TW300320B - - Google Patents

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A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 發 明 背 晉 1 1 1 發 明 铕 神 1 1 本 發 明 係 關 於 一 種 氣 相 生 長 % 统 且 特 別係闢 於 一 種 冷 請 1 先 1 壁 式 操 作 之 氣 相 生 長 条 統 9 其 具 有 —— 反 應器》 反 應 器 之 閲 讀 1 内 部 空 間 由 在 空 間 内 之 —- 保 持 具 (ho 1d e r)及該 保 持 具 所 背 面 1 | 之 1 保 持 之 基 體 或 晶 Μ 分 隔 為 二 生 長 室 和 一 加熱器 室 〇 注 意 1 I 2 . 習 用 Μ. 説 明 事 項 1 I 再 1 I 具 有 一 加 熱 機 構 之 氣 相 生 長 % 统 或 製 備通常 是 用 於 薄 填 寫 本 1 腰 生 長 過 程 » 類 如 „- 低 壓 化 學 氣 相 沉 積 (LPCVD) 及 分 頁 1 1 子 束 磊 晶 術 (ΜΒΕ) f 形 成 半 球 面 粒 狀 矽 (BSG-Si}層 之 過 1 1 程 及 諸 如 此 類 事 0 1 I 該 氣 相 生 長 条 統 具 有 一 加 熱 器 9 其 中 薄膜是 生 長 在 一 1 訂 1 基 底 或 晶 Η 上 〇 若 加 熱 器 之 壁 溫 變 高 » 換句話 説 * 整 値 反 暱 室 在 生 長 過 程 中 變 热 參 則 稱 此 % 统 之操作 為 ”熱壁 1 I 式 II 9 若其室之壁溫不變高， 換言之， 僅有晶h變熱， 1 1 在 生 長 過 程 中 > 就 稱 該 条 統 之 操 作 為 "冷壁式” 〇 1 1 同 時 當 反 應 器 是 設 計 用 於 僅 在 反 應 器 中安置 一 锢 晶 Η 線 I 時 » 其 稱 為 一 "單— -晶Η " 反 應 器 〇 當 反 應器是 設 計 用 於 1 1 在 反 應 器 中 安 置 多 锢 晶 Η 時 9 就 稱 為 —» M整批" 反 應 器 0 1 I 在 晶 Η 上 生 長 之 薄 膜 之 特 性 ( 或 特 擞 )及其 均 勻 性 是 1 I 被 反 應 器 之 内 部 空 間 中 之 清 潔 度 及 晶 Η 溫度之 均 勻 性 所 I 1 影 鬱 〇 考 慮 此 項 事 實 t 各 種 組 態 及 材 料 已加以 研 究 及 發 1 I 展 出 來 以 為 晶 片 獲 得 一 可 適 用 之 支 持 具 〇 1 1 習 知 之 冷 壁 式 操 作 之 氣 -3 相 生 長 % 統 是圖示 在 圖 1 至 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度逋用中菌國家揉率（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印装 A7 ___ B7_五、發明説明（2 ) 黼3中。如圓1所示，此糸統含有一 Μ不銹綱製成之水 冷式反應器812 , —固定在反應器812中之圜简形晶片 保持具804 · —提供在反應器812中之加熱器806 , — 固定在反應器812並與一反應氣《源連通之氣髖噴嘴816 ，以及兩個與反應器812達接之渦輪（turbo)分子泵808 和 809 » 保持具804之頂上部分803是由被稱為承受器 (susceptor)之一平面板形成。承受器803保持一其上 生長一薄臢或諸薄膜之半導《基鱷或晶片801 。 安置在承受器803下面之加热器806昇高晶片801之 溫度。氣髖嘖嘴816供應反應氣體至反應器812 。滿輪 分子泵808和809泵出存在於反應器812内之空氣以使 其壓力減小。 反應器812之内部空間是由固筒形晶Η保持具80 4及 晶片801分隔為二部份，其一部份當作一生長室802 , 於其中使用一氣相之供應氣體生長一薄麟或諸薄膜於晶 片801上，另一部份則作為包括加热器806在其中之加 热器室807 。 承受器803 —圓環形外部部分803a及一圓環形内部部 分803b製成之一雙重结溝。此外部及内部部分80 3a和 803bM石英製成，其原因如下： U>由於高純度之石英可Μ產製，反應器812之内部 空間，即生長及加热器室802和807可保持濟潔。 (b)在薄膜生長過程時石英有足夠之高湛阻力Μ抵抗 -4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（$ ) 晶片之溫度。 (c)石英具有足夠低之熱吸收率自加热器806吸收幅 射热。 該雙簠结溝係採用於鍰和由於在承受器80 3之外部及 内部部分803a與80 3b間餘隙之热膝脹之變形。 自麵2及_3可看出此内郤部分803b具有一大振為圃 形之窗於其中心Μ便利自位於下方加热器806之幅射热 傅送至晶片801 。晶片801是安置在内部部分803b上大 «與其成同心固處。當晶片801是安置在内部部分80 3b 之上時，晶片801之外都周邊區域即與内都部分803b之 内部周邊匾域相接如H3中所明顯表示者。晶片801 與内部部分803 b之接觸區域是非常狭窄。 内部部分803b之外徑是相當大於晶H801之直徑，因 此，幾乎晶片之所有表面是曝露於生長室802中。 内部部分803b具有一與晶片801之定方位平邊801c咱 合之平邊803c。 如圈3中之所示，外部部分803a是較内部部分803b厚 ,並具有在其内側有一小的側向突出。内部部分803b被 安置在此與外部部分803a哨合之突出上，因之，形成雙 重结溝承受器803 。幾乎所有外都都分803a之表面是曝 露至生長室802中。 外部部分803a之内徑大概相等於内部部分803b之外徑〇 由於晶H801之接觭區域是由加热器806經承受器803 之内部部分803b加熱，與剩餘晶H801之情況比較，其 -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------餐------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 五、發明説明 ( ) 1 1 輻 射 熱 之 熱 量 傾 向於降 低 〇 所 以 若 承 受 器 803 以 高 速 率 1 吸 收 幅 射 熱 9 晶 Η 801 之 溫 度 在 其 與 部 分 80 3b 之 接 觸 區 1 1 域 之 降 低 問 題 就 會發生 〇 但 是 在 圔 1 至 圔 3 之 習 知 % 统 at 1 1 石 英 先 1 中 ， 因 為 承 受 器 80 3是 用 具 有 足 夠 低 之 熱 吸 收 率 之 W 讀 1 I 製 成 晶 Η 80 1 之溫度 降 低 可 予 以 忽 視 〇 背 面 1 I 之 1 如 上 所 述 9 用 習知氣 相 生 長 % 统 > 其 雙 重 结 溝 之 承 受 注 意 1 I 器 80 3 保 持 晶 Η 80 1 , 其 結 果 在 全 部 晶 片 80 1 上 之 高 漘 事 項 再 1 1 均 勻 度 能 在 反 應 器812 之 内 部 空 間 中 保 持 高 度 澝 潔 下 捎 填 窝 本 1 裝 得 0 然 而 有 下 列問題 發 生 • • 頁 1 I 當 在 習 知 条 统 中，一 矽 薄 膜 生 長 在 晶 片 80 1 上 時 9 多 I 1 晶 體 矽 (即多晶矽）傾向 於 在 晶 片 80 1 之 附 近 之 承 受 器 803 1 | 之 内 部 部 分 80 3b上沉積 » 此 蓋 因 在 其 附 近 界 昇 高 之 溫 度 大 1 訂 概 是 等 於 晶 片 80 1 者 〇 此 沉 積 之 多 晶 矽 由 於 增 加 生 長 過 程 1 之 重 複 次 數 而 變 成較厚 « 最 後 白 内 部 部 分 80 3b 分 離 0 此 1 | 分 離 之 沉 積 多 晶 矽石不 僅 成 為 粒 子 源 更 且 引 起 下 述 之 暖 重 1 問 題 ： 1 1 明 確 地 如 上 文 所述， 反 應 器 81 2 之 内 部 空 間 由 晶 Η 保 線 I 持 具 80 4 及 保 持 具804 保 持 之 晶 片 80 1 分 隔 成 生 長 室 80 2 1 1 及 加 熱 室 807 f 且室80 2 和 80 7 二 者 皆 摘 別 地 由 渦 輪 分 1 1 子 泵 向 外 泵 0 〇 因此經 噴 嘴 8 1 6 供 應 至 生 長 室 之 反 應 氣 1 I 體 不 會 進 入 加 熱 室80 7 〇 1 1 然 而 若 沉 積 之多晶 矽 薄 膜 白 承 受 器 803 之 内 部 部 分 1 I 80 3b分 離 $ 白 多 晶矽薄 膜 産 生 之 粒 子 被 沉 積 在 晶 片 80 1 1 1 與 安 置 在 下 方 之 内部部 分 80 -6 3b之 - 間 $ 造 成 其 間 之 間 隙 〇 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 30〇32〇_B7_ 五、發明説明（r ) 而後，反應氣體乃能通過此間隙而進入加热器室807 。 结果，不需要的多晶矽傾向沉積在加熱器室807中之加 热器806上，在此點上改變了加热器806之加热性能或 特戡。 例如，當加熱器806是用一電阻碳棒及一覆蓋碳棒之 石英薄臢製成時，多晶矽畲大量沉積在石英薄臢上。由 於多晶矽具有較石英為大之熱吸收率，施加至晶片801 之热最傾向於減少，導致晶片801之溫度降低。 沉租在加热器806上之多晶矽薄膜由坩加生長II程之 重複次數而成為較厚，藉此增加吸收之热董。