TWI376730B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
TWI376730B
TWI376730B TW094110103A TW94110103A TWI376730B TW I376730 B TWI376730 B TW I376730B TW 094110103 A TW094110103 A TW 094110103A TW 94110103 A TW94110103 A TW 94110103A TW I376730 B TWI376730 B TW I376730B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
receiving body
barrel
gas
january
planes
Prior art date
Application number
TW094110103A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200537602A (en
Inventor
Tunenobu Kimoto
Hiroyuki Matsunami
Hirokazu Fujiwara
Original Assignee
Toyo Tanso Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tanso Co filed Critical Toyo Tanso Co
Publication of TW200537602A publication Critical patent/TW200537602A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI376730B publication Critical patent/TWI376730B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • 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
    • C23C16/458—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 supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4587—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically
    • C23C16/4588—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12—Substrate holders or susceptors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • C30B31/14—Substrate holders or susceptors
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

1376730 九、發明說明 . 【發明所屬之技術領域】 本發明係，有關於將碳化矽、氮化鎵、氮化錫化合物 半導體，加以磊晶成長時所使用之承受體：特別係有關於 在複數的基板上可以各自得到均勻的磊晶成長膜（以下簡 稱嘉晶膜）之承受體（susceptor)。 φ 【先前技術】 先前，半導體製造工程在晶圓上，係實施有使用化學 氣相成長法（CVD法），將原料氣體氣相反應，讓磊晶 層成長的單結晶製造方法。具體而言，CVD法係在承受 體上放置單結晶晶圓，將承受體與晶圓加熱並保持到磊晶 成長的溫度爲止。然後，將載體氣體及原料氣體的混合氣 體導入反應爐內，在高溫化下分解的原料氣體在晶圓上堆 積而形成磊晶層。對於能高速形成厚的磊晶層的反應爐， φ 係經常使用使氣體上下流出的縱向之氣相成長裝置。（例 如、參考以下載專利文獻1、2 )。 專利文獻1:日本特開平11-176757號公報 專利文獻2 :日本公開平5-87 1 28號公報 【發明內容】 發明所欲解決之課題 然而’先前之技術中，承受體之複數基板和與此等基 板對向的壁面間’距離有極大的差異，因此各基板間容易 -5- 1376730 產生溫 ，使磊 質的磊 因 ，可同 用以解 本 由在外 :和其 型承受 構成。 依 成長工 得到均 本 係由在 體；和 述桶型 ，所構 依 成長的 時複數 本 度差。因此，基板間的磊晶膜成長的速度會有差異 晶膜的厚度變的不同，而難以同時複數獲得同一品 晶膜。 此，本發明的目的係提供一種用於半導體磊晶成長 時並複數得到均一性較高之磊晶膜的承受體。 決課題之手段 發明係被用在半導體磊晶成長的承受體；其特徵係 側具有複數可自由裝置複數基板之面的桶型承受體 內部配置有上述桶型承受體，並具有分別對上述桶 體的上述面各自以同方向傾斜配置之面的構件，所 照上述的構成，將本發明之承受體用於半導體磊晶 程時，係可使各基板的溫度保持一定，而同時複數 一性較高的磊晶膜。 