IT8922871A1

IT8922871A1 - Suscettore

Info

Publication number: IT8922871A1
Application number: IT1989A22871A
Authority: IT
Inventors: Eiichi Toya; Yukio Itoh; Tadashi Ohashi; Masayuki Sumiya; Yasumi Sasaki
Original assignee: Toshiba Ceram Co Ltd
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1991-06-29
Also published as: JP2002208353A; IT1236991B; IT8922871A0

Description

DESCRIZIONE

Questa invenzione si riferisce ad un suscettore perfezionato per l'impiego in un apparato per la crescita verticale ?in fase vapore per la produzione di wafers semiconduttori .

Vari apparati per la crescita in fase vapore sono noti al pubblico in Giappone, per esempio descritti nella domanda di brevetto giapponese numero di pubblicazione 60-160611.

Un apparato per la crescita verticale in fase vapore di tipo convenzionale include un forno del tipo a vaso scampanato ( "bell-jar") realizzato in quarzo o acciaio inossidabile e, nel forno, un suscettore a disco realizzato in grafite. Un avvolgimento a spirale .ad alta frequenza ? posizionato sotto al suscettore in modo da riscaldarlo. Una pluralit? di wafers ? posizionata su un lato superiore del suscettore in modo da essere riscaldata dal suscettore; stesso. Un gas epitassiale a base di silicio attraversa il forno a vaso scampanato insieme ad un gas di trasporto e quindi passa sul lato superiore del suscettore in modo da venire in contatto con i wafers e promuoverne la crescita in fase vapore mentre il suscettore ruota attorno al proprio asse c'entrale.

Nei suscettori convenzionali, quando i wafers sono posizionati sul lato superiore del suscettore, le superfici superiori dei wafers e del suscettore sono

posizionate a livelli differenti. Normalmente, le

superfici superiori dei wafers sono in posizione pi?

elevata rispetto alla superficie ,superiore del

suscettore.

In tal caso, dal momento che le superfici

superiori dei wafers e del suscettore ad essi prossimo

formano . un gradino un rivestimento formato durante la

fase di crescita epitassiale tende ad avere uno spessore

variabile o irregolare. In particolare, ? difficile

controllare in modo preciso lo spessore del rivestimento

alla periferia di ciascun wafer.

Lo scopo di questa invenzione ? quello di

mettere a disposizione un suscettore per un apparato di

crescita verticale in fase vapore nel quale lo spessore di

un rivestimento formato su un wafer pu? essere controllato

in modo preciso.

In un suscettore per l'impiego in un apparato di

crescita verticale in fase vapore quale definito nella

rivendicazione 1, le superfici superiori del suscettore e

dei wafers sono posizionate sostanzialmente allo stesso

livello. Pertanto, lo spessore di un rivestimento I semiconduttore formato su ciascun wafer pu? essere

controllato in modo preciso ed uniforme.

La Fig. 1 ? una vista in sezione verticale che mostra in modo schematico una porzione principale di un apparato per la crescita verticale in fase vapore in accordo con questa invenzione;

la Fig. 2 ? una vista in sezione di una ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione; e ,

la Fig. 3 ? una vista in pianta di una piastra modificata.

Con riferimento alla Fig. 1, un apparato per la crescita verticale in fase vapore include un suscettore 12 perfezionato. Fatta eccezione per il suscettore 12, l'apparato pu? avere una struttura convenzionale.

Il suscettore 12 ha un corpo di suscettore 18 realizzato in un materiale a base di carbonio ed avente un rivestimento di Sic (non illustrato), finemente disperso sopra di esso. Lo spessore del rivestimento di Sic ? di 60 micron.

Il rivestimento di Sic sul suscettore 12 pu? avere qualsiasi spessore anche non uniforme. Per esempio, la ' superficie superiore del suscettore 12 pu? avere un rivestimento di Sic relativamente sottile, con imo spessore di 60 micron, mentre la superficie inferiore del 1 suscettore pu? avere un rivestimento di Sic con uno spessore di 90 micron. Preferibilmente, il rapporto tra gli spessori dei rivestimenti della superficie superiore e delia superficie inferiore varia tra 1,1 e.1,5. ' Il suscettore 12 ha una pluralit? di porzioni 17 per l'accoglimento di wafers 5, sulle quali i wafers 5 sono destinati ad essere montati come illustrato in Fig. 1. Ciascuna porzione 17 per l'accoglimento dei wafer ? formata in forma di un recesso concavo avente pianta circolare. Ciascuna porzione ha anche una superficie liscia. Le porzioni 17 per l?accoglimento dei wafers sono disposte in due file ad intervalli regolari attorno , all'asse centrale del suscettore 12. una pluralit? di piastre 16 in vetro di quarzo o vetro di silice sono posizionate accanto alle porzioni 17 per l'accoglimento dei wafers. Le piastre 16 sono incorporate nel corpo 18 del suscettore 12. In altre parole, recessi o scanalature sono formati nella superficie superiore del suscettore 12, e quindi le piastre 16 sono fissate jnei recessi o scanalature. Le piastre 16 possono essere fissate al corpo 18 del suscettore 12 per mezzo di adesivi.

Le piastre 16 in vetro di quarzo o vetro di silice sono stabili alla temperatura di crescita epitassiale, hanno una resistenza chimica eccellente all'HCl nella fase di lavaggio nonch? una elevata purezza.

Le piastre 16 sono conformate e posizionate in modo tale che le superfici superiori dei wafer 5 e del suscettore 12 sono posizionate sostanzialmente allo stesso livello orizzontale se i wafer 5 sono montati in modo preciso sulle porzioni 17 per l'accoglimento dei wafers come illustrato in Fig. 1. In tale condizione, la superficie superiore del suscettore 12 ,e le superfici superiori di tutti i wafers 5 nelle porzioni 17 per l'accoglimento dei wafers sono contenute in un piano orizzontale comune:

Se cristalli di semiconduttore, come ad esempio Si, sono formati sulle piastre 16, essi sono quindi rimossi con un metodo di etching. Preferibilmente, essi sono sottoposti ad un trattamento di etching per mezzo di HCl in ciascun ciclo di crescita epitassiale.

Una struttura tubolare di supporto 11 ? concentricamente disposta attorno ad un tubo 14 per la distribuzione di gas. L'intera struttura tubolare di supporto 11 ed almeno una sua porzione flangiata 11a ha come materiale di faase un materiale ceramico costituito da Si3N4 sinterizzato o qualsiasi altro materiale avente lo stesso coefficiente di espansione termica ed un rivestimento di Si3N4 formato sulla superficie del materiale di base. Lo spessore del rivestimento di Si3N4 ? selezionato in modo da impedire che le impurit? contenute nel materiale di base se ne allontanino.

L? porzione flangiata 11a della struttura tubolare di supporto 11 pu? essere formata in qualsiasi forma e non ? limitata a quella illustrata. Per esempio, in una forma di attuazione modificata di questa invenzione, la porzione flangiata Ila non ? fissata alla struttura tubolare di supporto 11 in Iun punto ' fisso, ma pu? essere registrabilmente verticalmente posizionata lungo di essa a seconda delle esigenze.

Il suscettore 12 ? centralmente munito di un foro passante, il cui bordo interno ? supportato dalla porzione flangiata Ila della struttura tubolare di supporto 11. Il suscettore 12 pu? ruotare insieme alla struttura tubolare di supporto 11 in modo convenzionale mentre ? mantenuto in una posizione orizzontale. Il tubo 14 di distribuzione di gas ? sempre mantenuto in posizione fissa e non ruota.

I Un avvolgimento ad alta frequenza 13 ? posizionato sotto il corpo 18 del suscettore 12 in modo da riscaldarlo. I wafers 5 sono montati sulle porzioni 17 di accoglimento wafer sul lato superiore del suscettore 12.

In operazione, un gas epitassiale a base di silicio attraversa il tubo 14 e,passa quindi sui wafer 5 per' mezzo di piccole aperture formate in una porzione superiore del tubo 14 per la distribuzione di gas. Pertanto il gas entra in contatto con i wafers 5; in modo da ottenere una ben nota crescita in fase vapore.

In accordo con l'apparato per la crescita verticale in fase vapore di Fig.1, una crescita di un , rivestimento epitassiale fu ottenuta in modo da avere uno spessore di 12 micron. Ne risult? una percentuale di wafers aventi rivestimenti difettosi di 0,5%. Questo , risultato della prova fu eccellente alla'luce del fatto che tale percentuale fu pari al 30% di quella registrata con gli apparati d?lia tecnica nota. -In accordo con questa .invenzione, lo spessore dei rivestimenti dei wafers possono essere controllati in modo preciso ed in modo uniforme in modo da accrescere il rendimento .

Questa invenzione non ? limitata alle forme di realizzazione summenzionate. Per esempio, il corpo 18 del suscettore 12 pu? essere principalmente realizzato in sic.

La Fig. , 2 mostra un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione. La superficie superiore 12a del corpo 18 del suscettore 12 ? posizionata appena sopra le superfici superiori dei wafers 5 e delle piastre 16.

La Fig. 3 mostra una piastra 16a modificata realizzata in vetro di quarzo o vetro di silice che comprende una singola piastra circolare avente una pluralit? di porzioni 17 per l'accoglimento dei wafers, di forma circolare, disposte in due ordini a intervalli regolari e cinque delle quali sono illustrate in Fig. 3. Un foro passante ? centralmente formato nella piastra 16a.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Suscettore per l'impiego in un apparato per la crescita verticale in fase vapore comprendente un corpo (18) di suscettore (12) avente una superficie superiore, una pluralit? di porzioni (17) per l'accoglimento di wafers (5) formate nella superficie superiore del corpo (18) di suscettore (12), mezzi a piastra (16) fissati alla superficie superiore del corpo (18) di suscettore (12) accanto alle porzioni (17) per l'accoglimento dei wafers, iin cui i mezzi a piastra (16) comprendono una ' 1 superficie superiore tale che, quando wafers' (5) sono rispettivamente montati nelle porzioni (17), le superfici superiori dei mezzi a piastra (16) e dei wafers (5) sono posizionate sostanzialmente allo stesso livello.
2. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui le porzioni (17) per l'accoglimento dei wafers (5) sono ricavate in forma di recessi concavi. '
3. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi a piastra (16) sono in vetro di quarzo.
4. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi a piastra (16) sono in vetro di silice.
5. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi a piastra (16) sono incorporati nel corpo (18) del suscettore (12).
6. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo (18) del suscettore (12) comprende un materiale di base ed un rivestimento di Sic formato su di esso. 1
7. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie superiore del suscettore (12) e le superfici superiori di tutti i wafers (5) posizionati nelle porzioni (17) di: accoglimento wafer sono contenuti in un piano orizzontale comune.
8. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi a piastra ,(16) comprendono una piastra di forma circolare nella quale sono ricavate le porzioni (17) di accoglimento dei wafers.
9. Suscettore secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi1 a piastra (16) comprendono una' pluralit? di piastre (16) incorporate nel corpo (18) del suscettore (12).