结果，晶 片801之實際溫度被降低，即使同樣的霄力是施加至加 热器806上亦然。此意謂生長薄膜所獲得之厚度在重複 生長過程時發生變動之問題。 此外，當一類如氯氣（C1)之腐蝕氣體是用作反應氣體 時，加熱器806本身之礴命因反應氣體之進入而成為較 短。 窃明廉诚 因此，本發明之一目的是提供一氣相生長系統，使能 避免在重複生長過程時加热器之熱性能之變動。 本發明之另一目的是提供一氣相生長系統，使能避免 在承受器上沉積材料之分離。 瑄些目的與其他尚未特別提出者將自下文之陳述而令 熟知本技蕤者明瞭。 根據本發明之氣相生長系铳；包括一反應器，一基體保 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） I I I I I I I I I 裝— — I —訂— I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 持 具 用 以 保 持 基 體 * 及 一 加 热 器 用 >λ 加 熱 保 持 具 所 保 持 1 之 基 骽 〇 保 持 具 與 加 熱 器 皆 安 置 在 反 應 器 之 内 部 空 間 中 1 1 0 保 持 具 與 保 持 具 所 保 持 之 基 顦 分 隔 反 應 器 之 内 部 空 間 請 I 先 1 参 藉 此 形 成 . 生 長 室 使 在 生 長 m 程 中 薄 膜 可 在 其 中 生 長 閲 讀 1 I » 及 —‘ 加 热 器 室 使 加 热 器 安 置 在 其 中 0 背 面 1 I 之 1 保 持 具 具 有 — 支 持 構 件 用 Μ 保 持 在 其 上 之 基 體 〇 至 少 注 意 1 I 部 分 構 件 是 以 如 薄 膜 之 相 同 材 料 製 造 9 使 在 生 長 過 程 中 事 項 再 1 1 — 不 箱 要 之 薄 膜 形 成 在 該 部 分 上 0 f % 本 1 裝 根 據 本 發 明 之 糸 統 • 基 體 保 持 具 具 有 —· 支 持 構 件 用 Μ 頁 1 I 保 持 在 其 上 之 基 體 9 Κ 及 至 少 部 分 構 件 是 以 如 薄 膜 之 相 1 1 同 材 料 製 造 9 使 在 生 長 過 程 中 — 不 需 要 之 薄 膜 形 成 在 該 1 1 部 分 上 〇 因 此 • 當 — 不 箱要 之 薄 膜 在 生 長 過 程 中 被 形 成 1 訂 在 保 持 具 之 支 持 構 件 上 時 因 為 此 不 需 要 之 薄 膜 是 與 如 1 生 長 之 薄 膜 之 同 樣 材 料 * 該 不 需 要 之 薄 膜 不 會 白 該 構 件 1 1 分 離 〇 此 意 指 由 於 該 不 需 要 之 薄 膜 使 未 產 生 粒 子 〇 1 1 而 且 f 由 於 該 不 需 之 薄 膜 未 白 支 持 構 件 分 離 則 加 热 1 1 器 之 加 热 性 能 之 變 動 得 能 避 免 1 即 使 生 長 遇 程 是 重 複 進 線 I 行 0 此 導 致 生 長 薄 膜 之 厚 度 均 勻 性 得 改 菩 〇 1 I 在 本 發 明 之 一 較 佳 實 施 例 中 9 至 少 部 分 支 持 構 件 是 以 1 1 單 晶 矽 或 多 晶 矽 (S η 製 造 〇 在 此 情 況 中 $ 上 述 優 點 可 在 1 | 此 % 統 中 常 用 之 矽 薄 膜 生 長 獲 得 » 因 而 此 系 统 是 非 常 有 1 I 效 的 〇 1 1 在 本 發 明 之 另 一 較 佳 實 施 例 中 9 部 分 支 持 櫞 件 是 Μ 如 1 I 該 薄 膜 之 相 同 材 料 製 造 而 剰 餘 部 分 構 件 是 Μ 較 該 薄 m 之 1 1 1 -8 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） B7 經濟部中失標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 (7 ) 1 1 熱 吸 收 率 低 之 材 料 製 造 〇 由 於 部 分 支 持 構 件 是 Μ 與 該 1 1 薄 膜 相 同 之 材 料 製 造 及 剩 餘 部 分 構 件 是 Μ 較 該 薄 m 之 热 1 1 吸 收 率 為 低 之 材 料 製 造 〇 所 以 基 骽 溫 度 難 於 降 低 之 優 點 請 1 先 1 得 以 出 現 〇 閲 讀 1 在 此 情 況 中 » 支 持 携 件 最 好 由 一 矽 絕 緣 物 (SOI) 之 基 背 1 | 之 1 體 製 造 〇 此 SO I 基 體 最 好 是 由 结 合 一 單 晶 體 矽 層 至 —' 石 注 | 1 I 英 片 所 產 生 之 — 结 合 SO I 基 體 製 造 0 事 項 再 ! 