(57)【要約】下方の底部（３）、上方の頂部（４）および若干の実質的に平らな側面（５）を有する胴部（２）を具備し、該側面は予め定められた区域（６）においてエピタキシャル成長が起こる基板を受けるようにつくられており；該胴部（２）には隣接した側面（５）の対によって規定される側縁区域（７）が備えられ；側面（５）に沿った反応ガス流を制御するようにつくられた第１のリブ（８）が胴部（２）の上方部分においては側縁区域（７）に沿って備えられ；胴部（２）の下方部分においては側面（５）に沿った反応ガス流を制御するようにつくられた第２のリブ（９）が備えられていることを特徴とするエピタキシャル成長反応器のためのサセプター（１）。
2005503009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方の底部（３）、上方の頂部（４）、および若干の実質的に平らな側面（５）を有する胴部（２）を具備し、該側面は予め定められた区域（６）においてエピタキシャル成長が起こる基板を受けるようにつくられ、且つ隣接した側面（５）の対によって規定された側縁区域（７）を備え、該側面（５）に沿って反応ガス流を制御するようにつくられている第１のリブ（８）が胴部の上方部分において該側縁区域（７）に沿って備えられているエピタキシャル成長反応器用のサセプター（１）において、胴部の下方部分においては該側面（５）に沿った反応ガス流を制御するようにつくられている第２のリブ（９）が側縁区域（７）に沿って備えられていることを特徴とするサセプター。
【請求項２】
該側面（５）に沿った反応ガス流を制御するようにつくられた少なくとも第３のリブが胴部の中央部分において該側縁区域（７）に沿って存在していることを特徴とする請求項１記載のサセプター。
【請求項３】
該第１（８）および／または第２（９）および／または第３のリブは細片または細片の対から成っていることを特徴とする請求項１または２記載のサセプター。
【請求項４】
一つまたは各々の細片には第１の端の所に鉤（１１）または歯（１２）が備えられ、好ましくは第２の端の所には心出し用のピン（１３）が備えられ、一つまたは各々の細片は該鉤または歯（１１、１２）によって、且つ好ましくは該ピン（１３）によって該胴部（２）に取り付けられることを特徴とする請求項３記載のサセプター。
【請求項５】
各細片には該サセプター（１）の胴部（２）の上の傾いた側に溝（１４）が備えられていることを特徴とする請求項４記載のサセプター。
【請求項６】
該第１のリブ（８）は胴部（２）の頂部（４）の周りに対応する高さから該基板の区域（６）の一つ、特に胴部（２）の頂部（４）に最も近い区域（６ａ）の中心の周りに対応する高さまで延びていることを特徴とする上記請求項の任意の一つに記載されたサセプター。
【請求項７】
該第２のリブ（９）は該基板の区域（６）の一つ、特に胴部（２）の底部（３）に最も近い区域（６ｂ）の上端部の周りに対応する高さから胴部（２）の底部（３）の周りに対応する高さまで延びていることを特徴とする上記請求項の任意の一つに記載されたサセプター。
【請求項８】
該第１のリブ（８）は第１の量だけ胴部から突き出し、該第２のリブ（９）は第２の量だけ胴部から突き出していることを特徴とする上記請求項の任意の一つに記載されたサセプター。
【請求項９】
該第３のリブは第３の量だけ胴部から突き出していることを特徴とする請求項８記載のサセプター。
【請求項１０】
少なくとも一つの反応室を具備し、一つのまたは各々の反応室の中には上記請求項の任意の一つに記載された少なくとも一つのサセプター（１）が配置されていることを特徴とするエピタキシャル反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特許請求の範囲請求項１の前文に記載されているようなエピタキシャル成長反応器用のサセプター、およびそれを使用するエピタキシャル反応器に関する。
【背景技術】
【０００２】
超小型電子産業に対するエピタキシャル反応器の分野において、「サセプター（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）」と云う言葉はエピタキシャル成長過程の間１個またはそれ以上の基板を収納する加熱された支持台を意味する。このような支持台は一般にそのサセプタンスを利用することによって加熱される。このような支持台は、例えばランプによるような他の方法によって加熱が行われる場合でも、一般に「サセプター」と云う名前が保たれている。本発明は加熱方法とは無関係である。
【０００３】
エピタキシャル成長用サセプターは次の二つの大きなグループに分けられる。即ちエピタキシャル成長過程の間基板が実質的に水平の位置にあるもの、およびエピタキシャル成長過程の間基板が実質的に垂直の位置（しばしば垂直の方向から数度ずれていることもある）にあるものの二つである。本発明の反応器は第２のグループのサセプターに適用される。
【０００４】
添付図面の図５を参照すれば、このようなサセプターは下方の底部３、上方の頂部４および若干の実質的に平らな側面５を有する胴部２を具備している。側面５は予め定められた区域６の中でエピタキシャル成長が起こる基板を受けるようにつくられている。胴部２には隣の側面の対によって規定された側縁区域７が備えられている。胴部２は角錐、多くの場合角錐台の形をしており、例えば下方の底部３は七角形であり、上方の頂部４もまた七角形であるが底部３よりも形が小さく、側面５は実質的に矩形に似た形をしており、これによって側縁区域７は実質的に三角形の形になっており、側縁区域７は真の縁（ｔｒｕｅ  ｅｄｇｅ）になっている。角錐台の形をしたサセプターを有する反応器は例えば特許文献１から公知である。
【０００５】
図５に示されているように、このようなサセプターは通常互いに垂直に上下に位置した各側面の上に互いに適切な間隔をもって配置された数個の基板を支えており、基板の数はその直径に依存している。
【０００６】
良く知られているように、サセプターは通常石英からつくられたガラス鐘の内部に置かれている。ガラス鐘の中には反応ガスが注入される。側面５（基板が配置されている所）に沿った反応ガス流により基板の露出面の上に成長が起こりその成長が決定される。明らかに多くのパラメータが成長に影響を及ぼす。
【０００７】
超小型電子産業においてこのように処理された基板を使用する際、成長材料の品質および規則性が最も重要であり、これらはサセプターの側面５に沿った、従って基板に沿った反応ガス流の規則性と均一性によって大きな影響を受ける。従ってこのような反応ガス流は注意深く制御しなければならない。
【０００８】
従来から、例えば側面に沿った反応ガス流を制御するために側縁区域に沿って配置された第１のリブを使用することは、例えば特許文献２、特許文献３および特許文献４におけるように本発明の出願人によって提案されている。
【０００９】
初期においては（１９８９年に）このようなリブは胴部の頂部から胴部の底部へ延びたものが提案されたが、後になって（１９９２年から現在まで）この考えを製品として実装する段階において、その長さを胴部の上方部分に制限することが好ましいことが提案された。このことは、リブの下方部分が必要でないと考えられること、および反応室の環境状況によってリブの変形が起こり、この変形はその長さに比例することの二つの理由による。
【００１０】
最近になって、超小型電子装置を製作する際、縁の直ぐ隣り（数ｍｍ）にある基板の区域をも使用することが広く行われるようになった。実際に行われた測定から、縁に対して直ぐ隣りにあるこれらの区域をも考慮すると、特に下方の底部に最も近い基板に対し、成長する材料の均一性はかなり悪くなることが見出だされた。
【００１１】
いずれにせよ、例えば下方の底部の所までリブを長く降してつくるという簡単な考えは効果がない。事実リブを長くすると縁およびリブの直ぐ隣りの区域において成長する材料の厚さには改善が得られるが、例えば縁の隣りにあるがリブからは遠い所にある区域では悪化がみられる。
【特許文献１】
イタリア特許第１，２１５，４４４号明細書（１９８７年）。
【特許文献２】
イタリア特許第１，２３１，５４７号明細書（１９８９年）。
【特許文献３】
イタリア特許第１，２６１，８８６号明細書（１９９２年）。
【特許文献４】
イタリア特許願Ｎｏ．ＭＩ９９Ａ０００６０７号明細書（１９９９年）。
【発明の開示】
【００１２】
本発明の目的はエピタキシャル成長を行う基板の厚さの均一性に関する問題を従来法と比較して良好に解決することである。
【００１３】
この問題は特許請求の範囲の独立請求項１に記載された特徴を有するサセプターによって解決される。
【００１４】
第１のリブから離され間隔を置いて配置されサセプターの胴部の下方部分に位置する第２のリブを使用することにより、特に基板の縁の区域において、エピタキシャル成長を行う基板の厚さの均一性がかなり改善される。
【００１５】
必要に応じ基板の胴部の中央部分にさらに他のリブを備えることができる。
【００１６】
他の態様に従えば、本発明は特許請求の範囲請求項１０記載の特徴を有しこのようなサセプターを使用するエピタキシャル反応器に関する。
【００１７】
本発明の他の有利な態様は従属請求項に記載されている。
【００１８】
添付図面を参照して以下に行う説明によって本発明はさらに明らかになるであろう。
【００１９】
添付図面、特に図４および５を参照すれば、本発明のエピタキシャル成長用サセプターは下方の底部３、上方の頂部４、および若干の実質的に平らな側面５を有する胴部２を具備している。側面５は、エピタキシャル成長が起こる基板を予め定められた区域６において受けるようにつくらている。胴部２には隣接した側面５の対によって規定された側縁区域７が備えられている。側面５に沿った反応ガス流を制御するようにつくられた第１のリブ８が胴部２の上方部分において側縁区域７に沿って備えられている。さらになお側縁区域７に沿ってはいるが胴部２の下方部分において、側面５に沿った反応ガス流を制御するようにつくられた第２のリブ９が備えられている。
【００２０】
従って第２のリブ９は、それが縁および該リブに隣接した区域で成長する材料の厚さを改善すると共に、他の場所で成長する材料の厚さを実質的に悪化させることはないような方法で、第１のリブ８から離されそれと適切な間隔を置いて配置されている。
【００２１】
必要に応じ、特に各面当たりの基板の数が多い場合、胴部２の中央部分において側縁区域７に沿って第３（また場合によってはもっと多くの）のリブを取り付け、側面５に沿った反応ガス流を有利に制御することができる。従ってこれらのリブは第１のリブ８および第２のリブ９の両方から離され適切な間隔を保って配置されている。
【００２２】
リブが限られた長さをもっているという事実により、ガス流を良好に制御できることに加えて、リブの変形という上記の問題が減少する。事実、リブが変形した場合（主として反応室の中の極めて高い温度のため）、反応ガス流に対する効果は時間と共に変化し、従って必要とされることとは反対に、予測が困難になる。
【００２３】
このようなリブは、その最も簡単であるが効果的な具体化例に従えば細片から成っており、各細片は側縁区域７に沿って中央に配置されている。
【００２４】
別法として、このようなリブは対になった細片から成っていることができる。この対の第１の細片は側縁区域７の第１の縁に沿って配置され、該対の第２の細片は同じ側縁区域７の第２の縁に沿って配置されている。
【００２５】
リブはサセプターの胴部の同じ材料からつくられ、炭化珪素で被覆されたグラファイトであることが好ましい。炭化珪素で被覆された石英を使用することは推奨されない。何故ならば細片をクリーニングする際に問題が生じるからである。事実、これらの細片は周期的にクリーニングを行い、エピタキシャル成長反応を繰り返し行う際、それ自身の上に沈積した材料を除去する必要がある。
【００２６】
リブおよび支持胴部の両方に対して同じ材料を使用することが有利であるが、胴部からリブへの熱の流れを制限するためにはこれらは異なった部材であることが好適である。事実、リブが基板の加熱に実質的に貢献すると加熱は必ず不均一になるであろう。
【００２７】
細片をサセプターの胴部に取り付ける場合、図６および７に示されているように、細片は第１の端の所に鉤１１または歯１２をもち、サセプターの胴部に固定できるような形をしていることができる。これに加えて細片には、サセプターが反応室の中で回転する時に細片の振動運動を避けるための心出し用のピン１３が第２の端の所に備えられていることが好適である。
【００２８】
明らかに、サセプターの胴部には該鉤、該歯および該ピンのための適切な孔または適切な凹みが備えられていなければならない。これらは図４および５の左側に断面図として明白に示されている。胴部から細片への熱流をさらに制限するためには、細片はサセプターの胴部の上の傾いた側面に溝１４を具備していることができる。この方法で胴部と接触した細片の表面は著しく断熱される。
【００２９】
既に強調したように、所望の効果を得るためにはリブの配置は極めて重要である。第１のリブ８が胴部２の頂部４の周りに対応する高さから基板の区域６の一つ、特に胴部２の頂部４に最も近い区域６ａの中心の周りに対応する高さまで延びている場合に良好な結果が得られることが実験的に見出だされた。
【００３０】
第２のリブ９に関しては、第２のリブ９が基板区域６の一つ、特に胴部２の底部３に最も近い区域６ｂの上端部の周りに対応する高さから胴部２の底部３の周りに対応する高さまで延びている場合に良好な結果が得られることが実験的に見出だされた。
【００３１】
第３のリブに関しては、すべての側面区域７、例えば基板区域６の一つ（恐らくその上半分）と丁度並んだ所に位置していることができる。このようにしてこれらは側面５の或る部分の上を流れる反応ガス流を選択的に制御するようにすることができる。
【００３２】
この配置に加えてリブの大きさの選択、特にサセプターの胴部からの突き出した部分の選択も同じく重要である。ちなみに突き出した部分と成長した材料の厚さの間には或る割合が存在する。
【００３３】
反応ガスを良好に制御するためには、第１のリブ８は第１の量だけ胴部２から突き出し、第２のリブ９は第２の量だけ胴部２から突き出していることが有利である。勿論この第１および第２の量は異なっていることができる。
【００３４】
突き出した部分の大きさの概念を得るためには、或るサセプターに対して高さが５００ｍｍであって、底部の直径が約３５０ｍｍである場合、試験された突起は１〜１０ｍｍであると簡単に云うことができる。
【００３５】
第３のリブが使用される場合、これらのリブは第１および第２の量とは異なった第３の量だけ胴部２から突き出していることができる。
【００３６】
さらに他の態様に従えば、本発明はまた少なくとも１個の反応室を有し、その中に上記の特徴をもった少なくとも１個のサセプターが配置されているエピタキシャル反応器に関する。
【００３７】
図１には本発明のエピタキシャル反応器の反応室が断面図で示されている。この図には特にガラス鐘１０および該ガラス鐘１０の内部に収納されたサセプター１が特徴的に示されている。
【００３８】
図２は図１の室の水平面Ａ−Ａに沿った部分的断面図である。断面はガラス鐘およびサセプターだけに限定されている。
【００３９】
図３は、図１の室の水平面Ｂ−Ｂに沿った部分的断面図である。断面はガラス鐘およびサセプターだけに限定されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明によるエピタキシャル反応器の反応室。
【図２】図１の室の水平面Ａ−Ａに沿った部分的断面図。
【図３】図１の室の水平面Ｂ−Ｂに沿った部分的断面図。
【図４】二組のリブを備えた本発明のサセプター。
【図５】リブをもたない図４のサセプターの胴部。
【図６】本発明のサセプターの第１の細片。
【図７】本発明のサセプターの第２の細片。
【図２】
2005503009.tif 000003
【図３】
2005503009.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2005503009.tif 000005
2005503009.tif 000006
2005503009.tif 000007
2005503009.tif 000008
2005503009.tif 000009
2005503009.tif 000010
2005503009.tif 000011
2005503009.tif 000012
2005503009.tif 000013
2005503009.tif 000014
2005503009.tif 000015
2005503009.tif 000016
2005503009.tif 000017
2005503009.tif 000018
2005503009.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005503009.tif 000020
2005503009.tif 000021
【国際調査報告】
2005503009.tif 000022
2005503009.tif 000023
2005503009.tif 000024