JPS58182818A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPS58182818A JPS58182818A JP6538282A JP6538282A JPS58182818A JP S58182818 A JPS58182818 A JP S58182818A JP 6538282 A JP6538282 A JP 6538282A JP 6538282 A JP6538282 A JP 6538282A JP S58182818 A JPS58182818 A JP S58182818A
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- Japan
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- heating
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- plate
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- 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
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02376—Carbon, e.g. diamond-like carbon
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02529—Silicon carbide
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ものである。
一般に誘導加熱による気相成長装置の反応炉内の構成は
第１図に示すようなものが普通である０図において１は
水平断面が円形のベルジャ−で、この内部が反応炉であ
る。２は高周波電源から高周波電流を流す加熱コイルで
、渦巻状を呈している。３は加熱コイルのカバー、４は
加熱板で、２の加熱コイルから誘導加熱されるもので、
一般には表面を炭化ケイ素でコーティングしたグラファ
イトカーボンで、中央に孔を有する環状の円板である。
第１図に示すようなものが普通である０図において１は
水平断面が円形のベルジャ−で、この内部が反応炉であ
る。２は高周波電源から高周波電流を流す加熱コイルで
、渦巻状を呈している。３は加熱コイルのカバー、４は
加熱板で、２の加熱コイルから誘導加熱されるもので、
一般には表面を炭化ケイ素でコーティングしたグラファ
イトカーボンで、中央に孔を有する環状の円板である。
５は反応ガス導入口、６は排気臼、７は気相成長を行わ
せる半導体基板である。
せる半導体基板である。
従来はこのような反応炉に使用する加熱板は厚さが１２
〜２０欄、直径が４３５〜６００叫のグラファイトカー
ボンの円板の外面に炭化ケイ素の膜でコーティングした
もので、この上面に載置した半導体基板を加熱していた
。このときの加熱源としては真空管を使用して１２０〜
１５０ ｋＨｚ の発振周波数をもつ高周波発振機を
使用している。しかし真空管発振機では入力電力に対す
る高周波出力の効率が７０％程度であるので、最近では
効率の良い半導体素子の使用が増えて来た。−例として
サイリスタインバータでは効率は９５係に達するが、発
振周波数は３０ ｋＨｚ位の方が効率が良く、真空管発
振機より低い周波数で使用する方が好ましい。しかも最
近のように機器が大型化すると、必然的に高周波電力も
大きなものが必要となるので、上記の効率の向上は製造
原価の低下のためにも欠ぜない条件となって来た。
〜２０欄、直径が４３５〜６００叫のグラファイトカー
ボンの円板の外面に炭化ケイ素の膜でコーティングした
もので、この上面に載置した半導体基板を加熱していた
。このときの加熱源としては真空管を使用して１２０〜
１５０ ｋＨｚ の発振周波数をもつ高周波発振機を
使用している。しかし真空管発振機では入力電力に対す
る高周波出力の効率が７０％程度であるので、最近では
効率の良い半導体素子の使用が増えて来た。−例として
サイリスタインバータでは効率は９５係に達するが、発
振周波数は３０ ｋＨｚ位の方が効率が良く、真空管発
振機より低い周波数で使用する方が好ましい。しかも最
近のように機器が大型化すると、必然的に高周波電力も
大きなものが必要となるので、上記の効率の向上は製造
原価の低下のためにも欠ぜない条件となって来た。
このような周波数を従来通りの構造の反応炉に使用する
と、高周波電流の特性上次のような問題が起る。
と、高周波電流の特性上次のような問題が起る。
すなわち、高周波電流により発生する磁界が導電体内部
に浸透する深さは、その周波数の平方根に逆比例するの
で、前記１２０〜１５０ ｋＨｚの場合にくらへ前記３
０ ］（Ｈ２の場合の方が２倍以上の深さに壕で浸透す
る。この結果同一電力の高周波電源でも、前記の低い周
波数の場合の方が導電体である加熱板の中に大きな渦電
流が発生する。
に浸透する深さは、その周波数の平方根に逆比例するの
で、前記１２０〜１５０ ｋＨｚの場合にくらへ前記３
０ ］（Ｈ２の場合の方が２倍以上の深さに壕で浸透す
る。この結果同一電力の高周波電源でも、前記の低い周
波数の場合の方が導電体である加熱板の中に大きな渦電
流が発生する。
この渦電流は加熱板の内部でジーール熱を発生させて加
熱板を加熱するとともに、加熱板に浮揚力を与えること
になる。この浮揚力の大きさは加熱コイルの巻数および
前記渦電流の大きさの自乗に比例するものである。
熱板を加熱するとともに、加熱板に浮揚力を与えること
になる。この浮揚力の大きさは加熱コイルの巻数および
前記渦電流の大きさの自乗に比例するものである。
実際に１２０ ｋＨｚの高周波の場合（真空管発振機使
用の場合）と３０ ｋＨｚの高周波の場合（サイリスタ
インバータ使用の場合）をくらべると高周波電力が同一
でも１２０ ｋＨｚの場合の渦電流が４７ＯＡであるの
に対し、３０ ｋＨｚの場合の渦電１１ｄ６５０Ａとな
る。このことから他の条件が同一ならば浮揚力は３０
ｋＨｚの場合は約２倍となってしまう。この浮揚力によ
る浮き上りを押えるためには加熱板自体の重量を増せば
良いが、このために厚さを厚くすると渦電流の経路の断
面積が大きくなることとなり、渦電流の流路の電気抵抗
が実質的に低下するので渦電流も大きくなり、さらに浮
揚力が増大してしまう結果となる。
用の場合）と３０ ｋＨｚの高周波の場合（サイリスタ
インバータ使用の場合）をくらべると高周波電力が同一
でも１２０ ｋＨｚの場合の渦電流が４７ＯＡであるの
に対し、３０ ｋＨｚの場合の渦電１１ｄ６５０Ａとな
る。このことから他の条件が同一ならば浮揚力は３０
ｋＨｚの場合は約２倍となってしまう。この浮揚力によ
る浮き上りを押えるためには加熱板自体の重量を増せば
良いが、このために厚さを厚くすると渦電流の経路の断
面積が大きくなることとなり、渦電流の流路の電気抵抗
が実質的に低下するので渦電流も大きくなり、さらに浮
揚力が増大してしまう結果となる。
そこで浮揚力を抑制する方法として加熱板の上に石英板
などの熱的にも、化学的にも安定な非導電体の板を置く
ことも考えられるが、これは石英の熱伝導率がグラファ
イトカーボンにくらべて低く、好ましい方法ではない。
などの熱的にも、化学的にも安定な非導電体の板を置く
ことも考えられるが、これは石英の熱伝導率がグラファ
イトカーボンにくらべて低く、好ましい方法ではない。
本発明は上記のような問題を解決するためになされたも
ので、効率の良いサイリスタインノく一タを使用して、
なお浮き上りを起さない加熱板手段を提供するものであ
る。以下図面により詳細に説明する。
ので、効率の良いサイリスタインノく一タを使用して、
なお浮き上りを起さない加熱板手段を提供するものであ
る。以下図面により詳細に説明する。
第２図は従来の一般に使用されている加熱板の直径方向
の断面図である。図において８は中央に孔を有する円板
状のグラファイトカーボン板、９はこのグラファイトカ
ーボン板の外面をコーティングしている炭化ケイ素膜で
ある。これらの素材は何れも導電性材料であるために、
前記の渦電流は何れの部分も通過し得るものである。し
かしそれぞれの電気抵抗値が著しく異なると、これによ
り決るジーール熱が著しく異なり、発熱量の差が大きく
なって熱ひずみのためにコーティングにクラックが生じ
易くなる。これを防止するためには炭化ケイ素の電気抵
抗値と合わせた比較的低い抵抗値のグラファイトカーボ
ンを使用しなければならない。このために前記サイリス
タインバータによる低い発振周波数では前記の加熱板の
浮上現象が大きく現われて来る。
の断面図である。図において８は中央に孔を有する円板
状のグラファイトカーボン板、９はこのグラファイトカ
ーボン板の外面をコーティングしている炭化ケイ素膜で
ある。これらの素材は何れも導電性材料であるために、
前記の渦電流は何れの部分も通過し得るものである。し
かしそれぞれの電気抵抗値が著しく異なると、これによ
り決るジーール熱が著しく異なり、発熱量の差が大きく
なって熱ひずみのためにコーティングにクラックが生じ
易くなる。これを防止するためには炭化ケイ素の電気抵
抗値と合わせた比較的低い抵抗値のグラファイトカーボ
ンを使用しなければならない。このために前記サイリス
タインバータによる低い発振周波数では前記の加熱板の
浮上現象が大きく現われて来る。
そこで本発明の一実施例では第６図のように従来構造で
、少くとも円板の片面は比較的粗面を呈し、中央の孔お
よび外周が実質的に一致する２枚の加熱板を前記粗面が
互に接触するように重ね合わせて使用するものである。
、少くとも円板の片面は比較的粗面を呈し、中央の孔お
よび外周が実質的に一致する２枚の加熱板を前記粗面が
互に接触するように重ね合わせて使用するものである。
このようにすると重ね合わせた上下の加熱板の面の接触
抵抗は比較的大きく下側の加熱コイルに近い方の加熱板
で発生した渦電流は上側の加熱板には流れにくく、前記
浮揚力の発生はほとんど下側のみの加熱板で決ってし筐
う。
抵抗は比較的大きく下側の加熱コイルに近い方の加熱板
で発生した渦電流は上側の加熱板には流れにくく、前記
浮揚力の発生はほとんど下側のみの加熱板で決ってし筐
う。
さらに好都合な条件として、上下の加熱板の間には、両
者の粗面のために熱伝導率があ丑り高くない薄い層が出
来るので熱的に完全に密着しているとはいえず、下側の
加熱板で発生したジュール熱が上側の加熱板に急激には
伝導せず、上側の加熱板も石英などにくらべて熱伝導が
良いために温度むらが起りにくい。このことは上面に載
置した半導体基板に温度むらに原因するクラックが入り
にくいことである。
者の粗面のために熱伝導率があ丑り高くない薄い層が出
来るので熱的に完全に密着しているとはいえず、下側の
加熱板で発生したジュール熱が上側の加熱板に急激には
伝導せず、上側の加熱板も石英などにくらべて熱伝導が
良いために温度むらが起りにくい。このことは上面に載
置した半導体基板に温度むらに原因するクラックが入り
にくいことである。
以上の実施例は従来のような加熱板を使用するものであ
るが、発生する浮揚力の大きさに応じて適宜下側の加熱
板の厚さを選んで前記渦電流の大きさ、即ち浮揚力の大
きさを調節出来るばかりでなく、下側加熱板で発生した
浮揚力の抑制に必要な重量の上側加熱板を選ぶことによ
り容易に加熱板の浮上りを防止することが出来る。
るが、発生する浮揚力の大きさに応じて適宜下側の加熱
板の厚さを選んで前記渦電流の大きさ、即ち浮揚力の大
きさを調節出来るばかりでなく、下側加熱板で発生した
浮揚力の抑制に必要な重量の上側加熱板を選ぶことによ
り容易に加熱板の浮上りを防止することが出来る。
本発明の他の実施例として第４図に示すような加熱板が
示されている。図においで８−１．８−２は従来構造の
加熱板のものと同様に中央に実質的に同一の大きさの孔
を有し、かつ外径も実質的に同一の２枚の円板状のグラ
ファイトカーボン板である。１０は前記２枚のグラファ
イトカーボン板が互に平行し、同一軸上でかつ互に接触
しないように配置された外面および対向する面の間にコ
ーティングされた炭化ケイ素膜である。実際の製法の一
例としてはそれぞれのグラファイトカーボン板の互に対
向する面を粗面状にして炭化ケイ素膜を生成させ、これ
を前記のように同一軸上で重ね合せ、炭化ケイ素膜でコ
ーティングしたものである。このような構造にするとグ
ラファイトカーボン板の電気抵抗値を炭化ケイ素の電気
抵抗値と同一もしくは近い値を選び、かつ粗面状の炭化
ケイ素の表面を密着させても一体の炭化ケイ素膜とに、
ならず、その境界面には比較的大きな接触抵抗の層１０
−１を持つことになる。このために前記実施例の２枚重
ねの場合のように下側のグラファイトカーボン板肉に発
生した渦電流は上側のグラファイトカーボン板肉には入
りにくく、上側クラファイトカーボン板肉では浮揚力は
ほとんど発生しない。
示されている。図においで８−１．８−２は従来構造の
加熱板のものと同様に中央に実質的に同一の大きさの孔
を有し、かつ外径も実質的に同一の２枚の円板状のグラ
ファイトカーボン板である。１０は前記２枚のグラファ
イトカーボン板が互に平行し、同一軸上でかつ互に接触
しないように配置された外面および対向する面の間にコ
ーティングされた炭化ケイ素膜である。実際の製法の一
例としてはそれぞれのグラファイトカーボン板の互に対
向する面を粗面状にして炭化ケイ素膜を生成させ、これ
を前記のように同一軸上で重ね合せ、炭化ケイ素膜でコ
ーティングしたものである。このような構造にするとグ
ラファイトカーボン板の電気抵抗値を炭化ケイ素の電気
抵抗値と同一もしくは近い値を選び、かつ粗面状の炭化
ケイ素の表面を密着させても一体の炭化ケイ素膜とに、
ならず、その境界面には比較的大きな接触抵抗の層１０
−１を持つことになる。このために前記実施例の２枚重
ねの場合のように下側のグラファイトカーボン板肉に発
生した渦電流は上側のグラファイトカーボン板肉には入
りにくく、上側クラファイトカーボン板肉では浮揚力は
ほとんど発生しない。
この二重構造の加熱板では前記の実施例のように２枚の
加熱板を選択使用することによる浮揚力の制御を図るこ
とは出来ないが、一定周波数の同一電力で繰返し使用す
る場合には、この周波数および電力に最適な厚さのグラ
ファイトカーボン板を組合せた加熱板を１枚使用すれば
良く、操作が簡単なばかりでなく、不使用時の加熱板の
保管管理も複雑化しない。
加熱板を選択使用することによる浮揚力の制御を図るこ
とは出来ないが、一定周波数の同一電力で繰返し使用す
る場合には、この周波数および電力に最適な厚さのグラ
ファイトカーボン板を組合せた加熱板を１枚使用すれば
良く、操作が簡単なばかりでなく、不使用時の加熱板の
保管管理も複雑化しない。
以上のように本発明の加熱板手段を使用すれば大電力の
誘導加熱の場合でも、浮揚力を実害のない程度に抑圧す
ることが出来るので気相成長装置の大形化が容易に実現
可能となり、実用効果は極めて大きい。
誘導加熱の場合でも、浮揚力を実害のない程度に抑圧す
ることが出来るので気相成長装置の大形化が容易に実現
可能となり、実用効果は極めて大きい。
第１図は誘導加熱による気相成長装置の反応炉の構成図
である。第２図は従来の加熱板の直径上の断面図、第６
図は本発明の一実施例の加熱板構造体の直径上の断面図
である。第４図は本発明の他の実施例の加熱板構造体の
直径上の断面図である。 図において、２は加熱コイル、４は加熱板、８゜８−１
．８−２は倒れもグラファイトカーボンの円板、９．Ｉ
Ｏは何れも炭化ケイ素膜である。 特許出願人 国際電気株式会社 代理人 弁理士山元俊仁 第１図 １ 第２図 第３図 第４図 ０
である。第２図は従来の加熱板の直径上の断面図、第６
図は本発明の一実施例の加熱板構造体の直径上の断面図
である。第４図は本発明の他の実施例の加熱板構造体の
直径上の断面図である。 図において、２は加熱コイル、４は加熱板、８゜８−１
．８−２は倒れもグラファイトカーボンの円板、９．Ｉ
Ｏは何れも炭化ケイ素膜である。 特許出願人 国際電気株式会社 代理人 弁理士山元俊仁 第１図 １ 第２図 第３図 第４図 ０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、誘導加熱によって加熱板を加熱し７、この加熱板の
上面に載置した半導体基板に気相成長を行わせる気相成
長装置において、半導体基板を載置するだめの面を有す
る第１の加熱板と、前記面の反対側の面において前記第
１の加熱板に対接せしめられた第２の加熱板とよりなる
加熱板構造体を具備したことを特徴とする気相成長装置
。 ２、特許請求の範囲第１項記載の気相成長装置の加熱板
構造体として、グラファイトカーボン板の表面を炭化ケ
イ素でコーティングしたことを特徴とする前記気相成長
装置。 ３、特許請求の範囲第１項および第２項記載の気相成長
装置の加熱板構造体として、前記第１の加熱板と第２の
加熱板の対接する面の少くとも一方は粗面とした２枚の
加熱板よりなることを特徴とする前記気相成長装置。 ４ 特許請求の範囲第１項および第２項記載の気相成長
装置の加熱板構造体として、前記第１の加熱板と第２の
加熱板の少くとも一方の面に炭化ケイ素膜を設けて対接
せしめられた２枚の加熱板の前記第１の加熱板の半導体
基板を載置する面と、前記第２の加熱板の前記第１の加
熱板の半導体基板を載置する面と反対側の面および２枚
の加熱板の側面を炭化ケイ素膜でコーティングして一体
構造としたことを特徴とする前配気相成長装＃０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6538282A JPS58182818A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6538282A JPS58182818A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58182818A true JPS58182818A (ja) | 1983-10-25 |
| JPH0136692B2 JPH0136692B2 (ja) | 1989-08-02 |
Family
ID=13285370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6538282A Granted JPS58182818A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58182818A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224590A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-02-02 | 東芝セラミツクス株式会社 | 高周波誘導炉用ヒ−タ− |
| JPS62145726A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Hitachi Chem Co Ltd | エピタキシヤル成長用サセプタ− |
| JP2007507104A (ja) * | 2003-09-26 | 2007-03-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 連絡空間を用いた効率的な温度制御のための方法と装置 |
| US8007591B2 (en) | 2004-01-30 | 2011-08-30 | Tokyo Electron Limited | Substrate holder having a fluid gap and method of fabricating the substrate holder |
| US8092602B2 (en) | 2002-11-29 | 2012-01-10 | Tokyo Electron Limited | Thermally zoned substrate holder assembly |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5654033A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-13 | Matsushita Electronics Corp | Heater for substrate and chemical evaporation using said heater |
-
1982
- 1982-04-21 JP JP6538282A patent/JPS58182818A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5654033A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-13 | Matsushita Electronics Corp | Heater for substrate and chemical evaporation using said heater |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224590A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-02-02 | 東芝セラミツクス株式会社 | 高周波誘導炉用ヒ−タ− |
| JPS62145726A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Hitachi Chem Co Ltd | エピタキシヤル成長用サセプタ− |
| JPH0650731B2 (ja) * | 1985-12-20 | 1994-06-29 | 日立化成工業株式会社 | エピタキシヤル成長用サセプタ− |
| US8092602B2 (en) | 2002-11-29 | 2012-01-10 | Tokyo Electron Limited | Thermally zoned substrate holder assembly |
| US8927907B2 (en) | 2002-11-29 | 2015-01-06 | Tokyo Electron Limited | Thermally zoned substrate holder assembly |
| JP2007507104A (ja) * | 2003-09-26 | 2007-03-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 連絡空間を用いた効率的な温度制御のための方法と装置 |
| JP4782682B2 (ja) * | 2003-09-26 | 2011-09-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 連絡空間を用いた効率的な温度制御のための方法と装置 |
| US8007591B2 (en) | 2004-01-30 | 2011-08-30 | Tokyo Electron Limited | Substrate holder having a fluid gap and method of fabricating the substrate holder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0136692B2 (ja) | 1989-08-02 |
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