發明，係被用在半導體磊晶成長的承受體；其特徵 內側具有複數可自由裝置複數基板之面的桶型承受 其外周部配置有上述桶型承受體，並具有分別對上 承受體的上述面各自以同方向傾斜配置之面的構件 成。 照上述的構成，將本發明之承受體用於半導體磊晶 工程時，係可使各基板的溫度保持一定，而可以同 得到均一性較高的磊晶膜。 發明之承受體中，上述構件其上述承受體側的面， -6- 1376730 係以可自由裝置複數基板者爲佳。 • 依照上述的構成’可同時得到更多均一性較高的磊晶 膜。 本發明之承受體中’上述桶型承受體或/以及上述部 . 材，係以加熱器者爲佳。 依照上述的構成’因直接使各基板之溫度成爲一定地 來加熱，故可同時複數獲得均一性更高之晶晶膜。 φ 本發明的承受體’係以含有石墨之基材所構成爲佳。 又’本發明的承受體’係由多結晶的碳化矽及多結晶的碳 化鉬所覆蓋者爲佳。 進行使用高頻線圈之加熱方法的半導體磊晶成長時， 因承受體可以本身當成熱源，故可直接使各.基板加熱到— 定溫度。以此結果來說’可更確實的同時複數得到高均一 性的磊晶膜。又’以多結晶碳化矽或多結晶碳化鉅來覆蓋 ’可防止石墨所製造的承受體中雜質的釋放。特別以多結 φ 晶碳化鉬覆蓋時’碳化钽係對於高溫較有優越性的材料， 針對氫也有較好的耐蝕性，故可以防止覆蓋材的昇華或是 石墨之露出，也可以防止雜質的釋放。 【實施方式】 以下參考圖面’說明有關本發明的實施方式。 第1圖，係分別表示本發明第1實施方式之承受體之 構成物品的立體圖；（a)係桶型之內承受體，（b)係外 側構件。 1376730 第1圖所示的承受體1，係由以石墨爲基材的內承受 體2，及以石墨爲基材的外側部材3所構成。此等之的表 面’係以多結晶碳化矽或多結晶碳化钽所覆蓋者爲佳》 內承受體2’係將4塊具有2個凹狀之座孔部4的梯 形平面（四塊梯形平面全爲相同面積），對垂直以特定角 度傾斜’將傾斜邊群相互結合構成，也就是成爲桶型承受 體。 外側構件3，係與內承受體2略爲類似的形狀，而爲 可將承受體2裝設配置在其內部者。又，將承受體2裝置 在其內部時’各自對於內承受體2之具有座孔部4的梯形 平面’係具有可平行或約略平行配置的梯形平面4片（四 塊梯形平面全爲相同面積）者。亦即，外側構件3的梯形 平面’係各自相對於垂直的被傾斜特定角度者。 另外，內承受體2的梯形平面的傾斜角度，係以相對 於垂直方向的2〜45"爲佳；，外側構件3的梯形平面的傾 斜角度’係以相對於垂直方向的2〜45°爲佳。在此，以略 平行來對向配置時’係以氣體入口側的流路較廣，出口側 的流路較狹窄者爲佳。這是因爲，例如若內承受體2的梯 形平面的傾斜角度是相對於垂直的角度1 2 °，則外側構件 3的梯形平面的傾斜角度爲相對於垂直的角度8°即可達成 。以這樣的構成方式，可以適度抑制氣體的加熱。且內承 受體2與外側構件3間的平面間的距離係5〜60 mm、理 想上爲10〜25 mm。 又座孔部4設置一個以上即可。更且，內承受體2及
-8- S 1376730 外側構件3的梯形平面的片數並不限定爲4片，各自爲3 片以上即可。 接下來，說明使用第一實施方式之承受體的磊晶成長 裝置。第2圖係表示第1圖的磊晶成長裝匱的反應室附近 的槪略圖。 第2圖所示的磊晶成長裝置的反應室5的內部，係設 置有被配置於反應室5中心部之第1實施方式的承受體1 ’及被配置於承受體1的外周部之隔熱材6。反應室5的 外周部，係設置有螺旋狀的高頻線圏7。 承受體1，係將第1圖（b )的外側部材的方向加以 上下反轉，以此覆蓋第1圖（a)之內承受體的配置構成 。另外，使內承受體2的梯形平面與外側構··件3的梯形平 面，成平行或略平行地加以調整配置。 隔熱材6係爲了防止承受體1的放熱，而設置在反應 室5的內壁與承受體1的外周部之間》 高頻線圈7，係將高頻波以石墨所構成的承受體1， 而可使承受體1發熱者。 接下來參考第2圖，說明使用了第1實施方式的承受 體之磊晶成長。 首先，在承受體1的內承受體2中，裝置用以磊晶成 長的基板8。接下來，於第2圖的位置裝置內承受體2， 使高頻線圈7運轉，將承受體加熱到磊晶成長的最適當的 溫度。然後使反應氣體，通過承受體1中內承受體2與外 側構件3之間》(參考第2圖的箭號. -9- 1376730 若依上述構成，因對半導體磊晶成長工程使用第1實 施方式的承受體，故可使各基板溫度—定，也同時可複數 铪到均一性咼的磊晶膜。又，以多結晶碳化砂或多結晶碳 化飽覆盖，可防止由石墨所構成的承受體中雜質的釋放。 特別係以多結晶碳化钽來覆蓋時’碳化钽係高溫特性較好 的材料’且對於氫也具備優良耐蝕性，故可以防止覆蓋材 的昇華或是石墨的暴露，而可防止雜質的釋放。 另外’作爲本實施方式的變形例，亦可將內承受體2 或/及外側構件3作爲加熱器。 又，作爲承受體5內的配置之變形例，亦可如第3圖 所示，將第2圖的承受體1與隔熱材6加以上下翻轉的構 成亦可。此時，反應氣體之流動方向係從下往上的流向。 (參考第3圖的箭頭） ‘接下來，說明本發明之第2實施方式的承受體。 第4圖’係個別表示本發明第2實施方式的承受體之 各個構成物品的立體圖，（a )係內側構件，（b )係桶型 之外承受體。 第2圖所標示之承受體9，係由以石墨作爲基材的內 側構件1 〇 ’與以石墨作爲基材的外承受體1 1所構成。此 等的表面，係以多結晶碳化矽或係多結晶碳化钽所覆蓋爲 佳。 外承受體11’係將具有座孔部12的梯形平面四片（ 4片梯形平面全部面積相同）各自以相對於垂直的特定角 度傾斜，而將斜邊彼此相互結合所構成。 -10 -
S 1376730 內側部材1 0，係與外承受體1 1爲略相似的形狀，而 爲可配置在外承受體11的內部者。內側部材ίο裝置在內 部時，係分別對於外承受體11其具有座孔部12的梯形平 面’具有可各自以平行或略平的相對配置的梯形平面4片 (4片梯形平面全部面積相同）者。亦即內側構件1〇之 梯形平面，係分別對垂直以特定方向傾斜者。
另外，內側構件1 0的梯形平面其傾斜角度，係以相 對於垂直的2〜45°爲佳；而外側構件11的梯形平面其傾 斜角度，係以相對於垂直的2〜45°爲佳。在此，以略平行 的對向配置時，係以氣體入口側的流路較廣，而出口側的 流路較狹窄者爲佳。這是因爲，例如將內承受體2的梯形 平面的傾斜角度，作爲相對於垂直的角度1 2。，則外側構 件3的梯形平面的傾斜角度，可由相對於垂直的角度8。達 成。以這樣的構成，可以適度抑制氣體的加熱。且內承受 體2與外側構件3間的平面間的距離係5〜60 mm，而以 10〜25 mm爲佳》 又’座孔部12係設置個以上即可。更且，內承受體 2及外側構件3的梯形平面的片數並不限定爲4片，各自 爲3片以上即可。 本實施方式的承受體9，係可取代第2圖之磊晶成長 裝置的反應室5內之承受體1而適用。依此，可得到與第 1實施方式同樣的效果。又以本實施方式的變形例來說， 內側構件1 0或/及外承受體1 1也可作爲加熱器。 以第1實施方式及第2實施方式的變形例來說，亦可 -11 - 1376730 爲將第1圖的內承受體2與第2圖的外承受體11，作爲 已適用的承受體13之構成。此承受體13，係可以取代第 2圖中磊晶成長裝置的反應室5內的承受體1而適用。 又，以與重力相反方向裝置基板時，亦可使用針等使 其不會掉落而固定。 實施範例
取代第1圖的四面的桶型承受體1，以使用六面的桶 型承受體（不圖示）之桶型氣相反應裝置，表示其磊晶層 之形成的一個實施例。在此，說明以化合物半導體之一亦 即碳化矽的磊晶層形成。
在六面桶型承受體的內面設置各座孔中，分別放置直 徑2吋的單結晶碳化矽晶圓，而將承受體放置在特定的場 所。反應室內在以H2氣體轉換過後，進行真空吸引到達 5xl(T6 Torr。真空吸引後，將載體氣體亦即H2氣體從原 料氣體供給口（不圖示），而將惰性氣體亦即Ar氣體從 非活氣體供給口（不圖示）加以導入，將承受體內保持在 100 Torr 〇H2氣體與Ar氣體從排氣口（不圖示）連續排 出，藉由被設置在在排氣口的下游之壓力閥，來控制反應 室內壓力。 對螺旋狀的高頻感應線圏7投入電力將承受體加熱， 升溫達到1 3 50 °C爲止。此時爐內溫度，係藉由放射溫度 計來測定晶圓面上的溫度。溫度從1 3 5 0 °C以上開始，則 從供給口導入少量的原料氣體，抑制碳化矽晶圓的由H2
-12- S 1376730 蝕刻所造成的傷害。在此情況下，使用SiH4與C3H8作爲 - 原料氣體。將承受體作爲加熱源或設置隔熱材的情況下， 不只加熱效率好而節省消耗電力，亦可由急速升溫來抑制 升溫中晶圓由氫蝕刻所造成的傷害。結果，可以得到高品 質的磊晶層。 更且，作爲磊晶層成長溫度，將承受體與晶圓加熱至 高溫的1 83 5 °C後，則使爐內保持一定溫度。以承受體當 φ 作加熱源直接將晶圓加熱，或設置隔熱材，係可大幅增加 加熱效率，故在急速升溫，高溫下之磊晶成長係爲可能。 此時，將SiH4的流量增加爲120 seem，C3H8的流量增加 爲30 seem，供給摻雜氣體亦即N2氣體〇.〇5 seem，而開 始磊晶層之形成。碳化矽磊晶層之形成條件，係成長溫度 爲 1835 °C，成長壓力爲 100 Torr，C/Si 比爲 0.75，SiH4 /H2 比爲 0.4 mol%、C3H8/H2 比爲 0·1 mol%，成長時 間爲4小時。
此時的成長速度是33//m/h，而4小時的成長可形 成厚度約爲130//m的磊晶層。厚的碳化矽磊晶層的表面 型態爲鏡面，而可形成無表面大缺損、高品質的磊晶層。 又，第6圖表示碳化矽磊晶層中，對於（a)氣體流的平 行方向與（b)直交方向其膜厚度及表面粗糙度的分佈。 若排除邊緣部，係可得σ/m爲2〜4%的良好均一性。 這係因將承受體作爲加熱源使用或設置隔熱材，而使晶圓 溫度均一性的改善的效果。另外，第6圖中所謂RMS係 平均方根粗糙度，以下係相同。 -13- 1376730 依1835 °C的成長條件，調查Si H4流量與成長速度的 關係，係如第7圖，成長速度依SiH4流量的比例增加， 而得到44/zm/h的高速成長。這是因將承受體作爲加熱 源，故可將晶圓附近用以反應的原料氣體，有效加熱分解 所帶來的效果。即使在供給多量的SiH4的44/zm/h之情 況下，亦可得0.3 nm之平坦表面型態。此處RMS，係在 於10x10" m2的範圍。
又，調查碳化矽磊晶層的摻雜密度分佈後，係如第8 圖，對於氣體的流向，可進行平行方向與直交方向同爲5 xl 0l4cnT3的高純度領域之摻雜控制。因爲承受體與晶圓 的有效加熱或隔熱材的設置，使加熱效率大幅上升，而減 低加熱的負擔並抑制承受體內璧的劣化的效果。又，針對 摻雜密度的分佈可得2〜5%的良好均一性。這是因爲以 承受體作爲加熱源直接對晶圓加熱，或隔熱材的設置，而 使晶圓面內溫度的均一性提升的效果。
另外，本發明係在不超脫專利申請範圍的範圍內可設 計變更者，而非限制在上述實施型態與實施例內者。 【圖式簡單說明】 [第1圖]係分別表示本發明的第1實施方式之承受體 其構成物品的立體圖。（a)係桶型內承受體，（b)係外 側構件。 [第2圖]係表示使用第1圖之承受體的磊晶成長裝置 其反應室附近的槪略圖。
-14- 1376730 [第3圖]係表示第2圖的變形例的圖。 • [第4圖]係分別表示.本發明的第2實施方式之承受體 的構成物品。（a )係內側構件，（b )係桶型的外承受體 〇 . [第5圖]係第1圖的第1實施型態的承受體與第4圖 的第2實施方式的承受體之變形例的圖。 [第6圖]係表示本發明中的磊晶層的膜厚與表面粗糙 φ 度的分佈關係線圖。（a)係對氣體流向之平行方向，（b )係對氣體流向的垂直方向，表示其磊晶層的膜厚成長速 度與表面粗糙度分佈之關係關係的線圖。 [第7圖]本發明的實施範例中，表示磊晶層的膜厚成 長速度與表面的粗糙度，其與SiH4的流量相關性的線圖 〇 [第8圖]係表示本發明的實施範例其磊晶層的摻雜密 度分佈的線圖，（a )係對氣體流向之平行方向，（b )係 Φ 對氣體流向之垂直方向，表示其磊晶層的摻雜密度分佈之 線圖。 【主要元件符號說明】 1、9、13 承受體 2 內承受體 3 外側構件 4 座孔部 5 反應室 -15- 1376730 6 隔熱材 7 局頻線圏 8 基板 10 內側構件 11 外承受體 12 座孔部

Claims (1)

1376730 年~月9日修(更)正本 十、申請專利範圍 • Κ —種承受體（suscePtor)，係被用在半導體磊晶成 長；其特徵係· 由在外側具有複數可自由載置複數基板之載置面的桶 型承受體；和 其內部配置有上述桶型承受體，並具有分別對上述桶 型承受體的上述載置面各自以平面間距離5〜60mm的間隔 φ 做對向配置之對向面的構件，所構成。 2. —種承受體（susceptor)，係被用在半導體磊晶成 長；其特徵係： 由在內側具有複數可自由載置複數基板之載置面的桶 型承受體； 和其外周部配置有上述桶型承受體，並具有分別對上 述桶型承受體的上述載置面各自以平面間距離5〜60mm的 間隔做對向配置之對向面的構件，所構成。 Φ 3.如申請專利範圍第1項或第2項所記載之承受體 ，其中： 上述構件之上述筒型承受體側的對向面，係可自由載 置複數基板者。 • 4 ·如申請專利範圍第1項或第2項所記載之承受體 . ，其中： 上述桶型承受體及上述部材中之至少其中一方’係加 熱器者。 5 ·如申請專利範圍第1項或第2項所記載之承受體 -17- 1376730 ，其中： 係由含有石墨之基材所構成者。 6.如申請專利範圍第5項所記載之承受體，其中： 係由多結晶碳化矽或多結晶碳化钽所覆蓋者。
-18- 1376730 y / 附件 第094110103號專利申請案 民國101年9月19日修正 . 中文圖式修正頁 W年1月W日修(更)正替換頁
第1圖
756780 1376730 ,’ …丨年1月丨1曰衝更)i替換頁
第4圖 1376730 明 圖說 )單 1簡 C號 符 第U ..表 為代 圖件 表元 代之 定圖 指表 :案代 圖本本 表' ' 定一二 指 Γχ /IV > 七 1 :承受體 2 :內承受體 3 :外側構件 4 :座孔 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：
TW094110103A 2004-03-31 2005-03-30 Susceptor TW200537602A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004106950A JP4551106B2 (ja) 2004-03-31 2004-03-31 サセプタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200537602A TW200537602A (en) 2005-11-16
TWI376730B true TWI376730B (zh) 2012-11-11

Family

ID=35064063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094110103A TW200537602A (en) 2004-03-31 2005-03-30 Susceptor

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20070186858A1 (zh)
EP (1) EP1732111A4 (zh)
JP (1) JP4551106B2 (zh)
KR (1) KR101030422B1 (zh)
CN (1) CN100468631C (zh)
CA (1) CA2558591A1 (zh)
TW (1) TW200537602A (zh)
WO (1) WO2005096356A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4551106B2 (ja) * 2004-03-31 2010-09-22 東洋炭素株式会社 サセプタ
US20080314319A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Memc Electronic Materials, Inc. Susceptor for improving throughput and reducing wafer damage
US8404049B2 (en) * 2007-12-27 2013-03-26 Memc Electronic Materials, Inc. Epitaxial barrel susceptor having improved thickness uniformity
CN102315148A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 上方能源技术(杭州)有限公司 用于镀膜的基板传输装置和基板传输方法
CN102560434B (zh) * 2010-12-13 2014-10-22 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 金属有机化合物化学气相沉积设备
JP2013055201A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
JP5880297B2 (ja) * 2012-06-07 2016-03-08 三菱電機株式会社 基板支持体、半導体製造装置
KR101431606B1 (ko) * 2014-02-24 2014-08-22 (주)앤피에스 기판 처리 장치
CN106337204B (zh) * 2015-07-17 2018-11-06 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 石墨托以及装有石墨托的晶体生长炉
JP7247749B2 (ja) * 2019-05-27 2023-03-29 住友金属鉱山株式会社 炭化ケイ素多結晶膜の成膜方法、サセプタ、及び、成膜装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099041A (en) * 1977-04-11 1978-07-04 Rca Corporation Susceptor for heating semiconductor substrates
JPH0773099B2 (ja) * 1986-07-28 1995-08-02 古河電気工業株式会社 半導体気相成長装置
JPH01125923A (ja) * 1987-11-11 1989-05-18 Sumitomo Chem Co Ltd 気相成長装置
JP2849642B2 (ja) * 1989-09-26 1999-01-20 豊田合成株式会社 化合物半導体の気相成長装置
JPH03131017A (ja) * 1989-10-17 1991-06-04 Fujitsu Ltd 気相成長装置
US5104690A (en) * 1990-06-06 1992-04-14 Spire Corporation CVD thin film compounds
JPH04241415A (ja) * 1991-01-14 1992-08-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 気相成長装置
JPH06188195A (ja) * 1992-12-16 1994-07-08 Sumitomo Chem Co Ltd 気相成長装置
US6217662B1 (en) 1997-03-24 2001-04-17 Cree, Inc. Susceptor designs for silicon carbide thin films
JPH11157989A (ja) * 1997-11-25 1999-06-15 Toyo Tanso Kk 気相成長用サセプター及びその製造方法
JPH11176757A (ja) * 1997-12-11 1999-07-02 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd バレル型気相成長装置
IL125690A0 (en) * 1998-08-06 1999-04-11 Reiser Raphael Joshua Furnace for processing semiconductor wafers
JP3659564B2 (ja) * 1999-10-26 2005-06-15 財団法人電力中央研究所 半導体結晶の製造方法およびこれを利用する製造装置
JP4551106B2 (ja) * 2004-03-31 2010-09-22 東洋炭素株式会社 サセプタ

Also Published As

Publication number Publication date
US20070186858A1 (en) 2007-08-16
JP2005294508A (ja) 2005-10-20
CA2558591A1 (en) 2005-10-13
WO2005096356A1 (ja) 2005-10-13
EP1732111A4 (en) 2009-11-04
TW200537602A (en) 2005-11-16
JP4551106B2 (ja) 2010-09-22
KR20060131921A (ko) 2006-12-20
CN1938822A (zh) 2007-03-28
KR101030422B1 (ko) 2011-04-20
CN100468631C (zh) 2009-03-11
EP1732111A1 (en) 2006-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI376730B (zh)
JP4970554B2 (ja) Ｍｏｃｖｄ法またはｈｖｐｅ法を選択的に用いて結晶層を堆積させるための装置および方法
TW200845145A (en) Microbatch deposition chamber with radiant heating
US20120231615A1 (en) Semiconductor thin-film manufacturing method, semiconductor thin-film manufacturing apparatus, susceptor, and susceptor holder
JP2008504443A (ja) 高品質化合物半導体材料を製造するための成膜方法
JPH09194296A (ja) エピタキシャルウェハの製造方法
JP7534579B2 (ja) ＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法及びその製造装置
US20150108493A1 (en) Silicon carbide epitaxial wafer, and preparation method thereof
JPWO2020095873A1 (ja) ＳｉＣ半導体基板及びその製造方法及びその製造装置
TW201443302A (zh) 低碳第ｉｉｉ族氮化物結晶
US20200199745A1 (en) Sic chemical vapor deposition apparatus
JP2016050164A (ja) ＳｉＣ化学気相成長装置
US20010052324A1 (en) Device for producing and processing semiconductor substrates
Liu et al. Atomic layer deposition of aluminum nitride thin films from trimethyl aluminum (TMA) and ammonia
JP2008186944A (ja) 気相成長用サセプタ及び気相成長装置並びに気相成長用サセプタの設計方法及び気相成長方法
JP7400337B2 (ja) 炭化ケイ素多結晶基板の製造方法
JP5100231B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物製造装置
JP7247819B2 (ja) 炭化ケイ素多結晶基板の製造方法
JP2020189779A (ja) 炭化珪素の製造方法
JP2020126885A (ja) 成膜装置及び成膜方法
KR101916226B1 (ko) 증착 장치 및 증착 방법
JP7567210B2 (ja) 炭化珪素単結晶基板の製造方法
KR101238841B1 (ko) 화학 기상 증착 장치용 서셉터 및 이를 갖는 화학 기상 증착 장치
JP7392526B2 (ja) 炭化ケイ素単結晶基板の製造方法
JP2004186376A (ja) シリコンウェーハの製造装置及び製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees