JPH01283813A - エピタキシャル成長装置 - 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、単結晶シリコン層を成長させるエピタキシャ
ル成長装置に関するものである。

従来の技術 シリコンエピタキシャル成長技術は、とくに埋込みコレ
クタ層を有するブレーナ型バイポーラデバイスでは必要
不可欠なものとなっている。

ところが、シリコンエピタキシャル成長時に発生するす
べり転位は、前記シリコンエピタキシャル成長層上に形
成される半導体装置の特性を著しく劣化させ、ひいては
半導体装置の歩留りを低下させる。

また、シリコンエピタキシャル成長層の比抵抗、および
成長層厚みのばらつきも半導体装置の特性、歩留りへの
影響が大きい。

以下に高周波誘導加熱を用いたシリコンエピタキシャル
成長装置の従来の基板保持体（以下、サセプタと記す）
について説明する。

第２図（ａ）は、半導体基板１と従来のサセプタ２との
加熱前の様子を示し、第２図（ｂ）は、半導体基板１と
従来のサセプタ２との加熱中の様子を示した各断面図で
ある。

第２図（ａ）　、　（ｂ）において、３は石英絶縁板、
４は高周波誘導コイルである。

高周波誘導加熱では、サセプタ２に流れる誘導電流でサ
セプタ２自体が加熱され、次にサセプタ２と接触してい
る半導体基板１の底面が加熱される。ところが、半導体
基板１の表面は反応ガスが流れているため、湿度が低く
なってしまう。

従って、半導体基板１の表面と裏面とで温度差を生じ、
半導体基板１に反りが発生する。

半導体基板１の周辺部は、前記反りによりサセプタ２か
ら離れ、さらに表面に流れる反応ガスにより過冷却され
、半導体基板面内にも温度差が生じ、反りは、ますます
増長される。

この時の各部の温度関係を式で表わすと、Ｔ１ζＴ２ζ
Ｔ３＞Ｔ４＞’ｒｓとなる。ただし、Ｔ１はサセプタ２
の内部の温度、Ｔ２はサセプタ２表面の温度、Ｔ３は半
導体基板１あ裏面の温度、Ｔ４は半導体基板１の表面の
温度、Ｔ　５は半導体基板１の周辺部の温度である。

従って、反りが発生するということは、半導体基板１に
応力が加わっており、前記応力により半導体基板１にす
べり転位が発生する。

また、このように反ったシリコン基板上にエピタキシャ
ル成長により単結晶シリコン層が形成された場合、一連
のエピタキシャル成長過程が終了し、半導体基板１の冷
却の際、反った半導体基板１がもとにもどろうとするた
め、同半導体基板上にエピタキシャル成長した単結晶シ
リコン層に応力が加わり、その結果シリコンエピタキシ
ャル層にすべり転位が発生する。

また、シリコンエピタキシャル成長層の比抵抗、厚みは
、基板温度の高低に太き（左右される。したがって、前
出のすべり転位発生過程途中のように、基板面内に温度
差（温度のばらつき）があると、シリコンエピタキシャ
ル層の比抵抗、厚みに半導体基板１の面内ばらつきが生
じる。

発明が解決しようとする課題 本発明は、前途のようなすべり転位の発生や、シリコン
エピタキシャル層の比抵抗および厚みのばらつき増大を
抑制できるエピタキシャル成長装置を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は、サセプタの主表面
に、底面が球面と平面の合成形状を成した半導体基板と
同等以上の大きさの凹形ポケットをそなえた構成である
。

作用 前記形状のポケットを有するサセプタを用いることによ
って、前途のようなすべり転位の発生や、シリコンエピ
タキシャル層の比抵抗及び厚みのばらつき増大を抑制で
きるものである。

実施例 本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明す
る。

第１図（ａ）は、半導体基板と本発明の一実施例におけ
るサセプタの加熱前の様子を示し、第１図（ｂ）は、半
導体基板と本発明の一実施例におけるサセプタの加熱中
の様子を示した断面である。

第１図（ａ）　、　（ｂ）において、１は半導体基板、
２はサセプタ、３は石英絶縁板、４は高周波誘導コイル
である。

このようなサセプタ２を用いた場合の半導体基板１の加
熱過程は、前途のサセプタ２にポケットが無い場合と同
じ（、半導体基板ｌの表面と裏面との温度差により、半
導体基板１に反りが発生する。

しかし、サセプタ２に施したポケットは、半導体基板１
が反った状態で、半導体基板１の周辺部と中心部とが接
触する様になっている。

従って半導体基板１の面内の温度は均一になり、同基板
面内の温度差による反りは緩和される。

この時の各部の温度関係を式で表わすとＴ　Ｉ’ｉＴ２
ζＴ３＞Ｔ４ζＴ５となる。但し、Ｔ１〜Ｔ５は前途と
同じである。

このような作用により、半導体基板１に発生する反り、
つまり半導体基板１に加わる応力は、ポケットの無いサ
セプタを用いた場合より小さくなり、半導体基板１のす
べり転位の発生は抑制され、また、シリコンエピタキシ
ャル層成長後の半導体冷却過程では、加熱過程で生じた
反りが小さいため、シリコンエピタキシャル層のすべり
転位の発生は、ポケットの無いサセプタ２を用いた場合
より抑制できる。

また、前記作用により半導体基板１の面内に生じる温度
差は小さくなるため、シリコンエピタキシャル層の比抵
抗および厚みのばらつきも小さくなる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、サセプタの主表面に、底
面が球面と平面の合成形状を成している半導体基板１と
同様以上の凹状ポケットを設けたことにより、半導体基
板の反りによるすべり転位、シリコンエピタキシャル層
の比抵抗および厚みのばらつきを抑制でき、半導体装置
の歩留り向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の一実施例における
サセプタと半導体基板との加熱前および加熱中の様子を
示す各断面図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は従来のサセ
プタと半導体基板との加熱前および加熱中の様子を示す
各断面図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・サセプタ、
３・・・・・・石英絶縁膜、４・・・・・・高周波誘導
コイル。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板を保持する平板状基板保持体と、前記基板
   保持体を加熱する加熱部とを備え、前記基板保持体の主
   表面に、前記半導体基板の直径と同等以上の大きさの凹
   状ポケットを設け、前記凹状ポケットの底面形状が、球
   面と平面の合成形状で成ることを特徴とするエピタキシ
   ャル成長装置。