JPH1092913A - 半導体成長用サセプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体成長装置に用いるサセプタとしての消
耗部品の経費削減を図る。 【解決手段】 半導体成長装置に用いる半導体加熱保持
のためのいわゆる半導体成長用サセプタ２１であって、
２分割以上の分割可能な構造を有し、例えば半導体基板
を保持する基板保持部２２と、基板保持部２２を着脱可
能に支持する支持部２３とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体成長
装置等の半導体成長装置に用いる基板加熱保持するため
のサセプタ、いわゆる半導体成長用サセプタに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス原料を用いる半導体成長装置、例え
ば化合物半導体成長装置においては、供給されたガス原
料が加熱されたサセプタの熱により熱分解し、その分解
生成種がサセプタ上に加熱保持された半導体基板に達し
て成長が開始される。

【０００３】加熱方法としては、高周波誘導加熱、ヒー
タ加熱等の方法が考えられるが、いずれにせよサセプタ
の材質は、熱の均一性を保つ上で熱伝導率の良いものが
一般的に用いられる。

【０００４】例えば高純度カーボン材料は、高周波加熱
でそれ自体が加熱されることもあり、高周波加熱用のサ
セプタとして広く用いられており、熱伝導率が高いこと
からヒータ加熱用のサセプタとしても同様に用いられて
いる。

【０００５】サセプタにおいて、半導体成長の際には、
当然の事ながら原料が供給されている面においては、半
導体基板と同様に、熱分解した原料が供給されることか
ら、多結晶の析出物を生じる。結晶成長の回数を重ねる
に従って、この析出物は、半導体基板が保持されている
部分の回りで厚みの分布を生じ、均一なガス流を乱し膜
厚分布を生じるパージされにくい部分が増加し、結晶の
純度に悪影響を与える等の原因になり得る。

【０００６】従って、サセプタとしては、定期的に新品
に交換するか、析出物を除去するためのエッチング処理
を必要とするが、エッチングのためには更に専用の装置
が必要となり、経費負担が大きくなる。

【０００７】図６は、常圧の化合物半導体成長装置の一
例を示す概略図である。

【０００８】図６において、１は化合物半導体成長装置
の全体を示し、２はその反応管、３は半導体基板４を保
持するサセプタである。サセプタ３は回転可能なサセプ
タホルダー５に保持されている。６はサセプタ３を加熱
する高周波加熱手段を示す。結晶成長時には、原料ガス
供給口７より原料ガス８が反応管２内に供給されると共
に、サセプタホルダー５と共にサセプタ３が回転され、
半導体基板４の表面に均一に結晶成長が行われる。９は
ガス排出口である。

【０００９】この装置１では、図７に示すように、成長
の回数を重ねるに従って、サセプタ３の表面周辺部分に
多結晶の析出物１０が付着され、サセプタ表面の平坦度
が低下する。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑み、サセプタとし
ての消費部品の経費削減を可能にした半導体成長用サセ
プタを提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るサセプタ
は、２分割以上に分割可能な構造を有して成るものであ
る。

【００１２】このサセプタによれば、２分割以上に分割
可能に構成されているので、結晶成長の回数を重ねるこ
とによってサセプタ表面に析出物が生じた場合、サセプ
タ全体を交換する必要はなく、その析出物が生じた表面
部分のみの交換で済む。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、半導体成長装置に用い
る半導体加熱保持のためのサセプタ、いわゆる半導体成
長用サセプタであって、２分割以上に分割可能な構造を
有して成る。本発明は、上記半導体成長用サセプタにお
いて、半導体基板を保持する基板保持部材と、この基板
保持部材を着脱可能に支持する支持部材とから成る。

【００１４】本発明は、上記半導体成長用サセプタにお
いて、半導体基板を保持する回転可能な基板保持部材
と、ガス流を滑らかに導く上面部材と、基板保持部材及
び上面部材を夫々着脱可能に支持する支持部材とから成
る。

【００１５】以下、図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。

【００１６】図１及び図２は、本発明のサセプタの一実
施例を示す。

【００１７】本例のサセプタ２１は、例えば高純度カー
ボンからなり、図１に示すように、使用時の状態では円
柱状を成している。このサセプタ２１は、図２に示すよ
うに、少なくとも２つの部分に分割可能に構成される。
即ち、結晶成長すべき半導体基板を保持する比較的に厚
みの薄い円盤状の上面部すなわち基板保持部２２と、こ
の基板保持部２２と直径が等しく基板保持部２２を着脱
自在に支持する円柱状の支持部２３とによって、サセプ
タ２１が構成される。

【００１８】この場合、一方の基板保持部２２の下面中
心部に凸部２４が一体に設けられ、他方の支持部２３の
上面中心部に突起２４と係合する係合凹部２５が設けら
れる。これら凸部２４と係合凹部２５が係合することに
より、支持部２３と基板保持部２２が一体化され、凸部
２４と係合凹部２５との係合が外れることによって、支
持部２３と基板保持部２２は互に分離される。

【００１９】ここで、基板保持部２２は、支持部２３に
一体化された状態で、基板保持部２２の上面２２ａと支
持部２３の下面２３ｂとは互に平行である。即ち、保持
部２２は、支持部２３の下面２３ｂに平行な面により基
板支持部２３に対して分割可能とされる。

【００２０】基板保持部２２の厚みｔ₁ は例えば５ｍｍ
程度、支持部２３の厚みｔ₂ は例えば２０ｍｍ程度とす
る。

【００２１】基板保持部２２の上面２２ａの直径は、円
形の半導体基板の直径より大きいか、若しくは矩形の半
導体基板の対角線より大きい寸法に設定される。

【００２２】また、図３に示すように、基板保持部２２
の上面２２ａには、使用する半導体基板２７の大きさと
厚さに合わせて、例えば５００μｍ深さの削り加工によ
る凹状受け部２８を設け、この凹状受け部２８内に半導
体基板２７を配置できるように構成することもできる。

【００２３】また、図示せざるも、この円柱状のサセプ
タ２１は、例えば石英製の受け皿、即ちサセプタホルダ
ーにより保持されて、このサセプタホルダーを回転させ
ることによりサセプタ２１も回転可能となる等の回転機
構を有していることが実用上望ましい。

【００２４】尚、上例では、基板保持部２２と支持部２
３の中心部に夫々１組の凸部２４及び係合凹部２５を設
けたが、この組み合わせ方法に特定されるものではな
い。

【００２５】また、上例では、全体として円柱状を有す
る構成としたが、完全な円柱を意味するものでなく、図
３に示すように、半導体基板２７の設置用の凹状受け部
２８等、何らかの加工がされてあってもよい。

【００２６】かかるサセプタ２１は、例えば前述の図６
に示すような常圧の化合物半導体成長装置等に適用する
ことができる。

【００２７】上述のサセプタ２１によれば、結晶成長を
重ね、基板保持部２２の上面に相当量の多結晶の堆積物
が付着した場合に、サセプタ２１の全体を交換する必要
はなく、ただ基板保持部２２のみを交換することによ
り、従来のサセプタ全体を新しく交換したと同様の効果
が得られる。

【００２８】図４及び図５は、本発明のサセプタの他の
実施例を示す。

【００２９】本例のサセプタ３１は、例えば高純度カー
ボンからなり、図４に示すように、使用時の状態では直
方体状を成している。このサセプタ３１は、図５に示す
ように、少なくとも３つの部分に分割可能に構成され
る。即ち、結晶成長すべき半導体基板を保持する回転可
能な基板保持部３２と、ガス流を滑らかに導くための平
坦な表面を有する上面部３３と、基板保持部３２を回転
するための回転機構を内蔵して基板保持部３２及び上面
部３３を夫々着脱自在に支持する支持部３４とによっ
て、サセプタ３１が構成される。

【００３０】上面部３３は、基板保持部３２が挿入され
る開口３５が設けられる。上面部３３及び基板保持部３
２が支持部３４上に装着され、一体化された状態では、
上面部３３の開口３５に基板支持部３２が挿入され、上
面部３３の上面３３ａと基板保持部３２の上面３２ａと
は同一面上に有するようになされる。

【００３１】基板保持部３２の下面中心部には凸部状の
回転軸３７が一体に設けられ、また支持部３４には、こ
の回転軸３７が回転可能に挿入される係合凹部３８が設
けられる。従って、回転軸３７及びその係合凹部３８の
形状は、例えば横断面円形状をなして回転可能な形状で
ある必要があり、径の精度、研磨加工も滑らかな回転に
耐えられるものが望ましい。

【００３２】一方、上面部３３の下面には凸部３９が一
体に設けられ、この凸部３９に係合する係合凹部４０が
支持部３４側に設けられる。これら凸部３９及び係合凹
部４０が係合することにより支持部３４と上面部３３が
一体化される。

【００３３】この凸部３９と係合凹部４０は固定のため
であるので、横断面円形である必要はない。なお、この
実施例においては凸部３９及び係合凹部４０を２ヵ所設
けているが、この例に制限されるものではない。

【００３４】上面部３３及び基板保持部３２の厚み
ｔ₃ ，ｔ₄ は、夫々例えは５ｍｍ程度、支持部３４の厚
みｔ₅ は例えば２０ｍｍ程度とすることができる。

【００３５】図示しないが、基板保持部３２に回転力を
伝搬する回転機構は、例えば支持部３４内に組み込まれ
ているものとする。従って、基板保持部３２の形状は単
純な円盤状ではなく、円盤状を基本とした種々の変形が
考えられる。また、支持部３４は、単純な直方体ではな
く、回転機構を内に含むための種々の加工が必要とな
る。

【００３６】これに対して上面部３３は、比較的単純な
加工で形成することができる。

【００３７】基板保持部３２は、前述と同様にその上面
の直径が円形の半導体基板の直径より大きいか、若しく
は矩形の半導体基板の対角線より大きい寸法に設定され
る。なお、図示しないが、前述と同様に基板保持部３２
の上面には使用する半導体基板の大きさと厚みに合わせ
て例えば５００μｍの深さの削り加工による凹状受け部
を設け、この凹状受け部内に半導体基板を配置できるよ
うに構成することができる。

【００３８】上述のサセプタ３１によれば、結晶成長を
重ね、上面部３３の上面に相当量の多結晶の堆積物が付
着した場合にも、回転する基板保持部３２は半導体基板
が設置されているために全面的に多結晶が堆積すること
はない。従って、この場合に、上面部３３のみを交換す
ることにより、従来のサセプタ全体を新しく交換した効
果にかなり近い効果が得られる。このサセプタ３１は、
例えば減圧の化合物半導体成長装置等に適用することが
できる。

【００３９】上述の各実施例のサセプタ２１，３１にお
いては、半導体結晶成長することにより、サセプタ表面
に多結晶の析出物が生じ、成長回数を重ねるに従って表
面の平坦度が著しく低下した際、サセプタ全体を交換す
る必要が無く、堆積が小さく、簡単な加工ですみ、比較
的安価な基板保持部２２又は上面部３３だけの交換です
む。従ってサセプタとしての消耗部品の経費削減が可能
となり大きな経済効果が得られる。

【００４０】また、サセプタの再生エッチングのための
装置を用意する必要がなくなる。サセプタとして種々の
形状の設計変更等にも比較的簡単に対応可能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係るサセプタによれば、結晶成
長の回数を重ねることにより、サセプタの表面に相当量
の多結晶の析出物が付着し、表面の平坦度が著しく低下
した際には、サセプタ全体を交換する必要がなく、析出
物が付着した表面部分のみの交換ですむため、サセプタ
としての消耗部品の経費削減の経済効果を得ることがで
きる。

【００４２】また、サセプタの再生エッチングのための
装置を用意する必要がなくなる。

【００４３】さらに、サセプタとして種々の形状の設計
変更等にも比較的簡単に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体成長用サセプタの一例を示
す構成図である。

【図２】図１の半導体成長用サセプタの分解図である。

【図３】本発明に係る半導体成長用サセプタの他の例の
要部の断面図である。

【図４】本発明に係る半導体成長用サセプタの他の例を
示す構成図である。

【図５】図４の半導体成長用サセプタの分解図である。

【図６】化合物半導体成長装置の概略図である。

【図７】問題点の説明に供する要部の断面図である。

【符号の説明】

１ 化合物半導体成長装置、２ 反応管、３ サセプ
タ、４ 半導体基板、５サセプタホルダー、６ 高周波
加熱手段、２１ サセプタ、２２，３２ 基板保持部、
２３，３４ 支持部、２７ 半導体基板、３３ 上面
部、２４，３９ 凸部、２５，３８，４０ 係合凹部、
３７ 回転軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体成長装置に用いる半導体加熱保持
   のためのサセプタであって、 ２分割以上に分割可能な構造を有して成ることを特徴と
   する半導体成長用サセプタ。
2. 【請求項２】 半導体基板を保持する基板保持部材と、 該基板保持部材を着脱可能に支持する支持部材とから成
   ることを特徴とする請求項１に記載の半導体成長用サセ
   プタ。
3. 【請求項３】 半導体基板を保持する回転可能な基板保
   持部材と、 ガス流を滑らかに導く上面部材と、 前記基板保持部材及び前記上面部材を夫々着脱可能に支
   持する支持部材とから成ることを特徴とする請求項１に
   記載の半導体成長用サセプタ。