JPS61215289A - 気相成長装置 - 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〕 本発明は、エピタキシャル成長およびＣＶＤのための気
相成長装置に係り、特に気相成長を施こされる基板の均
一加熱に関するものである。

〔従来技術〕

一般に気相成長装置は、抵抗ヒータ、ＲＦコイルあるい
は赤外線−７／プなどの加熱源によって加熱され発熱す
るサセプタ上に基板を載置して該基板を加熱し、この基
板の表面に反応ガスを接触させて該表面に気相成長層を
形成するようになっている。ところで、均一な厚さの気
相成長層を得るため、また基板が単結晶の場合にスリッ
プの発生を押えるため、基板全体をより均一に加熱・昇
温させる必要がある。基板の裏面全体がサセプタに接触
するように載置すると、サセプタの面の状態や異物の介
在さらには加熱に伴なう基板のそりなどにより基板全体
が一様に加熱されない場合が多い。そこで、従来、第６
図や第７図に示すように、サセプタ１の基板２を載置す
る部分に中心部を深くした浅い曲面状の凹部３や平らな
凹部４を設け、サセプタ１と基板２の裏面”との間に空
間５．６を形成することが提案されている。

〔発明が解決しようとする間頌裁〕

しかしながら、第６図や第７図に示したような従来の凹
部３，４は基板２のそりを考慮したものであり、はとん
どが基板２の裏面とサセプタ１との間のすき間が最も大
きなところでもＯ，１ｍｍ程度であり、基本的には基板
２とサセプタ１との接触による熱伝導によ抄基板２を加
熱しようとするものであった。ところが、約１２５馴と
か１５０ｍｍの直径の基板２に対し、Ｏ，１ｍｍ程度の
凹部５，６をその底面の形状も含めて正確に形成するこ
とは非常に困難であり、実際には十分な均一加熱ができ
ず、第８図に示すようなスリップ７を生じてしまうこと
が多かった。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、前述したような問題を解決するため、サセプ
タから基板への熱伝達を、接触による熱伝導を少なくし
、熱輻射を主として基板全体をより均一に加熱するよう
にしたもので、サセプタの基板設置部分に形成する凹部
を、その底面が少なくとも基板の外周近くの裏面を除く
基板裏面に対し１〜１５　ｍｍの間隔を有し、かつこの
間隔が基板の中心部で大きく外周側は小さくなるように
したものである。

〔作　用〕

本発明の気相成長装置は、凹部の底面と基板の裏面が外
周近くを除いて十分に離れているため、サセプタから基
板への熱伝達は、主としてサセプタ凹部底面からの輻射
光によって行なわれる。この輻射光は前記底面の全域か
らほぼ一様に発せられるが、凹部内にはＨ２ガスや反応
ガスなどが侵入しているため、凹部底面と基板裏面との
間の間隔が小さいほど加熱され易い。他方、基板は全体
を一様に加熱した場合、中心部より外周部の方が昇温が
遅く、温度が低くなる傾向にある０しかるに、サセプタ
の凹部を前記のように形成したことにより、基板全体が
より均一に加熱され、さらに基板のそりや凹部の形状の
誤差などによる影響がほとんどなく、基板間のバラツキ
も小さく押えられる。

〔実施例〕

以下本発明を第１図ないし第５図により詳細に説明する
。第１図は本発明の一実施例を示すもので、ＩＯＡはサ
セプタ、２は基板である。サセプタＩＯＡには、ｌ　ｌ
ａｌ　ｌ　ｌｂ＋　ｌ　ＩＣで示す３段のザグリからな
る凹部１１Ａが設けられている。第１のザブＩＪｌｌａ
は、基板２の形状にならってそれより若干大きく形成さ
れると共に、基板２の裏面を支持して該基板２の表面を
サセプタＩＯＡの表面に略一致させるような深さに形成
されている。

第２のザグリＩｌｂは、第１のザブＩＪｌｌａと同心円
状に設けられ、サセプタＩＯＡに対する基板２の接触部
を外周寄りの比較的わずかな範囲に限定する広さに設定
されると共に、第１のザグリ１１８に対して１ないし数
ｍｍの深さになっている。

また、第３のザブＩＪ　ｌ　Ｉ　Ｃは、前記第１・第２
のザブＩＪＩＩａ、Ｉｌｂと同心円状に設けられ、第２
のザグリｌｌｂに対して１ないし数ｍの深さになされて
いる。