1 在 本 發 明 之 再 一 較 佳 實 胨 例 中 f 穿 透 孔 是 形 成 在 支 持 填 寫 本 1 構 件 與 基 髖 之 接 觸 匾 域 中 〇 在 此 情 況 之 接 觴 區 域 與 無 穿 頁 1 I 透 孔 之 情 況 者 相 比 較 可 予 Μ 減 小 0 同 樣 $ 因 為 白 加 热 器 1 1 發 生 之 热 是 有 效 的 通 過 穿 通 孔 傳 送 至 基 體 9 故 晶 片 之 溫 1 1 度 在 接 觸 區 域 是 難 於 降 低 〇 1 訂 為 了 要 使 本 發 明 可 易 於 實 行 » 現 將 參 考 伴 釀 画 示 加 Μ 1 說 明 0 1 1 圖 示 直 摊 1 I 第 1 圖 是 一 習 知 氣 相 生 長 % 統 之 示 意 横 剖 面 画 〇 1 第 2 圏 是 第 1 圖 之 習 知 氣 相 生 長 系 統 之 承 受 器 之 平 面 線 I 圈 » 其 中 一 半 導 體 晶 片 是 安 置 在 該 承 受 器 之 中 央 部 分 上。 1 | 第 3 圈 是 第 2 圖 中 之 承 受 器 沿 1 -霣 線 之 示 意 横 剖 面 1 1 圃 〇 1 I 第 4 圈 是 根 據 本 發 明 之 第 1 實 施 例 之 一 氣 相 生 長 系 統 1 1 之 示 意 横 剖 面 圈 〇 1 1 第 5 圈 是 第 4 圈 中 之 氣 相 生 長 糸 統 之 承 受 器 之 示 意 平 1 I 面 圃 9 其 中 一 半 導 體 晶 片 是 安 置 在 該 承 受 器 之 中 央 部 分 1 1 I -9 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（S ) 1 1 上 〇 1 第 6 圈 是 第 5 圓 中 之 承 受 器 沿 IV - VI線 之 示 意 横 剖 面 1 1 圔 〇 請 1 I 先 1 第 7 麵 —* 用 於 第 4 園 中 之 氣 相 生 長 系 統 之 承 受 器 之 内 閲 讀 1 部 部 分 之 平 面 圏 〇 背 面 1 | 之 1 第 8 ( 是 顯 示 在 第 4 圓 中 之 氣 相 生 長 % 統 中 在 生 長 进 注 ί 1 I 程 重 複 次 數 與 薄 膜 厚 度 間 之 闞 係 圃 〇 Ψ 項 1 I 再 I 第 9 圃 是 根 據 本 發 明 之 第 2 實 施 例 之 用 於 氣枏生長 % 本 1 裝 系 统 之 承 受 器 之 内 部 部 分 之 平 面 園 〇 頁 1 I 第10圈是第9 圈 中 沿 X- X 線 之 承 受 器 之 内 部 部 分 之 示 1 I 意 横 剖 面 圖 〇 1 1 第11圈是顯示第9 圈 之 氣 相 生 長 系 統 中 距 晶 片 中 心 之 1 訂 距 離 與 薄 膜 厚 度 間 之 闞 係 圔 〇 1 第12圖是根據本發明之第3 實 施 例 之 用 於 一 氣 相 生 長 1 | 系 统 之 承 受 器 之 内 部 部 分 之 平 面 圖 〇 1 I 第13圏是第12國中沿XI11 -XIII 線 之 承 受 器 之 内 部 部 1 1 分 之 示 意 横 剖 面 困 〇 線 I 第 14圈是顬示第12圃之氣相生長系统 中 距 晶 片 中 心 之 1 距 離 與 薄 膜 厚 度 間 之 閫 係 圖 〇 1 1 β_ 佯 m 例 詳 沭 1 本 發 明 之 較 佳 實 施 例 將 參 考 圖 4 至圈14詳细說明如下： 1 1 1 奮 m 例 1 I 如 圃 4 中 之 所 示 • 根 據 本 發 明 第 1 實 施 例 之 一 氣 相 生 1 1 I 長 系 统 具 有 — 水冷式反應器112 9 以 不 绣 網 製 成 〇 反 應 1 1 -10- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） A7 B7 經濟部中央樣準局員工消資合作社印製 五、發明説明（？） 器112之壁有空隙，其中冷卻水淀通其間◊因此此系统 是冷壁式操作。 -圓简形之晶片保持具104是固定在反應器112中。 保持具104之頂上部分103 ，即一承受器是由一平面板 形成。此承受器103在水平狀態支持一半導體基體或晶 片101 ,此晶片上要生長一薄膜或諸薄膜。 -加热器單元105是提供在圓筒形保持具104中，位 於承受器103之下方。此單元105包括一霣阻碳棒1〇6 和一熱反射板110 。碳棒106產生热Μ昇高晶片101之 潼度。反射板110是接近碳棒安置並反射热之晶片101 ，因之，改善加热效率。 一晶片移動櫬構111移動晶片101向上戒向下。此檐 構111含有一驅動馬逹111a安置在反應器112之外《及 -桿移動结構lib安置在反應器112之外側並由馬達 111a鼷動，一支持桿111c連接至桿移動结構lib並是安 置在反應器112中，4 «稈狀晶片接觸llld固定在反應 器112内之桿111c之頂端。一伸縮箱llle是固著至反應 器112之壁，其位置使桿111c穿透此壁以繼饋維持反應 器112中之真空狀態為目的。晶片101是水平地由接觸 llld保持K及向上及向下移動。 一氣體啧嘴116是固定反應器112 。此嗔嘴116是與 一反應氣體源（未圖示）相連通。反應氣體則通過噴嘴116 供應至反應器112 。 兩個渦輪分子泵108和109皆達接至反應器112 Μ在 11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（.210X297公釐） (請先聞讀背面之注f項再填寫本頁) -柒. 絲 經濟部中央梂準局—工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明（) 反應器112中造成一期望之真空吠態。 自圈4可看出，反應器112之内部空間是由画简形晶 片保持具104及承受器103所保持之晶片101分限成二 部分。此部分之一作為一生長室102 ,其中使用在氣相 中所供應之反應氣體使一薄臢或諸薄膜生長在晶片101 上，而另一部分則作為一加热器室107 ,其中加热器單 元105容纳在其内。 渦輪分子泵108和109分別連接至生長室102及加热 器室107 。结果，室102和107中之壓力能予以減小， 使二者各自有獨立之真空狀態在本實施例中，室102和 107二者之最低壓力能達到10_1<5托爾（Torr = l«nHg)或更 小。由於室102和107是分離的，在加热室107内之壓 力能設定為較生長室102中者低上2位數字或更多。 雖然晶片输送系統及負載鎮定室（load-lock chaiber) 未鬮示但其是提供在反應器112之外側。二者皆有熟知 之结構。晶片輪送糸統自晶片髄存室（未騙示）_送晶片 101至在真空狀態之負載鎖定室◊如此輪送至負載鎖定 室之晶H101是通通負載鎖定室介入反應器112而不會 破壊反應器112中之真空狀態。 如圖5 、圖6及B7中之所示，承受器103是K画瓖 形的外部部分103a及圆環形的内部部分103b製成，其是 一雙簠结溝，此结構是採用於吸收在外部與内部部分 103a與103b間有餘隙之承受器103由於热膨脹之變形。 與圈1之習知氣相生長系统不同，醮然此外部部分 -12- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） ----------參------、訂------終 (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) A7 B7 Μ濟部中央標準局負工消费合作社印装 五、發明説明 (U ) 1 1 103a 是Μ 石 英 製造 • 但 内 部部分103b是Μ 單晶矽製造》 1 1 此 内 部部 分 103b 在 其 中 心 具有一大概成圖 形之窗Μ便利 1 | 白 下 方安 置 之 加热 器 單 元 Μ傳送幅射热至 晶片101 。内 請 1 1 部 部 分103b之 内徑 D i是稍小於晶片101之直徑Dw。此 先 聞 讀 1 1 晶 Η 101 是 安 置在 此 内 部 都分103b上幾乎 與其同心。當 背 面 1 I 之 1 晶 片 101 是 安 置在 內 部 部 分1 0 3 b上時，外 部上方之晶片 注 盡 1 I 周 邊 區域 是 與 内部 上 方 之 内部郤分103b之 周邊區域相接 項 1 I 再 1 1 觸 如Η 6 所 明示 0 晶 片 101及内部部分 103b之接觸區 1 馬 本 域 是 非常 狹 窄 〇 * 頁 1 I 内 部部 分 103b 之 外 徑 D 3 ^是相當的大於晶片101之直 1 1 徑 D ν ν。因此饅乎晶片1 0 1 之全部上方表面是_露至生 1 I 長 室 102 〇 1 1 訂 1 該 内部 部 分 具有 一 平 邊 103cW及四個半 圓孔112於其 内 緣 上， 該 平 邊 103c 係 與 該晶片101之定 方位平邊101c 1 1 嘈 合 〇 1 1 諸 孔112 皆 由晶 片 移 動 櫬構111之4個 接_ llld垂直 1 I 的 穿 透。 線 I 如 画6 中 之 一一 所不 ， 外 部 部分103a較内部 部分103b為厚 1 1 1 且 具 有一 小 的 側向 突 出 沿 其内供伸延。內 郤部分103b是 1 1 安 置 在此 突 出 上Μ 與 外 部 都分103a唯合， 因之形成雙里 1 1 结 满 之承 受 器 103 〇 嫌 乎 外部部分103a之 全部上方表面 t 1 亦 是 _露 至 生 長室 102 〇 1 1 此 外部 部 分 103a 之 内 棰 是大槪等於内部 部分1 0 3 b之外 1 | 徑 0 1 1 -13- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（A ). 根據具備氣相生長糸統之第i實豳例，晶片101之接 觸B域是由加热器單元105之热經承受器1〇3之内部部 分103b而加热，且因而至接觴匾域之幅射热量傾向於較 晶H101之剩餘部分為少。所以，若承受器1〇3(即内部 部分103b)M高《率吸收幢射热，晶片1〇ι之湛度在其 接觸B域降低之問思《會發生。但是在此第1實施例之 系统中，基髓101之灌度降低可予以忽視，乃因單晶矽 具有一足夠低之熱吸收率，其是大槪等於石英所具有者£ 同樣當單晶矽之薄臌是在本第1實施例之条统中以磊 晶（epitaxially)生長，晶片保持具1〇4具有一保持表面 (即接觸匾域），晶片101即是安置在其上，且該表面之 至少一部分是Μ單晶矽製成，其是如在生長ϋ程中生長 薄縝之相同材料。所以在生長通程中形成在保持具104 之支持表面上之不需要多晶矽薄膜不會自其表面分離。 此意指沒有粒子會由該不需要之薄膜產生。 由於該不需要之多晶矽薄膜來自支持表面分離，加热 器單元105之加熱性能之變動得Μ堪免，即使生長過程 簠複時亦然。此導致生長矽薄膜之厚度均勻性之改菩。 對外部部分103a而言，此部分l〇3a之最高灌度是相當 地低於內部部分103 b者。结果，沒有多晶矽薄謓生長在 外部部分103a上。 在根據第1實施例之氣相生長糸統中，要實現最佳之 内部部分l〇3b與晶片101之接觸，則該部分103b是由有 小表面粗糙之單晶矽製成。然而，若一平坦支持表面 一 1 4 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------^------1T------0 (錆先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 3〇〇3^〇 A7 __B7_ 五、發明説明（〇 ) (即接觴區域）能獲得，則該部分l〇3b可由多晶矽製成。 内部部分103b之形吠係依據晶片之形狀而決定，此酤 由於晶片101具有定方位平邊l〇lc,部分103b具有相對 應於該平邊101e之平邊103c。當晶片101具有一定方位 凹口 Μ代替定方位平邊101c時，則部分103 b具有無平邊 103d之一圓形。 例如，电於一具有150·β(«米）直徑Dw及一定方位平 邊之多晶矽之承受器103之内部部分103b有一外徑卩1 為200··，一内徑D2為135··,及一厚度T為4··。 釀8顯示單晶體磊晶薄縝之厚度變化對單晶體磊晶薄 膜對生長«程之里複次數之醐係，其中曲線A相對應於 第1實施例而曲線B相對應於顯示於園1 .中之習知技術 。國8是經本發明人在下述情況下所執行之澜試而獲得 者。 一單晶矽晶片導引進入生長室102 。其次，此晶Η之 湛度提昇至650*C,且作為反應氣體之Si2H6(矽氫化 物）氣體Μ 10每分鐘禰準立方厘米（SCCH)之速率供應至 室102 «15分鐘Μ磊晶術生長一單晶矽薄膜於晶片上。 自圈8可看出即使在根據本第1實施例之糸統中此生 長過程巳里複1000次之後，並未發現薄膜厚度改變。同 樣，可看出當在習知系統中此生長逢程已重複大概1 〇 〇 〇 次時，薄膜厚度閭始逐·減小。 另加本發明人使用一高溫計在矽表面執行溫度變動之 期1試。结果，並無溫度變動在根據第1實施例之系统上 -15- 未·紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) 格（210><297公釐） ----------^------1Τ------0 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央梂準局負工消費合作社印褽 五、發明説明 (4) 1 I 觀 測 到 〇 但 是 在 1 1 之 習 知 系 統 中 » 當 生 長 m 程 簠 複 在 1 1 100 次 時 則 観 澜 到 晶 片 表 面 之 溫 度 變 動 〇 1 I 在 此 邇 程 重 複 至 1 000 次 後 9 反 應 器 被 打 開 9 加 熱 器 室 η 1 1 之 内 室 Η S 視 觀 察 0 结 果 f 發 現 在 HI 1 之 習 知 % 统 中 大 先 聞 1 | 讀 1 最 之 多 晶 矽 被 沉 稹 在 承 受 器 及 加 熱 器 上 0 另 方 面 9 在 背 面 1 I 根 據 第 1 實 施 例 之 糸 统 中 $ 沒 有 多 晶 矽 沉 積 在 承 受 器 上 之 注 意 1 1 I 及 加 热 器 室 中 0 項 1 I 再 1 I 多 晶 矽 沉 積 之 緣 由 可 Μ 下 列 方 式 解 釋 之 〇 % 寫 本 1 裝 在 習 知 糸 妹 中 9 生 長 邊 程 重 複 至 約 100 次 後 9 沉 稹 在 頁 1 1 承 受 器 上 之 不 需 要 多 晶 矽 乃 白 其 分 離 其 時 在 承 受 器 與 1 1 晶 片 間 由 於 分 離 多 晶 矽 薄 膜 產 生 之 粒 子 生 成 一 間 隙 0 在 1 I 生 長 室 内 之 反 應 氣 體 通 通 此 間 隙 進 入 加 热 器 室 〇 因 此 大 1 膜 被 訂 董 的 多 晶 矽 薄 沉 積 在 加 热 器 室 中 〇 1 沉 積 在 加 热 器 室 中 之 多 晶 矽 薄 m 吸 收 白 加 熱 器 轘 射 之 1 I 热 • 结 果 加热器之加熱性能或特激即使溫度之設定不 I I 變 亦 然 改 變 〇 此 導 致 多 晶 矽 薄 膜 摩 度 變 動 〇 1 1 第2奮例_ 線 1 圈 9 係 10顬 示 用 於 根 據 本 發 明 之 第 2 實 施 例 之 一 氣 1 1 相 生 長 糸 統 0 根 據 此 第 2 實 施 例 之 系 統 在 组 態 上 9 除 承 1 1 受 器 之 内 部 部 分 外 與 第 1 實 m 例 之 姐 態 相 同 〇 因 此 為 說 1 | 明 簡 化 之 緣 故 » 在 此 對 有 Μ 相 同 組 態 不 作 說 明 〇 1 1 在 第 1 實 m 例 中 內 部 部 分 103b 是 以 一 塊 單 晶 矽 製 造 1 I 0 但 是 本 發 明 中 之 内 部 部 分 203b 具 有 一 so I 结 構 t 換 言 1 | 之 其 是 Μ 一 so I 基 髓 製 造 〇 如 圈 10所 .示 • 此 so I 基 艟 包 1 1 -16- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（π) 含一下方石英H203bb和一上方單晶矽層203ba。一平邊 203c及4 β半圓形孔212是如第1實豳例之方式胺成在 該部分203b之内供。 此SOI基髖是水平安置在反應器112中Μ使石英片 203bb_露至加热器室107及矽*T203ba曝露至生長室102 。内徑和外徑Di和02是與第1實施例中者相同。該矽 暦203ba之厚度T ,具10微米（《· = 1〇_β·βΐβΙ·),石英片 203bb之厚度Τ2是4 «米= W該部分 203b之整值厚度To是4.01··。 SOI基髓通常是由结合一單晶矽曆至一石英片產生， 再將如此结合之矽暦被化學及機械地磨光至一規定之厚 度。 画11顯示如第1實施例中相間生長條件下獾得之單晶 矽薄臢之厚度變動或分布。曲線C顧示第2實施例之结 果而曲線D則顯示第1實施例之结果。 自H11可看出在第1實施例中，在晶片邊緣區域之厚 度傾向於猛烈的減小，而第2實腌例中之厚度之減小則 有改良。 更加輿第1實施例相似，在第2實施例中即使當生長 通程重複1000次時亦沒有厚度變動被觀察到。其原因是 内部部分203b之單晶體雇203ba是曝露至生長室1〇2 , 其结果沒有沉積之多晶矽薄膜之分離發生。 在第1實施例中，承受器103之内部部分l〇3b是用一 厚的單晶矽片（TM··)製造。晶片101之周邊區域是由 -17- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐） ·»· . · ----------装------^------^ (請先S讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（α). 加热器®元105經由一厚矽片製成之内部部分103b加热 «所W晶片1〇1之溫度在其周邊區域由於矽之高的熱吸 收率傾向於降低。 另一方面在第2實施例中，晶片101之周邊匾域主要 &用砂之熱吸收率為小之石英製成。其结果晶片在其 «»@1«之滬度降低是較第i實旛例之情況為小。 在第2 例中，雖然單晶矽蘑203ba有一為1〇#·之 厚度，最好此曆203ba之厚度盡量地薄，其間仍维持自 矽曆203ba沒有石英之曝露。 第3管掄俐 112及鼸13顧示根據本發明之第3實》g例用於氣相生 長糸統之一承受器之内部部分。根據第3實施例之系統 除承受器之内部部分外有與第1實施例之系统相同之姐 態。因此為說明之簡單計，有闞相同組態之解釋在此不 再赘逑。 此內部部分303b除其環编内都邊緣形成有多個穿适孔 113外，在組態上與第2賨施例之内部部分20 3b相同。 其外徑Di是200bb,而其内徑D2是130mn。具4··直徑 之諸孔布置在直徑〇3為140··之圓周上，相隔有規律的 間隔。二相郞孔113之圓心角是11.25° (度）。在平邊 203c附近之孔113路内邊緣約5βιπ。 圃14顯示單晶矽薄膜之厚度變動或分布，其是在與第 2實施例之相同條件下獲得。曲烺E顬示第3實施例之 结果，而曲線F顯示第2實施例之结果。 _ 1 8 - 本纸張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本JT) 訂 線 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 __B7 _ 五、發明説明（丨7 ), 自圖14可看出在第2實施例中之晶Η周邊區域之厚度 頗向於刺烈地減小，而在第3實施例與在第2實施例比 較下厚度減小已有改良。 更加與第1實施例相似.，在第3實施例中即使當生長 通程重複1000次時亦沒有厚度變動觀察到。其原因是内 部部分303b之單晶艚曆303ba是哩β至生長室102,其结 果沒有F積之多晶矽薄膜之分離發生。 在第3實施例中，晶片101之周邊區域主要是用較矽 之热吸收率為小之石英製成。其结果晶片在其周邊匾域 之溫度降低是較第1實雎例之情況為小。 根據第3實施例之系統具有下述之利益，此實施例最 佳用於一大面積之晶片。一大面積之晶片由於本身之重 量傾向於彎折，此彎折由熱陡震致使加速滑移效應。 要減小晶片101之彎折，最好承受器103之内徑減小 ，但是溫度降低之區域會加大。Μ第3實施例，接觸面 積及承受器本身可減小。 在上逑第1至第3實施例中，晶片具有之直徑Dw為 150··。但是本發明可用任何直徑，類如200β·或300bb 。同樣雖然承受器是Μ外部及内部之部分製成，但其亦 可以内部部分單獨製成。 雖然本發明之各最佳形式已予Μ說明，但應瞭解在不 偏離本發明之精神下改變對精於本技藝之人士將是明顯 的。因此本發明之範匯將僅由下述之申請專利範圃決定 〇 -19- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） ----------装------ΐτ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 . 一 種 氣 相 生 長 系 統 包 括 • « 1 | 一 反 應 器 ♦ 9 1 | — 基 體 保 持 具 9 用 Μ 保 持 基 體 該 保 持 具 含 一 支 請 1 1 持 梅 件 用 Μ 支 持 其 上 之 該 基 體 9n 先 閾 1 | 一 加 熱 器 9 用 以 加 熱 該 保 持 具 所 保 持 之 基 體 • t 背 1 1 該 保 持 具 與 該 加 热 器 係 安 置 於 該 反 應 器 之 内 部 空 間 之 注 1 | 意 I 内 f 及 事 項 再 填 1 1 該 保 持 具 與 該 保 持 具 保 持 之 基 體 分 隔 該 反 應 器 之 内 1 部 空 間 藉 以 形 成 一 生 長 室 9 在 生 長 程 時 一 薄 膜 在 其 寫 本 頁 裝 1 中 生 長 9 及 形 成 — 加 热 器 室 t 該 加 热 器 即 安 置 於 其' 1 1 内 • * 1 I 其 中 至 少 部 分 該 支 持 構 件 係 以 如 該 薄 膜 之 同 樣 材 料 1 1 製 造 t Μ 使 一 不 需 要 之 薄 膜 在 該 生 長 遇 程 時 形 成 於 該 訂 | 部 分 上 〇 1 I 2 .如 申 請 專 利 範 酾 第 1 項 之 系 统 t 其 中 至 少 部 分 之 該 支 1 1 持 構 件 係 以 單 晶 矽 或 多 晶 矽 製 造 〇 1 | 3 .如 誚 專 利 範 画 第 1 項 之 系 統 » 其 中 至 少 部 分 之 該 支 線 I 持 構 件 係 Μ 如 該 薄 膜 之 相 同 材 料 製 造 ♦ 9 以 及 1 1 其 中 m 餘 之 該 構 件 係 Μ 較 該 薄 m 之 热 吸 收 率 為 低 之 1 I 材 料 製 造 〇 1 1 I 4 .如 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 系 統 1 其 中 至 少 部 分 之 該 支 1 1 持 構 件 係 以 一 矽 絕 緣 物 基 體 製 造 0 1 I 5 .如 甲 謫 専 利 範 圃 第 4 項 之 糸 統 • 其 中 該 基 體 是 由 一 石 1 1 英 片 以 及 一 结 合 至 該 石 英 片 之 單 晶 矽 形 成 之 结 合 矽 絕 1 1 -20- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 3〇〇3^q A8 B8 C8 D8 7T、申請專利範圍 . 緣物（SOI)製造。 6. 如申請專利範園第1項之系铳，尚包括諸穿透孔，形 成在該支持構件與該基體之接觸區域中。 7. 如申謫專利範画第1項之系統，其中該支持構件係K 具有一窗之内部部分及一與該内部部分相哨合之外部 部分製成；>乂及 其中該基體之一表面係睸露於該生長室，而其另一 表面是經過該窗曝露於加热器室。 8. 如申請專利範圍第7項之糸统，其中部分之該支持構 件係該內部部分，而剩餘之該構件係該外部部分。 ---------^------、tr------^ (請先s讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐）