Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS636627B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS636627B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS636627B2
JPS636627B2 JP6462385A JP6462385A JPS636627B2 JP S636627 B2 JPS636627 B2 JP S636627B2 JP 6462385 A JP6462385 A JP 6462385A JP 6462385 A JP6462385 A JP 6462385A JP S636627 B2 JPS636627 B2 JP S636627B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
heating
phase growth
vapor phase
plate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP6462385A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61223184A (en
Inventor
Kichizo Komyama
Taisan Goto
Hiroshi Iga
Takehiko Kobayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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 Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP6462385A priority Critical patent/JPS61223184A/en
Publication of JPS61223184A publication Critical patent/JPS61223184A/en
Publication of JPS636627B2 publication Critical patent/JPS636627B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エピタキシヤル成長および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。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a vapor phase growth apparatus for epitaxial growth and CVD, and particularly relates to uniform heating of a substrate subjected to vapor phase growth. .

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

一般に気相成長装置は、抵抗ヒータ、RFコイ
ルあるいは赤外線ランプなどの加熱源によつて赤
熱状態に加熱されるサセプタ上に基板を設置して
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
つている。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はスリツプ
の発生を押えるため、基板の平面方向および厚さ
方向の温度差を小さく押えて基板全体を均一に保
つて昇温させるように加熱する必要がある。基板
の表面は、反応ガスが接触して冷却されたり、ま
た放熱があつたりするため、サセプタに接触して
いる裏面より低温になり、これによつて基板がそ
り、サセプタとの接触が局部的になつて平面内に
おける温度分布も悪くなりスリツプを生ずる。そ
こで、従来、第8図に示すように、石英製の反応
容器1によつて形成された反応室2内にカーボン
製のサセプタ3を配置し、このサセプタ3の図に
おいて上面に基板4を載置し、同じく図において
反応容器1の上方に設けた加熱源であるランプ5
により前記サセプタ3と基板4に同時に赤外光を
照射し、サセプタ3を赤熱状態に加熱してその上
に載置されている基板4を裏面から加熱すると同
時に、前記ランプ5からの赤外光により基板4を
直接表面から加熱するようにしたものがあり、こ
れによればスリツプの発生が少ないと言われてい
るが、昇温過程におけるサセプタ3と基板4の温
度のアンバランスによつてスリツプを生ずるとも
言われている。この問題を解決するため、前記サ
セプタ3を図示しないRFコイルにより裏面側か
ら加熱し、ランプ5による基板4の直接加熱を補
助的なものとし、サセプタ3と基板4の温度のア
ンバランスを除去することも提案されている。
In general, a vapor phase growth apparatus heats the substrate by placing the substrate on a susceptor that is heated to a red-hot state by a heating source such as a resistance heater, RF coil, or infrared lamp, and then injects a reactive gas onto the surface of the substrate. When brought into contact with each other, a vapor phase growth layer is formed on the surface. By the way, in order to obtain a vapor-grown layer with a uniform thickness and to suppress the occurrence of slips when the substrate is single crystal, the temperature difference in the plane direction and thickness direction of the substrate is kept small to make the entire substrate uniform. It is necessary to maintain the temperature at a certain temperature and heat it. The front surface of the substrate is cooled by contact with the reaction gas and heat is radiated, so the surface temperature becomes lower than the back surface that is in contact with the susceptor, causing the substrate to warp and contact with the susceptor to become localized. As the temperature increases, the temperature distribution within the plane deteriorates, causing slips. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 8, a carbon susceptor 3 is placed in a reaction chamber 2 formed by a quartz reaction vessel 1, and a substrate 4 is placed on the upper surface of the susceptor 3 in the figure. A lamp 5, which is a heat source, is placed above the reaction vessel 1 in the figure.
The susceptor 3 and the substrate 4 are simultaneously irradiated with infrared light, heating the susceptor 3 to a red-hot state and heating the substrate 4 placed thereon from the back side. There is a method that heats the substrate 4 directly from the surface, and it is said that this reduces the occurrence of slips, but slips may occur due to the temperature imbalance between the susceptor 3 and the substrate 4 during the heating process. It is also said to cause In order to solve this problem, the susceptor 3 is heated from the back side by an RF coil (not shown), and the direct heating of the substrate 4 by the lamp 5 is used as an auxiliary to remove the temperature imbalance between the susceptor 3 and the substrate 4. It is also proposed that

しかしながら、前記のようにサセプタ3に基板
4を接触させ、主としてサセプタ3からの熱伝導
により基板4を加熱する方式では、両者の接触状
態はサセプタ3の表面状態や基板4のそりなどに
よつて一定になりにくいため、基板4の平面内に
おける温度分布の均一化が得られにくく、またラ
ンプ5で基板4を直接加熱する場合は、反射板6
を用いて赤外光の照射強度の分布を調整しても基
板4の全表面を均一な強さで加熱することはむず
かしく、またサセプタ4自身の温度むらが基板4
に直接影響し、さらにまたランプ5のON,OFF
による昇温または降温時に基板4とサセプタ3の
温度がアンバランスになつてしまうなどのために
基板4に温度むらを生じてしまう欠点があつた。
なお、サセプタ3と基板4の接触状態の安定化を
図るため、従来、サセプタ3の基板載置位置に極
く浅いわん曲した凹部などを設けることが提案さ
れているが、従来提案されている凹部は最も深い
ところでも基板4の裏面とのすき間が0.1mmない
しはそれ以下の極めて小さい値であり、約125な
いし150mmさらにはそれ以上の直径の基板4に対
し、このような小さな値の凹部をその底面の形状
も含めて正確に形成することは困難であり、実際
には十分な均一加熱ができず、スリツプを生じて
しまうことが多かつた。
However, in the method described above in which the substrate 4 is brought into contact with the susceptor 3 and the substrate 4 is heated mainly by heat conduction from the susceptor 3, the state of contact between the two depends on the surface condition of the susceptor 3, the warpage of the substrate 4, etc. This makes it difficult to obtain a uniform temperature distribution within the plane of the substrate 4, and when heating the substrate 4 directly with the lamp 5, the reflector 6
Even if the distribution of the infrared light irradiation intensity is adjusted using
directly affects, and also turns lamp 5 ON and OFF.
There is a drawback that the temperature of the substrate 4 and the susceptor 3 become unbalanced when the temperature is increased or decreased due to the temperature fluctuation, resulting in temperature unevenness in the substrate 4.
In order to stabilize the contact state between the susceptor 3 and the substrate 4, it has conventionally been proposed to provide a very shallow curved recess at the substrate placement position of the susceptor 3; Even at its deepest point, the gap between the recess and the back surface of the substrate 4 is extremely small, 0.1 mm or less. It is difficult to accurately form the shape of the base, including the shape of the bottom surface, and in reality, sufficient uniform heating is not possible, often resulting in slips.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、前述したような問題を解決するた
め、反応室内に互いに対向して設けられたカーボ
ン製の第1、第2の加熱板と、これらの両加熱板
にそれぞれ加熱エネルギを供給する加熱源と、両
加熱板の間に略平行に基板を位置させる基板支持
部とからなり、この基板支持部が基板の外周近く
を除く表裏両面の大部分ないし全体を両加熱板に
対しそれぞれ間隔を置いて対向させるようにした
ものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides first and second heating plates made of carbon that are disposed opposite to each other in a reaction chamber, and a heating device that supplies heating energy to each of these heating plates. and a substrate support section that positions the substrate approximately parallel between the two heating plates, and this substrate support section covers most or all of the front and back surfaces of the substrate, excluding the vicinity of the outer periphery, with a distance between the two heating plates. They were made to face each other.

〔作用〕[Effect]

本発明においては、基板の表裏両面がそれぞれ
間隔を置いて位置する第1、第2の加熱板から発
生する赤外光や空間を介しての間接的な熱伝導に
よつて加熱される。第1、第2の加熱板はRFコ
イルやランプなどの加熱源から供給される加熱エ
ネルギによつて赤熱あるいは白熱状態に加熱され
るが、これらの加熱板はカーボン製であり熱伝導
率が高いため、これらに対する加熱エネルギの供
給の分布が一様でなくても、全体がほぼ均一の温
度に加熱され、かつ加熱板からの赤外線は四方に
散乱するように発生するため、基板の全面をより
均一に加熱し、基板の温度むらは加熱板の温度む
らに対し非常に小さく押えられる。そこで、基板
の平面内における温度分布の均一化が図れると共
に、両加熱板の加熱の度合によつて表裏両面の加
熱量を適宜に設定でき、さらに基板は外周部を除
く大部分ないし全体が両加熱板から完全に離れて
いるため、基板と加熱板の温度差による熱伝導の
影響もなく、基板全体が均一に加熱され、かつ加
熱板は適宜な熱容量を有するため、基板の加熱が
ソフトになり、ON,OFF的な加熱の急変による
温度むらの発生も押えられる。
In the present invention, both the front and back surfaces of the substrate are heated by infrared light generated from first and second heating plates spaced apart from each other and by indirect heat conduction through space. The first and second heating plates are heated to a red-hot or incandescent state by heating energy supplied from a heating source such as an RF coil or lamp, but these heating plates are made of carbon and have high thermal conductivity. Therefore, even if the distribution of heating energy supply to these parts is not uniform, the entire surface is heated to a nearly uniform temperature, and the infrared rays from the heating plate are scattered in all directions, so that the entire surface of the board can be heated evenly. It heats uniformly, and the temperature unevenness of the substrate is kept very small compared to the temperature unevenness of the heating plate. Therefore, the temperature distribution within the plane of the substrate can be made uniform, and the amount of heating on both the front and back sides can be set appropriately depending on the heating degree of both heating plates. Since it is completely separated from the heating plate, the entire board is heated evenly without any effect of heat conduction due to the temperature difference between the board and the heating plate, and the heating plate has an appropriate heat capacity, so the heating of the board is soft. This also suppresses the occurrence of temperature unevenness due to sudden changes in heating on and off.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の一実施例を示す第1図について説
明する。11はベースプレート、12は反応容器
としての石英製のベルジヤ、13は同じく石英製
のコイルカバーで、これらにより反応室14を形
成している。
FIG. 1 showing one embodiment of the present invention will be described below. 11 is a base plate, 12 is a bell gear made of quartz as a reaction vessel, and 13 is a coil cover also made of quartz, which together form a reaction chamber 14.

反応室14内には中空回転軸15がベースプレ
ート11を貫通して伸びており、その上端に円板
状をしたカーボン製の第1の加熱板16が取付け
られている。第1の加熱板16の上方には、複数
本の石英またはSi3N4などのセラミツクス製の支
柱17を介して円板状をしたカーボン製の第2の
加熱板18が平行に設けられている。前記第1、
第2の加熱板16,18は、一般的に用いられて
いるサセプタと同様にSiCコートを施こしたもの
であることが好ましいが、その厚さは従来のサセ
プタ(基板を支持するもの)に比較して薄いもの
でよい。
Inside the reaction chamber 14, a hollow rotating shaft 15 extends through the base plate 11, and a disk-shaped first heating plate 16 made of carbon is attached to the upper end of the hollow rotating shaft 15. Above the first heating plate 16, a disk-shaped second heating plate 18 made of carbon is provided in parallel via a plurality of pillars 17 made of quartz or ceramics such as Si 3 N 4 . There is. Said first,
The second heating plates 16 and 18 are preferably coated with SiC like commonly used susceptors, but their thickness is different from that of conventional susceptors (those that support the substrate). It should be relatively thin.

コイルカバー13内には、第1の加熱板16の
加熱源である第1のRFコイル19が設けられ、
他方、ベルジヤ12の上方には、第2の加熱板1
8の加熱源である第2のRFコイル20がベルジ
ヤ12と共に昇降可能に設けられている。
A first RF coil 19, which is a heating source for the first heating plate 16, is provided inside the coil cover 13.
On the other hand, above the bell gear 12 is a second heating plate 1.
A second RF coil 20 which is a heating source of 8 is provided so as to be movable up and down together with the bell gear 12.

中空回転軸15内には、ガス供給管21が貫通
しており、その上端のノズル部22が、前記第
1、第2の加熱板16,18の間に位置し、外方
へ向けてパージガスや反応ガスを吹出すようにな
つている。また、ベースプレート11には、反応
室14の排気口23が設られている。
A gas supply pipe 21 passes through the hollow rotating shaft 15, and a nozzle part 22 at the upper end thereof is located between the first and second heating plates 16, 18, and supplies purge gas outward. It is designed to blow out reactive gases. Further, the base plate 11 is provided with an exhaust port 23 for the reaction chamber 14 .

前記第1の加熱板16の上には複数の支持リン
グ24が配列され、それぞれ基板25の外周部を
支持し、該基板25を第1、第2の加熱板16,
18の略中間にこれらと略平行(若干傾斜させて
もよい)に位置させるようになつている。支持リ
ング24は、カーボン、Si,SiC、石英または
Si3N4などのセラミツクスで形成されている。こ
の支持リング24は、基板25の裏面(第1図に
おいて下面)と第1の加熱板16との間の空間2
6を略閉じるようになつているが、ノズル部22
と反対側の位置に切欠き27が設けられ、前記空
間26内に図示しない基板吸着具を挿入し、基板
25の裏面を吸着して該基板25の搬出入ができ
るようになつている。
A plurality of support rings 24 are arranged on the first heating plate 16, each supporting the outer peripheral part of the substrate 25, and supporting the substrate 25 between the first and second heating plates 16,
18 and approximately parallel to these (may be slightly inclined). The support ring 24 is made of carbon, Si, SiC, quartz or
It is made of ceramics such as Si 3 N 4 . This support ring 24 is a space 2 between the back surface of the substrate 25 (lower surface in FIG. 1) and the first heating plate 16.
6 is almost closed, but the nozzle part 22
A notch 27 is provided on the opposite side, and a substrate suction tool (not shown) is inserted into the space 26 to suction the back surface of the substrate 25 to allow the substrate 25 to be carried in and out.

次いで本装置の作用について説明する。第1、
第2のRFコイル19,20に高周波電力を供給
し、これらにそれぞれ対応している第1、第2の
加熱板16,18を誘導加熱する。これらの加熱
板16,18は薄く形成することにより、小出力
の電力で所定温度に加熱できる。両加熱板16,
18は、カーボン製で熱伝導率が高いため、全体
が比較的均一な温度に加熱され、赤熱状態あるい
は白熱状態になる。これらの加熱板16,18の
表面からは四方へ散乱するように赤外光が出さ
れ、これらの間に間隔をおいて置かれている基板
25の表裏両面を輻射加熱する。そこで加熱板1
6,18に多少温度むらがあつても基板25の全
体にわたりより一様な分布の赤外光が照射され
る。また、基板25の周囲の雰囲気は加熱板1
6,18によつて加熱昇温されるため、基板25
はそれによつても加熱される。
Next, the operation of this device will be explained. First,
High frequency power is supplied to the second RF coils 19 and 20, and the first and second heating plates 16 and 18 corresponding thereto are heated by induction. By forming these heating plates 16 and 18 thinly, they can be heated to a predetermined temperature with a small output of electric power. Both heating plates 16,
18 is made of carbon and has high thermal conductivity, so the entire body is heated to a relatively uniform temperature and becomes red-hot or incandescent. Infrared light is emitted from the surfaces of these heating plates 16 and 18 so as to be scattered in all directions, and radiantly heats both the front and back surfaces of the substrate 25 that is spaced apart between them. So heating plate 1
Even if there is some temperature unevenness in the substrates 6 and 18, a more uniform distribution of infrared light is irradiated over the entire substrate 25. In addition, the atmosphere around the substrate 25 is the same as that of the heating plate 1.
6 and 18, the substrate 25
is also heated by it.

そこで、基板25は表裏の温度差および平面内
における温度差をほとんど生ずることなく、全体
が一様に昇温される。
Therefore, the temperature of the entire substrate 25 is raised uniformly, with almost no difference in temperature between the front and back surfaces or within the plane.

なお、基板25は中央部より外周部からの放熱
の方が大きいため、支持リング24をカーボン、
Si,SiCなどの赤外光によつて発熱する材料で形
成し、その熱容量および基板25との接触度合を
適宜に定めることにより、基板25の外周部の温
度低下を防止するようにしたり、または支持リン
グ24を石英またはSi3N4などのセラミツクスの
ような熱不良導体で形成し、基板25の外周部か
らの放熱を押えたりすることが好ましい。また、
この支持リング24を石英またはセラミツクスな
どの熱不良導体で形成した場合には、基板25と
これを支持している第1の加熱板16との間の伝
導による熱の授受を押える作用が得られる。
Note that since the substrate 25 dissipates more heat from the outer periphery than from the center, the support ring 24 is made of carbon,
It is made of a material that generates heat when exposed to infrared light, such as Si or SiC, and its heat capacity and degree of contact with the substrate 25 are appropriately determined to prevent a drop in temperature at the outer periphery of the substrate 25, or It is preferable that the support ring 24 is formed of a thermally poor conductor such as quartz or ceramics such as Si 3 N 4 to suppress heat radiation from the outer periphery of the substrate 25 . Also,
When this support ring 24 is formed of a thermally poor conductor such as quartz or ceramics, an effect of suppressing heat exchange due to conduction between the substrate 25 and the first heating plate 16 supporting it can be obtained. .

前記基板25の加熱中は、ノズル部22から
H2などのパージガスや反応ガスが吹出され、基
板25の表面に沿つて流れる。そこで、基板25
の表面は、支持リング24によつて囲まれている
裏面より放熱が大きく、表裏で温度差を生ずる傾
向にある。この表裏の温度差は第2の加熱板18
による加熱の方を第1の加熱板16による加熱よ
り強くするように、それらの出力を設定するか、
または基板25を第1の加熱板16より第2の加
熱板18の方に近付けて設置するか、さらにま
た、第1の加熱板16と第2の加熱板18の肉厚
を変えることにより、解決される。
During heating of the substrate 25, from the nozzle section 22,
A purge gas such as H 2 or a reaction gas is blown out and flows along the surface of the substrate 25 . Therefore, the board 25
The front surface dissipates more heat than the back surface surrounded by the support ring 24, and a temperature difference tends to occur between the front and back surfaces. This temperature difference between the front and back is caused by the second heating plate 18
Set their outputs so that the heating by the first heating plate 16 is stronger than the heating by the first heating plate 16, or
Alternatively, by installing the substrate 25 closer to the second heating plate 18 than the first heating plate 16, or by changing the thickness of the first heating plate 16 and the second heating plate 18, resolved.

前記ノズル部22から吹出されるガスは、支持
リング24があるため、基板25の裏面側の空間
26内を自由に流れることはなく、このガスの流
れによる基板25の温度の低下および変動は小さ
く押えられる。
Because of the support ring 24, the gas blown out from the nozzle section 22 does not flow freely in the space 26 on the back side of the substrate 25, and the temperature drop and fluctuation of the substrate 25 due to this gas flow is small. Being held down.

前記のように本装置によれば、基板25の全体
がより均一な温度に加熱される。この状態でノズ
ル部22から反応ガスを噴出させて気相成長を行
なう。このとき反応ガスは基板25の表面だけで
なく、加熱板16,18にも接触して気相成長層
を形成するが、これによる熱効率の低下はほとん
どなく、また加熱板16,18は高温であるた
め、強固な層が形成され、この層から塵埃が発生
することもない。また、本装置は、気相成長終了
後の降温時にも、基板25の表裏両面を略同一の
条件でソフトに降温させることができるため、降
温時におけるスリツプの発生も押えられる。
As described above, according to this apparatus, the entire substrate 25 is heated to a more uniform temperature. In this state, a reaction gas is ejected from the nozzle portion 22 to perform vapor phase growth. At this time, the reaction gas contacts not only the surface of the substrate 25 but also the heating plates 16 and 18 to form a vapor phase growth layer, but this causes almost no decrease in thermal efficiency, and the heating plates 16 and 18 are kept at high temperatures. Therefore, a strong layer is formed and no dust is generated from this layer. Furthermore, even when the temperature is lowered after the completion of vapor phase growth, this apparatus can gently lower the temperature of both the front and back sides of the substrate 25 under substantially the same conditions, so that the occurrence of slips during the temperature drop can be suppressed.

第2図は本発明の他の実施例を示すもので、第
1の加熱板16を石英製のスペーサ28を介して
コイルカバー13上に設置し、中空回転軸15a
の上端には石英製の円形プレート状をした基板支
持台29を取付けている。基板支持台29の基板
25を載置する位置には貫通穴30が設けられ、
この貫通穴30の上部にカーボン、SiまたはSiC
製の支持リング31を介して基板25を載置する
ようになつている。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the first heating plate 16 is installed on the coil cover 13 via a quartz spacer 28, and the hollow rotating shaft 15a
A circular plate-shaped substrate support stand 29 made of quartz is attached to the upper end of the board. A through hole 30 is provided at the position where the substrate 25 is placed on the substrate support stand 29,
The upper part of this through hole 30 is made of carbon, Si or SiC.
The substrate 25 is placed thereon via a support ring 31 made of .

この実施例は、第1、第2の加熱板16,18
と基板25とを完全に切離したものであり、かつ
第1、第2の加熱板16,18に対して基板25
を回転移動させるようにし、それぞれの基板25
の一層の均熱化を図れるようにしたものである。
In this embodiment, the first and second heating plates 16, 18
and the substrate 25 are completely separated, and the substrate 25 is completely separated from the first and second heating plates 16 and 18.
Rotating and moving each board 25
This makes it possible to achieve even more uniform heating.

なお、この実施例におけるカーボン、Siまたは
SiC製の支持リング31は、これが赤外光によつ
て発熱することにより基板25の外周部の温度低
下を防止する。この意味から、支持リング31と
基板支持台29とを一体化して全体をカーボン、
SiまたはSiC製としてもよい。また、石英は保温
性が良いので、支持リング31を省略して基板支
持台29に基板25を直接載置するようにしても
よい。さらにまた、基板支持台29が石英製の場
合には、貫通穴30を設けず、凹部のみを有する
か、または単なるプレート状としてもよい。
In this example, carbon, Si or
The support ring 31 made of SiC prevents the temperature of the outer peripheral portion of the substrate 25 from decreasing due to heat generated by the infrared light. From this point of view, the support ring 31 and the substrate support stand 29 are integrated and the whole is made of carbon.
It may be made of Si or SiC. Further, since quartz has good heat retention properties, the support ring 31 may be omitted and the substrate 25 may be placed directly on the substrate support stand 29. Furthermore, when the substrate support stand 29 is made of quartz, the through hole 30 may not be provided, and it may have only a recessed portion or may have a simple plate shape.

この第2図に示す実施例は、基板支持台29が
ノズル部22の近くから外方へ平板状に広がつて
おり、基板25の表面が基板支持台29の表面と
略一致しているため、ガスの流れが乱れず、かつ
基板支持台29によつて予熱されたガスが基板2
5の表面に沿つて流れるため、より均一な気相成
長層が得られると同時に基板25をより安定的に
加熱できる利点がある。
In the embodiment shown in FIG. 2, the substrate support 29 extends outward from near the nozzle portion 22 in a flat plate shape, and the surface of the substrate 25 substantially coincides with the surface of the substrate support 29. , the gas flow is undisturbed and the gas preheated by the substrate support 29 is applied to the substrate 2.
Since it flows along the surface of the substrate 25, it has the advantage that a more uniform vapor phase growth layer can be obtained and at the same time the substrate 25 can be heated more stably.

第3図は本発明のさらに他の実施例を示すもの
で、第1の加熱板16aに凹部32を設け、この
凹部32の入口部に基板25を直接設置したもの
である。基板25は、外周部がわずかに第1の加
熱板16aに接触するのみで、裏面の大部分は凹
部32により第1の加熱板16aから十分離れる
ようになつており、加熱については第1図の実施
例において支持リング24をカーボン製とした場
合とおおねね同様の作用効果が得られる。
FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention, in which a recess 32 is provided in the first heating plate 16a, and a substrate 25 is directly installed at the entrance of this recess 32. The outer circumference of the substrate 25 only slightly contacts the first heating plate 16a, and most of the back surface is sufficiently separated from the first heating plate 16a by the recess 32, and heating is performed as shown in FIG. In this embodiment, substantially the same effects as in the case where the support ring 24 is made of carbon can be obtained.

また、この実施例においては、凹部32の入口
部に石英またはセラミツクスなどの熱不良導体で
形成した支持リング(図示せず)を嵌入し、また
は凹部32内に複数本の支持ピンを立設し、該支
持リングまたは支持ピンを介して基板25を支持
するようにしてもよい。
In this embodiment, a support ring (not shown) made of a thermally poor conductor such as quartz or ceramics is fitted into the entrance of the recess 32, or a plurality of support pins are provided upright within the recess 32. , the substrate 25 may be supported via the support ring or support pin.

第4図は、第2図に示した実施例の基板支持部
の他の実施例を示すもので、貫通穴30を有する
カーボン、SiまたはSiC製の基板支持台29a
に、基板25の裏面全体をカバーする石英板33
を置き、その上に基板25を設置するようにした
ものである。これは第3図の実施例においても同
様に適用し得る。
FIG. 4 shows another embodiment of the substrate support part of the embodiment shown in FIG.
A quartz plate 33 covers the entire back surface of the substrate 25.
, and a substrate 25 is placed thereon. This can be similarly applied to the embodiment shown in FIG.

このようにすれば、石英板33は赤外光を透過
するので、これがない場合と同様に基板25を加
熱できると共に、石英板33は熱不良導体で保温
性が良いため、基板25の温度変動をさらに押え
ることができる。
In this way, since the quartz plate 33 transmits infrared light, the substrate 25 can be heated in the same way as without it, and since the quartz plate 33 is a poor thermal conductor and has good heat retention, temperature fluctuations in the substrate 25 can be prevented. can be further suppressed.

第5図は本発明を横型の気相成長装置に適用し
た例を示すもので、40は反応室41を形成する
石英製のチユーブ、42はカーボン製の第1の加
熱板、43は同じくカーボン製の第2の加熱板
で、これらの加熱板42,43はそれぞれに対応
してチユーブ40外に設けた第1、第2の加熱用
のランプ44,45により赤熱ないし白熱状態に
加熱されるようになつている。両加熱板42,4
3の間には石英製の複数本の支柱46を介して同
じく石英製の基板支持台47が若干傾斜して設け
られている。この基板支持台47は、全体的な形
状が長方形のプレート状であるほかは第2図に示
した基板支持台29と基本的に同一の構成をして
おり、48は貫通穴、49は貫通穴48の部分に
設けられたカーボン、SiまたはSiC製の支持リン
グである。なお、この支持リング49は複数の貫
通穴48の間を互いに接続する一つの連続した部
材として形成されているが、個々に分割してもよ
いことは言うまでもない。なお、50,51は反
射板である。
FIG. 5 shows an example in which the present invention is applied to a horizontal vapor phase growth apparatus, where 40 is a tube made of quartz forming a reaction chamber 41, 42 is a first heating plate made of carbon, and 43 is also made of carbon. These heating plates 42 and 43 are heated to a red-hot or incandescent state by first and second heating lamps 44 and 45 respectively provided outside the tube 40. It's becoming like that. Both heating plates 42, 4
A substrate support stand 47 also made of quartz is provided with a slight inclination between the substrates 3 and 3 via a plurality of pillars 46 made of quartz. This board support stand 47 has basically the same structure as the board support stand 29 shown in FIG. 2 except that the overall shape is a rectangular plate shape, and 48 is a through hole, and 49 is a through hole. This is a support ring made of carbon, Si, or SiC provided in the hole 48 portion. Although this support ring 49 is formed as one continuous member that connects the plurality of through holes 48 to each other, it goes without saying that it may be divided into individual members. Note that 50 and 51 are reflective plates.

この実施例における第1、第2の加熱板42,
43がない場合でも、ランプ44,45により基
板25を加熱することができるが、前述したよう
にカーボン製の第1、第2の加熱板42,43を
用いることにより、ランプ44,45からの赤外
光の分布が不均一であつても、該加熱板42,4
3は熱伝導率が良いため略均一に加熱され、これ
らの加熱板42,43を介して加熱するため、基
板25に対する輻射光の照射強度の分布をより均
一にすることができるものである。なお、RFコ
イルによる横型の気相成長装置は、サセプタの均
一加熱の面で問題があるとされていたが、本発明
によれば、ランプ44,45をRFコイルに変え
ても基板25をより均一に加熱できる。
The first and second heating plates 42 in this embodiment,
Even if 43 is not provided, the substrate 25 can be heated by the lamps 44 and 45, but as described above, by using the carbon first and second heating plates 42 and 43, the heat from the lamps 44 and 45 can be heated. Even if the distribution of infrared light is uneven, the heating plates 42, 4
3 has good thermal conductivity, so it is heated substantially uniformly, and since the heating is performed via these heating plates 42 and 43, the distribution of the irradiation intensity of the radiation light on the substrate 25 can be made more uniform. Note that horizontal vapor phase growth apparatuses using RF coils have been said to have problems in uniform heating of the susceptor, but according to the present invention, even if the lamps 44 and 45 are replaced with RF coils, the substrate 25 can be heated evenly. Can be heated evenly.

この実施例においては、第5図中に示すように
基板支持台47と第2の加熱板43との間にのみ
反応ガスを供給するようにし、基板支持台47と
第1の加熱板42との間ならびにチユーブ40と
第1、第2の加熱板42,43とのそれぞれの間
には気相成長中にもH2などのパージガスを流す
ようになつている。このような構成は、前述した
第1図ないし第3図にもパージ用のノズル部を別
に設けることにより適用できる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the reactive gas is supplied only between the substrate support stand 47 and the second heating plate 43, and the reaction gas is A purge gas such as H 2 is allowed to flow between the tube 40 and the first and second heating plates 42 and 43 even during vapor phase growth. Such a configuration can also be applied to the above-described FIGS. 1 to 3 by separately providing a purge nozzle section.

第6図は本発明のさらに他の実施例を示すもの
で、第5図に示した装置と同様のものを、基板2
5が略垂直に位置するように基板支持台47aを
横長にして支柱52により立て、第1、第2の加
熱板42,43、第1、第2のランプ44,4
5、反射板50,51も図示のようにそれぞれ立
てたものである。このように、基板25を略垂直
に位置させることにより、上方から落下してくる
異物が基板25の表面に付着することを防止でき
る。
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention, in which a device similar to that shown in FIG.
The substrate support stand 47a is made horizontally elongated and erected by the support 52 so that the substrate support 47a is positioned approximately vertically, and the first and second heating plates 42, 43 and the first and second lamps 44, 4 are installed.
5. The reflecting plates 50 and 51 are also erected as shown in the figure. By locating the substrate 25 substantially vertically in this manner, foreign matter falling from above can be prevented from adhering to the surface of the substrate 25.

第7図は第6図の変形例を示すもので、断面が
台形状の基板支持台47bに支持リング49aを
嵌着し、この支持リング49aの両端部に基板2
5をそれぞれ設置するようにしたものである。こ
れは基板25がSiなどのように赤外光を一部透過
する性質を有する場合に適しており、それぞれの
基板25,25は割合は異なるものの表裏両面か
ら加熱される。また、基板25,25間の空間5
3は基板自身と支持リング49aによつて加熱さ
れ高温となるため、表裏の温度差がほとんどない
均一加熱ができる。
FIG. 7 shows a modification of FIG. 6, in which a support ring 49a is fitted to a substrate support stand 47b having a trapezoidal cross section, and a substrate 2 is attached to both ends of this support ring 49a.
5 are installed respectively. This is suitable when the substrate 25 has a property of partially transmitting infrared light, such as Si, and each of the substrates 25, 25 is heated from both the front and back sides, although at different rates. Also, the space 5 between the substrates 25, 25
3 is heated to a high temperature by the substrate itself and the support ring 49a, so uniform heating with almost no difference in temperature between the front and back surfaces can be achieved.

次に、本発明の効果を明確にするため、代表的
な実験例を示す。
Next, in order to clarify the effects of the present invention, typical experimental examples will be shown.

実験には概ね第5図の方式に対応した装置を用
いた。加熱板42,43として、SiCコーテイン
グした黒鉛製の180mm×180mmの略正方形で10mm厚
さのものを用い、両加熱板42,43をSiCコー
テイングした黒鉛製の4本の支柱によつて平行に
保つて水平に伸びる石英製反応管40中にセツト
し、第1の加熱板42の略中央上に直径135mmの
石英リングを載置し、この石英リングの上端に形
成されたウエハ収納溝内にウエハ25を置くよう
にした。第1、第2の加熱用ランプ44,45と
して、それぞれ6本(最大出力6K.W.)のランプ
を用いた。
For the experiment, an apparatus roughly compatible with the method shown in FIG. 5 was used. The heating plates 42 and 43 are made of SiC-coated graphite and are approximately square, measuring 180 mm x 180 mm, and 10 mm thick. Both heating plates 42 and 43 are connected in parallel by four pillars made of SiC-coated graphite. A quartz ring with a diameter of 135 mm is placed approximately on the center of the first heating plate 42, and the wafer is placed in a wafer storage groove formed at the upper end of this quartz ring. Wafer 25 was then placed. Six lamps (maximum output 6K.W.) were used as the first and second heating lamps 44 and 45, respectively.

上記のような装置により、〔100〕N型の5イン
チウエハ25を上記石英リング上に置き、キヤリ
アガスであるH2ガスを60/min、反応ガスで
あるSiCl4を5g/min供給し、1150℃で15分間、
気相成長(エピタキシヤル成長)させた。
Using the above-mentioned apparatus, a [100]N type 5-inch wafer 25 was placed on the quartz ring, and H 2 gas as a carrier gas was supplied at 60/min and SiCl 4 as a reaction gas was supplied at 5 g/min. 15 minutes at °C.
Vapor phase growth (epitaxial growth) was performed.

その結果、膜厚12μmのエピタキシヤル膜が得
られ、スポツトライトを照射し、スリツプの目視
検査をしたところ、スリツプは皆無であつた。
As a result, an epitaxial film with a thickness of 12 μm was obtained, and when it was irradiated with a spotlight and visually inspected for slips, there were no slips at all.

一方、比較のため、180mm×180mmの略正方形で
10mm厚さのSiCコートサセプタの上にウエハ25
を置き、上方から6本のランプで直接加熱するよ
うにした装置を用い、他の条件は上記と全く同一
にしてエピタキシヤル成長を行なつた結果、膜厚
は11μmで上記と略同等であつたが、スリツプは
合計長さで60〜80mm見られた。
On the other hand, for comparison, it is approximately square of 180mm x 180mm.
25 wafers are placed on a 10mm thick SiC coated susceptor.
The epitaxial growth was carried out under the same conditions as above, using a device that heats the film directly from above with six lamps, and the film thickness was 11 μm, which is almost the same as above. However, slips with a total length of 60 to 80 mm were observed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、昇温および
降温過程を含むすべての加熱工程中、基板の平面
内および表裏の厚さ方向のいずれをも含む基板全
体の温度分布をより均一に保つことができ、気相
成長において問題となる気相成長層の厚さむらや
スリツプの発生をより確実に押えることができ、
特にスリツプを発生し易い大径の基板に対して大
きな効果が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to maintain a more uniform temperature distribution over the entire substrate, including both in the plane of the substrate and in the thickness direction on the front and back sides, during all heating processes including temperature raising and cooling processes. This makes it possible to more reliably suppress the occurrence of uneven thickness and slips in the vapor-phase grown layer, which are problems in vapor-phase growth.
This is especially effective for large-diameter substrates that are prone to slipping.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第3図は本発明のそれぞれ異なる
実施例を示す概要断面図、第4図は基板支持部の
他の具体例を示す部分拡大断面図、第5図および
第6図は本発明のそれぞれ異なる他の実施例を示
すもので第5図は概要縦断面図、第6図は概要横
断面図、第7図は第6図における基板支持部の他
の具体例を示す横断面図、第8図は従来装置の概
要断面図である。 14,41……反応室、16,42……第1の
加熱板、18,43……第2の加熱板、19,2
0……RFコイル(加熱源)、24,31,49,
49a……支持リング、25……基板、29,2
9a,47,47a,47b……基板支持台、3
0,48……貫通穴、32……凹部、33……石
英板、44,45……ランプ(加熱源)。
1 to 3 are schematic sectional views showing different embodiments of the present invention, FIG. 4 is a partially enlarged sectional view showing other specific examples of the substrate support, and FIGS. 5 and 6 are schematic sectional views showing different embodiments of the present invention. FIG. 5 is a schematic longitudinal cross-sectional view, FIG. 6 is a schematic cross-sectional view, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing other specific examples of the substrate support section in FIG. 6. , FIG. 8 is a schematic sectional view of a conventional device. 14,41...Reaction chamber, 16,42...First heating plate, 18,43...Second heating plate, 19,2
0...RF coil (heating source), 24, 31, 49,
49a...Support ring, 25...Substrate, 29,2
9a, 47, 47a, 47b...Substrate support stand, 3
0, 48... Through hole, 32... Recess, 33... Quartz plate, 44, 45... Lamp (heat source).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 反応室内に互いに対向して設けられたカーボ
ン製の第1、第2の加熱板と、同第1、第2の加
熱板にそれぞれ加熱エネルギを供給する加熱源
と、前記第1、第2の加熱板の間に略平行に基板
を位置させる基板支持部とからなり、該基板支持
部が基板の外周近くを除く表裏両面の大部分ない
し全体を前記第1、第2の加熱板に対しそれぞれ
間隔を置いて対向させるようになつていることを
特徴とする気相成長装置。 2 加熱源がRFコイルであ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 加熱源が赤外線ランプであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の気相成長装置。 4 基板支持部が、基板の外周部を支持するリン
グ状になつ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 基板支持部が、複数の貫通穴を有するプレー
ト状に形成され該貫通穴部に基板を設置するよう
になつ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。 6 プレート状部分が石英で形成され、貫通穴部
に基板の外周部を支持するカーボン、Siまたは
SiC製のリングを備えていることを特徴とする特
許請求の範囲第5項記載の気相成長装置。 7 基板支持部が、石英製のプレートであること
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。 8 基板支持部が、石英製のプレートと、同プレ
ートに設置され基板の外周部を支持するカーボ
ン、SiまたはSiC製のリングとからなることを特
徴とする特許請求の範囲第7項記載の気相成長装
置。 9 第1、第2の加熱板の一方に凹部が形成さ
れ、該凹部の入口部に基板支持部が形成されてい
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。 10 基板支持部が、基板を略垂直に位置させる
ようになつていることを特徴とする特許請求の範
囲第1ないし9項のいずれか1項記載の気相成長
装置。
[Scope of Claims] 1. First and second heating plates made of carbon that are provided opposite to each other in a reaction chamber, and a heating source that supplies heating energy to the first and second heating plates, respectively; a substrate support section for positioning the substrate substantially parallel between the first and second heating plates; A vapor phase growth apparatus characterized in that the heating plates are arranged to face each other at intervals. 2. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the heating source is an RF coil. 3. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the heating source is an infrared lamp. 4. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the substrate support part is ring-shaped to support the outer peripheral part of the substrate. 5. The air conditioner according to claim 1, 2 or 3, wherein the substrate support part is formed in the shape of a plate having a plurality of through holes, and the substrate is installed in the through holes. Phase growth device. 6 The plate-like part is made of quartz, and the through-hole part is made of carbon, Si, or
6. The vapor phase growth apparatus according to claim 5, further comprising a ring made of SiC. 7. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the substrate support part is a plate made of quartz. 8. The air conditioner according to claim 7, characterized in that the substrate support part is composed of a quartz plate and a ring made of carbon, Si, or SiC that is installed on the plate and supports the outer periphery of the substrate. Phase growth device. 9. The air conditioner according to claim 1, 2 or 3, wherein a recess is formed in one of the first and second heating plates, and a substrate support part is formed at the entrance of the recess. Phase growth device. 10. The vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the substrate support section positions the substrate substantially vertically.
JP6462385A 1985-03-28 1985-03-28 Vapor growth device Granted JPS61223184A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6462385A JPS61223184A (en) 1985-03-28 1985-03-28 Vapor growth device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6462385A JPS61223184A (en) 1985-03-28 1985-03-28 Vapor growth device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61223184A JPS61223184A (en) 1986-10-03
JPS636627B2 true JPS636627B2 (en) 1988-02-10

Family

ID=13263568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6462385A Granted JPS61223184A (en) 1985-03-28 1985-03-28 Vapor growth device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61223184A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0765179B2 (en) * 1987-05-15 1995-07-12 日本電信電話株式会社 Chemical vapor deposition method
CN117524930B (en) * 2023-11-07 2025-05-06 拓荆创益(沈阳)半导体设备有限公司 Temperature control system and method for double heating plates of semiconductor chamber

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61223184A (en) 1986-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6301434B1 (en) Apparatus and method for CVD and thermal processing of semiconductor substrates
CN104704626B (en) Minimal contact edge ring for rapid heat treatment
US5527393A (en) Vapor-phase deposition apparatus and vapor-phase deposition method
TWI703639B (en) Lamps for heating of semiconductor substrates
TWI512884B (en) Improved edge ring lip
CN107004619A (en) New base design to reduce edge heat peaks
JPH0758041A (en) Susceptor
WO2016174859A1 (en) Susceptor and epitaxial growth device
JPS62500624A (en) Reactor equipment for semiconductor wafer processing
JP2010147350A (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus of epitaxial wafer
CN110797291A (en) Device for self-centering a preheating component
JPH0845863A (en) Single-wafer heat treatment equipment for semiconductor substrates
TW201833381A (en) Absorbing reflector for semiconductor processing chamber
JP3206375B2 (en) Method for manufacturing single crystal thin film
JP3383784B2 (en) Heat treatment equipment for semiconductor wafers
JPS636627B2 (en)
JPS60189927A (en) Vapor phase reactor
JPH07245264A (en) Vapor phase growth equipment
JPH0268922A (en) Susceptor for vapor growth
JPH03246931A (en) Susceptor
JPS60152675A (en) Vertical diffusion furnace type vapor growth device
JPH04713A (en) Heating apparatus for substrate
JPH0736386B2 (en) Vapor phase growth equipment
JPS60247934A (en) Heat treatment device
JPH02186623A (en) Susceptor