前記第２．第３のザブＩＪＩｌｂ、ＩＩｃの深さと、第
３のザブＩＪＩＩｃの直径は次のようにして定められる
。すなわち、実験によれば、凹部１１Ａの底面と基板２
の裏面との間隔が大きくなると、基板２の温度は第２図
に示すように次第に低下する傾向を示す。他方、基板２
は、全体を均一に加熱した場合、中心部より外周側の放
熱の方が大きいため、外周側の方をより強く加熱する必
要がある。

しかして、第２．第３のザグリｌ　ｌｂ、Ｉ　Ｉｃの深
さと、第３のザブ！Ｊｌｌｃの直径は、予めこれらを適
宜に定めて基板２の表面温度の分布を実測することによ
り、最適値を定めればよく、また、ザグリの段数は必要
に応じて増加すればよい。

なお、基板２のそりや凹部１１Ａの形状誤差による影響
を防止するため、凹部１１Ａの最も深い部分の底面と基
板２の裏面との間隔は１閉以上にすることが好ましい。

ただし、この間隔を大きくし過ぎると、基板２の温度低
下が大きくエネルギー損失につながるため、１５朋程度
に止めることが好ましい。

また、基板２の大きさや厚さの関係などから第１のザブ
ＩＪＩＩａの部分における基板２との接触により外周部
が強く加熱され過ぎる場合には、該第１のザグリＩｌａ
をテーパ状にして、基板２の最外周部を線接触とするか
、または第３図に示すように、サセプタＩＯＢに凹部１
１Ｂを形成すると共に熱不良導体である石英や８ｉ３Ｎ
４などのセラミックスのリングあるいは突起（図示せず
）などからなる支持体１２を介在させるとよい。

また、凹部は、第４図に示すように、深さが連続的に変
化する曲面状の凹部１１Ｃとしてもよい。

さらにまた、第５図に示すように、凹部１１Ｄ内に石英
板１３を設けても、この石英板１３は輻射光を透過し、
かつ石英板１３を介して行なわれる熱伝導は、石英が熱
の不良導体であるために小さく押えられ、単なる空間の
場合と同様の効果が得られる。さらに石英板１３は熱保
持性が良いため、高温における基板２の温度安定性を向
上させる効果が得られる。なお、第５図に示した石英板
１３は凹部１１Ｄの全体を埋めるように形成されている
が、これに限らず基板２に沿う単なる平面状のものとし
てもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、基板のそりやサセプ
タの表面状態などによる影響を押えて基板全体をより均
一に加熱でき、さらに基板の加熱を主としてサセプタか
らの輻射光で行なうため、基板がシリコンのように輻射
光の一部を透過する材質である場合には、裏面のみなら
ず、内部および表面側も透過してくる輻射光によって加
熱され、厚さ方向の温度の均一化もはかることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
サセプタの凹部底面と基板裏面との間隔と基板温度の関
係を示す曲線図、第３図ないし第５図は本発明のそれぞ
れ異なる実施例を示す要部断面図、第６図および第７図
は従来装置のそれぞれ異なる例を示す要部断面図、第８
図は従来装置による場合のスリップ発生状態を示す基板
の平面図である。 ２・・・・・・基板、ＩＯＡ、　ＩＯＢ　、　ＩＯｃ、
　ＩＯＤ・・・・・・サセプタ、＋１Ａ、ｌＩＢ、ｌＩ
ｃ、ＩＩＤ・・・・・・凹部、１２・・・・・・支持体
、１３・・・・・・石英板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱されるサセプタに基板を設置して該基板を加熱
   する気相成長装置において、サセプタの基板設置部分に
   形成する凹部を、該凹部の底面が少なくとも基板の外周
   近くの裏面を除く基板裏面に対し１〜１５ｍｍの間隔を
   有し、かつ該間隔が基板の中心部で大きく外周側は小さ
   くなるように形成したことを特徴とする気相成長装置。 ２、凹部が同心円状の複数段のザグリによって形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気
   相成長装置。 ３、凹部が曲面になっていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の気相成長装置。 ４、基板の外周部が熱不良導体を介してサセプタに設置
   されるようになっていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１、２または３項記載の気相成長装置。 ５、基板が石英板を介してサセプタに設置されるように
   なっていることを特徴とする特許請求の範囲第１、２ま
   たは３項記載の気相成長装置。