキャリヤガスに混合され
た反応ガス１０を噴出するようになっている。
【００１９】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１０は水平方向（矢印方向）に噴出されるよう
になっている。
【００２０】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１０より隔離している。
【００２１】また、反応炉３内の反応ガス１０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
１４に導出されるようになっている。また、座グリ面５
…は、図３に示すように、基板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。
【００２２】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、基板６…を所要温度に加熱する。一
方、このとき、ノズル９を回転させながらＳｉＨＣｌ3
等の反応ガス１０を噴出させる。これにより、基板６…
の表面に半導体の膜が気相成長されることになる。
【００２３】なお、このとき、気相成長（エピタキシャ
ル成長）中に、基板６の裏面から基板６中のドーパント
剤による不純物が反応炉３内に浮遊しないように、基板
６の裏面に酸化膜あるいは窒化膜からなる裏面被膜１５
を約３０００オングストロームの厚さで被膜して気相成
長するようにしている。
【００２４】本発明の気相成長方法は、図３に示す如
く、サセプタ４の保持部、すなわち、段部５Ａと接触す
る部分には存在しない状態で裏面被膜１５を形成したも
の、すなわち、ベベル面（円弧又は面取りした面を含む
外周面）Ｂ部からさらに内側へ約２ｍｍ削り落としたも
のをサセプタ４の座グリ面５…部にセットし気相成長す
るようにしている。
【００２５】この様にして、１００μｍのエピタキシャ
ル成長を行なったところ、従来発生していた針状のシリ
コンの突起物であるノジュールｄ（図７および図８参
照）の発生をなくすことができた。
【００２６】なお、裏面被膜１５の形成領域は、従来よ
りもＬ2 −Ｌ1 分だけ少なくなるため、基板６の下面周
縁部分はその分余計に反応炉３内に晒されることにな
り、この部分よりドーパント剤による不純物が反応炉３
内へ拡散される心配があったが、この個所に反応ガス１
０が介在することによって基板６の表面程の成長率でな
いが成膜がなされて完全に当該面が覆われた状態となり
問題とならなかった。
【００２７】以上の如く、本発明の気相成長方法によれ
ば、現状の裏面被膜１５の周縁部を削り落して該裏面被
膜１５がサセプタ４に接触しないようにすることによっ
て、基板６の裏面の針状のシリコンの突起物であるノジ
ュールｄ（図７、図８参照）の生成を防止することがで
きる。
【００２８】したがって、ノジュールｄ（図７、図８参
照）を研削除去する工程が不要となり、生産性が上がり
経済的である。また、原料ガスとして気相成長率の高い
ＳｉＨＣｌ3 を用いてもオートドープの問題がなく、生
産性の向上が図れる。
【００２９】また、基板６が、特にＡｓ高濃度ドープ基
板の場合には次のようにすることが好ましい。すなわ
ち、図４の第１の変形例で示すように、サセプタ４の上
面および座グリ面５…の段部５Ａにシリコン被膜１６を
形成したものである。
【００３０】この様にすると、サセプタ４および基板６
が加熱された状態となると前記シリコン被膜１６が基板
６側に移動して基板６に被膜（図示しない）が形成さ
れ、ドーパント剤による不純物の反応炉３への拡散を防
止することができる。
【００３１】特に、反応ガスにＳｉＨＣｌ3 を用いる場
合には所定温度で反応ガスの分解によりＨＣｌの濃度が
上がり基板６をエッチングし、ドーパント剤による不純
物の発生が顕著となるため、シリコン被膜１６の効果は
大きい。
【００３２】なお、図５に示す第２の変形例で示すよう
に、中央部が傾斜下端となる斜面を有する円錐状底部５
Ｃを有する座グリ面５′の場合についても同様に、裏面
被膜１５の寸法Ｌ3 で示す領域を削り落とすことによっ
て、前記裏面被膜１５がサセプタ４と接触するのを防止
することができ、同様の効果が得られる。なお、本発明
は上記一実施例に限るものでなく、本発明の要旨を変え
ない範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】以上の如く、本発明の気相成長方法によ
れば、次のような効果を奏する。請求項１記載の気相成
長方法によれば、サセプタと接触する部分には、酸化膜
あるいは窒化膜等の裏面被膜を設けない状態で気相成長
するようにしたから、裏面被膜のサセプタと接触する部
分に特定して発生する針状のシリコンの突起物であるノ
ジュールの発生を、特別の手段を用いることなく防止す
ることができ、生産性の向上が図れる。
【００３４】また、請求項２記載の気相成長方法によれ
ば、サセプタと接触する部分には、酸化膜あるいは窒化
膜等の裏面被膜を設けないと共にサセプタの基板を載置
する面にシリコン被膜を形成した状態で気相成長するよ
うにしたから、裏面被膜のサセプタと接触する部分に特
定して発生する針状のシリコンの突起物であるノジュー
ルの発生を、特別の手段を用いることなく防止すること
ができ、生産性の向上が図れ、また、サセプタおよび基
板が加熱され状態となるとシリコン被膜が基板側に移動
して基板に被膜が形成され、ドーパント剤による不純物
の反応炉への拡散を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気相成長方法を実施する気相成長装置
の反応部の構成を概略的に示す断面図。
【図２】図１に示す装置の要部の一部を示す平面図。
【図３】本発明の要部である基板保持部の状態を示す断
面図。
【図４】本発明の異なる実施例を示す基板保持部の状態
を示す断面図。
【図５】本発明のさらに異なる実施例を示す基板保持部
の状態を示す断面図。
【図６】従来の基板保持部の状態を示す断面図。
【図７】従来の方法により針状シリコンが異常成長した
ノジュールの発生状態を示す図。
【図８】図７のノジュールを拡大して示す図。
【符号の説明】
３…反応炉、４…サセプタ、５，５′…座グリ面、６…
基板（ウエーハ）、９…ノズル、１０…反応ガス、１１
…反応ガス噴出孔、１５…裏面被膜（酸化膜あるいは窒
化膜）、１６…シリコン被膜、ｄ…ノジュール、Ｂ…ベ
ベル面。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】反応ガスが導びかれる反応炉内に配設され
    たサセプタの表面に座グリ面を設け、該座グリ面で、裏
    面に酸化膜あるいは窒化膜を施した基板の裏面外周部を
    保持して気相成長する気相成長方法において、 前記酸化膜あるいは窒化膜を、前記基板の裏面の前記座
    グリ面に接触しない範囲のみに設けて気相成長を行なう
    ことを特徴とする気相成長方法。
  2. 【請求項２】反応ガスが導びかれる反応炉内に配設され
    たサセプタの表面に座グリ面を設け、該座グリ面で、裏
    面に酸化膜あるいは窒化膜を施した基板の裏面外周部を
    保持して気相成長する気相成長方法において、 前記酸化膜あるいは窒化膜を、前記基板の裏面の前記座
    グリ面に接触しない範囲のみに設けると共にサセプタの
    基板を載置する面にシリコン被膜を形成した状態で気相
    成長を行なうことを特徴とする気相成長方法。
  3. 【請求項３】反応ガスにＳｉＨＣｌ3 を用いることを特
    徴とする請求項２記載の気相成長方法。
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